[发明专利]等离子流火花塞及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2008年3月28日、申请号为200810084898.X、发明名称为“等离子流火花塞及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种等离子流火花塞及其制造方法，该火花塞用于产生等离子体并点燃内燃机中的空气-燃料混合物。

背景技术

传统地，例如汽车用内燃机的火花塞通过火花塞放电来点燃空气-燃料混合物。近年来，要求内燃机具有高的输出和低的燃料消耗。为了满足这样的要求，已知使用等离子流火花塞，由于等离子流火花塞提供燃烧的快速扩散，并呈现出能够可靠地点燃甚至具有较高的点火极限空燃比的稀空气-燃料混合物的高点火性能。

该等离子流火花塞具有以下结构：由陶瓷等形成的绝缘体环绕中心电极和与金属壳成一体的接地电极之间的火花放电间隙，由此形成被称为腔的小容积放电空间。向火花放电间隙施加高电压以进行火花放电。由于介电击穿的相应出现，可以在较低的电压下作用电流。这样，由于还受到能量供给影响的放电状态的变化，在腔内产生等离子体。由于接地电极位于具有腔的绝缘体的前面，因此，接地电极具有形成在其中的被称为孔的洞。等离子体通过孔向外发射，由此点燃空气-燃料混合物。

此外，如果在接地电极和绝缘体之间存在间隙，并且如果在等离子体通过孔发射的过程中，则等离子体的能量泄漏到该间隙中，并且泄漏到与前述间隙连通的、金属壳和绝缘体之间的间隙中，通过孔发射的等离子体的能量减少，由此导致点火性能削弱。为了解决该问题，已经提出一种等离子流火花塞，其中，绝缘体(壳体)被设置成与接地电极(外部电极)紧密接触，使得绝缘体和接地电极之间不存在间隙(例如，参考日本特开2006-294257号公报)。在该公报所公开的等离子流火花塞中，接地电极和金属壳一体形成，使得接地电极(金属壳的与接地电极对应的一部分)相对于金属壳正确定位。因此，绝缘体的尺寸管理将足以在绝缘体和接地电极之间建立紧密接触。当通过金属壳保持绝缘体时，绝缘体的前端部抵接接地电极。

在等离子流火花塞的制造过程中，由于通过弯边由金属壳保持绝缘体，因此，绝缘体可能产生位移；然而，难以严密地管理该位移。在某些移位状态下，弯边外力可以绝缘体前端部强有力地抵靠接地电极的方式施加到绝缘体，可能导致绝缘体破损。

发明内容

已经实现本发明，用于解决上述问题，本发明的目的是提供一种等离子流火花塞，其被构造成能够减少泄漏到绝缘体和布置在绝缘体的前方的接地电极之间的间隙以及与前述间隙连通的、金属壳和绝缘体之间的间隙中的等离子体的能量，并且避免绝缘体强有力地碰撞接地电极。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种等离子流火花塞，其包括：中心电极；绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴孔，并且以在轴孔的前端部内容纳中心电极的前端面的方式将中心电极保持在轴孔内；腔，其形成在绝缘体的前端部中，并且形成为由轴孔的壁面和中心电极的前端面所限定的凹部的形状；金属壳，其相对于与轴向垂直的径向从外侧环绕和保持绝缘体；以及接地电极，其布置在绝缘体的前端部的相对于所述轴向的前方，并且具有接触部和连通部，该接触部与绝缘体的前端部环状接触，使得当从轴向观察时，腔的开口位于接触部的内侧，该连通部用于建立所述腔和外界大气之间的连通。在等离子流火花塞中，接地电极相对于轴向不与金属壳接触，而是相对于与轴向垂直的径向与金属壳接触，并且通过被接合到金属壳的外周部与金属壳电连接。

根据本发明的第一方面，在接地电极的接触部与绝缘体的前端部接触的状态下，接地电极被接合到金属壳，由此封闭了可形成在接地电极和绝缘体的前端部之间的间隙以及可形成在绝缘体和金属壳之间的间隙。因此，如果这些间隙没有被封闭，则在腔内产生的等离子体发射时，等离子体的能量可泄漏到间隙中；然而，根据本发明，防止这种能量泄漏，由此防止点火性能削弱。此外，在接地电极的接触部与绝缘体的前端部接触、并且接地电极和金属壳相对于轴向彼此不接触的状态下，接地电极被接合到金属壳。在接地电极和金属壳之间沿着轴向设置的相关联的间隙吸收了沿着轴向的组装误差，该误差可在将绝缘体保持在金属壳中的过程中产生。这样，在制造过程中，当接地电极的外周部被接合到金属壳时，上述构造避免了接地电极的接触部强有力地碰撞绝缘体的前端部。因此，绝缘体不会由于接触部强有力地碰撞绝缘体的前端部所引起的应力的增加而破损。