[发明专利]火花塞及其制造方法

说明书

一种火花塞和制造方法，其中所述火花塞满足特定的几何关系以保持并潜在地提高介电性能，同时缩小其它火花塞尺寸。所述火花塞包括绝缘体，该绝缘体可承受更高的电压，同时具有横截面厚度减小的区域。在一些实施例中，所述绝缘体具有42kV/mm或更高的介电强度，内部密封件处的径向厚度为1.5至1.6mm(含端值)，并且垫圈处的径向厚度为0.6至0.9mm(含端值)。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月30日提交的美国临时申请No.63/250,653的权益，该申请的全部内容通过参引的方式结合入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及火花塞，更具体地涉及火花塞绝缘体和制造方法。

背景技术

对火花塞的电气和机械要求一直在提高，而且还在继续提高。例如，一些汽车规格现在对M12火花塞要求45kV的电压。随着发动机技术的进一步改进，预计电压要求会进一步提高，而火花塞的尺寸例如减小到M10。因此，需要能够承受更高电压同时具有更薄横截面的陶瓷材料火花塞绝缘体。

发明内容

根据一个实施例，存在一种火花塞，其包括具有螺纹区域和轴向孔口的外壳。该火花塞包括具有陶瓷主体和轴向孔口的绝缘体，该绝缘体至少部分地设置在外壳的轴向孔口内，并且陶瓷主体由陶瓷材料制成。该火花塞包括至少部分地设置在绝缘体的轴向孔口内的垫圈和至少部分地设置在绝缘体的轴向孔口内的内部密封件。该火花塞包括至少部分地设置在绝缘体的轴向孔口内的中心电极和构造成与中心电极一起产生火花隙的接地电极。此外，或其中T_IS是绝缘体在内部密封件处的径向厚度，D_CE是中心电极的直径，D_S是内部密封件的直径，D_M是外壳的螺纹区域处的主直径，ρ_TH是完全致密且无孔的陶瓷材料的密度，ρ是陶瓷材料的密度，T_G是绝缘体在垫圈处的径向厚度。

在一些实施例中，绝缘体具有42kV/mm或更大的介电强度，并且绝缘体在内部密封件处的径向厚度为1.5至2.26mm(含端值)。

在一些实施例中，绝缘体在内部密封件处的径向厚度的减小对应于外壳在螺纹区域处的厚度的成比例厚度增大或中心电极的直径或内部密封件的直径的成比例直径增大，并且成比例的厚度增大或成比例的直径增大为20-30％。

在一些实施例中，绝缘体在内部密封件处的径向厚度为1.5至1.6mm(含端值)。

在一些实施例中，主直径为M10，绝缘体具有42kV/mm或更大的介电强度，并且绝缘体在垫圈处的径向厚度为0.6至1.7mm(含端值)。

在一些实施例中，绝缘体在垫圈处的径向厚度的减小对应于外壳在螺纹区域处的厚度的成比例厚度增大或中心电极直径或内部电极的直径的成比例直径增大，并且成比例的厚度增大或成比例的直径增大为20-30％。

在一些实施例中，垫圈处的绝缘体的径向厚度为0.6至0.9mm(含端值)。

在一些实施例中，绝缘体在内部密封件处的径向厚度为1.5至1.6mm(含端值)，和/或绝缘体在垫圈处的径向厚度为0.6至0.9mm(含端值)。

在一些实施例中，陶瓷主体具有α-氧化铝晶粒的单相晶体结构。

在一些实施例中，陶瓷主体具有按体积计小于1％的孔隙率。

在一些实施例中，陶瓷主体具有小于10微米的均匀平均粒度。

在一些实施例中，陶瓷主体具有小于5微米的均匀平均粒度。

在一些实施例中，陶瓷主体包含大于99.8wt％的氧化铝。

在一些实施例中，陶瓷主体的氧化铝衍生自具有至少99.95wt％纯度的醇盐前体氧化铝粉末。