[發明專利]用于電熱塞的多層熱元件的制造方法

無效

• 申請號: 200680053569.8
• 申請日: 2006-11-30
• 公開（公告）號: CN101389454A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 小威廉·J·沃克;約翰·W·霍夫曼;吉姆·梅
• 申請（專利權）人: 費德羅-莫格爾公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00
• 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

本發明涉及一種制造燃料點火電熱塞的方法，具體的說，是涉及一種用于 電熱塞的多層熱元件的制造方法。

背景技術

電熱塞應用于需要燃燒強烈熱源的地方。例如，電熱塞可作為直接燃燒 點火器用于空間加熱器和工業爐，以及當柴油機必須冷起動時作為燃燒初始 的輔助。電熱塞還可以作為加熱器在燃料電池中發揮作用，并從排氣系統中 除去燃燒劑。

關于柴油機應用的例子，在起動過程，特別是寒冬條件下，油滴將不會 像它們在正常運行速度下一樣很好的霧化，燃燒過程產生的多數熱量，浪費 在寒冷的燃燒室壁。因此，需要一些額外熱量的形態來輔助初始燃燒。電熱 塞，位于進氣歧管或燃燒室，是常用的在寒冷的起動條件下提供輔助熱能的方 法。

電熱塞熱元件最高可達到的溫度取決于所提供的電壓，和所用元件的阻 抗性能。通常的范圍是1,000-1,300℃。用于電熱塞的組成的材料的應選 擇能耐熱、能承受來自燃燒產物的化學腐蝕，以及承受高強度的振動和燃燒 過程產生的熱循環。

為提高性能，耐久性和效率，人們始終在探索能用于電熱塞總成中的新 材料。例如，特種金屬和陶瓷材料已被應用于電熱塞。這些外來材料具有很 多益處，然而高生產設置下難于制造。有時，它們與其他材料不完全相適應， 導致變形或其他問題。特種金屬存在的另一個普遍的問題是由于麻煩的和低 效的制造技術，在組成層狀時，特種金屬所表現的公差變化。

因此，需要提供一種制造電熱塞的方法，特別是應用特種金屬材料的電 熱塞的熱元件部分，導致精確成型，耐用的單塊集成結構。

發明內容

本發明包括一種用于燃料點火電熱塞的多層熱元件的成型方法。該方法 包括如下步驟：預成型至少三層帶有不同導電率的層，使其總成構成一個電 阻器。這三層包括導電芯體、非導電的絕緣層以及電阻層。該方法進一步還 包括裝配初級結構(precursor?structure)，把芯體大體上封裝在絕緣層之 中，然后在絕緣層外部加上電阻層的步驟。接著初級結構被壓縮，其后進行 一個燒結步驟，其中已壓縮的初級結構成型為單塊集成的熱元件，其芯體粘 結在絕緣層，而絕緣層粘結于電阻層。

本發明還公開了一種成型電熱塞的方法。該方法包括預成型導電芯體， 預成型非導電的絕緣層，以及預成型電阻層。裝配初級結構，把芯體大體上 封裝在絕緣層之中，然后在絕緣層外部加上電阻層。接著初級結構被壓縮， 其后進行一個燒結步驟，其中所壓縮的初級結構成型為單塊集成的熱元件， 其芯體粘結在絕緣層，而絕緣層粘結于電阻層。還有一個導電殼，燒結的熱 元件插入所述殼中。在所述殼和熱元件的電阻層之間建立電傳導連接。

本發明提供了一種新的改進的裝配單塊熱元件的方法，通過預成型導電 芯體、絕緣層和電阻層，其后把預成型件組裝成一個初級結構。初級結構被 壓縮至克服任何裝配公差，使組成成分更接近幾乎全致密。燒結工序增加了 不同層間彼此粘結的效果，因而得到一個單塊的合成物。這樣的熱元件能夠 在苛刻的公差要求下制造出來，大量多種材料可適于電熱塞應用。例如，預 成型芯體，絕緣層和電阻層，可以由普通金屬，特種金屬，陶瓷或這些材料 的混合，或其他適合的材料制成。

附圖說明

為便于理解本發明的這些以及其他特征和優點，以下結合具體實施例和 附圖對本發明進行詳細描述，其中：

圖1是本發明的安裝在柴油機預燃室中的電熱塞的一個實施例的簡化剖 面視圖；

圖2是按照本發明的電熱塞總成的剖面圖；

圖3所示的是按照本發明的電熱塞制造方法的流程圖；

圖4A-4E是以一種簡化的方式示意出按照本發明從預成型材料開始到完 整的電熱塞結束的成型操作過程；

圖5A-5D是類似于圖4A-4D，但是又一種可選的用于壓縮初級結構的 技術的示意圖；

圖6A-6E是與圖4A-4D相似的視圖，描述了另一種可替換的熱元件組成 結構；

圖7所示的另一種可選的熱元件組成的縱向截面視圖；

圖8是大體上沿8-8線的截面視圖。

具體實施方式