CN102341979A - 一种具有燃烧传感器的火花塞 - Google Patents

Abstract

一种火花塞组件具有一陶瓷绝缘体，一金属外壳围绕至少一部分的陶瓷绝缘体。一地电极与所述外壳有效连接，以及一具有细长本体的中心电极延伸穿过所述绝缘体。该中心电极与地电极形成一火花隙。一力传感器环绕绝缘体容置。一环状内壳容置于所述外壳与所述绝缘体之间，其中该内壳具有一设置为与绝缘体沿轴向相对的表面。

Description

一种具有燃烧传感器的火花塞

相关申请的交叉参考

本申请要求序列号为61/148,118(2009年1月29日递交)的美国临时专利申请的权益，在此通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种点火装置，以及更具体地，涉及一种具有整合的燃烧传感器的火花塞。

背景技术

众所周知，将传感器整合到火花塞组件内，可感应引擎在使用中的缸筒内的燃烧压力。通过感应燃烧压力的大小，可用来判定发动机是否如期运行，或是否需要维修。不幸的是，目前整合传感器火花塞技术在测量燃烧压力的准确度上还非常有限，因为除了燃烧气体压力之外还有各种各样的不利因素作用于传感器上。这些影响整合传感器的不利因素通常出现在安装，和/或发动机的运行中。因此，通过传感器获得的压力测量值可能并不是对燃烧压力真实和准确的指示。

如图1所示，一种公知的火花塞组件1，具有一用来感应缸筒内燃烧压力的整合传感器2。该组件1包括固定于一金属外壳4内的一陶瓷绝缘体3。所述绝缘体3在所述壳4的翻转部分5与内置垫圈6之间的压缩下被固定。所述压缩作用于所述绝缘体3上，在工作条件下为所述垫圈6提供可靠的密封。所述传感器2在所述壳4的外凸缘7与一六边形装置8之间的压缩下维持。工作时，作用于所述绝缘体3的核心鼻9的燃烧压力推动所述绝缘体3轴向地向上远离所述缸筒，其中部分压力通过所述壳的翻转部分5转移到所述壳4上，接着，拉伸所述壳4的活动上部10。当所述活动上部10被拉伸后，作用于所述传感器2的压缩力减少，其与所述缸筒内的燃烧压力具有直接关系。但是，在将火花塞组件1安装于所述汽缸体之内时，在所述壳4的外螺纹区域11与所述外凸缘7的底部密封面上的一垫片密封面12之间形成张力。由于拉紧转矩公差，各个组件的张力可彼此各不相同，以及在正常使用中，例如，温度的波动以及气缸盖不可控制的变形也是原因之一。无论张力的大小，张力都会以不可控制与未知的方式减少压缩所述翻转部分5与所述垫圈6之间的所述绝缘体3的压力。同样的，在燃烧期间作用于所述活动部10的张力也相应减少，其直接以未知并不可控制的方式影响着作用于所述传感器2上的“装配时”的预紧力。因此，在燃烧期间由所述传感器2指示的压力大小可能并不是对所述缸筒内压缩压力的精确显示。

发明内容

一种火花塞组件具有一通常为环状的陶瓷绝缘体，一金属环状外壳围绕至少一部分的陶瓷绝缘体。一地电极与所述外壳有效连接。一中心电极具有一细长本体，该本体延伸穿过所述绝缘体，所述中心电极与接地电极之间形成一火花隙。一压力传感器围绕所述绝缘体容置。一环状内壳容置于所述外壳与所述绝缘体之间，其中所述内壳具有一设置为与绝缘体沿轴向相对的表面。

根据本发明的另一方面，所述内壳具有一设置为与所述外壳沿轴向相对的表面。

根据本发明所构建的火花塞，包括一整合的燃烧传感器，能够在火花塞的构建过程中被组合并安装于汽缸盖内，并在火花塞的构造过程中以预定的预紧力施加于所述传感器。同样地，在被安装于汽缸盖内之时，轴向地施加于所述传感器上的压力维持在“装配时”的预定的压力。因此，在使用中，所述传感器并不会受到组装时所产生的对汽缸盖的压力的负面影响，因此，所述传感器能够发出正确反映发动机的缸筒内的真实燃烧压力的信号。

附图说明

结合下面对当前优选实施例和最佳模式，所附权利要求以及附图的详细说明，本发明的上述与其他方面，特征与优点将变得更加显而易见，其中：

图1是根据现有技术构造的火花塞的剖视图；

图2是根据本发明的一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图3是根据本发明的另一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图4A是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图4B是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图5是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图6是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图7是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图8是根据本发明的又一方面所构建的火花塞的局部剖视图；

图9是根据本发明的再一方面所构建的火花塞的局部剖视图。

具体实施方式

详细参见附图，图2示出了根据本发明的一个当前优选实施例所构建的火花塞组件20。该组件20包括一环状陶瓷绝缘体22和围绕至少一部分该陶瓷绝缘体22的一金属环状外壳24。一地电极26与外壳24有效连接，而中心电极组件27具有延伸穿过绝缘体22的细长本体，如现有技术一样，该中心电极组件27与地电极26形成一个火花隙29。一传感器组件以21标示，其中，该传感器组件21被组装为形成火花塞组件20的一个整合的组件，用来指示火花塞组件20所放置的汽缸体的缸筒(未示出)内的燃烧压力。该传感器组件21与火花塞组件20相连，从而使得缸筒内的燃烧压力得到精确测量而不受外部压力(比如，当火花塞组件20到达汽缸体，和温度变化，以及/或汽缸盖的不可控变形时，所产生的张力)的影响。

导电金属外壳24可以由任何合适的金属制造，包括各种涂层的和未涂层的刚合金。该壳24具有一通常为管状的主体，以及一通常为环状的外表面28，该外表面28在具有一管筒部分31的上部终端30与下部紧固端32之间延伸。该紧固端32典型地具有一外螺纹或者阳螺纹区域34，从而与汽缸盖(未示出)的内螺纹或者阴螺纹开口螺纹配合。壳24还具有一环状凸缘36，该环状凸缘36径向向外延伸，形成一环状的，通常为平面的密封阀座38，从而依靠从其悬垂的螺纹区域34为汽缸盖的上表面提供密封配合。密封阀座38可以是与垫圈(未示出)成对的，从而有利于在壳24的外表面与汽缸盖之间形成热气密封。或者，密封阀座38可以设置成锥形阀座，从而提供精密公差，以及与汽缸盖的匹配的环状锥形表面形成自封装置。

如现有技术，地电极26与紧固端32连接，且部分示出为具有一通常为单L形状的样式，应该理解，根据火花塞组件20所需的应用，可选用直的，弯曲的，环形的，余摆的和其他配置的多个接地电极，包括二个，三个，四个接地电极的配置，这些电极通过环形孔或其他结构连接在一起以构造特殊的点火表面配置。

所述外壳24的管状壳体具有一内壁或者内表面40，提供一在终端30与紧固端32之间沿着壳的长度延伸的开口空腔42。一环状的内部下凸缘44从邻近紧固端32的内表面40径向向内延伸，从而形成一下部终止表面46。根据图2所示的具体实施例，内表面40在邻近终端30处具有增大的直径区域48，使之与绝缘体14配合。因此，一环状上凸缘或肩部50从该增大的直径区域48径向向内延伸至空腔42的减小的直径区域52。增大的直径区域48从肩部50向上延伸，直到环状翻转部分51均保持为具有基本上笔直的圆柱形的以及不变的直径，该翻转部分51在终端30处径向向内延伸以夹持绝缘体22。壳24还包括一可变形的皮带扣区域53，设计并适用于轴向地和径向向外塌陷，从而对热量和翻转部分51变形后的巨大的轴向压缩力的相关应用做出反应，其中翻转部分51将壳24保持在相对于绝缘体22的轴向上固定的位置，并在绝缘体22与壳24之间形成气密性的密封。还可在绝缘体22和壳24之间使用垫片，粘合剂，填充物或者密封剂，使气密性密封更好，以及提高火花塞组件20的结构完整度。

不同于大多数火花塞壳，壳24在管筒31的上部不具有连接部分，比如用于拆卸和安装燃烧室开口内的火花塞的容置工具的六边形或者其他特征。管筒31的外表面大体上是圆柱形的，具有被插入到传感器组件21内的连接部分，如下所述。

绝缘体22，可包括氧化铝或者其他适合的电绝缘材料，该电绝缘材料具有指定的介电强度，高机械强度，高导热性能，以及对热冲击卓越的抵抗力，可由湿润状态下的陶瓷粉经过压模然后在足够致密和烧结陶瓷粉的高温下进行烧结制成。该绝缘体22具有一细长的主体，该主体具有在上部终端或近端(out of view)与下部远端58之间延伸的环状外表面54。该绝缘体22通常为管状或环状构造，包括一中心孔或者通道60，在邻近终端或近端的上桅杆部分62与邻近远端58的下鼻部56之间纵向延伸。该中心通道60具有变化的横截面直径，通常于终端处或者邻近终端处最大，于核心鼻端58处或者邻近核心鼻端58处最小，从而具有连续的一系列的直径变化的管状部分。这些部分包括第一绝缘体部分61，该第一绝缘体部分61环绕中心电极组件27的接线端头部分65的连接器延伸部分。该第一绝缘体部分61具有一外表面，该外表面过渡到最上端的径向向外延伸的第一绝缘体肩部63，该第一绝缘体肩部63与壳24的翻转部分51紧压配合。该肩部63过渡到第二绝缘体部分64，该第二绝缘体部分64的直径比第一绝缘体部分61的直径大。该第二绝缘体部分64封装于壳24的管筒部分31内。该第二部分64通过一环状锥形的第二肩部67过渡到第三绝缘体部分66。该第三绝缘体部分66优选为直径比第二绝缘体部分64小，通常比第一绝缘体部分61的直径也要小。因此，中间的第二绝缘体部分64从第一绝缘体部分61与第三绝缘体部分64径向向外延伸。该第三绝缘体部分66然后通过第三绝缘体肩部69过渡到直径减小的，锥形的孔鼻部56。

该中心电极组件具有一中心电极71，该中心电极71可以具有任何合适的形状，通过实施例示出但不局限于此，该中心电极71具有一主体，该主体具有一通常在上终端70与下点火端72之间延伸的大致为圆柱形的外表面，并在终端70处具有到直径增加的头部74的径向向外的弧形喇叭状(flair)或锥形体(taper)。该环状头部74有利于放置并密封终端70于绝缘体22内，而点火端72通常从绝缘体22的鼻部56延伸出来。该中心电极71由任意合适的导电材料制得，如火花塞制造领域众所周知的材料，比如各式各样的Ni和Ni基质合金，例如，也可能包括将上述材料涂覆在Cu或Cu基质合金核心上。

一环状内壳76容置于外壳24与绝缘体22之间，在此示出为具有一管状壁77，该管状壁77在邻近于绝缘体22的第二肩部67的上端78与邻近于绝缘体22的最下端第三肩部69的下端80之间延伸。上端78配置为在接头79处安装到外壳24上，在此示出为具有一径向向外延伸的肩部82，该肩部82设置为覆在外壳上肩部50之上并邻近于上肩部50，与轴向上方的外密封座38呈固定连接关系。该接头79在肩部82和50之间可通过各种原理形成，例如通过过盈配合，焊接，钎焊，或者通过组装时的轴向预紧力，例如，其中，接头79是在外壳24与内壳76之间发生接触的仅有位点。该下端80具有一径向向内延伸的环状表面，也被称作肩部84，配置成邻接或者轴向面对绝缘体22的最下端第三肩部69。一环状垫片85可设置于肩部84和69之间，从而形成期望的气密性密封。

整合的压力传感组件21是一种能有效作为压力传感器的压电式基础(piezo-based)的传感器组件。该压力传感组件21通过气缸内压力的变化将被导入火花塞组件20内的机械弹性应变能转变成电输出信号。该输出信号为燃烧提供了重要的信息，其中，该信息被用于控制各式各样的交通工具控制功能。该压电式传感器组件可以是产生可变输出电压作为传感信号的压电的传感器组件，也可以是产生可变电阻作为传感器信号的压缩电阻的传感器，其取决于压电式传感器的选择。

该压电式传感器组件21邻接于管筒肩部或者凸缘36，并从凸缘36沿着管筒31向上延伸。该压电式传感器组件21包括一下电极接头86，一压电式传感器88，一上电极接头90，一隔离器92，以及一上套管94。这些元件按照上述顺序同中心地置于管筒31之上，并通过应用预设的压缩组件预紧力有效连接在一起，以及在装配预紧力下通过比如焊接接头将上套管94与管筒31固定在一起。

下电极接头86为一薄的平面环，其内直径比管筒31的外直径大，从而使得下电极接头86可以通过间隙配合置于管筒31上。下电极接头86的外直径与管筒肩部36尺寸配合，从而置于管筒肩部36之上。同样地，下电极接头86的下表面邻接于管筒肩部36，其上表面则为压电式传感器88提供机械阀座与电连接。该管筒肩部36具有合适的厚度，从而在装配预紧力下不会发生可塑性变形。该下电极接头86可由任意合适的导电材料制得，包括许多纯金属以及合金。但是，优选为下电极接头86由导电材料制成，该导电材料在引擎操作环境下作为电接头的特性使用时不容易发生降解，包括具有抵抗在这种环境中发生的高温氧化和腐蚀过程的能力的材料，比如黄铜，举例但不局限于此。

该压电式传感器88为圆柱形环状或圆盘状。可能有多种横截面构造，该压电式传感器88可以是矩形横截面，包括正方形横截面。该压电式传感器88既可以是产生可变的输出电压作为传感器信号的压电传感器，也可以是产生可变的电阻作为传感器信号的压缩电阻传感器。该压电式传感器88的内直径比管筒31的外直径大，从而使其以间隙配合组装于管筒31上，在组装和操作过程中不与管筒31接触，进而避免传感器88的活动带来的摩擦损耗。该压电式传感器88的内直径与外直径与下电极接头86尺寸配合，从而使得压电式传感器88的下表面置于下电极接头86的上表面上。相同的这种直径关系同样适用于压电式传感器88的上表面与上电极接头90的下表面之间。该压电式传感器88可由任意压电或压缩电阻材料制得。根据本发明的一个实施例，该压电式传感器88是一种由压电陶瓷制成的压电传感器。该压电陶瓷包括钛酸盐，铌酸盐，钽酸盐，钨酸盐或石英。

该上电极接头90为L形环状构造，具有通常为圆柱状的外表面，以及由径向向内延伸的腿部构成的内直径，该内直径比管筒31的外直径大，从而使得上电极接头90可以间隙配合组装于管筒31之上。该内直径的尺寸正好与管筒31的外表面保持隔开和电绝缘。该上电极接头90的外直径尺寸与压电式传感器88的上表面配合，从而使得上电极接头90的下表面覆盖压电式传感器88的上表面。该上电极接头90可由任意合适的导电材料制得，包括多种纯金属和合金。但是，上电极接头90同样优选为由导电材料制得，该导电材料在引擎工作环境下作为电接头的特性使用时不容易发生分解，包括具有抵抗在这种环境中发生的高温氧化和腐蚀过程的能力的材料，比如黄铜，举例但不局限于此。上电极接头90的下表面紧邻于压电式传感器88的上表面，该下表面为压电式传感器88既提供机械阀座，又提供电连接。用于传输组件的电信号输出的与压电式传感器组件21的电连接是通过上电极接头90完成的，优选为利用信号线(未示出)达到合适的电连接。任意合适形状的电连接均可使用，比如同轴电缆。

隔离器92为倒棱的圆柱形环状或圆盘状。可能有多种横截面构造，该隔离器92通常是矩形横截面，包括正方形横截面，以及平的下表面和凸起的上表面，或是由至少一个斜面截顶的上表面，在此示出为沿着相对圆周边缘具有小的倒角或半径。通过改变倒角的数量，长度及其角度，从而确保线接触，力作用线的轴向可径向地向内或向外移动。通过使用会聚的倒角将接触限制为线接触，与传感器组件相关的径向力的应用，包括与热膨胀相关的元件的错配可被减少，此外，径向力的应用可更精确地控制其施力的位置与施力的大小。通过减小接触面积，通过表面作用于相关组件上的力的不均匀性也得到减少。该隔离器92可由任意电绝缘材料制得，可用于与上电极接头90和压电式传感器88电隔离。该隔离器92还是一个机械传动结构，将机械能量传递给上电极接头90和压电式传感器88，并优选由在引擎工作环境下特别是在压缩时具有高弹性模量的材料制得，比如陶瓷。该隔离器92的直径比管筒31的外直径大，从而使得隔离器92可以以间隙配合置于管筒31上，尺寸大小为使隔离器92在生产制造过程中和压电式传感器组件21操作下不与管筒31接触，从而避免隔离器92轴向运动引起的摩擦损失。该隔离器92的内外直径与上电极接头90的上表面尺寸适当配合，使得隔离器92的下表面置于上电极接头90的上表面之上，同时也装配于上电极接头90的L形构造之内。该隔离器92的高度足够高使得上电极接头92的L形腿部与上套管94之间电隔离与机械隔离。该隔离器92可由任意合适的介电材料制得。在以下典型实施例中，隔离器92由氧化铝基陶瓷制得，比如隔离器22所使用的材料。

上套管94与管筒31的外表面啮合并焊接。压电式传感器组件21的元件在上管筒94施加于隔离器92的上表面的压力产生的压缩预紧力下彼此接触连接。上套管94与管筒31的焊接将“装配时”的预紧固定在某预定的预紧力下。圆柱形环状的上套管94具有的内直径基本上比管筒31的外直径大，从而使得上套管94可被组装，通常为置于管筒31之上。上套管94包括一向内延伸的成直线的唇96。唇96的内径比管筒31的外径稍小，从而形成轻微干涉配合，有助于上套管94的同轴定位。上套管94的圆柱形环状具有一变薄的部分97，例如，该部分因为套管94中央部分的内径上的埋头孔的引入而变薄。通过变薄的部分97的引入，上套管94的弹性灵活性得到提高，为上套管94提供了类似弹簧的径向响应。上套管94的外表面具有一合适的火花塞连接特征98，比如六角形或双六角形。该特征尺寸优选为符合相关火花塞应用的这种类型的工业标准工具尺寸。当然，某些应用还可是非六角形的工具接受接口，比如接受标准活动扳手的插槽，或其他已知赛车火花塞、其他应用以及其他环境的其他形状。该上套管94还可包括一凸缘，可适用于信号电缆与连接器(未示出)的连接，该连接器可用于从压电式传感器组件21发送输出信号给信号处理装置，比如发动机调节器或其他发动机诊断装置。可选择地，上套管94还可以不具有凸缘。该上套管94可由任意合适的材料制得，包括各种等级的钢和厚钢板。但是，上套管94优选为采用热膨胀系数比钢小或尽可能接近陶瓷绝缘体材料的材料制得，比如，可伐合金(Kovar)，最好为发动机工作环境下具有增强性能的材料，包括具有抵抗上述环境下发生的高温氧化和腐蚀过程的能力。可伐合金是一种名义上的镍钴铁合金，其重量组分为29％镍，17％钴，0.30％锰，0.20％硅，0.02％碳，其余由铁补足。在具体实施例中，上套管94由可伐合金制得。上套管94的下表面紧邻于隔离器92的上表面，从而为隔离器92提供机械阀座。

在组装时，压电式传感器组件21的元件在大约360磅的预定压缩预紧力下设置于管筒31之上，然后将上套管94激光焊接到管筒31上，从而将预先装配的元件固定。在将已完成的火花塞组件20连接到汽缸盖的螺纹开口时，发生在壳24的外螺纹区域34和密封阀座38之间的由汽缸盖所施加的力在传感器组件21的组装中并不会对作用于传感器88上的压缩“如装配”预紧产生明显的影响。这主要是因为内壳76的关系，在火花塞组件20与汽缸盖连接时该内壳76可阻止作用于外壳24上的力量转移给传感器组件21。当拉力分布于外壳24的螺纹区域34之上时，内壳的壁77基本上可不受上述作用力的影响，因此，基本上没有任何力量会穿过而转移至绝缘体22，从而，绝缘体22会相对于外壳24保持基本固定。同样地，作用于传感器组件21之上的预紧力保持“装配时”一样。在火花塞组件20工作时，随着燃料-空气混合物的每一次燃烧，膨胀的燃烧气体压力会轴向作用于绝缘体22的鼻部56。从而使得绝缘体22抵靠壳24的翻转部分51，并引起管筒31产生与压电式传感器组件21相反的循环的弹性拉伸变形。在燃烧过程中壳24的这种弹性拉伸同样循环降低压电式传感器组件21“装配时”的预紧力，并产生与由燃烧气体产生的压力相关的电信号，其中，信号可如上所述通过上电极接头90输出。此外，内壳76提供了增强的弹性，因为其并不直接被汽缸体压迫，从而增强了现有技术中绝缘体22在壳124内轴向运动的自由度，从而，最终从传感器组件21中发出更大，改进的以及更具有代表性的信号。

如图3所示，根据本发明的另一方面所构造的火花塞组件示出为120，其中，采用与上述相差因子100的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。本实施例中，一个明显的区别在于外壳124并不形成如上所述的组件的管筒，而是，管筒131由金属内壳176形成。同样地，外壳124终止于凸缘136处，在内壳的向外延伸的肩部182与凸缘136之间形成一固定的接头179，通过比如焊接，钎焊任意合适的连接从而形成气密性密封，其中内壳176从下末端180向上延伸越过外壳124的凸缘136到达翻转部分151。该翻转部分151具有如上所述相同的功能，为绝缘体122的第一肩部163提供密封配合，其中，绝缘体构造如上所述。由内壳176形成的管筒131构造基本与上面所述相同，包括一弯曲区域153，因此，该部分不再赘述于此。此外，在内壳176的下末端180与外壳124的下凸缘144之间形成一弹性密封99。该密封99可防止进入内壳176的外表面187与外壳124的内表面之间的小环状间隙或间隔189所带来的污染。该密封99的形成使得不沿轴向传递主要的力量，由于其轴向的弹性，从而避免了负载向传感器组件121的转移。但是，密封99可成型于有助于防震，其中，密封99可由任意合适的弹性材料制成环形，或其他合适的材料，比如弹簧垫圈，圆锥形弹簧，弹性薄膜，等等。该传感器组件121的整体构造保持与如上所述相同，并以相同的方式组装，通过将各种元件放置于内壳176的管筒131之上，然后施加预期的预紧力，通过套管194维持在传感器之上。火花塞组件120的功能基本相似，尤其是在组装到汽缸盖时施加于外壳124上的任何力量都不会影响作用于传感器组件121的传感器上的“装配时”的预紧。

如图4A所示，根据本发明的另一方面构造的火花塞组件，用220标示。其中，采用与上述相差因子200的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。该火花塞组件的结构与火花塞组件120相似，其中管筒由金属内壳276制得。但是，平面的基本平行的外壳224与内壳276之间并没有形成固定的接头，固定的接头279而是通过折叠的接头形成，其中，外壳224上的从密封凸缘236径向向外延伸的材料被折叠或轧制于内壳276上的环形的径向向外延伸的凸缘101之上。当外壳224被固定于内壳276上时，同时具有内壳276与外壳224材料的表面形成了一个环状平面，下电极接头286抵靠于此。另外，火花塞组件220的功能基本与上面所述相似，尤其是在组装到汽缸盖时施加于外壳224上的任何力量都不会影响作用于火花塞组件220的传感器组件221的传感器288“装配时”的预紧。

如图4B所示，根据本发明的又一方面构造的火花塞，用320标示，其中，采用与上述相差因子300的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。如上一实施例一样，将外壳324与内壳376连接的固定接头379成形为折叠的接头。但是，本实施例中，从外壳324的密封凸缘336径向向外延伸的内壳376上的材料被折叠或轧制于密封凸缘336之上。抵靠于环状的平面上的下电极接头386整体由内壳376的材料形成。另外，火花塞组件320的构造和功能基本与组件220的相同，尤其是在组装到汽缸盖时施加于外壳324上的任何力量都不会影响作用于火花塞组件320的传感器组件321的的传感器388上的“装配时”的预紧。

如图5所示，根据本发明的再一方面构造的火花塞，用420标示，其中，采用与上述相差因子400的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。火花塞组件420与图3中所示的组件120相似，包括一传感器组件421，但是，外壳424安装于内壳476的位置有所不同。固定接头479形成于内壳476的下末端480处或者附近，而非形成于外壳424的密封凸缘436之上，内壳476与外壳424的剩余部分仍然保持间隔并被间隙489分离。随着接头479成形于本位置，最佳热传递为从绝缘体422到外壳424的螺纹区域434，然后到达汽缸盖。此外，在内壳476的外表面487与外壳424的内表面之间形成的一个小的环状平面间隙489通过接头479与燃烧气体脱焊(sealed off)，从而避免燃烧气体的任何影响，否则，燃烧气体会影响通过火花塞组件420的传感器421对燃烧力量的精确检测。

如图6所示，根据本发明的再一方面构造的火花塞，用520标示，其中，采用与上述相差因子500的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。该组件520与前面所述组件420相似，包括一传感器组件521，但是，内壳576延伸到下末端580从而与外壳524的紧固端532平齐。一轴向延伸的固定接头579恰好紧邻于内壳576与外壳524分别的自由端580，532，该内外壳576，524邻近于绝缘鼻556的远端558。正如上述实施例一样，内壳576与外壳524沿着间隙589保持彼此分离，从而避免传感器组件521对气缸内的燃烧力量的精确检测能力。

如图7所示，根据本发明的再一方面构造的火花塞，用620标示，其中，采用与上述相差因子600的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。该组件620与图5，图6中所示相似，包括一传感器组件621。但是，外壳624与内壳676上均成型有螺纹区域634。该内壳676形成螺纹区域634的下端，而外壳624形成螺纹区域634的上端。在构造中，内壳676在径向延伸的固定接头679处与外壳624连接，该固定接头679在绝缘体622最下端的第三肩部669附近，基本上垂直于螺纹区域634延伸。

如图8所示，根据本发明的再一方面构造的火花塞，用720标示，其中，采用与上述相差因子700的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。该组件720与图7中所示相似，包括一传感器组件721，但是，内壳776成型为螺纹区域734的中间部分，而外壳724成型为螺纹区域734的上部分和下部分。与图7中具体实施例一样，构造中，内壳776与外壳724通过一对径向延伸的固定接头779连接，该固定接头779在绝缘体722最下端的第三肩部769附近基本上垂直于螺纹区域734延伸，然后，成型加工出螺纹区域734。

如图9所示，根据本发明的再一方面构造的火花塞，用820标示，其中，采用与上述相差因子800的相同附图标记标示如上面所述相似的特征。该火花塞组件820具有一外壳824，一内壳876以及一中心电极组件827，构造基本与图2相同。但是，该火花塞组件820具有一传感器组件821，设置于外壳824与绝缘体822之间，而非外壳的表面。该传感器组件821被包裹在绝缘体822最上端径向延伸的第一肩部863与外壳824的翻转部分851之间。同样地，该传感器组件821可感应出直接来自于绝缘体822的相关运动带来的燃烧压力。

显然，根据以上教导，本发明还可进行各种不同的修改和变化。因此，应该理解，只要在所附权利要求的范围之内，除非特别说明，本发明均可实现。

Claims (14)

1.一种火花塞组件，包括：

一通常为环状的陶瓷绝缘体；

一围绕至少一部分所述陶瓷绝缘体的金属环状外壳；

一与所述外壳有效连接的地电极；

一容置于所述陶瓷绝缘体内的中心电极，所述中心电极和所述地电极形成火花隙；

一环绕所述绝缘体的力传感器；以及

一容置于所述外壳和所述绝缘体之间的环状内壳，所述内壳具有与所述绝缘体沿轴向相对的第一表面。

2.根据权利要求1所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳具有与所述外壳沿轴向相对的第二表面。

3.根据权利要求2所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳被固定于所述外壳上。

4.根据权利要求2所述的火花塞组件，其特征在于，所述绝缘体具有一延伸至减小直径的鼻部的肩部，所述第一表面与所述肩部相对。

5.根据权利要求4所述的火花塞组件，其特征在于，所述外壳具有一径向向外延伸的凸缘从而提供一密封阀座，所述第二表面与所述凸缘相对。

6.根据权利要求2所述的火花塞组件，其特征在于，一环状间隙在所述内壳与所述外壳之间从所述第一表面延伸至所述第二表面。

7.根据权利要求6所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳被固定于靠近所述第二表面的所述外壳上。

8.根据权利要求7所述的火花塞组件，其特征在于，所述外壳具有与所述绝缘体沿轴向相对的末端。

9.根据权利要求1所述的火花塞组件，其特征在于，所述力传感器被设置于所述外壳与所述绝缘体之间。

10.根据权利要求9所述的火花塞组件，其特征在于，所述外壳具有与所述力传感器沿轴向相对的末端。

11.根据权利要求1所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳延伸至下末端，所述内壳被固定到靠近所述下末端的所述外壳上，所述内壳的剩余部分通过一间隙与所述外壳保持相隔。

12.根据权利要求11所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳具有一径向向外延伸的肩部，所述外壳具有一径向向外延伸的凸缘，所述肩部与所述凸缘通过所述间隙彼此轴向相隔。

13.根据权利要求1所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳延伸至上末端，所述内壳被固定于靠近所述上末端的所述外壳上，所述内壳的剩余部分与所述外壳通过一间隙彼此相隔。

14.根据权利要求13所述的火花塞组件，其特征在于，所述内壳具有一靠近所述上末端的径向向外延伸的肩部，所述壳具有一径向向内延伸的肩部，该径向向内延伸的肩部固定于所述径向向外延伸的肩部。

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