電暈點火設(shè)備和生產(chǎn)電暈點火設(shè)備的點火頭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過電暈放電點燃發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃料的電暈點火設(shè)備，包括絕緣子（2），插入絕緣子（2）內(nèi)并支撐具有多個點火嘴（4b）的點火頭（4）的中心電極（3），與中心電極（3）連接的線圈（5），以及圍繞線圈（5）并供絕緣子（2）插入的外殼（1），其中所述點火頭（4）具有由金屬板材構(gòu)成的主體（4a）。根據(jù)本發(fā)明，點火嘴（4b）由不同于主體（4a）的材料構(gòu)成并固定在主體（4a）的側(cè)面上。本發(fā)明還涉及一種此種電暈點火設(shè)備的點火頭以及生產(chǎn)所述點火頭的方法。
【專利說明】電暈點火設(shè)備和生產(chǎn)電暈點火設(shè)備的點火頭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過電暈放電點燃發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃料的電暈點火設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]一種具有權(quán)利要求的前述部分所述特征的電暈點火設(shè)備可從專利DE102010045175A1中得知。在此電暈點火設(shè)備中，其中心電極帶有點火頭，而所述點火頭具有多個點火嘴并由金屬板料通過切割制成。
[0003]從專利W02011/130365A1中可知，使用耐磨層覆蓋此類點火頭的點火嘴并可據(jù)此增加點火頭的壽命。所述耐磨層通過電鍍、粉末涂敷或者陰極濺射在點火嘴的區(qū)域內(nèi)施加到點火頭上部，并且也可施加到點火頭下部。除此之外，鉬系金屬于此作為耐磨層的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于描述一種能夠以低成本方式生產(chǎn)電暈點火設(shè)備的耐磨點火頭的方法。
[0005]此目的通過具有權(quán)利要求所述特征的電暈點火設(shè)備、點火頭和方法實現(xiàn)。本發(fā)明的有益改進在從屬權(quán)利要求中得到公開。
[0006]對于根據(jù)本發(fā)明的電暈點火設(shè)備，點火嘴由相比主體不同的材料制成并且在一些具體實施例中固定在主體的側(cè)面上。這里，所述側(cè)面應(yīng)被理解為將點火頭或者金屬板材的上側(cè)面連接至下表面的任何表面。所述側(cè)面有時還被稱為狹窄側(cè)，橫向側(cè)或者外圍側(cè)。
[0007]本發(fā)明的點火頭不是如專利W02011/130365A1所述的那樣從金屬板材上切割出點火頭并隨后在點火嘴的上側(cè)和下側(cè)上涂覆耐磨材料，而是從由兩種不同材料組成的半成品中切割得出，具體地講，由第一材料制成的金屬板材和至少一個由第二材料制成的本體構(gòu)成，其中，舉例來說，所述第一材料可以是鋼材或者其它過渡金屬的基礎(chǔ)合金，而第二材料則可以是鉬系金屬并被應(yīng)用在邊緣區(qū)域上，比如應(yīng)用在金屬板材的側(cè)面上。根據(jù)本發(fā)明的點火頭的點火嘴因此具有切邊，即是具有通過切割產(chǎn)生的邊緣，比如通過激光切割、沖壓或火花蝕刻。點火嘴的鋒利邊緣對于電暈放電是十分有利的。點火嘴為點火頭的徑向凸起的末端部分，例如楔形凸起的末端部分。
[0008]對于本發(fā)明的點火頭，點火嘴固定在主體的側(cè)面上。所述點火嘴因此能夠完全利用耐磨材料制成，舉例來說，由鉬系金屬制成。如果點火嘴從其上側(cè)至下側(cè)均連續(xù)地由不同于主體的材料構(gòu)成，則可實現(xiàn)與幾乎僅具有一個由耐磨材料構(gòu)成的薄層并在薄層下方含有抗磨損性能更差的材料(比如鋼)的點火嘴相比更長的工作壽命。
[0009]通過將第二材料施加到由第一材料構(gòu)成的金屬板材的邊緣區(qū)域，然后從半成品中切割出點火頭，能以非常經(jīng)濟的方式生產(chǎn)出點火頭，所述點火頭的主體由第一材料和點火頭的點火嘴構(gòu)成，其中所述點火嘴由覆蓋有第二材料的半成品的邊緣區(qū)域制成。所述邊緣區(qū)域可為金屬板材的后側(cè)或者前側(cè)上的條帶。所述邊緣區(qū)域優(yōu)選為金屬板材的側(cè)面。
[0010]第二材料，比如鉬系金屬，優(yōu)選地應(yīng)用在由第一材料(比如鋼材或者其它過渡金屬的基礎(chǔ)合金)構(gòu)成的金屬板材的至少一個側(cè)面上，然后點火頭從此金屬板材中切割得出，t匕如通過沖壓、火花蝕刻或激光切割。這里，點火嘴從金屬板材的邊緣區(qū)域切割至第二材料覆蓋的側(cè)面得出。點火頭的主體由第一材料構(gòu)成,而點火嘴由第二材料構(gòu)成。
[0011]因為點火頭及其點火嘴從半成品中切割而成，每一點火嘴均具有至少一個切邊。這些切邊是有益的，因為這些鋒利的切邊帶來局部增加的場強并因此促進了電暈放電的產(chǎn)生。相反，如果含有點火嘴的主體從均勻的金屬板材中切出并然后在其點火嘴區(qū)域覆蓋耐磨層，主體的邊緣會因為此耐磨層而變得圓滑并因此導(dǎo)致電暈放電變差。
[0012]每一點火嘴優(yōu)選地具有多個切邊，例如兩個切邊，所述切邊限定了一個楔形，例如在兩者之間圍成銳角并在上側(cè)或下側(cè)的邊緣上延伸。楔形點火嘴的兩個側(cè)面在另一切邊上會聚。
[0013]電暈放電總是在末端形成，因為此處的電場最強。點火嘴因此是最受電暈放電影響的部分。如果點火嘴含有堅固的耐磨材料，比如鉬系金屬或基于鉬系金屬的合金，這些點火嘴就會具有比那些僅在其上側(cè)或下側(cè)涂覆耐磨材料的點火嘴更長的工作壽命。
[0014]因為點火嘴較短，本發(fā)明的點火頭僅需少量的耐磨材料，并因此具有符合成本效益的生產(chǎn)，即使是使用昂貴的鉬系金屬。
[0015]鉬系金屬有時也被稱為鉬族金屬。鉬系金屬是鉬系元素金屬的一種，即是說其可以是Ru, Rh, Pd, Os, Ir或者Pt。鉬系金屬和基于鉬系金屬的合金，即是含有占主導(dǎo)地位的鉬系金屬的合金，其中鉬系金屬按重量計算優(yōu)選地超過80%，尤其是超過90%，適合作為點火嘴的材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下文將基于示例性的具體實施例并參照附圖對本發(fā)明的細節(jié)和優(yōu)勢做出進一步的解釋，其中:
[0017]圖1示出了電暈點火設(shè)備；
[0018]圖2示出了圖1的縱向平面；
[0019]圖3示出了電暈點火設(shè)備的點火頭的一個示例性實施例；
[0020]圖4示出了用于生產(chǎn)圖3所示點火頭的半成品；
[0021]圖5示出點火頭的另一個示例性實施例；
[0022]圖6示出了用于生產(chǎn)圖5所示點火頭的半成品；
[0023]圖7示出了點火頭的另一個示例性實施例；
[0024]圖8示出了用于生產(chǎn)圖所示點火頭的半成品。
【具體實施方式】
[0025]圖1和2所示的點火設(shè)備產(chǎn)生電暈放電以點燃發(fā)動機燃燒室內(nèi)的燃料。此電暈點火設(shè)備具有一側(cè)被絕緣子2閉合的外殼I。帶有點火頭4的中心電極3被絕緣子2所環(huán)繞，其中點火頭4具有多個點火嘴。點火頭4具有數(shù)個楔形凸起。這樣一個楔形凸起的端部被稱為點火嘴。中心電極3、絕緣子2以及外殼I構(gòu)成了與線圈5串聯(lián)連接的電容器，其中線圈5與中心電極3連接。此電容器和線圈5為電震蕩電路的一部分，此電路的激勵使得在點火頭4的點火嘴上產(chǎn)生電暈放電成為可能。[0026]點火頭4的不同示例性實施例在圖3、5和7中分別得到顯示。每一點火頭4均具有由金屬板材制成的主體4a，所述主體4a在其中心具有用于固定電暈點火設(shè)備的中心電極的孔隙4c，以及點火嘴4b。主體4a由第一材料組成，例如，鋼或者其它過渡金屬(比如鎳)的基體合金。由其它金屬材料制成的點火嘴4b固定到主體4a的側(cè)面上。主體4a的側(cè)面為連接圖示的上側(cè)和未在圖中示出的下側(cè)的側(cè)面或者表面。所示實施例中的點火嘴4b的材料僅覆蓋主體4a的側(cè)面，即其不覆蓋上側(cè)或者下側(cè)的任何部分。主體4a的上側(cè)和下側(cè)則從點火嘴4b的材料中完全露出。
[0027]舉例來說，點火嘴4b由鉬系金屬或者其它基于鉬系金屬的合金組成。尤其是，由鉬或銥或基于鉬或銥的合金制成的點火嘴也是適用的。
[0028]為生產(chǎn)點火頭，需將第二材料施加到由第一材料構(gòu)成的金屬板材上。舉例來說,將第二材料制成的實體，優(yōu)選地為金屬帶材，結(jié)合到金屬板材的側(cè)面上。然后從通過涂覆第二材料制成的半成品中切割出點火頭4，其中點火頭的點火嘴4b由第二材料制成。通過將第二材料結(jié)合到第一材料制成的金屬板材的側(cè)面上生產(chǎn)出的半成品的示例性實施例在圖4、6和8中分別得到顯示。
[0029]點火頭4可從該半成品中切割出來，舉例來說，通過沖壓、激光切割或火花蝕刻制得。每一點火嘴4b均具有多個切邊，所述點火嘴優(yōu)選地在其側(cè)面和上側(cè)之間、在側(cè)面和下側(cè)之間、以及在兩個限定一個楔形部分的側(cè)面之間具有切邊，例如通過在兩者之間圍成一個銳角。如果一個或者多個切面相對所述半成品上側(cè)的法面傾斜延伸，所述切邊之一就會更為平坦而其它切邊則會具有更銳利的邊緣。這會是有益的，舉例來說，這是為了在上側(cè)和一個或多個側(cè)面之間產(chǎn)生特別銳利的切邊，并因此提供對電暈放電尤其有利的條件。
[0030]采用鋸齒狀切面代替直線切面也能夠用于產(chǎn)生額外的切邊。舉例來說，切出鋸齒狀凹凸的輪廓。
[0031]第二材料固定在金屬板材的側(cè)面上，例如通過焊接固定。除此之外，其它的焊接方法，焊接熔覆(weld cladding)，尤其是激光焊接熔覆也是適用的。相對第一材料而言惰性更強的第二材料通過焊接熔覆以簡單的方式施加到所述側(cè)面上。為減少材料用量，所述焊接熔覆被限制在邊緣區(qū)域或者側(cè)面內(nèi)，然后點火嘴在此處通過切割形成?？捎诖耸褂脝渭壔蛘叨嗉壓附尤鄹?。在采用包括兩級或更多級的焊接熔覆的情況下，與上層材料不同或者相同的材料可用于一個或多個中間層。在應(yīng)用中間層時，其材料可與下方一層或者金屬板材構(gòu)成合金。此合金然后構(gòu)成了下一步驟的基礎(chǔ)，這樣施加材料的純度朝向表面增加。更抗磨材料增強的粘合性因此得以實現(xiàn)。
[0032]第二材料也能通過軋制復(fù)合附加到金屬板材的側(cè)面上，比如通過激光軋制復(fù)合。
[0033]在使用薄金屬板材的情況下，將由第二材料構(gòu)成的實體結(jié)合到由第一材料構(gòu)成的金屬板材的側(cè)面上伴隨著相當大的難度。因此將第二材料固定到厚于生產(chǎn)出的點火頭的金屬板材的側(cè)面，然后再減少據(jù)此生產(chǎn)的半成品的厚度(例如通過軋制)，是有利的。因金屬板材具有較大的厚度，而導(dǎo)致所述側(cè)面較寬，因此能夠更容易地將第二材料固定到由第一材料構(gòu)成的金屬板材的側(cè)面上。據(jù)此由第一材料和第二材料生產(chǎn)的半成品的厚度于是能夠被減少至點火頭所需的厚度。
[0034]為了增強第二材料至第一材料的粘附力，在第一材料和第二材料之間設(shè)有中間層。由對第一材料和第二材料均具有親和性的材料構(gòu)成的中間層尤其適用。舉例來說，所述中間層由第一材料和第二材料的合金組成。
[0035]第二材料可作為條帶10固定到金屬板材11的側(cè)面上。在圖4所示半成品的情況下，由第二材料構(gòu)成的條帶10固定到由第一材料構(gòu)成的金屬帶材的縱向側(cè)面上。通過此種方式，生產(chǎn)出帶狀的半成品，并且隨后可從此半成品中切割出點火頭。然后，具有兩個或者四個點火嘴的點火頭可從這樣的帶狀半成品中很好地切割出來。也可以切割出具有多于四個點火嘴的點火頭，所述點火頭然后被設(shè)置在距點火頭中心不同距離的位置上。
[0036]第二材料也能以條帶10的形式固定到片狀金屬板材11的側(cè)面上，如圖6的實例所示。所述金屬板材片可以是一圓片，如圖6所示。圓片狀半成品的優(yōu)點在于具有任意數(shù)量的點火嘴的點火頭能夠從這樣的半成品中切割出來。毫無困難地從這樣的半成品中切割出具有4、5、6個或者更多的從中心處開始徑向分布的楔形點火嘴的點火頭也是可能的。
[0037]由第一材料構(gòu)成的金屬板件的側(cè)面上沿其整個周邊涂覆有第二材料，如圖6所示。為了節(jié)省材料，將由第二材料構(gòu)成的實體10，例如板、銷、方塊、球體或半球體，僅在某些點上固定到金屬板材11的側(cè)面上。圖8示出了如此一種半成品的實例。
【權(quán)利要求】
1.一種通過電暈放電點燃發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃料的電暈點火設(shè)備，包括: 絕緣子(2)； 中心電極(3)，所述中心電極(3)被所述絕緣子(2)所圍繞并支撐具有多個點火嘴(4b)的點火頭(4)； 線圈(5)，所述線圈(5)與中心電極(3)連接； 外殼(1)，所述外殼(I)圍繞線圈(5)并容納絕緣子(2)； 其中所述點火頭(4)具有由金屬板材構(gòu)成的主體(4a)； 其特征在于,點火嘴(4b)由相比主體(4a)不同的材料構(gòu)成并具有至少一個切邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈點火設(shè)備，其特征在于，所述點火嘴固定在主體(4a)的側(cè)面上。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的電暈點火設(shè)備，其特征在于，所述點火嘴(4b)由鉬系金屬或者基于鉬系金屬的合金組成。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的電暈點火設(shè)備，其特征在于，在點火嘴(4b)和主體(4a)之間設(shè)有中間層以提高點火嘴(4b)至主體(4a)的粘附力。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的電暈點火設(shè)備，其特征在于，所述點火嘴(4b)從其上側(cè)至下側(cè)連續(xù)地由其它材料組成。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的電暈點火設(shè)備，其特征在于，所述點火嘴(4b)呈楔形并在點火頭(4)的上側(cè)上具有至少兩個會聚的切邊并且在點火頭(4)的下側(cè)上具有至少兩個會聚的切邊。
7.—種電暈點火設(shè)備的點火頭，包括由含有第一材料的金屬板材構(gòu)成的主體(4a)，以及多個點火嘴(4b)，其特征在于，所述點火嘴(4b)由第二材料組成并設(shè)置在主體(4a)的側(cè)面上。
8.—種生產(chǎn)電暈點火設(shè)備的點火頭(4)的方法，其中通過將第二材料應(yīng)用在由第一材料構(gòu)成的金屬板材(11)的邊緣區(qū)域生產(chǎn)出半成品，然后從所述半成品上切割出點火頭(4)，所述點火頭的主體(4a)由第一材料組成而所述點火頭的點火嘴(4b)由覆有第二材料的所述邊緣區(qū)域構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述邊緣區(qū)域為金屬板材的側(cè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二材料呈條帶狀固定至金屬板材的側(cè)面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的方法，其特征在于，在切割出點火頭(4)之前減少所述半成品的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述第二材料通過焊接固定至所述金屬板材(11)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項所述的方法，其特征在于，在將第二材料應(yīng)用到金屬板材(11)的邊緣區(qū)域之前施加一由第三材料構(gòu)成的層。
【文檔編號】H01T19/04GK103790754SQ201310499467
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】T·施蒂費爾, W·尼斯納, H·米勒 申請人:博格華納貝魯系統(tǒng)有限公司