具有點(diǎn)燃?jí)|的火花塞的制作方法
【專(zhuān)利摘要】火花塞具有殼體、絕緣體、中心電極、接地電極以及點(diǎn)燃?jí)|。點(diǎn)燃?jí)|由貴重金屬材料制成并且附接到接地電極。點(diǎn)燃?jí)|在周向邊緣處具有側(cè)表面，其可與接地電極的自由端表面齊平或接近齊平。該構(gòu)造可有助于在火花事件期間提高火花塞的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)，并且可提供在附接的接地電極和點(diǎn)燃?jí)|處的更好熱管理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有點(diǎn)燃?jí)|的火花塞
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
本申請(qǐng)是在2014年I月28日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/166，145的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其要求在2013年I月31日提交的美國(guó)臨時(shí)序列號(hào)61/759,088的權(quán)益。這些先前申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在本文通過(guò)引用并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開(kāi)總體涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞和其他點(diǎn)火設(shè)備，并且特別涉及附接到電極的點(diǎn)燃?jí)|。
【背景技術(shù)】
[0003]火花塞可用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中開(kāi)始燃燒。通過(guò)產(chǎn)生穿過(guò)在兩個(gè)或更多個(gè)電極之間限定的火花間隙的火花，火花塞通常點(diǎn)燃在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或燃燒室中的氣體，例如空氣/燃料混合物。氣體通過(guò)火花的點(diǎn)火引起在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的燃燒反應(yīng)，其引起發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力沖程。高溫、高電壓、燃燒反應(yīng)的迅速反復(fù)以及在燃燒氣體中腐蝕材料的存在可形成火花塞運(yùn)行的惡劣環(huán)境。該惡劣環(huán)境隨著時(shí)間可促進(jìn)電極的侵蝕和腐蝕并且可不利地影響火花塞的性能，從而潛在地導(dǎo)致不發(fā)火或一些其他不希望情況。
[0004]為減少火花塞電極的侵蝕和腐蝕，已經(jīng)使用各種類(lèi)型的貴金屬和它們合金一例如由鉑和銥制成的那些。然而，這些材料是昂貴的。因此，火花塞制造商有時(shí)通過(guò)僅在火花跳躍穿過(guò)火花間隙的電極的點(diǎn)燃尖端處使用這些材料來(lái)試圖最小化電極所使用的貴重金屬的量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種火花塞包括殼體、絕緣體、中心電極、接地電極以及點(diǎn)燃?jí)|。所述殼體具有軸向孔，并且所述絕緣體具有軸向孔。所述絕緣體部分地或更多地布置在所述殼體的軸向孔內(nèi)。所述中心電極部分地或更多地布置在所述絕緣體的軸向孔內(nèi)。所述接地電極附接到所述殼體并且由鎳基合金材料組成。所述點(diǎn)燃?jí)|附接到所述接地電極并且由包含至少25wt.%的鎳的鉑基合金材料組成。所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的突出部。所述突出部在執(zhí)行電阻焊接過(guò)程時(shí)聚集通過(guò)其的電流。在所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極之間的附接件包括電阻焊接焊接件并且沒(méi)有激光焊接焊接件。所述突出部有助于在所述點(diǎn)燃?jí)|和接地電極之間的附接件中激光焊接焊接件的缺失。
[0006]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種準(zhǔn)備接地電極和點(diǎn)燃?jí)|組裝的方法包括若干步驟。一個(gè)步驟涉及將點(diǎn)燃?jí)|定位在接地電極上。所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的突出部。所述突出部與所述接地電極產(chǎn)生線到表面接觸。另一個(gè)步驟涉及使電流通過(guò)在所述突出部和所述接地電極之間的所述線到表面接觸，同時(shí)將所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極按壓在一起。所述點(diǎn)燃?jí)|在通過(guò)電流時(shí)至少部分地下沉到所述接地電極中并且在所述突出部和所述接地電極之間產(chǎn)生表面到表面接觸。所述點(diǎn)燃?jí)|此后附接到所述接地電極并且建立所述接地電極和點(diǎn)燃?jí)|組裝。
[0007]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種火花塞包括殼體、絕緣體、中心電極、接地電極、點(diǎn)燃?jí)|以及電阻焊接排出物。所述殼體具有軸向孔，并且所述絕緣體具有軸向孔。所述絕緣體部分地或更多地布置在所述殼體的軸向孔內(nèi)。所述中心電極部分地或更多地布置在所述絕緣體的軸向孔內(nèi)。所述接地電極附接到所述殼體。所述點(diǎn)燃?jí)|附接到所述接地電極。所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的單個(gè)突出部。所述單個(gè)突出部跨越穿過(guò)所述底側(cè)并且在所述點(diǎn)燃?jí)|和接地電極之間的附接時(shí)被接收在所述接地電極的凹陷部中。所述點(diǎn)燃?jí)|具有第一火花表面，其在所述火花塞的使用期間交換火花。所述電阻焊接排出物部分地或更多地圍繞所述點(diǎn)燃?jí)|的周向邊緣。所述電阻焊接排出物具有與所述點(diǎn)燃?jí)|的所述第一火花表面大體一致的第二火花表面。所述第二火花表面在所述火花塞的使用期間交換火花。
【附圖說(shuō)明】
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實(shí)施例下文連同附圖來(lái)描述，其中相同標(biāo)識(shí)指示相同元件，并且其中:
圖1是示例性火花塞的剖視圖；
圖2是圖1的火花塞的點(diǎn)燃端部的放大視圖，其中點(diǎn)燃端部包括示例性點(diǎn)燃?jí)|；
圖3是具有圖2的點(diǎn)燃?jí)|的示例性接地電極的放大視圖；
圖4-7是另一個(gè)示例性接地電極和點(diǎn)燃?jí)|的放大視圖；
圖8是具有一對(duì)軌道的點(diǎn)燃?jí)|的實(shí)施例的透視圖；
圖9是具有多層的點(diǎn)燃?jí)|的實(shí)施例的透視圖；
圖10是準(zhǔn)備接地電極和點(diǎn)燃?jí)|組裝的示例性方法的示意圖；
圖11是附接到接地電極的點(diǎn)燃?jí)|的實(shí)施例的剖視圖的顯微圖像；
圖12是圖11的點(diǎn)燃?jí)|和接地電極的截面視圖；
圖13是圖11的點(diǎn)燃?jí)|的透視圖；以及
圖14描繪在經(jīng)由電阻焊接桿準(zhǔn)備期間的圖11的點(diǎn)燃?jí)|和接地電極。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本文描述的點(diǎn)燃?jí)|和電極可用于火花塞和包括其他點(diǎn)火設(shè)備，其包括工業(yè)塞、航空點(diǎn)火器或用于點(diǎn)燃在發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣/燃料混合物的任何其他設(shè)備。這包括在汽車(chē)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，和特別在裝備成提供汽油直接噴射(GDI)的發(fā)動(dòng)機(jī)、在稀薄燃燒策略下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)、在燃料有效策略下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)、在減少排出物策略下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)或這些組合中使用的火花塞。各種點(diǎn)燃?jí)|和電極可提供改善的可燃性、有效的墊保持、暴露到空氣/燃料混合物的增加的墊、以及用于貴金屬的成本效益解決方案，以提出一些可能的改善。如在本文中使用的，術(shù)語(yǔ)軸向、徑向和周向描述相對(duì)于圖1的大體圓柱形形狀的火花塞和參考火花塞的中間軸線A的方向，除非另有說(shuō)明。
[0010]參考圖1，火花塞10包括中間電極(CE)基部或本體12、絕緣體14、金屬殼體16以及接地電極(GE)基部或本體18。其他部件可包括接線柱、內(nèi)部電阻、各種墊圈以及內(nèi)部密封件，所有這些對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。CE本體12大體布置在絕緣體14的軸向孔20內(nèi)，并且在火花塞10的點(diǎn)燃端部處具有暴露到絕緣體外部的端部部分。在一個(gè)示例中，CE本體12由鎳(Ni )合金材料制成，并且包括銅(Cu )或Cu合金材料，所述鎳(Ni )合金材料用作本體的外部或包層部分，所述銅(Cu)或Cu合金材料用作本體的內(nèi)部芯;包括單個(gè)材料的無(wú)芯本體的其他材料和構(gòu)造是可能的。絕緣體14大體布置在金屬殼體16的軸向孔22內(nèi)，并且在火花塞10的點(diǎn)燃端部處具有暴露到殼體外部的端部前緣部分。絕緣體14由例如陶瓷材料的材料制成，其將CE本體12與金屬殼體16電絕緣。金屬殼體16提供火花塞10的外部結(jié)構(gòu)，并且具有螺紋，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝。
[0011]現(xiàn)在參考圖1和2，GE本體18在附接界面24處附接到金屬殼體16的自由端，并且作為最終產(chǎn)品可具有大體L形狀。在最接近火花間隙G的端部部分處，GE本體18與CE本體12以及與CE點(diǎn)燃尖端26(如果設(shè)置一個(gè))軸向隔開(kāi)。與CE本體一樣，GE本體18可由Ni合金材料制成，并且可包括Cu或Cu合金材料，所述Ni合金材料用作本體的外部或包層部分，所述Cu或Cu合金材料用作本體的內(nèi)部芯;包括單個(gè)材料的無(wú)芯本體的其他示例是可能的?？膳cCE本體
12、GE本體18或兩者使用的Ni合金材料的一些非限制性示例包括由N1、鉻(Cr)、鐵(Fe)、錳(Mn)、硅(Si)或另一元素中的一個(gè)或多個(gè)組成的合金；并且更具體示例包括通常已知為Inconel ? 600或601的材料。在截面輪廓中，GE本體18可具有大體長(zhǎng)方形形狀或一些其他合適輪廓。GE本體18具有軸向朝向的工作表面28，其大體面對(duì)以及相對(duì)CE本體12或CE點(diǎn)燃尖端26，穿過(guò)火花間隙G。
[0012]如提及的，在附圖中示出的實(shí)施例中，火花塞10包括可選的CE點(diǎn)燃尖端26，其附接到CE本體12的軸向朝向的工作表面30并且交換穿過(guò)火花間隙G的火花。特別參考圖2，在此示出的CE點(diǎn)燃尖端26具有兩件式和大體鉚釘狀的構(gòu)造并且包括焊接到第二零件34(鉚釘桿)的第一零件32(鉚釘頭)。第一零件32可直接附接到CE本體12并且第二零件34可直接附接到第一零件，使得提供軸向朝向的火花表面36，用于交換穿過(guò)火花間隙G的火花。第一零件32可由Ni合金材料制成，并且第二零件34可由貴金屬合金材料(例如包括銥(Ir)、鈾(Pt)或舒(Ru)的一個(gè)貴金屬合金材料)制成。用于第一和第二零件32,34的其他材料是可能的。在附圖沒(méi)有示出的其他實(shí)施例中，例如，分立的CE點(diǎn)燃尖端被省略，在該情況下火花從CE本體12其自身交換?？蛇x的點(diǎn)燃尖端26可具有單件式或單個(gè)材料的構(gòu)造并且其可具有不同的形狀，包括非鉚釘狀形狀，例如圓柱、條、柱、絲、球狀、堆、圓錐、平墊、環(huán)狀或套管，以提出若干個(gè)可能性。當(dāng)前火花塞不限于任何特定點(diǎn)燃端部布置，因?yàn)樵诒疚闹忻枋龅狞c(diǎn)燃?jí)|可與任何數(shù)量的點(diǎn)燃端部布置(包括具有或不具有CE點(diǎn)燃尖端)一起使用。
[0013]火花塞10還包括點(diǎn)燃?jí)|38，其由貴重金屬材料制成并且經(jīng)由焊接附接到GE本體18的工作表面28用于交換穿過(guò)火花間隙G的火花。與先前已知的點(diǎn)燃尖端相比，點(diǎn)燃?jí)|38的側(cè)表面或周向40更靠近GE本體18的自由端表面42，并且在某些實(shí)施例中恰好在GE本體18的自由端表面42處。這提供在火花事件期間點(diǎn)燃?jí)|38到空氣/燃料混合物的暴露和可利用性的增加，伴隨著點(diǎn)燃?jí)|的轉(zhuǎn)移位置的增加以及從而在自由端表面42和側(cè)表面40之間的GE本體18的較多缺失。在可能的改善和原因中尤其地，因?yàn)榕c點(diǎn)燃?jí)|38交換或由點(diǎn)燃?jí)|38交換的火花更容易接近所注射的空氣/燃料混合物，所以，因此增強(qiáng)了可燃性和火焰中心增長(zhǎng)，并且對(duì)在自由端表面42處從GE本體18的火焰中心增長(zhǎng)有最小的阻礙。而且，在自由端表面42和側(cè)表面40之間的GE本體18的較多缺失最小化熱質(zhì)量且因此減少在那存儲(chǔ)的熱容量，其隨著時(shí)間可潛在地降低在GE本體和點(diǎn)燃?jí)|38之間的保持。換句話說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在某些情況下，如果GE本體跨越超過(guò)點(diǎn)燃?jí)|的側(cè)表面40，則更多熱量將保持在點(diǎn)燃?jí)|38處的GE本體18，并且該熱量將弱化在GE本體和點(diǎn)燃?jí)|之間的附接。將點(diǎn)燃?jí)|38定位成更靠近自由端表面42的能力在可能因素中尤其可歸因于的點(diǎn)燃?jí)|的幾何構(gòu)造和固化的焊接件44相對(duì)于側(cè)表面40的位置。
[0014]在一個(gè)先前已知的貴重金屬點(diǎn)燃尖端中，實(shí)施所謂的縫焊，其中在點(diǎn)燃尖端和接地電極本體之間的界面邊界處直接發(fā)射激光束，并且在該界面邊界處直接沖擊點(diǎn)燃尖端的周向。在縫處引起的固化焊接池從點(diǎn)燃尖端的周向朝外地跨越，并且在接地電極本體上流動(dòng)或流動(dòng)到接地電極本體上用于遠(yuǎn)離點(diǎn)燃尖端并非很長(zhǎng)的距離。盡管縫焊在某些火花塞中是合適的，但是其意味著點(diǎn)燃尖端應(yīng)該定位成遠(yuǎn)離接地電極本體的自由端表面一充分距離，使得可執(zhí)行縫焊并且以便保證保持能力。這還意味著在不損壞由縫焊提供的保持效果并且不增加由切割通過(guò)硬化的焊接池引起的在修整設(shè)備上的磨損、裂縫或鈍化的情況下，接地電極本體的自由端部分的隨后修整操作是不可能通過(guò)固化的焊接池來(lái)執(zhí)行的。如在某些情況下所希望的，縫焊因此阻止點(diǎn)燃尖端被定位成靠近接地電極本體的自由端表面。如在下面將描述的，點(diǎn)燃?jí)|38在另一方面可以被定位成鄰近并且甚至恰好在自由端表面42處而不沒(méi)有與縫焊相關(guān)聯(lián)的任何限制。還可執(zhí)行修整操作而不損害由焊接件44提供的保持效果O
[0015]仍然參考圖3，在點(diǎn)燃?jí)|38的側(cè)表面40和GE本體18的自由端表面42之間所取的距離D尺寸可小于具有縫焊的先前已知的點(diǎn)燃尖端的尺寸，并且可有助于確保在火花事件期間增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)。在本文使用的距離D是在側(cè)表面40和自由端表面42之間的最短的幾何直線距離;在圖3的實(shí)施例中，距離D恰好是正交于平行表面40，42測(cè)量的并且在平行于工作表面28的平面中的橫向距離，但在其他實(shí)施例中，距離D不必需要正交于點(diǎn)燃?jí)|和GE本體的表面并且可位于不同的平面中；的確，如在下面不同實(shí)施例中描述的，距離D可以為零。距離D的準(zhǔn)確值在不同實(shí)施例中可改變，而建立自由端表面42和側(cè)表面40之間的齊平或接近齊平關(guān)系。在一些非限制性示例中，距離D可小于或等于大約0.7毫米(_)、可小于或等于大約0.25mm、可小于或等于大約0.15mm、或可大于O但仍然小于或等于大約0.7mm或0.25mm。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將距離D的值保持在這些數(shù)量?jī)?nèi)提供點(diǎn)燃?jí)|38的更大暴露并且因此改善的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)，以及更好的GE本體18的熱管理。例如，當(dāng)距離D的值落在這些數(shù)量之外時(shí)，與點(diǎn)燃?jí)|交換或由點(diǎn)燃?jí)|交換的火花可不如所希望地容易接近空氣/燃料混合物，并且又可不如所希望地增強(qiáng)可燃性和火焰中心增長(zhǎng)。
[0016]相似地，當(dāng)滿足與距離D相關(guān)的某些關(guān)系時(shí)，提供增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)以及更好的熱管理。在一些非限制性的示例中，在側(cè)表面40和自由端表面42之間所取的距離D可在點(diǎn)燃?jí)|38的厚度尺寸T(圖2)的大約0%到500%之間變化。盡管厚度尺寸T在點(diǎn)燃?jí)|38附接到GE本體18之后在圖2中示出，在本文中所涉及的厚度尺寸T是實(shí)際上在墊附接到GE本體之前所進(jìn)行的測(cè)量值。并且在一些非限制性的示例中，點(diǎn)燃?jí)|38的厚度尺寸T在大約0.05mm和0.2mm之間變化;在大約0.1mm和0.16mm之間變化;或大約0.13mm;在其他示例中其他厚度范圍和值是可能的。此外，距離D可在點(diǎn)燃?jí)|38的厚度的大約0%到200%之間變化、可在墊的厚度的大約100%到500%之間變化、或可在墊的厚度的大約100%到200%之間變化。盡管如此，其他關(guān)系可涉及焊接件44的寬度尺寸W(圖3)。在非限制性的示例中，距離D可在寬度W的大約0%到150%之間變化、可在寬度W的大約50%到150%之間變化、可在寬度W的大約50%到100%之間變化、或可在寬度W的大約100%到150%之間變化。并且在一些非限制性的示例中，焊接件44的寬度W可在大約0.14mm和0.30mm之間變化。如在本文中使用的，在范圍內(nèi)的值包括該范圍的下限值和上限值，使得例如范圍0%到500%包括值0%和500%。
[0017]現(xiàn)在參考圖4，在另一個(gè)實(shí)施例中點(diǎn)燃?jí)|38可具有金剛石定向，并且可修整GE本體18的自由端部分46 ο在金剛石定向中，并且從圖3到圖4，點(diǎn)燃?jí)|38圍繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一角部48和第二角部50與GE本體18的縱向長(zhǎng)度對(duì)齊。示例點(diǎn)燃?jí)|38具有大體正方形形狀并且因此，在金剛石定向中，在角部48,50之間的穿過(guò)其火花表面的其最大尺寸與GE本體18關(guān)于縱向長(zhǎng)度彎曲到L形狀的方向一致;這有助于在點(diǎn)燃?jí)|38和CE點(diǎn)燃尖端26(如果提供一個(gè))之間的火花間隙對(duì)齊，因?yàn)榻遣?8，50之間的尺寸可通常大于CE點(diǎn)燃尖端的直徑使得墊和尖端在彎曲期間可更容易重疊。此外，在金剛石定向中，點(diǎn)燃?jí)|38的第一側(cè)表面52和第二側(cè)表面54總體引導(dǎo)朝著GE本體18的自由端表面42且朝著火花塞點(diǎn)燃端部的打開(kāi)側(cè)56(參見(jiàn)圖1)。
[0018]GE本體18的自由端部分46在徑向方向上經(jīng)由切割或切斷過(guò)程可以被修整或逐漸變細(xì)。修整可以經(jīng)由切割刀片、激光或某些其他方式來(lái)執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，點(diǎn)燃?jí)|38可具有金剛石定向而沒(méi)有徑向修整并且代替地具有類(lèi)似圖3的自由端部分。修整提供圖4的自由端部分46，其具有相交在自由端角部62處的第一自由端表面58和第二自由端表面60。第一和第二自由端表面58，60可以以相對(duì)于GE本體18的長(zhǎng)度方向的大約45度角來(lái)切割，并且從而在自由端角部62處可限定相對(duì)于彼此的大約90度角。自由端角部62在切割過(guò)程之后可保持尖的，或可被磨圓一些。
[0019]如圖3的實(shí)施例，與具有縫焊的先前已知的點(diǎn)燃尖端相比，圖4的點(diǎn)燃?jí)|38的側(cè)表面52，54更靠近相應(yīng)的自由端表面58，60—并且在某些情況下恰好在相應(yīng)的自由端表面58，60處。角部48，62可相似地更靠近彼此并且在某些情況下恰好位于彼此之處。這也提供上述的增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)以及更好的熱管理。在該實(shí)施例中，第一距離D1R寸在平行的第一側(cè)表面52和第一自由端表面58之間所取，第二距離D2尺寸在平行的第二側(cè)表面54和第二自由端表面60之間所取，以及第三距離D3尺寸在第一角部48和自由端角部62之間所取。圖4的距離D^DdPD3相似于圖3的距離D，并且上面的距離D的測(cè)量、值以及關(guān)系的描述在此應(yīng)用于距離DhD^D3t3無(wú)論它們的值或關(guān)系如何，距離D1J^D3不必需要彼此相等，使得例如第一距離D1可小于或等于大約0.7mm，然而第二距離D2可在點(diǎn)燃?jí)|38的厚度的大約100%到200%之間變化。此外，因?yàn)榻饎偸ㄏ蛱峁┡c在圖3的實(shí)施例中的單個(gè)側(cè)表面相對(duì)照的朝向打開(kāi)側(cè)56引導(dǎo)的兩個(gè)側(cè)表面(第一和第二 52，54)，所以金剛石定向可提供比圖3的實(shí)施例所提供的更增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)，盡管不必總是該情況。當(dāng)前相信該更大增強(qiáng)的一個(gè)原因是，因?yàn)榛鸹ㄓ袝r(shí)更容易與表面邊緣和相交處交換或由表面邊緣和相交處交換，并且圖4的表面邊緣和相交處經(jīng)由距離D^DdPD3更容易接近所注射的空氣/燃料混合物。
[0020]現(xiàn)在參考圖5，在另一個(gè)實(shí)施例中，GE本體18的自由端部分46的修整還可通過(guò)點(diǎn)燃?jí)|38其本身來(lái)執(zhí)行，其與圖4的實(shí)施例相對(duì)照，其中點(diǎn)燃?jí)|在其附接后和在其使用狀態(tài)時(shí)是未修整的。在此的修整或預(yù)修整提供具有第一自由端部表面58、第二自由端部表面60和第三自由端部表面64的自由端部分46。如在下面更詳細(xì)討論的，焊接件44可位于墊的側(cè)表面的內(nèi)側(cè)并且從而產(chǎn)生外側(cè)的和大體未附接部分66。在該實(shí)施例中，修整過(guò)程通過(guò)未附接部分66的區(qū)段來(lái)執(zhí)行。提供第一自由端部表面58的切割或切斷物理地通過(guò)鄰近第一側(cè)表面68的未附接部分66，提供第二自由端部表面60的切割或切斷物理地通過(guò)鄰近第二側(cè)表面70的未附接部分，以及提供第三自由端部表面64的切割或切斷物理地通過(guò)鄰近第三側(cè)表面的未附接部分并且產(chǎn)生點(diǎn)燃?jí)|38的新形成的第三側(cè)表面或修整的側(cè)表面72。表面64，72在該實(shí)施例中是平行的和齊平的，然而表面58，68和60，70是非平行的。
[0021]在修整通過(guò)未附接部分66的情況下，如先前呈現(xiàn)的距離D尺寸具有零值。換句話說(shuō)，點(diǎn)燃?jí)|38的相應(yīng)側(cè)表面和GE本體18的自由端表面是彼此齊平和對(duì)齊的，并且在某種意義上可以是相同表面的延續(xù)。例如，第一側(cè)表面68的一部分經(jīng)由修整是新形成的并且恰好在第一自由端部表面58處，并且因此距離D尺寸是零；同樣地，第二側(cè)表面70的一部分是新形成的并且恰好在第二自由端部表面60處，從而給予距離D尺寸也為零值；以及整個(gè)第三側(cè)表面72恰好在第三自由端部表面64處并且與第三自由端部表面64對(duì)齊，從而給予距離D尺寸為零值。在圖5的實(shí)施例中，修整不通過(guò)焊接件44來(lái)執(zhí)行，盡管其可以這樣。如以前，在該實(shí)施例中的距離D的零值提供上述的增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)以及更好的熱管理。
[0022]在圖3和4的實(shí)施例中修整過(guò)程還可通過(guò)未附接部分來(lái)執(zhí)行，并且將然后給予距離D、DhD2和D3為零值。
[0023]現(xiàn)在參考圖6，在另一個(gè)實(shí)施例中，GE本體18的自由端部分46的修整可通過(guò)焊接件44的區(qū)段來(lái)執(zhí)行。此處修整是弓形的并且提供自由端部分46的磨圓的自由端表面74。切割或切斷物理地通過(guò)焊接件44的最朝外區(qū)段并且產(chǎn)生點(diǎn)燃?jí)|38的側(cè)表面76。在該實(shí)施例中，盡管修整確實(shí)通過(guò)焊接件44做出，但是其大體不影響由在點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間的焊接件提供的保持能力。距離D在此具有相似于先前實(shí)施例的零值，并且從而提供增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)以及更好的熱管理。如圖5的情況下，可以使得修整恰好在焊接件44之外產(chǎn)生，使得焊接件保持完全未觸碰的。
[0024]現(xiàn)在參考圖7，在另一個(gè)實(shí)施例中，點(diǎn)燃?jí)|38具有大體圓形形狀，并且自由端部分46在其側(cè)面處而不是在其頂部處進(jìn)行修整。如在先前的實(shí)施例中，上面的距離D的測(cè)量、值以及關(guān)系的描述在此應(yīng)用于距離D1J^D3,并且距離D1J^D3不必需要彼此相等。并且，如在先前的實(shí)施例中，切割或切斷可物理地通過(guò)點(diǎn)燃?jí)|38。
[0025]返回參考圖2和3，點(diǎn)燃?jí)|38被提供為薄墊，在這個(gè)意義上，穿過(guò)火花表面78的其最大寬度尺寸通常是通過(guò)點(diǎn)燃?jí)|的其最大軸向厚度尺寸T的若干倍或比該最大軸向厚度尺寸T更大一些。該薄墊不同于具有所謂細(xì)線結(jié)構(gòu)的很多先前已知的點(diǎn)燃尖端構(gòu)造，其中穿過(guò)線的火花表面的最大寬度尺寸(即直徑)小于線的厚度尺寸(即軸向高度)。該墊的薄給予點(diǎn)燃?jí)|38相對(duì)于所使用的貴重金屬的總量的相對(duì)大的火花表面78，從而導(dǎo)致成本節(jié)約，尤其當(dāng)與先前已知的細(xì)線尖端相比時(shí)。火花表面78直徑面對(duì)以及相對(duì)在CE上的補(bǔ)充火花表面(具有或不具有分立的點(diǎn)燃尖端26)，在火花表面78和補(bǔ)充火花表面之間火花在火花塞10的操作期間穿過(guò)火花間隙G來(lái)交換。
[0026]如在圖3中示出的，焊接件44可以是單個(gè)連續(xù)的焊件或熔化的結(jié)合物，其定位成周向邊緣P和側(cè)表面40的完全向內(nèi)側(cè)或徑向朝內(nèi)，并且其大體遵循周向邊緣P的形狀，在該情況下是正方形。在附圖中未示出的其他實(shí)施例中，焊接件44不需要定位成周向邊緣P的完全向內(nèi)側(cè)并且可代替地由分立的各個(gè)焊接件(即，非連續(xù)焊接件)組成；例如，焊接件可開(kāi)始和/或結(jié)束在GE本體18上周向邊緣P的向外側(cè)(S卩，在GE本體自身上的焊接開(kāi)始和結(jié)束點(diǎn))，并且可以是完全跨越穿過(guò)點(diǎn)燃?jí)|38和彼此縱橫交錯(cuò)的分立的線。在圖3的實(shí)施例中，由于其內(nèi)側(cè)位置和連續(xù)性，第一或內(nèi)部未熔化部分80限定成焊接件44的徑向朝內(nèi)，并且未附接部分66限定成焊接件的徑向朝外并且跨越到周向邊緣P。此外，與先前之前的縫焊相比，焊接件44提供點(diǎn)燃?jí)|38的改善保持和在制造的火花塞的焊接中的改善一致性。
[0027]點(diǎn)燃?jí)|38優(yōu)選地由貴金屬材料制成并且在其焊接到GE本體18之前或之后可形成為其薄的形狀。點(diǎn)燃?jí)|38可由純貴重金屬或貴重金屬合金制成，例如包含鉑(Pt)、銥(Ir)、釕(Ru)或其組合的那些。在一些非限制性的示例中，點(diǎn)燃?jí)|38由包含大約10wt°/4P30wt%2間的Ni和/或Ir并且余量是Pt的Pt合金，或者包含大約1的%和10的%之間的鎢(W)并且余量是Pt的Pt合金制成;在先前Pt合金示例的任一個(gè)中，可還包括其他材料，如Ir、Ru、銘(Rh)、錸(Re)或其組合。對(duì)于點(diǎn)燃?jí)|38其他材料也是可能的，包括純Pt、純Pr、純Ru，列舉幾個(gè)示例。在焊接到GE本體18之前，點(diǎn)燃?jí)|38可通過(guò)包括加熱、熔化和金屬加工的各種過(guò)程和步驟來(lái)產(chǎn)生。在一個(gè)示例中，點(diǎn)燃?jí)|38由貴重金屬材料的薄片或帶來(lái)沖壓、切割或以其他方式形成;在另一個(gè)示例中，點(diǎn)燃?jí)|從貴重金屬材料的線采用金剛石鋸片或其他切斷工具來(lái)切割或切片，其可然后被進(jìn)一步變平或金屬加工以改進(jìn)其形狀。
[0028]點(diǎn)燃?jí)|38可通過(guò)多種焊接類(lèi)型、技術(shù)、工藝和步驟等附接到GE本體18。所使用的確切附接方法可在考慮中尤其取決于用于點(diǎn)燃?jí)|38和用于GE本體18的材料，和點(diǎn)燃?jí)|的確切形狀和尺寸。在一個(gè)示例中，可執(zhí)行纖維激光器焊接類(lèi)型和技術(shù)，以及在有或沒(méi)有保護(hù)氣體(例如，氬氣)情況下使用Nd:YAG、C02、二極管、盤(pán)和混合型激光器設(shè)備以保護(hù)熔化焊接池的其他激光器焊接類(lèi)型和技術(shù)。在纖維激光器示例中，纖維激光器發(fā)射相對(duì)集中的和高的能量密度束，其可產(chǎn)生焊接件44，也被稱為鎖孔(keyhole)焊接件;其他激光束也可產(chǎn)生合適地集中的且高的能量密度束和鎖孔焊件。該束可以是非脈沖的或連續(xù)波束、脈沖束或一些其他類(lèi)型。在附圖的實(shí)施例中，束的進(jìn)入點(diǎn)在火花表面78處，并且所發(fā)出的熱量完全穿透通過(guò)點(diǎn)燃?jí)|38的厚度T并且穿透到垂直地在表面到表面界面的下面的GE本體18中。束可以相對(duì)于火花表面78以大體正交的角度瞄準(zhǔn)，或可以以另一非正交的角度瞄準(zhǔn)。在具體示例中，激光焊接束具有500HZ的重復(fù)率、2ms的脈沖周期、0.7ms的脈沖寬度、35%的占空比、25mm/s的焊接速度、0.05mm的脈沖到脈沖距離、30 SCFH的氣體流速以及70-100W的激光功率；當(dāng)然，在其他示例中對(duì)于激光焊接束而言其他參數(shù)是可能的。
[0029]在另一個(gè)示例附接方法中，實(shí)施電阻焊接作為在激光焊接之前的初步定位焊接，或作為在沒(méi)有激光焊接的情況下用于附接的單獨(dú)和主要焊接。在任一情況下，并且現(xiàn)在參考圖8，以軌道43，45形式的第一和第二突出部可從點(diǎn)燃?jí)|38的底表面47突出。底表面47在組裝時(shí)面向GE本體18的工作表面28。在電阻焊接工藝期間，電流通過(guò)軌道43，45而聚集，并且因此增加的熱在軌道處產(chǎn)生。以該方式，在軌道43，45處促進(jìn)電阻焊接，并且與不具有突出部的電阻焊接相比，在點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間可形成更堅(jiān)固的焊接。這還可抑制或完全排除點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間的分隔，因?yàn)樵谲壍?3，45處所增加的焊接溫度可允許點(diǎn)燃?jí)|抵靠工作表面28齊平地安設(shè)。在圖8中，軌道43，45是圓形的，幾何學(xué)上是線性的，并且完全跨越穿過(guò)底表面47，而這僅是一個(gè)示例。在其他示例中，突出部可以是V形的，與圖8相比軌道可以是截?cái)嗟?，可存在多于或少于兩個(gè)的突出部，和/或突出部可以簡(jiǎn)單地是把手狀的突出。不管它們的形式是什么，突出部具有從實(shí)施例到實(shí)施例可改變的高度H。在具體示例中，高度H可在大約一英寸的千分之一的一半(0.0005英寸或0.0127mm)到一英尺的兩個(gè)千分之一 (0.002英寸或0.0508mm)之間變化，或高度H可以是點(diǎn)燃?jí)|38的厚度尺寸T的一半。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，高度H可具有其他值。此外，可清潔點(diǎn)燃?jí)|38以在焊接之前從墊的外表面移除油、污垢和其他污染物;這也可有助于焊接和更堅(jiān)固焊件的形成。
[0030]在該描述中呈現(xiàn)的任何實(shí)施例中，點(diǎn)燃?jí)|38可以以如在圖9中示出的多層點(diǎn)燃?jí)|的形式來(lái)設(shè)置。在特定實(shí)施例中是否使用多層構(gòu)造可在因素中尤其取決于選擇用于點(diǎn)燃?jí)|和下面電極本體的確切材料和它們?cè)诤附雍蜔醾鬟f性能方面的兼容性。圖9的示例包括基部金屬層49和貴重金屬層51?；拷饘賹?9充當(dāng)向較薄貴重金屬層51提供強(qiáng)度和剛度的背襯，并且優(yōu)選地由增強(qiáng)初始可焊接性和隨后到GE本體18的保持的材料制成。換句話說(shuō)，在某些情況下，貴重金屬材料與直接附接和保持到GE本體18相比可更易于附接和保持到基部金屬層49的材料(例如在制造薄的多層帶的情況時(shí))。用于基部金屬層49的材料的示例包括Ni合金，其可包含Cr、Fe、招(Al)、Mn、Si和/或另一元素;并且更具體示例包括Inconel ? 600或601。在另一方面，貴重金屬層51如先前描述的交換穿過(guò)火花間隙G的火花，并且可由在上面呈現(xiàn)的用于點(diǎn)燃?jí)|38的純貴重金屬或貴重金屬合金制成。此外，在圖3-7的任何實(shí)施例中以及在此描述中詳述的任何實(shí)施例中可使用圖9的多層點(diǎn)燃?jí)|來(lái)替換單個(gè)材料的點(diǎn)燃?jí)|。
[0031]在火花塞10的制造期間，GE本體18和點(diǎn)燃?jí)|38可以以不同方式來(lái)準(zhǔn)備和組裝在一起。在一個(gè)示例中，并且參考圖10，在步驟100處，GE本體18在附接界面24處經(jīng)由電阻焊接過(guò)程附接到金屬殼體16。在附圖中的示意圖示出在未完成狀態(tài)下并且在其彎曲到其最終L形狀之前的GE本體18。在步驟200處，點(diǎn)燃?jí)|38經(jīng)由定位或電阻焊接初步地附接到GE本體18的自由端部分46—在該示例中點(diǎn)燃?jí)|具有金剛石定向。在該步驟處，在點(diǎn)燃?jí)|的側(cè)表面和GE本體的自由端表面之間的距離D^DdPD3可能滿足或可能不滿足先前描述的值和關(guān)系。在步驟300處，自由端部分46經(jīng)由切割或切斷過(guò)程來(lái)修整。在該示例中的修整相似于關(guān)于圖4描述的修整。并且在此，距離DlD^D3滿足上述的值和關(guān)系，使得點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18提供增強(qiáng)的可燃性和火焰中心增長(zhǎng)以及更好的熱管理。最后在圖10中，在步驟400處點(diǎn)燃?jí)|38經(jīng)由產(chǎn)生焊接件44的激光焊接更永久地附接到自由端部分46。在步驟400后，可執(zhí)行彎曲和間隙過(guò)程(gapping process)以使GE本體18產(chǎn)生其最后的L形狀。
[0032]其他準(zhǔn)備和組裝過(guò)程可具有比關(guān)于圖10描述的那些具有更多、更少和/或不同的步驟。例如，激光焊接過(guò)程可在修整步驟之前執(zhí)行并且一如關(guān)于圖5在先前描述的一切割或切斷可然后通過(guò)未附接部分66。在另一個(gè)示例中，在修整之前或之后，不需要初步附接并且代替地僅僅需要更永久的激光焊接，或可以以另一方式例如通過(guò)機(jī)械夾持來(lái)提供初步附接。在另一個(gè)示例中，不需要實(shí)施修整步驟并且點(diǎn)燃?jí)|38不需要具有金剛石定向，這可產(chǎn)生圖3的實(shí)施例。并且在另一個(gè)示例中，可省略激光焊接并且代替地電阻焊接可提供步驟400的永久附接。
[0033]可實(shí)施熱測(cè)試以便觀察點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體之間的保持性能。在測(cè)試中，點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體采用相似于圖3的實(shí)施例的激光焊接來(lái)彼此附接，其中點(diǎn)燃?jí)|是Pt30Ni。一般地，熱測(cè)試使點(diǎn)燃?jí)|38、電極本體以及焊接件44在相對(duì)短的時(shí)間時(shí)段中經(jīng)受增加的溫度，并且然后允許它們冷卻到周?chē)h(huán)境溫度。該測(cè)試意味著模擬擴(kuò)張和收縮熱應(yīng)力，其比在通常的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中所經(jīng)歷的那些更極端。在實(shí)施測(cè)試的示例中，試樣火花塞安裝在由黃銅材料制成的環(huán)管狀結(jié)構(gòu)中。環(huán)管結(jié)構(gòu)固定到試樣火花塞的殼體并且不與電極本體直接鄰接;安裝結(jié)構(gòu)充當(dāng)散熱器和便利的冷卻。然后可使用感應(yīng)加熱器以在大約20秒內(nèi)將附接的點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體加熱到大約1700°F。此后，點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體被允許靜止冷卻到大約室溫或稍微高于室溫。溫度的該上升和下降構(gòu)成單個(gè)測(cè)試周期，并且對(duì)多個(gè)試樣火花塞實(shí)施熱測(cè)試。平均地，試樣火花塞能夠持續(xù)175次以上周期而不呈現(xiàn)可不利地影響點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體之間的保持的顯著裂紋、分離或其他情況。175次周期比對(duì)于該產(chǎn)品通常被視為可接受的125次周期大很多，并且鑒于這么薄的點(diǎn)燃?jí)|是未預(yù)期到的。在此，測(cè)試中所持續(xù)的周期與具有比所測(cè)試的點(diǎn)燃?jí)|厚很多的墊也是可比較的一這也是未預(yù)期到的。應(yīng)該理解不是所有測(cè)試將產(chǎn)生這些確切結(jié)果，因?yàn)椴煌瑴y(cè)試參數(shù)、試樣、設(shè)備以及其他因素可改變測(cè)試性能的結(jié)果。
[0034]現(xiàn)在參考圖11-14，點(diǎn)燃?jí)|38的另一個(gè)實(shí)施例具有突出部90，其從點(diǎn)燃?jí)|38的底側(cè)92(圖13)突出。如在下面更詳細(xì)描述的，在電阻焊接過(guò)程期間電流通過(guò)突出部90聚集，并且因此在突出部90處產(chǎn)生增加的熱。以該方式，突出部90僅經(jīng)由電阻焊接并且不沒(méi)有執(zhí)行激光焊接以助于點(diǎn)燃?jí)|38和電極本體18之間的附接，同時(shí)仍然滿足產(chǎn)生火花塞的附接和保持需要。在由圖11-14呈現(xiàn)的實(shí)施例中，存在單個(gè)突出部90。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在某些情況下單個(gè)突出部一如在附圖中的所述一個(gè)一與多個(gè)突出部相比提供更好的保持和附接能力。與例如兩個(gè)或三個(gè)突出部相比，單個(gè)突出部90可提供到GE本體18中更大的移位，盡管在其他實(shí)施例中兩個(gè)或三個(gè)突出部也是適合的(即，關(guān)于圖8先前描述了兩個(gè)突出部，并且所描述的主題在一些實(shí)施例中適用于圖11-14的點(diǎn)燃?jí)|38)。在未旨在由任何因果關(guān)系理論束縛的情況下，已經(jīng)示出當(dāng)在電阻焊接中在點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間建立表面到表面接觸時(shí)，電阻焊接的焊接件的形成可測(cè)量地下降并且可能完全地停止。并且因?yàn)閱蝹€(gè)突出部在電阻焊接期間需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)建立表面到表面接觸，所以其移位到GE本體18中更多并且獲得在點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間的改善的保持和附接。此外，單個(gè)突出部可比多個(gè)突出部將電流聚集到更大程度，其可也促進(jìn)改善的保持和附接。
[0035]現(xiàn)在特別參考圖13，突出部90具有大體圓形的楔狀形狀。與火花表面78相對(duì)的點(diǎn)燃?jí)|38的有些變厚的材料部分組成突出部90。在圖13中標(biāo)號(hào)47的虛線接近圖8的實(shí)施例的底表面47并且在圖13中為了說(shuō)明目的而描繪以更好闡明突出部90。在虛線47的上面的部分組成突出部90。在該實(shí)施例中，突出部90完全跨越穿過(guò)在點(diǎn)燃?jí)|38的所有側(cè)面上的底側(cè)92。突出部90具有頂部94，其在點(diǎn)燃?jí)|38的第一側(cè)面96和點(diǎn)燃?jí)|38的第二側(cè)面98之間跨越。如在圖13中可能最佳地示出的，頂部94是突出部90最高的部分(此處使用的“最高的”參考在圖13中的點(diǎn)燃?jí)|的定向；相反地在圖12中頂部94是突出部90的最低的部分)。頂部94是在火花表面78和底側(cè)92之間測(cè)量的點(diǎn)燃?jí)|38的最厚的區(qū)段。從頂部94，突出部90朝著點(diǎn)燃?jí)|38的第三側(cè)面100在厚度上逐漸變細(xì)并且朝著點(diǎn)燃?jí)|38的第四側(cè)面102在厚度上逐漸變細(xì)。第一斜表面104從頂部94并且到第三側(cè)面100連續(xù)地傾斜，并且第二斜表面106從頂部94并且到第四側(cè)面102連續(xù)地傾斜。在其他實(shí)施例中，突出部90可具有與在圖11-14中示出的那些不同的設(shè)計(jì)和構(gòu)造;例如，突出部90可具有更尖的楔狀形狀使得其在截面輪廓中類(lèi)似V形狀，和/或突出部90不需要完全跨越穿過(guò)底側(cè)92并且代替地其斜表面104，106和/或其頂部94可未到達(dá)點(diǎn)燃?jí)|的側(cè)面。
[0036]在圖11-14的實(shí)施例中，點(diǎn)燃?jí)|38優(yōu)選地由包含至少25wt.%的Ni，并且更優(yōu)選地包含大約65wt.%和大約75wt.%之間的量的Pt和大約25wt.%和大約35wt.%之間的量的Ni的Pt基合金材料制成。仍更優(yōu)選地，圖11-14的點(diǎn)燃?jí)|38可由包含大約70wt.% Pt和大約30wt.%Ni的Pt基合金材料制成(S卩，Pt30Ni)。還有其他實(shí)施例可包括包含其他元素的Pt基合金材料，例如下面中的一個(gè)或多個(gè):鎢(W)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)和/或錸(Re)?？傮w地，鉑比鎳具有更大的費(fèi)用，并且當(dāng)投入到火花塞使用時(shí)比鎳呈現(xiàn)更長(zhǎng)的耐用性和耐腐蝕。希望的是減少在火花塞尖端中鉑的量以節(jié)約成本，并且又不損害耐用性和火花性能。在這方面，已經(jīng)示出點(diǎn)燃?jí)|的相對(duì)大的火花表面78—最可能由于在使用期間可用于交換火花的更大程度的表面面積一增強(qiáng)點(diǎn)燃?jí)|38的總體耐用性。由于增強(qiáng)的耐用性，可提供減少量的鉑和更大量的鎳(例如，Pt30Ni)而在火花性能方面沒(méi)有觀察到明顯損失或根本沒(méi)有損失。換句話說(shuō)，更大程度的表面面積對(duì)減少的鉑和可能在其他方面發(fā)生的伴隨的損害的耐用性作出解釋。保持合適的火花性能并且可實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。在其他實(shí)施例中，圖11-14的點(diǎn)燃?jí)|38仍可具有關(guān)于圖9描述的多層構(gòu)造;在這些實(shí)施例中，基部金屬層將由先前描述的Ni基合金組成，并且貴重金屬層將由在本段中的上述Pt基合金材料組成。
[0037]而且，增加量的鎳允許僅僅電阻焊接的性能而不沒(méi)有激光焊接，以附接點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18。如先前提及的，突出部90也有助于放氣激光焊接的能力。從嘗試附接和保持方面移除激光焊接增加制造效率并且節(jié)省成本。增加量的鎳在可焊接性和保持方面改善點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18的材料之間的兼容性。如先前描述的，GE本體18通常由Ni合金材料(例如Inconel ? 600或601)制成。由于點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18的材料呈現(xiàn)它們相應(yīng)熱膨脹系數(shù)之間的較小的差異并且在使用期間相對(duì)于彼此擴(kuò)張和收縮到更小的程度，所以改善了保持。
[0038]用于附接點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18的電阻焊接過(guò)程可涉及第一初步電阻焊接(有時(shí)被稱為定位焊接)以及第二和隨后永久的電阻焊接。電阻焊接過(guò)程可仍僅涉及單個(gè)電阻焊接。圖14描繪可用于執(zhí)行電阻焊接過(guò)程的焊接桿108的示意圖。當(dāng)然，在電阻焊接過(guò)程中可使用其他設(shè)備，例如定位在GE本體18的相對(duì)側(cè)面上并且與焊接桿108相對(duì)的電阻焊接電極或另一個(gè)焊接桿。如在圖14中示出的，焊接桿108具有帶有面向表面112的板110，該面向表面112在電阻焊接過(guò)程期間面對(duì)和接觸點(diǎn)燃?jí)|38的火花表面78。在電阻焊接過(guò)程開(kāi)始時(shí)，點(diǎn)燃?jí)|38定位成抵靠GE本體18的工作表面28，其中底側(cè)92和突出部90鄰接工作表面28。由于頂部94是突出部90的最低的部分，所以頂部94與工作表面28產(chǎn)生線到表面接觸。盡管工作表面28在圖11、12和14中示出為具有凹陷部114，但是在電流通過(guò)工作表面28之前是平面的且不具有任何凹陷部，并且因此可產(chǎn)生線到表面接觸。線到表面接觸可能是在電阻焊接過(guò)程中在該點(diǎn)處在點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間形成的僅有的鄰接。
[0039]一旦就位，電流可被開(kāi)始并且從焊接桿108經(jīng)過(guò)并且通過(guò)點(diǎn)燃?jí)|38。同時(shí)，焊接桿108可施加抵靠點(diǎn)燃?jí)|38的壓力。隨著GE本體18的材料開(kāi)始變軟，點(diǎn)燃?jí)|38下沉到工作表面28中和到GE本體18中。形成凹陷部114并且在點(diǎn)燃?jí)|38和其突出部90以及GE本體18和現(xiàn)在形成的凹陷部114之間建立表面到表面接觸。如先前提及的，凹陷部114不是預(yù)先形成的并且代替地是在電阻焊接過(guò)程期間建立的。因?yàn)橥怀霾?0形成凹陷部114，所以突出部90和凹陷部114的形狀彼此緊密互補(bǔ)，如在圖11、12和14中示出的。
[0040]在點(diǎn)燃?jí)|38下壓并且下沉到GE本體18中時(shí)，熔化的材料從點(diǎn)燃?jí)|38和GE本體18之間移位并且使其路線朝向點(diǎn)燃?jí)|38的周向邊緣P。如在圖14中示出的，移位材料與板110的面向表面112鄰接，并且其運(yùn)動(dòng)因此部分地由此限定。移位材料可完全地圍繞點(diǎn)燃?jí)|38的周向邊緣P，或經(jīng)由遵循第一和第二斜表面104，106的路徑可大部分位于第三和第四側(cè)面100，102處。一旦固化，移位材料建立電阻焊接排出物116。電阻焊接排出物116可由來(lái)自GE本體18和點(diǎn)燃?jí)|38兩者的材料的混合物組成，并且可大部分由鎳材料組成。如可能由圖12最佳地示出的，電阻焊接排出物116的最上和暴露表面118與點(diǎn)燃?jí)|38的火花表面78—致。確實(shí)，在相關(guān)聯(lián)的火花塞的使用期間，表面118交換火花并且因此也組成點(diǎn)燃?jí)|38的火花表面。此夕卜，因?yàn)殡娮韬附优懦鑫?16可主要地由鎳材料組成，所以其可經(jīng)由上述的修整過(guò)程比包含更大量的貴重金屬材料的材料更容易切斷。最后，一旦完成電阻焊接過(guò)程，在GE本體18內(nèi)和點(diǎn)燃?jí)|38的下面形成熱影響區(qū)120。熱影響區(qū)120是在電阻焊接過(guò)程期間材料部分地或更多熔化的結(jié)果。如在圖12中示出的，熱影響區(qū)120可大體限定在點(diǎn)燃?jí)|38和電阻焊接排出物116之間的界面邊界內(nèi)。
[0041]理解的是上文是本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選的示例性實(shí)施例的描述。本發(fā)明不限制為在本文公開(kāi)的(多個(gè))特定實(shí)施例，而是僅由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。此外，包含在上面描述內(nèi)的陳述關(guān)于特定實(shí)施例并且不被解釋為對(duì)本發(fā)明的范圍或在權(quán)利要求書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)的定義的限制，除了在上面明確限定術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)以外。所公開(kāi)的(多個(gè))實(shí)施例的各種其他實(shí)施例和各種改變與修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯的。所有這些其他實(shí)施例、改變以及修改旨在在所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
[0042]如在該說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，術(shù)語(yǔ)“例如(for example)”、“例如(e.g.)，，、“例如(for instance)”、“諸如”以及“如”和動(dòng)詞“包括(comprising)”、“具有”、“包括(including)”以及它們其他動(dòng)詞形式，在與一系列的一個(gè)或多個(gè)部件或其他項(xiàng)目一起使用時(shí)，每個(gè)均被解釋為開(kāi)放式的，意味著該系列不被認(rèn)為為排出其他、額外的部件或項(xiàng)目。將使用它們最廣泛的合理意思來(lái)解釋其他術(shù)語(yǔ)，除非它們使用在需要不同解釋的上下文中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種火花塞，其包括: 殼體，其具有軸向孔； 絕緣體，其具有軸向孔并且至少部分地布置在所述殼體的所述軸向孔內(nèi)； 中心電極，其至少部分地布置在所述絕緣體的所述軸向孔內(nèi)； 接地電極，其附接到所述殼體并且由鎳基合金材料組成；以及 點(diǎn)燃?jí)|，其附接到所述接地電極并且由包含至少25wt.%的鎳的鉑基合金材料組成，所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的突出部，所述突出部在電阻焊接過(guò)程期間聚集通過(guò)其的電流，其中，在所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極之間的附接件包括電阻焊接焊接件并且沒(méi)有激光焊接焊接件，所述突出部有助于在所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極的鎳基合金材料之間的附接件中激光焊接焊接件的缺失。2.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述點(diǎn)燃?jí)|的所述鉑基合金材料包括從大約25wt.%到大約35wt.%的首末值包含在內(nèi)的鎳，和從大約65wt.%到大約75wt.%的首末值包含在內(nèi)的鉑。3.如權(quán)利要求2所述的火花塞，其中，所述點(diǎn)燃?jí)|的所述鉑基合金材料包括大約30wt.%的鎳和大約70wt.%的鉑。4.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述點(diǎn)燃?jí)|的所述鉑基合金材料還包括從由鎢(W)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)或錸(Re)組成的組選擇的至少一個(gè)元素。5.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述突出部是單個(gè)突出部，其跨越穿過(guò)在所述點(diǎn)燃?jí)|的第一側(cè)面和所述點(diǎn)燃?jí)|的第二側(cè)面之間的底側(cè)。6.如權(quán)利要求5所述的火花塞，其中，所述突出部具有頂部，所述頂部跨越穿過(guò)在所述點(diǎn)燃?jí)|的第三側(cè)面和所述點(diǎn)燃?jí)|的第四側(cè)面之間的側(cè)表面，所述突出部從所述頂部朝著所述點(diǎn)燃?jí)|的所述第一側(cè)面在厚度上逐漸變細(xì)，所述突出部從所述頂部朝著所述點(diǎn)燃?jí)|的所述第二側(cè)面在厚度上逐漸變細(xì)。7.如權(quán)利要求1所述的火花塞，還包括電阻焊接排出物，其定位成至少部分地圍繞所述點(diǎn)燃?jí)|的周向邊緣(P)，所述電阻焊接排出物具有與所述點(diǎn)燃?jí)|的火花表面大體一致的頂表面。8.如權(quán)利要求7所述的火花塞，還包括定位在所述接地電極中的熱影響區(qū)，所述熱影響區(qū)起因于所述電阻焊接過(guò)程，并且所述熱影響區(qū)大部分地位于所述點(diǎn)燃?jí)|的下面并且總體限定在所述點(diǎn)燃?jí)|和所述電阻焊接排出物之間的界面邊界內(nèi)。9.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述點(diǎn)燃?jí)|是薄墊，其具有比最大厚度尺寸(T)大至少若干倍的穿過(guò)其火花表面的最大寬度尺寸。10.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述點(diǎn)燃?jí)|是具有基部金屬層和貴重金屬層的多層點(diǎn)燃?jí)|，所述基部金屬層由鎳基合金材料組成并且經(jīng)由所述電阻焊接焊接件附接到所述接地電極，并且所述貴重金屬層由包含至少25wt.%的鎳的鈾基合金材料組成。11.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述突出部包括從所述點(diǎn)燃?jí)|的所述底側(cè)突出的多個(gè)突出部，所述突出部在所述電阻焊接過(guò)程期間聚集通過(guò)其的電流。12.—種準(zhǔn)備接地電極和點(diǎn)燃?jí)|組裝的方法，所述方法包括步驟: 將點(diǎn)燃?jí)|定位在接地電極上，所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的突出部，所述突出部與所述接地電極產(chǎn)生線到表面接觸；以及 使電流通過(guò)在所述突出部和所述接地電極之間的所述線到表面接觸，同時(shí)將所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極按壓在一起，所述點(diǎn)燃?jí)|在通過(guò)電流期間至少部分地下沉到所述接地電極中并且在所述突出部和所述接地電極之間產(chǎn)生表面到表面接觸，所述點(diǎn)燃?jí)|此后附接到所述接地電極并且建立所述接地電極和點(diǎn)燃?jí)|組裝。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述突出部和所述接地電極之間形成的所述線到表面接觸在所述點(diǎn)燃?jí)|定位在所述接地電極上時(shí)并且在使電流開(kāi)始時(shí)構(gòu)成在所述點(diǎn)燃?jí)|和所述接地電極之間形成的單獨(dú)接觸。14.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟:抵靠所述點(diǎn)燃?jí)|的火花表面按壓電阻焊接桿以便使電流通過(guò)在所述突出部和所述接地電極之間的所述線到表面接觸，并且其中，當(dāng)所述點(diǎn)燃?jí)|至少部分地下沉到所述接地電極中時(shí)，材料從其之間移位并且到所述點(diǎn)燃?jí)|的周向邊緣(P)，所述移位材料鄰接抵靠所述電阻焊接桿的面對(duì)表面，并且所述移位材料的頂表面因此保持成與所述點(diǎn)燃?jí)|的所述火花表面大體一致。15.—種火花塞，其包括: 殼體，其具有軸向孔； 絕緣體，其具有軸向孔并且至少部分地布置在所述殼體的所述軸向孔內(nèi)； 中心電極，其至少部分地布置在所述絕緣體的所述軸向孔內(nèi)； 接地電極，其附接到所述殼體； 點(diǎn)燃?jí)|，其附接到所述接地電極，所述點(diǎn)燃?jí)|具有從所述點(diǎn)燃?jí)|的底側(cè)突出的單個(gè)突出部，所述單個(gè)突出部跨越穿過(guò)所述底側(cè)并且在所述點(diǎn)燃?jí)|和接地電極之間附接時(shí)被接收在所述接地電極的凹陷部中，所述點(diǎn)燃?jí)|具有第一火花表面，其在所述火花塞的使用期間交換火花;以及 電阻焊接排出物，其至少部分地圍繞所述點(diǎn)燃?jí)|的周向邊緣(P)，所述電阻焊接排出物具有與所述點(diǎn)燃?jí)|的所述第一火花表面大體一致的第二火花表面，所述第二火花表面在所述火花塞的使用期間交換火花。
【文檔編號(hào)】H01T21/02GK106099647SQ201610107326
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日 公開(kāi)號(hào)201610107326.3, CN 106099647 A, CN 106099647A, CN 201610107326, CN-A-106099647, CN106099647 A, CN106099647A, CN201610107326, CN201610107326.3
【發(fā)明人】K.J.科瓦爾斯基, N.A.湯森, R.L.克勒
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