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汽车发动机多级火花塞的结构设计及建模组装

摘要

汽车发动机中火花塞是尤为重要的组成部分，其对汽车性能会产生重要影响。发动

机燃机的火花塞大多是单个有效电极，因此火花塞会出现一个跳火焰核，影响发动机

部混合气体的燃烧，这样的单点点火的效率较低，也会对发动机输出能力产生负面影

响。

随着科技的进步，越来越多的学者投身于点火装置的研发，提高点火的效率。电子

点火系统技术有了巨大的提升，多级火花塞应运而生。已有实践证明，多级火花塞和单

极火花塞相比，前者击穿电压更低，因此当发动机部的混合气体比较稀薄时，其也能

使发动机正常运转。

本文对多级火花塞结构进行分析，并查阅了大量的资料，了解火花塞的制造技术，

把控制造成本，设计出满足需求的火花塞，实现火花塞的高能点火。在进行高能多级火

花塞设计时，以市面上的主流火花塞作为参考，改变侧电极的形状，设置为盘龙柱状,

依据点火间隙设置三个断点，并将多间隙的侧电极镶嵌在绝缘体里，使其能够满足多次

跳火的设计要求，并且从方案的设计，对中心电极材料的选用分析和直径的大小分析设

计，从火花塞绝缘体裙部的散热分析对比。

关键词：火花塞；侧电极；点火间隙；选材

目录

摘要1

第1章绪论5

1.1选题意义5

1.2高能多级火花塞的发展现状5

1.3设计的可行性6

1.4技术与功能要求7

1.4.1技术要求7

1.4.2功能要求7

第2章设计方的分析8

2.1现今火花塞分析8

2.2方案的整体设计6

2.2.1方案对比分析9

第3章火花塞选材与设计11

3.1金属壳体的设计11

3.2中心电极功能分析与选材11

3.3点火功能分析9

3.4绝缘体功能分析9

3.5绝缘体部分结构设计10

3.5.1绝缘体部分选用材料15

3.6火花塞间隙的设计12

第4章火花塞整体建模组装14

4.1火花塞零件建模14

4.2火花塞整体三维模型16

第5章结果与讨论17

参考文献18

第1章绪论

1.1选题意义

汽车火花塞是汽车发动机尤为重要的组成部分，对汽车的性能会产生重要影响，汽

车火花塞甚至会影响整个行业的发展。这类零件的工作条件非常恶劣，在正常运转时需

要承受较大的机械磨损和电负荷，因此其工作状态和新旧程度对汽车动力、燃油的经济

性、机械寿命都会产生较大的影响。因此针对火花塞工作状态的检查和维修是汽车领域

研究的重点，通过对火花塞的检查和维护能够延长发动机的使用寿命，也能使汽车动力

性和经济性得以提升，在这样的背景下，多级火花塞应运而生。这类设备能使汽车发动

机的工作效率进一步提高。目前，多级火花塞的应用范围较窄，没有得到广泛的推广,

但是相信在未来高能这类设备必然是该领域发展的趋势。高级火花塞能够提高汽车发动

机的工作性能，促进汽车行业的快速发展。

火花塞也是汽车发动机点火系统中尤为重要的组成部分，所以火花塞需要满足汽车

行业的制造和使用规范等等

本文设计了高级火花塞，这类火花塞将普通火花塞作为主体。改变了侧电极的形状,

将设置为盘龙柱状，依据点火间隙设置三个断点，并将多间隙的侧电极镶嵌在绝缘体里。

火花塞在正常运转时，电火花会逐次实现电极的击穿，由此能帽满足多次跳火的设计要

求，能够使混合的气体燃烧的速度加快，也能尽量节油，积极的响应我国节能减排的要

求。

1.2高能多级火花塞的发展现状

近年来，我国科技飞速发展。因为火花塞对汽车的性能会产生重要影响，为了提高

火花塞的点火性能，各国学者投身于该领域开展大量试验，电子类点火系统应运而生。

这种电子点火系统让火花塞能够将电极间的点火间隙扩大，也能使火花塞具有更多的能

量，因此电子类的多极火花塞受到了市场的推崇。

本文通过查阅大量的文献资料发现，多极火花塞能够提高火花塞工作时点火相关限

度，其与单间隙击穿相比，可以满足所需求的更低的击穿电压，当汽车部的发动机气

缸的混合气体比较稀薄时，也能维持正常运转，并且具有较高的工作效率。

早在21世纪初期，就已经有研究人员对双火花塞点火技术开展