用于内燃发动机的火花塞的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于内燃发动机的火花塞。
【背景技术】
[0002]日本专利申请特开N0.2013-186998描述了一种用于内燃发动机的火花塞，其被构造为当将高频电压施加至中心电极时在其圆柱形接地电极与中心电极之间产生火花放电。该火花塞具有这样的结构，其中圆柱形绝缘体设置为使得其远端突出到圆柱形接地电极的内侧中，并且中心电极的远端突出到圆柱形绝缘体的内侧中。
[0003] 在该火花塞中，当将高频电压或脉冲电压施加至中心电极时，在开始时产生流柱放电，以主要从接地电极覆盖绝缘体的表面。然后，作为在中心电极与接地电极之间形成放电路径的结果，流柱放电朝着中心电极传播，并且产生辉光放电或弧光放电。空气-燃料混合物通过该放电点燃。在下文中，除非另有说明，否则词“放电”不意指流柱放电，而是意指辉光放电或弧光放电。
[0004]如果产生的放电保持覆盖绝缘体的表面，则由于冷却损失较大，并且相应地火焰不能充分传播，因此可燃性低。因此，需要使得产生的放电与绝缘体的表面分离，并且通过燃烧室中的气流传播到空气中。为了通过气流充分地传播放电，必须将火花塞安装在内燃发动机上，以使得相对于绝缘体的放电位置和气流的方向具有合适的关系。
[0005] 然而，在本专利文献中描述的火花塞的接地电极、绝缘体和中心电极中的每一个具有沿着塞的周向相同的形状。因此，开始产生放电的位置不限定在火花塞的特定圆周位置。也就是说，由于放电起始位置是随意的，因此不会使得产生的放电沿着火花塞相对于燃烧室中的气流的方向的任何取向方向稳定地传播。
【发明内容】
[0006]—个示例性实施例提供了一种用于内燃发动机的火花塞，其包括:
[0007]圆柱形接地电极；
[0008]圆柱形绝缘体，其保持在接地电极内侧，并且朝着火花塞的远端侧突出到接地电极的远端以外；以及
[0009]中心电极，其保持在绝缘体内侧，并且朝着远端侧突出到绝缘体的远端以外，
[0010] 火花塞被构造为当在中心电极施加高频电压时在接地电极与中心电极之间产生放电，其中，
[0011]当沿着塞径向延伸以将接地电极的表面上的任意起始点与绝缘体的外周表面连接的线段是线段H，线段Η与绝缘体的外周表面之间的交叉点是交叉点K，线段Η的长度是L1，并且交叉点Κ与绝缘体的远端之间的轴向距离为L2时，接地电极在其表面上设有最短放电形成部分，所述最短放电形成部分局部地沿着塞周向作为起始点，在所述最短放电形成部分，值(L1+L2)变为最小。
[0012] 根据示例性实施例，提供了一种火花塞，其确保了内燃发动机具有稳定的高可燃性。
[0013]从以下包括附图和权利要求的说明中，本发明的其它优点和特征将变得清楚。
【附图说明】
[0014]在附图中:
[0015]图1是根据本发明的第一实施例的火花塞的部分剖视的正视图；
[0016]图2是根据第一实施例的火花塞的远端部分的透视图；
[0017]图3是根据第一实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0018]图4是从远端侧观看的根据第一实施例的火花塞的平面图；
[0019]图5是沿着线V-V截取的图4的剖视图；
[0020]图6是用于解释如何使产生的放电在根据第一实施例的火花塞中传播的图；
[0021]图7是从远端侧观看的根据本发明的第二实施例的火花塞的平面图；
[0022]图8是根据本发明的第三实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0023]图9是从远端侧观看的根据第三实施例的火花塞的平面图；
[0024]图10是根据本发明的第四实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0025]图11是从远端侧观看的根据第四实施例的火花塞的平面图；
[0026]图12是实验性示例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0027]图13是从远端侧观看的实验性示例的火花塞的平面图；
[0028]图14是示出对实验性示例的火花塞执行的实验的测量结果的曲线图；
[0029]图15是用于解释当放电起始位置α = π /2时的放电的状态的图；
[0030]图16是用于解释当放电起始位置α = 〇时的放电的状态的图；
[0031]图17是根据本发明的第五实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0032]图18是从远端侧观看的根据第五实施例的火花塞的平面图；
[0033]图19是根据本发明的第六实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0034]图20是根据本发明的第七实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0035]图21是根据本发明的第八实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；
[0036]图22是根据本发明的第九实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图；以及
[0037]图23是根据本发明的第十实施例的火花塞的远端部分的部分剖视的正视图。
【具体实施方式】
[0038]根据下面描述的实施例的火花塞可用于车辆的内燃发动机。在下文中，远端侧意指火花塞的插入发动机的燃烧室中的一个端侧，近端侧意指与远端侧相反的另一端侧。此夕卜，塞轴向意指火花塞的纵向，塞径向意指火花塞的径向，并且塞周向意指火花塞的周向。
[0039]在下面描述的实施例中，相同或等同的组件、部件或部分由相同的标号或符号指不。
[0040]第一实施例
[0041]参照图1至图6描述了根据本发明的第一实施例的火花塞1。如图1和图2所不，火花塞1包括圆柱形接地电极2、保持在接地电极2内侧以朝着远端侧突出到接地电极2的远端以外的圆柱形绝缘体3以及保持在绝缘体3内侧以朝着远端侧突出到绝缘体3的远端以外的中心电极4。火花塞1被构造为当将高频电压施加至中心电极4时在接地电极2与中心电极4之间产生放电。
[0042]以下参照图3至图5描述火花塞1的结构。假设沿着塞径向延伸以将接地电极2的表面上的任意起始点与绝缘体3的外周表面连接的线为线段Η(见图5)。假设线段Η与绝缘体3的外周表面之间的交叉点为交叉点Κ。这里，假设线段Η的长度为L1，并且交叉点Κ与绝缘体3的远端之间的轴向长度为L2。接地电极2在其表面上形成有最短放电形成部分21。L1和L2之和，也就是说，当起始点位于最短放电形成部分21上时，值(L1+L2)变为最小。
[0043]最短放电形成部分21的定义如下。将沿着塞径向延伸以将接地电极2的表面上的任意起始点与绝缘体3的外周表面连接的线段定义为线段Η。如果起始点设为图4和图5所示的点Α，则线段Η连接图4和图5所示的点Α和点Β，点Β是沿着塞径向与点Α相对的点。点B变成交叉点K。点A与点B之间的距离La是线段Η的长度L1。点B与绝缘体3的远端之间的轴向长度Lb是交叉点Κ与绝缘体3的远端之间的轴向长度L2。
[0044]如果起始点设为图3和图4所示的点C，则线段Η连接图3和图4所示的点C和点D，点D沿着塞径向与点C相对。点D变成交叉点Κ。点C与点D之间的距离Lc是线段Η的长度L1。点D与绝缘体3的远端之间的轴向长度Ld是交叉点K与绝缘体3的远端之间的轴向长度L2。
[0045]因此，当起始点设为点A时，L1+L2 = La+Lb，并且当起始点设为点C时，L1+L2 =Lc+Ld。由于La = Lc并且Lb < Ld，因此La+Lb < Lc+Ld。值(L1+L2)取决于接地电极2的表面上的起始点的位置。
[0046]在该实施例中，当接地电极2的表面上的起始点设为点C时，值(L1+L2)变为最小。因此，点C存在于接地电极2的表面上的最短放电形成部分21。因此，最短放电形成部分21沿着塞周向部分地存在。最短放电形成部分21还存在于横过中心电极4与点C相对的点。
[0047]接地电极2还用作壳体11，并且在其外周表面上形成有安装螺纹部分11，以螺纹连接至如图1所示的内燃发动机。最短放电形成部分21沿着塞周向设置在两个不同位置。两个最短放电形成部分21之间沿着塞周向的距离大于或等于弧度)。在该实施例中，两个最短放电形成部分21跨过中心电极4彼此相对，并且它们之间的距离为π [rad]。这里，两个最短放电形成部分21之间沿着塞周向的距离定义为由两条直线形成的角，当从塞远端侧看时，所述两条直线中的每一条连接塞中心与对应的最短放电形成部分21。
[0048]如图2至图4所示，接地电极2包括从其远端朝着远端侧突出的两个接地突出部分22。所述两个接地突出部分22分别设置在两个最短放电形成部分21中。接地突出部分22中的每一个形成有对向(counter)内表面221。两个接地突出部分22的两个对向内表面221跨过绝缘体3彼此相对。最短放电形成部分21中的每一个设置在对应的对向内表面221的远端。
[0049]在该实施例中，对向内表面221是平坦的，并且彼此平行。对向内表面221中的每一个与绝缘体3的外周表面相对。如图4所示，当从塞远端侧观看时，从塞中心拉向对向内表面221的垂直线的垂足的位置与最短放电形成部分21的位置一致。
[0050]在该实施例中，中心电极4具有柱形形状，并且绝缘体