用于火花塞的电极材料制造技术

火花塞电极材料，其可用于火花塞及其它点火装置包括工业插头、航空点火器、电热塞，或用于在发动机中点燃空气/燃料混合物的任何其它装置。根据示例性实施方案，电极材料包括难熔金属(例如钨(W)、钼(Mo)、铼(Re)、钌(Ru)和/或铬(Cr))和贵金属(例如铑(Rh)、铂(Pt)、钯(Pd)和/或铱(Ir))，其中难熔金属以大于贵金属的量存在。这包括，但是当然不限于，包括钨基合金比如W-Rh和钌基合金比如Ru-Rh的电极材料。其它组合和实施方案也是可能的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及火花塞及用于内燃机的其它点火装置，并且特别是涉及用于火花塞的电极材料。背景 火花塞可用于在内燃机中引起燃烧。火花塞通常通过跨在两个或更多个电极之间限定的火花隙产生火花，在发动机汽缸或燃烧室中点燃气体，比如空气/燃料混合物。经火花点燃气体在发动机汽缸中引起燃烧反应，其为发动机的动力冲程的原因。燃烧反应的高温、高电压、快速重复和燃烧气体中腐蚀性物质的存在可产生火花塞必须在其中运行的恶劣环境。该恶劣环境可助于侵蚀和腐蚀电极，这可随着时间推移负面影响火花塞的性能，潜在地 导致不点火或一些其它不合需要的状况。为了减少火花塞电极的侵蚀和腐蚀，已经使用了各种类型的贵金属及其合金，比如由钼和铱制造的那些。然而，这些材料可为昂贵的。因此，火花塞制造商有时试图通过仅在其中跨火花隙发火花的电极的点火尖端或火花部分使用这样的材料，将用于电极的贵金属量减至最小。概述 根据一个实施方案，提供了包含金属外壳、绝缘体、中心电极和接地电极的火花塞。中心电极、接地电极或两者包括具有难熔金属和贵金属的电极材料，并且难熔金属为电极材料基于重量％的单个最大组分。根据另一个实施方案，提供了火花塞电极，其包含具有难熔金属和贵金属的电极材料。难熔金属具有大于贵金属的熔化温度，并且难熔金属为电极材料基于重量％的单个最大组分。根据另一个实施方案，提供了火花塞电极，其包含具有鹤(W)、错(Rh)和至少一种其它组分的电极材料。钨(W)为电极材料的单个最大组分。附图简述 本专利技术的优选示例性实施方案将在下文结合附图得到描述，其中同样的名称意指同样的元件，并且其中 图I为可使用以下所描述电极材料的示例性火花塞的横截面视 图2为来自图I的示例性火花塞的燃烧端的放大视图，其中中心电极具有以多件式铆钉形式存在的点火尖端，接地电极具有以平垫形式存在的点火尖端； 图3为可使用以下所描述电极材料的另一种示例性火花塞的燃烧端的放大视图，其中中心电极具有以单件式铆钉形式存在的点火尖端，接地电极具有以圆柱形尖端形式存在的点火尖;图4为可使用以下所描述电极材料的另一种示例性火花塞的燃烧端的放大视图，其中中心电极具有以位于凹处的圆柱形尖端形式存在的点火尖端，接地电极没有点火尖端；和图5为可使用以下所描述电极材料的另一种示例性火花塞的燃烧端的放大视图，其中中心电极具有以圆柱形尖端形式存在的点火尖端，接地电极具有以从接地电极的轴向端延伸的圆柱形尖端形式存在的点火尖端。优选实施方案详述 本文所描述的电极材料可用于火花塞和其它点火装置，包括工业插头(Plug)、航空点火器、电热塞，或用于在发动机中点燃空气/燃料混合物的任何其它装置。这包括(但当然不限于)在附图中显示和在以下描述的示例性火花塞。另外，应理解电极材料可用于连接于中心和/或接地电极的点火尖 端，或者它可用于实际的中心和/或接地电极本身，以列举几种可能性。电极材料的其它实施方案和应用也是可能的。参照图I和2,显示了示例性的火花塞10,其包括中心电极12、绝缘体14、金属外壳16和接地电极18。中心电极或基电极构件12布置于绝缘体14的轴向孔中，并且包括点火尖端20，点火尖端20伸出超过绝缘体14的自由端22。点火尖端20为多件式铆钉，其包括由抗侵蚀和/或抗腐蚀材料(象以下所描述的电极材料)制成的第一组件32和由中间材料(象高铬镍合金)制成的第二组件34。在该具体实施方案中，第一组件32具有圆柱形形状，第二组件34具有阶梯形形状，该阶梯形形状包括直径扩大的头部分和直径减小的干部分。第一和第二组件可经激光焊接、电阻焊接或一些其它合适的焊接或非焊接接合处而相互连接。绝缘体14布置于金属外壳16的轴向孔中，并由足以使中心电极12与金属外壳16电绝缘的材料(比如陶瓷材料)构成。绝缘体14的自由端22可如所显示的那样伸出超过金属外壳16的自由端24，或者它可缩在金属外壳16内。接地电极或基电极构件18可根据图中显示的常规L-型构型或根据一些其它排列而构成，并且连接于金属外壳16的自由端24。根据该具体实施方案，接地电极18包括侧面26，其与中心电极的点火尖端20相对，并具有连接于其的点火尖端30。点火尖端30以平垫形式存在，并与中心电极点火尖端20限定火花隙G，以致于它们提供用于跨该火花隙发射和接收电子的发火花表面。在该具体实施方案中，中心电极点火尖端20的第一组件32和/或接地电极点火尖端30可由本文所描述的电极材料制成；然而，这些不是该电极材料的仅有用途。例如，如在图3中显示的那样，示例性中心电极点火尖端40和/或接地电极点火尖端42也可由该电极材料制成。在该情况中，中心电极点火尖纟而40为单件式柳钉，接地电极点火尖纟而42为从接地电极的侧面26朝外延伸相当远距离的圆柱形尖端。电极材料也可用于形成在图4中显示的示例性中心电极点火尖端50和/或接地电极18。在该实例中，中心电极点火尖端50为位于凹处或盲孔52中的圆柱形组件，凹处或盲孔52在中心电极12的轴向端中形成。在中心电极点火尖端50的点火表面与也起点火表面作用的接地电极18的侧面26之间，形成火花隙G。图5显示电极材料的又一种可能应用，其中圆柱形点火尖端60连接于中心电极12的轴向端，圆柱形点火尖端62连接于接地电极18的轴向端。接地电极点火尖端62与中心电极点火尖端60的侧面形成火花隙G，并且因此为与在附图中显示的其它示例性火花塞有些不同的燃烧端构型。而且，应理解以上所描述的非限定性火花塞实施方案仅为电极材料一些潜在用途的实例，因为它可利用于或使用于任何点火尖端、电极、火花表面或用于在发动机中点燃空气/燃料混合物的其它燃烧端组件。例如，以下组件可由该电极材料形成中心和/或接地电极；以铆钉、圆柱、棒、柱、丝、球、丘、锥形、平垫、圆盘、环、套筒等形状存在的中心和/或接地电极点火尖端；直接连接于电极或经一个或更多个中间、介入或应力释放层而间接连接于电极的中心和/或接地电极点火尖端；位于电极凹处内、嵌入电极表面内、或位于电极外面(比如套筒或其它环形组件)的中心和/或接地电极点火尖端；或者具有多个接地电极、多个火花隙或半潜动(self-creeping)型火花隙的火花塞。这些仅为电极材料可能的应用的少许实例，还存在其它的。本文使用的术语“电极”，不论关于中心电极、接地电极、火花塞电极等，可包括单独的基电极构件、单独的点火尖端、或基电极构件与一个或更多个连接于其的点火尖端的组合，以列举几种可能性。根据示例性实施方案，电极材料包括难熔金属和贵金属，其中难熔金属具有大于贵金属的熔化温度，并且难熔金属以大于贵金属的量存在于电极材料中。因为在不同周期表之间存在一些差异，在要与本申请一起使用的附录A (下文“附加元素周期表”)中，提供由国际纯粹与应用化学联盟(IUPAC)出版的周期表。本文使用的“难熔金属”广泛包括选自附加元素周期表的5-8族并具有超过约1700°C熔化温度的所有过渡金属。难熔金属可给电极材料提供任何数目的合乎需要的属性，包括高熔化温度和相应的高抗火花侵蚀性。适合用于电极材料的难熔金属的一些非限定性实例包括钨(W)、钥(Mo)、铼(Re)、钌(Ru)和铬(Cr) o在一些实施方案中，难熔金属为电极材料的单个最大(greatest或larg本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.01 US 61/265,483;2010.11.24 US 12/954,0111.火花塞，其包含 具有轴向孔的金属外壳； 绝缘体，其具有轴向孔并至少部分地布置于金属外壳的轴向孔中； 中心电极，其至少部分地布置于绝缘体的轴向孔中；和 连接于金属外壳自由端的接地电极； 其中中心电极、接地电极或两者包括电极材料，所述电极材料具有难熔金属和贵金属，其中难熔金属为电极材料基于重量％的单个最大组分。2.权利要求I的火花塞，其中难熔金属以约50重量％-约99重量％存在于电极材料中，该范围包括端点在内。3.权利要求I的火花塞，其中难熔金属包括至少一种选自以下的元素钨(W)、钥(Mo)、铼(Re)、钌(Ru)或铬(Cr)。4.权利要求I的火花塞，其中贵金属为电极材料基于重量％的第二大组分，并且贵金属以约I重量％_约50重量％存在于电极材料中，该范围包括端点在内。5.权利要求I的火花塞，其中贵金属包括至少一种选自以下的元素铑(Rh)、钼(Pt)、钮I (Pd)或铱(Ir)。6.权利要求I的火花塞，其中电极材料包括难熔金属、第一贵金属和第二贵金属，并且第一和第二贵金属各自以约I重量％_约50重量％存在于电极材料中，该范围包括端点在内。7.权利要求I的火花塞，其中中心电极、接地电极或两者包括防护表层，其中难熔金属已经挥发或蒸发，并且贵金属已经形成稳定氧化物。8.权利要求7的火花塞，其中防护表层具有约1-12微米(Mm)的厚度并且包括氧化铑(Rh2O3)。9.权利要求I的火花塞，其中电极材料包括约50重量％-约99重量％的钨(W)和约I重量％-约50重量％的错(Rh),两个范围均包括端点在内。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马书伟，JD利科夫斯基，
申请(专利权)人：马书伟，JD利科夫斯基，
类型：发明
国别省市：