AT517703A4

AT517703A4 - Spark plug and gas engine with spark plug

Info

Publication number: AT517703A4
Application number: ATA551/2015A
Authority: AT
Original assignee: Hoerbiger Kompressortech Hold
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-04-15
Also published as: WO2017029323A1; DE112016003750A5; AT517703B1

Abstract

Zündkerze, und Gasmotor mit einer solchen Zündkerze, mit einer Außenelektrode (2) und einer Mittenelektrode (3}, die durch einen Isolator (4) voneinander getrennt sind, wobei die Außenelektrode (2) an einem axialen Ende der Zündkerze (1) als Außengewinde (5) ausge führt ist und an diesem axialen Ende zwischen der Außenelektrode (2) und der Mittenelekt rode (3) ein Hohlraum (7) gebildet ist, wobei durch die Außenelektrode (2) zumindest ein durchgehender Gaskanal (8) vorgesehen ist, wobei der Gaskanal (8) innen im Hohlraum (7) mündet und außen im Bereich des Außengewindes (5}, wobei zwischen der äußeren Mün dung und dem axialen Ende der Außenelektrode (2) zumindest ein Gewindegang (14) des Außengewindes (5) vorgesehen ist.Spark plug, and gas engine with such a spark plug, with an outer electrode (2) and a center electrode (3}, which are separated by an insulator (4), wherein the outer electrode (2) at one axial end of the spark plug (1) as an external thread (5) leads out and at this axial end between the outer electrode (2) and the middle Selekt rode (3) a cavity (7) is formed, wherein by the outer electrode (2) at least one continuous gas channel (8) is provided, the gas channel (8) inside in the cavity (7) opens and outside in the region of the external thread (5}, wherein between the outer Mün and the axial end of the outer electrode (2) at least one thread (14) of the external thread (5) is provided ,

Description

Zündkerze und Gasmotor mit ZündkerzeSpark plug and gas engine with spark plug

Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Zündkerze mit einer Außenelektrode und einer Mittenelektrode, die durch einen Isolierkörper voneinander getrennt sind, wobei die Außenelektrode an einem axialen Ende der Zündkerze als Außengewinde ausgeführt ist und an diesem axialen Ende zwischen der Außenelektrode und der Mittenelektrode ein Hohlraum gebildet ist. Weiters betrifft die Erfindung einen Gasmotor mit einer Brennkammer und einem Brennkammerkopf, der die Brennkammer zumindest teilweise abschließt, wobei im Brennkammerkopf eine Gewindeöffnung mit einem Innengewinde vorgesehen ist, wobei der Gasmotor mit einer erfindungsgemäßen Zündkerze versehen ist.The subject invention relates to a spark plug having an outer electrode and a center electrode, which are separated by an insulating body, wherein the outer electrode is designed as an external thread at one axial end of the spark plug and at this axial end between the outer electrode and the center electrode, a cavity is formed. Furthermore, the invention relates to a gas engine with a combustion chamber and a combustion chamber head, which at least partially closes the combustion chamber, wherein in the combustion chamber head a threaded opening is provided with an internal thread, wherein the gas engine is provided with a spark plug according to the invention.

Gasmotoren, die beispielsweise mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben werden, haben gegenüber anderen Verbrennungsmotoren den Vorteil der geringeren Emissionen, was Gasmotoren insbesondere für Großmotoren, z.B. auf Schiffen oder in Erdgasverteilnetzen, interessant macht.Gas engines operated, for example, with natural gas or liquefied gas have the advantage of lower emissions than other internal combustion engines, which includes gas engines particularly for large engines, e.g. on ships or in natural gas distribution grids.

Die bekannten Brennverfahren fremdgezündeter Gasmotoren beruhen auf dem Prinzip, dass entweder brennfähiges Gemisch während des Saugtaktes angesaugt wird, oder während des Verdichtungstraktes durch Einblasung von Brenngas gebildet wird. Nach Verdichtung des Gemisches wird dieses durch Funkenzündung, beispielsweise mittels einer Zündkerze, gezündet. Bekannt ist es auch, den Gasmotor durch Einspritzung einer kleinen Menge von selbstentzündlichem flüssigem Kraftstoff zu zünden. Die Zündung kann dabei direkt im Hauptbrennraum (dem Zylinder) oder in einer Vorbrennkammer erfolgen. Im Fall einer Vorbrennkammer wird ein brennfähiges Gemisch in der Vorbrennkammer gezündet, was einen aus der Vorbrennkammer in die Hauptbrennkammer austretenden Heißgasstrahl verursacht, der das brennfähige Gemisch in der Hauptbrennkammer entflammt. Das brennfähige Gemisch in der Hauptbrennkammer wird anschließend von im Allgemeinen turbulenten Flammenfronten durchwandert. Ein solches Brennverfahren ist beispielsweise in der DE 10 2014 00 229 A1 beschrieben.The known combustion methods of externally ignited gas engines are based on the principle that either combustible mixture is sucked in during the suction cycle, or is formed during the compression process by the injection of fuel gas. After compression of the mixture this is ignited by spark ignition, for example by means of a spark plug. It is also known to ignite the gas engine by injecting a small amount of auto-ignitable liquid fuel. The ignition can be done directly in the main combustion chamber (the cylinder) or in a pre-combustion chamber. In the case of a pre-combustion chamber, a combustible mixture is ignited in the pre-combustion chamber, causing a hot gas jet emerging from the pre-combustion chamber into the main combustion chamber, which ignites the combustible mixture in the main combustion chamber. The combustible mixture in the main combustion chamber is then traversed by generally turbulent flame fronts. Such a combustion method is described for example in DE 10 2014 00 229 A1.

Aus Sicht der Emissionen und des Verbrauchs ist es wünschenswert, den Gasmotor im Magerbetrieb, also mit einen Brennstoff/Luftverhältnis größer Eins zu betrieben. Allerdings neigen Gasmotoren bei Ausmagern des Gemisches zu Fehlzündungen, welche wiederum zu hohen Schadstoffemissionen, schlechten Wirkungsgrad und/oder extremen mechanischen Belastungen des Gasmotors führen können. Solche Fehlzündungen gefährden den sicheren und zuverlässigen Betrieb des Gasmotors. Abgesehen davon ist ein mageres Gemisch erheblich schwieriger zu zünden, als ein fetteres Gemisch. Die Anforderungen an das Zündsystem eines Gasmotors, insbesondere eines bei magerem Gemisch betriebenen Gasmotors, sind daher hoch.From the point of view of emissions and consumption, it is desirable to operate the gas engine in lean operation, ie with a fuel / air ratio greater than one. However, gas engines tend to misfire when lean of the mixture, which in turn can lead to high pollutant emissions, poor efficiency and / or extreme mechanical loads of the gas engine. Such misfires endanger the safe and reliable operation of the gas engine. Apart from that, a lean mixture is considerably more difficult to ignite than a richer mixture. The requirements for the ignition system of a gas engine, in particular a gas engine operated in a lean mixture, are therefore high.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind bereits Lösungen bekannt geworden, bei denen Brennstoff gezielt zur Zündkerze hin gerichtet, oder zumindest in deren Nahbereich gerichtet, eingeblasen wird. Damit wird die Zone um die Zündkerze mit Brennstoffangereichert, wodurch lokal im Bereich der Zündkerze ein fetteres Gemisch entsteht, das sicherer gezündet werden kann. Auf Grund der möglichen Varianz durch unterschiedliche Lastpunkte des Gasmotors und der lokalen heterogenen Gemischbildung entsteht dabei aber ein höherer Anspruch an die Regelung, um das Potential an Emissionsreduktion und Reduktion der Rußbildung nutzen zu können. Dabei bietet es sich an, den Brennstoff direkt durch die Zündkerze ei nzu bringen.In order to meet these requirements, solutions have already become known in which fuel targeted directed towards the spark plug, or at least directed in their vicinity, is blown. This enriches the zone around the spark plug with fuel, creating a richer mixture locally in the spark plug area that can be ignited more safely. Due to the possible variance due to different load points of the gas engine and the local heterogeneous mixture formation, however, a higher demand arises for the control in order to be able to utilize the potential for reducing emissions and reducing soot formation. It makes sense to bring the fuel directly through the spark plug ei nzu.

In der US 6,481,422 B2 wird beispielsweise gasförmiger Brennstoff während des Verdichtungstaktes durch die Zündkerze in den Zylinder zugeführt und nach der Verdichtung durch die Zündkerze gezündet. Das wird durch eine spezielle Zündkerze realisiert, die aus einem Adapter, der gleichzeitig einen ersten Pol der Zündkerze (Erdung) ausbildet, und einem Innenelektrodenteil, der den zweiten Pol der Zündkerze ausbildet, besteht. Der Adapter wird in das im Zylinderkopf vorgesehene Gewinde für herkömmliche Zündkerzen geschraubt und der Innenelektrodenteil wird in den Adapter geschraubt. Im Adapter oder zwischen Adapter und Innenelektrodenteil ist ein Zuführkanal vorgesehen, der mit einem Gasventil verbunden ist, und über den gasförmiger Brennstoff in den Zylinder zugeführt wird. Durch diese Anordnung ergibt sich durch den Zuführkanal allerdings ein großer Totraum, der während der Gaszuführung mit gasförmigem Brennstoff gefüllt ist. Nach dem Ende der Gaszuführung kann daher im Zuführkanal verbleibender gasförmiger Brennstoff unkontrollierbar in den Zylinder strömen, was die Zündung stören kann. Gleichfalls kann sich die Flammenfront im Zylinder nach dem Zünden auch in den Zuführkanal ausbreiten. Nachdem dort ein sehr fettes Gemisch vorliegen wird, kommt es zu hohen Emissionen, was die Emission des Gasmotors erhöht. Ebenfalls kommt es dadurch zu einer starken Rußbildung, was den Zuführkanal verschmutzen kann. Nicht zuletzt kann auch unverbrannter gasförmiger Brennstoff in den Zylinder nachströmen, der im Ausstoßtakt direkt an die Umgebung abgegeben wird, was ebenfalls unerwünscht ist. Ein weiteres Problem dieser Anordnung ist die schlechte Wartbarkeit, da die Zündkerze nicht getrennt vom Gasventil ausgebaut werden kann. Nachdem eine Zündkerze ein Serviceteil ist, der regelmäßig gewechselt werden muss, ist damit jeder Austausch der Zündkerze aufwendig.For example, in US 6,481,422 B2, gaseous fuel is supplied into the cylinder through the spark plug during the compression stroke and ignited by the spark plug after compression. This is realized by a special spark plug consisting of an adapter which simultaneously forms a first pole of the spark plug (ground) and an inner electrode part which forms the second pole of the spark plug. The adapter is screwed into the thread provided in the cylinder head for conventional spark plugs and the inner electrode part is screwed into the adapter. In the adapter or between the adapter and the inner electrode part, a feed channel is provided, which is connected to a gas valve, and is supplied via the gaseous fuel into the cylinder. By this arrangement, however, results from the feed channel, a large dead space, which is filled during the gas supply with gaseous fuel. After the end of the gas supply, therefore, gaseous fuel remaining in the feed channel can flow uncontrollably into the cylinder, which can disturb the ignition. Likewise, the flame front in the cylinder after ignition can also propagate into the feed channel. After there is a very rich mixture there will be high emissions, which increases the emission of the gas engine. This also leads to a strong formation of soot, which can pollute the feed. Last but not least unburned gaseous fuel can flow into the cylinder, which is discharged in the exhaust stroke directly to the environment, which is also undesirable. Another problem with this arrangement is poor maintainability because the spark plug can not be removed separately from the gas valve. After a spark plug is a service part that must be changed regularly, so any replacement of the spark plug is expensive.

Die US 4,864,989 A zeigt eine Zündkerze durch die gasförmiger Brennstoff in den Raum zwischen Innenelektrode und Außenelektrode zugeführt werden kann. Dieser Raum dient als Vorbrennkammer, in der sich der gasförmige Brennstoff im Verdichtungstrakt mit dem verdichteten Gemisch im Zylinder mischt und ein zündfähiges Gemisch bildet, das durch die Zündkerze gezündet wird. Der austretende Flammenstrahl zündet das Gemisch im Zylinder.The US 4,864,989 A shows a spark plug through which gaseous fuel in the space between the inner electrode and outer electrode can be supplied. This space serves as a pre-combustion chamber, in which the gaseous fuel mixes in the compression tract with the compressed mixture in the cylinder and forms an ignitable mixture, which is ignited by the spark plug. The exiting flame jet ignites the mixture in the cylinder.

Am Körper der Zündkerze ist eine Düse angeordnet und im Körper ist eine Bohrung vorgesehen, die mit der Düse verbunden ist. Eine ähnliche Anordnung zeigt die US 4,383,198 A. Damit treten in der US 4,864,989 A und in der US 4,383,198 A im Wesentlichen dieselben Probleme wie bei der US 6,481,422 B2 auf.On the body of the spark plug, a nozzle is arranged and in the body, a bore is provided, which is connected to the nozzle. A similar arrangement is shown in US 4,383,198 A. Thus, in US 4,864,989 A and in US 4,383,198 A substantially the same problems as in US 6,481,422 B2 occur.

Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Zündkerze anzugeben, die es ermöglicht, die obigen Probleme zu reduzieren.It is therefore an object of the present invention to provide a spark plug which makes it possible to reduce the above problems.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass durch die Außenelektrode zumindest ein durchgehender Gaskanal vorgesehen ist, wobei der Gaskanal innen im Hohlraum mündet und außen im Bereich des Außengewindes, wobei zwischen der äußeren Mündung und dem axialen Ende der Außenelektrode zumindest ein Gewindegang vorgesehen ist. Dadurch, dass der Gaskanal im Bereich des Außengewindes der Zündkerze, also im Bereich des axialen Endes der Zündkerze, vorgesehen ist, ist es möglich, das Totvolumen in der Zündkerze, bzw. allgemein der Gaszuführung, weitestgehend zu reduzieren. Es sind keine langen Gasleitungen und große zusätzlichen Hohlräume in der Zündkerze notwendig, um den gasförmigen Brennstoff zuzuführen. Abgesehen davon ermöglicht das auch, dass eine Standard-Zündkerze verwendet werden kann, in die lediglich der Gaskanal eingebracht werden muss, beispielsweise durch einfaches Bohren des Gaskanals. Auf diese Weise kann eine herkömmliche Zündkerze sehr einfach in eine erfindungsgemäße Zündkerze verwandelt werden.This object is achieved in that at least one continuous gas channel is provided by the outer electrode, wherein the gas channel opens inside the cavity and outside in the region of the external thread, wherein between the outer mouth and the axial end of the outer electrode at least one thread is provided. Because the gas channel is provided in the region of the external thread of the spark plug, ie in the region of the axial end of the spark plug, it is possible to largely reduce the dead volume in the spark plug, or more generally the gas feed. There are no long gas lines and large additional cavities in the spark plug necessary to supply the gaseous fuel. Apart from that, this also allows a standard spark plug to be used, into which only the gas duct has to be inserted, for example by simply drilling the gas duct. In this way, a conventional spark plug can be easily converted into a spark plug according to the invention.

Vorteilhaft ist es, wenn über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von Gaskanälen vorgesehen ist. Dadurch kann die Oberfläche der Gaskanäle erheblich vergrößert werden, was durch den zugeführten Brennstoff zu einer besseren Kühlung im Bereich der Gaskanäle führt. Damit kann eine zu tiefe Flammausbreitung aus dem Brennraum in die Gaskanäle verhindert werden, da eine Flamme an der kühlen Oberfläche sehr rasch und sicher erstickt werden würde.It is advantageous if distributed over the circumference a plurality of gas channels is provided. As a result, the surface of the gas channels can be considerably increased, which leads to a better cooling in the region of the gas channels by the supplied fuel. Thus, a too low flame spread from the combustion chamber into the gas channels can be prevented because a flame would be stifled on the cool surface very quickly and safely.

Ganz besonders vorteilhaft ist, wenn an der Außenelektrode im Bereich des Außengewindes eine Außenumfangsnut vorgesehen ist und der zumindest eine Gaskanal in die Außenumfangsnut mündet und zwischen Außenumfangsnut und axialem Ende der Außenelektrode zumindest ein Gewindegang vorgesehen ist. Die Außenumfangsnut kann als einfacher Gasverteilring genutzt werden, der mehrere Gaskanäle speisen kann, wobei die Außenumfangsnut nur eine Zuspeisung von gasförmigem Brennstoff benötigt. Eine solche Zündkerze kann daher auch einfach verwendet werden, da es durch die Außenumfangsnut unerheblich ist, in welcher winkelmäßigen Lage (relativ zu einer Zuspeisung von gasförmigem Brennstoff) die Zündkerze eingesetzt ist.It is particularly advantageous if an outer circumferential groove is provided on the outer electrode in the region of the external thread and the at least one gas channel opens into the outer circumferential groove and at least one thread is provided between the outer circumferential groove and the axial end of the outer electrode. The Außenumfangsnut can be used as a simple Gasverteilring that can feed several gas channels, the Außenumfangsnut only requires a supply of gaseous fuel. Therefore, such a spark plug can also be easily used since it is unimportant by the outer peripheral groove in which angular position (relative to a gaseous fuel feed) the spark plug is inserted.

Es ist ebenfalls besonders vorteilhaft, wenn der Strömungsquerschnitt des zumindest einen Gaskanals kleiner ist, als der Strömungsquerschnitt der Außenumfangsnut. Auf diese Weise kann durch den Gaskanal eine Drosselwirkung bewirkt werden, die mehrere Wirkungen entfalten kann. Einerseits reduziert die Drosselwirkung insbesondere während der Verbrennung und folgender Druckerhöhung im Brennraum die Rückströmung von Abgas in die Außenumfangsnut. Andererseits wird durch die Drosselwirkung die Strömungsgeschwindigkeit des zugführten gasförmigen Brennstoffes erhöht, was die Eindringtiefe des gasförmigen Brennstoffes im Brennraum erhöht und auch für höhere Turbulenzen im Brennraum und damit verbunden zu einer besseren Kühlung durch den gasförmigen Brennstoff führt.......It is likewise particularly advantageous if the flow cross section of the at least one gas channel is smaller than the flow cross section of the outer circumferential groove. In this way, a throttle effect can be effected by the gas channel, which can develop several effects. On the one hand, the throttling action reduces the backflow of exhaust gas into the outer circumferential groove, in particular during the combustion and subsequent pressure increase in the combustion chamber. On the other hand, the flow rate of the gaseous fuel supplied is increased by the throttling effect, which increases the penetration depth of the gaseous fuel in the combustion chamber and also for higher turbulence in the combustion chamber and thus leads to better cooling by the gaseous fuel .......

In diesem Zusammenhang ist besonders vorteilhaft, wenn der Gaskanal innen auf die Zündungszone der Zündkerze ausgerichtet ist. Damit kann der gasförmige Brennstoff gezielt dort eingebracht werden, wo ein fetteres Gemisch benötigt wird und gleichzeitig wird die heiße Zündungszone durch den zugeführten gasförmigen Brennstoff optimal gekühlt.In this context, it is particularly advantageous if the gas channel is aligned internally on the ignition zone of the spark plug. Thus, the gaseous fuel can be introduced specifically where a richer mixture is needed and at the same time the hot ignition zone is optimally cooled by the supplied gaseous fuel.

Wenn der Hohlraum durch die Außenelektrode umschlossen ist und in der Außenelektrode im Bereich des axialen Endes zumindest ein durchgehender Flammkanal vorgesehen ist, der den Hohlraum mit der Umgebung der Außenelektrode verbindet, kann verhindert werden, dass die Einblasung von gasförmigen Brennstoff in die Zündungszone der Zündungskerze durch Turbulenzen im Brennraum gestört wird. Der eingeblasene Brennstoff bleibt in der Zündungszone konzentriert und fettet die Zündungszone effektiv auf, wodurch eine sichere Zündung ermöglich wird. Der Hohlraum bildet auf diese Weise eine Art Minivorkammer aus.If the cavity is enclosed by the outer electrode and in the outer electrode in the region of the axial end at least one continuous flame channel is provided, which connects the cavity with the environment of the outer electrode, can be prevented that the injection of gaseous fuel into the ignition zone of the spark plug Turbulence in the combustion chamber is disturbed. The injected fuel remains concentrated in the ignition zone and effectively fills the ignition zone, thereby enabling safe ignition. The cavity thus forms a kind of mini-chamber.

Gleichfalls ist es eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung einen Gasmotor mit einer solchen Zündkerze und ein Zündverfahren anzugeben, sodass eine sichere Zündung eines Gasmotors möglich wird.Likewise, it is an object of the subject invention to provide a gas engine with such a spark plug and an ignition method, so that a reliable ignition of a gas engine is possible.

Diese Aufgabe wird für den Gasmotor gelöst, indem in eine Gewindeöffnung eine erfindungsgemäße Zündkerze eingeschraubt ist, und im Brennkammerkopf beabstandet von der Gewindeöffnung eine Ventilausnehmung vorgesehen ist, deren axiales Ende über einen Stichkanal mit einem Gasverteilring zwischen der Zündkerze und dem Brennkammerkopf verbunden ist, wobei der Gasverteilring durch eine Innenumfangsnut am Innengewinde und/oder durch die Außenumfangnut an der Zündkerze gebildet ist und der zumindest eine Gaskanal in den Gasverteilring mündet, wobei zwischen dem Gasverteilring und dem axialen Ende der Zündkerze zumindest ein Gewindegang des Außen- und Innengewindes vorgesehen ist.This object is achieved for the gas engine by a spark plug is screwed into a threaded opening according to the invention, and in the combustion chamber head spaced from the threaded opening a Ventilausnehmung is provided, whose axial end is connected via a branch channel with a gas distribution between the spark plug and the combustion chamber head, wherein the Gas distribution ring is formed by an inner circumferential groove on the internal thread and / or by the outer circumferential groove on the spark plug and the at least one gas channel opens into the gas distribution ring, wherein between the gas distribution ring and the axial end of the spark plug at least one thread of the outer and inner thread is provided.

Durch die beabstandete Anordnung des Gasventils und der Zündkerze ist es möglich, beide Bauteile getrennt und unabhängig voneinander zu tauschen, wodurch der Gasmotor leichter zu warten ist. Für eine Wartung eines der beiden Bauteile müssen nicht mehr beide ausgebaut werden, sondern nur mehr der Bauteil, der gewartet werden muss. Abgesehen davon kann dadurch das Zündsystem auf einfache Weise angepasst werden. Beispielsweise kann auf einfache Weise eine andere Zündkerze eingesetzt werden, ohne das Gasventil tauschen zu müssen. Ebenso kann ein anderes Gasventil verwendet werden, ohne die Zündkerze tauschen zu müssen. Auf diese Weise kann der Gasmotor auch auf einfache Art an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.By the spaced arrangement of the gas valve and the spark plug, it is possible to exchange both components separately and independently, whereby the gas engine is easier to maintain. For maintenance of one of the two components, it is no longer necessary to dismantle both, but only the component that has to be serviced. Apart from that, the ignition system can be easily adapted. For example, another spark plug can be easily used without having to replace the gas valve. Likewise, another gas valve can be used without having to replace the spark plug. In this way, the gas engine can also be easily adapted to different requirements.

Die beabstandete Anordnung des Gasventils erlaubt es aber auch, das Gasventil so nah wie möglich am Gasverteilring anzuordnen, Das reduziert die Länge der Stichleitung und damit auch das Totvolumen der Gaszuführung.However, the spaced arrangement of the gas valve also makes it possible to arrange the gas valve as close as possible to the gas distribution ring, which reduces the length of the stub line and thus also the dead volume of the gas supply.

Durch den Gasverteilring ist es unerheblich, wie die Zündkerze in das Gewindeloch eingeschraubt wird. Über den Gasverteilring, der mit der Stichleitung verbunden ist, ist immer sichergestellt, dass die Gaskanäle mit gasförmigen Brennstoff versorgt sind.Due to the gas distribution ring, it is irrelevant how the spark plug is screwed into the threaded hole. Through the gas distribution ring, which is connected to the stub, it is always ensured that the gas channels are supplied with gaseous fuel.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigtThe subject invention will be explained in more detail below with reference to Figures 1 to 6, which show by way of example, schematically and not by way of limitation advantageous embodiments of the invention. It shows

Fig.1 ein erfindungsgemäße Zündkerze mit Außenumfangsnut,1 shows a spark plug according to the invention with outer circumferential groove,

Fig.2 ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Zündkerze ohne Außenumfangnut,2 shows a section through the spark plug according to the invention without outer circumferential groove,

Fig.3 und 4 die Anordnung der Zündkerze in einer Vorkammer als Brennraum und Fig.5 und 6 die Anordnung der Zündkerze mit Schirmung in einem Zylinder als Brennraum.Figures 3 and 4, the arrangement of the spark plug in a pre-chamber as the combustion chamber and Figure 5 and 6, the arrangement of the spark plug with shielding in a cylinder as the combustion chamber.

In Fig. 1 und in Fig.2 ist eine erfindungsgemäße Zündkerze 1 dargestellt. Wie bei einer herkömmlichen Zündkerze bekannt, besteht die Zündkerze 1 aus einer Außenelektrode 2, die an einem axialen Ende als Außengewinde 5 ausgeführt ist. Die Außenelektrode 2 umschließt eine Mittenelektrode 3, die durch einen elektrischen Isolator 4 von der Außenelektrode 2 getrennt ist. Von der Außenelektrode 2, die normalerweise elektrisch geerdet ist, steht ebenfalls in bekannter Weise ein elektrisch mit der Außenelektrode 2 verbundener Zündbügel 6 ab, der zur Ausbildung der Funkenstrecke am axialen Ende der Zündkerze 1 axial gegenüber der Mittenelektrode 3 angeordnet ist. Zwischen dem Zündbügel 6 und der Mittenelektrode 3 entsteht der Zündfunke, wenn an die Mittenelektrode 3 eine ausreichende Zündspannung angelegt wird. Am axialen Ende der Zündkerze 1 ist zwischen der Mittenelektrode 3, bzw. dem die Mittelelektrode 3 umgebenden Isolator 4, und der Außenelektrode 2 (zu der auch der Zündbügel 6 gehört) ein Hohlraum 7 ausgebildet.In Fig. 1 and in Figure 2, a spark plug 1 according to the invention is shown. As is known in a conventional spark plug, the spark plug 1 consists of an outer electrode 2, which is designed as an external thread 5 at one axial end. The outer electrode 2 encloses a center electrode 3, which is separated from the outer electrode 2 by an electrical insulator 4. From the outer electrode 2, which is normally electrically grounded, is also in a known manner from an electrically connected to the outer electrode 2 Zündbügel 6, which is arranged to form the spark gap at the axial end of the spark plug 1 axially opposite the central electrode 3. Between the Zündbügel 6 and the center electrode 3, the spark is formed when a sufficient ignition voltage is applied to the center electrode 3. At the axial end of the spark plug 1, a cavity 7 is formed between the center electrode 3, or the insulator 4 surrounding the center electrode 3, and the outer electrode 2 (to which the igniter 6 also belongs).

Im Bereich des Außengewindes 5 mündet ein erstes Ende eines durchgehenden Gaskanals 8. Das zweite Ende des Gaskanals 8 mündet in den Hohlraum 7. Der Gaskanal 8 geht damit durch die Außenelektrode 2 im Bereich des Außengwindes 5 hindurch und verbindet den Hohlraum 7 mit der äußeren Umfangsfläche der Zündkerze 1 im Bereich des Außengewindes 5. Durch den Gaskanal 8 kann von außen ein gasförmiger Brennstoff in den Hohlraum 7 zugeführt werden kann. Unter gasförmigen Brennstoff wird auch ein zündfähiges Brenngasgemisch oder ein Brennstoff/Luft-Gemisch verstanden Über den Umfang des Außengewindes 5 verteilt können auch mehrere Gaskanäle 8 angeordnet sein, wie in Fig.1 durch die Mündungen angedeutet.In the region of the external thread 5, a first end of a continuous gas channel 8 opens. The second end of the gas channel 8 opens into the cavity 7. The gas channel 8 thus passes through the outer electrode 2 in the region of the external thread 5 and connects the cavity 7 with the outer peripheral surface the spark plug 1 in the region of the external thread 5. Through the gas channel 8, a gaseous fuel in the cavity 7 can be supplied from the outside. Under gaseous fuel is also understood an ignitable fuel gas mixture or a fuel / air mixture distributed over the circumference of the external thread 5 can also be arranged a plurality of gas channels 8, as indicated in Fig.1 through the mouths.

Unter gasförmigen Brennstoff wird auch ein zündfähiges Brenngasgemisch oder ein Brennstoff/Luft-Gemisch verstanden. Als Brenngas kommt beispielsweise Erdgas, Flüssiggas oder Wasserstoff zum Einsatz. Mit der erfinderischen Zündkerze 1 können auch noch solche Brenngase sicher gezündet werden.Gaseous fuel is also understood to mean an ignitable fuel gas mixture or a fuel / air mixture. As fuel gas, for example, natural gas, LPG or hydrogen is used. With the inventive spark plug 1 even such combustion gases can be safely ignited.

An der Außenelektrode 2 kann im Bereich des Außengewindes 5 eine um den Umfang umlaufende Außenumfangsnut 9 (Fig.1,4) vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Außenumfangsnut 9 über den Umfang geschlossen. In diesem Fall münden die vorhandenen Gaskanäle 8 außen an der Zündkerze 1 in die Außenumfangsnut 9.A circumferential outer circumferential groove 9 (FIG. 1, 4) can be provided on the outer electrode 2 in the region of the external thread 5. Preferably, the outer circumferential groove 9 is closed over the circumference. In this case, the existing gas channels 8 open outside of the spark plug 1 in the outer circumferential groove. 9

Zwischen den Mündungen der vorhandenen Gaskanäle 8 und dem axialen Ende des Außengewindes 5 ist zumindest ein dichtender Gewindegang 14 des Außengewindes 5 vorgesehen.Between the mouths of the existing gas channels 8 and the axial end of the external thread 5 at least one sealing thread 14 of the external thread 5 is provided.

In den Fig.3 und 4 ist die Anordnung einer erfindungsgemäßen Zündkerze 1 in einem Gasmotor 20 dargestellt, wobei die Fig.4 eine Detailansicht dieser Anordnung zeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Gasmotor 20 mit einer Brennkammer 22 in Form einer Vorkammer zum Zünden und einem Zylinder 40, in dem die Hauptverbrennung stattfindet, ausgeführt. Die Brennkammer 22 ist in bekannter Weise über Strahlkanäle 23 mit dem Zylinder 40 verbunden. Die Brennkammer 22 ist durch einen Brennkammerkopf 21 abgeschlossen und der Brennkammerkopf 21 ist in bekannterWeise in einem Zylinderkopf 42 des Gasmotors 20 angeordnet. Im Brennkammerkopf 21 ist eine Gewindeöffnung 24 mit einem Innengewinde 25 vorgesehen. Die Zündkerze 1 wird mit deren Außengewinde 5 in das Innengewinde 25 der Gewindeöffnung 24 geschraubt, sodass das axiale Ende der Zündkerze 1 mit dem Zündbügel 6 und der gegenüberliegenden Mittenelektrode 3 in den Brennraum 22 ragt. Im Bereich dieses axialen Endes bildet sich die Zündungszone 10 aus, in der ein brennbares Gemisch in der Brennkammer 22 durch Funkenzündung gezündet wird. Nach Zündung tritt ein Heißgasstrahl durch die Strahlkanäle 23 in den Zylinder 40 aus, der das brennbare Gemisch im Zylinder 40 zündet. Bekanntermaßen kann mit einer solchen Vorkammerzündung bei gleicher Zündenergie das Gemisch im Zylinder 40 magerer sein, als bei einer direkten Zündung im Zylinder 40.In Figures 3 and 4, the arrangement of a spark plug 1 according to the invention is shown in a gas engine 20, wherein the Figure 4 shows a detailed view of this arrangement. In this embodiment, the gas engine 20 is provided with a combustion chamber 22 in the form of an antechamber for ignition and a cylinder 40 in which the main combustion takes place. The combustion chamber 22 is connected in a known manner via jet channels 23 with the cylinder 40. The combustor 22 is terminated by a combustor head 21 and the combustor head 21 is disposed in a cylinder head 42 of the gas engine 20 in a known manner. In the combustion chamber head 21, a threaded opening 24 is provided with an internal thread 25. The spark plug 1 is screwed with its external thread 5 in the internal thread 25 of the threaded opening 24, so that the axial end of the spark plug 1 with the Zündbügel 6 and the opposite center electrode 3 projects into the combustion chamber 22. In the region of this axial end, the ignition zone 10 is formed, in which a combustible mixture is ignited in the combustion chamber 22 by spark ignition. After ignition, a jet of hot gas exits through the jet channels 23 into the cylinder 40, which ignites the combustible mixture in the cylinder 40. As is known, with such a prechamber ignition with the same ignition energy, the mixture in the cylinder 40 may be leaner than in the case of direct ignition in the cylinder 40.

Im Brennkammerkopf 21 ist beabstandet von der Gewindeöffnung 24, und damit auch beab-standetvon der Zündkerze 1, eine Ventilausnehmung 31 vorgesehen, in der ein Gasventil 30 angeordnet ist, mit dem der gasförmige Brennstoff zugeführt wird. Das Gasventil 30 kann als mechanisches Ventil oder auch als elektronisches Ventil ausgeführt sein. Die Ventilausnehmung 31 ist über einen Stichkanal 32 mit einem Gasverteilring 33 verbunden. Der Stichkanal 32 mündet dazu im Bereich des axialen Endes der Ventilausnehmung 31 in die Ventilausnehmung 31, vorzugsweise zwischen einer Auslassdüse 34 des Gasventils 30 und dem axialen Ende der Ventilausnehmung 31. Der Gasverteilring 33 ist zwischen dem Brennkammerkopf 21 und der Zündkerze 1 vorgesehen, insbesondere zwischen dem Außengewinde 5 der Zündkerze 1 und dem Innengewinde 25 der Gewindeöffnung 24 des Brennkammerkopfes 21. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gasverteilring 33 durch die Außenumfangsnut 9 am Außengewinde 5 der Zündkerze 1 ausgebildet. Gleichermaßen könnte der Gasverteilring 33 auch durch eine Innenumfangsnut am Innengewinde 25 der Gewindeöffnung 24 ausgebildet sein. Ebenso könnten eine Außenumfangsnut 9 und eine Innenumfangsnut vorgesehen sein, die gemeinsam den Gasverteilring 33 ausbilden. Im Fall einer Innenumfangsnut sind die Gaskanäle 8 in der Zündkerze 1 so angeordnet, dass die Gaskanäle 8 in die Innenumfangsnut münden. Gleichfalls ist auch im Falle einer Innenumfangsnut vorgesehen, dass zwischen Innenumfangsnut und dem axialen Ende des Innengewindes 25 zumindest ein dichtender Gewindegang 14 verbleibt.In the combustion chamber head 21 is spaced from the threaded opening 24, and thus also spaced from the spark plug 1, a Ventilausnehmung 31 is provided, in which a gas valve 30 is arranged, with which the gaseous fuel is supplied. The gas valve 30 may be designed as a mechanical valve or as an electronic valve. The valve recess 31 is connected via a branch passage 32 with a gas distribution ring 33. The puncture channel 32 opens into the valve recess 31 in the region of the axial end of the valve recess 31, preferably between an outlet nozzle 34 of the gas valve 30 and the axial end of the valve recess 31. The gas distribution ring 33 is provided between the combustion chamber head 21 and the spark plug 1, in particular between the external thread 5 of the spark plug 1 and the internal thread 25 of the threaded opening 24 of the combustion chamber head 21. In the embodiment shown, the gas distribution ring 33 is formed by the outer circumferential groove 9 on the external thread 5 of the spark plug 1. Similarly, the gas distribution ring 33 could also be formed by an inner circumferential groove on the internal thread 25 of the threaded opening 24. Likewise, an outer circumferential groove 9 and an inner circumferential groove could be provided, which together form the gas distribution ring 33. In the case of an inner circumferential groove, the gas passages 8 are arranged in the spark plug 1 so that the gas passages 8 open into the inner circumferential groove. Likewise, it is also provided in the case of an inner circumferential groove that at least one sealing thread 14 remains between the inner circumferential groove and the axial end of the internal thread 25.

Der Gasverteilring 33 erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Umfang, wodurch die Zündkerze 1 beliebig in das Innengewinde 25 geschraubt werden kann. Der Gasverteilring 33 verteilt damit den über den Stickkanal 32 zugeführten gasförmigen Brennstoff auf die Gaskanäle 8.The Gasverteilring 33 preferably extends over the entire circumference, whereby the spark plug 1 can be screwed arbitrarily into the internal thread 25. The gas distribution ring 33 thus distributes the gaseous fuel supplied via the embroidery channel 32 to the gas channels 8.

Nachdem das Gasventil 30 und die Zündkerze 1 voneinander beabstandet und getrennt im Brennkammerkopf 21 angeordnet sind, können diese auch separat und unabhängig voneinander entfernt und getauscht werden, was die Wartbarkeit ganz erheblich erleichtert.After the gas valve 30 and the spark plug 1 are spaced from each other and arranged separately in the combustion chamber head 21, they can also be removed and replaced separately and independently, which greatly facilitates the maintainability.

Abgesehen davon kann auch das Totvolumen der Gaszuführung reduziert werden, da das Gasventil 30 im Brennkammerkopf 21 sehr nahe an der Zündkerze 1 angeordnet werden kann und keine langen Zuführleitungen (wie der Stichkanal 32) notwendig sind. Das Totvolumen begrenzt sich damit auf den Stichkanal 32 den Gasverteilring 33 und die Gaskanäle 8.Apart from that, the dead volume of the gas supply can be reduced, since the gas valve 30 can be arranged in the combustion chamber head 21 very close to the spark plug 1 and no long supply lines (such as the branch channel 32) are necessary. The dead volume is limited to the puncture channel 32, the gas distribution ring 33 and the gas channels eighth

Vorzugsweise sind über den Umfang der Zündkerze 1 mehrere Gaskanäle 8 verteilt angeordnet. Damit kann die gesamte Oberfläche der Gaskanäle 8 bei gleichem Strömungsquer schnitt erheblich vergrößert werden. Nachdem der gasförmige Brennstoff in der Regel kühl (im Vergleich zu den Verbrennungstemperaturen in der Brennkammer 22) zugeführt wird, wird dadurch auch eine wirkungsvolle Kühlung der Zündkerze 1 im Bereich der Gaskanäle 8 kurz vor Zündzeitpunkt bzw. Flammausbreitungszeitpunkt rückführend in die Gaskanäle 8 erzielt. Durch die dadurch erzielte niedrige Temperatur, im Bereich der Gaskanäle 8 kann die Gefahr der Flammenausbreitung aus der Brennkammer 22 durch die Gaskanäle 8 in den Gasverteilring 33 und den Stichkanal 32 wirkungsvoll reduziert werden, da sich ausbreitende Flammen noch in den Gaskanälen 8 erstickt werden. Eine solche Flammenausbreitung könnte zu starker Rußbildung und Verschmutzung in den Gaskanälen 8, den Gasverteilring 33 und dem Stichkanal 32 führen, was vermieden werden soll.Preferably, a plurality of gas channels 8 are distributed over the circumference of the spark plug 1. Thus, the entire surface of the gas channels 8 cut at the same flow cross-section can be significantly increased. As a rule, after the gaseous fuel is supplied with cooling (in comparison to the combustion temperatures in the combustion chamber 22), an effective cooling of the spark plug 1 in the region of the gas ducts 8 shortly before the ignition or flame propagation time is achieved in the gas ducts 8. By thus achieved low temperature, in the region of the gas channels 8, the risk of flame propagation from the combustion chamber 22 through the gas channels 8 in the Gasverteilring 33 and the puncture channel 32 can be effectively reduced, since flames are still extinguished in the gas channels 8. Such flame propagation could lead to excessive soot formation and contamination in the gas channels 8, the gas distribution ring 33 and the puncture channel 32, which should be avoided.

Durch die Gaskanäle 8 kann darüber hinaus auch eine Drosselwirkung erzielt werden, wenn der Strömungsquerschnitt der Gaskanäle 8 kleiner ist, als der effektive Strömungsquerschnitt des Gasventiles bzw. des Stichkanals 32 bzw. des Gasverteilrings 33, was normalerweise immer der Fall ist. Die Drosselung reduziert insbesondere während der Verbrennung und folgender Druckerhöhung in der Brennkammer 22 die Rückströmung von Abgas in den Gasverteilring 33 bzw. den Stichkanal 32.In addition, a throttling effect can be achieved by the gas passages 8 if the flow cross section of the gas passages 8 is smaller than the effective flow cross section of the gas valve or of the branch passage 32 or of the gas distribution ring 33, which is normally always the case. The throttling reduces the backflow of exhaust gas into the gas distribution ring 33 or the puncture channel 32, in particular during the combustion and subsequent pressure increase in the combustion chamber 22.

Es kann in der Zündkerze 1 auch ein Spülkanal 35 (Fig.4) vorgesehen sein, der die Brennkammer 22 mit dem Stichkanal 32 verbindet. Der Querschnitt des Spülkanals 35 wird dabei so ausgelegt, dass sich ein größtmögliches Druckgefälle zwischen dem Spülkanal 35 mit dem höheren Druck und dem Gasverteilring 33 ergibt. Dazu mündet der Spülkanal 35 in der Brennkammer 22 vorzugsweise in einem Bereich, in dem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Der Druck muss dabei natürlich kleiner bleiben als der Druck des zugeführten gasförmigen Brennstoffes. Damit kann während der Verbrennung in der Brennkammer 22 eine Spülung des Stichkanals 32, des Gasverteilringes 33 und der Gaskanäle 8 erzielt werden. Während der Zuführung des gasförmigen Brennstoffes über das Gasventil 30 wird eine geringe Menge an gasförmigen Brennstoff über die Spülkanal 35 in die Brennkammer 22 strömen, was aber nicht störend ist.It can be provided in the spark plug 1, a purge passage 35 (Figure 4), which connects the combustion chamber 22 with the puncture channel 32. The cross section of the flushing channel 35 is designed so that there is a maximum pressure gradient between the purge passage 35 with the higher pressure and the gas distribution ring 33. For this purpose, the flushing channel 35 opens in the combustion chamber 22, preferably in a region in which a high flow velocity prevails. Of course, the pressure must remain smaller than the pressure of the supplied gaseous fuel. Thus, a flushing of the branch channel 32, the gas distribution ring 33 and the gas channels 8 can be achieved during combustion in the combustion chamber 22. During the supply of the gaseous fuel via the gas valve 30, a small amount of gaseous fuel will flow via the purge passage 35 into the combustion chamber 22, which is not disturbing.

Die Gaskanäle 8 sind vorzugsweise so ausgerichtet, das der zugeführte gasförmige Brennstoff auf die Zündungszone 10 im Bereich zwischen der Mittenelektrode 3 und der Außenelektrode 2 (mit Zündbügel 6) gerichtet ist. Damit wird durch die niedrigen Temperaturen des zugeführten gasförmigen Brennstoffes die Zündkerze 1 im Bereich der heißesten Zone um die Zündungszone 10 aktiv gekühlt. In Verbindung mit der zuvor beschriebener Drosselwirkung wird weiters eine höhere Eindringtiefe bzw. höhere lokale Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Brennstoffes erreicht, sodass der Strahlkegel der Brennstoffeinblasung gerichtet auf die Zündungszone 10 höhere Turbulenzen und folglich effektivere Kühlung im Bereich der Zündungszone 10 erzielt. Auf diese Weise kann die Gefahr einer unbeabsichtig- ten vorzeitigen Zündung des brennfähigen Gemisches durch hohe Temperaturen im Bereich der Zündungszone 10 wirkungsvoll reduziert werden. Insbesondere kann auch durch die Temperaturabsenkung des Zündbügels 6 der Außenelektrode 2 die Lebensdauer der Zündkerze 1 signifikant erhöht werden.The gas channels 8 are preferably oriented so that the supplied gaseous fuel is directed to the ignition zone 10 in the region between the center electrode 3 and the outer electrode 2 (with a detonator 6). Thus, the spark plug 1 is actively cooled by the low temperatures of the supplied gaseous fuel in the hottest zone around the ignition zone 10. In conjunction with the throttle effect described above, a higher penetration depth or higher local flow rate of the gaseous fuel is further achieved, so that the jet cone of fuel injection directed to the ignition zone 10 higher turbulence and thus more effective cooling in the ignition zone 10 achieved. In this way, the risk of unintentional premature ignition of the combustible mixture due to high temperatures in the region of the ignition zone 10 can be effectively reduced. In particular, the life of the spark plug 1 can be significantly increased by the temperature reduction of the Zündbügels 6 of the outer electrode 2.

Mit der Fig.5 und 6 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zündkerze 1, hier im Zusammenhang mit der Anordnung der Zündkerze 1 im Zylinderkopf 42 eines Zylinders 40 eines Gasmotors 20. In diesem Fall ist der Zylinder 40 die Brennkammer 22. Im Zylinder 40 ist in bekannterWeise ein Kolben 41 angeordnet. Der Brennkammerkopf 21 schließt die Brennkammer 22 in dieser Ausführung teilweise ab. Um den Brennkammerkopf 21 kann auch ein von Kühlmedium durchströmter Kühlmantel 43 vorgesehen sein, um den Brennkammerkopf 21 aktiv zu kühlen. Der Brennkammerkopf 21 ist im Wesentlichen wie mit Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 erläutert ausgeführt. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Zündkerze 1 und das Gasventil 30 direkt im Zylinderkopf 42 des Gasmotors 20 anzuordnen. In diesem Fall wäre der Zylinderkopf 42 gleichzeitig der Brennkammerkopf 21.5 and 6 show a further embodiment of the spark plug 1 according to the invention, here in connection with the arrangement of the spark plug 1 in the cylinder head 42 of a cylinder 40 of a gas engine 20. In this case, the cylinder 40 is the combustion chamber 22. In the cylinder 40 is a piston 41 is arranged in a known manner. The combustion chamber head 21 partially closes the combustion chamber 22 in this embodiment. A cooling jacket 43 through which cooling medium flows may also be provided around the combustion chamber head 21 in order to actively cool the combustion chamber head 21. The combustion chamber head 21 is designed essentially as explained with reference to FIGS. 3 and 4. Of course, it would also be possible to arrange the spark plug 1 and the gas valve 30 directly in the cylinder head 42 of the gas engine 20. In this case, the cylinder head 42 would be the combustion chamber head 21 at the same time.

Die Zündkerze 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Außenelektrode 2 ausgeführt, die den Hohlraum 7 am axialen Ende der Zündkerze 1 im Bereich der Zündungszone 10 in Form einer Schirmung 12 kappenförmig umschließt. Selbstverständlich könnte aber auch eine Zündkerze ohne Schirmung 12 eingesetzt werden. Der Hohlraum 7 wird damit durch die Schirmung 12 der Außenelektrode 2 nach außen abgegrenzt. Am axialen Ende der Außenelektrode 2 sind eine Anzahl von Flammkanälen 11 vorgesehen, die den Hohlraum 7 mit dem die Zündkerze 1 umgebenden Raum, die Brennkammer 22, verbinden. Wird im Hohlraum 7 ein gasförmiges Gemisch gezündet, treten durch die Flammkanäle 11 Heißgasstrahlen aus, die das brennfähige Gemisch in der Brennkammer 22 zünden. Ähnlich wie bei einer Vorkammerzündung, kann das Gemisch in der Brennkammer 22 magerer sein, als bei einer direkten Zündung. Durch die Schirmung des Hohlraumes 7 durch die Außenelektrode 2 werden auch zu große Turbulenzen im Hohlraum 7 im Bereich der Zündungszone 10 verhindert, was die sichere Zündung ebenfalls unterstützt.The spark plug 1 is executed in the illustrated embodiment with an outer electrode 2, the cap 7 surrounds the cavity 7 at the axial end of the spark plug 1 in the form of a shield 12 in the form of a shield. Of course, but could also be a spark plug without shield 12 are used. The cavity 7 is thus delimited by the shield 12 of the outer electrode 2 to the outside. At the axial end of the outer electrode 2, a number of flame channels 11 are provided, which connect the cavity 7 with the space surrounding the spark plug 1, the combustion chamber 22. If a gaseous mixture is ignited in the cavity 7, 11 hot gas jets pass through the flame channels, which ignite the combustible mixture in the combustion chamber 22. Similar to a prechamber ignition, the mixture in the combustion chamber 22 may be leaner than a direct ignition. By shielding the cavity 7 by the outer electrode 2 and too large turbulence in the cavity 7 in the ignition zone 10 is prevented, which also supports the safe ignition.

Im Ausführungsbeispiel nach der Fig.6 ist der Gasverteilring 33 als Innenumfangsnut 13 im Bereich des Innengewindes 25 im Brennkammerkopf 21 ausgeführt.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the gas distribution ring 33 is designed as an inner circumferential groove 13 in the region of the internal thread 25 in the combustion chamber head 21.

Zwischen Gasverteilring 33 und dem axialen Ende des Außengewindes 5 bzw. des Innengewindes 25 ist jedenfalls zumindest ein dichtender Gewindegang 14 vorgesehen, der verhindert, dass sich eine, zumindest nicht zu große, unkontrollierte Leckage von gasförmigen Brennstoff über das Gewinde in die Brennkammer 22 ausbildet. Je nach Druckniveau des zugeführten gasförmigen Brennstoffes kann auch mehr als ein dichtender Gewindegang 14 erforderlich sein.Between gas distribution ring 33 and the axial end of the external thread 5 and the internal thread 25 at least one sealing thread 14 is provided in any case, which prevents that, at least not too large, uncontrolled leakage of gaseous fuel through the thread into the combustion chamber 22 is formed. Depending on the pressure level of the supplied gaseous fuel, more than one sealing thread 14 may be required.

Mit einer erfindungsgemäßen Zündkerze 1 kann sowohl die Haupteinblasung von gasförmigem Brennstoff, als auch eine Mehrfacheinblasung von gasförmigem Brennstoff realisiert werden.With a spark plug 1 according to the invention, both the main injection of gaseous fuel and a multiple injection of gaseous fuel can be realized.

Die Haupteinblasung ist insbesondere interessant, wenn die Zündkerze 1 in einem Zylinder 40 als Brennkammer 22 angeordnet ist. Dabei wird der für die Hauptverbrennung benötige gasförmige Brennstoff über die Zündkerze 1 zugeführt. Selbstverständlich könnte der für die Hauptverbrennung benötigte gasförmige Brennstoff auch auf andere Weise zugeführt werden, beispielsweise in herkömmlicher Weise durch Ansaugung im Saugtakt des Gasmotors 20.The main injection is of particular interest when the spark plug 1 is arranged in a cylinder 40 as a combustion chamber 22. In this case, the gaseous fuel required for the main combustion is supplied via the spark plug 1. Of course, the gaseous fuel needed for the main combustion could also be supplied in other ways, for example in a conventional manner by suction in the suction cycle of the gas engine 20.

Ganz besonders interessant ist die erfindungsgemäße Zündkerze 1 aber für eine Zündeinblasung. Dazu kann unmittelbar vor Zündung eine benötigte Menge an gasförmigen Brennstoff über die Zündkerze 1 in die Zündungszone 10 zugeführt werden, um das Gemisch im Bereich der Zündungszone 10 aufzufetten, was die Zündung erleichtert. Das ermöglicht es auch, zuerst in einer ersten Einblasung nur wenig gasförmigen Brennstoff zuzuführen, so-dass ein derart mageres Gemisch entsteht, das nicht zündfähig ist. Erst kurz vor der Zündung wird das Gemisch durch eine zweite Einblasung gezielt in der Zündungszone 10 aufgefettet. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, das ein mageres Gemisch in der Brennkammer 22 erzeugt wird, das direkt durch Funkenzündung nur schwer oder gar nicht zündbar wäre. Ein solches Gemisch wird beispielsweise im Kompressionstakt aus dem Zylinder 40 in eine damit verbundene Vorkammer als Brennkammer 22 gedrückt oder aus dem Zylinder 40 in den Hohlraum einer Zündkerze 1 nach der Fig.5. Aufgrund des mageren Gemisches wird eine Fehl- oder Vorzündung verhindert. Erst kurz vor dem Zündzeitpunkt wird gasförmiger Brennstoff über die Zündkerze 1 in die Zündungszone 10 der Zündkerze 1 zugeführt, um das Gemisch in diesem Bereich gezielt aufzufetten, was die Zündung durch Funkenzündung erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht.Especially interesting is the spark plug 1 according to the invention but for a Zündeinblasung. For this purpose, immediately before ignition, a required amount of gaseous fuel can be supplied via the spark plug 1 into the ignition zone 10 in order to grease the mixture in the region of the ignition zone 10, which facilitates the ignition. This also makes it possible to supply only a small amount of gaseous fuel first in a first injection, so that such a lean mixture is produced which is not ignitable. Only shortly before the ignition is the mixture enriched by a second injection targeted in the ignition zone 10. In this context, it is also conceivable that a lean mixture is generated in the combustion chamber 22, which would be difficult or impossible to ignite directly by spark ignition. Such a mixture is pressed, for example in the compression stroke from the cylinder 40 into a pre-chamber connected thereto as the combustion chamber 22 or from the cylinder 40 into the cavity of a spark plug 1 according to FIG. Due to the lean mixture, a false or pre-ignition is prevented. Only shortly before the ignition time, gaseous fuel is supplied via the spark plug 1 into the ignition zone 10 of the spark plug 1 in order to deliberately grease the mixture in this area, which makes the ignition by spark ignition easier or even possible.

Claims

claims

A spark plug having an outer electrode (2) and a center electrode (3) separated by an insulator (4), the outer electrode (2) being formed at one axial end of the spark plug (1) as an external thread (5) and a cavity (7) is formed at this axial end between the outer electrode (2) and the middle electrode (3), characterized in that at least one continuous gas channel (8) is provided by the outer electrode (2), the gas channel (8) being provided. inside in the cavity (7) and outside in the region of the external thread (5) opens, wherein between the outer mouth and the axial end of the outer electrode (2) at least one thread (14) of the external thread (5) is provided.

2. Spark plug according to claim 1, characterized in that distributed over the circumference of the external thread (5) a plurality of gas channels (8) are provided.

3. Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer electrode (2) in the region of the external thread (5) an outer circumferential groove (9) is provided and the at least one gas channel (8) outside in the outer circumferential groove (9) opens and between the outer circumferential groove (9) and the axial end of the outer electrode (2) at least one thread (14) of the external thread (5) is provided.

4. Spark plug according to claim 2 and 3, characterized in that the flow cross section of the at least one gas channel (8) is smaller than the flow cross section of the outer circumferential groove (9).

5. Spark plug according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas channel (8) is aligned inside the ignition zone (10) of the spark plug (1).

6. Spark plug according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cavity (7) by the outer electrode (2) is enclosed and in the outer electrode (2) in the region of the axial end at least one continuous flame channel (11) is provided which connects the cavity (7) with the surroundings of the outer electrode (2).

7. Gas engine with a combustion chamber (22) and a combustion chamber head (21) which at least partially closes off the combustion chamber (22), wherein in the combustion chamber head (21) a threaded opening (24) with an internal thread (25) is provided, characterized in that in the threaded opening (24) a spark plug (1) according to one of claims 1 to 6 with the external thread (5) is screwed, and in the combustion chamber head (21) spaced from the threaded opening (24) has a Ventilausnehmung (31) is provided, the axial End via a branch passage (32) with a gas distribution ring (33) between the spark plug (1) and the combustion chamber head (21) is connected, wherein the gas distribution ring (33) by an inner circumferential groove (13) on the internal thread (25) and / or through the Außenumfangnut (9) on the spark plug (1) is formed and that the at least one gas channel (8) opens into the gas distribution ring (33), wherein between the gas distribution ring (33) and the axial end of the spark plug (1) at least one thread (14 ) of the outside en- and internal thread (5, 25) is provided.

8. Gas engine according to claim 7, characterized in that a flushing channel (35) is provided, which connects the combustion chamber (22) with the branch channel (32).