[发明专利]RF火花塞中的短路防护

说明书

技术领域

本发明涉及射频等离子火花塞。本发明更具体地涉及旨在装配在内燃发动机的燃烧室中的、并且包括以下各项的射频等离子火花塞，即，这种火花塞包括：由一种导电材料构成的一个圆柱形的中心电极，该中心电极包括一个上端以及旨在安排于该燃烧室中的一个下端；由一种电绝缘材料制成的一个基本上管状的部件，该部件包括一个上部分和一个下部分，并且该部件在该中心电极的一部分长度上围绕该中心电极，从而使得该中心电极的下端延伸超过该绝缘材料部件的下部分；以及一个基本上管状的钢外壳，该钢外壳包括一个上部分和一个下部分，并且该钢外壳在该绝缘材料部件的一部分长度上围绕该绝缘材料部件，从而使得该绝缘材料部件的下部分延伸超过该外壳的下部分。

术语上和下用于指代该火花塞的相反的两侧。下部是指该火花塞旨在安排于燃烧室中的那侧。可以用诸如左/右或火花塞头部的其他术语进行替代以用于指代该火花塞的所述侧。

背景技术

为减少污染排放物，尤其是机动车辆的污染排放物，使用稀混合气（即相对燃料量而言具有过量空气的混合气）是已知的。在稀的气体/燃料混合物中点火是难以控制的。为增大成功点火的可能性，存在两种解决方案：第一，在产生火花时使火花塞周围混合气的燃料更浓，或者第二，增大来自火花塞的火花的范围。因此已经开发出新型火花塞以便用减少的潜在差异来产生大的火花。

如在本发明的序言中提及的射频等离子火花塞属于这些形成高频率多火花点火系统的新型火花塞，这些高频率多火花点火系统能够确保对用稀混合气提供燃料的火花点火式发动机的点火。

在此类火花塞中，外壳在中心电极侧的下端处具有一个螺纹部分，这使得火花塞能够被旋入汽缸盖的螺纹孔中。

此类火花塞还被称作分支等离子多火花塞，它可以被用于在远离绝缘件表面的一个容积中扩散等离子。于是倾向于在一个中心电极与和第二电极相接触的燃烧室之间产生火花，这个第二级是该火花塞的外壳。在此类火花塞中，从功能性观点来看，该燃烧室于是被认为是点火系统的第二电极。这两个电极由一个绝缘件分开，该绝缘件由一个管状的绝缘材料部件表示，优选是陶瓷，该绝缘件在中心电极的一部分外表面上围绕该中心电极。

公开文件FR2878086描述了这种类型的火花塞，其中在这两个电极之间的绝缘部件具有一个环形台肩，该台肩掩蔽了在外壳的末端处的整个环面表面、使中心电极的末端保持自由。这种构形的目的是要降低产生放电的风险，这种放电会始于外壳并且沿中心电极的轴线而沿该绝缘部件扩展。这种获得放电的方式确实是不可取的，因为它降低了火花塞的效率。可以用多种变体实施例来减小电场的增强，值得注意的是通过去除所述台肩上的、导致在绝缘部件与外壳之间产生不利于火花塞效率的电弧的直角。

这种体系结构导致了制造和组装的限制，例如，由于该台肩在绝缘部件的末端处，而使得必需在相反的方向上将该绝缘材料部件组装在该外壳中。

在公开文件FR2881281中，披露了一种上述类型的生成等离子的火花塞，该火花塞的绝缘件面向这两个电极的表面是金属化的。

对绝缘件进行金属化降低了在该绝缘件和这些电极的面对的这些表面之间电击穿的风险。的确，由于在这些电极与绝缘件的金属化表面之间的接触，这两个面对的表面处于同一电势，由此防止在这个区域产生火花。然而，问题会出现在该绝缘件面向外壳的金属化区域的边缘处。由于正好在该外壳的下端结束金属化是难以操作的，以下出现的两种构形都会导致电击穿的风险从而导致在中心电极与外壳之间的表面火花：

-超过该外壳的下端结束金属化。这样急剧的结束存在一个增强电场的“尖点”并且提高了在中心电极与研磨的外壳之间的绝缘件的表面上产生击穿的风险。

-在该外壳的下端之前结束金属化。这样的构形可以在绝缘件与外壳之间由于显著的电势差异而导致放电、并且承担着在中心电极与外壳之间的绝缘件的表面上产生击穿的风险。

发明内容

本发明的目标是弥补这些缺陷。为实现这个目标，本发明提供了一种多火花塞，其中外壳在火花塞头部那侧的末端是与绝缘部件机械地相连接的。