專利名稱：火星塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種火星塞，特別是有關(guān)一種使車輛燃油效能提升的火星塞。
背景技術(shù)：
習(xí)知火星塞1，如

圖1所示。絕緣陶瓷4包覆有中心電極2，其可防止高壓電短路或漏電。絕緣陶瓷4裝有石棉密封材料與銅套，使絕緣陶瓷4與殼體3間完全密合防止引擎壓力泄漏。絕緣陶瓷4設(shè)有兩環(huán)狀導(dǎo)電極51、52。其中，第一導(dǎo)電極51的端緣501低于中心電極2的端緣201。第二導(dǎo)電極52的下緣位置設(shè)置與外殼3的端面301齊平。
如圖2所示，在引擎7燃燒室9中，提供三重電弧火花，x、y、z。其分別形成在中心電極2端緣201與第一導(dǎo)電極51的端緣501間、外殼3與第二導(dǎo)電極52間，以及兩導(dǎo)電極51、52之間。特別是，呈錐狀的絕緣陶瓷4，使x、y電弧火花呈弧線放電，且z的電弧火花為一水平線。
由于，習(xí)知火星塞1的電弧火花呈現(xiàn)弧線的情況，實(shí)質(zhì)上將會(huì)影響到火星塞1的點(diǎn)火效率。特別是，引擎7在高速的轉(zhuǎn)速下，混合氣進(jìn)入燃燒室9的時(shí)間相對(duì)極短。習(xí)知火星塞1點(diǎn)火速率比直線慢的情況下，勢(shì)必造成部分燃油無法完全燃燒的情況。換言之，燃油未經(jīng)燃燒而排出，不但造成汽油浪費(fèi)，也是全球環(huán)境空氣劣質(zhì)化的原因。
此外，因?yàn)殪F化的油氣或油泥容易滲入間隙6內(nèi)的緣故，十分容易影響呈水平電弧火花z的點(diǎn)火，甚至發(fā)生短路而使燃油有效燃燒率下降。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明人遂設(shè)計(jì)一種火星塞，其電弧火花均呈直線的最短路徑。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種中心電極，其由一本體及一頂部構(gòu)成，這個(gè)頂部由本體的一端徑向延伸而成，且頂部設(shè)計(jì)成一圓錐狀。
本發(fā)明的目的是提供至少一可供轉(zhuǎn)動(dòng)的附電極，不僅提供點(diǎn)火形成電弧火花，更具有減少火星塞氧化的速率。
本發(fā)明的目的是在外殼端緣提供一具有特定角度的斜面。
本發(fā)明的目的是提供一種至少具有一～三圈滿滿360度的高壓電弧火花。
本發(fā)明的目的是在有限的汽缸容積下，大幅度地提升燃油有效燃燒率，增加汽油的利用率，進(jìn)而減少全球空氣環(huán)境的污染。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明提供一種火星塞，供一引擎燃燒室點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生動(dòng)力，其包含一外殼，具有一內(nèi)孔；以及一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極，裝置于該內(nèi)孔，陶瓷絕緣體與外殼保持一間隙；其中中心電極具有一本體及一頂部，該頂部由本體一端徑向延伸而成。
本發(fā)明還提供一種火星塞，包含一外殼，具有一內(nèi)孔；一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極，外圓周設(shè)有至少一凹槽，陶瓷絕緣體設(shè)置于內(nèi)孔并與外殼保持一間隙；以及至少一附電極，附電極實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物，套置于凹槽中；其中中心電極具有一本體及一頂部，頂部由本體一端徑向延伸而成。
本發(fā)明又提供一種火星塞，包含一電熱傳導(dǎo)外殼，具有一內(nèi)孔；一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極并設(shè)置于該內(nèi)孔，陶瓷絕緣體外圓周設(shè)有至少一凹槽并與外殼保持一間隙；以及至少一附電極，附電極實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物并可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于凹槽中。
附圖簡單說明圖1為繪示已知火星塞局部剖視示意圖；圖2為繪示圖1裝設(shè)于引擎燃燒室點(diǎn)火的狀態(tài)示意圖；圖3為繪示本發(fā)明第一實(shí)施例圖；圖4為繪示本發(fā)明圖3的局部剖視立體示意圖；圖5為繪示本發(fā)明第二實(shí)施例圖；
圖6為繪示本發(fā)明圖5的局部剖視立體示意圖；圖7為繪示本發(fā)明第三實(shí)施例圖；圖8為繪示本發(fā)明圖7的局部剖視立體示意圖；圖9為繪示本發(fā)明圖3裝設(shè)于引擎燃燒室進(jìn)氣混合氣流動(dòng)示意圖；圖10為繪示本發(fā)明圖3引擎壓縮時(shí)混合氣流動(dòng)分布示意圖；圖11為繪示本發(fā)明圖5裝設(shè)于引擎燃燒室的狀態(tài)示意圖；圖12為繪示本發(fā)明圖7裝設(shè)于引擎燃燒室的狀態(tài)示意圖；圖13為繪示本發(fā)明另一實(shí)施例圖；圖14為繪示本發(fā)明又一實(shí)施例圖。
主要組件符號(hào)說明已知技術(shù)1火星塞2中心電極201端緣3外殼301端面4絕緣陶瓷5導(dǎo)電極51第一導(dǎo)電極52第二導(dǎo)電極501端緣6間隙7引擎8活塞9燃燒室x、y、z電弧火花本發(fā)明10～50火星塞101～401螺帽102～402螺牙103～403內(nèi)孔104～404間隙12～42外殼121斜面122端緣14～44陶瓷絕緣體16～46中心電極161、261、361本體162、262、362頂部23附電極231、431第一附電極232、432第二附電極235、335花紋24陶瓷絕緣體241～441凹槽205～505電弧火花206～506電弧火花207、507電弧火花17引擎18活塞19燃燒室實(shí)施方式以下進(jìn)一步說明本發(fā)明的各實(shí)施例及其實(shí)施方式。
如圖3、4所示，其繪示本發(fā)明產(chǎn)生一電弧火花的第一實(shí)施例圖。本發(fā)明的火星塞10，主要包含一外殼12、一陶瓷絕緣體14及一中心電極16。外殼12內(nèi)設(shè)有一內(nèi)孔103，外殼12后半段的外圍具有螺牙102，陶瓷絕緣體14的尺寸會(huì)隨著螺牙102的牙距而改變。陶瓷絕緣體14包覆一中心電極16并裝置于內(nèi)孔103中，其與外殼12保持有一間隙104。其中，本發(fā)明的中心電極16為一本體161及一頂部162構(gòu)成，此頂部162由本體161一端徑向延伸而成。其它結(jié)構(gòu)與習(xí)知相似，在此不另贅述。
于本實(shí)施例中，中心電極16較佳為一體成形的結(jié)構(gòu)，且頂部162為一圓錐狀的頭部。又，頂部162延徑向方向凸伸于陶瓷絕緣體14之外。換言之，頂部162的直徑長度略大于陶瓷絕緣體14的外徑。
此外，陶瓷絕緣體14的端面高度，亦即與中心電極16的頂部162接觸處，高于外殼12之外。而這外殼12至高點(diǎn)處具有一端緣122，換句話說，陶瓷絕緣體14的端面高度高于此端緣122的高度。外殼12從端緣122處向外形成一傾斜的斜面121。
然而，設(shè)計(jì)這個(gè)斜面121的好處，實(shí)質(zhì)上可以便利于引導(dǎo)燃油的氣流。如圖9所示，本發(fā)明的火星塞10的斜面121完全暴露于燃燒室19中。當(dāng)氣體(及燃油)進(jìn)入燃燒室19時(shí)(如箭頭所示)，具有某一角度的斜面121，會(huì)增加霧化的燃油氣體快速分布，進(jìn)而加速與已經(jīng)點(diǎn)火形成的電弧火花接觸、燃燒。這是不具任何角度的已知火星塞無法比擬的。本實(shí)施例中，此斜面121較佳的角度包含10～70度角，最佳為45度角。
本實(shí)施例的高壓電弧火花，形成在端緣122與中心電極16最接近點(diǎn)間的最短路徑。意即，火星塞10放電時(shí)，會(huì)在此最短路徑形成一連續(xù)面，如圖10所示。火星塞10會(huì)在這個(gè)連續(xù)面上產(chǎn)生滿滿一圈電弧火花105。根據(jù)上述斜面122的角度，這里的連續(xù)面與水平線間的角度，應(yīng)與斜面121的角度相同。
如圖5、6所示，其繪示本發(fā)明第二較佳實(shí)施例，供分別產(chǎn)生三電弧火花的火星塞。本發(fā)明的火星塞20，主要包含一外殼20、一陶瓷絕緣體24以及二個(gè)附電極23。其中，外殼20具有一內(nèi)孔203，其外側(cè)下半段設(shè)有螺牙202，陶瓷絕緣體24的尺寸隨螺牙202的牙距大小而改變。陶瓷絕緣體24包覆一中心電極26，其外圓周設(shè)有二凹槽241。陶瓷絕緣體24設(shè)置于內(nèi)孔203中并與外殼22保持一間隙204。此二附電極23實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物，套置于二凹槽241中。本發(fā)明的中心電極26具有一本體261及一頂部262，此頂部262由本體261一端徑向延伸而成。于本實(shí)施例中，中心電極26較佳為一體成形，且頂部262呈一圓錐形的頭端。
特別是，這些附電極23實(shí)質(zhì)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地套置于凹槽241中。其中，第二附電極232套設(shè)的高度高于外殼22的端面高度。若第一、第二附電極231、232等距地配置于火星塞20的頭端，形成的電弧火花也是等距的。中心電極26的頂部262徑向凸伸于陶瓷絕緣體24之外。換言之，頂部262的直徑大于陶瓷絕緣體24的外徑。而且，本實(shí)施例的兩附電極231、232的直徑必須大于陶瓷絕緣體24的外徑。
需特別說明的是，此兩個(gè)附電級(jí)231、232，會(huì)使火星塞20的陶瓷絕緣體24不容易附著油氣、油泥。主要利用引擎17燃燒室19內(nèi)所形成的強(qiáng)大氣流(如活塞18的往覆運(yùn)動(dòng)等)，使其如同軸承般轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生離心力，進(jìn)而甩掉影響火星塞2短路的油泥與過濃的油氣。基此，本發(fā)明的火星塞20氧化或老化的機(jī)率明顯降低，并增加使用壽命。尤其是，本發(fā)明火星塞20的附電極23表面更具有紋路235，供增加氣流的受風(fēng)面積(或增加風(fēng)阻)。如此一來，本發(fā)明的第一、第二附電極231、232更容易轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，其紋路可為直紋、斜紋235或雙斜紋335(如圖5、7所示)，可視實(shí)際狀況而設(shè)計(jì)。
以下即說明本實(shí)施例在引擎中，形成電弧火花的情形，如圖11所示。本發(fā)明的第一、第二附電極231、232，可分別產(chǎn)生滿滿三圈電弧火花，即c電弧火花205、d電弧火花206及e電弧火花207。根據(jù)基本電學(xué)原理，電流有尖端放電的特性，并且會(huì)優(yōu)先選擇以最低電阻形成回路。因此，c電極火花205形成在第一附電極231上外圓周與中心電極24的一最短路徑。d電極火花206形成在第一及第二附電極231、232最外圓周間的一最短路徑。e電極火花207形成在第二附電極232下外圓周與外殼22的一最短路徑。這些最短路徑實(shí)質(zhì)上均為一直線。而e的電弧火花207在此最短路徑實(shí)質(zhì)上與水平線最佳成一45度夾角，然此角度包含10～70度角。
由此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使火星塞20點(diǎn)火速度最快、燃油的「有效燃燒率」也達(dá)最高。也因此，改變了習(xí)知內(nèi)燃機(jī)一陳不變的「汽缸容積」(即高壓電火花與引擎燃燒室容積)的比率。本發(fā)明這種突破性的設(shè)計(jì)，相對(duì)提升汽油的有效燃燒率，亦即，相對(duì)減少燃油浪費(fèi)與全球環(huán)境空氣的劣質(zhì)化。
本發(fā)明的第三實(shí)施例，是提供二重高壓電弧火花，如圖7、8所示。本實(shí)施例是將第二實(shí)施例的附電極設(shè)置成一單一附電極33，其它構(gòu)造同第二實(shí)施例，在此不另贅述。然而，需特別說明的是，本實(shí)施例的電弧火花形成的位置。此單一附電極33分別產(chǎn)生一a及一b電弧火花305、306，請(qǐng)同時(shí)參考圖12。此a電弧火花305形成在單一附電極33上外圓周與中心電極36的一最短路徑。b電極火花306形成在單一附電極33下外圓周與外殼32的一最短路徑。其中，這些最短路徑亦為一直線，b電弧火花306的最短路徑與水平線最佳成45度夾角，且至少包含10～70度角。
另外，再介紹本發(fā)明第四實(shí)施例，如圖13所示。本發(fā)明火星塞40，主要包含一具電熱傳導(dǎo)外殼42、一陶瓷絕緣體44及一單一附電極43。其中，此一電熱傳導(dǎo)外殼42亦具有一內(nèi)孔403，外殼外側(cè)設(shè)有螺牙402。陶瓷絕緣體14的尺寸會(huì)隨著螺牙102的牙距而改變。陶瓷絕緣體44包覆一中心電極46并設(shè)置于內(nèi)孔403中。陶瓷絕緣體44外圓周設(shè)有一凹槽441并與外殼42保持一間隙404等。此單一附電極43實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物并可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于凹槽441中。并且，此附電極43套置的高度高于外殼42的端面高度。
需強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例的特征中心電極46實(shí)質(zhì)上為一棒狀。陶瓷絕緣體44凹槽441中，設(shè)有可供轉(zhuǎn)動(dòng)的單一附電極43。附電極43的直徑必須略大于陶瓷絕緣體44的外徑，目的是為與外殼42或中心電極46容易形成點(diǎn)火，原理同上文所述。本實(shí)施例中，主要提供兩電弧火花405、406(如圖13的短線部分，但整體觀之時(shí)為滿滿兩圈的電弧火花)。此兩電弧火花405、406原則上均具某一角度。然而，這里的電弧火花406角度與前三個(gè)實(shí)施例設(shè)置的角度相同。
本發(fā)明的另一實(shí)施例，為第四實(shí)施例中再增加一附電極，如圖14所示。本火星塞50主要提供三重電弧火花505、506及507(圖式中繪示有短線，但整體觀之時(shí)為滿滿三圈的電弧火花)?；?，本實(shí)施例即將中心電極設(shè)計(jì)成棒狀，并且要形成三圈電弧火花時(shí)，即可參考本實(shí)施例的設(shè)計(jì)。然而，其它相關(guān)細(xì)節(jié)、構(gòu)造或?qū)嵤┓绞剑?qǐng)同時(shí)參考本發(fā)明第二及第四實(shí)施例，在此不吝贅述。此外，上述兩實(shí)施例中，不論單一附電極43或雙附電極53，表面亦設(shè)有紋路，供增加燃燒氣流的受風(fēng)面積或受風(fēng)阻力面積。
綜上所述，本發(fā)明第一～五實(shí)施例中，附電極材質(zhì)最佳為鈦合金(Tialloy)；中心電極的材質(zhì)最佳為鎳-鐵合金(Ni-Fe alloy)或其它前瞻材料。外殼即一般鐵質(zhì)材料(Fe)，提供電或熱傳導(dǎo)功能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的規(guī)范，若任何他人所完成的技術(shù)實(shí)體或方法與下述的申請(qǐng)專利范圍所定義為完全相同，或是為一種等效的變更，均為被視為涵蓋于此專利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種火星塞，供一引擎燃燒室點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生動(dòng)力，其包含一外殼，具有一內(nèi)孔；以及一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極，裝置于該內(nèi)孔，陶瓷絕緣體與外殼保持一間隙；其中中心電極具有一本體及一頂部，該頂部由本體一端徑向延伸而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火星塞，其特征在于，陶瓷絕緣體的端面高度高于外殼之外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火星塞，其特征在于，中心電極的頂部徑向凸伸于陶瓷絕緣體的外圓周。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火星塞，其特征在于，中心電極為一體成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火星塞，其特征在于，外殼端部更設(shè)有一向外傾斜的斜面，該斜面具有一端緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的火星塞，其特征在于，斜面完全暴露于引擎燃燒室中，供燃燒室的燃油燃燒的汽流更順暢。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的火星塞，其特征在于，端緣與中心電極最近的點(diǎn)會(huì)形成一連續(xù)面，連續(xù)面將產(chǎn)生一電弧火花。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的火星塞，其特征在于，連續(xù)面與水平線成45度夾角。
9.一種火星塞，包含一外殼，具有一內(nèi)孔；一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極，外圓周設(shè)有至少一凹槽，陶瓷絕緣體設(shè)置于內(nèi)孔并與外殼保持一間隙；以及至少一附電極，附電極實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物，套置于凹槽中；其中中心電極具有一本體及一頂部，頂部由本體一端徑向延伸而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極實(shí)質(zhì)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地套置于凹槽中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極套設(shè)的高度高于外殼的一端面高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，中心電極的頂部徑向凸伸于陶瓷絕緣體的外圓周。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，中心電極為一體成型。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極的外徑略大于陶瓷絕緣體的外徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求9、10、11或14所述的火星塞，其特征在于，附電極表面具有至少一紋路，供增加燃燒汽流的受風(fēng)面積。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極材質(zhì)包含一鈦合金(Ti alloy)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極包含一單一附電極，供分別產(chǎn)生一a及一b電弧火花。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火星塞，其特征在于，a電弧火花形成在單一附電極上外圓周與中心電極的一最短路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18項(xiàng)所述的火星塞，其特征在于，最短路徑實(shí)質(zhì)上為一直線。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火星塞，其特征在于，b電極火花形成在單一附電極下外圓周與外殼的一最短路徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火星塞，其特征在于，最短路徑實(shí)質(zhì)上與水平線成一45度夾角。
22.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火星塞，其特征在于，附電極包含一第一附電極及一第二附電極，供分別產(chǎn)生一c、一d及一e電弧火花。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火星塞，其特征在于，c電極火花形成在第一附電極上外圓周與中心電極的一最短路徑。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火星塞，其特征在于，d電極火花形成在第一及第二附電極最外圓周間的一最短路徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的火星塞，其特征在于，最短路徑實(shí)質(zhì)上為一直線。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火星塞，其特征在于，e電極火花形成在第二附電極下外圓周與外殼的一最短路徑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的火星塞，其特征在于，最短路徑實(shí)質(zhì)上與水平線成一45度夾角。
28.一種火星塞，包含一電熱傳導(dǎo)外殼，具有一內(nèi)孔；一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極并設(shè)置于該內(nèi)孔，陶瓷絕緣體外圓周設(shè)有至少一凹槽并與外殼保持一間隙；以及至少一附電極，附電極實(shí)質(zhì)上為一環(huán)狀物并可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于凹槽中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，附電極套置的高度高于外殼的一端面高度。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，中心電極實(shí)質(zhì)上為一棒狀者。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，附電極的外徑略大于陶瓷絕緣體的外圓周。
32.根據(jù)權(quán)利要求28、29、31或32所述的火星塞，其特征在于，附電極表面具有至少一紋路，供增加燃燒汽流的受風(fēng)面積。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，附電極材質(zhì)包含一鈦合金(Ti alloy)。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，附電極包含一單一附電極，供分別產(chǎn)生兩部分或兩整圈電弧火花。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，附電極包含一第一附電極及一第二附電極，供分別產(chǎn)生三部分或三整圈電弧火花。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的火星塞，其特征在于，中心電極材質(zhì)包含鎳-鐵合金(Ni-Fe alloy)。
全文摘要
一種火星塞，供一引擎燃燒室點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生動(dòng)力，包含一外殼，其具有一內(nèi)孔；以及一陶瓷絕緣體，包覆一中心電極，裝置于內(nèi)孔中，陶瓷絕緣體與外殼保持有一間隙。其中，中心電極具有一本體及一頂部，頂部由本體一端徑向延伸而成；本發(fā)明可大幅度提升引擎燃油的有效燃燒率，增加汽油的利用率，進(jìn)而減少全球空氣環(huán)境的劣質(zhì)化。
文檔編號(hào)H01T13/20GK1941530SQ20051010570
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者廖晨君 申請(qǐng)人:廖晨君