火花塞制造技术

一种火花塞（１０），其具有由第一玻璃材料和第二玻璃材料形成的玻璃密封（４８）。该第一玻璃材料具有大于该第二玻璃材料的玻璃化温度／软化点的玻璃化温度／软化点。该第一玻璃材料和第二玻璃材料形成交联结构，并与填充剂相结合后，具有近似于铅化玻璃的热膨胀率和属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】火花塞相关申请的交叉引用本申请主张美国临时专利申请No. 60/814， 369的优先权，申请日 为2006年6月16日，其通过引用合并入此处。
技术介绍
本专利技术涉及一种用于火花点火型内燃机的火花塞，更具体地，是 一种具有使用无铅密封材料组成的绕底部中央电极的气密密封的火花塞。火花塞是一种延伸入内燃机燃烧室内并产生火花以引燃气体和燃 油混合物的设备。在运行中，通过火花塞中央电极施加高达40，000伏特的电 势，由此使火花跳越过中央电极和相对的接地电极之间的间隙。内部电阻/抑制器火花塞设计广为认知，并且多年来被证明是行之 有效的。该行之有效的火花塞设计的一个关键之处是在中央电极和火花塞绝 缘体元件的内孔之间气密密封。在引擎运行过程中，绝缘体的末梢以及中央 电极将会暴露在内燃机内产生的高压下，以及暴露于由该燃烧处理所产生的 高温。气密密封在火花塞寿命期间能够经受燃烧室内产生的温度和气体压力， 是至关重要的。该密封必须防止热的、被增压的气体从燃烧室侵入火花塞的 上部部分内，因为该气体会破坏分离的电阻/电感等元件并导致火花塞失效。 在极端情况下，也可能会发生对火花塞(接线端柱)以及引擎(火花塞线， 等)其它相关部分的破坏。如图1所示的一种示例性的火花塞，其具有在绝缘体和中央电极 组件的气密玻璃密封。使用此种玻璃密封在行业内是熟知的，因为该玻璃密 封提供气密密封以防止各种气体从燃烧室泄漏。直到最近，用于在绝缘体和 中央电极组件之间的玻璃包括大部分的铅或氧化铅，例如授予Schurecht的 美国专利No. 2, 898， 395所教导。在一些火花塞内，氧化铅占该玻璃密封材料 重量比的50%或更多。使用如此大量的铅是技术上必须的，因为该铅化玻璃提升了玻璃密封材料和火花塞的工作性能及耐用性。在制造过程中，具有多 种含铅玻璃的玻璃密封材料具有的益处包括提升了玻璃在低密封处理温度下 对周围陶瓷材料和金属线的熔合，以及对陶瓷材料的耐用及可靠的接合。另 外，铅化玻璃与金属接合良好。含铅玻璃的另一个益处是，当玻璃粉末加热 时，在该处理温度范围内的玻璃黏度的最低变化容许了在制造过程中的变化， 同时并不会不利地影响获得的火花塞。铅化玻璃的所有上述优点适于容易地 制造可靠的火花塞。由于最近在汽车及玻璃产业内环境及安全的限制和立法，在火花 塞组成中使用铅化材料尽管具有上述优点但不再可取。环境及安全限制方面 的变化还导致了使用铅化玻璃材料成本的增加。因此，大部分火花塞制造商 正试图逐步淘汰或限制在绝缘体和中央电极之间的气密玻璃密封内所使用的 铅的量。因此，需要这样的无铅玻璃，其(1)，可在类似于铅化玻璃的温度 下进行处理，(2)相对于处理而言是坚固耐用的，(3)与在密封组成中使用的金属和绝缘体接合良好，以及(4)使用与现有处理类似的处理方法。
技术实现思路
本专利技术涉及用于火花塞的无铅玻璃密封材料。该玻璃密封材料由 具有不同玻璃化温度和软化点的两种无铅玻璃粉末的混合物形成。通过混合 这两种无铅玻璃，所得到的玻璃基质可具有类似于铅化玻璃的期望性质。该火花塞大致上包括具有两种玻璃配方的不导电的玻璃密封，其 中各个所述玻璃配方大体上是无铅的。该玻璃材料进一步大体上不含导电颗 粒，并在所述绝缘体和所述联接线(free-through wire)之间形成气密密封。该火花塞还包括绝缘体、联接线、以及由第一玻璃粉末和第二玻璃粉末形成的玻璃密封，其中所述第一和第二玻璃粉末具有不同的成分，并 且其中该第一和第二玻璃粉末大体上是无铅的。该联接线穿过该玻璃密封延伸，使得该玻璃密封在该绝缘体和该联接线之间形成气密密封。该火花塞还可包括由第一玻璃材料和第二玻璃材料形成的玻璃 密封，所述第一玻璃材料具有第一玻璃化温度，并且所述第二玻璃材料具有 第二玻璃化温度。通过以下详细的说明、权利要求和附图，本专利技术的进一步应用范 围是显而易见的。但是，应当理解，尽管该具体描述和示例表明了本专利技术优 选的实施方式，但它们仅为说明性的目的给出，因为在本专利技术主旨和范围内 的多种变化和改变对本领域的技术人员是显而易见的。附图说明结合下面的详细描述、以及所附的权利要求、和附图，本专利技术将会被更充分地理解，其中图1是火花塞的截面示意图。具体实施例方式图1显示了火花塞10的一个实施例的截面示意图。本专利技术可用于 在绝缘体和中央电极之间具有的气密玻璃密封的任何结构的火花塞，因此图 1中显示的火花塞的实施例仅用于说明性目的。火花塞10包括外壳20，其具 有固定到绝缘体30的接地电极22。绝缘体30具有中央孔，其中容设有接线 端40、电阻42、以及弹簧44。导电材料46和玻璃密封材料48在中央电极 50和绝缘体30之间提供密封。更具体地，中央电极50包括面向接地电极22 的端头56、中央部分54、以及穿过玻璃材料48延伸并进入导电材料46的联 接线52。联接线52典型地由低膨胀金属材料构成，其热膨胀小于或大约等 于陶瓷绝缘体30。例如低膨胀材料是由Fe-Ni29Col7形成的材料。玻璃材料 48和导电材料46形成密封以气密封该中央孔，以及更具体地，通过联接线 52在中央电极50和接线端40之间提供密封。玻璃材料48是非导电材料， 从而该玻璃密封不是作为可承载从该接线端到点火端头56的电流的电极结 构的一部分。更具体地，玻璃材料用作气密密封，并且电流由联接线52承载。 因此，该玻璃材料不是电路的一部分，并且电流流经联接线52。玻璃材料48由第一玻璃材料和第二玻璃材料组成。玻璃材料48 内还包括有填充物，并且还可包括粘合剂(例如胶体矿物)，以用作粘合剂并 在点火过程中促进膨胀。该火花塞内的最终产物是该第一玻璃材料和第二玻 璃材料的交联结构，并结合以填充剂作为集料。为近似于铅化玻璃的性质，专利技术人发现单一无铅玻璃材料的效果不如铅化玻璃那么好，但是，已发现具 有两种玻璃化温度和软化点的无铅金属材料可模拟于铅化玻璃的正面属性并 可最小化不利的方面。因此，第一玻璃材料具有与第二玻璃材料不同的玻璃 化温度和软化点。该第一金属材料的成分以及成分的含量不同于第二金属材 料玻璃化温度。该第一金属材料的示例参见表1，并且其目标重量百分比是 示例性的，因为该第一玻璃材料可包括表l内列出的任何特定成分的百分比 范围，因此并不局限于列出的特定重量百分比。表1-第一玻璃材料成分成分目标(wt%)Si0221.9B20338.3A120321. 6Na200.7K200. 25Li205.4CaO0.3SrO11.8BaO0. 3尽管上述表1给出了目标重量百分比，但这些成分可在特定的范 围内使用。该第一玻璃材料包括19%至24. 5%重量比的二氧化硅，优选地19. 9% 至23.9%的二氧化硅，以及更优选地21.4%至22.4%重量比的二氧化硅。该第 一玻璃材料还可包括35%至41%重量比的三氧化二硼，优选地36. 3%至40. 3% 重量比的三氧化二硼，以及更优选地38%至38.5%重量比的三氧化二硼。该第 一玻璃材料还可包括以大约重量比为19%至24%存在的A1203，优选地重量比 为20%至23. 5%，以及更优选地重量比为21%至22%。该第一玻璃材料还可包 括小于2%的Na20，优选地小于大约1. 5%，以及更优选地小于0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞，其具有非导电的玻璃密封，该火花塞包括：　两种玻璃配方的混合物，其中各所述玻璃配方大体上是无铅的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰W霍夫曼，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]