[发明专利]火花塞

说明书

技术领域

一般地，本发明涉及经配置在内燃机中使用的火花塞。具体地，本发明涉及经配置在气体发动机，例如通过气体燃料(诸如天然气、页岩气、矿气、生物气、填埋气、沼气和合成气)操作的内燃机中使用的火花塞。另外，本发明涉及火花塞套管和气缸盖，这两者皆构造成能使本文描述类型的火花塞拧入。

背景技术

火花塞的功能为将点火能量引入到燃烧室中，并且通过在其电极之间的电火花引发空气-燃料混合物的燃烧。为此，火花塞必需使用电子点火系统来操作，可出现高达30,000V或甚至更高的电压。火花塞放置在燃烧室中最适合点燃压缩的空气-燃料混合物的点处。在所有操作条件下，火花塞必须在不产生泄漏并且不过热的情况下将点火能量引入燃烧室。火花塞必须设计为禁得起操作条件。火花塞暴露于燃烧室内的周期循环变化和外部气候条件两者。因此，火花塞必需满足高的机械需求，并且必须抵抗化学和热应力。其特别适用于在燃气发动机中使用的火花塞。

为将火花塞安装在气缸盖中，火花塞可具有从肩部或布置在该位置的附设外部垫圈的密封面延伸到火花塞的圆柱形中心电极从绝缘体鼻部突出的端面的外螺纹。尽管火花塞暴露在极高温度下，但将火花塞直接坐设在气缸盖的配合表面上是必要的，火花塞与气缸盖之间的密封借助于平座或锥形座实现。平座的改型可在火花塞外壳上使用附设垫圈作为密封元件。所述垫圈可专门成形并且如果安装正确就提供长久弹性密封。在锥形座的情况下，不使用垫圈，火花塞外壳的锥形表面直接密封在气缸盖的配合表面上。这类火花塞在，例如DE 2 022 685 A、US 8,053,964 B2、US 7,977,856 B2、US 2,500,395、US D 589,880 S、US 2010/0116039 A1、US 3,313,972、US2,521,647，和US 3,113,232中示出。

在US 2007/0236122 A1中示出了预燃室火花塞。

US 2007/0126330 A1示出了具有向上延伸到火花塞的金属外壳的肩部的外螺纹的火花塞。

在DE 196 36 537 A1中，火花塞包括具有与火花塞外螺纹直径相同的直径的圆柱形中间部分。中间部分布置在火花塞垫圈的密封面与外螺纹之间。圆柱形中间部分不具有外螺纹。其可增加火花塞的有效夹紧长度，并且因此，其可减少火花塞松动的风险。

在DE 2 022 685中示出了与DE 196 36 537 A1类似的火花塞。并且，中间部分或扩展部分在火花塞的外螺纹与肩部之间延伸。在此，中间部分用作延伸部分，并且不具有外螺纹。与DE 196 36 537 A1的火花塞相反，DE 2 022 685的扩展部分具有小于火花塞外螺纹的直径。该火花塞中间部分或扩展部分的长度大于螺纹的外直径。扩展部分可导致火花塞的支承螺纹面直接布置在累积热量主要部分的壁开口处。

在US 2005/0284454 A1中，公开了用于具有火花塞的内燃机的点火装置。火花塞的壳体具有将布置在安装孔中的安装部，该安装孔提供在内燃机的气缸盖中。安装部包括螺旋部和非螺旋部。螺旋部被螺旋紧固至安装孔。非螺旋部未被螺旋紧固到安装孔。紧固部具有长度L。当长度L为26.5mm时，非螺旋部的长度b最大可以为16.5mm。当紧固部的长度L不符合ISO标准时，非螺旋部的长度b将为0＜b≤(L-10)。

从FR 2 091 351或DE 2 022 685中已知用于火花塞的另一种壳体。在此，火花塞包括连接器、连接到连接器的中心电极、围绕中心电极的绝缘体、和围绕绝缘体下部的外壳。提供有工具接合部。气缸接合螺纹部构造成将火花塞拧入气缸盖的螺纹孔中。中间部分在肩部与气缸接合螺纹部之间延伸。至少一个接地(凸面)电极布置在气缸接合螺纹部的一端。

GB 2 202 274 A中示出了内燃机火花塞配件。在此，通过将适配器插入到在燃烧室壁中的标准火花塞开口中，可减少发动机压缩比。适配器包括被完全拧入壁中的标准螺纹开口中并且形成为延伸到燃烧室的延伸室的具有外螺纹的管状安装部。火花塞被拧入适配器的内螺纹孔口中，以便将其电极放置在延伸室内。

本发明至少部分涉及改善或克服现有系统的一个或多个方面。

发明内容