[发明专利]火花塞及其构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的点火设备及其构造方法，更具体地涉及具有一个外金属壳和至少部分容置于所述金属壳内的陶瓷绝缘体。

背景技术

火花塞是延伸到内燃机的燃烧室内部并产生火花以点燃气油混合物的点火设备。如图1所示，传统的火花塞1通常具有外金属壳2，陶瓷绝缘体3，该绝缘体至少部分容置和固定于壳2内，金属的中心电极4部分穿过所述绝缘体3延伸至点火尖端5，接地电极6从壳2延伸以与中心电极4的点火尖端5共同提供火花间隙7。

传统火花塞存在某些已知问题使其寿命变短。其中一个问题通常被称为“热击穿”。用于构造绝缘体3的陶瓷材料的介质击穿机制导致了热击穿的发生。源于介质击穿的故障表现为由电弧在穿过陶瓷绝缘体时对高电场所产生的物理击穿。当小的漏电流的局部热量降低了陶瓷的电阻系数时，热击穿机制发生，这引起额外的漏电流和额外的热量直到热耗散导致绝缘体的物理击穿。降低热击穿的影响的一个方法是把陶瓷的热量给传导出去并阻止热耗散。在传统的火花塞中，热量从与接线端头9电气连接的电极4的上端或者近端8，通过金属电极4并通过绝缘体3的陶瓷材料传递到金属壳2周围，该金属壳与发动机缸体接触。热量穿过陶瓷绝缘体3传递至壳2的重要位置是绝缘体和壳2之间的截面，通常被称为垫圈10，该垫圈通常被压缩在绝缘体3的小肩11和壳2的配合肩12之间。垫圈10提供相对小的接触面，因此，垫圈10附近的放电产生的热量并不能通过传导被有效地消散。因此，传统火花塞1的绝缘体3和壳2之间的热传导通常不能有效地降低此部分内的陶瓷绝缘体3的热介质击穿。

传统火花塞的使用寿命降低的另外一个问题来源于强加在陶瓷绝缘体3上的机械应力，这将导致火花塞的机械故障，例如通过绝缘体3的陶瓷材料的早期疲劳开裂可导致上面提到的热击穿现象的恶化。该机械应力与将绝缘体3安装于外金属壳2的方式直接相关。通常，绝缘体3在壳2的小下肩12和壳2的被折叠，轧制，或其他方式转动的上肩13之间被横向压缩，其中间的垫圈10介于下肩12和绝缘体3的小肩11之间。这种组装的方法虽然有用，但是对绝缘体3施加了一个轴向压缩力，从而导致绝缘体的应力断裂，并最终导致火花塞1故障。

因此，我们需要一个可抵抗由热量和机械影响的故障机制的火花塞，适用于现在和将来的高温/高性能火花点火装置，该火花塞的制造成本低且具有很长的使用寿命。

发明内容

火花塞具有一个大致环形的陶瓷绝缘体和围绕至少部分所述绝缘体的金属壳。接地电极可操作地连接于所述壳，其中，所述接地电极具有接地电极点火表面。所述火花塞进一步包括具有伸长本体的带有中心电极点火表面的中心电极。该中心电极的点火表面和该接地电极的点火表面提供一个火花间隙。一钎焊接头将所述绝缘体连接至所述壳或将所述中心电极连接至所述绝缘体。

根据本发明的另一个方面，一种构造火花塞的方法，其中，所述火花塞具有带有贯穿通道的大致环形的陶瓷绝缘体；外金属壳具有一空腔，带有围绕至少部分所述陶瓷绝缘体的内表面，并具有可操作地连接与此的接地电极，及一中心电极延伸到所述陶瓷绝缘体的贯穿通道内。所述方法包括钎焊一接头以将绝缘体连接至所述壳或将所述中心电极连接至所述绝缘体。

根据本发明的又一个方面，构造火花塞的方法包括挤压所述陶瓷绝缘体。

附图说明

为了更清楚地说明根据本发明构造的火花塞的上述和其他方面、特征及优点，以下结合当前优选的实施例和最佳实施方式、所附权利要求以及附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是根据现有技术构造的火花塞的横截面视图；

图2是根据本发明的一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图；

图3是根据本发明的另一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图；

图4是根据本发明的另一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图；

图5是根据本发明的另一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图；

图6是根据本发明的另一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图；及

图7是根据本发明的又一个当前优选方面构造的火花塞的横截面视图。

具体实施方式