经热优化的预燃室火花塞的制作方法

本发明涉及一种稳健且经热优化的预燃室火花塞，该预燃室火花塞具有在运行中显著降低的热损伤的风险。本发明还涉及一种具有这类预燃室火花塞的内燃机。

背景技术：

1、预燃室火花塞从现有技术中以不同设计方案已知。预燃室火花塞通常在内燃机中使用，该内燃机利用气态介质运行。这样的预燃室火花塞通常具有预燃室，在该预燃室中布置了中间电极和接地电极。预燃室通过帽盖以及壳体的一部分来限定。在帽盖处和/或在电极处出现过高温度的情况下，在此可能出现非期望的且不可控的炽热点火。这一方面由于提高的磨损而是不期望的并且另一方面可能会由此出现内燃机的较差的废气排放。在最坏的情况下可能出现内燃机的实质上的损坏。因此在预燃室火花塞中进行改善的热排放是绝对必要的。

技术实现思路

1、与此相对地，具有权利要求1的特征的根据本发明的预燃室火花塞具有以下优点，即：能够避免尤其在预燃室的区域中的过高的温度。在此，尤其能够降低电极温度，从而由于降低了预燃室火花塞的电极处的磨损而得到高的使用寿命。通过降低的温度此外在针对电极的材料选择(例如具有较低的导热能力的材料)时也得到更大的自由度，由此能够显著降低针对电极的成本。此外，预燃室火花塞在整个使用寿命上具有改善的内部密封性。根据本发明也得到了相对于不当操作(例如用过高的转动力矩来拧入预燃室火花塞)的更高的稳健性，这种不当操作可能降低或完全损坏预燃室火花塞的密封功能，从而气体可能以可行的方式从燃烧室经由预燃室火花塞处的不密封的区域而到达大气中。这一点根据本发明通过以下方式来实现，即：预燃室火花塞具有中间电极和接地电极以及带有外螺纹的壳体。还设置了帽盖，该帽盖布置在壳体处并且连同壳体的一部分限定了预燃室。预燃室火花塞还包括绝缘体，该绝缘体将中间电极与壳体电绝缘。在此，壳体具有带有沿轴向方向的延伸部的螺纹并且通过第一固定区域和第二固定区域紧固在绝缘体处。在此如此进行在第一固定区域和第二固定区域处的紧固，使得第一夹紧力在第一固定区域上从壳体作用到绝缘体上，并且第二夹紧力在第二固定区域上从壳体作用到绝缘体上。这两个夹紧力在此沿预燃室火花塞的轴向方向彼此相反指向。在此，第一固定区域与第二固定区域之间的间距沿轴向方向限定了夹紧长度。通过这两个彼此相反的夹紧力因此实现了壳体在绝缘体处的预紧。此外，如此选择螺纹长度与夹紧长度之间的比值，使得该比值处在0.7至1.3的范围中。通过对螺纹长度和夹紧长度的这种选择结合对壳体的预紧，能够在宽的温度范围上实现改善的密封，从而也能够满足预燃室火花塞的最高的密封性要求。此外，通过根据本发明选择螺纹长度和夹紧长度所得到的固定区域的位置能够确保，预燃室火花塞的内部的密封元件在较冷的气缸头部的区域中尽可能远离燃烧室并且因此存在针对预燃室火花塞的散热的特别有利的条件。由此能够避免对预燃室火花塞的构件、尤其电极的热损伤。此外，根据本发明选择螺纹长度和夹紧长度有助于在预燃室火花塞的使用寿命上维持住在壳体处的预紧。由此，在预燃室火花塞的使用寿命上能够维持住改善的密封效果。

2、从属权利要求示出了本发明的优选的改进方案。

3、对预燃室火花塞的进一步改善通过以下方式来实现，即：优选螺纹长度与夹紧长度之间的比值处在0.8至1.2的范围中。进一步优选地，螺纹长度与夹紧长度之间的比值处在0.8至1的范围中。

4、为了实现尽可能均匀地预紧到壳体上，优选第一夹紧力和第二夹紧力一样大。由此实现了壳体的均匀的预紧。

5、进一步优选地，预燃室火花塞在第一固定区域和第二固定区域处分别具有倾斜部、即相对于预燃室火花塞的中轴线倾斜布置的面。由此能够实现对第一固定区域和第二固定区域处的两个预紧力的良好的可调节性。在此特别优选地，位于预燃室火花塞的背离燃烧室的侧部处的第二固定区域借助于卷边工艺来构造在绝缘体处。此外，优选第一固定区域和第二固定区域布置在不同的直径上。特别优选地，第二固定区域在此相较于第一固定区域布置在较大的直径上。由此减小壳体的指向预燃室的面，从而产生到壳体中的较小的热输入。

6、此外优选地，预燃室火花塞包括壳体与绝缘体之间的密封元件。密封元件优选是密封盘。特别优选地，密封元件在此布置在第一固定区域处。通过将预紧力施加到第一固定区域处，密封元件优选变形、特别优选地塑性变形。密封元件在此特别优选地在壳体处布置在径向向内指向的法兰的背离燃烧室的侧部处，从而得以保护以免受高温和尤其热气体影响。

7、密封元件优选地布置在第一固定区域处。由此，在壳体固定在绝缘体处时，密封元件也能够弹性变形并且对壳体与绝缘体之间的间隙进行密封。根据本发明的另一优选的设计方案，第一固定区域沿轴向方向位于螺纹长度的从预燃室出发的第一半部中。

8、第一固定区域优选布置在壳体的内周缘处。第二固定区域优选地布置在壳体的背离预燃室的端部处。

9、第一固定区域优选地通过形成在壳体的内周缘处的环形隆起来设置。

10、进一步优选地，螺纹长度从帽盖与壳体之间的紧固区域、即壳体的在燃烧室侧的端部延伸直至壳体的抵靠面。抵靠面设立用于抵靠在外部构件处。抵靠面优选垂直于预燃室火花塞的中轴线。抵靠面在此例如设立用于，直接或间接地、例如通过布置密封环等来抵靠在气缸头部处。

11、预燃室火花塞优选设立用于在内燃机中使用。

12、本发明此外涉及一种具有根据本发明的预燃室火花塞的内燃机、尤其移动式内燃机。移动式内燃机优选在车辆中使用。尤其还设置了在赛车运动中使用该预燃室火花塞。

技术特征：

1.一种预燃室火花塞(1)，其包括：

2.根据权利要求1所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述螺纹长度(11)与所述夹紧长度(12)之间的比值处在0.8至1.2的范围中，并且尤其处在0.8至1.0的范围中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述第一夹紧力(f1)与所述第二夹紧力(f2)一样大。

4.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述绝缘体(5)在所述第一固定区域(41)处具有第一倾斜部(5a)并且在所述第二固定区域(42)处具有第二倾斜部(5b)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述第一固定区域(41)相较于所述第二固定区域(42)布置在较小的直径上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，还包括密封元件(9)，所述密封元件布置在所述壳体(4)与所述绝缘体(5)之间、尤其靠近所述预燃室(7)。

7.根据权利要求6所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述密封元件(9)布置在径向向内指向的法兰(44)的背离燃烧室的侧部处。

8.根据权利要求6或7所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述密封元件(9)布置在所述第一固定区域(41)处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述第一固定区域(41)沿轴向方向(x-x)位于所述螺纹长度(11)的从所述预燃室(7)出发的第一半部(11a)中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述螺纹长度(11)从所述壳体(4)的第一端部(4a)延伸直至所述壳体(4)的抵靠面(10)，所述帽盖(6)在所述壳体处紧固在所述第一端部处，其中，所述抵靠面设立用于抵靠在外部构件处。

11.根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)，其特征在于，所述法兰(44)的抵靠面朝所述预燃室火花塞的背离所述燃烧室的端部的方向倾斜。

12.一种内燃机，其包括根据前述权利要求中任一项所述的预燃室火花塞(1)。

技术总结
本发明涉及一种预燃室火花塞(1)，其包括：中间电极(2)、接地电极(3)、具外螺纹(40)的壳体(4)、布置在壳体(4)处并连同壳体(4)限定了预燃室(7)的帽盖(6)、将中间电极(2)与壳体(4)电绝缘的绝缘体(5)，其中，壳体(4)的外螺纹(40)沿预燃室火花塞(1)的轴向方向(X‑X)具有螺纹长度(11)，其中，壳体(4)在第一固定区域(41)和第二固定区域(42)处紧固在绝缘体(5)处，使得第一夹紧力(F1)在第一固定区域(41)处从壳体(4)作用到绝缘体(5)上，并且第二夹紧力(F2)在第二固定区域(42)处从壳体(4)作用到绝缘体(5)上，其中，第一夹紧力和第二夹紧力(F1、F2)沿轴向方向(X‑X)方向彼此相反指向，其中，第一固定区域(41)与第二固定区域(42)之间的间距沿轴向方向(X‑X)限定了夹紧长度(12)，并且其中，螺纹长度(11)与夹紧长度(12)之间的比值处在0.7至1.3的范围中。

技术研发人员：S·卡斯克,T·斯泰德滕,B·穆勒,M·布兰科梅斯特,U·伊尔马兹
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14