[發明專利]具有多層點火尖端的火花塞

無效

• 申請號: 200680051349.1
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101536277A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 詹姆斯·D·呂科瓦基
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾公司
• 主分類號: H01T13/00
• 分類號: H01T13/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧 琪

相關申請的交叉參考

本申請對美國臨時專利申請序列號60/772,278(2006年2月10日遞交)和美國臨時專利申請序列號60/737,963(2005年11月18日遞交)要求優選權，在此均結合引用。?

]技術領域?

本發明涉及用在內燃機中的火花塞和其他點火裝置，以及更具體地，涉及具有高性能金屬點火尖端的點火裝置。?

背景技術

火花塞在業內是公知的并且一直用來在內燃機中引發燃燒。通常，火花塞是延伸到內燃機的燃燒室內并且能夠產生火花以點燃在其中的空氣和燃料的可燃混合物的裝置。具體地，火花塞通常包括圓柱形金屬殼，其具有外螺紋，該外螺紋旋入發動機的一部分，以及進一步具有鉤子形狀的接地電極，該接地電極連接到火花塞的點火端。一個圓柱形絕緣體部分設置在金屬殼中并且朝向點火端和接線端軸向延伸超出該金屬殼。導體端子與該點火端相對，設在該圓柱絕緣體內火花塞的接線端。在點火端，中央電極設在該絕緣體內并且朝向該接地電極軸向突出該絕緣體，借此在中央電極和接地電極之間形成火花塞間隙。?

由于內燃機本身的性質，火花塞在氣缸內暴露在許多極端情況下，包括高溫和各種腐蝕性燃燒氣體，這傳統上減小了火花塞的壽命。電火花腐蝕也減少火花塞的壽命。電火花腐蝕是電極、特別是點火尖端或者挨著或者鄰近點火尖端的材料在運行中因為電弧高溫導致的局部蒸發而腐蝕?；鸹ㄈ麄鹘y上具有由鎳或鎳合金形成的電極，它們容易受到電火花腐蝕的影響。近來制造商有用貴金屬，如鉑、銥或它們的合金制造中央電極的點火端，以最小?化電火花腐蝕。鉑、銥以及它們的合金通常非常耐電火花腐蝕。然而，鉑、銥或它們的合金又是非常昂貴的，所以希望制造點火部分的材料的用量減少。?

在運行中，高達40000伏特的點火電壓脈沖通過火花塞施放到該中央電極，由此導致火花跳過中央和接地電極之間的間隙。該火花點燃燃燒室或氣缸內的空氣和燃料的混合物以產生高溫燃燒從而驅動發動機。不幸的是，燃燒室內的高壓和高溫環境會通過如電火花腐蝕使火花塞的部件功能退化。當火花塞退化后，點火的特性就成為可變的，由此降低點火的質量以及產生的燃燒。盡管鉑、銥或其他貴金屬和它們的合金不易受到電火花腐蝕的影響，但是如果過小，用于貴金屬的點火尖端不管長度、寬度或者大小如何，火花會圍繞貴金屬尖端和中央電極和接地電極的基材之間的弧跳動。由于基材通常是鎳合金，其容易受到電火花腐蝕的影響，這會導致基材或中央電極腐蝕直到貴金屬尖端耗盡。火花塞的任何退化會影響點火的質量，任何不是源于點火部分的點火表面而是源于中央電極并且圍繞該貴金屬點火尖端傳播的點火將降低火花的質量?；鸹ǖ馁|量影響到對空氣和燃料混合物的點燃(即，燃燒效率、燃燒溫度和燃燒產物)。因此，發動機的功率輸出、燃料效率、性能，以及空氣和燃料混合物燃燒產生的排放會受到不利的影響。由于越來越強調控制機動車輛的排放，不斷增加的燃料價格和現代的性能要求，期望為了獲得一貫的發動機性能和排放質量而保持高質量的火花。?

火花塞的壽命以及由此火花塞對電火花腐蝕的耐受性對于制造商也是重要的。制造商越來越要求更長的火花塞使用壽命如100000英里、150000英里以及175000英里使用壽命。許多傳統的鎳火花塞由于電火花腐蝕和侵蝕僅具有20000到40000英里的使用壽命。此外，許多制造商增加發動機氣缸內的壓縮比以提供燃料效率更高的發動機。壓縮比的任何增加也要求增加火花塞工作電壓，以足以允許火花在中央和接地電極之間的火花間隙跳動?；鸹ㄈぷ麟妷旱娜魏卧黾右苍黾与娀鸹ǜg的可能性并且因此減少火花塞的壽命。一種對抗電火花腐蝕的方法是大大增加貴金屬材料(如銥、鉑或其合金)的用量形成點火端的尖端點火部分或大小。然而，銥、鉑及其合金是極其昂貴的，并且因為制造商一直要求降低成本，所以將用在火花塞中的銥、鉑或其合金的量最小化是很重要的。?

此外，在制造具有由銥、鉑或其合金形成的點火部分的火花塞中，將該點火部分連接到中央電極基材是困難的。銥和鉑合金往往具有不同的屬性并且有時難以可靠地焊接到中央電極的基材上。另外，銥及其合金往往非常易碎，導致非常難以處理以及連接到基材。?

發明內容

綜上所述，本發明提供用于火花塞的多層點火尖端——其減小貴金屬的用量同時提供對電火花腐蝕和侵蝕足夠的耐受性，具有耐火花的中間材料，以及將火花塞與該多層點火尖端組裝的方法。?