[发明专利]一种内燃机火花塞和使用该火花塞的点火方法

说明书

本发明涉及一种用于机动车辆和类似车辆的内燃机上的火花塞及使用该火花塞的点火方法。

本发明人等曾在日本专利申请公告“昭62-11471”中揭示了本发明人等研制的一种火花塞。在这种火花塞内，在接地电极的另一侧设有一点火槽，通向中心电极，这样，槽内的少量混合气体可首先点燃，从而在燃烧室的整个空间内很快地引起燃烧。

在这种已有技术中，虽然点火槽延伸到接地电极的自由端，且自由端向内弯曲以和中心电极的侧表面靠近而在两者之间形成一火花隙，但容纳（保持）混合气体的点火槽的容量从一端到另一端几乎相等，这样，点火能力被限制，无法进一步加强。

本发明的目的就是为了克服上述缺点，提供一种增强点火能力的火花塞及使用该火花塞的点火方法。

由于这一原因，本发明的火花塞中，面对着一中心电极的接地电极的自由端中部分地凹进，形成一容纳（保持）混合气体的凹口，凹口的容量随凹口内表面和中心电极侧表面之间的距离的增大而增大。

这样，一旦凹口边缘上的混合气体被火花隙内出现的火花点燃，点燃即延伸入凹口内使点火火种倍增从而使燃烧气体在一理想条件下在凹口内立即扩散。结果，不仅在凹口内混合气体的点燃被加速，而且在这种点火塞内所形成的次级点火火种的强度也比原有火花塞大大增加。因此，引起燃烧的时间大大缩短，燃烧气体增强得如此之多以致其周围的混合气体也被点燃。凹口内的点火火种以无级方式快速增长，从而使燃烧气体随之扩展。这样，与传统的火花塞相比，在点火过程中能量的损失可通过平衡点火的强度和凹口的深度而大大减小。

为了能更清楚地理解本发明，现参照附图对火花塞的结构和功能进行描述，其中：

图1为本发明火花塞主要部分的纵向截面图;

图2为如图1所示的同一火花塞的整体视图;

图3为如图1所示的同一火花塞的底部视图;

图4为如图1所示的同一火花塞主要部分的局部放大图;

图5为如图1至4所示的火花塞变化形式的底部视图;

图6为如图1至4所示的火花塞另一种变化形式的底部视图;

图7为本发明另一种火花塞主要部分的纵向截面图;

图8为如图7所示的同一火花塞的底部视图;

图9为本发明又一种火花塞主要部分的纵向截面图;和

图10为如图9所示同一火花塞的底部视图;

图中，序号8表示活塞的位置，但活塞在上述各图中未示出。

由于火花塞必须牢固地固定在发动机机座上，如图2所示，在火花塞的外部有一在顶部附近带有公螺纹的导电金属外壳1。一包围在连接火花塞端子3的引线和一圆柱形中心电极4外的陶瓷绝缘体2，由金属外壳1紧紧固定住。一对由金属外壳的延伸部分构成的矩形截面接地电极5，5，在中间近似成直角地向中心电极4弯曲。这样，就在中心电极4的侧表面4a和接地电极5，5的末端5a之间形成一火花隙。

如图3底部视图所示，在接地电极5，5的末端5a处有容纳混合气体的V形槽7，使槽的边缘能跨越接地电极的整个宽度。同时，截面面积，亦即槽7每单位长度上的容量随槽内侧和中心电极侧表面之间的距离的增大而无级增加。

接地电极5，5的自由端5a开有一V形槽，当通过引线端3在中心和接地电极之间加上一高电压时，就会在火花隙6内出现电火花。亦即，在火花隙内产生了火焰源（种）或初始点燃火种，首先点燃了在V形槽7边缘处的混合气体。当点燃进入槽内时，由于容量随与中心电极4距离的增大而无级增大，燃烧也无级扩大，倍增了次级点火源（点燃火种）。这样，燃烧室内的整个混合气体迅速燃烧从而引起强烈的爆炸。

下表所示为在大阪市几乎是同一条路线上所进行的两次试验的结果，试验中所用的车辆是无负载的普通卡车（1300cc，4循环，4汽缸），分别用本发明的火花塞和市场销售的普通火花塞进行试验，两个试验都是在最大速度保持在60公里/小时，平均速度在40-60公里/小时的情况下进行的。

表

燃料消耗    行驶里程    燃料效率    效率比值

本发明火花塞    11.78升    109公里    9.25公里/升    130.6%

市场销售火花塞    16.10升    114公里    7.08公里/升    100.0%