专利名称：双瓷环极倒弧火花塞的制作方法
双瓷环极倒弧火花塞涉及汽油发动机点火系统领域。它由中央环(片)状陶瓷电极、环状陶瓷侧电极等组成。由于两环电极的特殊结构及位置关系，使点火瞬间能够产生倒园台侧面积样的360°电弧帘幕。因而点火效果好，显著增加了发动机动力，节约了燃油。广泛用于装用汽油机的汽车、摩托车及工程机械。
现有的火花塞一般分为单极和多极式两种单极式火花塞的侧电极长于中心电极，且其放电区恰好被侧电极遮挡(从火花塞电极端看去)，因为侧电极的宽度尺寸与中心电极的直径基本相当，特别是装车后由于燃烧室内的火花塞凹坑较深，又形成了不利于火焰传播的情况。因此，失火率高，有效点火能量小，致使发动机动力下降，油耗增加。
现有的多极火花塞其结构特征是多个(一般为三个)侧电极末端同时弯向中心电极，为获得较均匀的放电间隙，较宽厚的侧电极端部制成以中心电极轴线为中心的弧形。这样虽然解决了放电间隙的正面遮挡问题，却产生了放电火花的侧面遮挡，且放电火花与混合气的实际接触面积小。点火效果仍不理想。另外，无论何种火花塞中心及侧电极均为金属结构，它有很强的点火灭弧作用(通常称为“消炎”作用，下文同此)；且中心电极多为单柱状，放电时只能产生一个火焰中心，无法使同质等量的混合气发挥出最佳的作功效能。
通过上述分析，提出本发明，目的在于克服一般火花塞放电瞬间侧电极对放电火花的遮挡作用，而降低了点火效能；克服了传统火花塞只能在柱状中心电极附近产生放电火花而形成一个较小的火焰中心的缺陷；克服了传统火花塞因金属电极的“消炎”作用而不得不减小放电间隙的缺陷，而提出一种，既能使点火能量得到有效利用，又能产生360°范围和大间距的放电状态，点燃更稀混合气的一种全新的长寿命环保节能火花塞--双瓷环极倒弧火花塞。
本发明的技术特征为在传统的火花塞瓷体放电端的绝缘瓷体端面上高温喷涂一层导电陶瓷，形成中央环(片)电极，将一定几何形状的较大导电瓷环镶嵌在传统火花塞放电端的金属外壳上；两环形电极的相对位置关系为中央环(片)电极放电环楞所在平面低于环状侧电极放电环楞所在平面(火花塞竖向放置，瓷体在上的位置，下文同此)两平面同垂直于火花塞轴线，且两环形电极的环形回转轴线与火花塞轴线重合。环(片)电极的外径小于环状侧电极的内径，两环之间沿火花塞横截面方向形成一定的均匀的环形间隙；沿火花塞轴向亦设置一定的间隙。这样，放电瞬间将在两环形电极之间形成倒园台状360°范围的火花帘幕或360°范围的多束放电火花，大大改善了点火性能。另一方面，因环(片)电极和环状侧电极为导电陶瓷材料，其特点是耐腐蚀、抗电蚀，故火花塞的使用寿命长；因其绝热性能好，故电极的“消炎”作用弱，点火可靠；电极温度高，自净作用好，抗污染性强；因此陶瓷为多晶陶瓷，其材料表面形成许多微观“峰芒”(晶状颗粒形成许多尖点)，故易于电子发射(尖端放电)，实现了大间隙放电结构。环状侧电极可由绝缘瓷环表面喷涂导电陶瓷而成或直接用导电陶瓷制成。由于中央环(片)电极低于环状侧电极，因而点火放电时的电子发射方向恰好与传统火花塞的电子流向相反，故称为倒弧。
本发明的工作过程为发动机工作时，点火系初级电路断开的瞬间，点火线圈便产生了高电压，加在火花塞的两个环形电极之间，当电压上升到火花塞间隙击穿电压时，火花塞间隙中的气体被电离产生电弧(电火花)点燃混合气，使发动机作功。由于中央环(片)电极与环状侧电极之间存在一个均匀的放电间隙，即在高电压下中央环(片)电极与环状侧电极之间形成一个等场强的放电区，在放电瞬间强大电流(几十安培)的作用下，一旦产生电弧，便形成一个环形帘幕状360°放电台面或一个较大的电弧区，增大了点火面积，缩短了火焰中心形成的时间，并可点燃较稀的混合气，使发动机动力增大，油耗降低。
因此，本发明有如下特点<1>、由于中央环(片)电极与环状侧电极在直径方向上设计的尽可能最大化，使点火瞬间形成尽可能大的点火区，特别是导电陶瓷材料的微观“峰芒”(晶状颗粒形成尖端放电)易于放电和陶瓷材料的导热性能差--高温易于电子发射和陶瓷电极很弱的“消炎”作用均使两环形电极放电间隙进一步增大，并可在360°范围放电，且放电可靠。<2>、由于中央环(片)电极和环状侧电极的特殊设计，保证了放电电极之间的废气能可靠扫除干净，降低了失火率。<3>、由于中央环(片)电极和环状侧电极与缸内高温气体接触面积明显增大，加之陶瓷材料的绝热性好，故电极的温度高，自净作用好；火花塞的抗污染性强。<4>、陶瓷电极的耐腐蚀性强，电蚀作用小，故本火花塞的使用寿命成倍增长。
本发明有如下附图附
图1为本发明的结构原理示意图附图1中1、火花塞中心瓷体；2、中央环(片)电极；3、环状侧电极；4、金属壳体。
结合附图对本发明的结构原理详述如下如图1，在传统火花塞瓷体的放电端瓷体端面上喷涂一层0.20-0.60mm厚的导电陶瓷，经适当磨削后形成双瓷环极倒弧火花塞的中央环(片)电极2；将特制较大的导电瓷环镶嵌在火花塞金属外壳的放电端并挤压(或滚压)固定，形成双瓷环极倒弧火花塞的环状侧电极3。金属外壳与传统的火花塞金属外壳相似，其不同点在于，使放电端稍有加长，并车削出内环槽，用以镶入环状侧电极3。中央环(片)电极2和环状侧电极3放电端面的回转轴线同位于火花塞的轴线上，且与火花塞轴线相垂直。这样，两电极的放电楞之间便形成了一个倒台锥样的放电区。当火花塞两电极在击穿电压的作用下，存在于两电极间的气体，被电离放电，形成倒台锥样的360°范围火花帘幕或360°范围的多束火花，点燃混合气，使发动机活塞作功。由于放电火花的全部裸露，和360°范围点火，混合气燃烧速度加快，发动机爆发力增大，特别适用于点燃较稀的混合气，节能效果明显。
根据多次长时间装车试验，其节油达到5％～8％，发动机动力增加10％以上，有害气体排放显著下降。
权利要求
1.一种双瓷环极倒弧火花塞由火花塞金属外壳4、中央环(片)电极2、环状侧电极3及火花塞瓷体1等组成，其特征在于导电陶瓷制成的环状侧电极3，镶嵌在金属壳体4的火花塞放电端环槽内，中央环(片)电极2是在传统火花塞瓷体的放电端瓷体端面上喷涂导电陶瓷而成；两电极放电环楞回转轴线与火花塞轴线相重合，且两环放电环楞所在平面与该轴线垂直；中央环(片)电极2的平面低于环状侧电极3的平面(火花塞竖向放置，放电端向下位置)；放电瞬间可形成倒台锥状的360°范围放帘幕或360°范围的多束火花。
2.根据权利要求1所述的双瓷环极倒弧火花塞，其特征在于中央环(片)电极2经高温喷涂后适当磨削而成；一定几何形状的环状侧电极3可由绝缘瓷环表面喷涂导电陶瓷而成，或直接用导电陶瓷制成。
全文摘要
双瓷环极倒弧火花塞涉及汽油发动机点火系统领域。它由中央环(片)电极2、环状侧电极3等组成；中央环(片)电极2的外径小于环状侧电极3的内径，且两电极不在同一平面内，使得点火瞬间能够产生倒台锥形的360°范围放电帘幕或多束火花。因此，点火效果显著改善，提高了发动机动力，降低了油耗，改善了尾气排放，且使用寿命成倍增长，广泛用于装用汽油机的汽车、摩托车及工程机械。
文档编号F02P13/00GK1563697SQ20041003032
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月15日 优先权日2004年3月15日
发明者任淑萍, 李玉生 申请人:任淑萍, 李玉生