一种火花塞及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种火花塞及发动机。


背景技术：

2.在现有的火花塞装配中，火花塞装配需要严格按照力矩把紧，若不按照力矩把紧将会导致火花塞漏气，烧结到火花塞衬套或缸盖上，损坏发动机。这就需要采用特定的工具才能完成装配，例如力矩扳手。但是，在部分情况下，没有空间来使用诸如力矩扳手等工装。同时，甚至还有操作人员不使用力矩扳手直接依靠经验把紧。另外，采用力矩扳手装配火花塞，受制于火花塞螺纹以及安装孔螺纹精度影响，存在装配力矩不准的问题，并且部分操作人员操作不规范，不按照规定力矩把紧也无法查核。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种火花塞及发动机，上述火花塞能够使得操作人员更加方便地完成火花塞装配，同时能够避免因人为失误忘记把紧、力矩未达到要求等问题的发生，且能最大程度的保证装配力矩的精度。
4.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
5.一种火花塞，包括：
6.壳体，所述壳体包括依次连接且中心线重合的扳手段、中间段、检测段以及安装段，所述扳手段用于与扳手配合，所述安装段的外表面具有安装螺纹，用于装配连接，所述检测段的外径尺寸以及所述安装段的外径尺寸小于所述中间段的外径尺寸，所述中间段的外表面与检测段的外表面通过安装面连接，所述安装面与所述中间部的中心线垂直；
7.压力检测模块，所述压力检测模块安装于所述安装面上、且环绕所述检测段设置；
8.检测报警模块，所述检测报警模块安装于所述中间段临近所述扳手段的外表面上，所述检测报警模块与所述压力检测模块信号连接。
9.可选地，所述压力检测模块包括传感器体、传感器座以及压电片，所述传感器体固定于所述安装面上且环绕所述检测段设置，所述传感器体远离所述安装面的一侧具有环绕所述检测段的安装槽，所述压电片呈环状且安装于所述安装槽底面，所述传感器座呈环状、且位于
·
所述安装槽内与所述压电片接触，所述传感器座距所述安装面最远的表面与所述传感器体距所述安装面最远的表面平齐。
10.可选地，所述压力检测模块还包括用于阻挡所述传感器座脱出的环状压板，所述环状压板位于所述传感器座和所述传感器体远离所述安装面一侧的外边缘处且与所述传感器体固定，所述传感器座远离所述安装面一侧距所述安装面的距离大于所述环状压板远离所述安装板一侧距所述安装面的距离。
11.可选地，所述检测报警模块包括供电电源、全桥测量电路、检测单元以及报警单元；
12.所述全桥测量电路包括四个连接端，两个相邻的连接端分别与供电电源的正极和
负极连接，另外两个连接端均与所述压电片电连接；
13.所述供电电源的正极和负极与所述压电片连接；
14.所述检测单元用于检测所述压电片上测试电流，以及根据所述测试电流判断装配力矩是否达到目标力矩，并在装配力矩达到目标力矩时输出报警信号；
15.所述报警单元与所述检测单元信号连接、且与所述供电电源电连接，用于在接收到报警信号时进行报警。
16.可选地，所述报警单元包括蜂鸣器和/或指示灯组；
17.所述蜂鸣器用于在接收到所述报警信号时发出声音报警；
18.所述指示灯组包括电源指示灯、工作指示灯以及未工作指示灯；
19.电源指示灯，用于供电电源与报警单元通电时点亮；
20.所述工作指示灯，用于在接收到报警信号时点亮；
21.所述未工作指示灯，用于在未接收到报警信号时点亮。
22.可选地，所述安装槽的底部具有至少一个连接孔，所述压电片与所述全桥测试电路和所述供电电源通过穿过所述连接孔的连接导线电连接。
23.可选地，所述中间段的外表面具有沿其自身中心线方向延伸的凹槽，所述检测报警模块以及所述连接导线位于所述凹槽内。
24.可选地，所述壳体包括沿其中心线方向延伸的安装通孔，所述安装通孔包括位于所述安装段的第一通孔、位于所述中间段的第二通孔以及位于所述扳手段的第三通孔，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径和第三通孔的直径；其中，
25.所述火花塞还包括位于所述安装通孔内的火花塞正极、连接弹簧和固定套、以及位于所述壳体外侧的火花塞负极；其中，
26.所述火花塞正极与所述第一通孔配合安装，所述火花塞正极上的第一电极端子由所述第一通孔远离所述第二通孔的一端露出；
27.所述火花塞负极与所述壳体的外侧连接，包括与所述第一电极端子相对设置第二电极端子，所述第二电极端子与所述第一电极端子之间具有间隙；
28.所述固定套一端与所述火花塞正极远离所述火花塞负极的一侧相抵，所述固定套的另一端的外侧壁与所述第三通孔的侧壁相连接；
29.所述连接弹簧位于所述固定套内、且与所述火花塞正极连接。
30.可选地，所述扳手段为六方段。
31.本实用新型还提供一种发动机，包括上述技术方案中提供的任意一种火花塞。
32.本实用新型实施例的有益效果：
33.本实用新型实施例提供一种火花塞及发动机，该火花塞中包括壳体以及安装于壳体上的压力检测模块和检测报警模块，壳体包括依次连接的扳手段、中间段、检测段以及安装段，检测段的外径尺寸以及安装段的外径尺寸小于中间段的外径尺寸，中间段的外表面与检测段的外表面通过安装面连接，安装面与中间部的中心线垂直，由于压力检测模块安装于安装面上，检测报警模块安装于中间段临近扳手段的外表面上，在进行上述火花塞的装配时，壳体的安装面与火花塞的载体之间可以垫有火花塞垫片，能够通过普通扳手与壳体的扳手段配合，使得壳体的安装段拧进火花塞载体的安装孔中，则安装面上的压力检测模块能够与火花塞垫片相接触，压力检测模块检测到火花塞垫片施加的压力，随着安装段
与火花塞载体上的安装孔之间拧紧力的增大，火花塞垫片作用在压力检测模块上的力也越大，压力检测模块将检测到的压力转化为压电信号传送给检测报警模块，当检测报警模块根据压电信号的大小判断出火花塞的装配力矩达到目标力矩时，说明火花塞装配到位，检测报警模块可以进行报警，提醒操作人员可以停止拧紧。上述火花塞中，由于通过压力检测模块和检测报警模块配合工作，可以不通过力矩扳手，只通过普通的扳手就能够完成火花塞的装配，使得操作人员更加方便地完成火花塞装配，同时检测报警模块的报警功能能够有效地保证火花塞装配的正确性，并且方便进行查核，避免出现忘记把紧、力矩未达要求等装配问题，同时，能够直接测量的火花塞垫片与火花塞之间的压力，能够最准确的获取装配力矩，解决了传统采用力矩扳手装配存在误差的问题，最大程度的保证装配力矩的精度。
附图说明
34.图1为本实用新型实施例提供的一种火花塞的结构示意图；
35.图2为本实用新型实施例提供的一种火花塞的截面图；
36.图3为本实用新型实施例提供的一种压力检测模块的结构示意图；
37.图4为本实用新型实施例提供的一种传感器体的结构示意图；
38.图5为本实用新型实施例提供的一种压电片的结构示意图；
39.图6为本实用新型实施例提供的一种安装面的结构示意图；
40.图7为本实用新型实施例提供的一种全桥测量电路的结构示意图；
41.图8为本实用新型实施例提供的一种检测报警模块的结构示意图；
42.图9为本实用新型实施例提供的一种工作流程图；
43.图10为本实用新型实施例提供的一种壳体的平面示意图；
44.图11为本实用新型实施例提供的一种壳体的截面图；
45.图12为本实用新型实施例提供的一种扳手段的平面图。
46.图标：
47.11-壳体；111-扳手段；112-中间断；113-检测段；114-安装段；e-第一通孔；f-第二通孔；g-第三通孔；115-第三螺纹孔；116-凹槽；117-第五螺纹孔；12-火花塞正极；13-火花塞负极；14-固定套；15-连接弹簧；2-压力经检测模块；21-传感器体；211-安装槽；212-第一螺纹孔；213-连接孔；22-压电片；23-传感器座；24-环状压板；241-导线孔；3-检测报警模块；31-电源指示灯；32-工作指示灯；33-未工作指示灯；34-第四螺纹孔；4-火花塞垫片。
具体实施方式
48.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.请参考图1和图2，本实用新型提供一种火花塞，包括：
50.壳体11，壳体11包括依次连接且中心线相同的扳手段111、中间段112、检测段113以及安装段114，扳手段111用于与扳手配合，安装段114用于装配连接，安装段114的外表面具有安装螺纹，检测段113的外径尺寸以及安装段114的外径尺寸小于中间段112的外径尺
寸，中间段112的外表面与检测段113的外表面通过安装面连接，安装面与中间部的中心线垂直；
51.压力检测模块2，压力检测模块2安装于安装面上、且环绕检测段113设置；其中，压力检测模块可以用于检测安装面处受到的压力并输出压电信号；
52.检测报警模块3，检测报警模块3安装于中间段112临近扳手段111的外表面上，检测报警模块3与压力检测模块2信号连接；其中，检测报警模块3可以用于根据压力检测模块2输出的压电信号的大小判断火花塞在装配时是否把紧，并在火花塞把紧时进行报警。
53.本实用新型实施例提供的火花塞中，包括壳体11以及安装于壳体11上的压力检测模块2和检测报警模块3，壳体11包括依次连接的扳手段111、中间段112、检测段113以及安装段114，检测段113的外径尺寸以及安装段114的外径尺寸小于中间段112的外径尺寸，中间段112的外表面与检测段113的外表面通过安装面连接，安装面与中间部的中心线垂直，由于压力检测模块2安装于安装面上，检测报警模块3安装于中间段112临近扳手段111的外表面上，在进行上述火花塞的装配时，壳体11的安装面与火花塞的载体之间可以垫有火花塞垫片4，能够通过普通扳手与壳体11的扳手段111配合，使得壳体11的安装段114拧进火花塞载体的安装孔中，则安装面上的压力检测模块2能够与火花塞垫片4相接触，压力检测模块2检测到火花塞垫片4施加的压力，随着安装段114与火花塞载体上的安装孔之间拧紧力的增大，火花塞垫片4作用在压力检测模块2上的力也越大，压力检测模块2将检测到的压力转化为压电信号传送给检测报警模块3，当检测报警模块3根据压电信号的大小判断出火花塞的装配力矩达到目标力矩时，说明火花塞装配到位，检测报警模块3可以进行报警，提醒操作人员可以停止拧紧。上述火花塞中，由于通过压力检测模块2和检测报警模块3配合工作，可以不通过力矩扳手，只通过普通的扳手就能够完成火花塞的装配，使得操作人员更加方便地完成火花塞装配，同时检测报警模块3的报警功能能够有效地保证火花塞装配的正确性，并且方便进行查核，避免出现忘记把紧、力矩未达要求等装配问题，同时，能够直接测量的火花塞垫片与火花塞之间的压力，能够最准确的获取装配力矩，解决了传统采用力矩扳手装配存在误差的问题，最大程度的保证装配力矩的精度。
54.其中，上述目标力矩为采用标准力矩扳手对火花塞进行装配，火花塞拧紧装配到位时，得到的装配力矩。
55.上述实用新型实施例中，如图3、图4和图5所示，上述压力检测模块2可以包括传感器体21、传感器座23以及压电片22，传感器体21固定于安装面上且环绕检测段113设置，传感器体21远离安装面的一侧具有环绕检测段113的安装槽211，压电片22呈环状且安装于安装槽211底面，传感器座23呈环状、且位于安装槽211内与压电片22接触，传感器座23距安装面最远的表面与传感器体21距安装面最远的表面平齐。其中，传感器座可以采用专用的传感器钢材料。
56.在火花塞拧紧的过程中，火花塞垫片4作用在上述压力检测模块2上的压力通过传感器座23传递给压电片22，压电片22受力后电阻会发生变化，火花塞垫片作用在传感器座23上的压力越大，压电片22接受的力也就越大，压电片22的电阻变化越大，通过压电片22电阻的变化能够实现对火花塞垫片作用的压力的检测。
57.在一种具体的实施方式中，如图3所示，上述压力检测模块2还可以包括用于阻挡传感器座23脱出的环状压板24，其中，环状压板24位于传感器座23和传感器体21远离安装
面一侧的外边缘处且与传感器体21固定，传感器座23远离安装面一侧距安装面的距离大于环状压板24远离安装板一侧距安装面的距离。通过环状压板24能够挡住传感器座23，防止传感器座23从安装槽211内脱出。
58.在一种具体的实施方式中，上述传感器体21和环状压板24可以通过螺栓25与壳体11的安装面进行固定连接，如图3所示。具体地，如图4和图6所示，传感器体21上具有多个第一螺纹孔212，环状压板24上可以具有与第一螺纹孔212一一对应的第二螺纹孔，可以通过螺栓穿过第一螺纹孔212和第二螺纹孔与壳体11的安装面上的第三螺纹孔115连接。
59.上述实用新型实施例中，检测报警模块3可以包括供电电源、全桥测量电路、检测单元以及报警单元；
60.其中，如图7所示，全桥测量电路包括四个连接端，两个相邻的连接端(连接端a和连接端b)分别与供电电源的正极和负极连接，另外两个连接端(连接端c和连接端d)均与压电片22电连接；供电电源的正极和负极还与压电片22连接；检测单元可以用于检测压电片22上测试电流以及根据测试电流判断装配力矩是否达到目标力矩，并在装配力矩达到目标力矩时输出报警信号；报警单元与检测单元信号连接、且与供电电源电连接，用于在接收到报警信号时进行报警。
61.上述检测报警模块3与压力检测模块2配合，能够基于压电测量压力的原理，测量火花塞与火花塞垫片之间的压力，通过测试压力能够实现力矩的测量，当装配力矩达到目标力矩要求后，能够进行报警，提示操作人员。
62.上述检测报警模块3中的检测单元可以根据测试电流计算出压电片22受到压力的大小，即测得火花塞与火花塞垫片之间的检测压力，通过此检测压力与目标压力值进行对比，若检测压力达到目标压力的数值，则说明装配力矩达到目标力矩，则发出报警信号。
63.其中，上述目标压力为在火花塞的装配力矩达到目标力矩的情况下火花塞与火花塞垫片之间的压力。在采集目标压力的过程中，可以采用标准力矩扳手对火花塞标定，在拧紧力达到要求的情况下，检测火花塞与火花塞垫片之间的压力信号，获得目标压力，将此数值作为检测单元的压力检测标准值。此后，所有的火花塞均可以选用该数值作为基准进行检测。
64.在一种具体地实施方式中，上述报警单元可以包括蜂鸣器和/或指示灯组；
65.其中，蜂鸣器可以用于在接收到报警信号时发出声音报警，提醒操作人员火花塞已经安装到位；
66.其中，如图8所示，上述指示灯组可以包括电源指示灯31、工作指示灯32以及未工作指示灯33；电源指示灯31可以用于供电电源与报警单元通电时点亮；工作指示灯32可以用于在接收到报警信号时点亮；未工作指示灯33可以用于在未接收到报警信号时点亮。上述指示灯组能够提醒工作人员火花塞的装配状态。
67.在一种具体地实施方式中，检测单元和报警单元的具体工作流程可以如图9所示，具体可以为以下步骤：
68.s901：开始检测压力信号，未工作指示灯32点亮；
69.s902：检测压力信号是否达到目标压力值，若是则运行s903，若否则返回s901；
70.s903：压力信号是否持续大于目标压力值3s，若是则运行s904，若否则返回s901；
71.s904：检测报警信号，若接收到报警信号，蜂鸣器报警3s。
72.s905：检测报警信号，若接收到报警信号，工作指示灯32点亮。
73.在一种具体地实施方式中，上述电源指示灯31、工作指示灯32和未工作指示灯33的发光颜色可以不同。例如，电源指示灯31可以为黄色灯、工作指示灯32可以为绿色灯，未工作指示灯33可以为红色灯。
74.上述实用新型实施例中，如图4所示，安装槽211的底部可以具有至少一个连接孔213，上压电片22与全桥测试电路和供电电源通过穿过连接孔213的连接导线电连接。例如，如图5所示，压电片22上设置有导向孔，导线可以直接通过导线孔241焊接至压电片22上。
75.在一种具体地实施方式中，如图1和图10所示，上述中间段112的外表面具有沿其自身中心线方向延伸的凹槽116，检测报警模块3以及连接导线位于凹槽116内，能够方便检测报警模块3的安装和导线的排线。其中，检测报警模块3可以通过螺栓固定在壳体11上，具体地，如图8所示，检测报警模块3上具有第四螺纹孔34，如图10所示，凹槽116内具有与第四螺纹孔34对应的第五螺纹孔117，螺栓可穿过第四螺纹孔34和第五螺纹孔117。实现对检测报警模块3的固定。
76.上述实用新型实施例中，如图1和图11，上述壳体11可以为一体式外壳结构设计，壳体11还可以包括沿其中心线方向延伸的安装通孔，安装通孔可以包括位于安装段114的第一通孔e、位于中间段112的第二通孔f以及位于扳手段111的第三通孔g，第二通孔f的直径大于第一通孔e的直径和第三通孔g的直径；其中，火花塞还包括位于安装通孔内的火花塞正极12、连接弹簧15和固定套14、以及位于壳体11外侧的火花塞负极13；火花塞正极12可以与第一通孔e配合安装，火花塞正极12上的第一电极端子由第一通孔e远离第二通孔f的一端露出；火花塞负极13可以与壳体11的外侧连接，包括与第一电极端子相对设置第二电极端子，第二电极端子与第一电极端子之间具有间隙；固定套14一端可以与火花塞正极12远离火花塞负极13的一侧相抵，固定套14的另一端的外侧壁与第三通孔g的侧壁相连接，连接弹簧15位于固定套14内、且与火花塞正极12连接。外部输入高压电能能够通过连接弹簧15输送至火花塞正极12，实现火花塞的点火。其中，固定套14可以通过固定胶与壳体11固定连接。
77.在一种具体实施方式中，第一通孔e可以为如图11所示的阶梯孔，能够使得火花塞正极12配合卡合在阶梯孔内，避免火花塞正极12从壳体11内脱出。
78.在一种具体地实施方式中，如图12所示，上述扳手段111可以为六方段，方便扳手与壳体11的扳手段111进行配合，实现对火花塞的装配。
79.本实用新型还提供一种发动机，包括上述技术方案中提供的任意一种火花塞。
80.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。