專利名稱：用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的火花塞。
背景技術(shù)：
該火花塞包括金屬主體部、固定在該金屬主體部中的絕緣體、中心電極和環(huán)形接地電極，其中，所述的中心電極穿過絕緣體并且在其突出于絕緣體的端部處設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金；所述的接地電極固定到金屬主體部上，圍繞著中心電極的設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金的端部，并且在其面向該中心電極的內(nèi)側(cè)設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金，該中心電極和接地電極的由貴金屬或貴金屬合金制成的相互面對的表面為同軸設(shè)置的圓柱形表面。另外，所述火花塞還包括一帽蓋，該帽蓋安裝在金屬主體部上，并在將火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中后使中心電極和接地電極與燃燒室隔絕；而且，該帽蓋與火花塞的主體部一起共同形成一前室，中心電極和接地電極便設(shè)置在該前室中。該帽蓋還具有至少一個開口，所述開口能夠在前室和前室之外的空間之間實現(xiàn)氣體交換。DE 101 44 976 Al中就公開了這樣一種火花塞。在這種火花塞中，中心電極和接地電極沒有直接伸入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中，而是伸到在火花塞前部形成的前室中，該前室通過一個或多個開口與內(nèi)燃機(jī)的燃燒室相連，由此可以在該前室和燃燒室之間進(jìn)行氣體交換。這種火花塞也被稱為預(yù)燃室火花塞，它用于點燃固定式燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)中的貧燃料-空氣混合物。當(dāng)燃燒室中實際存在的空氣體積與燃料充分燃燒所需要的按化學(xué)計量的空氣體積的λ比大于1時，將出現(xiàn)貧燃料-空氣混合物，理想的λ值為1. 3至1. 8，尤其是λ等于1. 6至1. 7時更為理想。在內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中，通過前室的開口將可點燃的混合物引入前室。根據(jù)前室的功能，該前室是一個預(yù)燃室。通過在中心電極和接地電極之間產(chǎn)生的點火火花，首先在該前室中點燃流入前室的可點燃的燃?xì)?空氣混合物。由于在該前室中形成燃燒壓力，在該前室中產(chǎn)生的火焰通過前室的開口被推出前室，并點燃在該前室外部的內(nèi)燃機(jī)燃燒室中存在的貧燃料-空氣混合物。火花塞的電極容易被燒蝕，這限制了火花塞的使用壽命。由于電極被燒蝕，使得火花塞的兩個電極之間的距離增加。對于沒有前室的火花塞可以做到重新調(diào)整電極間距，從而校正因燒蝕而帶來的距離變化。但對于有前室的火花塞而言，則不存在這種可能性。為此，預(yù)燃室火花塞需要能實現(xiàn)盡可能長的使用壽命。因此，從DE 101 44 976 Al中已知的方法是，用鉬、鉬合金、銥或銥合金制造電極，或者將這些材料包覆在電極的尖端上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供另外一種適于提高預(yù)燃室火花塞的使用壽命的技術(shù)方案。這一發(fā)明目的是通過具有權(quán)利要求1中所述特征的火花塞來實現(xiàn)的。在本發(fā)明的從屬權(quán)利要求中要求保護(hù)的是本發(fā)明的其他有利改進(jìn)形式。根據(jù)本發(fā)明的火花塞包括金屬主體部；
固定在該金屬主體部中的絕緣體；中心電極，該中心電極穿過該絕緣體，并且在其突出于絕緣體的端部處包覆有貴金屬或貴金屬合金；環(huán)形接地電極，該接地電極固定在金屬主體部上，圍繞著中心電極的設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金的端部，并且在該接地電極的面向中心電極的內(nèi)側(cè)設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金，其中，該中心電極和該接地電極的由貴金屬或貴金屬合金形成的相互面對的表面為同軸設(shè)置的圓柱形表面；以及帽蓋，該帽蓋安裝在金屬主體部上，并在將火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)中后將該中心電極和該接地電極與燃燒室隔絕；而且，該帽蓋與該火花塞的主體部一起共同形成一前室，其中，該帽蓋具有至少一個開口，該開口能夠在前室和位于該前室之外的空間之間實現(xiàn)氣體交換；所述圓柱形表面與理想的圓柱體幾何形狀之間的偏差小于士20 μ m，并且該圓柱形表面的軸線位置與理想的同軸位置之間的偏差小于士50μπι。沿徑向測得的相對的圓柱形表面之間的環(huán)形空隙的寬度與預(yù)定間隙之間的偏差優(yōu)選地小于士75 μ m。已經(jīng)得到證明的是，通過確保由貴金屬或貴金屬合金形成的相對的圓柱形表面與理想的圓柱體幾何形狀之間的偏差以及其軸線位置與理想的同軸位置之間的偏差將保持在所要求的閾值之下，便可以將預(yù)燃室火花塞的使用壽命延長到意想不到的令人驚訝的程度。這使得點火火花的基部能夠比現(xiàn)有技術(shù)均勻得多地分布在由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形電極表面上，從而使得電極表面的燒蝕更加均勻，并且?guī)缀跏鞘拐麄€電極表面都可燒蝕。本發(fā)明的一個特別的優(yōu)點是，當(dāng)與現(xiàn)有的預(yù)燃室火花塞的電極表面相比增加了電極表面時，本發(fā)明也可以適用，由此，可以更進(jìn)一步地增加可用于不可避免的燒蝕的電極材料量。優(yōu)選地，由貴金屬或貴金屬合金形成的中心電極的圓柱形表面的大小至少為15mm2，更優(yōu)選地為至少30mm2。甚至經(jīng)測量超過40mm2的圓柱形電極表面也可以用在中心電極上，并且具有功能可靠性和相應(yīng)增加的使用壽命。對于相對的接地電極的圓柱形表面，由于接地電極的圓柱形表面的直徑較大，應(yīng)該提供設(shè)置相應(yīng)地大于中心電極的由貴金屬或貴金屬合金形制成的圓柱形表面的尺寸。有利的是，兩個電極的圓柱形表面的高度相等或大致相等。初期試驗已經(jīng)成功地使采用本發(fā)明的上述類型的預(yù)燃室火花塞的使用壽命大概延長了一倍。優(yōu)選地使相對的圓柱形表面的粗糙度保持較小，且限制在最大值為1.6μπι。這也有助于延長使用壽命。為了獲得本發(fā)明所希望的精度，至少在由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形表面的區(qū)域?qū)χ行碾姌O進(jìn)行磨削。接地電極的與中心電極相對布置的相應(yīng)的圓柱形表面優(yōu)選地由從拉制管上切下的一部分制成。有利的是，中心電極和接地電極設(shè)置有鉬或銥，或者設(shè)置有鉬合金或銥合金，尤其是設(shè)置有鉬基合金或銥基合金。中心電極和接地電極的由貴金屬或貴金屬合金形成的兩個圓柱形表面之間的環(huán)形間隙優(yōu)選地為0. 25mm至0. 35mm。中心電極在其設(shè)置有貴金屬尖端或貴金屬合金尖端時的直徑可以大于現(xiàn)有技術(shù)，即2mm至8mm。環(huán)形接地電極的內(nèi)徑也相應(yīng)地較大。


附圖中示意性地示出了本發(fā)明的兩個實施例。在這兩個實施例中，相同或相應(yīng)的部件用相同的參考標(biāo)號表示。圖1示出了火花塞前部的縱向剖面圖；圖2為圖1中所示火花塞的主視圖；以及圖3以根據(jù)圖1的剖面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的火花塞的第二實施例
具體實施例方式圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的火花塞，該火花塞主要包括金屬主體部1，陶瓷絕緣體2，中心電極3，接地電極4和帽蓋8。該帽蓋8通過焊接連接到金屬主體部1上，并與該金屬主體部1 一起共同形成一前室7，中心電極3和接地電極4就設(shè)置在該前室中。中心電極3的端部設(shè)置有(具體地說是通過焊接設(shè)有)圓柱形的貴金屬件5。接地電極4具有環(huán)形設(shè)計，并且襯以由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形套筒6。接地電極4與中心電極3 的圓柱形貴金屬件5—起形成一個環(huán)形點火間隙10，可以在其中形成點火火花。中心電極3和接地電極4的圓柱形側(cè)面3a和如以高精度制成，并且高精度地同軸設(shè)置。圖2中示出了接地電極4的俯視圖；該接地電極4通過三個設(shè)置成星形并具有弓形走向的腿部13剛性連接在火花塞的金屬主體部1上，其中，該三個腿部13被容納在位于金屬主體部1前緣的環(huán)形槽9中，并被焊接到該主體部1上。火花塞的點火間隙由中心電極3的貴金屬件5的圓柱形側(cè)面3a和接地電極4的貴金屬套筒6的內(nèi)圓柱形表面如形成。中心電極3的貴金屬件5的圓柱形側(cè)面3a至少為 15mm2。接地電極4的相對的貴金屬套筒6具有至少為17mm2的圓柱形內(nèi)表面如。兩個表面都可能被燒蝕。帽蓋8在沿中心電極3的方向上包括一鉆孔11，在內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中，可點燃的燃?xì)?空氣混合物通過該鉆孔被引入前室7，并在該前室中通過點火火花被點燃。具有三個腿部13的接地電極4的構(gòu)造確保了在中心電極3和接地電極4之間的點火間隙10是容易進(jìn)入的。一旦前室7中的混合物被點燃，火焰在燃燒壓力的作用下將通過鉆孔11被推出前室7，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的主燃燒室，并點燃主燃燒室中存在的燃料-空氣混合物。圖3所示實施例與圖1和2所示實施例的不同之處在于，中心電極3為蘑菇形，其中，由貴金屬或貴金屬合金制成的環(huán)狀件如被推到中心電極3的由其他賤金屬制成的端部上，并被焊接在上面。通過這樣做，可以形成較大的電極表面，根據(jù)本發(fā)明，這使得火花塞可以獲得更長的使用壽命，因為有較多的電極材料可供燒蝕。在接地電極4的各個腿部13上均設(shè)置有一環(huán)流孔，該環(huán)流孔可促使燃?xì)?空氣混合物繞中心電極3流動。采用圖3中的設(shè)計可以獲得由貴金屬或貴金屬合金制成的電極表面，這些表面具有40mm2或更大的尺寸，并且可在點火火花的作用下用于燒蝕。附圖標(biāo)記
1主體部6貴金屬套筒
2絕緣體7前室
3中心電極8帽蓋
3a圓柱形側(cè)面9環(huán)形間隙
4接地電極10點火間隙
4a圓柱形側(cè)面11鉆孔，開口
5貴金屬件12環(huán)流孔
5a環(huán)形件13三個腿部
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的火花塞，包括 金屬主體部(1)；固定在所述主體部(1)中的絕緣體O)；中心電極(3)，所述中心電極(3)穿過所述絕緣體0)，并且所述中心電極(3)的突出于所述絕緣體O)的端部設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金；環(huán)形接地電極G)，所述接地電極⑷固定在所述主體部⑴上，圍繞著所述中心電極 (3)的設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金的端部，并且在所述接地電極的面向所述中心電極(3)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金，所述中心電極C3)和所述接地電極(4)的由貴金屬或貴金屬合金形成的相互面對表面為同軸設(shè)置的圓柱形表面(3a，4a)；以及帽蓋(8)，所述帽蓋(8)安裝在所述主體部(1)上，并在將所述火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中后使所述中心電極⑶和所述接地電極⑷與燃燒室隔絕；而且，所述帽蓋⑶與所述火花塞的所述主體部⑴一起共同形成一前室(7)，所述中心電極(3)和所述接地電極(4)設(shè)置在所述前室(7)中，所述帽蓋(8)具有至少一個開口(11)，所述開口(11)能夠在所述前室(7)和所述前室 (7)外部的空間之間實現(xiàn)氣體交換，其特征在于，所述圓柱形表面(3a，4a)與理想的圓柱體幾何形狀之間的偏差小于士20 μ m，并且所述圓柱形表面(3a，4a)的軸線的位置與它們的理想同軸位置之間的偏差小于士 50 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，沿徑向測得的相對的所述圓柱形表面 (3a,4a)之間的環(huán)形間隙的寬度與預(yù)定間隙之間的偏差小于士75μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極C3)和所述接地電極 (4)的相對的所述圓柱形表面(3a，如)的粗糙度不超過1.6 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，形成在所述中心電極C3)上的所述圓柱形表面(3a)是經(jīng)過磨削的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極C3)和所述接地電極 (4)設(shè)有鉬或銥，或者設(shè)有鉬合金或銥合金，并且優(yōu)選地設(shè)置有鉬基合金或銥基合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極C3)和所述接地電極 (4)的兩個圓柱形表面(3a，4a)之間的環(huán)形間隙為0. 2mm至0. 5mm,并且優(yōu)選地為0. 25mm 至 0.35mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極C3)在設(shè)置有貴金屬或貴金屬合金的部位處的直徑為2mm至8mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(3)的由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形表面(3a)的尺寸至少為15mm2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極C3)的由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形表面(3a)的尺寸至少為30mm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(3)的由貴金屬或貴金屬合金制成的圓柱形表面(3a)的尺寸至少為40mm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的火花塞，包括金屬主體部；固定在主體部中的絕緣體；穿過絕緣體且在其突出于絕緣體的一端設(shè)有貴金屬或貴金屬合金的中心電極；固定在主體部上的接地電極，其圍繞中心電極的設(shè)有貴金屬或貴金屬合金的端部，并在內(nèi)側(cè)設(shè)有貴金屬或貴金屬合金，兩個電極的由貴金屬或貴金屬合金制成的相向表面為同軸的圓柱形表面；安裝在主體部上的帽蓋，其在火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)燃燒室中后使電極與燃燒室隔絕；帽蓋與主體部共同形成一其中設(shè)置電極的前室；帽蓋具有至少一個能使氣體在前室和前室外部的空間之間交換的開口。根據(jù)本發(fā)明，圓柱形表面與理想圓柱體幾何形狀的偏差小于±20μm，圓柱形表面的軸線與理想同軸位置的偏差小于±50μm。
文檔編號H01T13/20GK102185255SQ201010593410
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者烏多·桑德爾, 亞歷山大·申克, 安科·恩斯特, 維爾納·尼斯納, 馬里奧·迪特曼 申請人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司