粉末金屬制成，其中粉末金屬被燒結或注塑模制。也構思了將粉末金屬熔融而非燒結的其他制造技術。在一些實施中，第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144例如由柱形或矩形棒材制成，所述棒材被切割到一定長度且形成為環(huán)。在一些實施中，第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144由平的片材制成，且使用沖頭來從單個平的片制造多個電極表面環(huán)142、144。圖3示出了第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144的示例，其中兩個電極表面環(huán)在單次操作中被沖壓，使得第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144通過三個片148連接。在一些實施中，第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144組裝到管狀電極110，片148就位以維持電極表面環(huán)142、144之間的正確的間隔。片148在第一電極表面環(huán)142連接到管狀電極110之后且在第二電極表面環(huán)144連接到中心電極102之后被移除。環(huán)142也可以被切割為一個或多個半圓形部分以適應制造、組裝、連接和/或熱膨脹。
[0050]管狀電極的另一個示例在圖4中圖示。在此示例中，內環(huán)130、外環(huán)132、輻條134和速度控制管136大體上與管狀電極110相同(沒有影響如所述的運行的變化)。然而，管狀電極111包括通過三個片156連接到第一電極表面環(huán)142的第二電極表面環(huán)144。因此，第一電極表面環(huán)142和第二電極表面環(huán)144之間的正確的間隔也被維持直至組裝完成。在組裝之后，片156可機械地或通過電子束或水束或類似的方法被移除。然而，在一些實施中，片156可例如由具有比管狀電極111或第二電極表面環(huán)144中的其他材料的熔點顯著更低的熔點的材料制成。這允許在將管狀電極111組裝到預燃室火花塞100之后通過燃燒或熔融來移除片156，而不損壞管狀電極111或預燃室火花塞100的其他部件。
[0051]存在數個可用以將第一電極表面環(huán)142連接到示例的管狀電極110的方法。在一些實施中，管狀電極110圍繞第一電極表面環(huán)142鑄造。在一些實施中，連接到金屬環(huán)的內表面的帶有稀有金屬或類似的合適材料的層的分開的金屬環(huán)被組裝到管狀電極110的內環(huán)130。
[0052]例如，電極表面環(huán)材料可使用物理或化學蒸汽沉積而沉積在粉末金屬基質上。粉末金屬基質可以是空心柱體且電極表面環(huán)材料可沉積在空心柱體的內表面上。柱體可被切片為多個第一電極表面環(huán)142。如果相同的材料沉積在更小的空心柱體的外側，則可將其切片為多個第二電極表面環(huán)144。在以此方式制造時，第一電極表面環(huán)142可插入到管狀電極110的中心開口內且焊接或銅焊在適當位置。圖5示出了具有連接或沉積在例如鎳合金或高度導電合金的基質材料143上的第一電極表面環(huán)142的管狀電極110的橫截面視圖。在一些實施中，焊接是在一個點或數個選擇的點上的點固焊，以允許由于不同材料的不同的熱膨脹率導致的一些相對移動。使用以上所述的方法將稀有金屬材料添加到管狀電極110允許與在常規(guī)的預燃室火花塞中典型地使用的稀有金屬相比以更少的稀有金屬制造預燃室火花塞100，因此使得預燃室火花塞100的制造比許多常規(guī)的預燃室火花塞便宜。
[0053]在一些實施中，示例的管狀電極110可由各單獨的部件組裝。圖5也示出了管狀電極110的橫截面視圖，所述管狀電極110具有分開的盤部分114和速度控制管136。在一些實施中，速度控制管136在一端具有帶凹槽部分152且?guī)О疾鄄糠謮号浜系奖P部分114中的環(huán)形接收部分154中。在一些實施中，環(huán)形接收部分154可向內壓入到速度控制管136的帶凹槽部分152中從而將所述速度控制管136保持就位。在一些實施中，帶凹槽部分152包括圍繞其圓周的環(huán)形突出部，所述環(huán)形突出部配合到管狀電極110的環(huán)形接收部分154中的凹口中，以改進盤部分114和速度控制管136之間的連接。在一些實施中，帶凹槽部分152連同環(huán)形接收部分154的內表面一起帶有螺紋，使得速度控制管136可旋擰入盤部分114中。
[0054]又參考圖1，在運行的一些不例的方面中，空氣/燃料混合物從發(fā)動機的主氣缸(未示出)通過端蓋116中的中心孔162(也見圖7和圖8)且通過多個外周孔164(也見圖7和圖8)被抽吸到預燃室火花塞100的前室108內。中心孔162定向為將其流動引導在速度控制管136的內部且引導入速度控制管136的內部。因此，吸入的空氣/燃料混合物通過中心孔162流過速度控制管136到達中心電極102和管狀電極110之間的火花間隙，在其處所述空氣/燃料混合物被電火花點燃。速度控制管136從中心孔162收集流動且導致管136內的流動停滯且造成了比圍繞管136的外部的壓力和在管狀電極110的出口處的壓力更高的壓力。來自中心孔162的流動的速度與壓力差一起造成了高速度的流動，所述流動被速度控制管136通過火花間隙朝著后室106引導?？諝?燃料混合物的速度又導致初始火焰核心傳播到后室106中。
[0055]在一些示例實施中，通過主中心孔的流動包括帶有低水平的殘余物的新鮮的空氣/燃料進氣。此主流動行進到火花間隙區(qū)域內，均勻地向后推動上次燃燒事件的殘余物且將其推出火花間隙區(qū)域。此作用有效地將殘余物清除出火花間隙，因此“控制”了預燃室內的殘余物。在常規(guī)的預燃室火花塞中，殘余氣體未被良好地“控制”或根本未被“控制”，從而導致新鮮進氣和剩余的殘余物在點火時刻的未知的且不受控的混合。這代表了常規(guī)的預燃室火花塞內的噴射間的燃燒變動的關鍵原因。因此，該設計實施了殘余氣體控制的方式，這通過有效地將殘余物向后清除(從端蓋離開)來進行，且此控制可在一定的情形中導致格外低的變化系數(COV)。
[0056]在一些示例中，外周孔164定向為將渦旋運動引入到通過外周孔164吸入的空氣/燃料混合物。渦旋的空氣/燃料混合物向著后室106流過速度控制管136的外側，在所述后室106處所述空氣/燃料混合物被來自中心孔流動的火焰核心點燃。由于空氣/燃料混合物的渦旋運動導致的湍流使得成長的火焰核心圍繞后室106分布，從而主要地消耗了后室106內的燃料。例如，火焰核心可消耗后室106內的燃料的幾乎全部的量。在一定的情形中，火焰核心消耗了后室106內的全部燃料。這導致更快的燃燒，且在空氣/燃料混合物的燃燒從后室106前進到前室108時這導致更快的燃燒和在預燃室內部的壓力的迅速升高。結果是空氣/燃料混合物的更完全的燃燒，以及因此在預燃室內的升高的壓力。這導致通過中心孔162且通過多個外周孔164到主燃燒室(未示出)內的高速的火焰射流。
[0057]以此方式，點燃可通過火焰核心到后室106的流動被延遲。在一些情形中，燃燒過程在后室106內開始且行進通過前室108，之后所得到的火焰投射到主燃燒室內。因為此增加的點燃延遲時間導致更完全的燃燒，所以過程更可重復且具有更少的變化，且因此實現了比典型的常規(guī)的預燃室火花塞中更低的C0V。點燃延遲的另外的益處是當氣缸壓力低于無點燃延遲情況中的氣缸壓力時，火花可在燃燒循環(huán)中被更快地點燃。在氣缸壓力較低時初始化火花延長了預燃室火花塞100的壽命。預燃室火花塞100適合于在火花事件之后的7度或更大的發(fā)動機曲軸角度中由于在火花間隙內空氣/燃料混合物的燃燒而達到最大外殼壓力。
[0058]此外，在構造示例的預燃室火花塞時，管狀電極110后方的后室106的體積和管狀電極110前方的前室108的體積可被指定(例如，在一些情形中改進或優(yōu)化)為控制火焰核心發(fā)展且因此控制點燃延遲時間。前室108與后室106的體積比控制了從中心孔162發(fā)出的火焰射流的尺寸和穿透。
[0059]圖6是示例的管狀電極180的透視圖。管狀電極180用作接地電極且類似于管狀電極110，不同在于管狀電極180不具有外環(huán)。管狀電極180包括帶有中心開口 138的內環(huán)130。內環(huán)130軸向地延伸以形成速度控制管136。在圖6中，三個輻條134從內環(huán)130的外部徑向向外延伸。在一些實施中，通過將每個輻條134的端部182直接連接到殼體112將管狀電極180組裝到預燃室火花塞110。連接可通過焊接、銅焊等形成。
[0060]圖7和圖8分別示出了預燃室火花塞100的示例的端蓋116的端視圖和橫截面視圖。在一些實施中，端蓋116具有蓋形形狀，使其略微從殼體112的端部突出。端蓋116具有中心孔162，所述中心孔162在一些實施中在預燃室火花塞100的縱向軸線101上定心。中心孔162構造為控制空氣/燃料混合物到前室108內的流速和在火花間隙內的速度。端蓋116進一步包括多個外周孔164，所述外周孔164可被鉆孔或形成在端蓋116的側壁166中或殼體112自身中。外周孔164構造為造成預燃室內的空氣/燃料混合物的渦旋運動。在一些實施中，端蓋116通過焊接、銅焊等連接到殼體112。端蓋也可以是平的(垂直于殼體)或具有“V”形形狀。殼體112和端蓋116可以成形為使得端蓋116是平的且插入深度的主要部分是由于殼體112的長度導致。殼體112和端蓋116也可以成形為使得端蓋116具有突出的形狀(類似于拱頂或“V”形形狀)且插入深度的一部分由于此端蓋形狀的長度導致。
[0061]圖7和圖8示出了在側壁166內具有七個外周孔164和七個外周孔軸線168的示例的端蓋116。為清晰起見，在圖7中僅示出了一個外周孔軸線168。圖7示出了端蓋116的端視圖，所述端蓋116包括示例的用于外周孔164的渦旋角，且進一步包括預燃室火花塞100的縱向軸線101，如在一些情形中當端蓋116組裝到殼體112時其將被定位的那樣。圖8是端蓋116的橫截面視圖，且圖8示出了用于外周孔164的示例的穿透角。中心孔尺寸的范圍可能地為從直徑0.1 mm至2.0 _，但也可以規(guī)定較大的孔尺寸。
[0062]示例的端蓋116的其他實施可以具有多于或少于七個外周孔164。外周孔164是傾斜的，使得沒有外周孔軸線168與縱向軸線101相交。如上所陳述，圖7圖示了用于外周孔164的渦旋角。如在圖7中所示，渦旋角限定為外周孔軸線168和徑向線169之間的角，所述徑向線169從端蓋116的中心伸出通過外周孔軸線168上的點，所述點處在由相應的外周孔164限定的氣缸的端部之間的中途。
[0063]在圖7和圖8中所示的示例中，渦旋角為45度，但在其他示例中，所述角可大于或小于45度。圖8圖示了用于外周孔164的穿透角。如在圖8中所示，穿透角限定為外周孔軸線168和縱向軸線101或平行于縱向軸線101的線171之間的角。在發(fā)動機運行期間，當空氣/燃料混合物被引入到預燃室的前室108內時，外周孔164的傾斜的屬性在預燃室內的空氣/燃料混合物上產生了渦旋效果。外周孔164的精確的定位(S卩，在側壁166上)和構造(例如，直徑、角度)取決于預燃室內的希望的流場和空氣/燃料分配。
[0064]圖9是示例的預燃室火花塞200的橫截面視圖。預燃室火花塞200具有縱向軸線201。中心電極102沿縱向軸線201延伸且進一步從絕緣體104延伸到預燃室內，所述預燃室被劃分為后室106和前室108。布置在殼體112內部的管狀電極210用作接地電極。管狀電極210的盤部分214將后室106與前室108分開。端蓋116限定了預燃室火花塞200的端部且也限定了前室108的邊界。在一些實施中，殼體112的內表面118可具有臺階部分120，使得管狀電極210可在預燃室火花塞200組裝期間落座在臺階部分120上。接地電極也可以構造為薄環(huán)，所述薄環(huán)通過在任何位置處連接在殼體上的腿懸起，所述位置包括靠近基部處，在所述基部處芯從殼體(112)延伸，或靠近殼體的尖端(108)，或甚至從端蓋自身(116)連接?？墒褂美绾附?、銅焊或激光焊接等的任何連接方法來連接管。
[0065]在運