[发明专利]一种火花塞

说明书

本发明公开了一种火花塞，其包括：中心电极；绝缘体；金属壳体以及侧电极；侧电极具有外层部和芯材，芯材包括第一芯材和第二芯材，第二芯材形成于相对靠内侧的位置，第一芯材以在周向上包围第二芯材的方式形成于相对靠外侧的位置，侧电极被焊接于上述金属壳体的前端面上后形成熔融区，在该熔融区中沿火花塞轴线的轴向剖面上且该轴向剖面穿过侧电极，在侧电极的后端部处，靠近中心电极方向的外层部的后端部与远离中心电极方向的外层部的后端部相对靠拢融合接触形成交接线LI，利用靠近中心电极方向的外层部的后端部与远离中心电极方向的外层部的后端部包裹住第一芯材和第二芯材的后端部，使得第一芯材和第二芯材与金属壳体之间完全隔离开来。

技术领域

本发明涉及一种火花塞，尤其涉及一种具有多层结构侧电极的火花塞。

背景技术

近年来随着发动机的小型化，并且由于采用缸内直喷、涡轮增压等技术，发动机的升功率越来越高，造成了燃烧室内的爆发压力和爆发温度越来越高，火花塞作为伸入燃烧室的发动机的关键零部件，需要具备承受超级高温和超级压力的能力，尤其是火花塞侧电极，其伸入燃烧室的长度最深，所承载的热负荷最高，传统的单一镍合金材料已不能满足苛刻的工作环境，会出现烧蚀或者加快材料损耗等现象，另一方面虽然可以增加侧电极的横截面积来提高散热能力，但是由于火花塞的小径化，壳体的前端面没有足够的空间焊接侧电极，因此，近年来公开了多层的侧电极结构。

如申请公布号为CN103190043A，申请公布日为2013年7月3日的中国发明专利公开了一种火花塞，其包括：棒状的中心电极，其沿轴线方向延伸；绝缘体，其具有沿上述轴线方向延伸的轴孔，并在该轴孔 内保持上述中心电极；金属壳体，其在周向上包围并保持该绝缘体；以及接地电极，其基端部被焊接于上述金属壳体，在该接地电 极的顶端部与上述中心电极的轴线方向顶端侧的端部之间形成间隙；上述接地电极具有表面层和芯材，该表面层形成上述接地电极自身的表面，该芯材形成于比该表面层靠内部的位置，且该芯材的热导率比该表面层的热导率大，上述表面层在沿着该接地电极的外形朝向上述顶端部侧的方向上距离上述基端部1mm的位置、即指定位置处的厚度为0.2mm以上且0.4mm以下，在将上述金属壳体的与上述基端部相焊接的焊接面处的、穿过上述接地电极的中心轴线并与上述轴线方向正交的方向、即指定方向上的上述金属壳体的宽度设为W1mm，将上述接地电极的上述指定位置处的、上述指定方向上的 厚度设为W2mm，将上述表面层的上述指定位置处的、上述指定方向上的厚 度设为W3mm时，满足W1≥W2×1.55－（W3＋0.25）的条件。

该专利文献中火花塞的侧电极由多层材料制成，其芯部具有更高的散热能力，从而能够降低火花塞侧电极的工作温度。该侧电极具有三层构造。具体地说，接地电极具有表面层和芯材，该表面层形成接地电极自身的表面，该芯材形成于比该表面层靠内部的位置，且该芯材的热导率比表面层的热导率大。此外，该芯材具有第1芯材和第2芯材，该第1芯材形成于相对靠内侧的位置，该第2芯材以在周向上包围第1芯材的方式形成于相对靠外侧的位置。在第2芯材中，使用热导率比第1芯材的热导率大且硬度比第1芯材的硬度小的材质。表面层使用Ni基耐热合金，第1芯材使用Ni，第2芯材中使用Cu。

由于Cu的高导热性，确实对降低侧电极的工作温度起到了显著的作用，但是由于Cu的硬度偏低，在高温环境下容易弯曲变形，从而对火花塞的点火间隙造成破坏，并且由于Cu的焊接性能不佳，容易造成脱落的风险，因此在火花塞侧电极上设置有第1芯材的技术，第1芯材通常由硬度比第2芯材硬度高的材料制成，并且其焊接性能与外层金属相当，从而能够解决上述侧电极有弯曲变形的问题，并且能够提高侧电极的焊接强度，但是由于Cu依然有一部分与焊接面接触，焊接强度依然不足以达到100%的可靠，且具有Cu泄露的风险，由此依然会造成火花塞侧电极脱落。

综上所述，如何设计一种具有多层结构侧电极的火花塞，使其能最大限度的的提升侧电极的散热能力和结合强度是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种具有多层结构侧电极的火花塞，其能最大限度的的提升侧电极的散热能力和结合强度。