火花塞和设置有该火花塞的内燃发动机的制作方法_2

文档序号:8270127阅读:来源:国知局
地,锥形部Tl设置成具有向外展开的形状,其中由端部Ell和E12形成的空间的宽度在从末端侧沿轴向看时从内侧朝外侧逐渐增大。就这一点而言,端部Ell和E12在从末端侧沿轴向看时各自沿径向方向延伸。
[0032]锥形部Tl具有锥角α I和切口角β。锥角α I是在锥形部Tl的包含火花塞IA的中心轴线的截面中,由火花塞IA的中心轴线和锥形部Tl的锥形表面形成的锐角。切口角β是在从末端侧沿轴向看时端部Ell和Ε12之间的角度。锥角α I被设定为45°,而切口角β被设定为60°。锥角α I和切口角β两者均可被设定为等于或大于30°。
[0033]锥形部Tl可设置成形成壳体部2Α的末端外周部的一部分。锥形部Tl还可以设置成使得外周部Rl I在轴向上定位成比壳体部2Α的末端面更朝向后端侧。此外,锥形部Tl还可以设置成使得在从末端侧沿轴向看时壳体部2Α的末端面保留在切口角β的区域内(即,可设置在壳体部2Α的末端外周部的内侧)。
[0034]更具体地,当将锥形部Tl设置在上述一个部分上时,可采用以下方式设置锥形部Tl。亦即,锥形部Tl在从末端侧沿轴向看时设置在壳体部2Α的末端部的包含火花塞IA的中心轴线并且位于垂直于中心线L的平面的与设置有接地电极5的一侧相反的一侧的部分上。换言之,更具体地,所述一个部分可以是位于相反侧的部分。
[0035]图2Α和2Β是锥形部Tl沿周向的可能设置区域的视图。图2Α是示出用作沿周向尽可能小地设置的锥形部Tl的锥形部Tll的视图。图2Β是示出沿周向尽可能大地设置的锥形部Tl的锥形部Τ12的视图。对于锥形部Tll,宽度Wl被设定为与绝缘体3的在沿轴向形成宽度Wl的位置处的外径的大小一致,如图2Α所示。对于锥形部Τ12,宽度Wl被设定成与壳体部2Α的与塞座P邻接的部分的直径一致,如图2Β所示。对于锥形部Τ12,端部Ell和Ε12设置成包含火花塞IA的中心轴线,并且设置成被包含在垂直于中心线L的平面内。
[0036]接下来,将说明火花塞IA的主要作用和效果。这里,当在气缸盖10中设置火花塞IA时,接地电极5在周向上的位置通常未被设定在预定位置。因此,接地电极5有时可配置成使得,当火花塞IA设置在气缸盖10中时,其放电端部在从末端侧沿轴向看时面对气流F。然而,当接地电极5这样配置时,趋于由于滞留在塞座P中的空气-燃料混合物而发生提前点火,如接下来将说明的。
[0037]亦即,这种情况下,试图流入塞座P的气流和试图从塞座P流出的气流之中的试图从塞座P流出的气流被接地电极5阻碍流出。此外,由于该气流从塞座P的流出被阻碍,所以气流也难以流入塞座P中。结果,空气-燃料混合物趋于滞留在塞座P中,因此趋于由于滞留在塞座P中的空气-燃料混合物而发生提前点火。
[0038]相比而言,对于火花塞1A,锥形部Tl设置在壳体部2A的末端部的在径向上彼此面对的两个部分中的一个部分的内侧,并且接地电极5设置在所述两个部分中的另一部分上。因此,火花塞IA能够改变流入塞座P中的气流的方向,如接下来将说明的。
[0039]图3A和3B是示出气流流入塞座P中的方式的视图。图3A是火花塞IA的情形的视图,而图3B是火花塞1A’的情形的视图。火花塞1A’除设置有代替壳体部2A的壳体部2A’之外与火花塞IA实质上相同。壳体部2A’除未设置锥形部Tl之外与壳体部2A实质上相同。如图3A和3B所示,即使接地电极5如上所述配置,通过设置锥形部Tl,与火花塞1A’相比,火花塞IA也能够逐渐改变流入塞座P中的气流的方向。
[0040]因此,对于火花塞1A,气流能够更容易地流入塞座P中,并且通过减少气流的流入阻力,能够提高气流在塞座P中的流速。结果,能够通过提高塞座P的扫气能力来改善塞座P的温度状态。因此,能够抑制由滞留在塞座P中的空气-燃料混合物所导致的提前点火的发生。
[0041]图4是自点火发生率的一个示例的视图,而图5是绝缘体3的表面温度的一个示例的视图。在图4中,纵轴表示自点火发生率,而横轴表示点火正时。图4示出了正在预定条件下运转的内燃发动机中停止点火时的自点火发生率。图5示出当在图4所示的预定点火正时t以自点火发生率发生自点火时绝缘体3的表面温度。为了对比,图4和5同时还示出了在火花塞1A’的情况下自点火发生率和绝缘体的表面温度。
[0042]如图4所示,自点火发生率随着点火正时越提前而越增加。然而,对于火花塞1A,通过设置锥形部Tl,能够提高塞座P的扫气性能。因此,即使点火正时提前,火花塞IA也能比火花塞1A’更多地降低自点火发生率。如图5所示,通过抑制提前点火的发生,火花塞IA也能比火花塞1A’更多地降低绝缘体3的表面温度。结果,还能够抑制滞留在塞座P中的空气-燃料混合物由于该空气-燃料混合物从绝缘体3吸热而升温本身。
[0043]火花塞IA具有接地电极5设置在所述另一部分上的结构,因此优选能够根据接地电极5在燃烧室C中的位置来提高特别是空气-燃料混合物趋于滞留在塞座P中时塞座P的扫气性能。此外,对于该类型的结构,还能够通过设置锥形部Tl来简化加工。
[0044]火花塞IA能够构造成使得宽度Wl的大小被设定为等于或大于绝缘体3在沿轴向的预定位置处的外径。相应地,当使气流经由锥形部Tl流入塞座P中时,能使气流以等于或大于绝缘体3在沿轴向的预定位置处的外径的展幅流入。结果,滞留在绝缘体3周围并由于从绝缘体3吸热而趋于导致提前点火的空气-燃料混合物能够被有效地扫除。
[0045]火花塞IA可构造成具有设置成使得外周部Rll沿周向的长度比内周部R12沿周向的长度长的锥形部Tl。结果,能够通过提高从锥形部Tl流入塞座P中的气流的流速来进一步提高塞座P的扫气性能。
[0046]图6A和6B是图示了接地电极5的另一配置示例的视图。如图6A和6B所示,接地电极5也可配置成使得,当火花塞IA设置在气缸盖10中时,放电端部在从末端侧沿轴向看时沿气流F的方向位于下游。这种情况下,接地电极5也阻碍试图流入塞座P中的气流的流入。此外,由于该气流向塞座P中的流入被阻碍,所以气流也不易从塞座P中流出。结果,空气-燃料混合物趋于滞留在塞座P中,因此趋于由于滞留在塞座P中的空气-燃料混合物而发生提前点火。
[0047]相比而言,对于火花塞1A,即使接地电极5这样配置,设置锥形部Tl也使得与未特别设置锥形部Tl时相比能逐渐改变从塞座P中流出的气流的方向。结果,气流能够更容易地从塞座P中流出。此外,在从末端侧沿轴向看时,沿气流F的方向在绝缘体3的下游侧形成的负压空间由于锥形部Tl而增加,由此,气流也能够更容易地从塞座P中流出。
[0048]因此,这种情况下,同样,火花塞IA能够通过提高塞座P的扫气性能来改善塞座P的温度状态。结果,能够抑制由滞留在塞座P中的空气-燃料混合物所导致的提前点火的发生。
[0049]这种情况下,同样,火花塞IA构造成具有大小被设定为等于或大于绝缘体3在沿轴向的预定位置处的外径的宽度W1,因此能够有效地扫除滞留在绝缘体3周围的空气-燃料混合物。此外,通过将锥形部Tl设定成使得外周部Rll沿周向的长度比内周部R12沿周向的长度长,能够进一步提高塞座P的扫气性能。
[0050]当火花塞IA在内燃发动机中设置成使得壳体部2A突出到燃烧室C中时,还可在壳体部2A的围绕塞座P的部分中设置通孔以提高塞座P的扫气性能。然而,当火花塞IA在内燃发动机中设置成使得壳体部2A不突出到燃烧室C中时,无法
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