DE10104894A1 - Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Eine Zündvorrichtung zum Detektieren eines Ionenstroms wird angegeben, die auch bei der Handhabbarkeit für die Montageprozedur zufriedenstellend ist, bei der Schaumstoff (34) an dem vorderen Ende eines Protektors (30) angebracht ist, der eine Hochspannung, die in einer Zündspule erzeugt worden ist, an eine Zündkerze (40) liefert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für einen Verbren­ nungsmotor, und insbesondere bezieht sie sich auf die Struktur eines Kopplungs- bzw. Verbindungsabschnittes zwischen einem Protektor (Abschirmung, Abdeckung) und einer Zündkerze.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil eines Beispiels der Konfiguration einer herkömmlichen Zündvorrichtung des Typs mit unabhängiger Zündung für einen Verbrennungsmotor zeigt.

Die herkömmliche Zündspule, die in Fig. 5 gezeigt ist, ist eine Zündspule, die direkt mit einer Zündkerze gekoppelt ist (im folgenden S-DLI genannt), die eine einzelne Hoch­ spannung als Reaktion auf ein Zündsignal erzeugt. Diese Zündspule enthält eine nicht gezeigte Primärspule und eine nicht gezeigte Sekundärspule innerhalb eines Gehäuses 11. Der Primärstrom, der von einem Primärverbinder 21, der an dem Gehäuse 11 angebracht ist, zugeführt wird, wird an die Primärspule angelegt, und eine Hochspannung wird entsprechend eines Wicklungsverhältnisses zwischen der Primärspule und der Sekundär­ spule erzeugt. Die Zündspule ist an dem unteren Abschnitt derselben mit einem Protektor (Abschirmung, Schutzvorrichtung) 30 vorgesehen, um die derart erzeugte Hochspannung an eine Zündkerze 40 zu liefern. Der Protektor 30 wird gebildet durch, gesehen von der Seite, die näher an der Zündspule ist, eine Regenabdeckung 31 zum Sichern der Wasser­ dichtheit zu der Zeit, zu der der Protektor an einem Zylinderkopf 61 angebracht ist, einen Hauptstammabschnitt 32, der in sich einen Hochspannungsanschluß 35, der an beiden Enden desselben mit Federn 36 vorgesehen ist, zum Liefern der Hochspannung an die Zündkerze 40 aufweist, und einen Verbindungsabschnitt 33, der durch elastisches Material ausgebildet ist, zum Fördern des Installierens an der Zündkerze 40. Wenn die Zündspule an dem Zylinderkopf 61 angebracht wird, wird der Protektor 30 in das Zünd­ kerzenloch des Zylinderkopfes 61 eingesetzt, dann in bzw. auf die Zündkerze 40 ge­ drückt (geschoben), die an dem Bodenabschnitt des Zündkerzenloches vorgesehen ist, und in diesem installiert und an dem Zylinderkopf 61 mittels eines Befestigungsbolzens 51 befestigt. Beim Betrieb der Zündspule wird die Hochspannung, die in der Zündspule erzeugt wird, von einem nicht gezeigten Sekundärhochspannungsanschluß an die Zünd­ kerze 40 durch den Hochspannungsanschluß 35, an dem die Federn 36 an den beiden Enden desselben angebracht sind, auf der Innenseite des Protektors 30 geliefert.

In den vergangenen Jahren ist das Ionenstromdetektionsverfahren erfunden worden, das einen Ionenstrom, der in der Elektrode der Zündkerze 40 fließt, zum Detektieren des Zündzustandes innerhalb eines Zylinders während des Betriebs eines Motors detektiert, um dadurch eine Fehlzündung, einen Klopfzustand, etc. zu detektieren. Jedoch tritt bei diesem Verfahren der Fall auf, daß elektrische Ladungen auf der Oberfläche des Glases 42 der Zündkerze 40 während des Betriebs der Zündspule angesammelt werden, dann die elektrischen Ladungen, die sich derart angesammelt haben, unerwartet (bzw. spontan) an das Erdungsmetall, etc. der Zündkerze 40 entladen werden, und ein Rauschen, das durch die Entladung der derart angesammelten elektrischen Ladungen verursacht wird, in den Ionenstrom gemischt wird, wodurch die Detektionsgenauigkeit des Ionenstroms ver­ schlechtert wird.

Als eine Gegenmaßnahme gegen eine solche Erscheinung wird der Verbindungsabschnitt 33 des Protektors 30 in einer solchen Weise ausgebildet, daß, wenn die Zündspule an dem Zylinderkopf montiert wird, der Verbindungsabschnitt das Glas 42 der Zündspule 40 bedeckt und verbirgt und gegen das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 so anstößt, daß die elektrischen Ladungen nicht auf der Oberfläche des Glases 42 der Zündkerze 40 zur Zeit des Betriebes der Zündspule angesammelt werden.

Jedoch wird bei der zuvor erwähnten herkömmlichen Zündspule, obwohl die Detektions­ genauigkeit des Ionenstroms verbessert wird, der innere Durchmesser des Verbindungs­ abschnitts 33, der durch das elastische Material ausgebildet ist, kleiner als der Außen­ durchmesser des Glases 42 der Zündkerze 40, der mit dem Verbindungsabschnitt zu versehen ist, gemacht, um die Wasserdichtheit zwischen dem Protektor und der Zünd­ kerze 40 sicherzustellen. Da der Verbindungsabschnitt in der oben erwähnten Weise konfiguriert ist, wird der Bereich des Abschnittes, in dem der innere Abschnitt des Pro­ tektors 30 und die Zündkerze 40 aneinander haften, groß. Derart wird zur Zeit des tat­ sächlichen Zusammenbaus des Protektors mit dem Zylinderkopf 61 die Arbeitseffizienz der Zusammenbauprozedur aufgrund der Reibung dieses aneinander haftenden Abschnit­ tes verschlechtert, der einen Widerstand gegen den Zusammenbauvorgang liefert.

Des weiteren tritt, obwohl der Verbindungsabschnitt 33 an dem vorderen Ende des Pro­ tektors 30 in einem Ausmaß verlängert ist, daß der Verbindungsabschnitt gegen das Me­ tallgehäuse 43 der Zündkerze 40 anstößt, um das Glas 42 der Zündkerze 40 zu bedecken und zu verbergen, ein Schrumpfen an dem Verbindungsabschnitt auf das Einsetzen des Verbindungsabschnittes in das Zündkerzenloch auf, da der Verbindungsabschnitt 33 durch das elastische Material ausgebildet ist. Daher ist es notwendig, die Länge des Ver­ bindungsabschnittes länger als die tatsächliche Länge desselben nach dem Einsetzen zu machen. Des weiteren wird in Betracht gezogen, daß es einen Fall gibt, in dem die Länge des Verbindungsabschnittes entlang der Einsetzrichtung in das Zündkerzenloch bzw. auf die Zündkerze 40 aufgrund der Variation der Größe mit der Toleranz der einzelnen Ver­ bindungsabschnitte 33 noch länger ist. Wenn eine solche Zündspule bzw. Zündvorrich­ tung mit dem Zylinderkopf zusammengebaut wird, wirkt eine Kraft, die die Zündspule zum Herausspringen in der der Einsetzrichtung entgegengesetzten Richtung bringen will, als ein Einsetzwiderstand, der die Arbeitseffizienz der Zusammenbauprozedur ver­ schlechtert.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben erwähnte Problem zu lösen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zündvorrichtung nach Anspruch 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dementsprechend ist zur Lösung des zuvor genannten Problemes ein Protektor 30, der bei einer Zündkerze entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, derart ausgebildet, daß der Verbindungsabschnitt 33 des Protektors 30 derart angeordnet ist, daß, beim Montieren der Zündspule an dem Zylinderkopf, der Verbindungsabschnitt 33 derart eingesetzt wird, daß er das Glas 42 der Zündkerze 40 bedeckt und verbirgt, aber das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 nicht erreicht, und ein Schwamm (Schaum­ stoff) 34, der durch ein Schaumgummimaterial ausgebildet und in einer Säulengestalt mit einem Loch konfiguriert ist, an dem vorderen Ende des Verbindungsabschnittes 33 ange­ bracht ist. Des weiteren kann der Schaumstoff durch Silikongummimaterial (Silizium­ gummimaterial) ausgebildet sein.

Wenn der Schaumstoff 34 an dem Verbindungsabschnitt angebracht ist, kann die Rei­ bung, die beim Einsetzen der Zündspule verursacht wird, die das zuvor genannte Prob­ lem darstellt, reduziert werden, und der Widerstand, der beim Einsetzen des Verbin­ dungsabschnittes 33 in bzw. auf die Zündkerze 40 verursacht wird, kann durch den Schaumstoff 34 mit Elastizität absorbiert werden.

Des weiteren fließen, da der Schaumstoff 34 gegen das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 zu der Zeit des Detektierens des Ionenstroms anstößt, die elektrischen Ladungen, die in geringer Weise auf dem Glas 42 angesammelt worden sind, in das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 durch den Schaumstoff 34 und werden langsam an Masse abgeleitet (geerdet). Derart wird, wenn der Schaumstoff 34 in dieser Weise angebracht wird, der freigelegte Bereich des Glases 42 gleich Null gemacht, so daß die Menge der elektrischen Ladungen, die auf der Oberfläche des Glases 42 angesammelt werden, reduziert werden kann. Des weiteren können die elektrischen Ladungen, die in geringer Weise auf dem freigelegten Abschnitt des Glases 42, der zwischen dem vorderen Endabschnitt des Pro­ tektors 30 und dem Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 angeordnet ist, nach und nach (graduell) entladen werden. Derart kann der Betrag des Rauschens, der in den Ionenstrom bei der Detektion desselben gemischt wird, bzw. diesem überlagert wird, reduziert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Aus­ führungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils der Zündspule, die die Ausführungs­ form zeigt, bei der die Technik der Erfindung angewandt worden ist;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Teils der Zündspule, die einen Zustand zeigt, in dem die Technik der Erfindung auf eine Zündspule vom zylindri­ schen Typ angewandt worden ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Hochspannungskabels, die einen Zustand zeigt, in dem die Technik der Erfindung auf das Hochspannungs­ kabel angewandt worden ist, das eine Hochspannung an eine Zündkerze 40 liefert;

Fig. 4 eine Darstellung, die die Erzeugung und Nicht-Erzeugung von Rauschen bei dem Ionenstromdetektionsverfahren in dem Fall zeigt, in dem die Zündspule entsprechend der Ausführungsform, auf die die Technik der Erfindung angewandt wird, verwendet wird; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die einen Teil einer herkömmlichen Zündspule zeigt.

Die Ausführungsformen, auf die die Technik der Erfindung angewandt wurde, werden nur hinsichtlich der Abschnitte erläutert, die unterschiedlich von der Zündspule entspre­ chend der herkömmlichen Technik sind.

In Fig. 1 ist das vordere Ende des Verbindungsabschnittes 33 des Protektors 30 der Zündspule entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung in einer Säulengestalt mit einem Loch konfiguriert und mit Schaumstoff 34, der durch ein Schaumgummimaterial ausgebildet ist, versehen. Der Schaumstoff 34 ist durch Silikongummimaterial ausgebil­ det.

Bei der Zündspule, die den Protektor 30 aufweist, der mit dem Verbindungsabschnitt 33 vorgesehen ist, an dem der Schaumstoff 34 angebracht ist, wird der Protektor 30 zur Zeit des Anbringens der Zündspule an einem Zylinderkopf 61 einer Maschine in das Zünd­ kerzenloch des Zylinderkopfes 61 eingesetzt, dann in bzw. auf die Zündkerze 40, die an dem Bodenabschnitt des Zündkerzenloches vorgesehen ist, gedrückt und in diesem einge­ setzt, und an dem Zylinderkopf 61 mittels eines Befestigungsbolzens 51 befestigt.

Wenn der Schaumstoff 34 noch nicht an dem Verbindungsabschnitt angebracht ist, ist der Protektor 30 der Zündspule entsprechend der Ausführungsform der Erfindung mit einer solchen Länge ausgebildet, daß er nicht gegen das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 anstößt, und der Schaumstoff 34, der an dem vorderen Ende des Verbindungsabschnittes 33 angebracht wird, ist so ausgebildet, daß er eine freie Länge aufweist, die ein wenig länger als die Länge ist, bei der der Schaumstoff nicht gegen das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 anstößt (in anderen Worten, die freie Länge des Schaumstoffes ist größer als der Abstand zwischen dem Metallgehäuse und dem vorderen Ende des Verbindungs­ abschnittes 33 ohne Schaumstoff 34).

Wenn die Zündspule, die mit dem Schaumstoff 34 versehen ist, in den Zylinderkopf 61 montiert wird, schrumpft der Schaumstoff 34 an dem vorderen Ende des Verbindungsab­ schnittes 33 in seiner gesamten Länge gegenüber der freien Länge desselben aufgrund seiner Elastizität und stößt dann an das Metallgehäuse 43 der Zündkerze 40 aufgrund der Rückstellkraft oder der Elastizität des Schaumstoffes 34 an.

Beim Betrieb der Zündspule wird die Hochspannung, die in der Zündspule erzeugt wird, von einem nicht gezeigten Sekundärhochspannungsanschluß an die Zündkerze 40 durch einen Hochspannungsanschluß 35, an dem an beiden Enden desselben Federn 36 ange­ bracht sind, innerhalb des Protektors 30 geliefert.

Wenn der zuvor erwähnte Protektor 30 zur Zeit des Detektierens des Ionenstroms ver­ wendet wird, kann der Ionenstrom zufriedenstellend detektiert werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Technik der Erfindung kann in einer Zündspule vom zylindrischen Typ, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, bei der die meisten Teile derselben in dem Zündkerzenloch begraben bzw. in dieses eingesetzt sind, verwendet werden. Weiter kann die Technik der Erfin­ dung auf ein Hochspannungskabel 37 zum Liefern einer Hochspannung an die Zündkerze 40, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, angewandt werden, in welchem Fall ein zufriedenstellen­ des Ergebnis ebenfalls erhalten werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, die Zündspule zum Detektieren von Ionenstrom, die auch bei der Handhabbarkeit für den Montagevorgang zufriedenstellend ist, kann durch An­ bringen des Protektors der Zündspule entsprechend der Erfindung geliefert werden.

Claims (7)

1. Zündvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, die in einer Weise konfiguriert ist, daß ein Protektor (30), der an einer Zündspule vorgesehen ist, an einer Elektrode einer Zündkerze (40) montiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Schaumstoff (34) an einem vorderen Ende eines Verbindungsabschnittes (33) des Protektors (30) zwischen dem vorderen Ende und der Zündkerze (40) angeordnet ist.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (34) durch ein elastisches Schaumstoffmaterial ausgebildet ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Schaumstoffmaterial, das den Schaumstoff (34) bildet, Silikongummi­ material ist.

4. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (34) in einer Zündspule, die direkt mit einer Zündkerze (40) gekop­ pelt ist, verwendet wird, die eine einzelne Hochspannung als Reaktion auf ein einzelnes Zündsignal erzeugt.

5. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (34) in einer Zündspule vom zylindrischen Typ verwendet wird.

6. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (34) in einem Hochspannungskabel (37) zum Zuführen einer Hoch­ spannung an die Zündkerze (40) verwendet wird.

7. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (34) in einer Säulenform mit einem Loch konfiguriert ist.