【《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多級(jí)火花塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模組裝12000字（論文）》】

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多級(jí)火花塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模組裝本文對(duì)多級(jí)火花塞結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并查閱了大量的資料，了解火花塞的制造技花塞設(shè)計(jì)時(shí)，以市面上的主流火花塞作為參考，改變側(cè)電極的形狀，設(shè)置為盤龍柱狀，關(guān)鍵詞：火花塞；側(cè)電極；點(diǎn)火間隙；選材 1 51.1選題意義 5 5 61.4技術(shù)與功能要求 71.4.1技術(shù)要求 71.4.2功能要求 7 8 82.2方案的整體設(shè)計(jì) 62.2.1方案對(duì)比分析 9 3.1金屬殼體的設(shè)計(jì) 9 93.5絕緣體部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1絕緣體部分選用材料 3.6火花塞間隙的設(shè)計(jì) 4.2火花塞整體三維模型 機(jī)的工作效率進(jìn)一步提高。目前，多級(jí)火花塞的應(yīng)用范圍較窄，沒有得到廣泛的推廣，火花塞的點(diǎn)火性能，各國學(xué)者投身于該領(lǐng)域開展大量試驗(yàn)，電子類點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。早在21世紀(jì)初期，就已經(jīng)有研究人員對(duì)雙火花塞點(diǎn)火技術(shù)開展研究，該技術(shù)指的極實(shí)現(xiàn)中心電極的點(diǎn)火，同時(shí)點(diǎn)火擊穿間隙為1.1毫米，該火花塞的研究技術(shù)還是比較新穎的，但是在工作時(shí)，其與FCOR的火運(yùn)轉(zhuǎn)，則可能會(huì)出現(xiàn)燃燒不充分的問題，甚至出現(xiàn)怠速和抖動(dòng)的問題。例如2V的發(fā)動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)耗油量太大。而5V的發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量正常，雖然在剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候反應(yīng)的速度比較緩慢，但是在后期的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和降檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能維持正常。由此可知，多極火花塞仍有一定的缺陷，并亟待改進(jìn)，就理論而言可以結(jié)合傳統(tǒng)火花塞獲取實(shí)現(xiàn)多級(jí)火花塞，能使其性能提高。1.3設(shè)計(jì)的可行性對(duì)于成本而言，本文對(duì)高能多級(jí)火花塞設(shè)計(jì)是使側(cè)電極形狀和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，盡量增加點(diǎn)火總數(shù)，縮減制造成本，改善車輛的動(dòng)力性，使車輛具有燃油的經(jīng)濟(jì)性，能使車輛的運(yùn)行節(jié)能環(huán)保，能實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。對(duì)于技術(shù)而言，本文設(shè)計(jì)的方案是將側(cè)電極將設(shè)置為盤龍柱狀，依據(jù)點(diǎn)火間隙設(shè)置三個(gè)斷點(diǎn)，并將多間隙的側(cè)電極鑲嵌在絕緣體里，因此能夠盡量使成本降低，改造的工藝非常簡單，能實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。對(duì)于火花塞而言，查詢相關(guān)文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，就理論來說多次擊穿是能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)點(diǎn)火的，因此在操作上具有可行性。就難度而言，在具體制造層面難度較低，如果點(diǎn)火的效果明顯，是能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)，所以本文設(shè)計(jì)的火花塞從理論上來看是具有較高性價(jià)比的。對(duì)于成本而言，傳統(tǒng)火花塞的成本制作并不昂貴。因此只從材料和工藝上進(jìn)行改良不會(huì)對(duì)傳統(tǒng)火花塞的成本造成較大影響，如果要實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)，則需進(jìn)行大批量材料的采購，因此也會(huì)使總成本進(jìn)一步降低。對(duì)于前景而言，本文希望能夠盡量的降低成本提高汽車的動(dòng)力性和燃油的經(jīng)濟(jì)性，使汽車內(nèi)部的氣缸燃燒更加充分，目前研究人員對(duì)這類火花塞的研究較少，因此這類火花塞的發(fā)展前景還是很大的，值得研究人員投入更多的時(shí)間和精力去研究。1.4技術(shù)與功能要求本文設(shè)計(jì)了一款多極火花塞，其與傳統(tǒng)的火花塞相比，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)基本相同，主要是由外部金屬殼體、中心電極等構(gòu)成。(1)本文在進(jìn)行火花塞設(shè)計(jì)時(shí)將市面上主流的火花塞作為主體，改變側(cè)電極的形狀，將設(shè)置為盤龍柱狀，依據(jù)點(diǎn)火間隙設(shè)置三個(gè)斷點(diǎn)，并將多間隙的側(cè)電極鑲嵌在絕緣體里。當(dāng)火花塞正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電火花會(huì)出現(xiàn)逐次擊穿側(cè)電極的現(xiàn)象，則能滿足多次跳火(2)金屬殼體上設(shè)置有螺紋，因此火花塞能夠固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中，而絕緣體在殼體內(nèi)均勻分布，能夠把殼體和中心電極有效隔離，火花塞的中心電極在火花塞的中間部位，它是由絕緣體包裹著在中間的通道中，其頂端設(shè)置有接線螺母，能夠承接高壓電，而側(cè)電極和金屬合體直接相連，中心電極和側(cè)電極在一定的距離設(shè)置了點(diǎn)火間隙?；鸹ㄈ谡＿\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流會(huì)流到中心電極，到達(dá)中心電極的尾部后會(huì)擊穿空氣，通過中心電極和側(cè)電極之間的點(diǎn)火間隙，這就是完整的擊穿電壓產(chǎn)生。這會(huì)使得內(nèi)部的混合氣體快速燃燒，并實(shí)現(xiàn)跳火的設(shè)計(jì)要求。(1)本文設(shè)計(jì)的這款高能多極火花塞，在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)每一次的跳火都能點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的可燃?xì)怏w。(2)多極火花塞在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠擴(kuò)張火花塞和點(diǎn)火的相關(guān)限度。其與單間隙擊穿相比，擊穿要用到的電壓較低，如果汽車在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部的氣缸混合氣體比較稀薄，這類火花塞也能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也還具有較高的工作效率。(3)火花塞是點(diǎn)火系統(tǒng)中尤為重要的組成，基本上火花塞的工作條件能說得上非常惡劣，火花塞在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)承受機(jī)械磨損和電負(fù)荷，因此其工作的狀態(tài)等因素對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃油的經(jīng)濟(jì)性、氣缸的壽命都會(huì)產(chǎn)生較大影響，火花塞在設(shè)計(jì)時(shí)要確保機(jī)械強(qiáng)度滿足要求。(4)就理論而言，對(duì)本文設(shè)計(jì)的火花塞的側(cè)電極進(jìn)行切割會(huì)出現(xiàn)多個(gè)間隙，因此能夠?qū)崿F(xiàn)多次的擊穿點(diǎn)火。點(diǎn)火的時(shí)間具有一定的延遲，但是延遲較短，因此可以將其直接看作同時(shí)擊穿，除此以外內(nèi)部的側(cè)電極電阻值很小，因此能量損失不大。第2章設(shè)計(jì)方案的分析2.1現(xiàn)今火花塞分析自火花塞出現(xiàn)至今，已經(jīng)發(fā)展出了各種各樣的火花塞，首先就是以傳統(tǒng)火花塞為原型設(shè)計(jì)的單極火花塞，它的形狀經(jīng)過如今的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)多式多樣了，但是總體來說火花塞的電極數(shù)并沒有改變，大多都是對(duì)材料以及火花塞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其次就是在對(duì)于火花塞側(cè)電極數(shù)的改造，將單側(cè)電極增加到四側(cè)電極，均勻分布在中心電極周圍。本文將結(jié)合上火花塞特點(diǎn)，改變了側(cè)電極的形狀，將設(shè)置為盤龍柱狀，依據(jù)點(diǎn)火間隙設(shè)置三個(gè)斷點(diǎn)，并將多間隙的側(cè)電極鑲嵌在絕緣體里，使其能夠滿足多次跳火。2.2方案的整體設(shè)計(jì)經(jīng)過研究和對(duì)市面上主流的火花塞型號(hào)進(jìn)行分析，研究其基本構(gòu)造，以及對(duì)火花塞全部零件的材料分析。(1)針對(duì)火花塞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改良。(2)針對(duì)中心電極的設(shè)計(jì)和選材，(3)針對(duì)金屬殼體的設(shè)計(jì)和選材，(4)針對(duì)絕緣體的設(shè)計(jì)和選材，(5)針對(duì)火花塞點(diǎn)火間隙的選擇計(jì)算。該方案和市面上的大多數(shù)火花塞具有許多相似點(diǎn)，中心電極、側(cè)電極在進(jìn)行材料選擇時(shí)，可以選擇鎳合金，除此以外要使側(cè)電極具有一定的抗化學(xué)腐蝕性，因此可以在鎳合金中加入硅等元素，隨著科技的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能更加的優(yōu)越，因此側(cè)電極的材料選擇需要進(jìn)行綜合考量，可以在頭部焊接貴金屬，能使整體生產(chǎn)成本進(jìn)一步縮減。2.2-1火花塞理論圖2.2.1方案對(duì)比分析1、設(shè)備的制造成本設(shè)計(jì)的火花塞改變了側(cè)電極的形狀，能夠使點(diǎn)火的總數(shù)目增加，也能實(shí)現(xiàn)多次擊穿點(diǎn)火，除此以外，這樣的設(shè)計(jì)形式增加的成本不多，也能進(jìn)一步提高汽車的動(dòng)力性，還能提高燃油的經(jīng)濟(jì)性，能使汽車在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)能環(huán)保，也能積極的響應(yīng)我國綠色環(huán)保的發(fā)2、產(chǎn)品的可靠性(1)技術(shù)層面對(duì)于技術(shù)層面而言，單極火花塞和四極火花塞相比兩者的區(qū)別不大，僅僅是把單側(cè)電極設(shè)置為四側(cè)電極，電極的總數(shù)目增加，在實(shí)踐的過程中可以結(jié)合焊接。側(cè)電極和金屬殼體可以直接連接，并改變側(cè)電極的形狀。除此以外，也可以結(jié)合鑄造工藝，因此工藝不具有較大的難度。本文設(shè)計(jì)方案和傳統(tǒng)的火花塞對(duì)比，方案把側(cè)電極的形狀改變?cè)O(shè)置為盤龍柱，除此以外還對(duì)側(cè)電極進(jìn)行斷點(diǎn)設(shè)計(jì)，即根據(jù)火花塞點(diǎn)火間隙為側(cè)電極切出三個(gè)斷點(diǎn)，并且將切斷的側(cè)電極設(shè)置在絕緣體中，實(shí)現(xiàn)火花塞周圍的循環(huán)點(diǎn)火，這樣的點(diǎn)火分布較為均勻，總體而言，所設(shè)計(jì)出來的火花塞是比傳統(tǒng)的火花塞更加優(yōu)越的。(2)市場(chǎng)層面目前市面上主流的火花塞是單側(cè)電極火花塞，但是為了對(duì)火花塞點(diǎn)火效果進(jìn)行改良，要實(shí)現(xiàn)多極點(diǎn)火，則在單機(jī)火花塞上設(shè)置了更多的側(cè)電極的數(shù)目，但是通過大量的研究發(fā)現(xiàn).雖然側(cè)電極的總數(shù)目增加.但是未穿放電還是僅依靠單個(gè)側(cè)電極。目前市面上主流的多極火花塞設(shè)置了多個(gè)側(cè)電極，增加了整體的成本，而本文所設(shè)計(jì)的火花塞方案僅是理論階段，并沒有進(jìn)行實(shí)踐，相關(guān)的文獻(xiàn)資料也較少。(3)定位和成本限制就成本而言，傳統(tǒng)火花塞在對(duì)自身材料的篩選對(duì)比后，從而制造出來的普通火花塞成本相對(duì)較低。四側(cè)電極火花塞是增加了數(shù)量更多的側(cè)電極，因此成本會(huì)小幅度提升。而本文方案是將單側(cè)電極進(jìn)行切斷，設(shè)置了多個(gè)斷點(diǎn)，材料費(fèi)并不會(huì)增加太多。除此以外，方案還改變了側(cè)電極的形狀。整體而言，本文設(shè)計(jì)的火花塞的成本和單側(cè)電極的火花塞成本相比并不大，甚至能夠使改良的火花塞成本接近傳統(tǒng)的火花塞成本，但是制造的工藝具有較高的難度。(4)易維護(hù)性本文設(shè)計(jì)方案是將改良的切出斷點(diǎn)的側(cè)電極直接在絕緣體中鑲嵌，這樣整體制造的成本是較低的，但是工藝卻有一定的難度。除此以外，這類火花塞后期的維護(hù)非常便利，通過運(yùn)算并查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，在理論上具有可行性，也能實(shí)現(xiàn)多次點(diǎn)火，但是設(shè)計(jì)具有很大的難度，三維建模分析也具有一定的難度，如若設(shè)計(jì)的火花塞點(diǎn)火效果明顯，也能在現(xiàn)實(shí)生活中批量生產(chǎn)。第3章火花塞選材與設(shè)計(jì)火花塞外部的基礎(chǔ)殼體的形狀比較復(fù)雜，可以結(jié)合各類需求設(shè)置成不同的形狀，其外形輪廓由5個(gè)階梯形狀構(gòu)成，其中還囊括了單個(gè)正六邊形的凸臺(tái)形，而內(nèi)孔設(shè)置有兩個(gè)錐面和多個(gè)階梯面，其金屬殼體最外緣處出現(xiàn)形變，形變的程度大約為66%,已經(jīng)接3.2中心電極功能分析與選材車點(diǎn)火的時(shí)候，行車電腦就會(huì)通過高壓包將汽車的點(diǎn)火電壓提升至大約20000萬伏特左銅芯火花塞在汽車的正常使用中壽命約為30000公里，而鉑金火花塞的使用壽命最高卻能達(dá)到約為80000公里，銥金火花塞理論上的使用壽命能達(dá)到100000公里以上。銥金火花塞是目前市面上性能最好的火花塞。然而經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)銥合金目前的價(jià)約為1000元每克，鉑合金的市場(chǎng)售價(jià)雖然沒有銥合金那么高，但也需要約300元每克，所以用銥火花塞。鎳的熔點(diǎn)為1453攝氏度，這比銅的熔點(diǎn)高出了將近400攝氏度，雖然沒有銥金和鉑金的熔點(diǎn)高，但是勝在價(jià)格便宜，平均每一克鎳只需要0.1元，如果用鎳合金做中心電極的話，那么成本只會(huì)比銥金和鉑金的成本更低，與傳統(tǒng)單極火花塞相差不據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前生產(chǎn)的銥合金火花塞的中心電極直徑再0.4毫米到0.6毫米之間，鉑金火花塞的中心電極直徑為0.8毫米到1.0毫米之間，而鎳合金火花塞的中心電極直徑是2.5毫米。因?yàn)殒嚭辖鸬娜埸c(diǎn)只是比銅的熔點(diǎn)高出約400攝氏度，但是卻沒有銥金3.3點(diǎn)火功能分析火花塞是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中尤為重要的組成部分，和燃燒室直接相連，中心電極以就理論而言，這類設(shè)計(jì)方法的點(diǎn)火時(shí)間出現(xiàn)一定的延遲，但是整體的延遲可忽略，可以看作同時(shí)擊穿。除此以外，由于火花塞的側(cè)電極電阻值很小，因此能量損失不大。緣體溫度滿足500攝氏度到800攝氏度區(qū)間內(nèi)，此時(shí)當(dāng)油滴落到絕緣體上才不會(huì)有積碳塞往往應(yīng)用在一些小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中?？傮w而言，火花塞的選擇要根據(jù)實(shí)際狀況而定，必須要充分考量多項(xiàng)因素后綜合決定。在部分情況下，火花塞中的絕緣體部分會(huì)有破裂現(xiàn)象產(chǎn)生，產(chǎn)生破裂的常見位置往往是在電極上端和絕緣體的裙部位置，一旦絕緣體出現(xiàn)破裂后，若是溫度不充足的話則會(huì)有積碳就會(huì)從火花塞破裂的地方進(jìn)到火花塞的內(nèi)部，導(dǎo)致火花塞運(yùn)行過程會(huì)發(fā)生短路問題。如果火花塞絕緣體的破裂縫隙較為窄小，仍然可以讓火花塞勉強(qiáng)維持運(yùn)行，但是會(huì)降低它的傳熱性能，導(dǎo)致不能快速散熱。如果熱量到達(dá)一定程度則會(huì)讓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的混合氣體還沒有被電火花點(diǎn)燃就會(huì)因?yàn)樽陨頍崃坷塾?jì)而自燃，從而進(jìn)一步影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能，甚至還會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)。導(dǎo)致火花塞絕緣體破裂的原因較多，例如火花塞被撞擊，從而使得絕緣體破裂，也可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)壓力由于未知原因不斷上升，內(nèi)部元器件運(yùn)作不正常；火花塞在裝載過程中絕緣體部分?jǐn)Q得過緊；溫度變動(dòng)較為劇烈等等。如果絕緣體破裂，此時(shí)必須要及時(shí)清理破損的火花塞，清理的過程中要讓裂縫內(nèi)的積碳被擦拭干凈，火花塞需要放置在氣缸蓋上，將分電器打開，讓火花塞高壓線與其中心電極相互接觸，從而可以對(duì)跳火現(xiàn)象進(jìn)行充分觀察。若是沒有跳火，但出現(xiàn)了火花聲響，此時(shí)則表明火花塞有跑電問題，必須要及時(shí)對(duì)火花塞進(jìn)行更換。另外也要針對(duì)火花塞的絕緣體部分密封性展開仔細(xì)的檢查。若是缺乏相關(guān)專業(yè)設(shè)備，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)開展一系列的實(shí)驗(yàn)。首先可以讓火花塞固定在氣缸蓋上，在端部位置涂抹機(jī)油，點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，如果運(yùn)作過程中發(fā)現(xiàn)汽油層有氣泡，此時(shí)則可以證明密封有問題存在，這就需要把火花塞更換。如果運(yùn)行過程中汽油層并沒有氣泡發(fā)生，此時(shí)則可以證明其密封性良好，火花塞能夠正常使用。3.5絕緣體部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于火花塞溫度而言，一般是指絕緣體裙部的溫度，在火花塞正常工作的情況下，絕緣體裙部的工作溫度需要保持在500攝氏度到800攝氏度之間。如果火花塞的工作溫度高過500攝氏度至800攝氏度之間，那么沉積在絕緣體裙部的一些機(jī)油、炭顆粒等，就可以通過燃燒變成其他物質(zhì)。在這個(gè)溫度下的火花塞是擁有自我清潔能力的。如果火花塞的溫度低于這個(gè)溫度區(qū)間的話，那么就會(huì)使得火花塞的跳火以電路短路的方式泄漏出去，這就會(huì)使得火花塞出現(xiàn)無點(diǎn)火現(xiàn)象。雖然火花塞的溫度低于500攝氏度會(huì)造成失火現(xiàn)象，但是火花塞高于800攝氏度卻也是屬于火花塞工作的安全溫度區(qū)間，既800攝氏度到1000攝氏度之間，但是在這個(gè))(工作范圍自清潔低于自清潔范圍積炭0發(fā)動(dòng)機(jī)功率早燃范圍安全范圍在多種發(fā)動(dòng)機(jī)中火花塞對(duì)應(yīng)的工作溫度條件也有一定的差異，部分火花塞的裙部位置相對(duì)較短，吸收的面積更小，因此它的散熱散熱性能比較好，針對(duì)此類火花塞在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)降低此部分的溫度，這種類型則被稱之為冷型火花塞。而針對(duì)于那部分功率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，其裙部位置更長，受熱面積比較大。通過查閱相關(guān)資料后可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于冷型火花塞而言，其裙部的長度一般在8毫米以內(nèi)，而熱型火花塞需要將這一參數(shù)控制在16~20毫米之間，對(duì)于普通類型的火花塞而言，此項(xiàng)參數(shù)取值范圍是在11~14毫米，所以本文設(shè)計(jì)的火花塞裙部確定的長度則為13毫米。絕緣體部分是火花塞中的重要組成部分。此部分可以有效阻止火花塞的能量損失，同時(shí)也決定了火花塞是否能夠正常運(yùn)行，如果絕緣體在點(diǎn)火階段失去了作用，此時(shí)則會(huì)讓高壓電出現(xiàn)短路現(xiàn)象，最終讓其不能產(chǎn)生電火花。除此之外，為了進(jìn)一步提升火花塞的使用特性，要嚴(yán)格選擇絕緣體的材料，絕緣體部分應(yīng)具備較好的抗腐蝕能力，也要承受高溫高壓的外界環(huán)境，機(jī)械強(qiáng)度的要求也比較高，因此本文設(shè)計(jì)的火花塞絕緣體選擇的材料為陶瓷材料。本次在火花塞設(shè)計(jì)時(shí)主體材料主要是氧化鋁，它的絕緣體強(qiáng)度能達(dá)到24000V/mm,計(jì)算后可以得出其最小厚度則是。通過以上的公式計(jì)算后可以發(fā)現(xiàn)，如果絕緣體最小厚度大于0.833毫米，此時(shí)火花塞對(duì)應(yīng)的絕緣性能就能得到有效提升，為了方便后續(xù)計(jì)算，后續(xù)在對(duì)絕緣部分厚度進(jìn)行確定時(shí)選擇為1毫米。3.5-4高能多級(jí)火花塞絕緣體投影圖3.5.1絕緣體部分選用材料為了讓火花塞的使用特性得到良好的保障，所以還對(duì)絕緣材料方面提出了較高的要求，此類材料應(yīng)具備較強(qiáng)的抗腐蝕能力，要低于高溫，另外機(jī)械強(qiáng)度也要充足。本文在進(jìn)行火花塞絕緣體設(shè)計(jì)時(shí)主要選擇的材料為陶瓷，它充分具備了以上多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格方面也比較低廉，可以實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。3.6火花塞間隙的設(shè)計(jì)火花塞的間隙，說的是中心電極和側(cè)電極之間的最小距離，這個(gè)是設(shè)計(jì)火花塞所需火花塞間隙的因素有很多，但是經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)日常生活中比較常見的火花塞間隙為0.6毫米至1.5毫米之間。就理論而言，火花塞之間的間隙大小，可以決定中心電極和側(cè)電發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)e發(fā)動(dòng)機(jī)排量?配氣e最大功率?最大扭矩?最大馬力?最大扭矩轉(zhuǎn)速最大功率轉(zhuǎn)速其中U為擊穿電壓(V);P為氣體壓力(T),每1T的氣體壓力等于13.3Pa;d為電次極電壓選20000伏特，所以可以得到下列公式：d=U/p=20000V÷3.5×105P考慮到實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)的數(shù)值誤差問題，所以本次火花塞設(shè)計(jì)的間隙，既選用0.7毫第4章火花塞整體建模組裝4.1-3火花塞連接中心電極的金屬桿建模圖上圖詳細(xì)展示的是火花塞的中心電極金屬桿，該結(jié)構(gòu)一般采用的原材料為銅，它在整個(gè)火花塞內(nèi)是與接線螺母中心電極相連的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，能夠讓火花在運(yùn)行過程中形成有效的閉合回路。4.1-4火花塞金屬殼體三維建模圖上圖具體展示的是火花塞金屬殼體對(duì)應(yīng)的三維結(jié)構(gòu)，整個(gè)殼體的外觀形狀較為復(fù)雜，其輪廓可以劃分為5個(gè)不同的階梯形狀，另外還有凸臺(tái)。其中在殼體最外緣部分會(huì)有相關(guān)變形狀況發(fā)生，它的變形程度達(dá)到66%,與原材料的變形極限比較接近，另外在內(nèi)孔錐面、外圈圓兩者之間也設(shè)置了金屬通道，該通道比較狹小，為此金屬的流動(dòng)性也很差?；鸹ㄈ慕饘贇んw部分具有較高的材料需求，冷擠壓加工技術(shù)技術(shù)當(dāng)前還比較難實(shí)現(xiàn)，原材料要求比較高，目前在火花塞的金屬殼體加工方面我國主要采用的是柳螺鋼技術(shù)，它也可以滿足在機(jī)械性能方面的各項(xiàng)要求。4.1-5火花塞接線螺帽三維建模圖上圖主要主要展示的是火花塞接線螺帽位置的三維圖形，其中該螺帽中心電極相連，它的材質(zhì)一般選用的則是銅材料，而此結(jié)構(gòu)在整個(gè)火花塞運(yùn)行過程也有重要作用，它能夠讓元件得到緊密的連接，防范接觸不良的現(xiàn)象發(fā)生，讓點(diǎn)火過程更為順暢。4.2火花塞整體三維模型4.2-1高能多級(jí)火花塞三維建模裝配上圖是本文設(shè)計(jì)的火花塞詳細(xì)的三維裝配圖，通過該圖的分析能夠看出，此火花塞和常規(guī)火花塞之間的差異。它的主要改變點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)相應(yīng)變化，主體選擇的是目前市面上常見的火花塞的主體，而不同之處則是根據(jù)點(diǎn)火間隙將其切出了三個(gè)不同斷點(diǎn)，火花塞在運(yùn)行過程中，可以多次擊穿側(cè)電極，因此就可以實(shí)現(xiàn)多次跳火。(1)體現(xiàn)的創(chuàng)新性和創(chuàng)新意識(shí)(2)對(duì)非技術(shù)因素的考慮成本的則是單一側(cè)電極的火花塞。多側(cè)電極火花塞在制作過程中會(huì)導(dǎo)致側(cè)電極位置需要應(yīng)用的電極數(shù)量增加。從維護(hù)的便捷性方面來看，本次改變側(cè)電極的形狀，設(shè)置為盤龍柱狀，依據(jù)點(diǎn)火間隙設(shè)置三個(gè)斷點(diǎn)，并將多間隙的側(cè)電極鑲嵌在絕緣體里，使其能夠滿足多次跳火的設(shè)計(jì)要求。此火花塞的生產(chǎn)相對(duì)成本增長幅度較低，現(xiàn)有的工藝也能很好的滿足實(shí)際需求，所以也讓它和原來的火花塞之間沒有體現(xiàn)過大的差異，可以方便開展后續(xù)的維護(hù)。另外在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，站在理論上來分析，此火花塞的多次擊穿可以充分實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)點(diǎn)火的目的，而且從整個(gè)設(shè)計(jì)的難度層面開展分析，若具有較為顯著的點(diǎn)火效果，則后期在生產(chǎn)過程中也能方便實(shí)現(xiàn)，具有較高的改善性價(jià)比。(3)在技術(shù)規(guī)范或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下開展的工作火花塞是在汽車當(dāng)中一個(gè)重要的組成部分，在此部分開展設(shè)計(jì)需要滿足相關(guān)規(guī)范要求，汽車零部件要在性能、