CN110168825A - 具有梭动电极的火花塞 - Google Patents

Abstract

提供了用于包括燃烧室(11)的内燃发动机(2)的具有梭动电极的火花塞(1)，用中性气体稀释的主要装料(12)在所述燃烧室(11)中被点燃，所述火花塞(1)容纳分层腔(15)，在所述分层腔(15)中中心电极(6)打开并且在所述分层腔(15)中分层喷射器(17)能够在压力下喷射由易燃的可燃物‑AF燃料混合物组成的引燃装料(18)，所述腔(15)由分层导管(16)连接到所述燃烧室(11)，而梭动电极(20)插置在所述中心电极(6)和接地电极(7)之间并可在所述分层导管(16)中平移。

Description

具有梭动电极的火花塞

本发明的主题是具有梭动电极的火花塞，其允许借助于仅火花或借助于公知的引燃装料点燃被引入内燃发动机的燃烧室中的主要装料，所述火花塞被设计为优化所述引燃装料的效率以点燃所述主要装料。

根据当前技术，往复式内燃发动机的最大和平均效率相对较低。在汽车中，奥托循环主动点火发动机的最大效率为约35％，并且柴油循环发动机的最大效率为约40％。关于汽车发动机的当前平均效率，对于主动点火发动机通常小于20％，并且对于柴油发动机小于25％。

在所述发动机中，通过燃料的燃烧而释放且未转换成有用功的能量的一部分主要在冷却系统中和在所述发动机的排气口处以热的形式被耗散。

除了效率低外，汽车中使用的往复式内燃发动机产生对环境和健康有害的污染气体和颗粒。

尽管有这些不利的特征，由于缺乏提供更好的能量、环境、功能和经济妥协的其它解决方案，奥托或柴油循环内燃发动机安装在世界上流通的几乎所有机动车辆上。

这种情况解释了发动机制造商通过一切手段为改进内燃发动机的能量和环境平衡在研究和开发中做出的巨大努力。这些努力特别是旨在完善用于构建此类发动机的技术，并用允许实现新策略的新特征补充它们。

这些策略之一是用中性气体或富含氧的新鲜空气稀释往复式内燃发动机的空气和燃料装料。

本发明聚焦于此类稀释，且特别是旨在针对最经常地消耗汽油或天然气的具有主动点火的往复式内燃发动机。

用新鲜空气或用预先冷却的排气稀释主动点火发动机的装料允许增加所述发动机的平均和/或最大热力学效率。这对所产生的相同数量的功导致减小的燃料消耗。

当主动点火发动机在部分扭矩中操作时，将稀释的装料引入其气缸中比引入未稀释的装料产生更少的泵气损失。所述损失的减小是由于稀释的装料在相同的能量含量下具有较大的体积这一事实。因此，为了将相同量的能量引入所述气缸中，通常借助于节流阀产生的在所述发动机的进气时的节流较不明显，且出现在所述进气口处的气体的压力较高。

此外，在相同的能量被引入主动点火发动机的气缸中的情况下，稀释装料增加了质量和后者的总热容量。因此，所有东西都是相等的，所述装料的燃烧发生在较低的温度下。除了减小由燃烧产生的氮氧化物的量以外，所述低温还减小气缸的壁处的热损失，这是由于所述装料将热的一部分转移至所述壁。

最后，如果装料特别是用氧含量低或甚至不含氧的中性气体稀释，则所述装料对空气-燃料混合物的未受控的自点火较不敏感。这个自点火负责嘎嘎作响，这是一种由爆震燃烧表征的不期望现象，爆震燃烧使主动点火发动机的效率下降并损坏其机械部件。由装料的稀释提供的嘎嘎作响的减敏允许所述发动机在较高的压缩比下操作，或在可能提高效率的最有利的时间触发的点火的情况下操作，或两者。

在稀释的空气和燃料装料的这个特定上下文中，存在对化学计量混合物操作的主动点火发动机，所述发动机在也被称为“稀混合物”的过量空气中操作。

对化学计量混合物操作的发动机仅与三向催化转化器(一种后处理从燃烧产生的污染物的公知的设备)兼容。所述催化转化器负责燃烧没有在热发动机的燃烧室中燃烧的碳氢化合物。这个燃烧的产物是已经存在于大气中的水蒸气和二氧化碳。所述三向催化转化器也完成众所周知造成污染的一氧化碳的氧化以同样将其转化成二氧化碳，并将氧化氮还原为大气二氮，其构成地球大气的大约78％且在本质上是无污染的。

通过三向催化作用来还原氮氧化物要求被引入发动机中的装料是化学计量的，也就是说，其包含燃烧所述装料中包含的碳氢化合物所需的正确数量的氧。过量的氧使得无法通过三向催化转化器还原氧化氮。因此不可能借助于三向催化转化器来后处理在过量空气中操作的发动机的排气中包含的氮氧化物。

这解释了为什么—为了满足更加严格的环境管制—在过量空气中操作的发动机现在配备有特别设计成还原氮氧化物的装置，诸如氮氧化物阱或用于将氮氧化物选择性地还原为尿素的某种类型的催化装置。此类装置通常放置在双向氧化催化转化器以及越来越经常地放置在颗粒过滤器的出口处，该双向氧化催化转化器预先已燃烧未烧的碳氢化合物且已完成一氧化碳的氧化。

自从Euro VI标准在欧洲生效以来，假定柴油发动机在过量的空气中自然地操作，几乎所有欧洲柴油汽车都配备有后处理氮氧化物以将它们转换成二氮的装置。

这些装置的问题是，它们是昂贵的、复杂的，以及它们的尺寸和维护限制高到所述装置几乎仅用在可能实际上只在过量空气中操作的柴油发动机上的程度。

就主动点火发动机而言，发动机制造商通过一切手段努力使它们与化学计量混合物一起工作，使得它们保持与基本上简单且廉价的三向催化转化器兼容。

为了获益于由主动点火发动机的装料的稀释引起的燃料消耗的减少而不必遭受氮氧化物阱或用于将氮氧化物选择性地还原为尿素的催化装置的特定的经济缺点，因此不是用富含氧的空气而是用不含氧的中性气体来稀释所述发动机的所述装料是必要的。

通常通过发动机本身的排气的再循环来供应这后一气体，所述气体不再包含氧且变得可得到和丰富。这个策略被称为“排气再循环”，且更精确地缩写为“EGR”。

所述气体在高温下在主动点火发动机的排气口处离开，必须在将它们与新鲜气体混合之前降低它们的温度，以便防止它们使被引入所述发动机中的装料过热。

这个策略被称为“冷却EGR”，其需要在将再循环的排气与所述发动机接收到的新鲜气体混合之前使再循环的排气冷却。该术语由法国汽车驾驶员以“EGR refroidi”的“法语”形式使用。

出于至少两个目的，需要预先冷却EGR气体。

首先，由主动点火发动机消耗的EGR气体/新鲜气体混合物的温度必须保持低，使得当在全扭矩下操作时所述发动机的体积效率保持高。实际上，对于给定吸入压力，被引入所述发动机的一个或多个气缸中的所述混合物的质量更加重要，所述混合物是冷的。EGR气体的预先冷却变得更加必要，如果所述发动机由涡轮增压器或由任何其它装置增压。

其次，EGR气体/新鲜气体混合物越热，它就越多地促进对所述发动机的效率有害的嘎嘎作响的出现。

问题是，用冷却EGR稀释的装料的氧含量低。这是相矛盾的，因为这也是特别是为了使装料保持化学计量和抵抗嘎嘎作响而寻求的目的。这种氧耗尽使燃烧的初始化变得更难以实现，并且所述燃烧的发展比当所述装料不用冷却EGR稀释时更慢。

在主动点火发动机中，燃烧的初始化通过在彼此相距几十毫米定位的两个电极之间形成高温电弧而发生。

当用冷却EGR大量地稀释空气-燃料装料时，电弧穿过整体上氧和燃料含量低的混合物。如果将火花塞的阴极与阳极分离的一毫米的十分之几的空间意外地不包含充分可燃的EGR气体/新鲜气体混合物，则失火的风险增加，因为实际上异质性不可避免地在燃烧室的三维空间中产生，该三维空间具有在氧和/或燃料含量上比其它空间更丰富的气穴。

如果燃烧如所需的被初始化，则包含在装料中的燃料能量开始作为热而释放，并且火焰开始发展。为此，所述火焰通过连续方法一个可燃层接一个可燃层地将其热传递到周围的EGR气体/新鲜气体混合物。每一层被前一层带到其点火温度，燃烧并释放热，并将热传递到下一层，依此类推。根据链式反应的原理，火焰在主动点火发动机的燃烧室的三维空间中传播。

冷却EGR的主要问题是，它使燃烧的初始化变难，然后明显减慢燃烧的发展，这均是由于其温度的总体减小以及由于在燃烧室的体积内以及因此在火焰的路径上发现的可燃物和/或燃料的含量的异质性。

而且，实验表明，冷却EGR装料含量越高，发动机就变得越不稳定。从某个含量起，失火发生并且效率(其直到现在为止还倾向于随着装料的冷却EGR含量而增加)降低。超过所述EGR中的某个含量，主动点火电动机停止，燃烧无法初始化其自身。

还观察到，排气的未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳含量与装料的冷却EGR含量同时增加。这是由于混合物的两个气穴燃烧太差而不能在其路径上被火焰适当地遇到以及发动机的燃烧室的冷内壁附近的火焰截留的边界层变厚。

实验还表明，点火功率越高，就越可能增加装料的冷却EGR含量而不显著影响发动机的稳定性。

因此，很多研究实验室诸如美国的“西南研究院”开发了越来越强大的电动点火装置，以便推动装料的冷却EGR含量的可达限制。这个策略的目的当然是提高主动点火发动机的效率。

在寻找电动点火的功率中避开的问题是，它们的性能随着它们的功率迅速降低。需要更多的电功率以得到越来越少的额外点火功率。

此外，只有在电极远离火花塞移动以给火花更多的机会来越过可燃气穴或火花的持续时间增加或火花重新出现时，高电功率才是有益的。这导致越来越高的电压和电功率，其使实现火花塞的电绝缘同时大幅减小火花塞的寿命变得更复杂。点燃装料的困难也源于下面的事实：冷却EGR在增压的主动点火发动机上是更加引起兴趣的，主动点火发动机对嘎嘎作响的敏感度被设法通过一切手段减小。然而，增压压力越高，在火花感应的时刻在火花塞的电极之间的EGR气体/新鲜气体混合物的密度就越重要，以及引起所述火花所需的电压就越高。

从这个观点看，冷却EGR未在正确的方向上前进，因为在相同的能量被引入发动机的气缸中的情况下，电极之间的气体的质量增加，所述气体对自点火的阻力也增加。

应注意，属于申请人的专利FR 2 986 564是对这些问题的强力回应。在所述专利中提到的内燃发动机的火花点燃和高压力分层装置提议在高压力下在火花塞的中心中且紧接在火花被触发之前喷射高度可燃的近似化学计量的引燃装料，因为用冷却EGR稀释且在燃料含量上可能是稍微丰富的。

一旦由所述装置喷射，所述引燃装料就浸没火花塞的电极，电弧一在所述电极之间形成，所述装料就立即点燃并释放其包含的能量。因此，所述装料本身构成点火手段，其功率比被允许点燃其电弧的功率大几百到几千倍。实际上不可能仅用电动工具来得到此类点火功率。

经验表明，与仅利用单个最强大的电动点火装置的大约30％的比率相比，大约50％的冷却EGR比率对于此类装置是可能的。

应注意，在专利号FR 2 986 564中采用的方法以相关形式存在于发明人FredN.Sauer和J.Brian Barry的美国专利号4,319,552中或在属于Bosch公司的专利号DE 4140 962 A1中。

在任何情况下，Orbital公司的美国专利号6,564,770不落在这个类别中，因为根据其描述，其目的是确保在相对低的压力下主要装料的构成尽可能均匀，且不提供用于点燃用EGR高度稀释的主要装料的引燃装料。

专利号FR 2 986 564且在刚刚列出的相关专利中描述的装置的问题不是在于燃烧的初始化(其非常高效)，而是在于所述燃烧的发展。特别是，当在主要装料中的包含的燃料的烧过的部分达到大约50％时，燃烧几乎不再进展，使得燃烧整个主要装料所需的总时间大于燃烧用冷却EGR稀释的整个主要装料所需的时间。

作为结果，由于燃烧发展得太慢，损失了冷却EGR的潜在能量增益的部分。

然而，如果一方面可能用冷却EGR含量为大约50％的主要装料同时地操作主动点火发动机，而另一方面具有与所述发动机燃烧未稀释的装料时存在于同一所述发动机上的燃烧的稳定性和总燃烧持续时间相当的稳定性和总燃烧持续时间，将发现冷却EGR的最大益处。

解决方案可来自预燃室的使用，引燃装料将被引入预燃室中，所述预燃室能够容纳火花塞的电极并且甚至形成所述火花塞的整体部分，如在美国专利号4,319,552中所提议的。

此类预燃室的第一个优点是，其潜在地维持引燃装料尽可能地接近火花塞的电极，这可能在点燃所述装料之前限制所述装料在主动点火电动机的主燃烧室中的分散。

此类预燃室的第二个优点是，一旦被点燃，引燃装料就对所述预燃室加压，所述预燃室经由包括在所述预燃室中的孔在高速下将燃烧气体火炬发送到主动点火发动机的主燃烧室中。

借助于火炬点燃主要装料非常有效，因为不是从燃烧室的中心开始，如针对普通火花塞情况就是这样，火焰在燃烧室的多个地方被初始化，并从室的周边朝向室的中心径向地且在每个火炬之间相切地快速发展。

燃料的能量因此在非常短的时间内被释放，这对主动点火发动机的化学计量效率是有利的，因为不仅触发从功方面来说更有效率，而且从此类快速燃烧产生的对嘎嘎作响的减小的敏感度允许以显著更高的体积比操作所述发动机。

在任何情况下，美国专利号4,319,552或在属于申请人的专利FR2,986,564中或在前面提到的相关专利中提议的解决方案均不能与涉及仅将燃料而不是空气和燃料的混合物喷射到预燃室中的多个专利相比较。

这些专利包括例如属于Fluid Research Limited的专利号GB 2 311 327、属于Tice Technology Corp.的美国专利号4,864,989、属于General Motors的美国专利号4,124,000、属于Ford Motor Company的美国专利号4,239,023、属于发明人Dieter Kuhnert的美国专利号4,892,070、属于发明人Radu Oprea和Edward Rakosi的美国专利号2001/0050069 A1或属于发明人William Attard的美国专利号2012/0103302 A1，由德国公司“Mahle”为Formula 1的发动机开发的被称为“湍流射流点火装置”的点火系统基于这些专利的原理。

实际上，在上面提到的专利中阐述的解决方案(旨在用于所谓的“贫燃”主动点火发动机，唯一目的是使点火点周围的燃料装料丰富，因为装料整体上的燃料含量低但氧含量丰富)与在专利FR 2 986 564和相关专利中阐述的解决方案(主要旨在用于在装料用冷却EGR大量稀释的情况下操作的主动点火发动机，并且旨在在点燃点周围提供燃料含量和氧含量都丰富的混合物，因为装料整体上的燃料含量和氧含量都低)之间存在根本差异。

此时注意，如在专利号FR 2,986,56中提议的，喷射由空气和燃料组成的高度易燃的引燃装料以用所述装料包围火花塞的电极允许有效地点燃用EGR强烈稀释的主要装料。

还注意到，一旦所述主要装料被点燃，燃烧就快速发展，直到包含在所述装料中的燃料的总量的约50％已被燃烧为止。超出所述50％，燃烧更慢地发展，使得从主要装料中的某个EGR含量起，主动点火发动机的热力学效率减小而不是如所预期的增加。

如在美国专利号4,319,552中提议的，假设如果引燃装料被喷射到预燃室(火花塞的电极容纳在预燃室中)中，则超出50％的燃烧的发展的后一问题将全部或部分地得到解决。

实际上，此类预燃室通过它的孔喷射高速驱动的燃烧气体的火炬，燃烧气体将在点燃点周围的显著径向长度上初始化燃烧，但也将在火焰峰上开沟，这将增强火焰垂直于所述火炬的发展。

然而，后一解决方案由于很多原因而不是完全令人满意的，其中一些原因导致放弃基于预燃室的点火装置，特别是在主动点火发动机的背景中。

实际上，为了高效，预燃室必须具有足够突出的圆顶，使得孔(燃烧气体通过该孔被喷射以形成火炬)不接触发动机的冷内壁。通过在高速下穿过所述孔，所述气体使所述圆顶变热，圆顶从某一温度起以与由Stuart Herbert-Akroyd发明并在1891年12月4日的专利CHD4226中描述的内燃发动机的点火系统相同的方式表现得像“火焰球”一样。此类热点然后可能导致不被火花控制的主要装料的意外点燃。可能跟随的嘎嘎作响有可能损坏或甚至破坏主动点火发动机。

一个解决方案可以是集中地冷却所述圆顶以防止其变成热点。然而，所得的热输出一方面将消极地影响燃烧气体火炬(其温度和速度在它们穿过所述圆顶中的孔期间减小)的效率，并且另一方面影响主动点火发动机的热力学效率。

换句话说，圆顶太热或太冷，且最重要地，点燃主要装料变得太依赖于预燃室和引燃装料。这一依赖性是当主动点火发动机需要用EGR很少或不稀释其主要装料时的障碍，其出现在很多情况中。

实际上，被带到高压力的空气-燃料装料的形成从能量方面来说不是自由的。首先必须压缩空气，这需要由主动点火发动机本身驱动的压缩机，然后将燃料喷射到所述空气中。另一策略可在于直接压缩预先形成的空气-燃料混合物。

应注意，由于其不可忽略的能量成本，在相同的点火效率的情况下，与主要装料的质量相比，引燃装料的质量越小，主动点火发动机在高速率EGR下操作时的最终能量输出就越好。因此必须尽一切努力来赋予引燃装料相对于所述引燃装料的质量点燃最多量的主要装料的特定效率。

换句话说，在相同的点燃效率下，引燃装料必须在可能的最低压力下实现可能的最小量的空气-燃料混合物的压缩。

然而，与引燃装料的压缩有关的能量消耗并不总是被证明是正当的，特别是当主要装料很难或根本不用EGR稀释时。然而，在部分装料的情况下—其表征车辆发动机在其大部分操作时间中的操作，可借助于进气门的灵活控制来减小泵气损失。

在部分装料的情况下，被称为“可变阀致动”的这个策略有利地代替EGR并实现与所述EGR允许的那些主动点火发动机产量类似的主动点火发动机产量，而不必依靠高度消耗能量的引燃装料。

在强涡轮增压下的大量装料也可以是另一情况，其中引燃装料是不必要的。

实际上，EGR在相同的能量被引入主动点火发动机的气缸中的的情况下增加所需的升压压力。在非常大量的装料的情况下且当所述发动机的装料用EGR被稀释时，为了得到主动点火发动机的期望功率，增压器压缩机必须比装料不被稀释时更努力地工作。超出EGR的某个速率，放置在发动机的排气口中的涡轮机不再具有足够的功率来驱动所述压缩机。可接近的EGR的速率被限制到引燃装料不再需要确保燃烧的初始化和发展的程度。

简而言之，理想的解决方案将是，当主要装料很难或根本不用EGR稀释时借助于常规火花塞以及当主要装料用EGR高度稀释时如果对预燃室是可能的则借助于具有引燃装料的引燃点火装置来点燃所述装料。

第二火花塞可以最终补偿这个需要。然而，实质上不可能在配备有每气缸四个阀和直接通向燃烧室的喷射器的现代汽车发动机的气缸盖中容纳所述第二火花塞。

所以如果我们想要同时受益于一方面当我们根据专利FR 2 986 564中陈述的原理依靠引燃装料喷射时如例如在美国专利号4,319,552中所述的预燃室以及另一方面具有常规火花塞的常规点火的优点，我们必须能够在常规火花塞操作时回缩所述预燃室，反之亦然。

此外，当预燃室被使用时，所述预燃室必须不表现得像“火焰球”点火装置，如前面提到的，或至少主要装料的燃烧的初始化必须在所选择的时间被有效地触发且不在未受控的时间出现。

这涉及冷却预燃室的燃烧节段以可能触发自燃而在包含主要装料的发动机的燃烧室的三维空间中扩散燃烧气体火炬时不减小所述预燃室的效率。

然而，在现代增压发动机几乎总是接收直接汽油喷射的情况下，预燃室(为了点亮引燃装料的目的而在预燃室中容纳火花塞的电极)的采用几乎是不可能的，如果我们想要用相同的手段能够点燃主要装料而不依靠引燃装料。

实际上，极大地稀释用EGR冷却的装料在这种类型的发动机上是非常有利的。然而，具有直接喷射的增压发动机的火花塞的电极必须突出，使得由燃料喷射器形成的高度易燃的燃料混合物浸没所述电极。现在，如果所述电极在设置有孔的预燃室内部，则不满足这种情况且无法再保证燃烧的初始化。为了避开这个问题，总是依赖由引燃装料点燃将是必要的，而引燃装料的能量成本并不是不重要的。

如果火花塞的电极被容纳在预燃室中，燃料混合物到达所述电极的困难例如在属于PeugeotAutomobile的专利号EP 1 464 804 A1中具体地得到解决，所述专利主张促进预燃室内部的空气-燃料混合物的部分渗透通过所述预燃室的壁中的孔的相当大的直接喷射压力。而且，后一专利继承了同一申请人的专利号EP 1 411 221 A2的原理，其中在其中隐含地处理的“火焰球”效应可能由预燃室产生并且汽车驾驶员害怕其会触发嘎嘎作响。

实际上，在所述专利的权利要求10中，提议了由在20℃下具有至少10W/K/m和优选地至少30W/K/m的导热率的合金构建预燃室的壁。应理解，这个特征被寻求，使得预燃室的壁可以尽可能快地冷却以避免“火焰球”效应。

在同一专利的权利要求13中，还发现预燃室的壁和孔可被涂覆有耐火金属，这指示对也保持材料足够热以便不过度减小燃烧气体火炬的温度并避免太多的热输出到热发动机的冷部分的需要。然而，此类耐火材料将无法不促进“火焰球”效应，该效应同样是不能克服的。

也容易理解，在前面提到的专利EP 1 464 804 A1和EP 1 411 221 A2中公开的潜在问题以不同的形式存在于描述其中布置有预燃室的火花塞的很多专利中。这些专利包括在号码DE 0 675 272 A1及其变形WO 03/071644 A1下已知的那些专利和在号码EP 1 143126 A2或EP 1 701 419 A1下公布的那些专利。

将注意到，制造具有集成预燃室的火花塞的想法是旧想法，如由1936年7月14日的美国专利号2,047,575证明的。

而且，在这些专利中公开的火花塞包括由具有孔的简单盖组成的“被动”预燃室。这种类型的预燃室主要在稳定速度下操作的发动机中使用。实际上，提供所述预燃室的孔的节段，使得在预燃室中包含的装料部分点燃时获得足够的压差，使得燃烧气体火炬通过所述孔达到足够的喷射速度。

问题是，如果预燃室经由所述孔变空，则其也经由相同的孔填满。因此，此类火花塞的使用是由于孔的节段和发动机的旋转速度之间的精确平衡。这帮助解释了这种类型的花火塞为什么未在主动点火发动机的速度不断变化的汽车中使用。

除了由预燃室的高温及其填满和变空造成的问题以外，应注意，在由空气和燃料的混合物组成的引燃装料的喷射的特定背景中，如在专利号FR 2 986 564中提议的，在点燃所述引燃装料之前，所述引燃装料在主要装料中分散的问题也会产生。任何此类分散减小了引燃装料点燃主要装料的特定效率。这仅可通过增加所述引燃装料的质量—这以主动点火发动机的最终能量效率为代价—来补偿。

该问题源于下面的事实：将引燃装料引入主要装料中的喷射器需要时间来在必须比主要装料的压力大的压力下执行所述引燃装料的喷射。

还应注意，引燃装料的喷射压力保持大致恒定，同时主要装料的压力在其压缩的影响下在主动点火发动机的活塞朝向其上止点上升之后增加。引燃装料的喷射的开始因此比所述喷射的结束在更大的压差下出现。由此可见，引燃装料的组成气体的喷射的速度在喷射开始时比在喷射结束时更大。

除了如果存在大体积预燃室—这是不可能的—以外，引燃装料的部分将不可避免地通过预燃室的孔离开并与具有高含量的EGR的主要装料混合。在引燃装料和主要装料之间的混合物在喷射开始时将是特别明显的。这样由空气、燃料和EGR构成的混合物的易燃性因此在预燃室的体积中和在预燃室之外必定是非均匀的。引燃装料尽可能快地点燃的效率以及燃烧气体火炬点燃主要装料的效率将减小。效率减小仅可通过引燃装料的空气和燃料质量的增加来抵消，这以主动点火发动机的总能量效率为代价。

理想地，因此应尽一切手段避免在点燃所述引燃装料之前使引燃装料在主要装料中分散。

此外，理想地以及如我们以前看到的，只有当主动点火发动机在高水平的EGR下操作时才必须在预燃室中喷射空气-燃料引燃装料，而当所述发动机只在低EGR或甚至无EGR下操作时，常规火花塞应用于点燃主要装料。

将引燃装料的重量限制到最小值以最小化压缩的能量成本并尽可能多地增加所述引燃装料的效率以点燃主要装料应总是当发动机在冷却EGR的高速率下操作时的目标的一部分。

当只有常规火花塞用于点燃主要装料时，再次理想地，预燃室最好被消除，使得它可以不以任何方式表现得像“火焰球”。

最后，向专利FR 2 986 564描述的装置提供非常快速地发展所述燃烧的能力直到所述燃料的至少90％或100％被燃烧为止将是非常有利的，该装置被证明对在非常高水平的冷却EGR下发起燃烧并发展所述燃烧直到包含在主要装料中的燃料的大约50％被燃烧为止是有效的。

这可借助于如由美国专利号4,319,552建议的预燃室来实现，但唯一的条件是避开所述预燃室的常见削弱缺陷，并明显提高其效率。

所有这些目的由根据本发明的具有梭动电极的火花塞解决，该火花塞根据特定的实施方案允许：

·在有单个火花塞的情况下受益于预燃室的优点，其中引燃装料被喷射，然后被点燃以借助于燃烧气体火炬来点燃主要装料，并受益于与汽油的直接喷射兼容的未封闭在预燃室中的突出电极的优点，并允许借助于在所述电极之间形成的电弧来直接点燃主要装料；

·防止预燃室产生可能引起主要装料的最终自燃的任何燃烧点；

·最小化用于不仅初始化用EGR高度稀释的主要装料的燃烧而且确保所述燃烧的快速发展直到所有所述主要装料被燃烧为止所必需的引燃装料的质量；

·在后一目的中，在所述主要装料中的所述引燃装料的喷射期间避免所述引燃装料在所述主要装料中的分散。

为了实现这些目的，根据本发明的具有梭动电极的火花塞允许：

·当预燃室是无用的时回缩预燃室，所述预燃室然后由突出电极代替；

·一旦预燃室被回缩，就在两个燃烧循环之间主动冷却所述预燃室的暴露于燃烧气体的表面。

·在封闭空间中执行的引燃装料的大部分喷射时间期间保持预燃室关闭，引燃装料的气体不能在封闭空间中与主要装料的气体混合。

应注意，根据本发明的具有梭动电极的火花塞不涉及明显增加所述火花塞的端子处的电压来引起点火火花，所述电压保持在通常用于普通火花塞的电压上下。

具有梭动电极的所述火花塞预期是廉价的以进行批量生产，以便保持与其旨在用于的大部分应用(包括汽车)的经济约束兼容。此外，假设所述火花塞的使用寿命类似于常规火花塞的使用寿命。

应理解，根据本发明的具有梭动电极的火花塞可应用于任何内燃主动点火发动机，无论是什么类型，无论它消耗什么燃料—气态的、液态的或固态的，以及无论它的主要装料是否用冷却EGR、用任何种类的中性气体或用富含氧的气体或任何其它可燃物稀释。

还理解，由根据本发明的具有梭动电极的火花塞的预燃室接收的引燃装料可包含燃料和/或不同于燃料的可燃物和/或构成主动点火发动机的主要装料的可燃物。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞被提供用于包括至少一个气缸的内燃发动机，活塞可在该气缸中平移以与气缸盖一起形成燃烧室，主要装料可在燃烧室中被点燃，主要装料一方面由可燃物-燃料混合物组成，而另一方面用富含氧的空气或用中性气体或多或少地稀释，所述内燃发动机还包括通向所述室的进气导管和排气导管。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞至少包括电极和容纳在具有底座螺纹的金属底座中的陶瓷绝缘体，以及至少一个中心电极和至少一个接地电极，所述花火塞还包括由分层导管连接到包括在内燃发动机中的燃烧室的分层腔，同时分层喷射器可将预先加压的引燃装料直接或间接地喷射到所述腔内，所述装料由借助于火花而高度易燃的可燃物-AF燃料混合物组成，根据本发明，具有梭动电极的所述火花塞包括：

·通向分层腔的至少一个中心电极；

·至少一个梭动电极，其全部或部分地由导电材料制成并利用小间隙部分地或全部容纳在分层导管中，所述梭动电极插置在中心电极和接地电极之间并首先具有面向接地电极并暴露于在燃烧室中占优势的压力的室侧端，以及其次具有面向中心电极并暴露于在分层腔中占优势的压力的腔侧端，所述梭动电极能够在气体压力的影响下在所述导管中当在分层腔中占优势的压力低于在燃烧室中占优势的压力时朝着分层腔以及当在燃烧室中占优势的压力低于在分层腔中占优势的压力时朝着燃烧室平移；

·至少一个腔侧梭动电极支座，其确定梭动电极最接近分层腔的位置；

·至少一个室侧梭动电极支座，其确定梭动电极最接近燃烧室的位置。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括梭动电极，其在最接近分层腔时关闭分层导管的全部或部分，而在最接近燃烧室定位时在较宽节段上打开所述导管。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括分层导管的全部或部分，分层导管具有由电绝缘和/或热绝缘和/或耐火材料组成、与所述导管成一整体且径向和/或轴向插置在梭动电极和所述导管之间的绝缘套筒，所述梭动电极能够在所述套筒内部平移。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括绝缘套筒，其包括用于气体通过的允许气体从分层腔传递到燃烧室或从燃烧室传递到分层腔的至少一个纵向通道，所述通道可能布置在所述套筒内部和/或在所述套筒的内表面或外表面上。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括由绝缘梭动主体组成的梭动电极，绝缘梭动主体由电绝缘材料制成，与所述主体成一整体的导电芯从一侧到另一侧纵向地横穿所述主体，所述芯由导电材料制成，所述芯的第一端面向接地电极，而所述芯的第二端面向中心电极。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括由布置在分层导管中或所述导管的任一端处的梭动电极关闭台座组成的腔侧梭动电极支座，所述台座与安装在梭动电极的周边和/或端部处的梭动电极关闭凸缘协作。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括在彼此接触时形成密封的梭动电极关闭台座和梭动电极关闭凸缘，所述密封在燃烧室中占优势的压力大于在分层腔中占优势的压力时防止任何气体在所述接触点处穿过。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括由布置在分层导管中或所述导管的任一端处或在金属底座中的梭动电极打开台座组成的室侧梭动电极支座，所述台座与安装在梭动电极的周边和/或端部处的梭动电极关闭凸缘协作。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括在彼此接触时形成密封的梭动电极打开台座和梭动电极打开凸缘，以便防止任何气体在所述接触点处穿过。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括梭动电极，其在其周边处包括导向装置，导向装置保持梭动电极大致在分层导管中的中心并且大致在与所述导管相同的纵向定向上，而不管所述梭动电极相对于所述导管的轴向位置。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括梭动电极，其包括用于气体通过的允许气体从分层腔传递到燃烧室或从燃烧室传递到分层腔的至少一个纵向通道，所述通道可能布置在所述梭动电极内部和/或所述梭动电极的表面上并可能当所述通道的两个端部分别在室侧上的端部处和腔侧的端部处打开时设置在所述梭动电极的整个长度上，或当所述通道的所述两个端部中的至少一个从梭动电极的外表面径向打开时仅沿着所述长度的一部分设置。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括一起形成单个关闭-打开凸缘的梭动电极关闭凸缘和梭动电极打开凸缘，关闭-打开凸缘在所述关闭-打开凸缘与梭动电极打开台座接触时与分层导管一起限定火炬点火预燃室，其同时一方面与分层腔连通而另一方面经由至少一个气体喷射孔与燃烧室连通。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括布置在绝缘套筒内部的火炬点火预燃室。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括从金属底座突出以呈现突出喷射圆顶的绝缘套筒，气体喷射孔从突出喷射圆顶打开。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括突出喷射圆顶，其为在绝缘套筒上的嵌件。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括布置在突出喷射圆顶中的梭动电极打开台座。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括圆柱形的火炬点火预燃室的内周边壁，而关闭-打开凸缘被容纳在所述预燃室中的低径向间隙处。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞假定当梭动电极定位成接近燃烧室，即在其所协作的室侧梭动电极支座附近或与室侧梭动电极支座接触时，梭动电极关闭凸缘暴露连接分层腔与燃烧室的至少一个气体喷射孔。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括喷射器，其可经由喷射器出口导管通过引燃装料喷射的环形室来将引燃装料直接或间接地喷射到分层腔中，环形室布置在螺纹火花塞井中或在所述金属底座的外周边上或同时在所述井中和在所述底座的所述周边处，金属底座借助于底座螺纹被拧到螺纹火花塞井中，所述环形室经由大致径向布置在金属底座中的至少一个气体喷射通道与分层腔连通。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞包括布置在陶瓷绝缘体内部的分层腔。

参考附图理解的并作为非限制性示例给出的描述将允许更好地理解本发明、本发明包括的特征和本发明可能提供的益处：

图1是根据本发明的具有梭动电极的火花塞的示意性截面视图，使得其可安装在内燃发动机的气缸盖中。

图2是根据本发明的具有梭动电极的火花塞的示意性截面视图，火花塞的梭动电极由可在被包括在分层导管中的绝缘套筒中平移的单片导电材料制成，梭动电极关闭台座在腔侧上形成梭动电极支座，而梭动电极打开台座在室侧上形成梭动电极支座，所述支座两者与被包括在梭动电极中的关闭-打开凸缘协作。

图3至图8是根据本发明和根据图2所示的特定配置的具有梭动电极的火花塞的示意性截面中的部分特写图，所述特写图示出所述火花塞的操作的各个阶段。

图9是根据本发明和根据图2所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的三维视图。

图10是在根据本发明和根据图2所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的不完整纵断面中的三维视图。

图11是根据本发明和根据图2所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的分解三维视图。

图12是根据本发明的具有梭动电极的火花塞的示意性截面视图，火花塞的梭动电极由绝缘梭动主体组成，与绝缘梭动主体成一整体的导体芯沿着绝缘梭动主体的长度从一侧横穿到另一侧，腔侧梭动电极支座由布置在分层导管的端部处的梭动电极关闭台座组成，所述台座与设置在梭动电极的端部处的梭动电极关闭凸缘协作。

图13至图18是在根据本发明和根据图12所示的特定配置的具有梭动电极的火花塞的示意性截面中的部分特写图，所述特写图示出所述火花塞的操作的各种阶段。

图19是根据本发明和根据图12所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的三维视图。

图20是在根据本发明和根据图12所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的不完整纵断面中的三维视图。

图21是在根据本发明和根据图12所示的变体实施方案的具有梭动电极的火花塞的分解三维视图。

具体实施方式

图1至图21示出具有梭动电极的火花塞1、其部件的各种细节、其变体和其附件。

如图1所示，为包括至少一个气缸8的内燃发动机2提供具有梭动电极的火花塞1，活塞9可在气缸8中平移以与气缸盖10一起形成燃烧室11，其中主要装料12可被点燃，后者一方面由可燃物-燃料混合物组成而另一方面用富含氧的空气或用中性气体或多或少地稀释。

为其提供了具有梭动电极的火花塞1的内燃发动机2还包括通向燃烧室11的进气导管13和排气导管14，而所述火花塞1包括容纳在具有底座螺纹5的金属底座4中的陶瓷绝缘体3。

具有梭动电极的火花塞1还包括至少一个中心电极6和至少一个接地电极7，同时其还包括由分层导管16连接到燃烧室11的分层腔15，同时分层喷射器17可将由分层压缩机19预先加压的引燃装料18直接或间接地喷射到所述腔15中，所述装料18由借助于火花易燃的可燃物-AF燃料混合物组成。

图1至图21示出具有梭动电极的火花塞1不同于目前工艺水平，因为中心电极6通向分层腔15。

而且，图1至图21示出具有梭动电极的火花塞1包括梭动电极20，其全部或部分地由导电材料制成并利用小间隙部分地或全部容纳在分层导管16中。

在图1至图21中将注意到，梭动电极20插置在中心电极6和接地电极7之间，且一方面具有面向接地电极7并暴露于在燃烧室11中占优势的压力的室侧端21而另一方面具有面向中心电极6并暴露于在分层腔15中占优势的压力的腔侧端22。

将注意到，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1，梭动电极20可在气体压力的影响下在分层导管16中当在分层腔15中占优势的压力低于在燃烧室11中占优势的压力时朝着分层腔15平移并且当在燃烧室11中占优势的压力低于在分层腔15中占优势的压力时朝着燃烧室11平移。

可注意到，梭动电极20也可在重力或加速度的影响下在分层导管16中移动，这不能被解释为任何优点或期望操作模式。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞1还包括确定梭动电极20最接近分层腔15的位置的至少一个腔侧梭动电极支座23。

最后，根据本发明的所述火花塞1包括确定梭动电极20最接近燃烧室11的位置的至少一个室侧梭动电极支座24。

将注意到，按照根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定实施方案，腔侧梭动电极支座23和/或室侧梭动电极支座24可分别由中心电极6和/或接地电极7组成。

可选地，梭动电极20可包括沿着其纵向轴线旋转的分度装置，这阻止梭动电极20沿着所述轴线旋转而不阻止梭动电极20平移到分层导管16中。

将注意到，有利地，梭动电极20和/或梭动电极20在其中平移的分层导管16可涂覆有已知的抗摩擦和/或非粘附和/或耐火材料。

此外，梭动电极20可以是中空的或具有减负装置，而本领域技术人员已知的所有类型的电极可应用于室侧端21处的中心电极6或腔侧端22处的接地电极7。

按照特别在图2至21中可见的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定实施方案，梭动电极20可在其最接近分层腔15时关闭分层导管16的全部或部分，同时其可在定位成最接近燃烧室11时在较宽节段上打开所述导管16。

如图2至图11所示，分层导管16的全部或部分可包括由电绝缘和/或热绝缘和/或耐火材料制成的绝缘套筒25，其与所述导管16成一整体并径向和/或轴向地插置在梭动电极20和所述导管16之间，所述梭动电极20能够在所述套筒25内部平移。

应注意，按照根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定实施方案，绝缘套筒25可以与陶瓷绝缘体3成一整体并布置在与后者相同的材料片中。可选地，可在绝缘套筒25的至少一部分和分层导管16之间留出气隙，以便限制所述套筒25和所述导管16之间的热交换。

图3至图8和图11示出，作为根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的变体实施方案，绝缘套筒25可包括用于气体通过的允许气体从分层腔15传递到燃烧室11或从燃烧室11传递到分层腔15的至少一个纵向通道35，所述通道35可能布置在所述梭动电极25内部和/或在所述梭动电极25的内表面或外表面上。

图12至图21具体地示出梭动电极20可由绝缘梭动主体26组成，绝缘梭动主体26本身由电绝缘材料制成，与所述主体26成一整体的导电芯27在所述主体26的长度方向上从一端到另一端横穿所述主体26，所述芯27由导电材料制成，所述芯27的第一端28面向接地电极7，而所述芯27的第二端29面向中心电极6。

图3至图8、图11、图13至图18以及图20和图21使腔侧梭动电极支座23可由设置在分层导管16中或设置在所述导管16的任一端处的梭动电极关闭台座30组成变得清楚，所述台座30与设置在梭动电极20的周边和/或端部处的梭动电极关闭凸缘31协作。

应注意，如果分层导管16容纳绝缘套筒25，则梭动电极关闭台座30可布置在所述套筒25中或所述套筒25的任一端处。

还应注意，梭动电极关闭凸缘31可由附接到由导电材料制成的梭动电极20的热绝缘和/或耐火材料制成。

作为根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定实施方案，梭动电极关闭台座30和梭动电极关闭凸缘31可在它们彼此接触时形成密封，所述密封在燃烧室11中占优势的压力大于在分层腔15中占优势的压力时防止任何气体在所述接触点处穿过。

图2至图8清楚地示出室侧梭动电极台座24可由布置在分层导管16中或布置在所述导管16的任一端处或布置在金属底座4中的梭动电极打开台座32组成，所述台座32与设置在梭动电极20的周边和/或端部处的梭动电极打开凸缘33协作。

应注意，如果分层导管16容纳绝缘套筒25，则梭动电极打开台座32可布置在所述套筒25中或所述套筒25的任一端处。

还应注意，梭动电极打开凸缘33可由热绝缘和/或耐火材料制成并附接到梭动电极20，后者由导电材料制成。

还将认识到，梭动电极打开台座32和梭动电极打开凸缘33在彼此接触时可提供密封，以便防止气体穿过所述接触点。

图21清楚地示出梭动电极20可在其周边中包括保持所述梭动电极20大致在分层导管16的中心并在大致与所述导管16相同的纵向定向上的导向装置34，而不考虑所述梭动电极20相对于所述导管16的轴向位置。

不包括图9和19的图2至图21示出梭动电极20可包括用于气体通过的允许气体从分层腔15传递到燃烧室11或从燃烧室11传递到分层腔15的至少一个纵向通道35，所述通道35可能布置在所述梭动电极20内部和/或在所述梭动电极20的表面上并在所述通道35的两个端部分别在室侧端21处和腔侧端22处打开时位于所述梭动电极20的整个长度上，或在所述通道35的所述两个端部中的至少一个从梭动电极20的外表面径向地打开时位于所述长度的仅一部分上。

如图2至图8以及图10和图11所示，梭动电极关闭凸缘31和梭动电极打开凸缘33可以一起形成单个关闭-打开凸缘36，其与分层导管16一起(当所述关闭-打开凸缘36与梭动电极打开台座32接触时)限定火炬点火预燃室37。

应注意，在这种情况下，火炬点火预燃室37同时一方面与分层腔15连通而另一方面经由至少一个气体喷射孔38与燃烧室11连通，气体喷射孔38可例如大致径向布置在金属底座4中或在绝缘套筒25中。

将注意到，气体喷射孔38可以或多或少朝着燃烧室11定向并或多或少与金属底座4的圆周相切地离开。此外，气体喷射孔38的几何结构可根据从所述孔38出来的气体喷射流是相当定向地还是相当扩散地提供而改变。

例如，气体喷射孔38可以是圆柱形的、锥形的或形成收敛或发散。此外，关闭-打开凸缘36可由热绝缘和/或耐火材料制成以定位在由导电材料制成的梭动电极20上。

图3至图8以及图10和图11示出火炬点火预燃室37可布置在绝缘套筒25内部。

在这种情况下，绝缘套筒25可从金属底座4突出以呈现突出喷射圆顶47，气体喷射孔38从圆顶47打开，所述圆顶47例如能够由夹子或由压接凸缘保持在所述底座4中在适当的位置。

此外且如图2至图11所示，突出喷射圆顶47可以是在也由电绝缘和/或热绝缘和/或耐火材料制成的绝缘套筒25上的嵌件。

这个特定配置特别是允许组装根据本发明的具有梭动电极的火花塞1，以将构成梭动电极20的关闭-打开凸缘36安装在火炬点火预燃室37中。

图3至图8示出梭动电极打开台座32可布置在突出喷射圆顶47中。

如在图10和图11中特别可见的，火炬点火预燃室37的内周边壁可以是圆柱形的，而关闭-打开凸缘36可容纳在所述预燃室37中的小径向间隙处，以便在所述凸缘36和所述壁之间留下小径向间隙，而不考虑梭动电极20相对于分层导管16的位置，所述小径向间隙构成限制通路，其延缓气体在分层腔15和燃烧室11之间的通过。

而且，图13、图16、图17和图18示出当梭动电极20定位成接近燃烧室11，即在室侧24上的与其协作的梭动电极支座附近或与梭动电极支座接触时，梭动电极关闭凸缘31可暴露连接分层腔15与燃烧室11的至少一个气体喷射孔38，所述孔38例如大致径向布置在金属底座4中并或多或少朝着燃烧室11定向并或多或少与金属底座4的圆周相切地离开。

此外，气体喷射孔38的几何结构可根据离开所述孔38的气体喷射流是相当定向地还是相当扩散地提供而改变。例如，气体喷射孔38可以是圆柱形的、锥形的或形成收敛或发散。

按照特别在图2和图12中所示的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定变体，分层喷射器17可经由喷射器出口导管42经由环形引燃装料喷射室39在分层腔15中直接或间接地喷射引燃装料18。

在此类情况下，环形引燃装料喷射室39布置在螺纹火花塞井40中(其中金属底座4借助于底座螺纹5被拧入)或在所述金属底座4的外周边上或同时在所述井40中和在所述金属底座4的外周边上，所述环形室39经由大致径向布置在金属底座4中或可能与后者相切地布置的至少一个气体喷射通道41与分层腔15连通。

将注意到，作为根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的另一变体，分层腔15布置在陶瓷绝缘体3内部。可选地，所述腔15可涂覆有热绝缘和/或耐火材料。

将注意到，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的主要创新部件诸如梭动电极20、腔侧梭动电极支座23或室侧梭动电极支座24可容纳在气缸盖10中添加的底座中，缺乏面向其中心电极的接地电极的常规火花塞的金属底座被拧入所述气缸盖10。

具体实施方式

从图1至图21中的图示中容易理解根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的操作。

图1示出具有梭动电极的火花塞1在这里安装在内燃发动机2上，其金属底座4拧到所述发动机2的气缸盖10中。

为了详述所述操作，我们将在这里保持如图2至图11所示的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的示例性实施方案，其中可看到，梭动电极20由仅仅一片导电材料制成，该导电材料在这种情况下是金属。根据这个示例，梭动电极20可平移到包括在分层导管16中的绝缘套筒25中，绝缘套筒25径向插置在梭动电极20和分层导管16之间并由电和热绝缘材料诸如陶瓷等组成。

可注意到，绝缘套筒25具有用于气体通过的允许气体从分层腔15传递到燃烧室11或从燃烧室11传递到分层腔15的三个纵向大节段通道35。所述通道35布置在所述套筒25内部。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的这个非限制性实施方案，注意，腔侧梭动电极支座23由布置在绝缘套筒25的端部处的梭动电极关闭台座30组成，所述台座30与梭动电极20在其周边处呈现的梭动电极关闭凸缘31协作。

将理解，梭动电极关闭台座30和梭动电极关闭凸缘31在彼此接触时形成密封，以便在燃烧室11中的压力大于在分层腔15中占优势的压力时防止任何气体在所述接触点处穿过。

仍然根据这个示例性实施方案，还将注意到，室侧梭动电极台座24由同样设置在绝缘套筒25中的梭动电极打开台座32组成，所述台座32与由梭动电极20在其周边和/或端部处提供的梭动电极打开凸缘33协作。

应注意，梭动电极打开台座32和梭动电极打开凸缘33在彼此接触时形成密封，以便防止任何气体穿过所述接触点。

还应注意，按照在这里被考虑为说明其操作的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定实施方案，梭动电极关闭凸缘31和梭动电极打开凸缘33组合以一起形成单个关闭-打开凸缘36。这在图2至图8以及图10和图11中是特别可见的。

还将注意到，在图3、图6至图8和图10中，当关闭-打开凸缘36与其所协作的梭动电极打开台座32接触时，其与绝缘套筒25一起限定火炬点火预燃室37，所述火炬点火预燃室37同时一方面与分层腔15连通，并且另一方面经由八个气体喷射孔38与燃烧室11连通。

根据这个特定示例，我们将假设所述孔38的直径是1毫米的15％。

如在图2至图11中特别示出的，为了接收火炬点火预燃室37，绝缘套筒25由突出喷射圆顶47延伸，所述预燃室37布置在突出喷射穹47内部。如所示，所述圆顶47从金属底座4突出，并且气体喷射孔38从所述圆顶47打开。

如在图2至图11中看到的，突出喷射圆顶47是添加到同样由热绝缘和耐火材料制成的绝缘套筒25的元件，而梭动电极打开台座32实际上布置在所述圆顶47中。

将注意到，火炬点火预燃室37的内周边壁是圆柱形的，而关闭-打开凸缘36容纳在所述预燃室37中的低径向间隙例如1毫米的5％处，以便在所述凸缘36和所述壁之间留出小径向间隙，而不考虑梭动电极20相对于分层导管16的位置。

所述低径向间隙迫使从燃烧室11转移到分层腔15或从分层腔15转移到燃烧室11的大部分气体经由气体喷射孔38而不是在火炬点火预燃室37的内周边壁和关闭-打开凸缘36之间通过。

应注意，根据分层腔15中的压力是否低于或高于在燃烧室11中占优势的压力，可以使梭动电极20将本身定位在其腔侧梭动电极支座23上，如图4和图5所示，或在其室侧梭动电极支座24上，如图2和图3、图6至图8和图10所示。

在这种情况下且如刚刚描述的，腔侧梭动电极支座23就是梭动电极关闭台座30，而室侧梭动电极支座24由梭动电极打开台座32组成。

当梭动电极20与腔侧梭动电极支座23接触时，在其室侧端21和接地电极7之间留下的空间在这个示例性示例中是1毫米的十分之七，而在其腔侧端22和中心电极6之间留下的空间是1毫米的十分之一。

相反且如容易可设想的，当梭动电极20与室侧梭动电极支座24接触时，在其室侧端21和接地电极7之间留下的空间是1毫米的十分之一，而在其腔侧端22和中心电极6之间留下的空间是1毫米的十分之七。

因此，在接地电极7和中心电极6之间产生的电弧—或不同地被命名，火花—的总长度是恒定的，1毫米的十分之八，而梭动电极20必须从一个支座23、24行进到另一支座所走的距离是1毫米的十分之六。

因此且有利地，将被产生来创建所述电弧的电压保持恒定并接近通常在主动点火发动机的火花塞的背景中使用的值，而所述电弧的最大长度在梭动电极20与腔侧梭动电极支座23接触时出现在燃烧室11中，并在梭动电极20与室侧梭动电极支座24接触时出现在分层腔15中。

为了理解根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的操作，将操作分解成内燃发动机2的四个阶段是有用的。

在第一阶段中，我们将考虑所述发动机2燃烧主要装料12，其实质上是未稀释的且因此是高度可燃的。引燃装料18的使用不是必要的，这避免在这个背景中必须压缩所述引燃装料18并向所述发动机2提供最大效率。

在梭动电极20与腔侧梭动电极支座23接触的情况下，在内燃发动机2的进气阶段期间，活塞9向下进入到气缸8中。燃烧室11的体积增加且在所述室11中占优势的压力减小。主要装料12经由内燃发动机2的进气导管13经由进气门45被引入气缸8中。

因此，在燃烧室11中占优势的压力暂时变得低于在分层腔15中占优势的压力。作为结果，在分层腔15中包含的气体在关闭-打开凸缘36上施加力，关闭-打开凸缘36直到那时与其所协作的梭动电极关闭台座30形成紧密接触。在图6中示出此类情况。

在所述力之后，关闭-打开凸缘36和梭动电极关闭台座30之间的接触被中断，并且梭动电极20朝着燃烧室11移动，直到关闭-打开凸缘36与也在图6中示出的梭动电极打开台座32接触。

在这么做时，仍然包含在分层腔15中的前面的循环的烧过或未烧过的气体主要和分别经由用于气体通过的三个纵向通道35从分层腔15逸出以朝着燃烧室11前进，这三个纵向通道35被包括在绝缘套筒25、火炬点火预燃室37和气体喷射孔38中。

还应注意，在其过程期间，关闭-打开凸缘36在其朝着梭动电极打开台座32移动时经由用于气体通过的纵向通道35通过最初部分地、然后渐增地和最后完全打开气体喷射孔38来渐进地打开气体通路。

刚刚描述的顺序允许在图3所示的情况中找到根据本发明的具有梭动电极的火花塞1。

在活塞9达到其最低止点且进气门45关闭后，所述活塞9开始在气缸8中上升并压缩主要装料12。燃烧室11的体积减小且在所述室11中占优势的压力增加到变得高于在分层腔15中占优势的压力的点。

作为结果，包含在燃烧室11中的气体在关闭-打开凸缘36上施加力，关闭-打开凸缘36直到现在为止与其所协作的梭动电极打开台座32形成紧密接触。作为结果，梭动电极20移动，直到关闭-打开凸缘36邻接梭动电极关闭台座30以再次与其形成紧密接触。这产生图4所示的情况。

应注意，在所有情况下，除了短暂的时刻(在其期间，关闭-打开凸缘36与梭动电极关闭台座30形成紧密接触)以外，主要是与气体从分层腔15移动到燃烧室11或从燃烧室11移动到分层腔15相关联的动态气体压力，其作用于所述凸缘36以在平移中推动梭动电极20。

应理解，穿过关闭-打开凸缘36以从燃烧室11前进到分层腔15或从分层腔15前进到燃烧室11的气体的量取决于活塞9的运动，但一方面也取决于包含在气缸8中的所述气体的总体积与燃烧室11之间的比，且另一方面取决于包含在火炬点火预燃室37、用于气体通过的纵向通道35、分层腔15、气体喷射通道41、环形引燃装料喷射室39和喷射器出口导管42中的所述气体的总体积。

还应注意，当关闭-打开凸缘36与梭动电极打开台座32形成紧密接触时以及当燃烧室11中的压力上升时，由所述凸缘36暴露于包含在所述室11中的气体的压力的总截面显著大于气体喷射孔38的总截面。这允许在梭动电极20上产生足够的力以在气缸8中的活塞9的上升期间在足够高的速度下朝着分层腔15推动梭动电极20。

在气缸8中继续上升的活塞9压缩主要装料12，其渐增地按压梭动电极关闭台座30上的关闭-打开凸缘36。

当主要装料12必须被点燃时，高压电流被施加到中心电极6，使得1毫米的十分之一的电弧在所述中心电极6和梭动电极20的腔侧端22之间产生，而1毫米的十分之七的第二电弧在接地电极7和梭动电极20的室侧端21之间产生。在图5中示出这种情况。

可存在于分层腔15中的可燃气体未被点燃，因为中心电极6和梭动电极20的腔侧端22之间的距离不足。实际上，所述距离低于作为分层腔15的内表面的衬里的已知火焰关闭层的厚度。

在与在用实质上未稀释和高度可燃的主点火12操作的任何主动点火发动机中找到的条件相似的条件下，主要装料12本身被点燃。

在活塞9横穿其上止点后，其向下进入气缸8中以释放现在燃烧的主要装料12的组成气体。所述活塞9操作这个下降，同时借助于连接杆44在被包括在内燃发动机2中的曲轴43上产生功，所述曲轴43与连接杆44协作。

当活塞9到达其下止点附近时，内燃发动机2的排气门46打开且烧过的气体开始经由排气导管14从燃烧室11逸出。在所述室11中占优势的压力急剧下降到快速变得低于在分层腔15中占优势的压力的点。

在分层腔15中包含的气体然后在关闭-打开凸缘36上施加力，关闭-打开凸缘36直到那时与其所协作的梭动电极关闭台座30形成紧密接触。

在此之后且如图6所示，梭动电极20朝着燃烧室11移动，直到关闭-打开凸缘36与梭动电极打开台座32接触，或不接触，如果留给这个移动的时间太短，因为事实上在活塞9移动超过其下止点后，其开始经由排气导管14将烧过的气体从燃烧室11排出。

在活塞9的排气冲程期间，应理解，气体压力基本上在燃烧室11中上升到梭动电极20可朝着分层腔15移动回的点，且在关闭-打开凸缘30与梭动电极关闭台座30接触与否之前都这么做。在图4中示出可能全部或部分地出现的这种情况。

一旦活塞9在排气冲程结束时达到其上止点，内燃发动机2就可执行新的四冲程热力学循环，其点火被理解为在与在配备有常规火花塞并操作几乎没有或根本没有稀释且因此是高度可燃的主要装料12的所有所述主动点火发动机2中找到的条件相似的条件下由根据本发明的具有梭动电极的火花塞1产生。

只有当主要装料12用例如被称为“冷却EGR”的冷却再循环排气高度稀释时，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的优点才是明显的。实际上，所得到的气体混合物更抗点火，且在任何方面均不有助于其在燃烧室11的三维空间中的燃烧的快速发展。

在此类条件下，推荐使用引燃装料18，前提是所述装料18不仅在发起燃烧时而且在最短可能的时间内发展所述燃烧时是有效的，这两个目的直接由根据本发明的具有梭动电极的火花塞1提供。

根据在这里被考虑为示出操作的具有梭动电极的火花塞1的实施方案的非限制性示例，我们将假设引燃装料18包含被包含在主要装料12中的燃料的1％。

如前面所述的，梭动电极20与腔侧梭动电极支座23接触，在所述发动机2的进气阶段期间，活塞9向下进入气缸8中。

燃烧室11的体积增加且在所述室11中占优势的压力减小。用冷却EGR强烈地稀释的主要装料12经由内燃发动机2的进气导管13经由进气门45被引入气缸8中。

如前所述，燃烧室11中的压力暂时变得低于在分层腔15中占优势的压力。作为结果，包含在分层腔15中的气体在关闭-打开凸缘36上施加力，关闭-打开凸缘36直到那时与其所协作的梭动电极关闭台座30形成紧密接触。

在这出现之后且如图6所示，关闭-打开凸缘36和梭动电极关闭台座30之间的接触被中断，且梭动电极20朝着燃烧室11移动，直到关闭-打开凸缘36与梭动电极打开台座32接触。

在这么做时，仍然包含在分层腔15中的前面的循环的烧过或未烧过的气体分别经由用于气体通过的三个纵向通道35从分层腔15逸出以朝着燃烧室11移动，这三个纵向通道35被包括在绝缘套筒25、火炬点火预燃室37和八个气体喷射孔38中。

在活塞9达到其下止点且进气门45关闭后，所述活塞9开始爬回到气缸8中并压缩用冷却EGR强烈地稀释的主要装料12。燃烧室11的体积减小且所述室11中的压力上升到变得高于在分层腔15中占优势的压力的点。

作为结果，包含在燃烧室11中的气体在关闭-打开凸缘36上施加力，关闭-打开凸缘11直到现在与其所协作的梭动电极打开台座32形成紧密接触。作为结果且如图4所示，梭动电极20快速移动，直到关闭-打开凸缘36邻接梭动电极关闭台座30以与其形成新的紧密接触。

当活塞9继续在气缸8中上升时，在燃烧室11中占优势的压力继续上升，而在分层腔15中占优势的压力不再上升并保持其在关闭-打开凸缘36邻接梭动电极关闭台座30以与其形成紧密接触时具有的值。

分层腔15现在形成被保护的体积，包含在燃烧室11中的气体可以不再渗透到该体积中。

从这个时刻起，分层喷射器17开始经由喷射器出口导管42和经由布置在带螺纹的火花塞井40中的环形引燃装料喷射室39来将由易燃的可燃物-AF燃料混合物组成的引燃装料18喷射到分层腔15中。

如可在图2至图12中看到的，这通过下面的事实而变得可能：根据这个非限制性示例，环形引燃装料喷射室39借助于在环形引燃装料喷射室39的水平处径向布置在金属底座4中的气体喷射41的八个通道与分层腔15连通。

当分层腔15最初形成封闭和被保护的体积时，构成引燃装料18的高度可燃的可燃物-AF燃料混合物没有用低可燃性气体稀释，因为其用构成主要装料12的冷却EGR被高度稀释。

在关闭-打开凸缘36邻接梭动电极关闭台座30之前，只有被引入分层腔15中的残留EGR稀释的气体保留，所述稀释的气体只代表引燃装料18的百分之几。

将注意到，在内燃发动机2的管理计算机(未示出)命令时，分层喷射器17开始将引燃装料18喷射到分层腔15中被触发，考虑到所述喷射器17的动力学和流速，且使得在点燃主要装料12之前，所述腔15中的压力变得大于在燃烧室11中占优势的压力，曲轴43只有几度旋转。

当在分层腔15中占优势的压力实际上变得大于在燃烧室11中占优势的压力时，主要由易燃的可燃物-AF燃料混合物组成的气体在关闭-打开凸缘36上施加力。

作为结果，所述凸缘36朝着燃烧室11快速移动以邻接梭动电极打开台座32并与其形成紧密接触。在图7中清楚地示出这种情况。

在其移位期间，关闭-打开凸缘36主要经由气体喷射孔38放掉构成引燃装料18的易燃的可燃物-AF燃料混合物的一小部分。

一旦与梭动电极打开台座32接触，所述凸缘36就实际上将梭动电极20的腔侧端22从中心电极6移动1毫米的十分之七，使得高压电流现在可施加到中心电极6，使得在所述中心电极6和梭动电极20的腔侧端22之间产生1毫米的十分之七的电弧，而在接地电极7和梭动电极20的室侧端21之间产生1毫米的十分之一的第二个电弧。在图8中示出这种情况。

假定引燃装料18局部地经受如此产生的火花的热以及因为其主要由高度可燃的可燃物-AF燃料混合物组成，其在压力在分层腔15和环形引燃装料喷射室39中猛烈上升到高于在同一时间在燃烧室11中占优势的压力几巴时快速点燃。

作为结果，引燃装料18的额外的未烧过的部分经由八个气体喷射孔38被喷射到燃烧室11中，所述部分紧接着后面是点燃其的燃烧气体火炬，所述火炬也点燃引燃装料18的组成气体的部分，其在火花被触发之前经由气体喷射孔38被喷射，如图7所示。

这个特定的配置提供了均有益于最有效地点燃具有引燃装料18的主要装料12的若干优点，引燃装料18最不可能特别是借助于分层压缩机19来最小化压缩能量成本的。

首先且如我们在上面看到的，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1允许在所述引燃装料18的喷射期间和主要装料12的点燃之前避免引燃装料18在主要装料12中的任何过度分散。

然后，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1允许引燃装料18的一部分在几毫秒内渗透到主要装料12中以在借助于燃烧气体火炬点燃所述部分之前使引燃装料18在易燃的可燃物-AF燃料混合物中非常局部地丰富。这个特征允许避免太多的热由燃烧气体徒劳地转移到分层腔15的内壁以及特别是转移到用于气体通过的纵向通道35、火炬点火预燃室37和气体喷射孔38的内壁。

此外，如在图8中清楚地示出的，通过径向布置在突出喷射圆顶47中的八个气体喷射孔38排出的燃烧气体形成燃烧气体火炬，其点燃在燃烧室11的多个位置中的主要装料12，所述装料12的燃烧然后从所述室11的周边快速发展到所述室11的中心并且相切地在每个所述火炬之间。

从所述火炬到燃烧室11的体积中的渗透产生的强局部湍流也有利于由每个所述火炬生成的火焰峰的折叠，这在促进主要装料12的快速燃烧时进一步增加它们的有效性。

在通过时将注意到，相对于在分层喷射器17的出口和所述中心电极6之间的气体的体积，在中心电极6和气体喷射孔38之间的气体的体积越大，在形成火炬之前由气体喷射孔38排出的未烧过的可燃物-AF燃料混合物AF的质量就越大。因此汽车工程师可能通过适当地调整根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的各种部件的相对位置和体积来选择这个比率。

还可注意到，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1使确保突出喷射圆顶47的清洁变得容易，即使内燃发动机2在有未稀释的主要装料12的情况下以及因此在不依靠引燃装料18的情况下操作一段长时间。

实际上，众所周知，被引入主动点火发动机的燃烧室11中的火花塞的陶瓷绝缘体头部必须将温度理想地保持在燃烧所有碳堆积物或碳化油的大约四百摄氏度和八百摄氏度之间，在八百摄氏度之上存在主要装料12的不受控自燃的严重风险。

因此观察到，按照刚刚被取为示例以说明其操作的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的特定配置，正是突出喷射圆顶47可能由于低温而变得堵塞或由于过高的温度而引起主要装料12的不受控的自燃。

关闭-打开凸缘36的堵塞不提出任何特定的问题，因为所述凸缘36在其由从分层腔15出来或进入分层腔15中的燃烧气体吞卷时变热到高温，然后一旦通过搁在其所协作的梭动电极关闭台座30上几次而完成主要装料12的燃烧，就冷却。

当主要装料12的燃烧不需要引燃装料18时，根据本发明的具有梭动电极的火花塞1更确切地像“冷”火花塞一样运转，突出喷射圆顶47直接与金属底座4接触，当内燃发动机2到达其标称操作温度时，金属底座4本身与通常保持在大约110摄氏度处的气缸盖10接触。

应注意，可在绝缘套筒25的一部分和分层导管16之间留下气隙，以便限制所述套筒25和所述导管16之间的热交换。这允许调节突出喷射圆顶47的平均温度。

可选地，可能通过借助于分层喷射器17有规律地喷射引燃装料18来用热的方法清洗突出喷射圆顶47，这增加了所述圆顶47的温度，直到清洗完成。

相反以及如果这被证明正确，则也可能例如在内燃发动机2的进气或排气阶段期间通过例如执行在分层腔15中的仅仅空气的喷射来降低突出喷射圆顶47的温度。

梭动电极20在限制点火电压时的决定性角色应是有兴趣的。实际上，高点火电压极大地减少火花塞的使用寿命，特别是由于它们包含的电极的腐蚀。此外，此类电压要求大而重的绝缘体，其难以容纳且易于在温度的影响下毁坏。

现在，所有其它事情是平等的，必要的点火电压与电极间空间的长度大致成比例，而气体在所述电极之间的密度越高，所述电压就必须越高。

因此，容易理解与冷却EGR的策略有关的困难，冷却EGR是特别为例如通过涡轮增压器增压的主动点火发动机推荐的，且有利地允许增加所述发动机的体积比以及因此它们的平均效率，与在其点火时增加主要装料12的压力相辅相成。

这导致在电极之间的气体的高密度，其要求使在电极之间的距离变窄以避免使用太高的点火电压。

然而，根据在这里用于说明根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的操作的示例，因为梭动电极20移动以交替地让最大长度的火花在分层腔15中或在燃烧室11中，所述火花的总长度保持不变地被限制到1毫米的十分之八。

所到的电极间空间总是足够的，因为如果发动机操作用冷却EGR高度稀释的主要装料12，则根据本发明的具有梭动电极的火花塞1使用由高度可燃的可燃物-AF燃料混合物组成的引燃装料18，而如果主要装料12未被稀释，则电极间空间保持与本领域技术人员通常所习知的技术规则一致。

因此，梭动电极20提供两个单独的点火位置(在这种情况下，分层腔15和燃烧室11)而不需要提供双点火系统，每个点火系统具有其线圈和其将变得难以适应的导电线或增加的总电极间空间，该总电极间空间需要高点火电压。

一个或另一个点火位置的选择根据分层喷射器17是否将引燃装料18喷射到分层腔15中而自动发生。

还应注意，具有梭动电极的火花塞1允许内燃发动机2正常操作，因为所有所述发动机2在分层压缩机19、分层喷射器17或允许给分层腔15供应高度可燃的可燃物-AF燃料混合物的任何元件发生故障的情况下操作未用冷却EGR稀释的主要装料12。

在这种情况下，主要装料12的点燃不再通过任何“被动”预燃室(这种类型的预燃室不适合于在无限可变的速度和装料下操作的汽车发动机)但通过与汽油的直接喷射兼容的突出电极而生成，突出电极的操作类似于在汽车工业中的普通大规模生产和大规模市场化的火花塞的电极的操作。

在图2至图11中示出的根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的变体实施方案被选择为示例以说明其操作。应注意，在图12至图21中示出的所述火花塞1的另一实施方案基于相似的原理，并且刚刚给出的解释可容易适合于所述图12至图21，其从所述操作的方面来说以相同的相对顺序被分类。

根据本发明的具有梭动电极的火花塞1的可能性不限于刚刚描述的应用。还应理解，前述描述仅作为示例被给出且并不限制所述发明的范围，其中由任何其它等效元件代替本描述的任何元件必须不被解释为超出那个范围。

Claims (20)

1.一种用于内燃发动机(2)的具有梭动电极的火花塞(1)，所述火花塞(1)至少包括电极(6、7)和容纳在具有底座螺纹(5)的金属底座(4)中的陶瓷绝缘体(3)，所述火花塞(1)还包括通过分层导管(16)连接到包括在所述内燃发动机(2)中的燃烧室(11)的分层腔(15)，而分层喷射器(17)能够将预先加压的引燃装料(18)直接或间接地喷射到所述腔(15)中，所述装料(18)由容易由火花点燃的可燃物-AF燃料混合物组成，其特征在于，其包括：

●至少一个中心电极(6)，其通向所述分层腔(15)；

●至少一个梭动电极(20)，其全部或部分地由导电材料制成并且利用小间隙部分地或全部容纳在所述分层导管(16)中，所述梭动电极(20)插置在所述中心电极(6)和接地电极(7)之间，并且一方面具有面向所述接地电极(7)并暴露于在所述燃烧室(11)中占优势的压力的室侧端(21)且另一方面具有面向所述中心电极(6)并暴露于在所述分层腔(15)中占优势的压力的腔侧端(22)，所述梭动电极(20)能够在气体压力的影响下在所述分层腔(15)中的压力低于在所述燃烧室(11)中占优势的压力时朝着所述分层腔(15)或者在所述燃烧室(11)中的压力低于在所述分层腔(15)中占优势的压力时朝着所述燃烧室(11)平移到所述导管(16)中；

●至少一个腔侧梭动电极支座(23)，其确定所述梭动电极(20)最接近所述分层腔(15)的位置；

●至少一个室侧梭动电极支座(24)，其确定所述梭动电极(20)最接近所述燃烧室(11)的位置。

2.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极(20)在最接近所述分层腔(15)时关闭所述分层导管(16)的全部或部分，而在最接近所述燃烧室(11)定位时在较宽节段上打开所述导管(16)。

3.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述分层导管(16)的全部或部分包括由电绝缘和/或热绝缘和/或耐火材料制成的绝缘套筒(25)，所述绝缘套筒(25)与所述导管(16)成一整体并且径向和/或轴向插置在所述梭动电极(20)和所述导管(16)之间，所述梭动电极(20)能够在所述套筒(25)内部平移。

4.根据权利要求3所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述绝缘套筒(25)包括用于气体通过的至少一个纵向通道(35)，所述至少一个纵向通道(35)允许所述气体从所述分层腔(15)传递到所述燃烧室(11)或从所述燃烧室(11)传递到所述分层腔(15)，所述通道(35)能够布置在所述套筒(25)内部和/或在所述套筒(25)的内表面或外表面上。

5.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极(20)由绝缘梭动主体(26)组成，所述绝缘梭动主体(26)由电绝缘材料制成，与所述主体(26)成一整体的导电芯(27)在所述主体(26)的整个长度上横穿所述主体(26)，所述芯(27)由导电材料制成，所述芯(27)的第一端(28)面向所述接地电极(7)，而所述芯(27)的第二端(29)面向所述中心电极(6)。

6.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述腔侧梭动电极支座(23)由布置在所述分层导管(16)中或布置在所述导管(16)的任一端处的梭动电极关闭台座(30)组成，所述台座(30)与包括在所述梭动电极(20)的周边和/或端部处的梭动电极关闭凸缘(31)协作。

7.根据权利要求6所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极关闭台座(30)和所述梭动电极关闭凸缘(31)在彼此接触时形成密封，所述密封在所述燃烧室(11)中占优势的压力大于在所述分层腔(15)中占优势的压力时防止任何气体在所述接触点处穿过。

8.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述室侧梭动电极支座(24)由布置在所述分层导管(16)中或布置在所述导管(16)的任一端处或布置在所述金属底座(4)中的梭动电极打开台座(32)组成，所述台座(32)与包括在所述梭动电极(20)的所述周边和/或所述端部处的梭动电极打开凸缘(33)协作。

9.根据权利要求8所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极打开台座(32)和所述梭动电极打开凸缘(33)在彼此接触时形成密封，以便防止任何气体穿过所述接触点。

10.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极(20)在其周边中包括导向装置(34)，所述导向装置(34)保持所述梭动电极(20)大致在所述分层导管(16)的中心并且大致在与所述导管(16)相同的纵向定向上，而不管所述梭动电极(20)相对于所述导管(16)的轴向位置。

11.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极(20)包括用于气体通过的至少一个纵向通道(35)，所述至少一个纵向通道(35)允许所述气体从所述分层腔(15)传递到所述燃烧室(11)或从所述燃烧室(11)传递到所述分层腔(15)，所述通道(35)布置在所述梭动电极(20)内部和/或布置在所述梭动电极(20)的表面上并且可能在所述通道(35)的两个端部分别在所述室侧端(21)处和所述腔侧端(22)处打开时位于所述梭动电极(20)的整个长度上或者在所述通道(35)的所述端部中的至少一个从所述梭动电极(20)的外表面径向打开时位于所述长度的仅一部分上。

12.根据权利要求6和9所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极关闭凸缘(31)和所述梭动电极打开凸缘(33)一起形成单个关闭-打开凸缘(36)，所述关闭-打开凸缘(36)在所述关闭-打开凸缘(36)与所述梭动电极打开台座(32)接触时与所述分层导管(16)一起限定火炬点火预燃室(37)，所述火炬点火预燃室(37)同时一方面与所述分层腔(15)连通并且另一方面经由至少一个气体喷射孔(38)与所述燃烧室(11)连通。

13.根据权利要求3和12所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述火炬点火预燃室(37)布置在所述绝缘套筒(25)内部。

14.根据权利要求13所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述绝缘套筒(25)从所述金属底座(4)突出以呈现突出喷射圆顶(47)，所述气体喷射孔(38)从所述突出喷射圆顶(47)打开。

15.根据权利要求14所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述突出喷射圆顶(47)为所述绝缘套筒(25)上的嵌件。

16.根据权利要求14所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述梭动电极打开台座(32)布置在所述突出喷射圆顶(47)中。

17.根据权利要求12所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述火炬点火预燃室(37)的内周边壁是圆柱形的，而所述关闭-打开凸缘(36)容纳在所述预燃室(37)中的低径向间隙处。

18.根据权利要求6所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，当所述梭动电极(20)定位成接近所述燃烧室(11)，即在与所述梭动电极(20)协作的所述室侧梭动电极支座(24)附近或与所述室侧梭动电极支座(24)接触时，所述梭动电极关闭凸缘(31)暴露连接所述分层腔(15)与所述燃烧室(11)的至少一个气体喷射孔(38)。

19.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述分层喷射器(17)能够经由喷射器出口导管(42)经由环形引燃装料喷射室(39)将所述引燃装料(18)直接或间接地喷射到所述分层腔(15)中，所述环形引燃装料喷射室(39)布置在螺纹火花塞井(40)中或布置在所述金属底座(4)的所述外周边上或同时布置在所述井(40)中和所述底座(4)的所述周边上，所述金属底座(4)借助于所述底座螺纹(5)拧到所述螺纹火花塞井(40)中，所述环形室(39)经由大致径向布置在所述金属底座(4)中的至少一个气体喷射通道(41)与所述分层腔(15)连通。

20.根据权利要求1所述的具有梭动电极的火花塞，其特征在于，所述分层腔(15)布置在所述陶瓷绝缘体(3)内部。