專利名稱：一種直流高壓電電壓擊穿點火的火花塞的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及火花塞技術領域，特指一種直流高壓電電壓擊穿點火的火花塞。
背景技術：
目前在內燃機的點火系統中，有傳統點火系統、電子點火系統和微機控制點火系統，在微機控制點火系統中，點火信號發生器識別各氣缸壓縮上止點并將得到的信號送給ECU，ECU同時接收其它傳感器發出的信號并進行綜合計算，從而得到點火信號，該信號經放大后控制點火線圈的初級繞組的導通和斷開，從而在次級繞組產生點火高壓電，即放電點火引燃氣缸內的燃料。發動機由電火花點火后，混合氣的燃燒首先是經過引燃誘導期，然后再進入猛烈燃燒期，即混合氣在發動機氣缸內燃燒不是瞬時的，而是需要一定的時間，因此，混合氣的點火有一個最佳點火提前角，然而目前火點塞的點火均為瞬時點火，這種技術存在以下缺陷1、點火時間短，燃料不能充分燃燒；2、點火時高壓電電流不穩定，產生電弧小，火花小；3、混合氣燃燒時間長；4、最佳點火提前角角度變化大；5、不能發出最大的功率。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對現有技術的不足提供一種結構簡單、點火時間長、火花強、能使燃料充分燃燒、提高輸出功率的直流高壓電電壓擊穿點火的火花塞。
為實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的它包括體殼、絕緣體，體殼的下端外緣成型有螺牙，絕緣體套接于體殼上，其特征在于所述的火花塞還包括中心電極和導電體，中心電極和導電體安裝于絕緣體中心，所述的絕緣體內還設有一導體玻璃，導體玻璃的兩端分別與中心電極和導電體電性連接，中心電極的另一端則延伸至絕緣體下端處，直流高壓電源的正負極分別與中心電極和氣缸上的活塞電極電性連接。
所述活塞電極為安裝于活塞表面并與中心電極配合的金屬電極。
所述的絕緣體安裝有中心電極的一端底部成型有至少一圈凸緣。
所述的絕緣體與直流高壓電源電性連接的一端設有接線頭和密封環。
所述的絕緣體上設有內墊圈和密封圈，內墊圈和密封圈分別安裝于絕緣體與體殼的套接處。
本實用新型的火花塞的中心電極安裝于絕緣體中心并與直流高壓電源的正極電性連接，而直流高壓電源的負電極則電性連接到氣缸或活塞上，它是利用直流高壓電壓一定的空氣壓力、溫度、距離范圍內會出現擊穿電流，產生電弧點燃可燃混合氣這一原理而制作的；當活塞運動至離火花塞的中心電極距離小于預設的電壓擊穿距離時，在中心電極與活塞之間即產生電弧，所產生的電火花點燃可燃混合氣，使可燃混合氣燃燒。綜上所述，本實用新型具有以下優點1、在活塞電極距離中心電極小于預設的放電距離時，火花塞的中心電極與活塞電極之間則不停產生電弧點火，點火時間長，此種方法點火時電火花強；2、火花塞點火時，從電火花點燃混合氣進入誘導燃燒期至猛烈燃燒期，火花塞的中心電極與活塞電極之間不停產生電弧輔助可燃混合氣燃燒，混合氣燃燒的速度比其它方法點火的燃燒速度更快，燃燒更加完全；3、活塞運動至上止點處時所產生的電火花最強，輔助混合氣在猛烈燃燒期燃燒，燃燒更加充分，排放的尾氣污染更少，更加環保；4、最佳點火提前角比使用其它方法點火的最佳點火提前角要小，提高輸出功率。
附圖1為本實用新型的結構示意圖附圖2為本實用新型的火花塞插入在氣缸上的結構示意圖附圖3為本實用新型的直流高壓電電壓擊穿點火系統的電路原理圖具體實施方式
實施例見附圖1、2、3，它包括體殼1、絕緣體2、中心電極3和導電體4，導電體4為一導電金屬片，體殼1下端外緣成型有螺牙5，火花塞通過螺牙5螺接固定于氣缸21上，所述的絕緣體2套接于體殼1上，中心電極3和導電體4安裝于絕緣體2的中心，所述的絕緣體2內還設有一導體玻璃6，導電體4和中心電極3位于絕緣體2內部的一端分別螺旋連接在導體玻璃6上，導體玻璃6將導電體4和中心電極3電性連接起來，導體玻璃6同時對火花塞起密封作用，防止混合氣通過中心電極3與絕緣體2之間的間隙泄漏出去。
所述的中心電極3的另一端則延伸至絕緣體2的下端7處并略微凸出，以方便中心電極3和活塞電極9之間的配合，發生擊穿電流，產生電弧，絕緣體2此處的底部成型有兩圈凸緣12，凸緣12能有效防止中心電極3對氣缸壁或活塞電極9以外的其它零件放電，避免火花塞發生意外點火。
所述的中心電極3與活塞電極9配合，兩者構成一對放電電極，活塞電極9為安裝于活塞表面20并與中心電極3相對應的金屬電極。
所述的絕緣體2的末端設有接線頭8，接線頭8與導電體4電性連接，導電體4通過接線頭8與直流高壓電源的正極電性連接，直流高壓電源的負極則與氣缸體21電性連接，由于氣缸體與活塞是電性導通的，因此，直流高壓電源的負極相當于與活塞上的活塞電極9電性連接。
所述的絕緣體2上設有內墊圈11和多層密封圈，內墊圈11和密封圈分別安裝于絕緣體2與體殼1的套接處，內墊圈11和密封圈能有效防止其漏氣。
本實用新型的火花塞工作時，在內燃機工作時會在火花塞的中心電極3和氣缸體21上加一隨時可以調整且穩定的直流高壓電電壓，活塞與氣缸體21是電性導通的，則相當于直流高壓電源的負極電性連接到活塞上的活塞電極9。在活塞從下止點往上止點運動的過程中，當活塞快要到上止點時，活塞電極9距離火花塞的中心電極3的距離小于或等于直流高壓電電壓的擊穿距離時，中心電極3與活塞電極9之間發生擊穿電流，產生電弧，火花塞點火；在活塞越過上止點并往下止點運動的過程中，活塞電極9與火花塞的中心電極3的距離開始變大，當其距離大于直流高壓電電壓的擊穿距離時，中心電極3與活塞電極9之間則無法產生擊穿電流，無法產生電弧點火，點火結束。
火花塞的點火分為有效點火和無效點火兩種。其中，有效點火是在活塞把可燃混合氣體從下止點往上止點方向壓縮的過程中，當活塞運動至直流高壓電電壓的擊穿距離內時，直流高壓電電壓發生擊穿電流，產生電弧，點燃混合氣，混合氣進入導燃期，混合氣點燃后進入猛烈明顯燃燒期，此時，火花塞上的中心電極3與活塞電極9的距離仍處于直流高壓電電壓的有效擊穿距離之內，因此，中心電極3與活塞電極9之間仍繼續產生電弧，連接點火，使混合氣燃燒更充分，燃燒速度更快，直至活塞運動至直流高壓電電壓的擊穿距離外，至此，火花塞停止點火；無效點火是在活塞把廢氣從下止點往上止點方向壓縮，進行排氣的過程中，活塞電極9進入直流高壓電電壓的有效擊穿距離內，火花塞的中心電極3與活塞電極9之間產生電弧，無效點火開始，這時進氣門開始打開，由于氣缸內的廢氣仍有一定的壓力，進氣管中有一定的負壓，因此有一部分廢氣排放進氣管中，接著活塞越過上止點開始往下止點方向運動，此時，進氣管中仍有一定的負壓，當活塞繼續向下運動至氣缸內的氣壓與進氣管內的壓力相等時，進氣管才開始進氣，且首先進入氣缸的是排氣過程中排放到進氣管的廢氣，此時，活塞向下運動已使活塞電極9至中心電極3的距離超過其有效電壓擊穿距離，火花塞已停止放電，無電弧產生，此過程中火花塞的點火為無效點火。當然，為使內燃機在火花塞無效點火時工作更加安全，可加設一個無效點火結束的信號送給噴油ECU，當ECU接收到火花塞無效點火結束的信號時才開始噴油，使其工作更加可靠安全。
在不同的內燃機中，氣缸直徑大小不同，對安裝火花塞的空間大小亦不同，因此，對火花塞的體積要求亦不一樣，火花塞在工作中承受的最高直流高壓電電壓亦不一樣，承受的額定擊穿電壓值亦不一樣。
所述的火花塞的額定擊穿電壓值是指火花塞安裝在氣缸蓋上，內燃機在工作中氣缸里產生的最高溫度、最高壓力和最低溫度、最低壓力的溫度和壓力變化環境里，在火花塞的中心電極3到氣缸體及其它零件(活塞電極9除外)之間所能承受的最高直流高壓電電壓而不發生擊穿電流的電壓值。火花塞在工作中為了防止活塞運動行程未到達指定的位置時，火花塞的中心電極3對氣缸體或者其它零件(活塞電極9除外)發生擊穿電流，產生電弧誤點火，這是不允許的，所在根據內燃機需要的最大提前角所需要的最高直流高壓電電壓值只能在火花塞的額定擊穿電壓值的80％以內工作，以保證其工作安全可靠。
所述的直流高壓電電壓是由計算機控制的，圖3所示的控制系統為四氣缸內燃機的控制系統，它包括計算機computer及其接口、傳感器、輸出穩定交流高壓電電壓的點火線圈的次級繞組、可調節和控制點火線圈的初級繞組及控制其導通和斷開的頻率和電流的三極管Q1、Q2、Q3、Q4、整流和濾波二極管D1、D2、D3、D4、蓄存直流高壓電能電容C1、C2、C3、C4、檢測點火時所需的電流、時間并判斷火花塞是否發生故障的線圈L1、L2、L3、L4、點火變壓器T1、T2、T3、T4，計算機是該系統的核心，它的存貯器ROM中存有監控自查程序以及該車型各種工況的優化點火提前角的數據，CPU對其工況進行檢測判斷，查找最佳點火拉前角，控制點火線圈輸出相應的高壓電電壓。
在內燃機起動后，計算機收到內燃機轉速達到點火要求的信號即讀出起動點火數據，計算并輸出可調的高頻率數字電壓波形控制Q1、Q2、Q3、Q4的導通和斷開，控制點火線圈初級繞組的電流，次級線圈輸出可調穩定的交流高壓電，交流高壓電通過整流二極管后成為直流高壓電電壓并分別蓄存于C1、C2、C3、C4，點火線圈V1、V2、V3、V4輸出其電壓，并將檢測電壓送給計算機進行監測。計算機同時還接收各傳感器所檢測的信號，并將其進行綜合計算，如轉速傳感器檢測到的內燃機轉動一周所需的時間和通過L1、L2、L3、L4檢測到的點火所需的時間，計算機計算出各個氣缸點火時的最佳提前角，從而調整直流高壓電電壓的大小，使火花塞在最佳點火提前角點火。
以上所敘僅是本實用新型的較佳實施例，當然，所述的直流高壓電源的正極亦可電性連接至活塞電極9，其負極則電性連接至中心電極3，凡依本實用新型申請專利范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或裝飾，均包括于本實用新型申請專利范圍內。
權利要求1.一種直流高壓電壓擊穿點火的火花塞，它包括體殼(1)、絕緣體(2)，體殼(1)的下端外緣成型有螺牙(5)，絕緣體(2)套接于體殼(1)上，其特征在于所述的火花塞還包括中心電極(3)和導電體(4)，中心電極(3)和導電體(4)安裝于絕緣體(2)的中心，所述的絕緣體(2)內還設有一導體玻璃(6)，導體玻璃(6)的兩端分別與中心電極(3)和導電體(4)電性連接，中心電極(3)的另一端則延伸至絕緣體(2)下端處，直流高壓電源的正負極分別與中心電極(3)和氣缸上的活塞電極(9)電性連接。
2.根據權利要求1所述的直流高壓電壓擊穿點火的火花塞，其特征在于所述活塞電極(9)為安裝于活塞表面(20)并與中心電極(3)配合的金屬電極。
3.根據權利要求1所述的直流高壓電壓擊穿點火的火花塞，其特征在于所述的絕緣體(2)安裝有中心電極(3)的一端底部成型有至少一圈凸緣(12)。
4.根據權利要求1所述的直流高壓電壓擊穿點火的火花塞，其特征在于所述的絕緣體(2)與直流高壓電源電性連接的一端設有接線頭(8)。
5.根據權利要求1所述的直流高壓電壓擊穿點火的火花塞，其特征在于所述的絕緣體(2)上設有內墊圈(11)和密封圈，內墊圈(11)和密封圈分別安裝于絕緣體(2)與體殼(1)的套接處。
專利摘要本實用新型涉及火花塞技術領域，特指一種直流高壓電電壓擊穿點火的火花塞，它包括體殼、絕緣體、中心電極和導電體，絕緣體套接于體殼上，中心電極和導電體安裝于絕緣體中心，導體玻璃電性連接中心電極和導電體，中心電極的另一端則延伸至絕緣體下端處，本實用新型的火花塞具有點火時間長、火花強、燃燒速度更快、燃燒更加完全、排放的尾氣污染更少，更加環保、最佳點火提前角要小，輸出功率大的優點。
文檔編號H01T13/20GK2907005SQ20062005891
公開日2007年5月30日 申請日期2006年5月16日 優先權日2006年5月16日
發明者覃政財 申請人:覃政財