[發明專利]用于混合動力發動機的火花塞及部件和防絕緣體開裂方法

在審

• 申請號: 202310584999.8
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116505380A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李耀;杜德魁
• 申請（專利權）人: 濰柴火炬科技股份有限公司
• 主分類號: H01T13/20
• 分類號: H01T13/20;H01T13/38;H01T21/02
• 代理公司: 株洲湘知知識產權代理事務所(普通合伙) 43232
• 代理人: 王宏

用于混合動力發動機的火花塞及部件和防絕緣體開裂方法，所述火花塞包括絕緣體和金屬殼體，中心電極和接線螺桿，絕絕緣體與點火線圈護套配合連接，并在絕絕緣體體內有延軸線形成的軸孔；絕絕緣體具有靠近后端側的大圓柱體部，大圓柱體部在軸向上的高度在30mm以上；絕緣體還具有保持在金屬殼體內部的小圓柱部，且小圓柱部的直徑與金屬殼體的螺紋部直徑的比值設置在0.62以上。通過控制火花塞絕緣體與金屬殼體的直徑比，以及控制突出金屬殼體螺紋部外絕緣體裙部與中心電極的體積比，以控制兩個方面的參數提高火花塞的耐電壓能力和防止絕緣體裙部前端直線不開裂。

技術領域

本發明涉及到一種提高火花塞整體性能的方法，尤其是指一種直徑小于M12mm，且應用于高壓縮比工況環境的小型火花塞的耐電壓水平和防止絕緣體裙部開裂的方法及火花塞；屬于發動機零配件中的火花塞制作技術領域。

背景技術

近年來隨著排放指標的日益嚴苛，尤其是油耗和氮氧化合物指標的日益嚴苛，發動機多采用混合動力的技術路線實現低油耗，不再追求所謂的升功率，這類混合動力發動機的主要特點為超高的壓縮比、增壓比、高廢氣再循環率（EGR率）以及高能點火，帶來了發動機著火困難、火花塞放電電壓進一步提高以及火花塞壽命降低等困難，現有的火花塞在應對以上變化時出現了點火不可靠，絕緣體擊穿，耐久性不佳等問題。另外，混合動力發動機的高廢氣再循環率（EGR率）還帶來了高強度的冷熱沖擊，使火花塞暴露在發動機燃燒室內部的絕緣體有受冷熱沖擊開裂的風險。

另一方面，隨著發動機技術的發展，尤其是近年來新能源混合動力車的不斷改進，混合動力發動機越來越小型化發展，由此所提供給火花塞的安裝位置變得越來越小，因此火花塞尺寸也變得越來越小；而且對于混合動力中發動機不再追求所謂的升功率，這類發動機的主要特點為超高的壓縮比、增壓比、高廢氣再循環率（EGR率）以及高能點火，因此壓縮比越來越高，混合氣的擊穿電壓也升高。

綜合以上兩個因素，火花塞絕緣體耐電壓能力以及機械強度受到了巨大的挑戰，往往發生火花塞耐電壓不夠，或絕緣體裙部突出的直線部分開裂等問題；很有必要對此加以改進。

經過檢索，尚未發現有相關的專利技術文獻報道，最為相接近的專利文獻有以下幾個：

1、中國專利申請號為CN201720523628.9的文獻公開了一種火花塞保護套及大缸徑燃氣發動機，主要涉及發動機技術領域。該火花塞保護套包括保護套本體、第一彈性安裝座、彈性件以及緊固連接件，保護套本體包括主體部與預燃部，主體部與預燃部固定連接，預燃部內具有預燃空腔，主體部內開設有容置孔，容置孔與預燃空腔連通，預燃部開設有第一通氣孔，第一通氣孔將預燃空腔與外界連通。但是火花塞保護套雖能夠將發動機壓縮比大大提高，可并沒有解決火花塞自身因此帶來的前述問題。

2、專利號為CN201020219945.X，名稱為“凸臺型貴金屬火花塞”的發明專利申請，該專利公開了一種凸臺型貴金屬火花塞，包括接線螺桿、絕緣體、殼體、中心電極和側電極，中心電極點火端有一層貴金屬，特征是與中心電極點火端相對應位置的側電極上有圓形凸臺，在該凸臺上焊有鉑金屬層，該貴金屬通過電阻焊接后，再通過激光直接融化在側電極基體上形成一種冶金結合層，通過沖壓的方法，貴金屬冶金結合層流向凸臺的頂端，形成電極的跳火端面，解決了點火性和長壽命的問題。該專利所提供的火花塞雖成本低、無極性效應、良好的消焰作用、點火電壓低，適用與更高的壓縮比，增壓發動機可靠點火，發動機空燃比范圍寬廣，適應稀薄燃燒，冷啟動性能好，減少發動機的抖動，運行更平穩，火花塞可以延長壽命，但并未考慮火花塞因為壓縮比提升，而體積更小自身帶來的前述問題。