[发明专利]电热塞和用于制造电热塞芯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电热塞，且更具体地，涉及一种用于柴油机的电热塞，其包括具有加热部的陶瓷电热塞芯（glow pencil），和电热塞芯从中伸出的外壳。

背景技术

此类电热塞的电热塞芯可通过首先由挤压制作坯体而进行制造，坯体具有由烧结后导电的陶瓷材料制成的芯，围绕芯且由烧结后电绝缘的陶瓷材料制成的中间层，以及围绕中间层且由烧结后导电的陶瓷材料制成的层。一旦坯体已经烧结，外层即形成电热塞芯的外导体，且芯形成电热塞芯的内导体。为了对电热塞芯设置加热部，在烧结前从坯体的一端部移除外层，且由烧结后导电的另一陶瓷材料制成的层包围该端部。该层可作为泥浆（slip）施用，因此可被称为泥浆层。通过烧结坯体，由泥浆层形成具有增加的电阻的外导体层，即加热层。

此类电热塞芯有时被称为外加热电热塞芯，因为加热电阻器被设置为外导体的一部分。与内导体的一部分被设置为加热电阻器的内加热电热塞芯相比较，这具有优点。更具体地，在外加热电热塞芯中，加热电阻器中生成的热量能够非常快速且有效地散发至发动机的燃烧室内的燃料/空气混合物。

外加热电热塞芯的表面温度非常快速地响应于加热功率的变化，因此可根据内燃机的动力冲程，使用时新的电热塞控制装置控制外加热电热塞。时新的电热塞和电热塞控制装置因而可有效地辅助燃料燃烧，且可调整加热过程以适应发动机的个体要求，以便例如提高其性能或减少其废气排放。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够更好地满足在燃料燃烧的最优辅助方面对于发动机的要求的方法。

在根据本发明的电热塞中，外导体层仅覆盖加热部中的绝缘层的一部分。因此加热部中的绝缘层的第一部分区域没有外导体层，而绝缘层的第二部分区域由外导体层覆盖。由于这两个区域的比例，电热塞的电阻可适应规定类型的发动机或车辆的要求。

通过将由烧结后导电的陶瓷材料制成的层印制到坯体上，可制造精确限定的外导体层，其留下绝缘层的部分区域未被覆盖。喷印法是特别适合的。例如，移印法也是可能的。

通过将适当形成的加热导体部印制在坯体的绝缘层上，可将根据本发明的电热塞芯的电阻设定成期望值。这能够以低成本完成。因此可通过根据本发明的制造方法，经济有效地制造适应规定类型发动机或规定用途的要求的电热塞。

加热部中的外导体层可以是条形的，即覆盖绝缘层的一个或多个条形区域，而不覆盖热导体层的邻近部分之间的绝缘层的部分区域。外导体层可在加热部中仅形成单个轨道，例如螺旋形盘绕的轨道。在这种情况下，电阻由该轨道的长度和宽度来决定。加热部中的外导体层也可形成多个轨道，然而，这些轨道彼此隔开一定距离布置。在最简单的情况下，这些轨道可在电热塞芯的纵向方向上直线延伸，或者可具有复杂的形状，例如可以折曲的方式盘绕或螺旋形地弯曲。

根据本发明的有益的改进，加热部中的外导体层由保护层覆盖。使用这样的保护层能够增加电热塞的使用寿命。因为根据本发明的电热塞的外导体层仅部分覆盖加热部中的绝缘层，所以外导体层通常形成台阶，其在不同程度上是明显的。当操作电热塞时，例如当将其安装在发动机中时，因此存在电热塞由于这些台阶而可被障碍物挂住，且外导体层的该部分可因此碎裂或损坏的风险。由于电绝缘保护层，外导体层可有效地受到保护，免于损坏。特别地，这样的保护层还可补偿绝缘层的覆盖部分与未覆盖部分之间的高度差异。

一旦坯体已经烧结，则通过印制形成加热部中的外导体层的层，层的厚度可被预先限定在窄的制造公差内。同样地制造的电热塞芯的电阻因此仅小程度地变化，这显著促进了电热塞在期望的目标温度的驱动。该层优选以小于50μm的厚度印制，优选小于30μm的厚度。在烧结期间，层的厚度通常稍微减少。根据本发明的电热塞芯的加热部中的外导体层优选具有小于50μm的厚度，优选小于30μm的厚度。

如已提到的，可通过喷射印刷法印制加热部的外导体层。在文献中经常被称为“连续喷墨”法的连续喷射法特别适合。在这些印刷方法中，与当前是否执行印刷无关，通常称为油墨的印刷液体连续流经印刷头。取决于所印刷的图像，一些液体从连续流转向，以便印刷到将被印刷图像的表面上，也就是说，将到达表面的部分油墨受电子控制。液流或液滴通过充电电极充电。作为该充电过程的结果，液体于是可在挡板的电场中转向，并且印刷过程可因此受到控制。如果采用该方法，瞬时不执行印刷，则喷液不转向到印刷表面上。液体于是可经由集液管被再次收集且反馈到储存容器中。与喷墨印刷一同为公众所知的、同样适合本发明的其它喷射印刷方法有气泡喷射印刷、按需喷射印刷和压电印刷。

附图说明