[发明专利]具有贵金属端子的火花塞结构

说明书

本申请为2005年2月1日提交的、发明名称为“具有贵金属端子的火花塞结构”的、第200580007335.5号专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及内燃机中使用的火花塞。更具体地，本发明涉及采用附着至中心电极和/或地电极的贵金属端子的火花塞结构。

背景技术

公知地，在现有技术中通过将稀有金属或贵金属端子附着于火花塞电极的点火端来延长火花塞电极的使用寿命。这种技术中的一些最早期的示例可参见于1942年9月15日授于Heller的第2,296,033号美国专利，和1938年公布的、Powell等的第479,540号英国专利说明书中。Heller的专利中提出了将稀有金属端子附着于由不太昂贵的材料形成的地电极和中心电极。这些稀有金属包括耐腐蚀的材料，包括铂合金(如铂铑，铂铱，铂钌合金)。同样地，Powell的说明书中公开了对铂、铱、钌、锇及其合金(包括铱铑合金)的使用，以用作火花塞电极的点火端子。在这种和其它早期的设计以后，涌现出了大量试图利用贵金属和其他稀有金属的耐腐蚀和耐侵蚀性能的其它发明。

多年以来，如大量描述铂使用的专利所显示的那样，铂是被选择用于火花塞电极点火端的稀有金属。但是，在最近几年，大量其他的贵金属和贵金属合金被更加频繁地使用，其中之一是铱。与其他的贵金属相比，铱相对低廉，并具有很高的熔点(大约为2410℃)。虽然使用铱时具有很多的优点，但是因为铱在受到机械压力和变形时容易破裂，因此在制造期间有时存在一些难题。为了克服这个问题和其他的缺陷，已经开发出了各种铱合金期望使该金属具有某些理想的特性。这种合金的示例示于2000年7月25日授于Osamura等的第6,094,000的美国专利中。在该专利文献中公开了一种Ir-Rh(铱-铑)合金，在这种合金中铱-铑的相对百分比在其公开的几个实施方案之一中是可以改变的。

除了电极端子的组成成分之外，已经证明对中心电极和/或地电极的贵金属端子进行散热也是延长这些端子的使用寿命的有效手段。燃烧过程产生大量高温，而贵金属端子就处于高温中。据实验显示，高温(例如，超过1000℃)可增加氧化、化学腐蚀或电腐蚀，这可能加速贵金属端子的劣化。理想地，根据某些设计构造点火端组件(例如贵金属端子、中心电极或地电极、绝缘体或外壳)，采用某种尺寸组合，从而降低上述的加速劣化以及其它有害现象(例如积炭等)。例如，美国专利No.6,147,441和公开号为2003/0071552A1的美国申请中公开了采用贵金属插入部件和一系列优选尺寸的火花塞设计。

因此，提供具有位于点火端处的改进的贵金属端子(其优选为铱或铱合金端子)的火花塞是有益的，其中，火花塞进一步包括被设计为能够延长火花塞的使用寿命并改进其它工作特性的点火端组件。

发明内容

本发明提供了一种火花塞，其通常包括外壳、绝缘体、中心电极、至少一个贵金属端子以及地电极。根据本发明的一个方面，中心电极进一步包括导热芯、金属覆层、主杆部分以及具有用于接纳贵金属端子的凹部的至少一个径向减少的凸缘部分。中心电极和贵金属端子根据在火花塞点火端部几种限制它们的大小的尺寸限制构造。根据本发明的另一个方面，绝缘体被构造为能够使其满足与所述壳体和贵金属端子有关的某些尺寸限制。根据本发明另一个方面，地电极包括贵金属垫，贵金属垫与中心电极的贵金属端子构成火花隙。地电极和贵金属垫根据与它们尺寸有关的几种尺寸限制来构建，其中，贵金属垫的直径大于在所述中心电极上的贵金属端子的直径。根据本发明的另一个方面，壳体为M14壳体，并使用主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的大量尺寸限制构建。根据本发明的另一个方面，壳体为M 12壳体，并根据主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的尺寸限制构建。

本发明的目的、特征和有益效果包括但不限于提供一种改进的火花塞，该火花塞尤其具有用于中心电极的贵金属端子和/或用于地电极的贵金属衬垫，以及具有能够有助于改进的火花塞性能(例如火花塞的耐久性、可制造性和通用性)的尺寸特性的组合。此外，本发明的一个目的在于提供具有M14和M12外壳的火花塞的具体实施方案。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特征和有益效果将通过以下对优选实施方案和最佳方式、所附权利要求以及附图的详细描述而变得清楚，附图中：

图1示出了在中心电极附着有贵金属端子以及在地电极附着有贵金属衬垫的火花塞的局部剖视图；

图2示出了图1中示出的火花塞的下部轴端的放大图；

图3示出了图2中示出的火花塞的下部轴端的放大图；以及

图4示出了图1的火花塞的仰视图。

具体实施方式