CN114172024A - 具有弹性的地电极的预燃室火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预燃室火花塞，该预燃室火花塞包括中心电极（2）、地电极（3）、与所述地电极（3）相连接的壳体（4）以及限定预燃室（7）的罩（6），其中所述地电极（3）弹簧弹性地构造。

Description

具有弹性的地电极的预燃室火花塞

技术领域

本发明涉及一种具弹簧弹性地布置的地电极的预燃室火花塞。此外，本发明涉及一种具有这样的预燃室火花塞的内燃机并且尤其涉及一种可移动的内燃机。

背景技术

预燃室火花塞由现有技术在不同的设计方案中已知。预燃室火花塞具有中心电极和地电极，它们布置在通过罩在与火花塞的壳体或类似器件的连接中形成的预燃室中。在运行中，所述电极的区域中的温度由于预燃室而可能变得非常高，其中预燃室与燃烧室之间的、通过所述罩中的多个孔来执行的混合物交换经常可能是困难的。在此，可能出现未受控制的炽热点火，这尤其引起高的电极磨损。此外，预燃室火花塞迄今为止在现有技术中主要用于固定的内燃机。这样的具有预燃室的固定的内燃机通常在内燃机的预先确定的负荷点中来运行。对于运输工具中的可移动的内燃机来说，所述内燃机的负荷分布根据行驶情况而不同并且从空运转直到全负荷行驶。此外，用于可移动的内燃机的预燃室火花塞必须适合于批量生产，因为在这里要制造比固定的内燃机明显高的件数。

发明内容

相对于此，所述按本发明的、具有权利要求1的特征的预燃室火花塞具有以下优点，即：该预燃室火花塞尤其适合于批量生产。在此，能够特别优选不仅沿着轴向方向而且沿着径向方向非常精确地将地电极定位并且接合。由此，能够在制造时为地电极与中心电极之间的间距确保高的精度。这种精度也能够很好地再现，使得所述按本发明的预燃室火花塞尤其对批量生产来说并且由此对在比如陆上和/或水上的运输工具中的可移动的内燃机中的使用来说是可能的。此外，能够通过按本发明的预燃室火花塞尤其在电极的区域中确保很好的散热，从而不会出现不受欢迎的不能控制的炽热点火或类似现象。这一点按照本发明通过以下方式来实现，即：所述预燃室火花塞具有中心电极和地电极以及壳体。所述地电极在此被固定在所述壳体上。此外设置了罩，该罩尤其在与所述壳体的连接中限定了预燃室。所述地电极在此弹簧弹性地（elastisch federnd）布置。优选所述地电极在此布置在所述壳体上。这能够通过挤压连接或者作为替代方案通过材料锁合的连接、比如焊接连接来实现。所述地电极的弹性的布置在此确保能够可靠地产生通常在中心电极与地电极之间的最短间距处跃过的点火火花。尤其在制造预燃室火花塞时由于地电极的弹性的特性能够非常精确地并且容易地调节地电极与中心电极之间的用于产生火花的间距。所述地电极的弹簧弹性的特性在此支持这种调节。

从属权利要求表明本发明的优选的改进方案。

优选所述弹性的特性被集成到地电极中。由此，所述地电极本身弹簧弹性地构造。所述地电极在此包括固定区域、弹簧区域和火花区域。所述弹簧区域在此布置在所述固定区域与所述火花区域之间。所述地电极优选是尤其具有矩形的或正方形的横截面的扁线。由此，所述地电极的弹性的特性能够容易地被集成到地电极本身中并且所述地电极的固定能够以简单的方式进行。地电极与中心电极之间的在火花间隙的区域中的间距在此能够通过地电极的变型来容易地调节。

特别优选所述地电极被构造为螺旋形。优选所述地电极在此如此构成，从而以所述固定区域为出发点设置了连续地、弧线形地设有变化的半径的区域，该区域一直伸展到所述火花区域，其中所述火花区域而后被构造为直线形。

优选在所述火花区域上布置了贵金属本体。由此能够显著地改进所述预燃室火花塞的寿命。此外也优选在所述中心电极上布置了贵金属本体。

所述地电极特别优选是所冲出的并且变型的、尤其由弹簧线材料构成的构件。

此外优选所述地电极如此布置，使得所述火花区域、所述中心电极的中心和所述固定区域处于共同的直线上。由此能够特别容易地进行所述地电极的精确的定位，因为在制造时仅必须监控上面所提到的三个区域是否处于共同的直线中。

作为替代方案，优选所述地电极如此构造，使得所述火花区域和所述中心电极的中心处于第一直线上并且所述固定区域和所述中心电极的中心处于第二直线上。在此，所述第一和第二直线以大约90°的角度并且尤其优选刚好以90°的角度相交。

按照本发明的另一种优选的作为替代方案的设计方案，所述地电极包括环形地弯曲的扁线，该扁线具有第一和第二自由端部，其中所述两个自由端部径向向里弯曲并且对准中心电极。这样的地电极在此能够如此制成，从而比如通过扁线从扁线卷上的冲出或者定尺寸剪切来提供所述具有预先确定的长度的扁线，其中所述长度比所述环形地弯曲的地电极的外圆周长。由此，所述扁线的两个自由端部能够向里弯曲并且对准中心电极。

特别优选在此所述地电极的两个自由端部借助于贵金属本体优选通过焊接连接来彼此连接。此外优选所述自由端部的连接的贵金属本体、所述中心电极的中心和所述地电极的固定区域布置在共同的直线上。由此，在所述地电极上，所述固定区域和所述火花区域在彼此相差180°的位置上相互对置。

此外优选所述地电极与套筒一体地构成或者在套筒处被固定在所述固定区域上。所述套筒本身被固定在预燃室火花塞的壳体上。由此，能够从所述地电极到所述套筒并且从所述套筒到所述壳体进行特别好的散热。由此，能够避免由于所述地电极上的太高的温度而引起的不受欢迎的且不能控制的炽热点火。所述套筒比如借助于挤压连接或者借助于焊接连接与所述壳体相连接。此外，所述套筒具有以下优点，即：能够以简单的方式进行所述与套筒相连接的地电极的轴向的以及也径向的定位。

所述带有套筒的地电极的容易的制造可行方案通过以下方式来产生，即：由板材来冲出套筒外壳并且同时在有待制造的套筒的一个轴向端部上一同冲出用于所述地电极的条带。所述条带还通过连接区域与所述套筒的外壳相连接，所述连接区域后来是所述地电极的、在套筒上的固定区域。随后能够将所述由板材构成的套筒卷起并且相应地使所述地电极变型。由此，产生所述地电极的特别容易的并且成本低廉的可制造性，使得其尤其适合于批量生产。

此外优选所述预燃室火花塞包括多个地电极。比如所述地电极能够以对称的方式或者以不对称的方式来布置。特别优选设置了两个或者四个地电极，所述地电极优选成对地彼此对置。

此外，本发明涉及一种内燃机、尤其是可移动的内燃机，其比如用在运输工具或者水上运输工具中。

附图说明

下面参照附图来详细地描述本发明的优选的实施例。在附图中：

图1示出了按照本发明的第一种实施例的预燃室火花塞的示意性的透视的剖视图；

图2示出了图1的预燃室火花塞的、在无罩的情况下的示意性的俯视图；

图3示出了按照第二种实施例的预燃室火花塞的带有地电极的套筒的示意性的剖视图；

图4以透视图示出了图3的带有地电极的套筒的示意性的透视图；

图5示出了按照第三种实施例的预燃室火花塞的示意图；

图6示出了按照第四种实施例的预燃室火花塞的示意性的透视图；并且

图7示出了图6的预燃室火花塞的示意性的剖视图。

具体实施方式

下面参照图1和2对按照优选的第一种实施例的预燃室火花塞1进行详细描述。

如可以从图1中看出的那样，所述预燃室火花塞1包括中心电极2和地电极3。所述中心电极2处于预燃室火花塞1的中轴线X-X中。

所述预燃室火花塞1的预燃室7通过壳体4及罩6的一部分来限定。所述罩6具有多个罩孔60，以用于将被点燃的气体混合物通过罩孔60来输送到内燃机的燃烧室中并且在那里触发处于燃烧室中的气体混合物的主点火。通过所述罩孔60，也在所述内燃机的燃烧室与所述预燃室7之间进行混合物交换，以尤其用于对预燃室7进行扫气并且在那里又加入可点燃的混合物。

所述中心电极2包括第一贵金属本体20，该第一贵金属本体布置在中心电极2的端侧上。所述中心电极2借助于绝缘体5来电绝缘。

所述地电极3由扁线制成并且被弯曲并且具有弹性的特性。所述地电极3在此包括固定区域31、弹簧区域32和火花区域33。

在所述火花区域33上布置了第二贵金属本体30。如尤其可以从图2中看出的那样，所述地电极3被变型为螺旋形。在此，所述地电极3以固定区域31为出发点以具有稍许变化的半径的弧线一直伸展到锐角的半径变化32’并且转变为线性的端部件33’，在该端部件处布置了所述火花区域33（参照图2）。

所述第二贵金属本体30在此如尤其可以从图2中看出的那样布置在火花区域33的侧面，使得所述火花区域33的端侧34自由地处于预燃室火花塞的预燃室7中。

如可以从图2中看出的那样，在此所述固定区域31、所述中心电极2的中心和所述火花区域33处于共同的直线10中。

所述地电极3借助于焊接连接8与所述壳体4在固定区域31处相连接。由此在实际上所述地电极3与所述壳体4之间的点状的连接通过所述焊接连接8来实现，使得所述地电极3的其余的区域直至火花区域33弹簧弹性地布置。由此而可能的是，所述地电极3与所述中心电极2之间的火花间隙13通过在所述弹簧区域32处的能够非常容易地实施的变型来可靠地调节到精确的尺度。由此能够确保所述预燃室火花塞1不执行任何不受欢迎的并且不能控制的误点火。

所述地电极3的弹性在此取决于所述弹簧区域32的所选择的半径、所述地电极3的材料以及所述地电极3的厚度及横截面轮廓。由此，尤其可能的是，通过所述地电极3在制造预燃室火花塞时也能够对比如可能通过地电极3在壳体4上的固定或者中心电极2在绝缘体5中的定位而产生的由公差引起的偏差进行补偿。在此能够相应地对所述弹性的地电极3进行调整，使得所述地电极3与中心电极2之间的火花间隙13对所有所制造的预燃室火花塞来说总是保持在预先确定的尺度上。由此，尤其能够容易并且快速地批量制造预燃室火花塞。

如可以直接从图2中看出的那样，也能够考虑，所述预燃室火花塞具有两个地电极，所述地电极在中心电极处彼此对置。所述第二地电极在此能够像第一地电极一样仅仅朝相反的弯曲的方向同样以弹簧弹性的方式来布置。

图3和4示范性地示出了按照本发明的第二种实施例的预燃室火花塞的地电极3。相同的或者在功能上相同的部件用相同的附图标记来表示。

如可以从图3和4中看出的那样，所述第二种实施例的地电极3布置在套筒9上。在此，所述地电极3与套筒9一体地设置而成。所述套筒9具有柱筒状的主体90，其中所述地电极3由与所述套筒9相同的材料块制成。在此，在所述固定区域31处构造了从套筒主体90到地电极3的连续的过渡。所述与套筒9一起制造的地电极3比如能够由扁平的板材来如此制成，从而首先冲出相应大的板片，其中也建立后来形成所述套筒主体90的区域与后来形成地电极3的区域之间的缝隙。在图4中，所述缝隙用附图标记18勾画出来。在下一个变型步骤中，而后由所述扁平的所冲出的初级产品来卷出套筒主体9并且同时也使所述地电极3变型。所述地电极3的几何形状在此相应于所述地电极3的、在图1和2中的第一种实施例中所示出的螺旋形的设计方案。

所述整体地带有地电极3的套筒9的使用在此具有以下优点，即：所述地电极3不仅能够沿着预燃室火花塞的径向方向而且能够沿着其轴向方向来最佳地定位。所述套筒9在此能够与所述壳体4比如通过挤压连接或者作为替代方案通过材料锁合的连接、比如焊接连接与所述壳体相连接。由此尤其产生制造技术上的优点。所述第二种实施例的地电极3的另一个大的优点在于，在运行中产生的热能够直接由地电极3传递到套筒9上并且由所述套筒9经由套筒主体90的大的表面传递到所述壳体4上。由此，能够在运行中在所述地电极3的区域中、尤其在所述火花区域33处避免高的温度峰值，由此能够阻止误点火。

图5示出了按照本发明的第三种实施例的预燃室火花塞1。相同的或者在功能上相同的部件又像在第一种实施例中一样来表示。所述第三种实施例的预燃室火花塞基本上相应于第一种实施例的预燃室火花塞，其中与所述第一种实施例不同的是不同地设计了所述固定区域31的布置。如可以从图5中看出的一样，所述地电极3的火花区域33与在第一种实施例中相类似地径向地弯曲，但是所述贵金属本体30不再像在第一种实施例中一样侧向于所述中心电极2、而是径向于所述中心电极2的中心。在此，所述贵金属本体30布置在火花区域33的端侧的自由端部上。所述地电极3的固定区域31和所述中心电极2的中心在此处于共同的第一直线11上。所述火花区域33和所述中心电极2的中心处于共同的第二直线12上。在此，所述两条直线11、12以直角相交。在所述预燃室火花塞1的这种设计方案中，尤其所述中心电极2与所述地电极3之间的间距13的调节能够非常容易地来执行。

图6和7示出了按照本发明的第四种实施例的预燃室火花塞1。相同的或者在功能上相同的部件在此又设有相同的附图标记。

如可以从图6和7中看出的那样，在所述第四种实施例中，所述地电极3又与套筒9相连接。但是，在此在所述地电极3与所述套筒9之间构造了焊接连接8。如可以从图6中看出的那样，所述焊接连接8在此以180°相对于地电极3的火花区域33布置。

所述地电极3又由环形地弯曲的扁线15来制成，所述扁线具有第一自由端部16和第二自由端部17。这两个自由端部16、17在此如尤其在图6中所示出的那样径向向里弯曲。所述两个自由端部16、17在此借助于地电极3的第二贵金属本体30比如通过焊接连接来彼此连接。所述地电极3的这种设计方案非常坚固，其中所述地电极3通过环形的设计方案以固定区域31为出发点而具有两个弹簧区域32，所述弹簧区域分别转变为端部16、17之一。

通过图6和7中的这种设计方案，由此能够制造一种预燃室火花塞，对于该预燃室火花塞来说所述地电极3虽然弹性地构造，但是具有一定的坚固性并且尤其适合于困难的使用条件。

Claims (10)

1.预燃室火花塞，包括：

-中心电极（2）；

-地电极（3）；

-与所述地电极（3）相连接的壳体（4）；以及

-限定预燃室（7）的罩（6）；

-其中所述地电极（3）弹簧弹性地布置。

2.根据权利要求1所述的预燃室火花塞，其中所述地电极（3）具有固定区域（31）、弹簧区域（32）和火花区域（33），其中所述弹簧区域（32）布置在所述固定区域（31）与所述火花区域（33）之间。

3.根据权利要求1或2所述的预燃室火花塞，其中所述地电极（3）被构造为螺旋形。

4.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞，其中所述火花区域（33）、所述中心电极（2）的中心和所述固定区域（31）处于共同的直线（10）上。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的预燃室火花塞，其中所述地电极（3）如此布置，使得所述火花区域（33）和所述中心电极（2）的中心处于第一直线（11）上并且所述固定区域（31）和所述中心电极（2）的中心处于第二直线（12）上，其中所述第一直线（11）和所述第二直线（12）以大约90°的角度相交。

6.根据权利要求1或2所述的预燃室火花塞，其中所述地电极（3）包括环形地弯曲的扁线，该扁线具有第一自由端部（16）和第二自由端部（17），其中所述第一自由端部（16）和所述第二自由端部（17）径向向里弯曲并且对准所述中心电极（2）。

7.根据权利要求6所述的预燃室火花塞，其中所述第一自由端部（16）和所述第二自由端部（17）通过贵金属本体（30）来彼此连接。

8.根据权利要求7所述的预燃室火花塞，其中所述贵金属本体（30）、所述中心电极（2）的中心和所述固定区域（31）布置在共同的直线上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞，此外包括套筒（9），其中所述地电极（3）与所述套筒（9）相连接或者与所述套筒（9）一体地构成。

10.内燃机、尤其是可移动的内燃机，包括根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞。

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