專利名稱：采用新密封材料冷鉚邊的火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及強(qiáng)制點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞，尤其涉及一種采用新的密封材料并用冷鉚邊工藝組裝的火花塞。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)具有高轉(zhuǎn)速、大功率、高壓縮比等特點(diǎn)，氣缸內(nèi)可燃?xì)怏w燃燒時(shí)所產(chǎn)生的巨大壓力(約100巴)要求火花塞具有極其良好的密封性能，以防止氣體泄漏導(dǎo)致功率降低。按ISOl 1565 2006關(guān)于火花塞熱態(tài)密封性能試驗(yàn)的規(guī)定，火花塞在其電極周圍介質(zhì)溫度為(200±10) °C、氣壓差為2±0. 2MPa時(shí)，其總泄漏量應(yīng)不超過2ml/min。這對(duì)火花塞組裝提出極高的要求，是火花塞制造工藝的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵和主要難點(diǎn)。目前，世界各國(guó)生產(chǎn)的火花塞，按其組裝工藝可分為兩大類，一類是以德國(guó)BOSCH·為代表的熱鉚邊工藝；另一類是以日本NGK、美國(guó)champion為代表的裝粉冷鉚邊工藝。前者參見圖1，包括絕緣體部件I、殼體部件2、內(nèi)密封墊圈3、接線螺桿I. I、瓷絕緣體I. 2、玻璃導(dǎo)體密封劑I. 3、中心電極I. 4、殼體2. I、地電極2. 2、包邊口 2. 3、膨脹槽2. 4，前者(參見圖I)的組裝方法是將絕緣體部件I置入殼體部件2的中孔后，在專門的設(shè)備上將殼體2. I的包邊口先冷鉚壓，再以模頭壓住已成型的殼體部件，并通以大電流(4000 6000A)，殼體2. I在孔壁厚度最小部位(膨脹槽2. 4)產(chǎn)生焦耳熱，瞬間(O. 2 O. 6秒)將該部位加熱至所需溫度(約600°C以上)，模頭對(duì)殼體部件2施加一定的壓力。對(duì)著殼體膨脹槽處，設(shè)有一個(gè)光電測(cè)溫裝置，當(dāng)膨脹槽被加熱至所需溫度時(shí)，檢測(cè)裝置發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉加熱變壓器電源，停止加熱，并控制壓力機(jī)模頭上升，完成熱鉚邊工藝。殼體冷卻后所產(chǎn)生的冷縮應(yīng)力使火花塞密封。這種大電流加熱鉚裝工藝的優(yōu)點(diǎn)是加熱效率高、加熱時(shí)間短、生產(chǎn)率較高。其缺點(diǎn)是被大電流加熱的部位(膨脹槽)因氧化變色，表面易生銹，特別是表面鍍鋅的殼體，氧化更為嚴(yán)重，故通常都采用昂貴的電鍍鎳。由于大電流加熱，待鉚裝的火花塞必須直接串聯(lián)在大功率變壓器的輸出回路里，在電壓低(3. 5 4. 5V)、電流大的情況下，導(dǎo)電材料的電阻及各連接點(diǎn)的接觸電阻都會(huì)影響電流的大小，使鉚裝質(zhì)量不穩(wěn)定。當(dāng)熱鉚裝模頭形狀與殼體冷鉚裝后的形狀不完全吻合時(shí)，或當(dāng)大電流不接通和分?jǐn)嚯娫磿r(shí)容易產(chǎn)生電弧，將殼體灼傷甚至燒熔。另一類火花塞采用冷鉚工藝組裝。以NGK火花塞為代表，參見圖2，在專用設(shè)備上，將絕緣體部件I放入殼體部件2中，在殼體包邊口 2. 3與瓷絕緣體之間填充粉料5，粉料上、下端均有擋粉圈4。上模頭對(duì)殼體包邊口施加壓力，殼體膨脹槽發(fā)生縱向彎曲，粉料因受壓縮而致密，將該部位密封。與熱鉚比較，冷鉚工藝的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源，避免大電流回路的功率消耗和瞬間加熱的大功率對(duì)電網(wǎng)的沖擊。此外，冷鉚工藝更有利于產(chǎn)品質(zhì)量。因瓷絕緣體在組裝過程中不受熱，不存在瓷件因受熱應(yīng)力導(dǎo)致開裂的可能性。殼體表面沒有因加熱造成的氧化變色、生銹等現(xiàn)象，可采用成本較低的表面處理工藝替代昂貴的電鍍鎳。國(guó)外冷鉚工藝所能采用的填充物是以滑石粉為主的粉料，其配制工藝較為復(fù)雜，成本較高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種冷鉚邊的火花塞，代替國(guó)內(nèi)普遍采用的大電流熱鉚邊的火花塞，以節(jié)約能源、減少排放。本實(shí)用新型還立于改進(jìn)國(guó)外已有的填充滑石粉冷鉚工藝，簡(jiǎn)化工藝流程，降低成本，并獲得密封性能符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的火花塞產(chǎn)品O為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種采用新密封材料冷鉚邊的火花塞，火花塞由絕緣體部件和殼體部件兩部分組成,絕緣體部件包含瓷絕緣體、接線螺桿、中心電極及密封劑,殼體部件包含殼體及地電極，其特征在于在殼體包邊口與瓷絕緣體之間置入石棉墊圈作為密封填料，其上覆有擋圈，殼體包邊口通過冷鉚邊工藝鉚壓而成。瓷絕緣體大圓柱表面與殼體膨脹槽部位的內(nèi)孔壁貼合。擋圈由銅質(zhì)板材或其他有色金屬板材沖制，或銅絲制成?！け緦?shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果(I)用冷鉚代替熱鉚，大大減少電能消耗。熱鉚的電壓3.5 4. 5V，電流5000 6000A。熱鉚100個(gè)火花塞，消耗電量約為1KW。若一個(gè)工廠年產(chǎn)量為3000萬(wàn)只，則僅熱鉚工藝就耗電30萬(wàn)度。目前國(guó)內(nèi)火花塞年產(chǎn)量超過3億只，都普遍采用熱鉚工藝，消耗電能十分可觀。能流消耗也意味著排放增加。所以采用冷鉚替代熱鉚有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(2)用石棉墊圈代替國(guó)外采用的滑石粉填充劑，大大簡(jiǎn)化工藝程序。用石棉板沖制墊圈，材料價(jià)格低廉、模具簡(jiǎn)單，操作便捷，生產(chǎn)率極高，大大降低了成本。(3)由于冷鉚不加熱，殼體表面不氧化，不生銹，不必采用昂貴的鍍鎳處理。瓷絕緣體在組裝過程中不產(chǎn)生熱應(yīng)力，不發(fā)生瓷件在使用過程中斷裂的情況。(4)冷鉚組裝只需要加壓一次，節(jié)省人力、物力。本工藝方法生產(chǎn)的火花塞，其密封性能均符合ISOl 1565:2006的規(guī)定。與NGK火花塞比較，密封性能大致相同。

圖I為采用熱鉚工藝的火花塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為填充滑石粉的冷鉚工藝火花塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的火花塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的擋圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的石棉墊圈結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖3，火花塞由絕緣體部件I和殼體部件2兩部分組成，絕緣體部件包含瓷絕緣體、接線螺桿、中心電極及密封劑，殼體部件包含銅質(zhì)殼體及地電極。本實(shí)用新型是在原有熱鉚產(chǎn)品圖的基礎(chǔ)上修改瓷絕緣體和殼體的設(shè)計(jì)。瓷絕緣體與殼體的裝配尺寸必須預(yù)留石棉墊圈的厚度，在殼體包邊口 2. 3與瓷絕緣體之間置入石棉墊圈7作為密封填料，石棉墊圈7上覆有擋圈6，擋圈6可以由銅質(zhì)板材或其他有色金屬板材沖制，也可以由銅絲制成。起密封作用的填料可以是石棉板沖制的墊圈，也可以是其他耐高溫材料。本實(shí)施例中石棉墊圈厚度2mm，擋圈厚度O. 5 O. 6mm。瓷絕緣體的大圓柱不能有臺(tái)階和凸筋，瓷絕緣體大圓柱表面與殼體膨脹槽2. 4部位的內(nèi)孔壁貼合。殼體包邊口通過冷鉚邊工藝鉚壓而成，在鉚裝后構(gòu)成火花塞。采用冷鉚邊工藝，代替目前普遍采用的熱毛邊工藝。其密封性能靠壓縮石棉墊圈和殼體膨脹槽的變形應(yīng)力獲得。本實(shí)用新型組裝時(shí)，絕緣體部件套入內(nèi)密封墊圈3后放入殼體部件的內(nèi)孔，在鉚 邊部位套入石棉墊圈和擋圈，將上述配套的零部件放入壓機(jī)的?？變?nèi)。開動(dòng)壓機(jī)，上模頭將殼體端口鉚壓。按不同產(chǎn)品施加壓力為3500 4500 kg f。保持壓力2 3秒，使內(nèi)密封墊圈變形、殼體膨脹槽縱彎曲、石棉墊圈和擋圈變形、壓縮，從而達(dá)到密封的目的。
權(quán)利要求1.一種采用新密封材料冷鉚邊的火花塞，火花塞由絕緣體部件(I)和殼體部件(2)兩部分組成，絕緣體部件包含瓷絕緣體、接線螺桿、中心電極及密封劑，殼體部件包含殼體及地電極，其特征在于在殼體包邊口與瓷絕緣體之間置入石棉墊圈(7)作為密封填料，石棉墊圈(7 )上覆有擋圈(6 )，殼體包邊口通過冷鉚邊工藝鉚壓而成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種采用新密封材料冷鉚邊的火花塞，其特征在于瓷絕緣體大圓柱表面與殼體膨脹槽部位的內(nèi)孔壁貼合。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種采用新密封材料冷鉚邊的火花塞，其特征在于擋圈(6 )由銅質(zhì)板材或其他有色金屬板材沖制，或銅絲制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用新密封材料冷鉚邊的火花塞，火花塞由絕緣體部件和殼體部件兩部分組成，絕緣體部件包含瓷絕緣體、接線螺桿、中心電極及密封劑，殼體部件包含殼體及地電極，其特征在于在殼體包邊口與瓷絕緣體之間置入石棉墊圈作為密封填料，其上覆有擋圈，殼體包邊口通過冷鉚邊工藝鉚壓而成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果(1)用冷鉚代替熱鉚，大大減少電能消耗。(2)用石棉墊圈代替國(guó)外采用的滑石粉填充劑，大大簡(jiǎn)化工藝程序。(3)由于冷鉚不加熱，殼體表面不氧化，不生銹，不必采用昂貴的鍍鎳處理。瓷絕緣體在組裝過程中不產(chǎn)生熱應(yīng)力，不發(fā)生瓷件在使用過程中斷裂的情況。(4)冷鉚組裝只需要加壓一次，節(jié)省人力、物力。本工藝方法生產(chǎn)的火花塞，其密封性能均符合ISO11565:2006的規(guī)定。與NGK火花塞比較，密封性能大致相同。
文檔編號(hào)H01T13/02GK202721336SQ201220194580
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月2日
發(fā)明者戚士棋 申請(qǐng)人:戚士棋