CZ315498A3

CZ315498A3 - Zapalovací svíčka s platinovým hrotem na své vnější elektrodě

Info

Publication number: CZ315498A3
Application number: CZ19983154A
Authority: CZ
Inventors: Petr Ing. Novák
Original assignee: BRISK Tábor a. s.
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-08-16

Abstract

Zapalovací svíčka s platinovým hrotemna své vnější elektrodě sestává z tepelně a elektricky vodivého pouzdra (1) s upevňovacími prostředky, vjehož dutiněje plynotěsně uložen keramický izolátor (2)se středovou elektrodou (3). Její vně přečnívajícíšpička (4)jeukončena destičkou (5) z platiny, případně platiny s příměsí iridia, proti nížje uspořádána obdobná destička (6), přivařenak zahnutému konci(7) boční elektrody (8), připevněné k pouzdru (1). Vboční elektrodě (8) je po celém obvodu destičky (6) vytvořena drážka (9),jejíž vnitřní boční stěna, navazující na vnější obvod destičky (6),je tvořena alespoň zčásti materiálem elektrod v oblasti (10) jejího provaření.

Description

Zapalovací svíčka s platinovým hrotem na své vnější elektrodě

Oblast techniky

Vynález se týká uspořádání zapalovací svíčky pro spalovací motory, jejíž vnější elektroda je opatřena platinovým hrotem, případně hrotem z platiny s příměsí iridia.

Dosavadní stav techniky

Zapalovací svíčka má středovou elektrodu umístěnou v izolátoru, který prochází kovovým pouzdrem. Přední konec středové elektrody přitom vytváří s vnější elektrodou, vybíhající z kovového pouzdra, jiskřiště. Vnější ohnutá boční elektroda má zpravidla tepelně vodivé jádro, chráněné v základní kovové hmotě, která je tvořena slitinou na bázi niklu a obsahuje 10-20 % hmotn. chrómu. Na vnější boční elektrodě je navařen platinový hrot tak, že vzdálenost mezi obvodovou hranou navařené části a předním koncem kovového jádra je v rozsahu od 0,0 mm do 2,0 mm.

Vlivem vysokoteplotní koroze působením vzdušného kyslíku a zplodin spalování pri teplotách přibližně 500 až 850 C dochází při provozu zapalovací svíčky k poškozování navařené části mezi hrotem a vnější boční elektrodou.

Na základě současných požadavků na čistší plynné emise a na snížení spotřeby paliva u motorů s vnitřním spalováním je třeba, aby motor běžel s chudší směsí. Při vyšších teplotách ve spalovací komoře je vystavena vyšším teplotám i vnější elektroda. Na základě dalšího požadavku, aby motor „naběhal“ více než 100 000 km bez výměny zapalovacích svíček, bylo navrženo, aby vnější elektroda byla vyrobena z měděného jádra chráněného základní hmotou na bázi niklové slitiny, přičemž na protilehlé konce jak vnější, tak středové elektrody jsou navařeny platinové hroty za účelem zlepšení odolnosti proti oxidaci a korozi. Alternativně může být vnější boční elektroda vytvořena ze slitiny na bázi niklu, chrómu, železa, manganu a dalších přísad.

Ve srovnání se středovou elektrodou je vnější boční elektroda vystavena vyšší okolní teplotě, a to takového stupně, že platinové hroty mají tendenci se odlamovat z vnější elektrody v navařené oblasti. U prodloužených typů zapalovacích svíček, u kterých je funkční konec umístěn ve spalovací komoře, je vnější boční elektroda nejvíce vystavena vyšší okolní teplotě a následně ochlazena nově přivedenou směsí paliva.

I * «· «

Výsledkem je větší intenzita tepelných pnutí v provařené svařované oblasti mezi hrotem a vnější elektrodou, takže hrot je vystaven možnosti odpadnutí z vnější elektrody.

Jedním z cílu vynálezu je vytvořit zapalovací svíčku, mající navařený platinový hrot nebo destičku na vnější boční elektrodě, která je schopna účinně snížit vliv tepelných pnutí mezi platinovým hrotem a vnější elektrodou, čímž přispívá k prodloužení životnosti za použití relativně jednoduché konstrukce. Dalším cílem vynálezu je zvýšit životnost zapalovací svíčky s platinovými hroty elektrod a současně snížit velikost přeskokového napětí mezi oběma platinovými hroty elektrod.

Podstata vynálezu

Nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje uspořádání zapalovací svíčky podle tohoto vynálezu. Zapalovací svíčka sestává z tepelně a elektricky vodivého pouzdra s upevňovacími prostředky, v jehož dutině je plynotěsně uložen keramický izolátor se středovou elektrodou, jejíž vně přečnívající špička je ukončena destičkou z platiny, případně platiny s příměsí iridia. Proti ní je uspořádána obdobná destička, přivařená k zahnutému konci boční elektrody, připevněné k pouzdru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v boční elektrodě je po celém obvodu destičky vytvořena drážka, jejíž vnitřní boční stěna, navazující na vnější obvod destičky, je tvořena alespoň zčásti materiálem elektrody v oblasti jejího provaření. Vybráním ve tvaru drážky se odstraní oxidovaná vrstva po obvodu platinové destičky, která vzniká jako důsledek svařovacího procesu destičky k materiálu vnější boční elektrody. Proces oxidace, která za provozu zapalovací svíčky postupuje dále ke středu platinové destičky a zhoršuje mechanické vlastnosti svaru a přestup tepla z platinové destičky do vnější boční elektrody, se výrazně zpomalí a oddálí se její nepříznivé vlivy. Prováděné zkoušky ukazují, že uspořádáním podle tohoto vynálezu se životnost zapalovací svíčky s platinovými hroty (destičkami) zvyšuje až o 30%.

Drážka může mít s výhodou průřez v podstatě tvaru U. Její hloubka je větší než výška stěny, která je tvořena materiálem provařené oblasti. Tím je spolehlivěji odstraněna oxidovaná vrstva po obvodu platinové destičky.

Platinová destička vnější boční elektrody i obdobná destička středové elektrody jsou s výhodou ve tvaru kruhu a obě mají stejnou velikost, které odpovídá i zúžený konec špičky středové elektrody. Vlivem výsledného tvaru jiskřiště dochází ke snížení velikosti přeskokového napětí mezi oběma platinovými hroty (destičkami) o přibližně

10%.

Způsob vytvoření konce boční elektrody zapalovací svíčky s přivařenou platinovou destičkou spočívá v tom, že po přivaření destičky v celé její ploše k povrchu boční elektrody se odstraní obvodové oblasti svaru mezi destičkou a materiálem boční elektrody za současného úběru okrajů destičky a vytvoření navazující drážky v boční elektrodě. Odstranění obvodové oblasti svaru se provede obrobením, zpravidla vyfrézováním, uvedené drážky.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojeném výkresu je vyobrazen příklad provedení zapalovací svíčky podle tohoto vynálezu, ve spojení s následným popisem konkrétních příkladů provedení.

Na obr.1 je pohled na celkové uspořádání zapalovací svíčky s platinovými hroty na střední a vnější boční elektrodě. Na obr.2 je vyobrazen detail oblasti jiskřiště s navařenými platinovými destičkami a na obrázku 3 příklad konečného uspořádání jiskřiště zapalovací svíčky po obrobení konce středové elektrody a odstranění obvodové oblasti svaru mezi platinovou destičkou a materiálem vnější boční elektrody.

Příklady provedení vynálezu

Zapalovací svíčka s platinovým hrotem na své vnější elektrodě sestávající z tepelně a elektricky vodivého pouzdra 1_ s upevňovacími prostředky (vnějším závitem k montáži svíčky do hlavy motoru). V dutině pouzdra 1_ je plynotěsně uložen keramický izolátor 2^se středovou elektrodou 3, jejíž vně přečnívající špička 4 je ukončena v podstatě kruhovou destičkou 5 z platiny, případně platiny s příměsí iridia, proti níž je uspořádána obdobná destička 6, přivařená k zahnutému konci 7 vnější boční elektrody 8, připevněné k pouzdru 1_.

V boční elektrodě 8 je po celém obvodu destičky 6 vyfrézováním vytvořena drážka 9 ve tvaru oblého U, jejíž vnitřní boční stěna, navazující na vnější obvod destičky 6, je tvořena alespoň zčásti materiálem elektrody v oblasti 10 jejího provaření.

Tloušťka platinové destičky 5j-esp. 6, muže být v rozmezí od 0,05 do 1 mm, zpravidla je od 0,2 do 0,3 mm. Hloubka drážky 9 může být od 0,05 do 2 mm, nejlépe však od 0,1 do 0,3 mm {hloubka je s výhodou větší než součet tloušťky destičky 6 a tloušťky provařené oblasti 10). Při vybrání drážky 9 dojde k úběru obvodové oblasti svaru mezi platinovou destičkou 6 a materiálem vnější boční elektrody 8 tak, že jsou odstraněny korozí napadené okraje svaru, vzniklé při svařování destičky 6. V praxi se jedná i o úběr obvodové části platinové destičky 6 o přibližně 0,1 až 0,2 mm z poloměru této destičky 6. Obdobné obrobení špičky 4 středové elektrody 3 s platinovým hrotem (destičkou 5) je součástí stavu techniky před vytvořením tohoto vynálezu.

Zkoušky ukazují, že účinky tohoto vynálezu jsou pro zvýšení životnosti zapalovacích svíček s platinovými hroty (elektrodami) a pro snížení přeskokového napětí mezi oběma platinovými elektrodami výrazné. Snížení přeskokového napětí o 10% snižuje namáhání všech dílů zapalovací soustavy a současně snižuje pravděpodobnost vzniku nezapálených cyklů v obtížných klimatických podmínkách (vlivy vlhkost i a prachu). Zvýšení životnosti zapalovacích svíček s uspořádáním podle tohoto vynálezu je příznivé zejména při dlouhodobých vysokých zatíženích motoru.

Průmyslová využitelnost

Zapalovací svíčka s platinovým hrotem na své vnější elektrodě je určena pro zážehové spalovací motory.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zapalovací svíčka s platinovým hrotem na své vnější elektrodě, sestávající z tepelně a elektricky vodivého pouzdra (1) s upevňovacími prostředky, v jehož dutině je plynotěsně uložen keramický izolátor (2) se středovou elektrodou (3), jejíž vně přečnívající špička (4) je ukončena destičkou (5) z platiny, případně platiny s příměsí iridia, proti níž je uspořádána obdobná destička (6), přivařená k zahnutému konci (7) boční elektrody (8), připevněné k pouzdru (1), vyznačující se tím, že v boční elektrodě (8) je po celém obvodu destičky (6) vytvořena drážka (9), jejíž vnitřní boční stěna, navazující na vnější obvod destičky (6), je tvořena alespoň zčásti materiálem elektrody v oblasti (10) jejího provaření.

2. Zapalovací svíčka podle nároku 1, vyznačující se tím, že drážka (9) má průřez v podstatě tvaru U.

3. Zapalovací svíčka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že hloubka drážky (9) je větší než výška stěny, která je tvořena materiálem provařené oblasti.

4. Zapalovací svíčka podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že destička (6) boční elektrody (8) i destička (5) středové elektrody (3) jsou ve tvaru kruhu stejné velikosti, které odpovídá i zúžený konec špičky (4) středové elektrody (3).

5. Způsob vytvoření konce boční elektrody (8) zapalovací svíčky s přivařenou destičkou (6) podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že po přivaření destičky (6) v celé její ploše k povrchu boční elektrody (8) se odstraní obvodové oblasti svaru mezi destičkou (6) a materiálem boční elektrody (8) za současného úběru okrajů destičky (6) a vytvoření navazující drážky (9) v boční elektrodě (8).