[發明專利]具有貴金屬細絲電極的點火裝置

無效

• 申請號: 200580042451.0
• 申請日: 2005-10-12
• 公開（公告）號: CN101076929A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 卡林娜·C·哈瓦爾;羅伯特·D·弗里曼
• 申請（專利權）人: 費德羅－莫格爾公司
• 主分類號: H01T13/20
• 分類號: H01T13/20;H01T13/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明主要涉及使用于內燃機的火花塞以及其它點火裝置，具體地說， 本發明涉及具有諸如銥或銥合金電極的貴金屬細絲電極的火花塞以及其它點 火裝置。

背景技術

本說明中所用的術語“點火裝置”，應當被理解為包括火花塞、點火器、 以及其它諸如此類的火花放電裝置，它們被用來啟動一可燃源(例如一油/ 氣混合可燃源)的燃燒。在點火裝置領域，一直需要提高耐磨損性和耐侵蝕 性，以及降低火花塞中心電極和接地電極的電壓(如在多電極設計的情況下， 則是降低多個接地電極的電壓)。這種需要，部分源于人們期望在已升高的點 火裝置工作溫度下，操作稀燃發動機及其油/氣混合物，以及源于因使用新的 燃料配方而導致的突然變化。出于此種考慮，多種設計已提出利用貴金屬電 極，或者更常見地，將貴金屬點火端(firingtip)或電極用于標準金屬電 極。典型地，將點火端形成為片狀、鉚釘狀或線狀，然后焊接到電極的末端。

在一些火花塞點火端和電極配置中已用到多種貴金屬，包括銀(Ag)、金 (Au)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)以及它們的合金。這些貴金 屬以及它們的合金中，由于銥以及銥合金出眾的耐磨損、耐侵蝕性以及出色 的點火性能，因此它們尤其為人們感興趣并用來作為貴金屬點火端或電極。 例如，參見授予Kondo等人的美國專利No.4，540，910，該專利公開了一種由 70-90wt％的鉑和30-10wt％的銥制成的中心電極點火端。如此專利所述，鉑- 鎢合金也可用于這些點火端，包括鉑-銥-鎢合金。

除這些貴金屬合金之外，也有提出使用氧化物彌散強化合金(oxide dispersion?strengthened?alloys)，它利用上述金屬以及不等量的不同稀土 金屬氧化物的混合而形成。例如，參見授予Heywood等人的美國專利 No.4,081，710。該專利中，提出了數種利用釔氧化物(Y₂O₃)的特殊的鉑基和 銥基合金。特別地，授予Moore等人的美國專利No.5，456，624公開了一種由 包括小于2％氧化釔的鉑合金制成的點火端。授予Katoh等人的美國專利 No.5，990，602公開了一種包括0.01％-2％氧化釔的鉑-銥合金。授予Oshama 的美國專利No.5，461，275公開了一種包括5％-15％氧化釔的銥合金。盡管先 前含有的氧化釔僅為少量(例如，小于2％)，以增加合成合金的強度和/或穩 定性，但Oshama專利中教導了通過在銥中使用體積比例超過5％的氧化釔可 降低火花電壓。

另外，如授予Lykowski等人的美國專利No.6,412，465131B1所公開的那 樣，可以確定的是，通過將氧化釔摻入到鎢鉑合金，僅需要比Oshama專利公 開的少的多比例的氧化釔，即可達到減少侵蝕和降低火花電壓的效果。 Lykowski專利教導了一種具有一接地電極和中心電極的點火裝置，其中該兩 個電極中的至少一個包括一利用含有鉑、鎢、釔氧化物的合金所制成的點火 端。優選地，該合金由重量比例為91.7％-97.99％的鉑、2％-8％的鎢以及 0.01-0.3％的釔組合形成，更優選地，該合金由重量比例為95.68％-96.12％的 鉑、3.8％-4.2％的鎢以及0.08％-0.12％的釔組合形成。該點火端可以為片狀、 鉚釘狀、球狀、線狀或其他可被焊接于電極上的形狀。

盡管上述這些和多種其他的貴金屬體系典型地提供了可接受的火花塞性 能，但尤其在火花性能控制和提供火花侵蝕保護方面，現有的利用貴金屬頭 的火花塞，在與貴金屬部件相接合(特別是各種焊接形式)的方法上具有眾 所周知的局限性。特別是在火花塞使用過程中，在操作環境中反復的加熱和 加壓，用于電極頭的上述的貴金屬和貴金屬合金，和用于電極的鎳(Ni)、鎳 合金和其它熟知的金屬之間因熱膨脹系數不匹配，已知可致使裂化、熱疲勞 和其它干擾現象發生，這會導致焊接故障，并最終導致火花塞本身的故障。