用于內(nèi)燃機的火花塞的制作方法
用于內(nèi)燃機的火花塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞（1），其包括一個中心電極（2）和至少一個接地電極組（3a、3b、3c、3d），所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片（3'），所述中心電極（2）具有至少一個帶有中心電極面（4a、4b、4c、4d）的中心電極片（2'），所述中心電極面（4a、4b、4c、4d）在0°至50°的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞（1）縱軸線（L）的橫截面，接地電極組（3a、3b、3c、3d）的每個接地電極片（3'）具有一個面向中心電極面（4a、4b、4c、4d）的、與中心電極面（4a、4b、4c、4d）隔開距離的并且基本上平行于中心電極面（4a、4b、4c、4d）延伸的接地電極面（5），一個接地電極組（3a、3b、3c、3d）的接地電極片（3'）的所有接地電極面（5）在與其相配的中心電極面（4a、4b、4c、4d）上沿中心電極面（4a、4b、4c、4d）的法向量（N）方向的投影之和形成假想電極面（A），該假想電極面（A）的尺寸為8mm2至25mm2，接地電極組（3a、3b、3c、3d）的接地電極片（3'）的每個接地電極面（5）在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面（4a、4b、4c、4d）隔開距離地設(shè)置。
【專利說明】用于內(nèi)燃機的火花塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞，其包括一個中心電極和至少一個接地電極組，所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片，所述中心電極具有至少一個帶有中心電極面的中心電極片，所述中心電極面在O。至50。的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞縱軸線的橫截面,接地電極組的每個接地電極片具有一個面向中心電極面的、與中心電極面隔開距離的并且基本上平行于中心電極面延伸的接地電極面，一個接地電極組的接地電極片的所有接地電極面在與其相配的中心電極面上沿中心電極面的法向量方向的投影之和形成一個假想電極面，該假想電極面的尺寸為8mm2 至 25mm2。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代內(nèi)燃機、尤其是在外點火式的通過奧托發(fā)動機運行的燃氣發(fā)動機中，在燃燒室中存在高壓和高溫，由此所使用的火花塞的使用壽命非常有限。尤其是在被高增壓的內(nèi)燃機中一其通常在大于15巴的有效平均壓力下運行，在設(shè)計較差時可出現(xiàn)這樣的情況，即火花塞在內(nèi)燃機中使用僅幾個小時，點火電壓就會因電極快速燒損而變得過高并且必須中斷運行以便調(diào)整或更換火花塞。
[0003]為了將用于內(nèi)燃機的火花塞的壽命和成本保持在客戶接收的水平上，力求提高火花塞的壽命，例如通過增大電極面。電極面在此構(gòu)成用于電極燒損的儲備量。例如US5，493，171示出一種具有增大的并且基本上徑向的電極面的火花塞，并且電極為了延長火花塞壽命而至少部分由二硼化鈦制成。US5，767，613也示出一種具有增大的徑向電極面的火花塞，通過其應(yīng)能夠更有效和更完全地燃燒燃料空氣混合物。同樣已知這樣的火花塞，其電極面相對于火花塞的縱軸線傾斜(例如US2，180，528和DE2446929A1 )。
[0004]火花塞的基本任務(wù)是點燃供應(yīng)給電極的燃料空氣混合物。為此一方面必須通過點火系統(tǒng)提供足夠的能量，以便能夠在電極之間形成火花。另一方面焰芯必須具有足夠的能量，以便焰心在電極上不會冷卻以致熄火的程度。因此點火條件在大的電極面時要明顯難于在較小的電極面時。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種開頭所提類型的相對于現(xiàn)有技術(shù)改進的火花塞。
[0006]該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明如下解決:接地電極組的接地電極片的每個接地電極面在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面隔開地設(shè)置。
[0007]常見火花塞基體的最大高壓強度約為40千伏至45千伏?；诮拥仉姌O組的接地電極片的接地電極面和與接地電極面相配的中心電極面的根據(jù)本發(fā)明小的間距，內(nèi)燃機在相對低的例如8千伏至20千伏的點火電壓下就已經(jīng)可在滿負荷中運行。因此可延長火花塞的使用壽命直至基于電極面的燒損和由此增大的點火電壓而達到火花塞基體的最大高壓強度。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式在此可規(guī)定，接地電極組的接地電極片的每個接地電極面以小于等于0.4mm的間距與所述至少一個中心電極面隔開地設(shè)置。
[0009]此外，通過將中心電極面和接地電極組的接地電極片的與該中心電極面相配的并且基本上平行于中心電極面延伸的接地電極面以最大50°傾斜于一個橫向于火花塞縱軸線的橫截面設(shè)置，可通過在其上設(shè)有相應(yīng)接地電極片的接地電極載體的由此盡可能短的結(jié)構(gòu)長度和與此有關(guān)的從接地電極片到火花塞基體的短的路程實現(xiàn)電極的良好冷卻。這尤其在用于具有預(yù)燃室的內(nèi)燃機中時是重要的。
[0010]通常，一個接地電極組可具有正好一個接地電極片。但也可規(guī)定，一個接地電極組具有多于一個、優(yōu)選兩個接地電極片。
[0011]在一種優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，中心電極具有多個分別帶有一個中心電極面的中心電極片并且火花塞具有多個接地電極組，其中，所述多個接地電極組中的一個接地電極組的接地電極片的接地電極面分別與所述多個中心電極面中的一個中心電極面隔開距離地且基本上平行地設(shè)置。
[0012]在此尤其是可規(guī)定，中心電極具有帶有第一中心電極面的第一中心電極片和帶有第二中心電極面的第二中心電極片并且火花塞具有第一接地電極組和第二接地電極組，第一接地電極組的接地電極片的接地電極面與第一中心電極面隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置并且第二接地電極組的接地電極片的接地電極面與第二中心電極面隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
[0013]在一種有利的變型方案中，火花塞具有直徑基本上為18mm的外螺紋。該外螺紋例如可以是ISO米制螺紋M18。這種火花塞尺寸是用于固定式燃氣發(fā)動機的典型尺寸。
[0014]還要求保護一種內(nèi)燃機、尤其是固定式燃氣發(fā)動機，其包括至少一個預(yù)燃室和至少一個主燃室及至少一個如權(quán)利要求1至7之一所述的火花塞，其中，所述至少一個火花塞設(shè)置在所述至少一個預(yù)燃室中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的其它細節(jié)和優(yōu)點借助【專利附圖】
【附圖說明】來解釋。附圖如下:
[0016]圖1a為所建議的火花塞的一種實施例的透視圖；
[0017]圖1b為圖1a的火花塞的俯視圖；
[0018]圖1c為根據(jù)圖1b的剖切線AA的剖面圖；
[0019]圖1d為根據(jù)圖1a的火花塞電極面的視圖；
[0020]圖2a和2b為所建議的火花塞的另一種實施變型方案的透視圖；
[0021]圖2c為圖2a的火花塞的俯視圖；
[0022]圖2d為根據(jù)圖2c的剖切線AA的剖面圖；
[0023]圖2e為根據(jù)圖2a的火花塞電極面的視圖；
[0024]圖3a和3b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0025]圖3c為圖3a的火花塞的俯視圖；
[0026]圖3d為根據(jù)圖3c的剖切線AA的剖面圖；
[0027]圖3e為根據(jù)圖3a的火花塞電極面的視圖；
[0028]圖4a和4b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；[0029]圖4c為圖4a的火花塞的俯視圖；
[0030]圖4d為根據(jù)圖4c的剖切線AA的剖面圖；
[0031]圖4e為根據(jù)圖4a的火花塞端部區(qū)域的側(cè)視圖；
[0032]圖4f為根據(jù)圖4e的剖切線BB的剖面圖；
[0033]圖4g為根據(jù)圖4a的火花塞的中心電極片的透視圖；
[0034]圖5a和5b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0035]圖5c為圖5a的火花塞的俯視圖；
[0036]圖5d為根據(jù)圖5c的剖切線AA的剖面圖；
[0037]圖5e為根據(jù)圖5a的火花塞電極面的視圖；
[0038]圖6a為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0039]圖6b為圖6a的火花塞的側(cè)視圖；
[0040]圖6c為圖6a的火花塞的俯視圖；
[0041]圖6d為根據(jù)圖6c的剖切線AA的剖面圖；
[0042]圖6e為根據(jù)圖6a的火花塞電極面的視圖；
[0043]圖7a為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0044]圖7b為圖7a的火花塞的側(cè)視圖；
[0045]圖7c為圖7a的火花塞的俯視圖；
[0046]圖7d為根據(jù)圖7c的剖切線AA的剖面圖；
[0047]圖7e為根據(jù)圖7a的火花塞電極面的視圖。
【具體實施方式】
[0048]在下面所描述的附圖中包括一些尺寸說明，其單位分別為毫米(_)。
[0049]圖1a以透視圖不出所建議的火花塞I的一種實施例。該火花塞I具有一個圓柱形的中心電極2，中心電極2的端部區(qū)域具有一個傾斜的端側(cè)表面9。在該傾斜的端側(cè)表面9上設(shè)有一個中心電極片2’。所述中心電極片2’典型地可由貴金屬或貴金屬合金制成并且可以以已知的方式和形式、例如通過電阻焊接與中心電極2連接。
[0050]另外，火花塞I具有一個通常為金屬的端部區(qū)域7，該端部區(qū)域典型地具有外螺紋，由此火花塞I可被擰入內(nèi)燃機的氣缸蓋中。設(shè)在金屬端部區(qū)域7上的該外螺紋例如可以是直徑基本上為18mm的ISO米制螺紋M18。這種火花塞尺寸是用于固定式燃氣發(fā)動機的典型尺寸。
[0051]在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)有一個接地電極載體8，在該接地電極載體上設(shè)有一個包括一個接地電極片3’的接地電極組3a。中心電極片2’和接地電極組3a的接地電極片3’在此相互面對地設(shè)置。中心電極片2’朝向接地電極片3’具有中心電極面4a并且接地電極片3’朝向中心電極片2’具有接地電極面5。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開距離地設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在本不例中與中心電極面4a隔開0.35暈米設(shè)置(參見圖1c)。接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向的投影形成一個假想電極面A，其尺寸為8.25mm2(參見圖1d)。
[0052]圖1b示出圖1a的火花塞I的俯視圖?；鸹ㄈ鸌具有一個以唯一接地電極載體8形式的接地電極組3a，在該接地電極載體上設(shè)置有一個唯一的接地電極片3’(在該視圖中被接地電極載體8遮擋)。還可看到中心電極2，在該中心電極的端側(cè)表面9上設(shè)有一個中心電極片2’。
[0053]圖1c示出根據(jù)圖1b的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。中心電極2被通常為陶瓷的絕緣體6包圍。中心電極2在其端部區(qū)域上具有一個傾斜的端側(cè)表面9，該端側(cè)表面以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面。在該傾斜的端側(cè)表面9上安裝有一個中心電極片2’。中心電極片2’具有一個中心電極面4a，該中心電極面相應(yīng)于傾斜的端側(cè)表面9同樣以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面。
[0054]在火花塞I的金屬端部區(qū)域7上設(shè)有一個以接地電極載體8形式的接地電極組3a，在該接地電極載體上安裝有一個接地電極片3’。在中心電極面4a的法向量N方向上，接地電極片3’和中心電極片2’基本上彼此重合地設(shè)置并且具有同樣大的電極面(接地電極面5和中心電極面4a)。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開0.35暈米設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。
[0055]通過接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成一個根據(jù)圖1d的假想電極面A。根據(jù)以毫米(mm)標(biāo)注的尺寸形成一個
8.25mm2的假想電極面A。
[0056]圖2a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖2b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a和3b以及兩個中心電極片2’。該火花塞I的中心電極2具有基本上四面體形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有三個彼此成四面體形設(shè)置的端側(cè)表面9。所述三個端側(cè)表面9中的每一個以45°傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面并且在每個端側(cè)表面9上分別設(shè)置有一個中心電極片2’。每個接地電極組3a、3b、3c分別由一個接地電極載體8構(gòu)成，在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0057]圖2c示出圖2a的火花塞I的俯視圖并且圖2d示出根據(jù)圖2c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。在該示例中，相應(yīng)中心電極片2’和相應(yīng)接地電極組3a、3b、3c的與該中心電極片相配的接地電極片3’也這樣相對彼此設(shè)置，使得在根據(jù)相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c的法向量N的視向上相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c和分別與其相配的接地電極組3a、3b、3c的接地電極片3’的接地電極面5基本上重合并且具有相同的輪廓。例如接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在根據(jù)中心電極面4a的法向量N的視向上與中心電極面4a基本上重合、即基本上具有相同的輪廓并且也具有相同的面積值。中心電極片2’的中心電極面4a和接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在此相互面對并且彼此隔開0.35毫米設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。
[0058]各中心電極片2’和各接地電極片3’彼此間相同的設(shè)置和定向也適用于接地電極組3b的接地電極片3’和與該接地電極組相配的具有中心電極面4b的中心電極片2’以及適用于接地電極組3c的接地電極片3’和與該接地電極組相配的具有中心電極面4c的中心電極片2’。
[0059]圖2e示出假想電極面A的視圖，該假想電極面例如通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成。通過以毫米標(biāo)注的尺寸，對于相應(yīng)接地電極面5相對于相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c的所有三個投影分別形成一個為11.13mm2的假想電極面A。
[0060]圖3a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖3b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a、3b、3c以及三個中心電極片2’。圖3c示出圖3a的火花塞I的俯視圖并且圖3d示出根據(jù)圖3c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0061]該火花塞I的中心電極2具有基本上金字塔形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有四個彼此成金字塔形設(shè)置的端側(cè)表面9。所述四個端側(cè)表面9中的每一個以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面并且在每個端側(cè)表面9上分別設(shè)置有一個中心電極片2’。每個接地電極組3a、3b、3c、3d分別由一個接地電極載體8構(gòu)成,在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。每兩個彼此相配的中心電極片2’和接地電極片3’與此相應(yīng)分別具有一個所述中心電極面4a、4b、4c、4d和一個接地電極面5。相應(yīng)接地電極面5基本上平行于與其相配的中心電極面4a、4b、4c、4d并且與該中心電極面分別隔開0.35mm設(shè)置。
[0062]在該火花塞I中總共形成四個根據(jù)圖3e的假想電極面A，例如通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影。通過以毫米標(biāo)注的尺寸，分別形成一個為8.55mm2的假想電極面A。
[0063]圖4a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖4b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a、3b、3c以及三個中心電極片2’。圖4c示出圖4a的火花塞的俯視圖并且圖4d示出根據(jù)圖4c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。圖4e示出根據(jù)圖4a的火花塞I端部區(qū)域的側(cè)視圖并且圖4f示出根據(jù)圖4e的剖切線BB的火花塞I端部區(qū)域的橫截面圖。圖4g示出根據(jù)圖4a的火花塞I的中心電極片2’的透視圖。
[0064]該火花塞I的中心電極2具有基本上截錐形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有一個環(huán)繞的周面，該周面構(gòu)成中心電極2的一個端側(cè)表面9。在端側(cè)表面9的母線和橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面之間的角度為45° (參見圖4d)。該火花塞的所述四個接地電極組3a、3b、3c、3d中的每一個分別配置有一個相應(yīng)于端側(cè)表面9的截錐形構(gòu)造成形的中心電極片2’，該中心電極片安裝在端側(cè)表面9上。每個接地電極組3a、3b、3c、3d分別由一個接地電極載體8構(gòu)成，在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0065]接地電極片3’也相應(yīng)于端側(cè)表面9的截錐形構(gòu)造成形，使得每一個接地電極組3a、3b、3c、3d的接地電極片3’的接地電極面5和與其相配的中心電極面4a、4b、4c、4d彼此隔開距離地并且基本上平行于彼此延伸，在此情況下電極面并非平面。如由圖4f和圖4d可見，彼此相配的中心電極片2’和接地電極片3’的相應(yīng)相互面對的且彎曲的面彼此隔開
0.35mm設(shè)置。所述四個假想電極面A中的每一個基本上是一個截錐的包括中心電極面4a、4b、4c、4d的周面的一個扇形局部并且具有8mm2至25mm2的尺寸。
[0066]圖5a和圖5b不出所建議的火花塞I的另一種實施例的兩個透視圖。圖5c不出圖5a的火花塞I的俯視圖并且圖5d示出根據(jù)圖5c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。圖5e示出假想電極面A的視圖，該假想電極面通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成。
[0067]該火花塞I的金屬端部區(qū)域7具有直徑基本上為18mm的ISO米制螺紋M18形式的外螺紋。在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)置有一個接地電極載體8，在該接地電極載體上設(shè)置有一個包括一個接地電極片3’的接地電極組3a。
[0068]圓柱形的中心電極2具有一個端側(cè)表面9,該端側(cè)表面基本上橫向于火花塞I的縱軸線L設(shè)置。在該端側(cè)表面9上設(shè)置有一個中心電極片2’，該中心電極片2’具有一個基本上圓形的中心電極面4a，所述中心電極面基本上橫向于火花塞I的縱軸線L設(shè)置。換言之，在中心電極面4a和橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面之間的角度基本上為0°。
[0069]中心電極片2’和接地電極組3a的接地電極片3’相互面對設(shè)置。中心電極片2’朝向接地電極片3’具有中心電極面4a并且接地電極片3’朝向中心電極片2’具有接地電極面5。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開距離地設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在本示例中與中心電極面4a隔開0.35毫米設(shè)置(參見圖5d)。
[0070]接地電極面5基本上為圓形并且具有4.8mm的直徑。中心電極面4a同樣基本上為圓形并且具有略小于接地電極面5的4.5_的直徑。因此，接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成一個直徑為4.5mm的基本上為圓形的假想電極面A (參見圖5d和圖5e)。由此得到假想電極面A的為15.9mm2的尺寸。
[0071]圖6a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖和圖6b示出該火花塞I的側(cè)視圖。圖6c示出圖6a的火花塞I的俯視圖并且圖6d示出根據(jù)圖6c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0072]該火花塞I包括兩個基本上在火花塞I金屬端部區(qū)域7之內(nèi)并且與金屬端部區(qū)域7的端面基本上表面齊平設(shè)置的接地電極載體8。在此在每個接地電極載體8上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0073]所述兩個接地電極載體8中的每一個在俯視圖中構(gòu)造成基本上U形(參見圖6c)。接地電極載體8的該基本上U形構(gòu)造結(jié)合接地電極載體8的相對大的橫截面能實現(xiàn)作用于接地電極載體8上的熱量朝向火花塞基體或者說火花塞I的金屬端部區(qū)域7的良好散熱。
[0074]在該火花塞I的中心電極2的端部區(qū)域中設(shè)置有一個中心電極載體10，該中心電極載體在此情況下具有中心電極2的一個端側(cè)表面9。所述端側(cè)表面9基本上橫向于火花塞縱軸線L設(shè)置。在該端側(cè)表面9上設(shè)置有一個中心電極片2’，該中心電極片的中心電極面4a同樣基本上橫向于火花塞I縱軸線L設(shè)置。
[0075]在所述兩個接地電極載體8上的總共兩個接地電極片3’面向所述一個中心電極片2’設(shè)置，由此形成一個唯一的接地電極組3a。每個接地電極片3’具有一個接地電極面
5。兩個接地電極面5在此沿火花塞I的縱軸線L方向面向中心電極面4a設(shè)置。接地電極組3a的所述兩個接地電極片3’的接地電極面5基本上平行于中心電極面4a延伸并且與該中心電極面隔開0.35mm設(shè)置。
[0076]為了監(jiān)控和調(diào)整在中心電極片2’和接地電極片3’之間或者說在中心電極面4a和在所述兩個與該中心電極面相配的接地電極面5之間的距離，在金屬端部區(qū)域7的周面上設(shè)置有開口 11。
[0077]為了燃料混合物或者說燃料空氣混合物能夠良好地到達設(shè)置在金屬端部區(qū)域7內(nèi)的電極片(中心電極片2’和接地電極片3’)，在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)有多個開口11’，所述開口通過接地電極載體8的相應(yīng)設(shè)置和基本上U形構(gòu)造形成。
[0078]假想電極面A總是根據(jù)每個接地電極組來確定。假想電極面由所涉及的接地電極組的接地電極片的所有接地電極面在與其相配的中心電極面上沿中心電極面的法向量方向的投影的面積之和產(chǎn)生。
[0079]圖6e示出該火花塞I的接地電極組3a的所形成的假想電極面A的視圖。接地電極組3a的接地電極片3’的所述兩個接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成兩個投影面A’和A’’。根據(jù)基本上矩形的接地電極面5的以毫米標(biāo)注的尺寸，所述兩個投影面A’和A’’中的每一個尺寸為11mm2。
[0080]接地電極組3a的所述兩個接地電極片3’的兩個接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影之和現(xiàn)在形成總尺寸為22mm2的假想電極面A。
[0081]圖7a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖和圖7b示出該火花塞I的側(cè)視圖。圖7c示出圖7a的火花塞I的俯視圖并且圖7d示出根據(jù)圖7c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0082]該示例的火花塞I如圖6a至圖6e的火花塞I那樣具有兩個基本上在火花塞I金屬端部區(qū)域7之內(nèi)并且與金屬端部區(qū)域7的端面基本上表面齊平設(shè)置的接地電極載體8。在每個接地電極載體8上又分別設(shè)置有一個接地電極片3’。所述兩個接地電極載體8中的每一個在俯視圖中具有一個朝向火花塞中心延伸的接片12(參見圖6c)。這兩個接片12在其相互面對的端部上在該示例中彼此隔開0.5mm設(shè)置。這兩個接片12形式的兩個接地電極載體8在該示例中與金屬端部區(qū)域7 —體構(gòu)造(參見圖7d)。
[0083]設(shè)置在兩個接地電極載體8上的兩個接地電極片3’如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣構(gòu)成該火花塞I的唯一的接地電極組3a，因為兩個接地電極片3’相對于同一中心電極片2’并且與該中心電極片相互面對地設(shè)置。
[0084]具有中心電極載體10和設(shè)置在其上的中心電極片2’的中心電極2的構(gòu)造以及接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5相對于唯一的中心電極片2’的與該接地電極面相配的中心電極面4a的設(shè)置和定向基本上相應(yīng)于根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I。
[0085]如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣，在火花塞I的金屬端部區(qū)域7的周面上也設(shè)有相應(yīng)的用于監(jiān)控和調(diào)整電極間距的開口 11或在火花塞的金屬端部區(qū)域的端面上設(shè)有用于改善燃料混合物或者說燃料空氣混合物可達性的開口 11’。
[0086]如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣，通過接地電極組3a的兩個接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的兩個投影形成的兩個投影面A’和A’’之和構(gòu)成接地電極組3a的總尺寸為22mm2的假想電極面A (參見圖7e)。
【權(quán)利要求】
1.用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞(1)，包括一個中心電極(2)和至少一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片(3’)，所述中心電極(2)具有至少一個帶有中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)，所述中心電極面(4a、4b、4c、4d)在0°至50°的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面，接地電極組(3a、3b、3c、3d)的每個接地電極片(3’)具有一個面向中心電極面(4a、4b、4c、4d)的、與中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離的并且基本上平行于中心電極面(4a、4b、4c、4d)延伸的接地電極面(5), —個接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’)的所有接地電極面(5)在與其相配的中心電極面(4a、4b、4c、4d)上沿中心電極面(4a、4b、4c、4d)的法向量(N)方向的投影之和形成假想電極面(A)，該假想電極面(A)的尺寸為8mm2至25mm2,其特征在于,接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’)的每個接地電極面(5)在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’ )的每個接地電極面(5)以小于等于0.4_的間距與所述至少一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述至少一個接地電極組(3a、3b、3c,3d)具有正好一個接地電極片(3’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述至少一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)具有多于一個、 優(yōu)選兩個接地電極片(3’)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極面(4a)基本上平行于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有多個分別帶有一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)并且火花塞(I)具有多個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，并且所述多個接地電極組(3a、3b、3c、3d)中的一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)分別與所述多個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離地且基本上平行地設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有帶有第一中心電極面(4a)的第一中心電極片(2’)和帶有第二中心電極面(4b)的第二中心電極片(2’)并且火花塞(I)具有第一接地電極組(3a)和第二接地電極組(3b)，第一接地電極組(3a)的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)與第一中心電極面(4a)隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置，并且第二接地電極組(3b)的接地電極片(3’)的接地電極面(5)與第二中心電極面(4b)隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有基本上四面體形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有三個彼此成四面體形設(shè)置的端側(cè)表面(9)，在所述端側(cè)表面(9)中的每一個上分別設(shè)置有一個帶有各一個中心電極面(4a、4b、4c)的中心電極片(2’)，并且火花塞(I)具有三個接地電極組(3a、3b、3c )，所述三個接地電極組(3a、3b、3c)之一的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)分別與所述三個中心電極面(4a、4b、4c)之一隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火花塞，其特征在于，所述端側(cè)表面(9)以基本上45°角傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有基本上金字塔形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有四個彼此成金字塔形設(shè)置的端側(cè)表面(9)，在所述端側(cè)表面(9)中的每一個上分別設(shè)置有一個帶有各一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)，并且火花塞(I)具有四個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，所述四個接地電極組(3a、3b、3c、3d)之一的接地電極片(3’)的接地電極面(5)分別與所述四個中心電極面(4a、4b、4c、4d)之一隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火花塞，其特征在于，所述端側(cè)表面(9)以基本上45°角傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞(I)具有直徑基本上為18mm的外螺紋。
13.內(nèi)燃機、尤其是固定式燃氣發(fā)動機，包括至少一個預(yù)燃室和至少一個主燃室及至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的火花塞(I)，其中，所述至少一個火花塞(I)設(shè)置在所述至少一個預(yù)燃室中。
【文檔編號】H01T13/46GK103748750SQ201280040708
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月22日
【發(fā)明者】M·克勞斯, S·詹金斯 申請人:Ge延巴赫兩合無限公司
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞（1），其包括一個中心電極（2）和至少一個接地電極組（3a、3b、3c、3d），所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片（3'），所述中心電極（2）具有至少一個帶有中心電極面（4a、4b、4c、4d）的中心電極片（2'），所述中心電極面（4a、4b、4c、4d）在0°至50°的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞（1）縱軸線（L）的橫截面，接地電極組（3a、3b、3c、3d）的每個接地電極片（3'）具有一個面向中心電極面（4a、4b、4c、4d）的、與中心電極面（4a、4b、4c、4d）隔開距離的并且基本上平行于中心電極面（4a、4b、4c、4d）延伸的接地電極面（5），一個接地電極組（3a、3b、3c、3d）的接地電極片（3'）的所有接地電極面（5）在與其相配的中心電極面（4a、4b、4c、4d）上沿中心電極面（4a、4b、4c、4d）的法向量（N）方向的投影之和形成假想電極面（A），該假想電極面（A）的尺寸為8mm2至25mm2，接地電極組（3a、3b、3c、3d）的接地電極片（3'）的每個接地電極面（5）在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面（4a、4b、4c、4d）隔開距離地設(shè)置。
【專利說明】用于內(nèi)燃機的火花塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞，其包括一個中心電極和至少一個接地電極組，所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片，所述中心電極具有至少一個帶有中心電極面的中心電極片，所述中心電極面在O。至50。的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞縱軸線的橫截面,接地電極組的每個接地電極片具有一個面向中心電極面的、與中心電極面隔開距離的并且基本上平行于中心電極面延伸的接地電極面，一個接地電極組的接地電極片的所有接地電極面在與其相配的中心電極面上沿中心電極面的法向量方向的投影之和形成一個假想電極面，該假想電極面的尺寸為8mm2 至 25mm2。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代內(nèi)燃機、尤其是在外點火式的通過奧托發(fā)動機運行的燃氣發(fā)動機中，在燃燒室中存在高壓和高溫，由此所使用的火花塞的使用壽命非常有限。尤其是在被高增壓的內(nèi)燃機中一其通常在大于15巴的有效平均壓力下運行，在設(shè)計較差時可出現(xiàn)這樣的情況，即火花塞在內(nèi)燃機中使用僅幾個小時，點火電壓就會因電極快速燒損而變得過高并且必須中斷運行以便調(diào)整或更換火花塞。
[0003]為了將用于內(nèi)燃機的火花塞的壽命和成本保持在客戶接收的水平上，力求提高火花塞的壽命，例如通過增大電極面。電極面在此構(gòu)成用于電極燒損的儲備量。例如US5，493，171示出一種具有增大的并且基本上徑向的電極面的火花塞，并且電極為了延長火花塞壽命而至少部分由二硼化鈦制成。US5，767，613也示出一種具有增大的徑向電極面的火花塞，通過其應(yīng)能夠更有效和更完全地燃燒燃料空氣混合物。同樣已知這樣的火花塞，其電極面相對于火花塞的縱軸線傾斜(例如US2，180，528和DE2446929A1 )。
[0004]火花塞的基本任務(wù)是點燃供應(yīng)給電極的燃料空氣混合物。為此一方面必須通過點火系統(tǒng)提供足夠的能量，以便能夠在電極之間形成火花。另一方面焰芯必須具有足夠的能量，以便焰心在電極上不會冷卻以致熄火的程度。因此點火條件在大的電極面時要明顯難于在較小的電極面時。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種開頭所提類型的相對于現(xiàn)有技術(shù)改進的火花塞。
[0006]該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明如下解決:接地電極組的接地電極片的每個接地電極面在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面隔開地設(shè)置。
[0007]常見火花塞基體的最大高壓強度約為40千伏至45千伏?；诮拥仉姌O組的接地電極片的接地電極面和與接地電極面相配的中心電極面的根據(jù)本發(fā)明小的間距，內(nèi)燃機在相對低的例如8千伏至20千伏的點火電壓下就已經(jīng)可在滿負荷中運行。因此可延長火花塞的使用壽命直至基于電極面的燒損和由此增大的點火電壓而達到火花塞基體的最大高壓強度。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式在此可規(guī)定，接地電極組的接地電極片的每個接地電極面以小于等于0.4mm的間距與所述至少一個中心電極面隔開地設(shè)置。
[0009]此外，通過將中心電極面和接地電極組的接地電極片的與該中心電極面相配的并且基本上平行于中心電極面延伸的接地電極面以最大50°傾斜于一個橫向于火花塞縱軸線的橫截面設(shè)置，可通過在其上設(shè)有相應(yīng)接地電極片的接地電極載體的由此盡可能短的結(jié)構(gòu)長度和與此有關(guān)的從接地電極片到火花塞基體的短的路程實現(xiàn)電極的良好冷卻。這尤其在用于具有預(yù)燃室的內(nèi)燃機中時是重要的。
[0010]通常，一個接地電極組可具有正好一個接地電極片。但也可規(guī)定，一個接地電極組具有多于一個、優(yōu)選兩個接地電極片。
[0011]在一種優(yōu)選的實施方式中規(guī)定，中心電極具有多個分別帶有一個中心電極面的中心電極片并且火花塞具有多個接地電極組，其中，所述多個接地電極組中的一個接地電極組的接地電極片的接地電極面分別與所述多個中心電極面中的一個中心電極面隔開距離地且基本上平行地設(shè)置。
[0012]在此尤其是可規(guī)定，中心電極具有帶有第一中心電極面的第一中心電極片和帶有第二中心電極面的第二中心電極片并且火花塞具有第一接地電極組和第二接地電極組，第一接地電極組的接地電極片的接地電極面與第一中心電極面隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置并且第二接地電極組的接地電極片的接地電極面與第二中心電極面隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
[0013]在一種有利的變型方案中，火花塞具有直徑基本上為18mm的外螺紋。該外螺紋例如可以是ISO米制螺紋M18。這種火花塞尺寸是用于固定式燃氣發(fā)動機的典型尺寸。
[0014]還要求保護一種內(nèi)燃機、尤其是固定式燃氣發(fā)動機，其包括至少一個預(yù)燃室和至少一個主燃室及至少一個如權(quán)利要求1至7之一所述的火花塞，其中，所述至少一個火花塞設(shè)置在所述至少一個預(yù)燃室中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的其它細節(jié)和優(yōu)點借助【專利附圖】
【附圖說明】來解釋。附圖如下:
[0016]圖1a為所建議的火花塞的一種實施例的透視圖；
[0017]圖1b為圖1a的火花塞的俯視圖；
[0018]圖1c為根據(jù)圖1b的剖切線AA的剖面圖；
[0019]圖1d為根據(jù)圖1a的火花塞電極面的視圖；
[0020]圖2a和2b為所建議的火花塞的另一種實施變型方案的透視圖；
[0021]圖2c為圖2a的火花塞的俯視圖；
[0022]圖2d為根據(jù)圖2c的剖切線AA的剖面圖；
[0023]圖2e為根據(jù)圖2a的火花塞電極面的視圖；
[0024]圖3a和3b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0025]圖3c為圖3a的火花塞的俯視圖；
[0026]圖3d為根據(jù)圖3c的剖切線AA的剖面圖；
[0027]圖3e為根據(jù)圖3a的火花塞電極面的視圖；
[0028]圖4a和4b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；[0029]圖4c為圖4a的火花塞的俯視圖；
[0030]圖4d為根據(jù)圖4c的剖切線AA的剖面圖；
[0031]圖4e為根據(jù)圖4a的火花塞端部區(qū)域的側(cè)視圖；
[0032]圖4f為根據(jù)圖4e的剖切線BB的剖面圖；
[0033]圖4g為根據(jù)圖4a的火花塞的中心電極片的透視圖；
[0034]圖5a和5b為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0035]圖5c為圖5a的火花塞的俯視圖；
[0036]圖5d為根據(jù)圖5c的剖切線AA的剖面圖；
[0037]圖5e為根據(jù)圖5a的火花塞電極面的視圖；
[0038]圖6a為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0039]圖6b為圖6a的火花塞的側(cè)視圖；
[0040]圖6c為圖6a的火花塞的俯視圖；
[0041]圖6d為根據(jù)圖6c的剖切線AA的剖面圖；
[0042]圖6e為根據(jù)圖6a的火花塞電極面的視圖；
[0043]圖7a為所建議的火花塞的另一種實施例的透視圖；
[0044]圖7b為圖7a的火花塞的側(cè)視圖；
[0045]圖7c為圖7a的火花塞的俯視圖；
[0046]圖7d為根據(jù)圖7c的剖切線AA的剖面圖；
[0047]圖7e為根據(jù)圖7a的火花塞電極面的視圖。
【具體實施方式】
[0048]在下面所描述的附圖中包括一些尺寸說明，其單位分別為毫米(_)。
[0049]圖1a以透視圖不出所建議的火花塞I的一種實施例。該火花塞I具有一個圓柱形的中心電極2，中心電極2的端部區(qū)域具有一個傾斜的端側(cè)表面9。在該傾斜的端側(cè)表面9上設(shè)有一個中心電極片2’。所述中心電極片2’典型地可由貴金屬或貴金屬合金制成并且可以以已知的方式和形式、例如通過電阻焊接與中心電極2連接。
[0050]另外，火花塞I具有一個通常為金屬的端部區(qū)域7，該端部區(qū)域典型地具有外螺紋，由此火花塞I可被擰入內(nèi)燃機的氣缸蓋中。設(shè)在金屬端部區(qū)域7上的該外螺紋例如可以是直徑基本上為18mm的ISO米制螺紋M18。這種火花塞尺寸是用于固定式燃氣發(fā)動機的典型尺寸。
[0051]在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)有一個接地電極載體8，在該接地電極載體上設(shè)有一個包括一個接地電極片3’的接地電極組3a。中心電極片2’和接地電極組3a的接地電極片3’在此相互面對地設(shè)置。中心電極片2’朝向接地電極片3’具有中心電極面4a并且接地電極片3’朝向中心電極片2’具有接地電極面5。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開距離地設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在本不例中與中心電極面4a隔開0.35暈米設(shè)置(參見圖1c)。接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向的投影形成一個假想電極面A，其尺寸為8.25mm2(參見圖1d)。
[0052]圖1b示出圖1a的火花塞I的俯視圖?；鸹ㄈ鸌具有一個以唯一接地電極載體8形式的接地電極組3a，在該接地電極載體上設(shè)置有一個唯一的接地電極片3’(在該視圖中被接地電極載體8遮擋)。還可看到中心電極2，在該中心電極的端側(cè)表面9上設(shè)有一個中心電極片2’。
[0053]圖1c示出根據(jù)圖1b的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。中心電極2被通常為陶瓷的絕緣體6包圍。中心電極2在其端部區(qū)域上具有一個傾斜的端側(cè)表面9，該端側(cè)表面以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面。在該傾斜的端側(cè)表面9上安裝有一個中心電極片2’。中心電極片2’具有一個中心電極面4a，該中心電極面相應(yīng)于傾斜的端側(cè)表面9同樣以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面。
[0054]在火花塞I的金屬端部區(qū)域7上設(shè)有一個以接地電極載體8形式的接地電極組3a，在該接地電極載體上安裝有一個接地電極片3’。在中心電極面4a的法向量N方向上，接地電極片3’和中心電極片2’基本上彼此重合地設(shè)置并且具有同樣大的電極面(接地電極面5和中心電極面4a)。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開0.35暈米設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。
[0055]通過接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成一個根據(jù)圖1d的假想電極面A。根據(jù)以毫米(mm)標(biāo)注的尺寸形成一個
8.25mm2的假想電極面A。
[0056]圖2a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖2b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a和3b以及兩個中心電極片2’。該火花塞I的中心電極2具有基本上四面體形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有三個彼此成四面體形設(shè)置的端側(cè)表面9。所述三個端側(cè)表面9中的每一個以45°傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面并且在每個端側(cè)表面9上分別設(shè)置有一個中心電極片2’。每個接地電極組3a、3b、3c分別由一個接地電極載體8構(gòu)成，在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0057]圖2c示出圖2a的火花塞I的俯視圖并且圖2d示出根據(jù)圖2c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。在該示例中，相應(yīng)中心電極片2’和相應(yīng)接地電極組3a、3b、3c的與該中心電極片相配的接地電極片3’也這樣相對彼此設(shè)置，使得在根據(jù)相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c的法向量N的視向上相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c和分別與其相配的接地電極組3a、3b、3c的接地電極片3’的接地電極面5基本上重合并且具有相同的輪廓。例如接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在根據(jù)中心電極面4a的法向量N的視向上與中心電極面4a基本上重合、即基本上具有相同的輪廓并且也具有相同的面積值。中心電極片2’的中心電極面4a和接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在此相互面對并且彼此隔開0.35毫米設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。
[0058]各中心電極片2’和各接地電極片3’彼此間相同的設(shè)置和定向也適用于接地電極組3b的接地電極片3’和與該接地電極組相配的具有中心電極面4b的中心電極片2’以及適用于接地電極組3c的接地電極片3’和與該接地電極組相配的具有中心電極面4c的中心電極片2’。
[0059]圖2e示出假想電極面A的視圖，該假想電極面例如通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成。通過以毫米標(biāo)注的尺寸，對于相應(yīng)接地電極面5相對于相應(yīng)中心電極面4a、4b、4c的所有三個投影分別形成一個為11.13mm2的假想電極面A。
[0060]圖3a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖3b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a、3b、3c以及三個中心電極片2’。圖3c示出圖3a的火花塞I的俯視圖并且圖3d示出根據(jù)圖3c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0061]該火花塞I的中心電極2具有基本上金字塔形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有四個彼此成金字塔形設(shè)置的端側(cè)表面9。所述四個端側(cè)表面9中的每一個以45°角傾斜于一個橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面并且在每個端側(cè)表面9上分別設(shè)置有一個中心電極片2’。每個接地電極組3a、3b、3c、3d分別由一個接地電極載體8構(gòu)成,在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。每兩個彼此相配的中心電極片2’和接地電極片3’與此相應(yīng)分別具有一個所述中心電極面4a、4b、4c、4d和一個接地電極面5。相應(yīng)接地電極面5基本上平行于與其相配的中心電極面4a、4b、4c、4d并且與該中心電極面分別隔開0.35mm設(shè)置。
[0062]在該火花塞I中總共形成四個根據(jù)圖3e的假想電極面A，例如通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影。通過以毫米標(biāo)注的尺寸，分別形成一個為8.55mm2的假想電極面A。
[0063]圖4a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖，并且圖4b示出另一透視圖，其中，為清楚起見從這個視圖省略了接地電極組3a、3b、3c以及三個中心電極片2’。圖4c示出圖4a的火花塞的俯視圖并且圖4d示出根據(jù)圖4c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。圖4e示出根據(jù)圖4a的火花塞I端部區(qū)域的側(cè)視圖并且圖4f示出根據(jù)圖4e的剖切線BB的火花塞I端部區(qū)域的橫截面圖。圖4g示出根據(jù)圖4a的火花塞I的中心電極片2’的透視圖。
[0064]該火花塞I的中心電極2具有基本上截錐形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有一個環(huán)繞的周面，該周面構(gòu)成中心電極2的一個端側(cè)表面9。在端側(cè)表面9的母線和橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面之間的角度為45° (參見圖4d)。該火花塞的所述四個接地電極組3a、3b、3c、3d中的每一個分別配置有一個相應(yīng)于端側(cè)表面9的截錐形構(gòu)造成形的中心電極片2’，該中心電極片安裝在端側(cè)表面9上。每個接地電極組3a、3b、3c、3d分別由一個接地電極載體8構(gòu)成，在該接地電極載體上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0065]接地電極片3’也相應(yīng)于端側(cè)表面9的截錐形構(gòu)造成形，使得每一個接地電極組3a、3b、3c、3d的接地電極片3’的接地電極面5和與其相配的中心電極面4a、4b、4c、4d彼此隔開距離地并且基本上平行于彼此延伸，在此情況下電極面并非平面。如由圖4f和圖4d可見，彼此相配的中心電極片2’和接地電極片3’的相應(yīng)相互面對的且彎曲的面彼此隔開
0.35mm設(shè)置。所述四個假想電極面A中的每一個基本上是一個截錐的包括中心電極面4a、4b、4c、4d的周面的一個扇形局部并且具有8mm2至25mm2的尺寸。
[0066]圖5a和圖5b不出所建議的火花塞I的另一種實施例的兩個透視圖。圖5c不出圖5a的火花塞I的俯視圖并且圖5d示出根據(jù)圖5c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。圖5e示出假想電極面A的視圖，該假想電極面通過接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成。
[0067]該火花塞I的金屬端部區(qū)域7具有直徑基本上為18mm的ISO米制螺紋M18形式的外螺紋。在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)置有一個接地電極載體8，在該接地電極載體上設(shè)置有一個包括一個接地電極片3’的接地電極組3a。
[0068]圓柱形的中心電極2具有一個端側(cè)表面9,該端側(cè)表面基本上橫向于火花塞I的縱軸線L設(shè)置。在該端側(cè)表面9上設(shè)置有一個中心電極片2’，該中心電極片2’具有一個基本上圓形的中心電極面4a，所述中心電極面基本上橫向于火花塞I的縱軸線L設(shè)置。換言之，在中心電極面4a和橫向于火花塞I縱軸線L的橫截面之間的角度基本上為0°。
[0069]中心電極片2’和接地電極組3a的接地電極片3’相互面對設(shè)置。中心電極片2’朝向接地電極片3’具有中心電極面4a并且接地電極片3’朝向中心電極片2’具有接地電極面5。中心電極面4a和接地電極面5彼此隔開距離地設(shè)置并且基本上平行于彼此延伸。接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5在本示例中與中心電極面4a隔開0.35毫米設(shè)置(參見圖5d)。
[0070]接地電極面5基本上為圓形并且具有4.8mm的直徑。中心電極面4a同樣基本上為圓形并且具有略小于接地電極面5的4.5_的直徑。因此，接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成一個直徑為4.5mm的基本上為圓形的假想電極面A (參見圖5d和圖5e)。由此得到假想電極面A的為15.9mm2的尺寸。
[0071]圖6a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖和圖6b示出該火花塞I的側(cè)視圖。圖6c示出圖6a的火花塞I的俯視圖并且圖6d示出根據(jù)圖6c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0072]該火花塞I包括兩個基本上在火花塞I金屬端部區(qū)域7之內(nèi)并且與金屬端部區(qū)域7的端面基本上表面齊平設(shè)置的接地電極載體8。在此在每個接地電極載體8上分別設(shè)置有一個接地電極片3’。
[0073]所述兩個接地電極載體8中的每一個在俯視圖中構(gòu)造成基本上U形(參見圖6c)。接地電極載體8的該基本上U形構(gòu)造結(jié)合接地電極載體8的相對大的橫截面能實現(xiàn)作用于接地電極載體8上的熱量朝向火花塞基體或者說火花塞I的金屬端部區(qū)域7的良好散熱。
[0074]在該火花塞I的中心電極2的端部區(qū)域中設(shè)置有一個中心電極載體10，該中心電極載體在此情況下具有中心電極2的一個端側(cè)表面9。所述端側(cè)表面9基本上橫向于火花塞縱軸線L設(shè)置。在該端側(cè)表面9上設(shè)置有一個中心電極片2’，該中心電極片的中心電極面4a同樣基本上橫向于火花塞I縱軸線L設(shè)置。
[0075]在所述兩個接地電極載體8上的總共兩個接地電極片3’面向所述一個中心電極片2’設(shè)置，由此形成一個唯一的接地電極組3a。每個接地電極片3’具有一個接地電極面
5。兩個接地電極面5在此沿火花塞I的縱軸線L方向面向中心電極面4a設(shè)置。接地電極組3a的所述兩個接地電極片3’的接地電極面5基本上平行于中心電極面4a延伸并且與該中心電極面隔開0.35mm設(shè)置。
[0076]為了監(jiān)控和調(diào)整在中心電極片2’和接地電極片3’之間或者說在中心電極面4a和在所述兩個與該中心電極面相配的接地電極面5之間的距離，在金屬端部區(qū)域7的周面上設(shè)置有開口 11。
[0077]為了燃料混合物或者說燃料空氣混合物能夠良好地到達設(shè)置在金屬端部區(qū)域7內(nèi)的電極片(中心電極片2’和接地電極片3’)，在金屬端部區(qū)域7的端面上設(shè)有多個開口11’，所述開口通過接地電極載體8的相應(yīng)設(shè)置和基本上U形構(gòu)造形成。
[0078]假想電極面A總是根據(jù)每個接地電極組來確定。假想電極面由所涉及的接地電極組的接地電極片的所有接地電極面在與其相配的中心電極面上沿中心電極面的法向量方向的投影的面積之和產(chǎn)生。
[0079]圖6e示出該火花塞I的接地電極組3a的所形成的假想電極面A的視圖。接地電極組3a的接地電極片3’的所述兩個接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影形成兩個投影面A’和A’’。根據(jù)基本上矩形的接地電極面5的以毫米標(biāo)注的尺寸，所述兩個投影面A’和A’’中的每一個尺寸為11mm2。
[0080]接地電極組3a的所述兩個接地電極片3’的兩個接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的投影之和現(xiàn)在形成總尺寸為22mm2的假想電極面A。
[0081]圖7a示出所建議的火花塞I的另一種實施例的透視圖和圖7b示出該火花塞I的側(cè)視圖。圖7c示出圖7a的火花塞I的俯視圖并且圖7d示出根據(jù)圖7c的剖切線AA的火花塞I端部區(qū)域的縱剖面圖。
[0082]該示例的火花塞I如圖6a至圖6e的火花塞I那樣具有兩個基本上在火花塞I金屬端部區(qū)域7之內(nèi)并且與金屬端部區(qū)域7的端面基本上表面齊平設(shè)置的接地電極載體8。在每個接地電極載體8上又分別設(shè)置有一個接地電極片3’。所述兩個接地電極載體8中的每一個在俯視圖中具有一個朝向火花塞中心延伸的接片12(參見圖6c)。這兩個接片12在其相互面對的端部上在該示例中彼此隔開0.5mm設(shè)置。這兩個接片12形式的兩個接地電極載體8在該示例中與金屬端部區(qū)域7 —體構(gòu)造(參見圖7d)。
[0083]設(shè)置在兩個接地電極載體8上的兩個接地電極片3’如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣構(gòu)成該火花塞I的唯一的接地電極組3a，因為兩個接地電極片3’相對于同一中心電極片2’并且與該中心電極片相互面對地設(shè)置。
[0084]具有中心電極載體10和設(shè)置在其上的中心電極片2’的中心電極2的構(gòu)造以及接地電極組3a的接地電極片3’的接地電極面5相對于唯一的中心電極片2’的與該接地電極面相配的中心電極面4a的設(shè)置和定向基本上相應(yīng)于根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I。
[0085]如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣，在火花塞I的金屬端部區(qū)域7的周面上也設(shè)有相應(yīng)的用于監(jiān)控和調(diào)整電極間距的開口 11或在火花塞的金屬端部區(qū)域的端面上設(shè)有用于改善燃料混合物或者說燃料空氣混合物可達性的開口 11’。
[0086]如在根據(jù)圖6a至圖6e的火花塞I中那樣，通過接地電極組3a的兩個接地電極片3’的接地電極面5沿中心電極面4a的法向量N方向在中心電極面4a上的兩個投影形成的兩個投影面A’和A’’之和構(gòu)成接地電極組3a的總尺寸為22mm2的假想電極面A (參見圖7e)。
【權(quán)利要求】
1.用于內(nèi)燃機、尤其是燃氣發(fā)動機的火花塞(1)，包括一個中心電極(2)和至少一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，所述接地電極組分別具有一個或多個接地電極片(3’)，所述中心電極(2)具有至少一個帶有中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)，所述中心電極面(4a、4b、4c、4d)在0°至50°的范圍內(nèi)、優(yōu)選最大直至45°傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面，接地電極組(3a、3b、3c、3d)的每個接地電極片(3’)具有一個面向中心電極面(4a、4b、4c、4d)的、與中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離的并且基本上平行于中心電極面(4a、4b、4c、4d)延伸的接地電極面(5), —個接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’)的所有接地電極面(5)在與其相配的中心電極面(4a、4b、4c、4d)上沿中心電極面(4a、4b、4c、4d)的法向量(N)方向的投影之和形成假想電極面(A)，該假想電極面(A)的尺寸為8mm2至25mm2,其特征在于,接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’)的每個接地電極面(5)在0.2mm至0.8mm的范圍中與所述至少一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’ )的每個接地電極面(5)以小于等于0.4_的間距與所述至少一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述至少一個接地電極組(3a、3b、3c,3d)具有正好一個接地電極片(3’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述至少一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)具有多于一個、 優(yōu)選兩個接地電極片(3’)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極面(4a)基本上平行于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有多個分別帶有一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)并且火花塞(I)具有多個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，并且所述多個接地電極組(3a、3b、3c、3d)中的一個接地電極組(3a、3b、3c、3d)的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)分別與所述多個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)隔開距離地且基本上平行地設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有帶有第一中心電極面(4a)的第一中心電極片(2’)和帶有第二中心電極面(4b)的第二中心電極片(2’)并且火花塞(I)具有第一接地電極組(3a)和第二接地電極組(3b)，第一接地電極組(3a)的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)與第一中心電極面(4a)隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置，并且第二接地電極組(3b)的接地電極片(3’)的接地電極面(5)與第二中心電極面(4b)隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有基本上四面體形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有三個彼此成四面體形設(shè)置的端側(cè)表面(9)，在所述端側(cè)表面(9)中的每一個上分別設(shè)置有一個帶有各一個中心電極面(4a、4b、4c)的中心電極片(2’)，并且火花塞(I)具有三個接地電極組(3a、3b、3c )，所述三個接地電極組(3a、3b、3c)之一的接地電極片(3’ )的接地電極面(5)分別與所述三個中心電極面(4a、4b、4c)之一隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火花塞，其特征在于，所述端側(cè)表面(9)以基本上45°角傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的火花塞，其特征在于，所述中心電極(2)具有基本上金字塔形的端部區(qū)域，該端部區(qū)域設(shè)有四個彼此成金字塔形設(shè)置的端側(cè)表面(9)，在所述端側(cè)表面(9)中的每一個上分別設(shè)置有一個帶有各一個中心電極面(4a、4b、4c、4d)的中心電極片(2’)，并且火花塞(I)具有四個接地電極組(3a、3b、3c、3d)，所述四個接地電極組(3a、3b、3c、3d)之一的接地電極片(3’)的接地電極面(5)分別與所述四個中心電極面(4a、4b、4c、4d)之一隔開距離地并且基本上平行地設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火花塞，其特征在于，所述端側(cè)表面(9)以基本上45°角傾斜于一個橫向于火花塞(I)縱軸線(L)的橫截面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞(I)具有直徑基本上為18mm的外螺紋。
13.內(nèi)燃機、尤其是固定式燃氣發(fā)動機，包括至少一個預(yù)燃室和至少一個主燃室及至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的火花塞(I)，其中，所述至少一個火花塞(I)設(shè)置在所述至少一個預(yù)燃室中。
【文檔編號】H01T13/46GK103748750SQ201280040708
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月22日
【發(fā)明者】M·克勞斯, S·詹金斯 申請人:Ge延巴赫兩合無限公司
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