等离子流火花塞制造技术

提供一种等离子流火花塞，在该等离子流火花塞中，绝缘体和接地电极沿轴向彼此分开布置，从而防止损坏绝缘体，并且所述火花塞能够通过限定绝缘体与接地电极之间的间隙尺寸来减少喷射的等离子的能量损失，从而防止等离子流火花塞的可燃性变差。在均构成等离子流火花塞（１００）的绝缘体（１０）的前端（１６）与接地电极（３０）之间形成间隙（第一间隙）。由于将腔（６０）的容积Ｓ设置为１０ｍｍ↑［３］或者更小，因此防止形成于腔（６０）中的等离子扩散。另外，由于第一间隙尺寸“ａ”满足ａ≤０．５ｍｍ，从腔（６０）喷射的等离子在保持足够能量下向火花塞的外部喷射，从而在到达喷射口（３１）的行程中不太可能出现能量泄漏到第一间隙中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种等离子流火花塞，该火花塞产生等离子以 点燃内燃机中的空气-燃料混合物。
技术介绍
火花塞广泛用于汽车的内燃机中，用于通过火花放电点燃 空气-燃料混合物。响应近来对高发动机输出功率和燃料效率的要求，期望提高火花塞的可燃性(ignitability ),以表现更高的 燃烧极度空燃比并且实现适当的稀混合物点燃和快速燃烧。该等离子流火花塞包括中心电才及；接地电才及(外部电极)， 其与金属壳联为一体，在接地电极与中心电极之间限定火花放 电间隙；以及绝缘体(壳体)，其由陶瓷等制成并且包围火花放 电间隙，从而形成所谓的腔(室)的小放电空间。通过在中心 电极与接地电极之间施加高电压产生火花放电，并且此时引起 的电介质击穿使得能够在相对低的电压下供给电流。于是，进 一步的供电引起放电的相变，从而从称作喷射口的开口部(外 部电极孔)喷射在腔中形成的等离子，用于点燃空气-燃料混合 物(例如见专利文献1或者2)。在专利文献l或者2中公开的等离子流火花塞具有圓筒状金 属壳，该圆筒状金属壳的前端部封闭以用作接地电极并且在中 央形成喷射口。另外，容纳在外部电极中的绝缘体的前端面与 接地电极的内面接触，使得喷射口和腔同轴地形成。在另一形 式的等离子流火花塞中，金属壳的前端部与单独的接地电极接 合，并且在接地电极的中央限定喷射口 ，同时绝缘体的前端面 与接地电极的内面(内侧面)接触(见专利文献1的图2 )。日本专利申请特开平2_72577号公报。 日本专利申请特开2006-294257号公报。
技术实现思路
然而，如同根据专利文献1或者2的等离子流火花塞，在等 离子流火花塞的制造中绝缘体和金属壳形成为具有严格的尺寸 控制、并且绝缘体的前端面与接地电极的内面4妄触的情况下， 由于构成绝缘体、金属壳和接地电极的材料的热膨胀系数的差 异，使用时在热循环的影响下会损坏绝缘体。另一方面，在由 于制造误差而导致在绝缘体的前端面与接地电才及的内面之间形 成大间隙的情况下，当形成于腔内的等离子通过喷射口喷射时， 等离子能逸入到间隙中，因此等离子未喷射到预定方向，或者 等离子的喷射量(喷射长度)可能降低(变短)。尽管通过巻边 的方法使绝缘体紧固地容纳在金属壳中，但是在绝缘体的前端 面被巻边的同时，由于绝缘体和接地电极的制造误差导致绝缘 体的前端面 一皮有力地压向接地电才及的内面，因而由于内应力的 增加会损坏绝缘体。考虑到上述现有技术的问题完成了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种等离子流火花塞，在该等离子流火花塞中，绝 缘体和接地电极在轴向上彼此分开地布置以防止损坏绝缘体，并且通过确定绝缘体与接地电极之间的间隙尺寸，该火花塞能够减小喷射的等离子的能量损失，从而防止等离子流火花塞的可燃性变差。为了解决以上问题，本专利技术的第一方面是提供一种等离子流火花塞，其包括中心电极；绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴孔，并且A:在所述轴孔中容纳所述中心电才及的前端面，所 述绝缘体保持所述中心电极，B:使所述中心电才及的前端面位 于所述轴孔内，所述绝缘体保持所述中心电极；腔，其形成在 所述绝缘体的前端侧，并且呈现由所述轴孔的内周面和所述中 心电极的前端面或者包括所述前端面的平面所限定的凹状；金 属壳，其通过包围所述绝缘体的径向外周来保持所述绝缘体； 以及接地电极，其接合到所述金属壳而与所述金属壳电连接， 所述接地电极相对于所述绝缘体布置在所述前端侧并且具有用 于使所述腔与所述火花塞外部之间连通的开口部，其中，随着产生等离子，所述绝缘体和所述接地电极在轴向上彼此分开地 布置，并且满足以下7>式(XaS0.5mm和0.lSSSl0mm3，其中a 是所述绝缘体和所述4^地电极之间沿轴向的间隙的尺寸；S是 所述腔的容积。除了第一方面的构成外，在根据本专利技术第二方面的等离子 流火花塞中，在所述轴向上形成所述腔的位置处，所述绝缘体 和所述金属壳在垂直于所述轴向的径向上彼此分开地布置，并 且满足以下公式b^l.lmm,其中b是所述绝缘体和所述金属壳 之间在垂直于所述轴向的所述径向上的间隙的尺寸。除了本专利技术第二方面的构成外，在根据本专利技术第三方面的 等离子流火花塞中，b满足以下公式0.1^b^l.lmm。另外，根据本专利技术第四方面的等离子流火花塞包括中心 电极；绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴孔，并且A:在所述轴 孔中容纳所述中心电极的前端面，所述绝缘体保持所述中心电 极，B:使所述中心电极的前端面位于所述轴孔内，所述绝缘 体保持所述中心电极；腔，其形成在所述绝缘体的前端侧，并 且呈现由所述轴孔的内周面和所述中心电极的前端面或者包括所述前端面的平面所限定的凹状；金属壳，其通过包围所述绝 缘体的径向外周来保持所述绝缘体；以及接地电极，其接合到 所述金属壳而与所述金属壳电连接，所述接地电极相对于所述 绝缘体布置在所述前端侧并且具有用于使所述腔与所述火花塞 外部之间连通的开口部，其中，随着在所述中心电极与所述接 地电极之间的火花放电而在所述腔中产生等离子，所述金属壳 的与所述接地电极4姿合的接合部和所述接地电才及至少其中之一 与所述绝缘体在所述轴向上分开地布置，并且在所述金属壳的 与所述接地电极接合的接合部和所述接地电才及至少其中之一与 所述绝缘体之间的间隙中布置第 一 密封件，使该第 一 密封件与除了本专利技术第四方面的构成外，在根据本专利技术第五方面的 等离子流火花塞中，在所述绝缘体的外周面的如下部分中形成 后端侧的直径比前端侧的直径大的绝缘体台阶部，所述外周面 的所述部分被容纳在设置于所述金属壳的前端侧的安装部的径 向内部，其中，沿所述金属壳的径向向内方向凸出的金属安装 台阶部形成在所述金属壳的内周面中，并且面对所述绝缘体台 阶部，在所述绝缘体台阶部和所述金属安装台阶部之间布置第 二密封件，使该第二密封件与所述绝缘体台阶部和所述金属安 装台阶部贴紧，并且所述第二密封件的硬度高于所述第一密封 件的硬度。除了本专利技术的第四或者第五方面的构成外，在根据本专利技术 第六方面的等离子流火花塞中，满足以下公式0〈a^0.8mm和 0.1^S^10mm3，其中，a是所述金属壳的与所述接地电极接合的 所述接合部和所述接地电极至少其中之一 与所述绝缘体之间在 所述轴向上的间隙的尺寸；S是所述腔的容积。除了本专利技术的任一上述方面的构成外，在根据本专利技术第七方面的等离子流火花塞中，满足以下乂〉式1.0SG^3.0mm,其 中，G是所述中心电极与所述接地电极之间在所述轴向上的间 隔的尺寸。 根据第一方面的等离子流火花塞，由于在绝缘体与接地电 极之间存在沿轴向的间隙(第一间隙)，因此，当绝缘体与接地 电极贴紧时，不太可能出现由于绝缘体与接地电极之间的热膨 胀系数的差异导致的任何损坏。同样，当等离子流火花塞被设 计成在绝缘体与接地电极之间具有第一间隙时(即绝缘体与接 地电极之间沿轴向的间隙尺寸是aX)),由于在制造公差导 致绝缘体压靠接地电极的同时，金属壳不保持绝缘体，因而不 太可能在火花塞的制造过程中损坏绝缘体。在该具有第一间隙的等离子流火花塞中，腔的容积S满足 公式0.1SS^10。于是，等离子流火花塞可以确保腔中用 于从开口部喷射等离子所需的最少能量，从而防止能量扩散，并且使得从腔喷射的等离子具有足够的能量。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子流火花塞（１００），其包括：　　　　中心电极（２０）；　　　　绝缘体（１０），其具有沿轴向延伸的轴孔（１２），并且使所述中心电极（２０）的前端面（２６）位于所述轴孔内，所述绝缘体保持所述中心电极（２０）；　　　　腔（６０），其形成在所述绝缘体（１０）的前端侧，并且呈现由所述轴孔（１２）的内周面和所述中心电极（２０）的前端面（２６）或者包括所述前端面（２６）的平面所限定的凹状；　　　　金属壳（５０），其通过包围所述绝缘体（１０）的径向外周来保持所述绝缘体（１０）；以及　　　　接地电极（３０），其接合到所述金属壳（５０）而与所述金属壳（５０）电连接，所述接地电极相对于所述绝缘体（１０）布置在所述前端侧并且具有用于使所述腔（６０）与所述火花塞（１００）外部之间连通的开口部（３１），　　　　其中，随着在所述中心电极（２０）与所述接地电极（３０）之间的火花放电而在所述腔（６０）中产生等离子，　　　　所述绝缘体（１０）和所述接地电极（３０）在轴向上彼此分开地布置，并且　　　　满足以下公式：　　　　０＜ａ≤０．５ｍｍ和０．１≤Ｓ≤１０ｍｍ↑［３］　　　　其中ａ是所述绝缘体（１０）和所述接地电极（３０）之间沿轴向的间隙的尺寸；Ｓ是所述腔（６０）的容积。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村通，加藤友聪，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]