[发明专利]用于与火花塞一起使用的电极材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年7月29日提交的美国临时申请序号No.61/368,860的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及用于内燃发动机的火花塞以及其它点火装置，并且具体地涉及用于火花塞的电极材料。

背景技术

火花塞可用于引起在内燃发动机中的燃烧。火花塞通常通过产生横跨在两个或更多个电极之间所限定的火花隙的火花来点燃在发动机气缸或燃烧室中的诸如空气/燃料混合物的气体。气体由火花的点燃引起发动机气缸中的燃烧反应，该燃烧反应对发动机的动力冲程负责。高温、高电压、燃烧反应的快速重复、以及腐蚀性物质在燃烧气体中的存在会形成火花塞必须在其中起作用的恶劣环境。该恶劣环境可促使电极的侵蚀和腐蚀，这随时间对火花塞的性能产生负面影响，潜在地引起不点火或一些其它不期望状况。

为了减少火花塞电极的侵蚀和腐蚀，已经使用了各种类型的贵金属及其合金，诸如由铂制成的那些。然而，这些材料可能是昂贵的。因此，火花塞制造商有时尝试通过仅在电极的点火尖端或火花部分处(其中，火花跳跃横跨火花隙)使用这类材料来最小化与电极一起使用的贵金属的量。

发明内容

根据一个实施例，提供了包括金属壳体、绝缘体、中心电极和接地电极的火花塞。中心电极、接地电极、或两者包括电极材料，该电极材料具有：铂(Pt)，从约50at%至约99.9at%，包括端点；至少一种活性元素，从约0.01at%至约30at%，所述至少一种活性元素从由铝(Al)或硅(Si)组成的组中选择；至少一种高熔点元素，从约0.01at%至约30at%，包括端点，所述至少一种高熔点元素选自由以下组成的组：钌(Ru)、铱(Ir)、钨(W)、钼(Mo)、铼(Re)、钽(Ta)、铌(Nb)或铬(Cr)；以及在火花塞已经被暴露于在燃烧室中的充分的热量之后形成在电极表面上或靠近电极表面的薄氧化层。薄氧化层最小化球化或桥接现象，该球化或桥接现象否则可能由于电极材料的某些组分的过度蒸发和再沉淀而发生。

根据另一个实施例，提供了用于与火花塞一起使用的电极材料，其中电极材料类似于上文所述的电极材料。

附图说明

在下文中将结合附图描述本发明的优选示例性实施例，其中相似的标识指示相似的元件，并且其中：

图1是可使用下述电极材料的示例性火花塞的截面图；

图2是来自图1的示例性火花塞的点火端的放大图，其中中心电极具有以多件式铆钉的形式的点火尖端并且接地电极具有以平垫形式的点火尖端；

图3是可使用下述电极材料的另一个示例性火花塞的点火端的放大图，其中中心电极具有以单件式铆钉的形式的点火尖端，并且接地电极具有以圆柱形尖端形式的点火尖端；

图4是可使用下述电极材料的另一个示例性火花塞的点火端的放大图，其中中心电极具有以位于凹部中的圆柱形尖端的形式的点火尖端，并且接地电极不具有点火尖端；

图5是可使用下述电极材料的另一个示例性火花塞的点火端的放大图，其中中心电极具有以圆柱形尖端的形式的点火尖端，并且接地电极具有以从接地电极的轴向端延伸的圆柱形尖端的形式的点火尖端；

图6是在未使用下述电极材料的示例性火花塞的电极处的所谓的球化和桥接现象的示意图；

图7是图6的球化和桥接现象的放大的示意图；以及

图8是图7的球化和桥接现象的截面示意图。

具体实施方式

本文中描述的电极材料可在火花塞和包括工业插塞、航空点火器、预热塞或用来点燃在发动机中的空气/燃料混合物的任何其它装置的其它点火装置中使用。这包括但不必限于图1至图5中示出并且在下文中描述的示例性火花塞。此外，应理解，电极材料可使用在附接到中心和/或接地电极的点火尖端中，或它可在实际中心和/或接地电极本身中使用，例证几种可能性。电极材料的其它实施例和应用也是可能的。