[发明专利]防污染火花塞和制备的方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求在2010年12月6日提交的美国临时申请号61/420,127的权益，其通过引用以其整体并入本文。

背景技术

一般而言，火花塞包括具有中心轴向孔的绝缘套筒，通过该孔中心孔电极延伸。绝缘套筒放置并固定于金属外壳内，金属外壳作为内燃机的安装平台和界面。金属外壳也支撑地电极，地电极相对于中心电极以特定间隔关系放置为了产生火花隙。绝缘套筒包括成形的顶端部分，其位于金属外壳的凹槽末端部分中。成形的顶端部分设置成保护电极防止发动机加热和燃烧的产物。火花塞一般安装到发动机汽缸盖，并被选择性激活以在关联的发动机汽缸中点燃燃料/空气混合物。

随着时间的过去，燃烧的产物或燃烧沉积在中心电极周围积累，特别是在成形顶端部分周围。燃烧产物的这种积累抑制了穿过火花隙的火花形成。燃烧产物的显著积累可以污染火花塞和导致点火失败，即，燃烧产物完全阻断了在中心电极和地电极之间形成火花。燃烧沉积积累在冷启动期间是特别成问题的。在冷启动期间，空气/燃料的完全燃烧很少实现，这导致导电燃烧沉积的增加的生成。作为连续冷启动的结果，导电燃烧沉积积累，导致在中心电极和火花塞的电接地部分之间电短路。

解决燃烧沉积积累问题的先前努力包括在绝缘套筒上硅油涂料和微粒的氧化钒沉积。这些涂料不能够充分地解决问题—在高温具有不合格的性能、不合格的耐用度、或燃烧沉积积累的不充分的减少。

因此，有对于火花塞的需求，该火花塞具有对于绝缘套筒中的导电燃烧沉积积累具有降低的敏感。

发明内容

本文公开火花塞，其包括具有中心轴向孔和外表面的绝缘套筒以及贯穿绝缘套筒的中心轴向孔的中心电极。绝缘套筒放置并固定在金属外壳内，金属外壳作为内燃机安装平台和界面。金属外壳也支撑地电极，地电极相对于中心电极以间隔关系放置为了产生火花隙。绝缘套筒包括成形的顶端部分，其位于金属外壳的凹槽末端部分中。涂料布置在绝缘套筒的外表面上。涂料包括有机硅树脂，任选地与填料结合。

本文也公开制备涂布的绝缘套筒以及含有涂布的绝缘套筒的火花塞的方法。

附图说明

图1是火花塞的侧视图，部分以横截面显示。

图2是显示小的发动机火花塞测试的结果的图。

具体实施方式

如本文描述，含有有机硅树脂的涂料是基本连续的涂料。如本文定义，基本连续涂料描述不具有裸眼可见的破裂处或缺口的涂料和覆盖绝缘套筒的外表面。涂料厚度可以是1至20微米厚，或更具体地为1至15微米厚。

有机硅树脂是交联的高度分支、三维骨架聚合物。它们可以包括随机顺序、主要为三功能单元。有机硅树脂范围可以是相对低分子量活性树脂到具有多种多样结构的高分子量物质。有机硅树脂不同于硅树脂液(油)，因为硅树脂液是线性、非交联的聚合物，其一般包括二甲基硅氧烷单元。

有机硅树脂可以具有大于或等于500℃的分解温度，或，更具体地说明，大于或等于510℃，或更具体地，大于或等于525℃。

有机硅树脂可以是交联的(固化的)或可固化的。当有机硅树脂是可固化的，它可以使用环境水分或固化催化剂进行固化，固化催化剂诸如包括锌或辛酸亚锡、氨基功能化硅酯、或其混合物。

示例性有机硅树脂包括从Momentive Performance Materials可得的SR355、SR141、Baysilone M120XB、和Silblock WA以及从Dow Corning可得的Dow 233、Dow 840、和Dow 805。

如上述提到，涂料可以任选地包括无机填料。填料可以进行选择以具有大于或等于500℃的分解温度，或更具体地，大于或等于510℃，或更具体地，大于或等于525℃。填料可以进行选择可以具有小于或等于13微米的平均粒子尺寸(通过最长线性尺寸测定)。在这个范围内，平均粒子尺寸可以是5纳米到10微米。填料也可以进行选择具有大于1的长宽比(纵横比)，或更具体地，大于或等于2，或更具体地，大于或等于3。

示例性填料包括二氧化硅、热解法二氧化硅、亲水性热解法二氧化硅、云母铁矿、钙硅石、有机粘土、天然粘土、氧化铝、和前述的组合。