CN110445015B - 用于内燃发动机的火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃发动机的火花塞，该火花塞具有中心电极，该中心电极包括第一本体和第二本体，该第一本体包括电极基础材料，该第二本体包括贵金属且连接到第一本体，该火花塞具有在径向方向上围绕中心电极布置的接地电极，该火花塞具有在中心电极与接地电极之间形成的环形点燃间隙，以用于通过在中心电极与接地电极之间形成的点燃火花来点燃燃料混合物，其中，中心电极的第二本体被形成为具有中心凹部的环形元件，其中，中心电极的第一本体包括主体和突出部，突出部延伸到第二本体的凹部中。第二本体通过底切而被形状锁合地保持在第一本体上，该底切在第一本体和第二本体之间被形成在第一本体的突出部的区域中。

Description

用于内燃发动机的火花塞

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于内燃发动机的火花塞。

背景技术

火花塞用于电点燃待在内燃发动机中燃烧的燃料混合物。在火花塞的所谓的中心电极与所谓的接地电极之间形成点燃间隙，可在该点燃间隙中形成电点燃火花以用于点燃燃料混合物。

火花塞基本上被区分为具有钩形接地电极的火花塞和具有环形接地电极的火花塞。因此，DE 10 2011 0277 279 A1示出了一种火花塞，其接地电极被形成为钩状，其中，在中心电极的轴向方向上看到的点燃间隙在中心电极的端部与钩状接地电极的端部之间轴向地延伸。由DE 10 2012 208 069 A1已知一种具有环形接地电极的火花塞，其中，点燃间隙则在中心电极和接地电极之间围绕中心电极延伸。在此提出的本发明涉及具有环形接地电极的火花塞，即，具有围绕中心电极在径向方向上延伸的点燃间隙的火花塞。

从实践中已知的是，接地电极包括两个本体，即，由基础电极材料制成的第一本体和由贵金属制成的第二本体，其中，两个本体连接到彼此，特别是焊接在一起。

对于从实践中已知的火花塞，存在这样的风险：中心电极的两个本体变得彼此脱离并且由贵金属制成的第二本体进入包括火花塞的缸的燃烧室，并且在一定条件下从燃烧室被排出到内燃发动机的排气系统。这可能会对内燃发动机造成损坏。

因此需要这样的火花塞：对于该火花塞来说，降低了中心电极的本体变得脱离的风险。

发明内容

由此开始，本发明基于产生用于内燃发动机的新型火花塞的目的。该目的通过根据权利要求1的火花塞来解决。

根据本发明，中心电极的第二本体被形成为具有中心凹部的环形元件。中心电极的第一本体包括主体和突出部，该突出部延伸到第二本体的凹部中。第二本体通过底切而被形状锁合地保持，所述底切在第一本体与第二本体之间被形成在第一本体的突出部的区域中。

在此提出的本发明首次提出通过机械底切将中心电极的第二本体形状锁合地固定在中心电极的第一本体上，所述机械底切被形成在中心电极的这两个本体之间。以这种方式，即使在这两个本体之间形成的焊接连接失效时，第二本体也可被牢固地保持在第一本体上。因此，使对内燃发动机造成损坏的风险最小化。

根据本发明的有利的进一步发展，第二本体的凹部被定轮廓成在截面中为漏斗状或锥形，即，从第二本体的局部地限定了中心电极的端面的轴向表面发出、在第二本体的被定位成与主体的轴向表面相对的轴向表面的方向上会聚。第一本体的突出部以在截面中为截头锥形或锥形的方式被定轮廓，即，从第一本体的主体的轴向表面发出、在第一本体的突出部的轴向表面的方向上发散，该突出部的轴向表面局部地限定中心电极的端面。通过这种方式，可以特别容易且有利地制造机械底切，以便将第二本体形状锁合地保持在中心电极的第一本体上。

优选地，第一本体的突出部通过成形而被形成在第二本体中的凹部内。通过这种方式，可以特别容易地提供底切。

优选地，在第一本体的主体的轴向表面和第二本体的轴向表面之间形成第一焊缝，在径向方向上看，该第一焊缝优选地从中心电极的周向表面发出而延伸到中心电极中。优选地，另外，第二焊缝被形成在第一本体的突出部的径向外表面与第二本体的界定第二本体的凹部的径向内表面之间，在轴向方向上看，该第二焊缝优选地从中心电极的端面发出延伸到中心电极中。优选地，两个焊缝都存在。通过这种方式，增加了可用的焊接区域。即使当两个焊缝都失效时，第二本体也通过机械底切而被牢固地保持在第一本体上。

优选地，材料凹部被引入到第一本体的突出部的轴向表面中，该突出部的轴向表面局部地限定中心电极的端面。通过该材料凹部，可以提供焊缝区域中的应力降低，因此可以降低焊缝失效的风险。

附图说明

由从属权利要求以及以下描述获得本发明的优选的进一步发展。在不受限于此的情况下通过附图更详细地解释本发明的示例性实施例。其中示出了：

图1：根据本发明的火花塞的示意性图示。

具体实施方式

在此提出的本发明涉及用于内燃发动机的火花塞，特别是用于火花点燃式燃气发动机的火花塞，其用于点燃待在内燃发动机中燃烧的燃料混合物。

图1示出了取自在中心电极11和接地电极12的区域中的火花塞10的示意性截面，该接地电极12在径向方向上围绕中心电极11布置。在中心电极11和接地电极12之间形成环形点燃间隙13，该环形点燃间隙呈环形间隙或分段的环形间隙的形式，其被设置用于通过在中心电极11和接地电极12之间形成的电点燃火花来点燃燃料混合物。

中心电极11包括第一本体14和第二本体15，所述第一本体与所述第二本体通过焊接而连接。第一本体14包括电极基础材料。第二本体15包括贵金属。

为了确保在中心电极11的两个本体14、15之间的良好结合并且为了降低包括贵金属的第二本体15与包括电极基础材料的第一本体14脱离的风险，根据本发明所提供的是，中心电极11的第一本体14具有主体14a和相对于主体14a在轴向方向A上突出的突出部14b。第二本体15被形成为具有中心凹部17的环形元件，第一本体14的突出部14b延伸到该中心凹部17中。第二本体15通过在第一本体14和第二本体15之间被形成在第一本体14的突出部14b的区域中的底切而被形状锁合地保持在第一本体14上。万一稍后将讨论的并且在两个本体14、15之间形成的焊接连接失效，则第二本体15仍然通过机械底切而被捕获地保持在第一本体14上。

为了在中心电极11的两个本体14、15之间提供机械底切，第二本体15中的凹部17被定轮廓成在截面中为漏斗状或锥形。第二本体15中的凹部17以这样的方式被定轮廓成锥形：使得凹部17会聚，即，从第二本体15的轴向表面26（其局部地限定中心电极11的端面22）发出，沿第二本体15的轴向表面25（其被定位成与中心电极11的主体14a的轴向表面24相对）的方向。

延伸到在中心电极11的第二本体15中的该凹部17中的第一本体14的突出部14b以在截面中为截头锥形或锥形的方式被定轮廓，即，以这样的方式被定轮廓：突出部14b发散，即，从中心电极11的第一本体14的主体14a的轴向表面24发出，沿本体15的突出部14b的轴向表面27的方向，该轴向表面27与第二本体15的轴向表面26一起限定中心电极11的端面22。

第一本体14的突出部14b通过在凹部17内成形而产生，该突出部14b与第二本体15的凹部17一起形成机械底切。因此，图1以虚线示出了中心电极11的第一本体14的柱形突出部14b'，该柱形突出部14b'延伸到中心电极11的第二本体15中的凹部17中并且相对于第二本体15的轴向表面26（其局部地限定中心电极11的端面22）在轴向方向A上突出。在径向方向上，在该柱形突出部14b'与第二本体15的锥形轮廓的凹部17之间存在明显的间隙。

通过对柱形突出部14b'成形，即，通过使柱形突出部14b'塑性变形，可以将该柱形突出部转换成以在截面中为锥形或截头锥形的方式被定轮廓的形状，即，经历形成突出部14b，该突出部14b与第二本体15中的凹部17一起提供机械底切，以用于将第二本体15形状锁合地固定在第一本体14上。

为了以牢固结合的方式另外连接第二本体15和第一本体14，优选地形成两个焊缝18、19。

焊缝18被形成在第一本体14的突出部14b的径向外表面20与第二本体15的径向内表面21之间，该径向外表面20以截头锥形的方式被定轮廓，该径向内表面21被定轮廓为漏斗状并且界定第二本体15的凹部17。在轴向方向A上看，该焊缝18从中心电极11的端面22发出延伸到该中心电极中，其中，该焊缝18到中心电极11中的穿透深度大致对应于所形成的第一本体14的突出部14b的轴向长度h。

焊缝19被形成在第一本体14的主体14a的轴向表面24与第二本体15的邻接的轴向表面25之间。该焊缝19从中心电极11的周向表面23发出延伸到该中心电极中，其中，该焊缝19的穿透深度对应于在中心电极11的周向表面23与第一本体14的突出部14b之间的径向距离。

焊缝18、19各自具有相对低的穿透深度，但是组合起来提供了可以可靠地形成的高度可用的焊接区域。如果仅存在单个焊缝，则其优选地应是焊缝19。

特别优选地，所提供的是，在第一本体14的突出部14b的轴向表面27（其局部地限定中心电极11的端部部分22）中引入材料凹部16，该材料凹部16优选地被定轮廓成抛物线形。通过可选的材料凹部16，可以降低焊接区域中的应力，因此可以降低焊接连接失效的风险。

根据本发明的火花塞10的中心电极11的如下风险被降低：使得中心电极11的由贵金属制成的第二本体15无意地从中心电极11的由电极基础材料制成的第一本体14脱离。火花塞10的进一步优点在于，由于中心电极11的第二本体15中的凹部17，因而需要较少的贵金属。这降低了火花塞10的制造成本。

附图标记列表

10 火花塞

11 中心电极

12 接地电极

13 点燃间隙

14 第一本体

14a 主体

14b、14b' 突出部

15 第二本体

16 材料凹部

17 凹部

18 第二焊缝

19 第一焊缝

20 径向外表面

21 径向内表面

22 端面

23 周向表面

24 轴向表面

25 轴向表面

26 轴向表面

27 轴向表面

Claims (8)

1.一种用于内燃发动机的火花塞（10），

所述火花塞具有中心电极（11），所述中心电极包括第一本体（14）和第二本体（15），所述第一本体包括电极基础材料，所述第二本体包括贵金属，所述第二本体焊接到所述第一本体（14），

所述火花塞具有接地电极（12），所述接地电极在径向方向上围绕所述中心电极（11）布置，

所述火花塞具有在所述中心电极（11）与所述接地电极（12）之间形成的环形点燃间隙（13），以用于通过在所述中心电极（11）与所述接地电极（12）之间形成的电点燃火花来点燃燃料混合物，

其特征在于，

所述中心电极（11）的第二本体（15）被形成为具有中心凹部（17）的环形元件，

所述中心电极（11）的第一本体（14）包括主体（14a）和突出部（14b），所述突出部延伸到所述第二本体（15）的凹部（17）中，

所述第二本体（15）通过底切而被形状锁合地保持在所述第一本体（14）上，所述底切在所述第一本体（14）与所述第二本体（15）之间被形成在所述第一本体（14）的突出部（14b）的区域中，

其中，所述第二本体（15）中的所述凹部（17）被定轮廓成在截面中为漏斗状或锥形，即，从所述第二本体（15）的局部地限定所述中心电极（11）的端面（22）的轴向表面（26）发出、在所述第二本体（15）的被定位成与所述主体（14a）的轴向表面（24）相对的轴向表面（25）的方向上会聚，

其中，所述第一本体（14）的突出部（14b）以在截面中为截头锥形或锥形的方式被定轮廓，即，从所述第一本体（14）的主体（14a）的轴向表面（24）发出、在所述第一本体（14）的突出部（14b）的轴向表面（27）的方向上发散，所述突出部的轴向表面局部地限定了所述中心电极（11）的端面（22）。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述第一本体（14）的突出部（14b）通过在所述第二本体（15）中的所述凹部（17）内成形而产生。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，第一焊缝（19）被形成在所述第一本体（14）的主体（14a）的轴向表面（24）与所述第二本体（15）的轴向表面（25）之间，在径向方向上看，所述第一焊缝从中心电极（11）的周向表面（23）发出延伸到所述中心电极中。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，第二焊缝（18）被形成在所述第一本体（14）的突出部（14b）的径向外表面（20）与所述第二本体（15）的径向内表面（21）之间，所述第二本体的径向内表面界定所述第二本体（15）的凹部（17），在轴向方向上看，所述第二焊缝从所述中心电极（11）的端面（22）发出延伸到所述中心电极中。

5.根据权利要求4所述的火花塞，其特征在于，所述第二焊缝（18）的穿透深度对应于所述第一本体（14）的突出部（14b）的轴向长度（h）。

6.根据权利要求3所述的火花塞，其特征在于，所述第一焊缝（19）的穿透深度对应于在所述中心电极（11）的周向表面（23）与所述第一本体（14）的突出部（14b）之间的径向距离。

7.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，在所述第一本体（14）的突出部（14b）的轴向表面（27）中引入材料凹部（16），所述突出部的轴向表面（27）局部地限定所述中心电极（11）的端面（22）。

8.根据权利要求7所述的火花塞，其特征在于，所述材料凹部（16）被定轮廓成抛物线形。

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