内燃机用火花塞制造技术

一种内燃机用火花塞，包括在外周面上形成有平面区和凸曲区的接地电极。该平面区位于接地电极的前端部，并且在接地电极的纵向上从接地电极的前端面起的长度为０．２ｍｍ以上。关于沿垂直于接地电极的纵向的方向穿过凸曲区和平面区的第一横截面和第二横截面，接地电极满足以下尺寸条件（１）：０．９５０≤（Ｓ２／Ｌ２）／（Ｓ１／Ｌ１）≤０．９９５（１），其中，Ｓ１是第一横截面的面积；Ｌ１是第一横截面的周长；Ｓ２是第二横截面的面积；Ｌ２是第二横截面的周长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在内燃机中的火花塞。以下，术语前 表示火花塞的轴向的火花放电侧，术语后表示与前侧相反
技术介绍
内燃机用火花塞包括沿火花塞的轴向延伸的中心电极； 绕中心电极布置的绝缘体；绕陶瓷绝缘体布置的金属壳；以及 在后端部结合到金属壳的前端部的接地电极。通常，接地电极 的横截面呈大致矩形，并且以使接地电极的前端部面对中心电 极的前端部的方式弯曲，以在中心电才及的前端部和接地电极的 前端部之间限定火花间隙。在一些情况下，贵金属合金的电极头(贵金属电极头)可以结合到中心电极的前端部和接地电极 的前端部以提高耐火花损耗性(spark wear resistance )。当火花塞在可引起空气-燃料混合物与接地电极的外(背) 表面碰撞的位置被安装到发动机的气缸盖上时，接地电极可能 防碍空气-燃料混合物流入火花间隙。这导致发动机点火性的 改变。为了防止这种点火性的改变，日本特开平11-121142号公 报提出了一种具有两个或更多个接地电极的火花塞，其中各接 地电极的横截面均基本上为圆形(即，形状基本上为圆柱状)， 即使在火花塞位于使空气_燃料混合物与接地电极的外周面碰 撞的位置时，仍允许空气-燃料混合物易于流到接地电极的内 周侧，而后流到火花间隙。
技术实现思路
近年来，随着的增压器和可变阀系统的各种组合已经开发 出了高压缩率、高输出的发动机。也开发出了具有直接向气缸 中的高度压缩的空气喷射燃料的喷射器的所谓喷引式直喷式发动机(spray-guide direct-injection engine )。 这些发动机趋 于达到十分高的气缸温度。可以想象，在这种高温发动机条件 下，通过直接喷射燃料，相对低温的燃料将直接碰撞暴露于高 温下的接地电极。在这种情况下，接地电极被燃料骤然冷却， 从而可能遭受晶粒缺陷形成现象(也称为虫孔(wormhole) 现象)，在该现象中， 一些晶粒从晶界脱落。晶体缺陷形成现 象更可能在圆柱形的接地电极的情况下发生。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种内燃机用火花塞， 其能够在燃料直接喷射的情况下保护接地电极不发生晶粒缺陷 形成的同时，不受空气-燃料混合物的流入方向的影响地确保 发动机点火性的改善。根据本专利技术的一个方面，提供一种内燃机用火花塞，其包 括圆筒状金属壳，该金属壳沿所述火花塞的轴线方向配置； 圆筒状绝缘体，该绝缘体被保持在所述金属壳中；柱状中心电 极，该中心电极4皮布置在所述绝缘体中并且该中心电极的前端 部从所述绝缘体突出；以及接地电4及，该接地电极在其后端部 结合到所述金属壳的前端部并且以如下方式弯曲使所述接地 电极的前端部朝向所述火花塞的轴线延伸，以在所述中心电极 的所述前端部和所述4妄地电极的所述前端部之间限定火花间 隙，所述接地电极包括在其外周面上形成的平面区，该外周面 与面对所述绝缘体的内周面相反，所述平面区位于所述4妻地电 极的所述前端部上，并且在所述纟秦地电纟及的纵向上,人所述接地 电极的前端面起的长度为0.2mm以上，所述接地电才及的所述外周面的除所述平面区以外的任何区域均是凸曲面，关于沿垂直述任何区域的所述接地电极的第 一横截面和沿垂直于所述接地 电极的所述纵向的方向穿过所迷平面区的所述接地电极的第二横截面，所述接地电极满足以下尺寸条件(1 ): 0.950S(S2/L2)/(S1/L1) ( 1 ),其中，Sl是所述第一横截面的面积；Ll是所述第一横截面的周长；S2是所述第二横 截面的面积；L2是所述第二横截面的周长。从以下说明中可以理解本专利技术的其他目的和特征。附图说明图l是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的部分剖视图。图2是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的前端部的放 大剖视图。图3是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的前端部的侧 视图。图4是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的前端部的俯 视图。图5是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的接地电极的 立体图。图6是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的接地电极的 侧-现图。图7A是沿图6的J-J线截取的接地电极的剖面图。 图7 B是沿图6的K - K线截取的接地电极的剖视图。 图8A是示出燃料与根据本专利技术的第 一 实施方式的接地电 极直接石並撞的4几理的示意图。机理的示意图。图9A、 9B和9C是示出根据本专利技术的第一实施方式的接地 电极的变型的横截面形状的示意图。图9D是示出超出本专利技术的范围的接地电极的横截面形状 的示意图。图IO是根据本专利技术的第 一 实施方式的火花塞的前端部的 变型的放大剖视图。图ll是根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的局部剖视图。图12是根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的前端部的 放大剖视图。图13是根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的接地电极 的立体图。图14A是根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的接地电极 的俯视图。图14B是根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的接地电极 的端视图。图15是示出根据本专利技术的第二实施方式的火花塞的前端 部的尺寸结构的示意图。图16A是示出空气-燃料混合物流到并绕过根据本专利技术的 第二实施方式的接地电极的示意图。图16B是示出空气-燃料混合物流到并绕过根据现有技术 的接地电极的示意图。图17A是根据本专利技术的第一或第二实施方式的接地电极的 变型的端视图。图17B是根据本专利技术的第 一 或第二实施方式的接地电极的另 一实施例的立体图。图18是根据本专利技术的第一或第二实施方式的接地电极的 再一实施例的立体图。图19是根据本专利技术的第 一 或第二实施方式的接地电极的 还一实施例的俯一见图。图2 0是示出实验1中耐久性试验的结果的图。图21是示出实验l中点火正时与横截面积比率之间的关系 的图。图22是示出实验2中耐久性试验的结果的图。 图23A、23B和23C是示出实验3中的燃料喷射角的示意图。 图24是示出实验3中的点火性评价结果的图。 图25是示出实验4中的点火性评价结果的图。 图26是示出实验5中耐久性试验的结果的图。 图2 7是示出实验6中的点火性评价结果的图。具体实施例方式下面将通过以下实施方式详细说明本专利技术，其中，用同样 的附图标记标出相同的部件和部分以省略对这些相同的部件和 部分的重复说明。下面首先参照图l至图IO说明根据本专利技术的第 一实施方式 的内燃机用火花塞l。参照图1和图2，火花塞l包括陶瓷绝缘体2、金属壳3、具 有贵金属电极头31的中心电极5、端子电极6、具有贵金属电极 头32的接地电4及27、以及电阻元件7。陶瓷绝缘体2形成为大致圆筒形，具有沿火花塞l的轴线 CL1方向(以下简称为轴向)延伸的通孔4，并且由例如烧结 氧化铝等烧结陶瓷材料制成。如图1所示，陶瓷绝缘体2包括8在陶瓷绝缘体2的大约轴向中央位置径向向外突出的凸缘部 11;位于凸缘部11的前侧的主体部12,该主体部12的直径小于 凸缘部ll的直径；以及位于主体部12的前侧的腿部13，该腿部 13的直径小于主体部12的直径。在陶瓷绝缘体2的外周面上、 主体部12与腿部13之间的位置处形成台阶部14。金属壳3形成为例如铁基材料或不锈钢(例如低碳钢S15C、 S25C等)等金属材料的圆筒形，并且金属壳3绕陶瓷绝缘体2 的外周面沿火花塞l的轴向配置，从而在其中保持陶瓷绝缘体2 的凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用火花塞，其包括：　圆筒状金属壳，该金属壳沿所述火花塞的轴线方向配置；　圆筒状绝缘体，该绝缘体被保持在所述金属壳中；　柱状中心电极，该中心电极被布置在所述绝缘体中并且该中心电极的前端部从所述绝缘体突出；以及　 　接地电极，该接地电极在其后端部结合到所述金属壳的前端部并且以如下方式弯曲：使所述接地电极的前端部朝向所述火花塞的轴线延伸，以在所述中心电极的所述前端部和所述接地电极的所述前端部之间限定火花间隙，　所述接地电极包括在其外周面上形成的平 面区，该外周面与面对所述绝缘体的内周面相反，　所述平面区位于所述接地电极的所述前端部上，并且在所述接地电极的纵向上从所述接地电极的前端面起的长度为０．２ｍｍ以上，　所述接地电极的所述外周面的除所述平面区以外的任何区域均是凸曲面， 　关于沿垂直于所述接地电极的所述纵向的方向穿过除所述平面区以外的所述任何区域的所述接地电极的第一横截面和沿垂直于所述接地电极的所述纵向的方向穿过所述平面区的所述接地电极的第二横截面，所述接地电极满足以下尺寸条件（１），　０．９５ ０≤（Ｓ２／Ｌ２）／（Ｓ１／Ｌ１）≤０．９９５　（１）　其中，Ｓ１是所述第一横截面的面积；Ｌ１是所述第一横截面的周长；Ｓ２是所述第二横截面的面积；Ｌ２是所述第二横截面的周长。...

【技术特征摘要】
JP 2007-12-19 2007-327314;JP 2007-12-27 2007-336211. 一种内燃机用火花塞，其包括圆筒状金属壳，该金属壳沿所述火花塞的轴线方向配置；圆筒状绝缘体，该绝缘体被保持在所述金属壳中；柱状中心电极，该中心电极被布置在所述绝缘体中并且该中心电极的前端部从所述绝缘体突出；以及接地电极，该接地电极在其后端部结合到所述金属壳的前端部并且以如下方式弯曲使所述接地电极的前端部朝向所述火花塞的轴线延伸，以在所述中心电极的所述前端部和所述接地电极的所述前端部之间限定火花间隙，所述接地电极包括在其外周面上形成的平面区，该外周面与面对所述绝缘体的内周面相反，所述平面区位于所述接地电极的所述前端部上，并且在所述接地电极的纵向上从所述接地电极的前端面起的长度为0.2mm以上，所述接地电极的所述外周面的除所述平面区以外的任何区域均是凸曲面，关于沿垂直于所述接地电极的所述纵向的方向穿过除所述平面区以外的所述任何区域的所述接地电极的第一横截面和沿垂直于所述接地电极的所述纵向的方向穿过所述平面区的所述接地电极的第二横截面，所述接地电极满足以下尺寸条件(1)，0. 950≤(S2/L2)/(S1/L1)≤0.995 (1)其中，S1是所述第一横截面的面积；L1是所述第一横截面的周长；S2是所述第二横截面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龟田裕之，加藤友聪，中山胜稔，
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]