[发明专利]用于电热塞的多层热元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造燃料点火电热塞的方法，具体的说，是涉及一种用于 电热塞的多层热元件的制造方法。

背景技术

电热塞应用于需要燃烧强烈热源的地方。例如，电热塞可作为直接燃烧 点火器用于空间加热器和工业炉，以及当柴油机必须冷起动时作为燃烧初始 的辅助。电热塞还可以作为加热器在燃料电池中发挥作用，并从排气系统中 除去燃烧剂。

关于柴油机应用的例子，在起动过程，特别是寒冬条件下，油滴将不会 像它们在正常运行速度下一样很好的雾化，燃烧过程产生的多数热量，浪费 在寒冷的燃烧室壁。因此，需要一些额外热量的形态来辅助初始燃烧。电热 塞，位于进气歧管或燃烧室，是常用的在寒冷的起动条件下提供辅助热能的方 法。

电热塞热元件最高可达到的温度取决于所提供的电压，和所用元件的阻 抗性能。通常的范围是1,000-1,300℃。用于电热塞的组成的材料的应选 择能耐热、能承受来自燃烧产物的化学腐蚀，以及承受高强度的振动和燃烧 过程产生的热循环。

为提高性能，耐久性和效率，人们始终在探索能用于电热塞总成中的新 材料。例如，特种金属和陶瓷材料已被应用于电热塞。这些外来材料具有很 多益处，然而高生产设置下难于制造。有时，它们与其他材料不完全相适应， 导致变形或其他问题。特种金属存在的另一个普遍的问题是由于麻烦的和低 效的制造技术，在组成层状时，特种金属所表现的公差变化。

因此，需要提供一种制造电热塞的方法，特别是应用特种金属材料的电 热塞的热元件部分，导致精确成型，耐用的单块集成结构。

发明内容

本发明包括一种用于燃料点火电热塞的多层热元件的成型方法。该方法 包括如下步骤：预成型至少三层带有不同导电率的层，使其总成构成一个电 阻器。这三层包括导电芯体、非导电的绝缘层以及电阻层。该方法进一步还 包括装配初级结构(precursor structure)，把芯体大体上封装在绝缘层之 中，然后在绝缘层外部加上电阻层的步骤。接着初级结构被压缩，其后进行 一个烧结步骤，其中已压缩的初级结构成型为单块集成的热元件，其芯体粘 结在绝缘层，而绝缘层粘结于电阻层。

本发明还公开了一种成型电热塞的方法。该方法包括预成型导电芯体， 预成型非导电的绝缘层，以及预成型电阻层。装配初级结构，把芯体大体上 封装在绝缘层之中，然后在绝缘层外部加上电阻层。接着初级结构被压缩， 其后进行一个烧结步骤，其中所压缩的初级结构成型为单块集成的热元件， 其芯体粘结在绝缘层，而绝缘层粘结于电阻层。还有一个导电壳，烧结的热 元件插入所述壳中。在所述壳和热元件的电阻层之间建立电传导连接。

本发明提供了一种新的改进的装配单块热元件的方法，通过预成型导电 芯体、绝缘层和电阻层，其后把预成型件组装成一个初级结构。初级结构被 压缩至克服任何装配公差，使组成成分更接近几乎全致密。烧结工序增加了 不同层间彼此粘结的效果，因而得到一个单块的合成物。这样的热元件能够 在苛刻的公差要求下制造出来，大量多种材料可适于电热塞应用。例如，预 成型芯体，绝缘层和电阻层，可以由普通金属，特种金属，陶瓷或这些材料 的混合，或其他适合的材料制成。

附图说明

为便于理解本发明的这些以及其他特征和优点，以下结合具体实施例和 附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是本发明的安装在柴油机预燃室中的电热塞的一个实施例的简化剖 面视图；

图2是按照本发明的电热塞总成的剖面图；

图3所示的是按照本发明的电热塞制造方法的流程图；

图4A-4E是以一种简化的方式示意出按照本发明从预成型材料开始到完 整的电热塞结束的成型操作过程；

图5A-5D是类似于图4A-4D，但是又一种可选的用于压缩初级结构的 技术的示意图；

图6A-6E是与图4A-4D相似的视图，描述了另一种可替换的热元件组成 结构；

图7所示的另一种可选的热元件组成的纵向截面视图；

图8是大体上沿8-8线的截面视图。

具体实施方式