[发明专利]并串极多间隙节能环保火花塞

说明书

技术领域

本发明属于汽油或燃气内燃机的配件，尤其是一种并串极多间隙节能环保火花塞。

技术背景

目前国内外火花塞中，大多数是单点“点火”，即单中心电极结构的火花塞，也有使用多极火花塞的。单中心电极火花塞，只有一个“点火”点，它虽然能实现点火任务，但由于点火强度弱、可靠性差，致使发动机气缸内混合气燃烧不充分。多侧电极火花塞，由于多个侧电极均为并联式，且各跳火间隙不可能制作得完全均等，只能从一个距离最近的间隙跳火，实现不了多个侧电极与一个中心电极同时连续跳火的目的，即在跳火性能上实为单极跳火，仍存有致使混合气燃烧不充分的缺陷。还有一些多极火花塞，企图在火花塞陶瓷端部设置多个电极，即一个中心电极和多个辅助电极，这种过于理想化的设计，在实际应用中，无论是寿命还是性能，还不如单极火花塞，对其弊端的分析，已经在本人申请并授权公告的“品字形多极节能环保火花塞”专利中进行了具体阐述。

本人申请并授权公告的“品字形多极节能环保火花塞”专利，其专利号为：ZL200820016309.X，请参阅图1，虽然能够实现多电极跳火的功能，而且还具有点火可靠、燃烧充分、节省能源、减少污染和增强发动机动力等优点。但是，由于中心电极、桥接式中心电极均为圆柱形，根据导体尖端放电原理得知，就相对地增大了火花塞电极的放电难度；又由于该专利的两中心电极因受绝缘瓷件大小的限制，使用经济材质不可能做得很粗大，随着火花塞电极在发动机气缸内长时间放电损耗和受高温、高压混合气的烧蚀，加之本专利火花塞只有一个侧电极，各电极之间的有效点火间隙随之相对增大。所以，程度不同地影响了该专利火花塞点火的可靠性和使用过程中电极间隙的免调性。

发明内容

本发明的任务：是针对品字形多极节能环保火花塞上述缺欠，提供一种并串极多间隙节能环保火花塞的技术方案。该方案是：在原来单侧电极的基础上，再增加一个侧电极，变成两个并联的且保持一定间距的侧电极，具体中心电极、桥接式中心电极的设置及形状，将分别在第一和第二、第三、第四实施例中细述，中心电极、桥接式中心电极和两个并联式侧电极之间呈类似“丫”字形排列，这样使原来的两个放电间隙变成了三个，真正实现多间隙跳火的功能，从而大大提高了火花塞点火的可靠性和使用中的经济性及使用寿命。

本发明具有以下有益效果：一是提高了混合气燃烧的稳定性、可靠性。如第一和第三实施例中所述，由于圆柱形中心电极变为方扁形，使中心电极放电部位变为带棱角式尖端放电，致使混合气被电离的时间相对缩短，加快了混合气的燃烧速度，特别是在低负荷时，燃烧时间大幅度缩短，提高了怠速运转时的稳定性和高速运转时点火的可靠性；又如第三和第四实施例中所述，由于侧电极开了“V”或“U”形槽，降低了电极消焰作用，保证了有足够能量点燃混合气。研究表明，这种火花塞与普通火花塞相比，初期燃烧期将会缩短20％以上，主燃烧期也会将缩短10-15％以上，致使燃烧压力变化幅度减小。二是提高了点燃能力。普通单中心电极火花塞，当脉冲高电压在电极间隙中产生电火花后，并没有把全部能量用于点燃混合气，其中一部分热量被形成火花的中心电极和侧电极带走了，这样使得火花的温度和能量都降低了，由于这种冷却作用的存在，致使电弧所形成火种的点燃能量下降，甚至会被熄灭。本发明各个电极间产生的火花，均是直接暴露于混合气中，加之在第三、第四实施例中，又分别在侧电极上开了“V”或“U”形沟槽，不会出现火种因电极冷却作用，而被熄灭或点燃能量被电极带走的问题，致使点燃混合气的能量在不增大跳火间隙同时而大大增强，无论是发动机以何种转速运转特别是高速运转时，都能有足够的能量有效地点燃混合气，从而使混合气在极短的时间内充分燃烧，降低燃料消耗，减少排气污染，也更为当今发动机燃料稀薄化燃烧理论实现，提供了现实的、可能的和坚实的物质基础。初步试验得知，本发明使混合气可稀薄化约在15-40％，增加输出功率约10-25％，减少燃料消耗约10-30％，排气污染减少约40-70％。三是提高了点火线圈和高压线输出能量的利用效率。如第一实施例中所述，由于两中心电极由圆柱状改为方扁体状，即由R弧式放电变为棱角式尖端放电，特别是在第三、第四实施例中，又分别在侧电极上开了“V”或“U”形沟槽，增加了侧电极与中心电极的尖锐放电边缘，这样在不增大放电间隙的情况下，相对增大了火种形成火焰核的空间，同时，因火焰核与侧电极不是面接触，而是槽边两棱的点接触，进一步降低了击穿电压，从而降低了点火线圈和高压线的负荷，延长了其使用寿命。经试验得知，本发明能提高点火线圈、高压线输出能量利用效率15-25％，能降低电极间隙所需要的击穿电压在10-15％以上。四是提高了间隙的免调性。由于桥接式中心电极是夹于两侧电极之间，其与两侧电极之间就产生了两个可跳火的间隙，这样其就可以根据自身及两侧电极的烧蚀情况，寻找最短的跳火距离，左右轮流跳火，在其与两侧电极有效寿命期内，完全不用调整跳火间隙，减少了用户的维护成本。五是提高了火花塞使用寿命。由于增加了一个侧电极，特别是桥接式中心电极，是在两个侧电极之间轮流跳火，电极相对面积增大，从而减少了电极的烧蚀，特别是减少了侧电极的烧蚀，延长了火花塞的使用寿命。所以，本发明更能充分燃烧混合气，节省能源，减少尾气污染，提高发动机动力。从而，有效地实现了本发明的任务。