[发明专利]用于内燃发动机的火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的火花塞。

背景技术

通常，采用火花塞作为例如机动车的内燃发动机中的点火装置。火花塞包括：中央电极；管状绝缘体，中央电极插入并保持在其中；管状金属外壳(或壳体)，具有绝缘体插入和保持在其中的远端部分；以及接地电极，结合至金属外壳的远端端部并通过形成在中央电极和接地电极之间的火花隙面对中央电极。

在操作中，通过点火线圈将高电压施加至火花塞，从而破坏火花隙的电绝缘，以在中央电极和接地电极之间产生火花。

而且，日本专利申请公开No.JPH0680313公开了一种具有嵌入在绝缘体中的定电压元件的火花塞。定电压元件具有当被施加高于或等于阈值电压的电压时电阻减小的特征。通过雪崩二极管或变阻器实现定电压元件。定电压元件位于金属外壳中，并且与包括中央电极、火花隙和接地电极的火花放电路径平行地在点火线圈的次级侧和金属外壳之间电连接。结果，通过定电压元件，可防止高于或等于阈值电压的电压施加横过火花隙。结果，可减小火花塞的放电电压的变化。

然而，以上专利文献中公开的火花塞会具有以下问题。

在操作中，插入发动机的燃烧室中的火花塞的远端部分将通过燃烧室中的空气-燃料混合物的燃烧产生的热被加热至高温。而且，金属外壳通常由具有相对高的热导率的金属材料制成。因此，当火花塞的远端部分被加热时，远端部分的热将被传递至整个金属外壳，从而也将整个金属外壳加热至高温。因此，位于金属外壳中的定电压元件会受到超过定电压元件的耐热温度的高温。结果，定电压元件的阈值电压会变化，并且在最坏的情况下，定电压元件会被损坏，并且变得不能正常工作。结果，火花塞会变得不能在火花隙中产生稳定的火花。

发明内容

根据示例性实施例，提供了一种用于内燃发动机的火花塞。该火花塞包括中央电极、管状绝缘体、管状金属外壳、接地电极和过电压防护器。中央电极插入并保持在绝缘体中。绝缘体插入并保持在金属外壳中，以使得绝缘体的近端部分从金属外壳暴露出来。接地电极结合至金属外壳的远端端部并通过形成在中央电极与接地电极之间的火花隙面对中央电极。过电压防护器防止高于或等于阈值电压的电压施加横过火花隙。过电压防护器布置在绝缘体的近端部分中，以布置在金属外壳的外部并且比金属外壳更加远离火花隙。

根据过电压防护器的以上布置方式，可防止过电压防护器在火花塞的操作过程中过热。

更具体地说，包括接地电极和中央电极的放电部分(或芯片)的火花塞的远端部分布置在发动机的燃烧室内部。因此，火花塞的远端部分将通过在燃烧室中的空气-燃料混合物的燃烧产生的热被加热至高温。而且，金属外壳通常由具有相对高的热导率的金属材料制成。因此，当火花塞的远端部分被加热时，远端部分的热将传递至整个金属外壳，从而也将整个金属外壳加热至高温。

另一方面，绝缘体通常由具有相对低的热导率的陶瓷材料制成。而且，绝缘体的近端部分从金属外壳暴露出来。因此，热难以从火花塞的远端部分和金属外壳传递至绝缘体的近端部分。因此，绝缘体的近端部分的温度将保持为低于火花塞的远端部分和金属外壳的温度。

因此，通过将过电压防护器布置在绝缘体的近端部分，可防止过电压防护器在火花塞的操作的过程中过热。因此，可防止由于过电压防护器的过热而发生过电压防护器的故障条件。结果，可保持过电压防护器正常工作，从而允许火花塞在火花隙中产生稳定的火花。

在另一实施中，过电压防护器由与包括中央电极、接地电极和形成在中央电极与接地电极之间的火花隙的火花-放电路径并联的至少一个定电压元件构成。

火花塞还包括与中央电极电连接的杆。杆具有插入并保持在绝缘体中的主体和布置在主体的近端侧上并从绝缘体的近端端部突出的端子。至少一个定电压元件通过第一连接端子与杆电连接，并且通过第二连接端子与金属外壳电连接。

在一个示例性实施例中，绝缘体具有形成在绝缘体的径向外表面中以沿着绝缘体的轴向延伸的凹槽。至少一个定电压元件以及第一连接端子和第二连接端子被容纳在绝缘体的凹槽中，以相对于绝缘体的径向外表面径向向内地布置。

此外，凹槽具有：元件容纳部分，其用于容纳至少一个定电压元件；第一连接端子容纳部分，其用于容纳第一连接端子；和第二连接端子容纳部分，其用于容纳第二连接端子。在这种情况下，与元件容纳部分相比，优选地，第一连接端子容纳部分和第二连接端子容纳部分中的至少一个的垂直于绝缘体的轴向的横截面面积较小。