一种火花塞，其具有特殊的点火端配置结构以满足大量的用于改进的性能的尺寸范围。火花塞通常包括外壳、绝缘体、中心电极和地电极，中心电极和地电极中的每一个都具有用于改进热传导的铜芯，以及用于改进抗侵蚀和腐蚀性能的贵金属插入件。用于中心电极的贵金属插入件优选地为基于Ir的圆柱形端子，用于接纳在中心电极上形成的补偿凹部内。用于地电极的贵金属插入件优选地为，附着到地电极的表面的、基于Pt的扁平形式。对于火花塞组件的各种部分个别地和与其他尺寸相互组合地提供不同的尺寸范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及内燃机中使用的火花塞。更具体地，本专利技术涉及采用附着至中心 电极和/或地电极的贵金属端子的火花塞结构。
技术介绍
公知地，在现有技术中通过将稀有金属或贵金属端子附着于火花塞电极的点火端 来延长火花塞电极的使用寿命。这种技术中的一些最早期的示例可参见于1942年9月15 日授于Heller的第2，296, 033号美国专利，和1938年公布的、Powell等的第479，540号 英国专利说明书中。Heller的专利中提出了将稀有金属端子附着于由不太昂贵的材料形成 的地电极和中心电极。这些稀有金属包括耐腐蚀的材料，包括钼合金(如钼铑，钼铱，钼钌 合金)。同样地，Powell的说明书中公开了对钼、铱、钌、锇及其合金(包括铱铑合金)的使 用，以用作火花塞电极的点火端子。在这种和其它早期的设计以后，涌现出了大量试图利用 贵金属和其他稀有金属的耐腐蚀和耐侵蚀性能的其它专利技术。多年以来，如大量描述钼使用的专利所显示的那样，钼是被选择用于火花塞电 极点火端的稀有金属。但是，在最近几年，大量其他的贵金属和贵金属合金被更加频繁 地使用，其中之一是铱。与其他的贵金属相比，铱相对低廉，并具有很高的熔点(大约为 2410°C )。虽然使用铱时具有很多的优点，但是因为铱在受到机械压力和变形时容易破裂， 因此在制造期间有时存在一些难题。为了克服这个问题和其他的缺陷，已经开发出了各种 铱合金期望使该金属具有某些理想的特性。这种合金的示例示于2000年7月25日授于 Osamura等的第6，094，000的美国专利中。在该专利文献中公开了一种Ir-Rh (铱-铑)合 金，在这种合金中铱-铑的相对百分比在其公开的几个实施方案之一中是可以改变的。除了电极端子的组成成分之外，已经证明对中心电极和/或地电极的贵金属端子 进行散热也是延长这些端子的使用寿命的有效手段。燃烧过程产生大量高温，而贵金属端 子就处于高温中。据实验显示，高温(例如，超过1000°c )可增加氧化、化学腐蚀或电腐蚀， 这可能加速贵金属端子的劣化。理想地，根据某些设计构造点火端组件(例如贵金属端子、 中心电极或地电极、绝缘体或外壳)，采用某种尺寸组合，从而降低上述的加速劣化以及其 它有害现象(例如积炭等)。例如，美国专利No. 6，147，441和公开号为2003/0071552A1的 美国申请中公开了采用贵金属插入部件和一系列优选尺寸的火花塞设计。因此，提供具有位于点火端处的改进的贵金属端子(其优选为铱或铱合金端子) 的火花塞是有益的，其中，火花塞进一步包括被设计为能够延长火花塞的使用寿命并改进 其它工作特性的点火端组件。
技术实现思路
本专利技术提供了一种火花塞，其通常包括外壳、绝缘体、中心电极、至少一个贵金属 端子以及地电极。根据本专利技术的一个方面，中心电极进一步包括导热芯、金属覆层、主杆部 分以及具有用于接纳贵金属端子的凹部的至少一个径向减少的凸缘部分。中心电极和贵金 属端子根据在火花塞点火端部几种限制它们的大小的尺寸限制构造。根据本专利技术的另一个 方面，绝缘体被构造为能够使其满足与所述壳体和贵金属端子有关的某些尺寸限制。根据 本专利技术另一个方面，地电极包括贵金属垫，贵金属垫与中心电极的贵金属端子构成火花隙。 地电极和贵金属垫根据与它们尺寸有关的几种尺寸限制来构建，其中，贵金属垫的直径大 于在所述中心电极上的贵金属端子的直径。根据本专利技术的另一个方面，壳体为M14壳体，并 使用主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的大量尺寸限制构建。根据本专利技术的 另一个方面，壳体为M 12壳体，并根据主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的 尺寸限制构建。本专利技术的目的、特征和有益效果包括但不限于提供一种改进的火花塞，该火花塞 尤其具有用于中心电极的贵金属端子和/或用于地电极的贵金属衬垫，以及具有能够有助 于改进的火花塞性能(例如火花塞的耐久性、可制造性和通用性)的尺寸特性的组合。此 夕卜，本专利技术的一个目的在于提供具有M14和M12外壳的火花塞的具体实施方案。附图说明 本专利技术的上述和其它目的、特征和有益效果将通过以下对优选实施方案和最佳方 式、所附权利要求以及附图的详细描述而变得清楚，附图中图1示出了在中心电极附着有贵金属端子以及在地电极附着有贵金属衬垫的火 花塞的局部剖视图；图2示出了图1中示出的火花塞的下部轴端的放大图；图3示出了图2中示出的火花塞的下部轴端的放大图；以及图4示出了图1的火花塞的仰视图。具体实施例方式参照图1，其示出了在内燃机(未示出)中使用的火花塞组件10。火花塞组件10 通常包括外壳12、绝缘体14、导热芯16、地电极18、贵金属端子20以及贵金属垫22。如 本领域所公知的那样，外壳12通常为柱形的导电部件，并具有延其轴向长度延伸的中空孔 (bore)。在该孔内部具有一系列圆周台肩，其大小能够支撑绝缘体的径向增加的部分。和 外壳一样，绝缘体14也是基本柱形部件并具有延长的轴向孔，然而顾名思义，绝缘体通常 由非传导的材料制成。绝缘体的下轴端包括从壳体的最下部分延伸并超出最下部分的鼻状 物部分。绝缘体的轴向孔被设计为能够接纳电传导绝缘芯16。电传导绝缘芯16沿着火花 塞的全部长度延伸，并通常包括端电极30、一个或多个传导和/或压制密封件32、抵抗部件 (resistive component) 34和中心电极36。在图中示出的传导绝缘芯16仅仅是大量可能 的实施方式中的一个，并可以容易地包括附加的组件，或具有省略的部件。地电极18机械 地和电气地连接到外壳的下部轴端，并通常形成为L形状结构。中心电极36暴露出的端部 和地电极18的侧表面相互面对并轴向地隔开，从而形成火花隙。中心电极和地电极的相对表面分别具有贵金属 端子20和贵金属垫22，从而使得打火花表面或放电表面与传统的电 极材料的相比具有更大的抵制电腐蚀、氧化和化学腐蚀，这样就提高了火花塞的使用寿命。图2是在图1中示出的火花塞10的下轴端或点火端的放大图。壳体12可以根据 本领域中公知的一种设计方式来构建，但是优选地由钢铁构成并包括开放的下轴向端50。 下轴向端50具有外圆柱形表面52和内轴向孔54。外圆柱形表面52的下部被加工出螺纹， 从而使得它可以拧到气缸头部的互补孔(未示出)。轴向孔54包括一个或多个内台肩56。 内台肩56由于孔的直径减少而形成，其大小能够接纳和支撑绝缘体14。轴向孔54还包括 由于孔直径的增加而限定出的一个或多个内扩张部分58。内扩张部分58在壳体的轴向孔 54和绝缘体14的外表面之间建立了通常为圆柱形的空间。由于绝缘体可具有朝向其下轴 端逐渐变小的锥度，所以壳体的轴向孔和绝缘体的内表面之间的径向分离是不均勻的。这 种通常为圆柱体的空间能够降低中心电极组件36和壳体12之间的飞弧(flash over)量， 以及能够影响点火端的热传输属性，因而影响火花塞的操作。在壳体的下轴端或开放端，绝 缘体的外表面和壳体12的孔的内表面之间的距离被指定为在图3中示出的尺寸B。理想的 情况是，壳体12具有下面的尺寸特征外螺纹直径㈧为10mm-14mm(M10-M14)；在壳体的 下开放端，壳体内部和绝缘体外部之间的径向间隔(B)为0mm-3mm。更优选的是，尺寸(B) 为 0. 7本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于内燃机的火花塞，包括：壳体，具有轴向孔和螺纹直径Ａ；绝缘体，具有轴向孔以及鼻状部分，所述鼻状部分轴向长度为Ｃ，所述绝缘体位于所述壳体的轴向孔内，以使得所述鼻状部分的外表面与所述壳体的轴向孔的内表面相隔径向距离Ｂ，并且所述鼻状部分延伸超出所述壳体距离Ｄ；中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内，并具有主杆部分、以及至少一个径向地减小的凸缘部分，所述凸缘部分的端面具有凹部；贵金属端子，具有打火花表面；以及附着于所述壳体的地电极；其中，所述贵金属端子位于所述凹部，以使得所述贵金属端子的打火花表面延伸超过所述绝缘体距离Ｍ，并且其中：１０ｍｍ≤Ａ≤１４ｍｍ；８ｍｍ≤Ｃ≤２０ｍｍ；０ｍｍ≤Ｂ≤３ｍｍ；０ｍｍ≤Ｄ≤６ｍｍ；以及１．５ｍｍ≤Ｍ≤３．５ｍｍ。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·廷威尔，
申请(专利权)人：联邦摩古点燃英国有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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