具有中心电极的火花塞制造技术

火花塞（1），所述火花塞具有壳体（2）、布置在所述壳体（2）中的绝缘部（3）、布置在所述绝缘部（3）中的中心电极（10）以及布置在所述壳体（2）上的接地电极（5），其中所述接地电极（5）和所述中心电极（10）以下述方式相对于彼此来布置：使得所述接地电极（5）和所述中心电极（10）构成点火间隙，并且其中所述中心电极（10）以中心电极头（4）安放在构造在所述绝缘部（3）的内侧面上的支座（3a）上，并且其中所述中心电极（10）具有电极基体（11）和布置在所述电极基体（11）中的芯子（12），其中所述芯子（12）由下述材料构成，所述材料拥有比所述电极基体（11）的材料更高的导热率，其中所述电极基体（11）具有不大于1.7mm的直径（dE）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有中心电极的火花塞
本专利技术涉及一种按独立权利要求的前序部分所述的火花塞。
技术介绍
由于越来越多地减小马达室中的结构空间，在马达室中对于各个组件、像比如火花塞来说较少的空间可供使用并且必须缩小所述马达室中的组件。由于所述组件的所谓的小型化（Downsizing）的趋势，在设计所述组件和火花塞时出现新的挑战。由于所述火花塞及其组件的小型化，所述火花塞及其各个组件上的热负荷、电负荷和机械负荷提高。同时，所述火花塞应该具有与以往的未经受小型化的火花塞同样良好的点火可靠性和同样长的使用寿命。
技术实现思路
使绝缘部和中心电极与由于所述小型化而产生的新的要求相匹配是一种挑战。与金属的组件相比，所述绝缘部由于其陶瓷性质在机械负荷和电负荷方面是所述火花塞中比较敏感的组件。本申请人的研究已经表明，火花塞具有壳体、布置在所述壳体中的绝缘部、布置在所述绝缘部中的中心电极以及布置在所述壳体上的接地电极，其中所述接地电极和所述中心电极以下述方式相对于彼此来布置：使得所述接地电极和所述中心电极构成点火间隙，并且其中所述中心电极以中心电极头安放在构造在所述绝缘部的内侧面上的支座上，并且其中所述中心电极具有电极基体和布置在所述电极基体中的芯子，其中所述芯子由下述材料构成，该材料拥有比所述电极基体的材料更高的导热率；对于所述火花塞来说，为了保证所述绝缘部的机械稳定性及电稳定性而不应该低于最小的壁厚。在此需要实现一方面所述绝缘部的稳定性和散热与另一方面所述火花塞总体上的散热及所述火花塞的使用寿命之间的最优适配。本专利技术的任务是提供一种火花塞，该火花塞能够满足开头所提到的要求。该任务由所述按本专利技术的火花塞通过权利要求1的特征部分得到解决。所述中心电极构造为电极基体，该电极基体具有由下述材料构成的芯子，所述材料具有比所述电极基体的材料更高的导热率，并且所述电极基体具有不大于1.7mm的直径；通过前述方案按照本专利技术来实现：具有这种中心电极的火花塞满足上面所提到的要求。所述绝缘部能够设有足够的壁厚，由此所述火花塞在运行时经得住热负荷、机械负荷和电负荷。所述中心电极或者所述电极基体能够具有直径不同的区域。所提到的用于所述电极基体的直径的极限相应地涉及在忽略不计电极头的情况下所述电极基体的最大直径。所述电极头构造在所述中心电极的背向燃烧室的端部上。对于所述火花塞来说，所述电极头安放在构造在所述绝缘部的内侧面上的支座上。所述电极头从构造在绝缘部-内侧面的支座一直延伸到所述中心电极的背向燃烧室的端部。如果所述电极基体的横截面的几何形状有别于圆形的形状，那么所述直径就涉及所述电极基体的横截面的非圆形的几何形状的外接圆。在一种优选的改进方案中，所述电极基体的直径不大于1.5mm。另外的有利的设计方案是从属权利要求的主题。作为替代方案或者补充方案也能够规定，所述电极基体的直径不小于1mm，以便所述中心电极本身的稳定性没有受到危害。优选所述电极基体应该具有这种最低直径，以便所述电极基体的横截面对于沿着所述中心电极的足够的散热来说足够大，使得所述绝缘部在其燃烧室侧的端部上除了从所述燃烧室中吸收的热之外没有额外地用由所述中心电极所吸收的热来加载。理想地，从所述燃烧室吸收的热在所述中心电极的内部被传导到进一步远离所述燃烧室的并且由此更冷的区域中。所述壳体和所述中心电极处于不同的电位上。在构造在所述在绝缘部上的支座的区域中，所述中心电极和所述壳体由于结构原因而彼此间具有其最小的间距。由此所述绝缘部的这个区域非常容易受电击穿的影响。为了防止所述绝缘部上的该电击穿，已经证实有利的是，所述绝缘部在构造在其内侧面上的支座的区域中具有不小于2mm的壁厚。作为补充方案或者替代方案能够规定，所述绝缘部的将电极头包围的区域具有不小于2mm的壁厚。由此实现：所述绝缘部具有足够大的壁厚，以用于经得住构造在所述在绝缘部上的支座的区域中出现的高的电场以及由此引起的电击穿。有利的是，所述电极基体的芯子由下述材料构成，该材料具有比所述电极基体的材料更高的导热率。由此有利于在所述电极基体的内部进行导热。所述芯子的材料优选在室温下具有至少350W/mK的导热率。作为补充方案或者替代方案能够规定，在室温下所述芯子的材料的导热率比所述电极基体的材料的导热率大了至少300W/mK。所述电极基体比如具有含镍的合金。优选所述合金包含至少20%（重量）的铬、尤其至少25%（重量）的铬。对于一种备选的镍合金来说，该镍合金作为替代方案或者补充方案而包含钇。所述芯子比如由铜或者银或者具有铜和/或银的合金构成。本申请人的研究表明，比如所述电极基体中的含铜的芯子将所述电极基体的朝向燃烧室的端部上的温度降低了50-80K。本申请人的进一步研究表明，为实现足够好的散热、也就是说为了所述中心电极的内部的热降低，所述芯子的横截面在至少一个第一区域中不小于所述电极基体或者所述中心电极的横截面的20%，其中在所述至少一个第一区域中所述电极基体和所述芯子分别具有恒定的直径。所述电极基体的横截面由所述芯子的横截面与所述壳层的横截面所组成。优选所述至少一个第一区域为筒柱状。所述至少一个第一区域优选沿着所述中心电极的纵轴线具有下述长度，该长度等于或者长于所述电极基体在这个第一区域中的直径，尤其所述至少一个第一区域的长度至少是所述电极基体的直径的1.5倍长。作为补充方案或者替代方案能够规定，所述芯子的横截面最大相当于所述电极基体或者所述中心电极的整个横截面的65%。由此保证所述中心电极具有足够大的壳层厚度。有利的是，所述电极基体由比所述芯子更耐磨的材料构成，使得优选所述电极基体必须具有最小的壳层厚度，以便所述中心电极具有足够长的使用寿命、比如至少50000km。已经证实有利的是，所述电极基体具有不小于0.15mm、尤其不小于0.25mm的最小的壳层厚度。作为补充方案或者替代方案能够规定，所述壳层厚度在所述至少一个第一区域中不大于0.35mm，所述至少一个第一区域具有恒定直径的芯子和电极基体。在本专利技术的一种优选的改进方案中，所述中心电极在其燃烧室侧的端面上具有含贵金属的点火面，所述点火面具有比所述电极基体材料更高的耐磨性。从所述点火面直至所述芯子的间距b拥有处于0.2mm到2mm的范围内的数值。在本专利技术的一种替代的改进方案中，所述中心电极没有点火面。在这种情况下，从所述电极基体的燃烧室侧的端面到所述芯子的燃烧室侧的端部的间距b至少为0.6mm长，以用于保证所述中心电极的足够长的使用寿命。所述间距b优选拥有不小于1mm并且尤其不大于3.5mm的数值。有利地规定，所述芯子的横截面和所述电极基体的横截面具有相同的几何形状，其中尤其所述芯子在横断面之内居中地布置在所述电极基体中。由此实现：所述电极基体在所述横断面之内具有均匀的壳层厚度。具有所述壳体的降低了的外直径的火花塞在本申请的意义上是下述火花塞，所述火花塞的螺纹具有小于14mm的外直径、比如所谓的M12-火花塞或者M10-火花塞。附图说明图1示出了两种用于中心电极的示例；图2示出了中心电极的剖面；并且图3示出了按本专利技术的具有中心电极的火花塞。具体实施方式图1示出了用于所述中心电极10的两种示范性的实施方式的示意图。所述中心电极10具有电极基体11和芯子12，所述芯子布置在所述电极基体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
火花塞（1），所述火花塞具有壳体（2）、布置在所述壳体（2）中的绝缘部（3）、布置在所述绝缘部（3）中的中心电极（10）以及布置在所述壳体（2）上的接地电极（5），其中所述接地电极（5）和所述中心电极（10）以下述方式相对于彼此来布置：使得所述接地电极（5）和所述中心电极（10）构成点火间隙，并且其中所述中心电极（10）以电极头（4）安放在于构造在所述绝缘部（3）的内侧面上的支座（3a）上，并且其中所述中心电极（10）具有电极基体（11）和布置在所述电极基体（11）中的芯子（12），其中所述芯子（12）由下述材料构成，所述材料拥有比所述电极基体（11）的材料更高的导热率，其特征在于，所述电极基体（11）具有不大于1.7mm的直径（dE）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 DE 102014226107.41.火花塞（1），所述火花塞具有壳体（2）、布置在所述壳体（2）中的绝缘部（3）、布置在所述绝缘部（3）中的中心电极（10）以及布置在所述壳体（2）上的接地电极（5），其中所述接地电极（5）和所述中心电极（10）以下述方式相对于彼此来布置：使得所述接地电极（5）和所述中心电极（10）构成点火间隙，并且其中所述中心电极（10）以电极头（4）安放在于构造在所述绝缘部（3）的内侧面上的支座（3a）上，并且其中所述中心电极（10）具有电极基体（11）和布置在所述电极基体（11）中的芯子（12），其中所述芯子（12）由下述材料构成，所述材料拥有比所述电极基体（11）的材料更高的导热率，其特征在于，所述电极基体（11）具有不大于1.7mm的直径（dE）。2.按权利要求1所述的火花塞（1），其特征在于，所述绝缘部（3）在构造在其内侧面上的支座（3a）的区域中具有不小于2mm的壁厚。3.按权利要求1或2所述的火花塞（1），其特征在于，所述中心电极（10）具有至少一个第一区域（15），在所述第一区域中所述电极基体（11）和所述芯子（12）分别具有恒定的直径。4.按权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M勒克莱因，A本茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE