CN101010840A - 具有贵金属端子的火花塞结构 - Google Patents

Abstract

一种火花塞，其具有特殊的点火端配置结构以满足大量的用于改进的性能的尺寸范围。火花塞通常包括外壳、绝缘体、中心电极和地电极，中心电极和地电极中的每一个都具有用于改进热传导的铜芯，以及用于改进抗侵蚀和腐蚀性能的贵金属插入件。用于中心电极的贵金属插入件优选地为基于Ir的圆柱形端子，用于接纳在中心电极上形成的补偿凹部内。用于地电极的贵金属插入件优选地为，附着到地电极的表面的、基于Pt的扁平形式。对于火花塞组件的各种部分个别地和与其他尺寸相互组合地提供不同的尺寸范围。

Description

具有贵金属端子的火花塞结构

技术领域

本发明通常涉及内燃机中使用的火花塞。更具体地，本发明涉及采用附着至中心电极和/或地电极的贵金属端子的火花塞结构。

背景技术

公知地，在现有技术中通过将稀有金属或贵金属端子附着于火花塞电极的点火端来延长火花塞电极的使用寿命。这种技术中的一些最早期的示例可参见于1942年9月15日授于Heller的第2,296,033号美国专利，和1938年公布的、Powell等的第479,540号英国专利说明书中。Heller的专利中提出了将稀有金属端子附着于由不太昂贵的材料形成的地电极和中心电极。这些稀有金属包括耐腐蚀的材料，包括铂合金(如铂铑，铂铱，铂钌合金)。同样地，Powell的说明书中公开了对铂、铱、钌、锇及其合金(包括铱铑合金)的使用，以用作火花塞电极的点火端子。在这种和其它早期的设计以后，涌现出了大量试图利用贵金属和其他稀有金属的耐腐蚀和耐侵蚀性能的其它发明。

多年以来，如大量描述铂使用的专利所显示的那样，铂是被选择用于火花塞电极点火端的稀有金属。但是，在最近几年，大量其他的贵金属和贵金属合金被更加频繁地使用，其中之一是铱。与其他的贵金属相比，铱相对低廉，并具有很高的熔点(大约为2410℃)。虽然使用铱时具有很多的优点，但是因为铱在受到机械压力和变形时容易破裂，因此在制造期间有时存在一些难题。为了克服这个问题和其他的缺陷，已经开发出了各种铱合金期望使该金属具有某些理想的特性。这种合金的示例示于2000年7月25日授于Osamura等的第6,094,000的美国专利中。在该专利文献中公开了一种Ir-Rh(铱-铑)合金，在这种合金中铱-铑的相对百分比在其公开的几个实施方案之一中是可以改变的。

除了电极端子的组成成分之外，已经证明对中心电极和/或地电极的贵金属端子进行散热也是延长这些端子的使用寿命的有效手段。燃烧过程产生大量高温，而贵金属端子就处于高温中。据实验显示，高温(例如，超过1000℃)可增加氧化、化学腐蚀或电腐蚀，这可能加速贵金属端子的劣化。理想地，根据某些设计构造点火端组件(例如贵金属端子、中心电极或地电极、绝缘体或外壳)，采用某种尺寸组合，从而降低上述的加速劣化以及其它有害现象(例如积炭等)。例如，美国专利No.6,147,441和公开号为2003/0071552 A1的美国申请中公开了采用贵金属插入部件和一系列优选尺寸的火花塞设计。

因此，提供具有位于点火端处的改进的贵金属端子(其优选为铱或铱合金端子)的火花塞是有益的，其中，火花塞进一步包括被设计为能够延长火花塞的使用寿命并改进其它工作特性的点火端组件。

发明内容

本发明提供了一种火花塞，其通常包括外壳、绝缘体、中心电极、至少一个贵金属端子以及地电极。根据本发明的一个方面，中心电极进一步包括导热芯、金属覆层、主杆部分以及具有用于接纳贵金属端子的凹部的至少一个径向减少的凸缘部分。中心电极和贵金属端子根据在火花塞点火端部几种限制它们的大小的尺寸限制构造。根据本发明的另一个方面，绝缘体被构造为能够使其满足与所述壳体和贵金属端子有关的某些尺寸限制。根据本发明另一个方面，地电极包括贵金属垫，贵金属垫与中心电极的贵金属端子构成火花隙。地电极和贵金属垫根据与它们尺寸有关的几种尺寸限制来构建，其中，贵金属垫的直径大于在所述中心电极上的贵金属端子的直径。根据本发明的另一个方面，壳体为M14壳体，并使用主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的大量尺寸限制构建。根据本发明的另一个方面，壳体为M12壳体，并根据主要与绝缘体的内孔和中心电极的径向尺寸相关的尺寸限制构建。

本发明的目的、特征和有益效果包括但不限于提供一种改进的火花塞，该火花塞尤其具有用于中心电极的贵金属端子和/或用于地电极的贵金属衬垫，以及具有能够有助于改进的火花塞性能(例如火花塞的耐久性、可制造性和通用性)的尺寸特性的组合。此外，本发明的一个目的在于提供具有M14和M12外壳的火花塞的具体实施方案。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特征和有益效果将通过以下对优选实施方案和最佳方式、所附权利要求以及附图的详细描述而变得清楚，附图中：

图1示出了在中心电极附着有贵金属端子以及在地电极附着有贵金属衬垫的火花塞的局部剖视图；

图2示出了图1中示出的火花塞的下部轴端的放大图；

图3示出了图2中示出的火花塞的下部轴端的放大图；以及

图4示出了图1的火花塞的仰视图。

具体实施方式

参照图1，其示出了在内燃机(未示出)中使用的火花塞组件10。火花塞组件10通常包括外壳12、绝缘体14、导热芯16、地电极18、贵金属端子20以及贵金属垫22。如本领域所公知的那样，外壳12通常为柱形的导电部件，并具有延其轴向长度延伸的中空孔(bore)。在该孔内部具有一系列圆周台肩，其大小能够支撑绝缘体的径向增加的部分。和外壳一样，绝缘体14也是基本柱形部件并具有延长的轴向孔，然而顾名思义，绝缘体通常由非传导的材料制成。绝缘体的下轴端包括从壳体的最下部分延伸并超出最下部分的鼻状物部分。绝缘体的轴向孔被设计为能够接纳电传导绝缘芯16。电传导绝缘芯16沿着火花塞的全部长度延伸，并通常包括端电极30、一个或多个传导和/或压制密封件32、抵抗部件(resistive component)34和中心电极36。在图中示出的传导绝缘芯16仅仅是大量可能的实施方式中的一个，并可以容易地包括附加的组件，或具有省略的部件。地电极18机械地和电气地连接到外壳的下部轴端，并通常形成为L形状结构。中心电极36暴露出的端部和地电极18的侧表面相互面对并轴向地隔开，从而形成火花隙。中心电极和地电极的相对表面分别具有贵金属端子20和贵金属垫22，从而使得打火花表面或放电表面与传统的电极材料的相比具有更大的抵制电腐蚀、氧化和化学腐蚀，这样就提高了火花塞的使用寿命。

图2是在图1中示出的火花塞10的下轴端或点火端的放大图。壳体12可以根据本领域中公知的一种设计方式来构建，但是优选地由钢铁构成并包括开放的下轴向端50。下轴向端50具有外圆柱形表面52和内轴向孔54。外圆柱形表面52的下部被加工出螺纹，从而使得它可以拧到气缸头部的互补孔(未示出)。轴向孔54包括一个或多个内台肩56。内台肩56由于孔的直径减少而形成，其大小能够接纳和支撑绝缘体14。轴向孔54还包括由于孔直径的增加而限定出的一个或多个内扩张部分58。内扩张部分58在壳体的轴向孔54和绝缘体14的外表面之间建立了通常为圆柱形的空间。由于绝缘体可具有朝向其下轴端逐渐变小的锥度，所以壳体的轴向孔和绝缘体的内表面之间的径向分离是不均匀的。这种通常为圆柱体的空间能够降低中心电极组件36和壳体12之间的飞弧(flash over)量，以及能够影响点火端的热传输属性，因而影响火花塞的操作。在壳体的下轴端或开放端，绝缘体的外表面和壳体12的孔的内表面之间的距离被指定为在图3中示出的尺寸B。理想的情况是，壳体12具有下面的尺寸特征：外螺纹直径(A)为10mm-14mm(M10-M14)；在壳体的下开放端，壳体内部和绝缘体外部之间的径向间隔(B)为0mm-3mm。更优选的是，尺寸(B)为0.75mm-1.75mm。

绝缘体14还可以根据大量在本领域中公知的构造技术之一来进行设计，但是优选地包括基于铝的陶瓷成分，并包括开放的下轴端或鼻状部分60，其中鼻状部分60具有外表面62和与壳体的孔同轴的内轴向孔64。鼻状部分60为伸长的逐渐变小的末端开放部分，该末端开放部分从壳体的开放轴端50突出。外表面62包括一个或多个外台肩66，其形状能够密封地座落在壳体的内台肩56上。为了增加这两个部件之间的密封强度，可以使用圆周的衬垫68。和壳体一样，绝缘体的内轴向孔64也包括一个或多个通过孔的直径减少而形成的内台肩70。这些内台肩70被设计为接纳传导绝缘芯16的部件，尤其是中心电极36。理想的情况是，绝缘体14具有下面的尺寸特征：鼻状部分的轴向长度(C)为8mm-20mm；鼻状部分的突出长度(D)为0mm-6mm；以及内孔直径(E)为1.5mm-3.5mm。更优选地，尺寸(C)为12mm-1 8mm，尺寸(D)为0.5mm-1.75mm，以及尺寸(E)为2mm-3mm。除了上述“理想的”和“更优选的”尺寸范围(它们通常可用于所有大小的火花塞壳体)外，还可以具有与特殊壳体大小的火花塞具体关联的尺寸范围子集。例如，能够理想地提供M14火花塞(螺纹外壳直径为14mm)，其具有2.5mm-3mm的绝缘体内孔直径(E)，同时提供M12的火花塞(具有的孔直径(E)为2mm-2.5mm)。

中心电极36优选为细长的、防腐蚀和热的组件，其通常包括上轴端80、下轴端或点火端82、以及贵金属端子20。在上下轴端之间延伸的是具有高导热性能的覆层材料84(如图3所示)和细长铜套86。用于覆层材料84的适当材料的例子被称为#522合金，其由大约95.5％的镍、1.9％的锰、1.75％的铬、0.4％的硅、0.3％的钛以及0.15％的锆组成，并且可以从Champion Ignition Products division of Federal-MogulCorporation公司得到。这种材料处于约为1000℃的温度时，其热传导率约为50W/mK。上轴端80包括径向放大的头部88。头部88被设计为能够固定在绝缘体的内台肩70上，从而防止中心电极组件从绝缘体轴向孔中滑落出来。下轴端82包括通过几个锥形部分连接的几个径向减少的部分。中心电极的主杆部分90(可以从图3中更好地看出)通过第一锥形部分94与第一径向减少的部分92相连。同样，第一径向减少的部分92通过第二锥形部分98与第二径向减少的部分或凸缘部分(collar section)96相连。如从图中可以明显看出的那样，在第一部分92和第二部分96之间的径向收缩(即，半径差)大于主杆部分90和第一部分92之间的径向收缩。这就使得第二锥形部分98显著大于不太锥形的部分94。如在下面将要描述的那样，凸缘部分96提供了贵金属端子20附着的基座。理想的情况是中心电极36具有如下特性：主杆长度(F)为10mm-25mm；铜芯长度(G)为10mm-25mm；主杆直径(H)为1.5mm-3.5mm；第一径向减少的部分的直径(I)为1.5mm-3.5mm；凸缘部分直径(J)为0.75mm-1.75mm。凸缘部分直径可根据焊接或其他用来将贵金属端子20附着到中心电极36的其他部分的技术而改变。在这种情况下，应该理解尺寸(J)指的是凸缘部分在上述附着之前的尺寸。更优选的是，尺寸(F)为13mm-20mm；尺寸(G)为13mm-20mm；尺寸(H)为2mm-3mm；尺寸(I)为1.75mm-3mm；以及尺寸(J)为1mm-1.5mm。如在前一段落中所述，除了那些“理想的”和“更优选的”尺寸范围，还存在与具有特殊壳体大小的火花塞特别关联的尺寸范围子集。在使用M14火花塞的情况下，理想的是提供这样一种中心电极，其具有直径(H)为2.5mm-3mm的主杆部分，以及直径(I)为2.25mm-3mm的第一径向减少的部分。另一方面，M12火花塞优选地包括这样一种中心电极，其具有直径(H)为2mm-2.5mm的主杆部分，以及直径(I)为1.75mm-2.25mm的第一径向减少的部分。

为了提高火花塞的使用寿命，贵金属端子20附着到中心电极36的下轴端，并由铱(Ir)或铱合金(例如，Ir-Rh)构成。更优选地，贵金属端子包括Ir-Rh合金(其中Ir为主要组分而Rh的成分为1-20％)。当然，贵金属端子20能够由其他的在本领域中公知的贵金属构成，例如，Pt、Pd、Ru或它们任意的组合。根据贵金属端子的优选形状，贵金属端子为圆柱形状部件，其大小能够使上轴端安装在中心电极的凸缘部分96中的盲孔或凹部内。贵金属端子延伸到孔的深度可以变化，只要它延伸的深度足以结合这两个组件即可。还可以使用其他的形状，例如，方形、矩形、椭圆或其他的适当截面形状。可以根据几种公知技术中的一种技术来将贵金属端子20附着到凸缘部分96。例如，可以将激光焊接能量束导向在贵金属端子和凸缘部分的内孔表面之间的圆周交界周围，从而使得中心电极和贵金属端子的部分熔融。熔融的部分接着汇聚、混杂和固化，从而形成将贵金属端子20牢固地保持在适当位置的圆周焊接缝。作为一种选择，还可以使用例如在2003年2月26日公布的欧洲专利No.EP 1 286 442 A1中公开的结合处理、或电阻焊接、钎焊、型锻或其他的机械变形等。理想的情况是，贵金属端子20为具有以下尺寸特征的圆柱形组件：端子直径(K)为0.5mm-0.9mm；贵金属端子超出凸缘部分端部的突出长度(L)为0.1mm-0.95mm；贵金属端子超出绝缘体端部的突出长度(M)为1.5mm-3.5mm；贵金属端子的铜芯86和上轴向端之间的轴向距离(N)为2mm-7mm；以及整体的轴向端子长度(O)为0.5mm-4mm。突出距离L根据端子附着处理的结果而在端子的圆周周围可以是非均匀的。在这种情况下，尺寸L表示从中心电极材料的熔体池(melt pool)到端子的轴向端(打火花表面)的平均距离。更优选地，尺寸(K)为0.6mm-0.8mm；尺寸(L)为0.2mm-0.6mm；尺寸(M)为2mm-3mm；尺寸(N)为3.5mm-6mm；以及尺寸(O)为1mm-2.5mm。

地电极18优选为基于镍的、铜芯组件，其能够电传导高压的点火脉冲，以及将热从打火花表面传掉。地电极通常包括附着于壳体12的下表面的第一端110、接纳贵金属垫22的侧表面112、铜或其他导热芯114、以及覆层材料116。其中，覆层材料116可以是基于镍的材料，例如Inconel 600/601。如图所示，铜芯114未在地电极的整个长度上延伸，而是优选地在某个位置停止延伸，从而使得铜芯并没有完全位于贵金属垫22的下面。此外，地电极可以是圆形的截面(从而使得不存在纵向边缘)、或方形或矩形的截面。在上述任一种情况下，地电极优选地(但不是必须地)终止于一些类型的锥形端118。该特征在图4中很好地示出。从图4中可以看出，地电极是锥形的或截顶的，这样地电极就不会简单地终止于方形截止的钝端。当然，锥形端118还可以是圆形的、尖角的、或根据地电极18的半径或宽度随着接近其端部而减少的其他配置结构构造形状。理想的是，地电极18具有下面的尺寸特征：电极的径向厚度(P)为0.75mm-2.25mm；电极的径向宽度(Q)为2mm-4mm；以及铜芯的端部和地电极的端部之间的距离(R)为1mm-5mm。更优选地，尺寸(P)为1mm-1.75mm；尺寸(Q)为2.25mm-3.25mm；以及尺寸(R)为2mm-4mm。

在火花隙区域，将贵金属垫22附着于地电极的侧表面112，以延长地电极的使用寿命。优选地，贵金属垫由铂或铂合金材料(例如，铂镍或铂钨合金)构成。然而，还可以使用其他的贵金属，例如铱、铱合金等。在附图中示出的实施方案中，贵金属垫通常为刚好从地电极的侧表面伸出很小距离的扁平圆柱形垫。贵金属垫22的上或露出的表面为打火花表面，其与贵金属端子20的下部或露出表面形成火花隙。贵金属垫22可以通过本领域公知的一种技术附着到地电极18，包括激光和/或电阻焊接。如图3和4所示，贵金属垫22优选地具有比贵金属端子20的直径大的直径。理想地，贵金属垫22具有下面的尺寸特征：直径(S)为0.5mm-2mm；在地电极的侧表面上方的突出距离(T)为0mm-0.5mm；以及火花隙(U)为0.5mm-1.75mm。更优选地，尺寸(S)为1mm-1.5mm，尺寸(T)为0.11mm-0.3mm，以及尺寸(U)为0.75mm-1.5mm。

本领域的技术人员应该理解，火花塞组件其自身的尺寸或与其他组件组合的尺寸能够影响火花塞的性能、耐用性以及可制造性，以及影响可以使用该火花塞组件的那些应用。仅举出与尺寸选择有关的少数几个应用，例如，火花塞壳体12的螺纹直径(A)能够影响可与相应的火花塞组件一起使用的引擎的类型。在高性能应用场合，气缸头中的空间是有限的，因此，具有10mm或12mm(M10，M12)直径的火花塞壳体优于具有14mm(M14)直径的火花塞壳体。同样，绝缘体芯的内直径(E)和中心电极主杆的外直径(H)影响火花塞的整体直径，因此影响其在引擎中的潜在应用。

一些尺寸，例如，壳体内和绝缘体外之间的径向隔离(B)，鼻状部分突出超过壳体的距离(D)，以及贵金属端子部分突出超过绝缘体的距离(M)，能够影响点火端组件的火花飞弧(spark flashover)和/或炭垢属性，因此影响火花塞的性能和使用寿命。

其他的尺寸，例如绝缘体鼻状部分的轴向长度(C)和中心电极主杆的轴向长度(F)，在特殊的引擎设计中使用时，会直接影响火花塞的热动力。例如，在对火花塞进行高等级的排热引擎中，短的鼻状部分和中心电极主杆有可能需要防止火花塞组件过热以及伴随出现的较差的持久性能或发生提前点火。而在具有低等级排热的引擎中，上述短的组件并不需要，或者实际上对于火花塞的防冷垢性能产生不利的影响。

那些与导热芯的长度和位置有关的尺寸(例如中心电极的铜芯长度(G)、中心电极铜芯和贵金属端子之间的距离(N)、以及地电极的铜芯和地电极的端部之间的距离(R))中的每一个都能够影响火花塞在其点火端的热传导属性。该火花塞点火端组件的热传性又会影响火花塞的耐用性和性能，如上所述。

尺寸，诸如第一径向减少部分的直径(I)、凸缘部分的直径(J)、贵金属端子的直径(K)、贵金属端子超出凸缘部分的突出长度(L)、以及贵金属端子的整体轴向长度(O)，每个都能够影响将贵金属端子附着到中心电极的处理。例如，在本领域中具有几种公知的用于将贵金属端子附着到火花塞电极的技术。贵金属端子的尺寸和形状，以及中心电极部分接纳贵金属端子的尺寸和形状能够指示选择哪种技术以及所选择的技术的具体操作参数。其他能够影响与制造有关事项的尺寸包括地电极的厚度(P)和宽度(Q)。

贵金属垫的直径(S)和火花隙(U)间隔仅仅是能够影响在火花隙中产生的火花强度和属性的两个例子。因此，这些尺寸的选择经常与性能息息相关。值得一提的是，上述尺寸、以及上面提到的对于性能、耐用性、可制造性以及应用的通用性的影响仅仅是与选择各种火花塞组件相关的一些考虑因素的实例。在本文中未提及的其他考虑因素也是存在的，并在设计火花塞组件(更具体地说，在选择火花塞组件的尺寸中)中具有一定的作用。需要记住的是，实验发现某些尺寸组合会展现有益的结果。

一种能够使火花塞获得有益结果的尺寸组合是：i)中心电极主杆部分具有的直径(H)为1.5mm-3.5mm；ii)中心电极减小的凸缘部分具有的直径(J)为0.75mm-1.75mm；iii)贵金属端子具有的直径(K)为0.5mm-0.9mm；iv)贵金属端子具有的径向长度(O)为0.5mm-4mm；v)贵金属端子延伸超出凸缘部分的距离(L)为0.1mm-0.95mm。已经证明具有这种尺寸组合的火花塞是成功的，因为其提供了耐用性(端子具有优秀的热管理)和可点火性(高突出的细丝端子)有益平衡，并能够低成本制造(最小化对于贵金属量的需求)。

另一种能够使火花塞获得有益结果的尺寸组合是：i)壳体的螺纹直径(A)为10mm-14mm；ii)绝缘体鼻状部分具有的轴向长度(C)为8mm-20mm；iii)外鼻状部分表面与壳体轴向孔的内表面隔开的距离(B)为0mm-3mm；iv)鼻状部分延伸超出壳体的距离(D)为0mm-6mm；以及v)鼻状金属端子延伸超出绝缘体的距离(M)为1.5mm-3.5mm。这种组合也提供了改进的结果，由于它在冷操作条件下成功地降低了火花塞对于炭垢的敏感性，并提高了可点火性，从而获得显著的冷启动性能。

另一种能够使火花塞获得改进结果的有益结果的尺寸组合是：i)具有厚度(P)为0.75mm-2.25mm的地电极；ii)宽度(Q)为2mm-4mm，直径(K)的贵金属端子，以及直径(S)的贵金属垫，直径(S)大于直径(K)并且为0.5mm-2mm。这种组合通过地电极的良好热管理进一步改进了火花塞的耐用性，并提高了对(直接面对贵金属切屑)地电极的局部“磨损”保护。

下面的尺寸组合涉及用于M14火花塞(即，具有14mm的外螺纹直径的火花塞)。这种火花塞应用于在气缸头具有足够容纳14mm的火花塞开口的空间的应用中使用场合，并且为涉及具有以下尺寸部件的火花塞：i)有14mm的外螺纹直径(A)的壳体；ii)绝缘体轴向孔，具有的内孔直径(E)为2.5mm-3mm；iii)中心电极主杆部分，具有的直径(H)为2.5mm-3mm；以及径向减少的中心电极部分，具有的直径(I)为2.25mm-3mm。和上述M14组合一样，还发现了相应的M12组合的火花塞，该其尺寸为以下组合涉及的火花塞具有：i)具有12mm的外螺纹直径(A)的壳体；ii)绝缘体轴向孔，内孔的直径(E)为2mm-2.5mm；iii)中心电极主杆部分，直径(H)为2mm-2.5mm以及径向减少的中心电极部分，直径(I)为1.75mm-2.25mm。因为M12火花塞具有小于M14火花塞的直径，因此M12火花塞的某些组件还必须具有在半径方向较小的尺寸。上述的尺寸组合仅仅容纳它们(M12或M14)各自的火花塞尺寸，并在具有它们各自的火花塞尺寸时能够很好地工作，但是它们在火花塞性能、耐用性和可制造性方面还能够提供改进的结果。

显然已经根据本发明提供了一种用于和内燃机一起使用的、能够获得在本文中描述的目的和有益效果的火花塞。当然，应该理解，上面的描述仅仅是本发明示例性的实施方案，本发明并不局限于所示出的具体实施方案。本领域的技术人员可以对本发明进行各种变化和修改，这些变化和修改位于本发明的保护范围内。

在本说明书和所附的权利要求书中，术语“例如”和动词“包括”“具有”以及它们在集合一个或多个组件条目使用时的动词形式，或其他术语都应该认为是开放的，即意味着该条目并不是排除其他附加的组件或部件。等级术语，例如“约”不仅包括特定的尺寸或其他数目，而且还包括不会对这些数字所涉及的特性或应用造成显著影响的变化。因此，具有“约14mm”的外壳直径的火花塞将包括具有略小于或大于14mm直径的外壳的火花塞，但是不会应用于M12类型的火花塞(12mm直径)或通常在不同的应用中使用的其他大小的火花塞。其他的术语也应该用它们最宽的合理意思来解释，除非它们在需要不同解释的上下文中使用。

Claims (43)

1.一种用于内燃机的火花塞，包括：

壳体，具有轴向孔；

绝缘体，具有轴向孔并且至少部分地位于所述壳体的轴向孔内；

中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内，并具有热传导核导热芯、金属覆层、具有直径为(H)的主胫杆部分、以及至少一个径向地减小的直径为J的轭部凸缘部分，所述轭部凸缘部分的端面具有直径(J)并具有包括凹陷部分凹部的端面；

贵金属端子，其直径为K、轴向长度为O，并且其具有打火花表面；以及

附着于所述壳体的地电极；

其中，所述贵金属端子位于所述凹部内，以使得所述贵金属端子的打火花表面延伸超过所述凸缘部分的端面距离L，以及

其中：

1.5mm≤H≤3.5mm；

0.75mm≤J≤1.75mm；

0.5mm≤K≤0.9mm；

0.5mm≤O≤4mm；以及

0.1mm≤L≤0.95mm。

2.如权利要求1所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括Ir或Ir合金。

3.权利要求2所述的火花塞，其中所述Ir合金为Ir-Rh合金，其中所述Rh的量为1-20％。

4.如权利要求1所述的火花塞，其中所述中心电极的金属覆层主要包括Ni、Cr和Mn。

5.如权利要求1所述的火花塞，其中所述中心电极的主杆部分的轴向长度为F，其中10mm≤F≤25mm。

6.如权利要求1所述的火花塞，其中所述导热芯的轴向长度为G，其中10mm≤G≤25mm。

7.如权利要求1所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括与所述打火花表面相反的端部，所述相反的端部与所述导热芯的端部间的距离为N，其中2mm≤N≤7mm。

8.如权利要求1所述的火花塞，其中所述贵金属端子的打火花表面和所述地电极相隔有火花隙U，其中0.5mm≤U≤1.75mm。

9.如权利要求1所述的火花塞，其中所述中心电极还包括附加的径向减少部分，所述径向减少部分经由第一锥度耦合在所述主杆部分的一个端部上，以及经由第二锥度耦合在所述凸缘部分的另一端部上，所述第二锥度大于所述第一锥度。

10.如权利要求1所述的火花塞，其中所述地电极包括基本为扁平的贵金属垫，用于与所述贵金属端子的打火花表面形成火花隙。

11.如权利要求1所述的火花塞，其中所述中心电极的金属覆层在该材料处于约1000℃的温度下时具有约为50W/mK的热传导率。

12.一种用于内燃机的火花塞，包括；

壳体，具有轴向孔和螺纹直径A；

绝缘体，具有轴向孔以及鼻状部分，所述鼻状部分轴向长度为C，所述绝缘体位于所述壳体的轴向孔内，以使得所述鼻状部分的外表面与所述壳体的轴向孔的内表面相隔径向距离B，并且所述鼻状部分延伸超出所述壳体距离D；

中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内，并具有主杆部分、以及至少一个径向地减小的凸缘部分，所述凸缘部分的端面具有凹部；

贵金属端子，具有打火花表面；以及

附着于所述壳体的地电极；

其中，所述贵金属端子位于所述凹部，以使得所述贵金属端子的打火花表面延伸超过所述绝缘体距离M，并且

其中：

10mm≤A≤14mm；

8mm≤C≤20mm；

0mm≤B≤3mm；

0mm≤D≤6mm；以及

1.5mm≤M≤3.5mm。

13.如权利要求12所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括Ir或Ir合金。

14.如权利要求13所述的火花塞，其中所述Ir合金为Ir-Rh合金，其中所述Rh的量为1-20％。

15.如权利要求12所述的火花塞，其中所述中心电极包括金属覆层，所述金属覆层主要包括Ni、Cr和Mn，并在该材料处于约1000℃的温度下时具有约为50W/mK的热传导率。

16.如权利要求12所述的火花塞，其中所述贵金属端子具有直径K，其中0.5mm≤K≤0.9mm。

17.如权利要求12所述的火花塞，其中所述贵金属端子具有轴向长度O，其中0.5mm≤O≤4mm。

18.如权利要求12所述的火花塞，其中所述贵金属端子的打火花表面和所述地电极相隔有火花隙U，其中0.5mm≤U≤1.75mm。

19.如权利要求12所述的火花塞，其中所述地电极包括为基本扁平的贵金属垫，用于与所述贵金属端子的打火花表面形成火花隙。

20.一种用于在内燃机中使用的火花塞，包括：

壳体，具有轴向孔；

绝缘体，具有轴向孔并且至少部分地位于所述壳体的轴向孔内；

中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内；

贵金属端子，具有直径K并附着到所述中心电极；

地电极，具有轴向厚度P、径向宽度Q、侧表面以及贵金属垫，所述贵金属垫的直径S大于所述贵金属端子的直径K，其中，所述贵金属垫为附着于所述侧表面的基本扁平垫，从而使其与所述贵金属端子形成火花隙U，并且

其中：

0.75mm≤P≤2.25mm；

2mm≤Q≤4mm；以及

0.5mm≤S≤2mm。

21.如权利要求20所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括Pt或Pt合金。

22.权利要求21所述的火花塞，其中所述Pt合金基本由Pt-Ni或Pt-W构成。

23.如权利要求21所述的火花塞，其中地电极还包括导热芯以及金属覆层，所述导热芯与所述地电极的自由端隔开距离R，其中1mm≤R≤5mm。

24.如权利要求23所述的火花塞，其中导热芯并未直接位于所述贵金属端子的下面。

25.如权利要求20所述的火花塞，其中0.5mm≤U≤1.75mm。

26.如权利要求20所述的火花塞，其中所述地电极还包括锥形的自由端。

27.如权利要求20所述的火花塞，其中，将所述贵金属垫附着到所述侧表面使得直接位于所述贵金属垫下面的电极材料变得更加密集，但不会在所述贵金属垫的周围造成任何突起。

28.如权利要求27所述的火花塞，其中所述贵金属垫延伸超出所述侧表面距离T，其中0mm≤T≤0.5mm。

29.如权利要求20所述的火花塞，其中所述贵金属端子根据涉及电阻焊接和激光焊接的处理而附着到所述侧表面。

30.一种用于内燃机的火花塞，包括：

壳体，具有轴向孔和外螺纹直径A；

绝缘体，具有轴向孔并且至少部分地位于所述壳体的轴向孔内，所述绝缘体的轴向孔具有内孔直径(E)；

中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内，并包括具有直径H的主杆部分、以及直径为I的第一径向地减小的部分，所述第一径向地减小的部分的端面具有凹部；

贵金属端子，位于所述凹部；以及

附着于所述壳体的地电极；

其中：

A约为14mm；

2.5mm≤E≤3mm；

2.5mm≤H≤3mm；以及

2.25mm≤I≤3mm。

31.如权利要求30所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括Ir或Ir合金。

32.权利要求31所述的火花塞，其中所述Ir合金为Ir-Rh合金，其中所述Rh的量为1-20％。

33.如权利要求30所述的火花塞，其中所述贵金属端子具有直径K，其中0.5mm≤K≤0.9mm。

34.如权利要求30所述的火花塞，其中所述贵金属端子具有轴向长度O，其中0.5mm≤O≤4mm。

35.如权利要求30所述的火花塞，其中所述地电极包括基本扁平的贵金属垫，用于与所述贵金属端子的打火花表面形成火花隙。

36.如权利要求35所述的火花塞，其中所述贵金属端子和所述贵金属垫相隔有火花隙U，其中0.5mm≤U≤1.75mm。

37.一种用于内燃机的火花塞，包括：

壳体，具有轴向孔和外螺纹直径A；

绝缘体，具有轴向孔以及至少部分地位于所述壳体的轴向孔内，所述绝缘体的轴向孔具有内孔直径(E)；

中心电极，至少部分地位于所述绝缘体的轴向孔内，并包括具有直径H的主杆部分、以及直径为I的第一径向地减小的部分，所述第一径向地减小的部分的端面具有凹部；

贵金属端子，位于所述凹部；以及

附着于所述壳体的地电极；

其中：

A约为12mm；

2mm≤E≤2.5mm；

2mm≤H≤2.5mm；以及

1.75mm≤I≤2.25mm。

38.如权利要求37所述的火花塞，其中所述贵金属端子包括Ir或Ir合金。

39.权利要求38所述的火花塞，其中所述Ir合金为Ir-Rh合金，其中所述Rh的量为1-20％。

40.如权利要求37所述的火花塞，其中所述贵金属端子具有直径K，其中0.5mm≤K≤0.9mm。

41.如权利要求37所述的火花塞，其中贵金属端子具有轴向长度O，其中0.5mm≤O≤4mm。

42.如权利要求37所述的火花塞，其中所述地电极包括基本扁平的贵金属垫，用于与所述贵金属端子的打火花表面形成火花隙。

43.如权利要求35所述的火花塞，其中所述贵金属端子和所述贵金属垫相隔有火花隙U，其中0.5mm≤U≤1.75mm。

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