[发明专利]汽车内燃机的气缸及相应制造方法、制造气缸的机构、火花塞、内燃机和汽车

说明书

一种用于汽车（10）的内燃机（8）的气缸（7），其包括至少一个进气道（4）和一个火花塞（1），该火花塞本身包括火花塞侧电极（2）。火花塞（1）固定在气缸（7）中，使得在内燃机（8）的运行中利用由至少一个进气道（4）产生的气流尽可能最佳地冷却火花塞侧电极（2）。

本发明涉及汽车内燃机的气缸以及被设计用于制造气缸的制造方法和用于制造气缸的机构。本发明还涉及火花塞、内燃机和汽车，该火花塞分别可容纳在本发明的气缸中，或者具有本发明的气缸。

DE 10 2006 042 457 B4、DE 103 49 077 A1和DE 10 2007 024 878 A1公开到，相对于气缸的入口阀以一定的方向将火花塞设置在气缸中。

DE 101 38 976 A1记载了一种用于确定内燃机中的提前点火燃烧的设备。

根据现有技术，提前点火是公知的，其中，在按计划的点火时间点之前很长时间或不太长时间就出现气缸工质的不受控制的点火过程。在这种情况下，由于空气-燃油-混合物的过早反应和附加的压缩，产生很高的气缸压力。由于燃烧开始后的提高的热状态，往往会出现爆燃，随后伴有爆震式燃烧。这些条件一起出现，就会造成汽油机的气缸压力大于250巴，进而导致发动机立即失灵。

因此，本发明的目的在于，提出一种气缸，其中，与根据现有技术的相仿的气缸相比，很少出现提前点火。

根据本发明，该目的通过一种根据权利要求1的气缸、一种根据权利要求7的用于制造气缸的制造方法、根据权利要求12的用于制造气缸的机构、一种根据权利要求13的火花塞、一种根据权利要求15的内燃机和一种根据权利要求16的汽车得以实现。

在本发明的范围内，提出一种用于汽车的内燃机的气缸。在此，气缸包括一个或多个进气道和一个火花塞。该火花塞本身具有火花塞侧电极（Massenelektrode）。火花塞适当地固定在气缸中，使得火花塞相对于气缸的至少一个进气道具有处于预定的朝向范围内的朝向（即气缸朝向处于预定的误差范围(例如角度误差)内），以便在内燃机运行时利用通过一个或多个所述进气道产生的气流来冷却火花塞侧电极。也就是说，火花塞适当地安装或者设置在气缸中，使得由至少一个进气道产生的气流在考虑到火花塞的安装误差情况下尽可能最佳地冷却火花塞侧电极。

换句话说，本发明的基本构思在于，利用在内燃机运行中由至少一个进气道产生的气流来冷却火花塞的火花塞侧电极。为了获取火花塞的进而火花塞侧电极的最佳的朝向（在该朝向上，火花塞侧电极被至少一个进气道的气流最佳地冷却），已尝试了众多方向，其方式为，火花塞侧电极在内燃机的运行中分别会变得有多热。为了获取火花塞的最佳朝向，在光线能够到的发动机上对火花塞进行温度测量，其中采用了一种特殊的测量技术（红外线测温）。

本发明已认识到，为了利用至少一个进气道的气流来冷却火花塞侧电极，最好适当地将火花塞固定或安装在气缸中，使得火花塞的裸露端基本上（即以预定的误差）布置在至少一个进气道的方向上。

换句话说，火花塞适当地安装（例如旋装）在气缸中，使得火花塞侧电极的裸露端（即非固定端）朝向至少一个进气道，从而经由至少一个进气道流入的气流到达火花塞侧电极的裸露端，由此冷却该火花塞侧电极。

发明人研究了两种不同的方案。按照第一种方案，火花塞侧电极的裸露端布置在进气阀的方向上，而按照第二种方案却布置在排气阀的方向上。在接着进行温度测量时，按照第二种方案，火花塞侧电极的最热部位（通常位于火花塞侧电极的裸露端）的温度将比第一种方案情况下火花塞侧电极最热部位的温度高出40~60℃。因此，火花塞的有针对性的安装位置及火花塞侧电极的方向朝向一个/多个所述进气阀将有利地明显降低火花塞侧电极上的温度，由此可以显著地降低火花塞的最高温度，进而降低提前点火的频率。

若至少一个进气道恰好由一个进气道构成，则火花塞侧电极的裸露端刚好朝向这个进气道。而如果至少一个进气道恰好由两个进气道构成，则火花塞侧电极的裸露端在考虑到误差的情况下朝向两个进气道之间。