CN1628402A - 内燃机火花塞 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机火花塞，这种内燃机具有能产生电火花的一个中央电极和接地电极以及一个贵金属片，这个金属片沿着至少一个电极的部分长度插入它的一端。并且利用聚能光束把它焊牢在那里。上述贵金属片的外表形状可以把该金属片固定到一个电极的部分长度的部分外周上，在上述外表形状与电极端部的内部区域之间有一个熔合层把这个贵金属片固定在电极上。

Description

内燃机火花塞
本发明涉及一种内燃机火花塞，该火花塞具有一个中央电极和一个用作电火花放电的接地电极，还具有一个贵金属片，它沿着至少一个电极的部分长度，被插入该电极的一端，并且随后利用聚能光束照射把它焊接在那里。本发明还涉及制造这个火花塞的方法。
这样的一种火花塞可以从德国专利no.2224270(Robert Bosch)中查到。在这个现有技术火花塞上，有一个底部扩大的贵金属片，这个底部放进一个中央电极一端的预制矩形孔内，用聚能光束照射所述孔，而该贵重金属片的扩大的底部处于其中，该孔的侧壁会熔化而牢牢地把贵金属片固定在中央电极上。在采用聚能光束把孔的侧壁熔化以前，贵金属片上覆盖一层特殊的表面层以避免在贵金属片与火花塞的中央电极之间发生熔合现象。这种贵金属，例如铂基合金的作用是使中央电极的前端具有耐火花电蚀性能。
上述德国专利文件中所叙述的火花塞具有一个缺点，即在实践中贵金属片与中央电极之间的连接不是很可靠的，因为在中央电极上的孔的侧壁与贵金属片之间的溶化区内的热应力会使得中央电极与贵金属片之间的连接强度降低。此外，孔的侧壁在熔化过程中所形成的杂质也会使连接强度降低。
本发明的目的是要克服上述现有技术的缺点，尤其是要提出一个在中央电极和/或接地电极与贵金属片之间能够可靠连接的火花塞，以便提高火花塞的耐久性。
为了达到上述目的，前叙部分提到的那种火花塞是符合本发明的，它的特点在于它的上述部分长度至少一部分外周上具有上述贵金属片，该金属片的轮廓可以把它固定到上述至少一个电极上，在这个轮廓与一个电极的端部的内部区域之间的熔合层把该贵金属片牢牢地固定在电极上。换句话说，插入中央电极和/或接地电极端部的贵金属片的部分外表面以及与在贵金属片和中央电极和/或接地电极之间用聚能光束照射而形成的熔合层相配合，保证了贵金属片与中央电极和/或接地电极之间焊接区域具有足够强的连接强度。这个轮廓还包含不太贵的火花塞，因为使用了不太贵重的金属。该轮廓在理论上可以具有任何形式，即可以包含孔、缝、槽等。
在本发明火花塞的一个优选的实施例中，上述贵金属片被压入上述至少一个电极的端部。这样做的优点是可以得到不太贵的火花塞：在前面提到的德国专利中所介绍的火花塞的情况下，必须要形成一个孔，它本身就增加了成本，同时还必须使用大量贵重的金属材料，因为所使用的贵金属数量取决于产生电火花部分的面积以及埋入中央电极的孔内的多少。
在本发明火花塞的另一优选实施例中，上述贵金属片被插入上述至少一个电极的端部的一个事先形成的孔穴内。正如已经认识到的，虽然这样的火花塞会比较昂贵，但是采用一个事先形成的孔穴会具有这个优点，即该贵金属片可以按比较可控的和比较可靠的方式插入上述至少一个电极的端部，而不至于在贵金属片外周形成伸出的部分，而如果采用把贵金属片硬压入上述端部的方法，则可能会造成这种情况。
在本发明火花塞的另一优选实施例中，上述熔合层包含上述贵金属片的一部分以及上述至少一个电极的一部分，它们被熔化并互相混合。用聚能光束照射贵金属片与上述至少一个电极之间的连接面而使该贵金属片与该电极在这个熔合层内有效地混合。最好是把中央电极和/或接地电极绕它自己的轴线旋转以便用焊接激光束沿整个贵金属片的外周进行照射。在另外的一种方式中，上述熔合层包含不与上述贵金属片的物质混合的上述至少一个电极的熔化金属。在另一个优选的实施例中，该熔合层包含另一个分开的熔化物质。
在本发明火花塞的另一优选实施例中，上述轮廓至少包括一个槽。这个槽具有一个V形的断面，在另外一个优选的实施例中，上述轮廓至少包括一个孔。
在火花塞另外一个优选实施例中，该贵金属片是用贵金属制成的，这种金属材料是从包括以下金属的族中挑选出来的：Ir，Ir-Pt，Ir-Pt-Ni，Ir-Rh，Ir-W，Ir-Al，Ir-Si，Ir-Y，Ir-Y2O3，Pt-WPt-Ir-Rh，而其中上述至少一个电极则是由Ni族耐热合金制成的。
如以上所指出的，本发明还涉及符合本发明火花塞的制造方法，包括以下几个步骤：
-在贵金属片的部分外周上，沿其部分长度形成一个轮廓；
-把上述贵金属片，沿其上述部分长度，插入中央电极或用作电火花放电部件的接地电极中的任一个中的一端内；
-把上述贵金属片用聚能光束照射方法焊接到至少一个电极上，使得在上述轮廓与前面提到的至少一个电极之间形成一个熔合层，由此把上述贵金属片固定在一个电极上。
在本发明的一个优选实施例中，前面提到的方法，还包括以下几个步骤：
-在把上述贵金属片沿电极的上述部分长度压入电极的端部以前，先把上述至少一个电极的端部熔化，或
-在把上述贵金属片沿至少一个电极的上述部分长度插入电极以前，在该电极端部预先形成一个孔穴。
参照各附图下面更详细地说明本发明，其中
-图1是示意图，说明一种本发明的内燃机火花塞；以及
-图2a到图2c是关于用于图1中的火花塞的一个贵金属片的几个优选实施例的纵断面。
参看图1，火花塞1包括一个外壳2，一个绝缘芯部3，一个中央点火电极4，它从一个绝缘芯部鼻端5伸出，以及一个接地电极6，它从外壳2延伸。中央点火电极4和接地电极6决定了火花间隙7。以下将会详细介绍，中央点火电极4和/或接地电极6具有十分贵重的金属片，这个金属片插入电极的自由端。这在火花塞1的全部工作寿命期间都能产生高质量的火花，因为这个十分贵重的金属具有很强的抗火花电蚀和腐蚀的能力。
图2a和2b显示图1中火花塞的中央点火电极4的自由端的纵断面示意图。在那个自由端形成了一个孔穴，一个十分贵重的金属片9已插入这个孔穴内。在插入孔穴8以前，在这个十分贵重的金属片9的部分长度的外周上开了一个缝10(图2a)和/或孔11(图2b)。一个熔合层12，图中用黑线表示，包括上述十分贵重的金属片9的一部分和中央点火电极4的一部分，它们熔化并互相混合。由于用聚能光束照射贵金属片9与中央点火电极4之间的连接面，十分贵重的金属片9和中央点火电极4在这个熔合层12内能有效地混合。上述照射，最好是用焊接用的激光束沿贵金属片9的全部外周照射，照射时使中央点火电极4绕它自己的纵轴旋转。
图2c与图2a是相一致的，唯一的区别在于十分贵重的金属片9已经被压进中央点火电极4的自由端内，因为后者不具有孔穴8，而是事先熔合，以便于在那里插入十分贵重的金属片9。
要指出的是，本发明并不局限于上述几种实施例，还可以有其他一些落在所附权利要求书范围内的实施例。

Claims (10)

1.一种内燃机火花塞，包括一个中央电极和一个用作电火花放电部件的接地电极，以及一个贵金属片，该金属片沿上述至少一个电极的部分长度被插入该电极的一端，并且随后利用聚能光束照射方法把它焊接在那里，其特征在于该贵金属片所形成的轮廓能把它固定在它的部分长度的至少部分外周上的所述至少一个电极上，其中在所述轮廓和所述至少一个电极端部的内部区域之间的一熔合层把上述贵金属片固定在上述至少一个电极上。
2.权利要求1的一种火花塞，其特征在于上述贵金属片是被强制压进上述至少一个电极的端部。
3.权利要求1的一种火花塞，其特征在于上述贵金属片被插入上述至少一个电极的端部内的事先形成的孔穴内。
4.权利要求1，2或3的一种火花塞，其特征在于上述熔合层包括上述贵金属片的一部分以及上述至少一个电极的一部分，它们被此熔合并且混合在一起。
5.上述权利要求1到4之一的一种火花塞，其特征在于上述轮廓包括至少一条槽。
6.权利要求5的一种火花塞，其特征在于上述至少一条槽具有至少一个大致V形断面。
7.上述权利要求1到6之一的一种火花塞，其特征在于上述轮廓包括至少一个孔。
8.上述权利要求1到7之一的一种火花塞，其特征在于上述贵金属片是由选自包括Ir，Ir-Pt，Ir-Pt-Ni，Ir-Rh，Ir-w，Ir-Al，Ir-Si，Ir-Y，Ir-Y2O3，Pt-W，Pt-Ir-Rh的族的贵金属材料制成的，其中所述至少一个电极是由Ni族耐热合金制成的。
9.上述权利要求1到8中之一的火花塞的制造方法，包括以下几个步骤：
-在贵金属片的至少一部分外周上，沿其部分长度形成一个轮廓；
-沿它的上述部分长度把上述贵金属片插入中央电极或用作电火花放电部件的接地电极中的至少任何一个的一端；
-用聚能光束照射把上述贵金属片焊接到上述至少一个电极上，使得在上述轮廓与上述至少一个电极端部的内部区域之间延伸一个熔合层，从而将上述贵金属片固定在上述至少一个电极上。
10.权利要求9的方法，其特征在于还包括以下步骤：
-在把上述贵金属片沿上述至少一个电极的上述部分长度强制压入该电极以前，先把上述至少一个电极的端部熔化，或
-在把上述贵金属片沿上述至少一个电极的上述部分长度插入该电极以前，先在上述至少一个电极的端部预形成一个孔穴。
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