专利名称：火花塞，特别是用于燃烧室高压的火花塞的制作方法
火花塞，特别是用于燃烧室高压的火花塞
现有技术
本发明涉及一种用于内燃机的火花塞，其设计以应用在带高压的 燃烧室中。
根据现有技术的火花塞具有不同的设计方案。已知的火花塞原则 上适用于应用在内燃机中。然而在最近燃烧室中压力在点火时刻越来 越大，因为内燃机负载加大了，并以高压缩比来操作。此时，特别在 高压时可能会在点火时产生滑动火花放电，其特别地直至在火花塞的 换气室中，该换气室形成在渐细的绝缘体区域与火花塞的壳体之间、 火花塞的燃烧室 一侧的端部。这种类型的滑动火花放电在内燃机的均 质工作中引起喧闹的电机运转。在内燃才几的分层工作中和在带有非均 质混合分布的驱动状态处，例如在低温初始处，滑动火花放电引起大 量出现的燃烧失火。
在DE 196 50 724B4中为了减少滑动火花放电，建议在中心电极 与接地电极之间的电极间距这样地设计，即，该电极间距比中心电极 到壳体的间距小。可是在此建议的电极几何设置可能由于结构空间引 起的妨碍不会遵循。
发明优点
与此相反，带有权利要求1的特征的根据本发明的火花塞具有防 止出现滑动火花放电的优点。由此根据本发明的火花塞可以特别地在 有高压的内燃机中应用，例如加载的和/或高压缩的电机。其中，根据 本发明的火花塞指向高寿命和能够简单地和成本合适地制造。根据本 发明这通过把传导性平面状元件设置在火花塞的绝缘体上、使元件与 壳体成电接触来实现。根据本发明，这通过把绝缘体表面放置在壳体
4的电位上来实现。其中，壳体通常是接地的。通过才艮据本发明的相对 简单的措施可以削除位于换气室中在常规的火花塞中在渐细的绝缘 体和壳体之间的电场。由此在高压时也可以防止产生滑动火花》文电。 更进一步可以避免在壳体接片区域中的部分》丈电并且以此也可以压 制电》兹千扰脉冲。
从属权利要求体现本发明优选的改进方案。
传导性平面状元件最好设计为完全围绕绝缘体运行的带子。由此 当然可以阻碍电场出现在绝缘体与壳体之间的换气室的临界区域中。 注意到，也有可能交替发生的是，根据本发明的传导性平面状元件设 在若干只是部分环绕的区域，其中，相邻的平面元件只是相互隔开在 较小的周围中。可是在这里每个都元件与壳体成电接触。
特别优选的是传导性平面状元件设置在密封位置的区域中在壳 体与绝缘体之间。由此可以达到更加安全的接触。
进一步优选的是火花塞包括设置在壳体与绝缘体之间的密封圈， 并且该密封圈由导电材料制造。其中，根据本发明的传导性平面状元 件设置在绝缘体的定位在密封圈的高度上的区域内。
按照本发明的进一步优选的设计方案，传导性平面状元件具有最
大100pm的厚度。传导性平面状元件进一步优选地用恒定的厚度设 置。元件厚度的这一上限具有了保证简单固定的优点。更进一步注意 到，随着变得更大的涂层厚度材料中的压力显著增大，由此元件的固 定变差。特别优选的是，传导性平面状元件的厚度位于从大约50|im 至大约80|im的区i或内。
进一步优选的是，绝缘体边的传导性平面状元件设置在绝纟彖体的 区域内，绝缘体在安装状态时设置在壳体的内部的且环绕的接片高度 之上。其中，绝缘体边的传导性平面状元件最好至少覆盖绝缘体面积 的70%，该面积在火花塞径向方向上对准壳体内部接片。通过该项措 施确保了 ，在壳体内部接片与绝》彖体之间的易形成电场的空间至少有 70%被导电元件覆盖。由此，对预放电缺乏抵抗力的该区域可以设置
5成没有电场，以致减少滑动火花放电出现的倾向。更进一步注意到， 绝缘体边的传导性平面状元件在电极方向上不可以离得太远，因为通 常对火花塞并联缺乏抵抗力在本质上增大了 。
从在绝缘体与壳体之间的接触位置出发考虑，传导性平面状元件 最好在绝缘体的设置了电极的前表面覆盖绝缘体的区域中，其中，设 有传导性平面状元件的区域是在接触位置与绝缘体前表面之间间距
的最多50%,最好为30%。
传导性平面状元件最好覆盖绝缘体区域的面积的至少70%,该区 域在壳体内表面具有小于0.5 mm的间距。同样地这确保了，对于在 工作区中滑动火花放电出现的临界区域设置成没有电场的。
特别优选的是传导性平面状元件是传导性附层。该附层可以简单 地和成本合适地安装，并且只具有极小的厚度。
特别优选的是该附层是具有导电能力的传导性漆。特别地，这具 有附层可以简单地和成本合适地安装的优点。其中，必须改变至今为 止的火花塞安装方式也不必要了。传导性漆最好包括贵金属，在此特 别地4艮和/或铂和/或金和/或铱和/或铑，和/或钽和/或镍和/或-炭或者任 意的抗氧化合金。抗氧化性重要是因为在燃烧室中存在高温和大气氧 气。
细带或者细薄片，例如金箔或其他含有贵金属的薄片也可以作为 传导性平面状元件应用。
附图
接下来根据随附的图示描述本发明的优选的实施例子。 在图示中
图1显示了根据本发明的实施例子的火花塞的图解的、部分切割 的局部^L图，而
图2显示了具有滑动火花放电产生的概率与燃烧室中的压力的关 系曲线，分别对于根据本发明的火花塞以及现有技术的火花塞。优选实施例
接下来根据图1和图2详细地描述根据本发明的实施例的火花塞
正如图l所示，火花塞l包括具有外螺紋2a的附层2，用外螺紋 把火花塞1固定在内燃机的组成部分上。进一步地，火花塞l包括带 有燃烧室一侧的前表面3a的绝缘体3。设置在火花塞的X-X纵向的 中心电极4设置在绝缘体3的内部。接地电极5与壳体2相连。
正如图2明显所示，换气室6设置在绝缘体3与壳体2之间。换 气室6设置成环形并且乂人火花塞的电极一侧的端部看其逐渐尖细。内 部环绕接片2b设计在壳体2的内侧。接片2b具有环形结构并且密封 件9在壳体2与绝缘体3之间设置于在接片2b与壳体内侧之间的阶 梯状过渡带处。
在绝缘体3处更进一步地把由银传导性漆制成的附层7安装在接 片2b的高度上。例如银传导性漆可以通过喷射或巻起安装在绝缘体3 上。在接片2b处阶梯状的区域中环形的接触位置8位于壳体2与附 层7之间。接触位置8是壳体2与附层7之间的导电触点，以致使绝 缘体3的外表面在换气室6的区域中位于壳体的电位上。由此可以防 止电场在绝缘体3与壳体2内侧之间形成——这可能会导致在点火时 刻在绝缘体3的前表面3a上方的滑动火花放电跳进换气室6中。传导 性附层7消除了在壳体2的内部接片2b区域中的电场。以此根据本 发明特别地在高压时可以防止滑动火花放电的出现。
对此图2显示了一张图表，其显示了根据现有技术带没有附层的 绝缘体的火花塞与根据本发明的带具有由银传导性漆制成的附层的 绝缘体的火花塞的比较。在图2中用"N"标记火花塞与没有附层的 绝缘体的曲线，并用"M"标记火花塞与带有附层的绝缘体的曲线。
"W"标明了对于用％表示的滑动火花放电的概率。正如图2的图表 明显所示，根据本发明的火花塞在很高的压力下对滑动火花放电的产生也只有最小的概率。对此不同，根据现有技术在火花塞处对于滑动 火花放电的产生从压力大约7 X 105帕起有明显可见的概率的相当大 的增力口。
更进一步从图1明显所示，从接触位置8出发考虑在绝缘体3上 的附层7设置在沿火花塞X-X纵向的宽度B上，其中，间距A的宽 度B对于前表面3a的接触位置8的比例大约总计1:4。换句话说，从 绝缘体表面的大约25%的接触位置8出发，从接触位置8直到前表面 3a的面积区构成了附层7。正如更进一步从图1明显所示，其中，附 层7完全设置在接片2b的总宽度上方。附层7在接片2b的区域中应 该覆盖接片宽度的至少70%,以在绝缘体3与壳体2之间使对于所不 期望的预放电缺乏4氐抗力的区域没有电场。在此处更进一 步注意到， 绝缘体3上的附层7应该是在接触位置8与前表面3a之间的间距A 的最高50%，特别优选地为最高30%。
具有贵金属或抗氧化的传导合金的银传导性漆最好作为附层被 应用，因为燃烧室中常常出现4艮高的温度。
当前的本发明可以在所有已知的火花塞的应用领域中应用，可是 特别优选的是本发明应用在燃烧室中高压的出现。
权利要求
1. 一种火花塞，其带有在绝缘体(3)内部设置的中心电极(4)和至少局部地包围所述绝缘体(3)的壳体(2)，其特征在于，在所述绝缘体(3)上设置有与所述壳体(2)成电接触的传导性平面状元件(7)。
2. 根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述传导性平 面状元件(7)设计为完全围绕所述绝缘体(3)的区域。
3. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述 传导性平面状元件(7)设置在所述壳体(2)与所述绝缘体(3)之间的密封 位置的区域中。
4. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，更进一步包括设置 在所述壳体(2)与所述绝缘体(3)之间的密封件(9),其中，所述密封件(9) 由导电材料制造，并且所述壳体(2)与所述传导性平面状元件(7)接触。
5. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述 传导性平面状元件(7)具有最大100(im,最好从大约50(im至大约80pm 的厚度。
6. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述 传导性平面状元件(7)在所述绝缘体(3)上设置在所述壳体(2)的内部环 绕接片(2b)的高度上。
7. 根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述传导性平 面状元件(7)在所述绝缘体(3)上覆盖所述绝缘体面积的至少70%，该面 积对准所述壳体(2)的所述接片(2b)。
8. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述接触位置(8)出发覆盖所述绝缘体在其纵向(X-X)上的区域，该区域是 在所述接触位置(8)与所述绝缘体(3)的前表面(3a)之间间距(A)的最大 50%，最好大约30%。
9. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述传导性平面状元件(7)形成在所述绝缘体(3)的区域的至少70%处，该区 域具有在所述壳体(2)内表面小于或等于0.5mm的间距。
10. 根据先前的权利要求之一所述的火花塞，其特征在于，所述 传导性平面状元件(7)是附层，特別地是传导性漆。
11. 根据权利要求10所述的火花塞，其特征在于，所述附层包 括贵金属，尤其是银和/或铂和/或金和/或铱和/或铑，和/或钽和/或镍 和/或碳或者任意的抗氧化合金。
12. 根据权利要求1至9所述的火花塞，其特征在于，所述传导 性平面状元件(7)是金箔或其他含有贵金属的薄片。
全文摘要
本发明涉及一种带有在绝缘体(3)内部设置的中心电极(4)和至少局部地环绕着绝缘体(3)的壳体(2)的火花塞，其特征在于，与壳体(2)成电接触的传导性平面状元件(7)设置在绝缘体(3)上。
文档编号H01T13/36GK101490917SQ200780027282
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月19日
发明者P·里卡多, T·凯瑟 申请人:罗伯特.博世有限公司