Свеча зажигания с улучшенной герметичностью
Изобретение может быть использовано в свечах зажигания. Свеча зажигания имеет изолятор (2), корпус (3) и уплотнительную шайбу (4). Уплотнительная шайба (4) расположена между изолятором (2) и корпусом (3). Уплотнительная шайба (4) является деформирующейся. Изолятор (2) имеет кольцевой уступ (20), к которому прилегает уплотнительная шайба (4). Кольцевой уступ (20) имеет радиус (R1) в пределах от 0,20 до 0,60 мм. Технический результат заключается в уменьшении размера свечи зажигания и улучшении герметичности между ее изолятором и корпусом. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Уровень техники
Настоящее изобретение относится к свече зажигания с улучшенной герметичностью между ее изолятором и корпусом.
Свечи зажигания известны из уровня техники в различных вариантах их конструктивного исполнения. В связи с возрастающими требованиями, которые предъявляются к изготовителям двигателей внутреннего сгорания касательно их так называемого "даунсайзинга" (от англ. "downsizing", современная тенденция сокращения массогабаритных параметров двигателя при одновременном улучшении его тягово-экономических показателей), существует также потребность в свечах зажигания меньших размеров. При этом согласно существующей тенденции происходит переход от свечей зажигания с наружной резьбой М14 к свечам зажигания с наружной резьбой М10 или М8. Однако подобная тенденция предъявляет повышенные требования к свечам зажигания касательно их нечувствительности к механическим повреждениям, газонепроницаемости и температуростойкости. Из DE 102014223752.1 известна свеча зажигания с улучшенным соединением между ее изолятором и корпусом. У такой свечи зажигания ее изолятор имеет на своем наружном периметре круговое углубление, в которое входит корпус свечи зажигания. Тем не менее было бы желательно располагать дальнейшими усовершенствованными решениями по повышению газонепроницаемости свечей зажигания и их нечувствительности к механическим повреждениям.
Раскрытие изобретения
Преимущество предлагаемой в изобретении свечи зажигания с признаками, представленными в п. 1 формулы изобретения, перед известным из уровня техники решением состоит в возможности уменьшить размеры свечи зажигания и улучшить ее герметичность между ее изолятором и корпусом. Подобное преимущество достигается согласно изобретению благодаря тому, что свеча зажигания имеет изолятор, корпус и уплотнительную шайбу, которая расположена между изолятором свечи зажигания и ее корпусом. Уплотнительная шайба является деформирующейся, а изолятор имеет кольцевой уступ, к которому прилегает уплотнительная шайба. Уступ имеет радиус R1 в пределах от 0,20 до 0,60 мм. Материал уплотнительной шайбы выбран при этом с таким расчетом, чтобы деформируемость изолятора и корпуса была ниже деформируемости уплотнительной шайбы. Благодаря этому при сборке удается обеспечить надежную деформацию уплотнительной шайбы. Благодаря же выбору малого радиуса уступа в пределах от 0,20 до 0,60 мм удается достичь повышенного контактного удельного давления в процессе сборки.
Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Особо высокого удельного давления удается достичь в том случае, когда радиус уступа изолятора направлен наружу. Иными словами, радиус выполнен выпуклым.
В особенно предпочтительном варианте радиус лежит в пределах от 0,30 до 0,50 мм и наиболее предпочтительно составляет 0,40 мм.
В предпочтительном варианте уступ на изоляторе имеет длину дуги, если смотреть в осевом направлении, лежащую в пределах от 20 до 26 мм и наиболее предпочтительно составляющую 23 мм. Данная мера также повышает удельное давление между собранными друг с другом элементами.
В предпочтительном варианте между изолятором и уплотнительной шайбой имеется контактное удельное давление величиной по меньшей мере 4500 Н/мм2, преимущественно по меньшей мере 5000 Н/мм2. Благодаря этому возможно также надежное изолирование внутренней части свечи зажигания от воздействия повышенных давлений, которые создаются при работе прежде всего менее габаритных двигателей внутреннего сгорания.
В особенно предпочтительном варианте корпус свечи зажигания имеет на своем контактном участке, предназначенном для контакта с уплотнительной шайбой, сужающийся участок. Такой сужающийся участок на корпусе предпочтительно является коническим. Благодаря этому при сборке обеспечивается возможность надежного опирания уплотнительной шайбы на корпус и тем самым возможность достижения высокого удельного давления.
Для возможности достижения особо высокой герметичности уплотнительная шайба в смонтированном состоянии полностью контактирует с уступом на изоляторе. В соответствии с этим уплотнительная шайба прилегает к уступу изолятора по всей длине дуги, форму которой имеет этот уступ в продольном разрезе, благодаря чему обеспечивается высокая герметичность, прежде всего в отношении газов, находящихся под высоким давлением.
Предпочтителен далее вариант, в котором уплотнительная шайба в смонтированном состоянии полностью контактирует с контактным участком на корпусе свечи зажигания.
В еще одном предпочтительном варианте корпус свечи зажигания имеет наружную резьбу М10 или М12.
Объектом настоящего изобретения является также двигатель внутреннего сгорания с предлагаемой в изобретении свечой зажигания.
Чертежи
Ниже изобретение подробно рассмотрено на примере одного из предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - схематичный вид частично изображенной в разрезе предлагаемой в изобретении свечи зажигания и
на фиг. 2 - увеличенный вид в разрезе свечи зажигания в зоне уплотнительной шайбы между ее корпусом и изолятором.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Ниже со ссылкой на фиг. 1 и 2 подробно описана свеча 1 зажигания согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 1, свеча зажигания имеет изолятор 2 из электронепроводящего материала, прежде всего из керамики. Свеча зажигания имеет далее корпус 3 из металлического материала. На корпусе 3 предусмотрена наружная резьба 10.
Свеча 1 зажигания имеет также центральный электрод 8 и боковой электрод 9. Позицией 6 обозначено наружное уплотнительное кольцо, которое в смонтированном состоянии свечи зажигания уплотняет место ее соединения с головкой блока цилиндров или иным аналогичным элементом двигателя.
Как показано далее на фиг. 1, на обращенном к камере сгорания конце свечи зажигания, на котором расположены центральный электрод 8 и боковой электрод 9, имеется зазор 5 между изолятором 2 и корпусом 3. Через этот зазор 5 внутрь свечи зажигания могут попадать газы или аналогичные среды под высоким давлением. Для предотвращения этого между изолятором 2 и корпусом 3 расположена уплотнительная шайба 4.
Такая уплотнительная шайба 4 детально изображена на фиг. 2. Уплотнительная шайба 4 изготовлена из деформирующегося материала, который обладает более высокой деформируемостью, чем материал изолятора и материал корпуса.
Как показано на фиг. 2, изолятор 2 имеет уступ 20, который в продольном разрезе выполнен дугообразным. Уступ 20 имеет радиус R1. Этот радиус R1 лежит в пределах от 0,20 до 0,60 мм, а в предпочтительном варианте составляет 0,40 мм.
Из приведенного на фиг.2 изображения следует, что в осевом направлении Х-Х свечи зажигания уступ 20 расположен между первой стеночной поверхностью 21 и второй стеночной поверхностью 22. Первая стеночная поверхность 21 в предпочтительном варианте является цилиндрической, а вторая стеночная поверхность 22 в предпочтительном варианте также является цилиндрической.
У корпуса 3 на уровне уплотнительной шайбы 4 предусмотрен сужающийся участок 30. В рассматриваемом варианте этот сужающийся участок 30 выполнен коническим. Угол α между коническим участком и перпендикуляром Y к осевому направлению Х-Х преимущественно составляет примерно 115°.
Из приведенного на фиг.2 изображения следует далее, что в смонтированном состоянии деформированная уплотнительная шайба 4 полностью прилегает к дугообразному уступу 20. Помимо этого деформированная уплотнительная шайба 4 также полностью прилегает к конической поверхности участка 30 корпуса 3. Благодаря выбору малого радиуса R1 при этом создается крайне высокое контактное удельное давление свыше 4500 Н/мм2.
Длина дуги уступа 20 на участке между первой и второй стеночными поверхностями 21, 22 преимущественно лежит в пределах от 20 до 26 мм, а в данном варианте составляет 23 мм.
Тем самым удается достичь улучшенной герметичности свечи зажигания между ее изолятором 2 и корпусом 3, поскольку создаются условия для повышенного контактного удельного давления между собираемыми друг с другом элементами, которыми являются изолятор 2, корпус 3 и уплотнительная шайба 4. Благодаря этому удается избежать попадания газов из камеры сгорания через зазор 5 внутрь свечи зажигания.
В качестве материала уплотнительной шайбы 4 используется сравнительно легко деформирующийся материал. Такой материал в предпочтительном варианте обладает также высоким коэффициентом теплопроводности для возможности теплопередачи в направлении от корпуса 3 к изолятору 2.
Как показано на фиг. 1, уплотнительная шайба 4 предусмотрена в осевом направлении Х-Х свечи 1 зажигания на уровне наружной резьбы 10 на корпусе 3, прежде всего в конце этой наружной резьбы 10, который расположен ближе к обращенной от камеры сгорания стороне свечи зажигания.
Наружная резьба 10 имеет уменьшенные размеры и в предпочтительном варианте представляет собой наружную резьбу М10 или М12.
1. Свеча зажигания, имеющая изолятор (2), корпус (3) и уплотнительную шайбу (4), которая расположена между изолятором (2) и корпусом (3), при этом уплотнительная шайба (4) является деформирующейся, а изолятор (2) имеет кольцевой уступ (20), к которому прилегает уплотнительная шайба (4) и который имеет радиус (R1) в пределах от 0,20 до 0,60 мм.
2. Свеча зажигания по п. 1, у которой радиус (R1) выполнен в виде выпуклого радиуса.
3. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой радиус (R1) лежит в пределах от 0,30 до 0,50 мм и прежде всего составляет 0,40 мм.
4. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой уступ (20) имеет длину дуги, лежащую в пределах от 20 до 26 мм и прежде всего составляющую 23 мм.
5. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой между изолятором (2) и уплотнительной шайбой (4) имеется удельное давление величиной по меньшей мере 4500 Н/мм2, преимущественно 5000 Н/мм2.
6. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой корпус (3) имеет на контактном участке, предназначенном для контакта с уплотнительной шайбой (4), сужающийся участок (30), прежде всего конически сужающийся участок.
7. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой уплотнительная шайба (4) в смонтированном состоянии полностью контактирует с уступом (20) на изоляторе.
8. Свеча зажигания по п. 6 или 7, у которой уплотнительная шайба (4) в смонтированном состоянии полностью контактирует с контактным участком (30) на корпусе (3).
9. Свеча зажигания по одному из предыдущих пунктов, у которой корпус имеет наружную резьбу М10 или М12.
