DE10119310A1 - Gleitfunkenzündkerze - Google Patents

Abstract

Gleitfunkenzündkerze mit einem Zündkerzenkörper und mindestens einer Körper- oder Seitenelektrode und einer in einem Isolator angeordneten Mittelektrode, wobei die Mittelelektrodenspitze (6) aus Edelmetall, Edelmetallegierung oder aus einem Manteldraht mit einem Mantel (6a) aus Edelmetell hoher Austrittsarbeit und einem Metallkern (6b) niedrigerer Austrittsarbeit besteht, wobei die Stirnfläche der Mittelelektrodenspitze (6) den Isolatorfuß (7) um die Höhe (H) und die Körperelektrode (5) den Isolatorfuß (7) um die Höhe (L) überstehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitfunkenzündkerze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den vorbekannten Gleitfunkenzündkerzen besteht die Gefahr, daß der obere Rand des um die Mittelelektrode an­ geordneten, üblicherweise keramischen Isolators durch Ein­ sägen durch Funken beschädigt wird; durch derartige kera­ mische Beschädigungen des Isolators können wiederum Motor­ schäden auftreten. Hierbei wird die Isolatorfußspitze des keramischen Isolators hoch beansprucht, insbesondere durch Funkenüberschlag. Die Folgen sind tief in die Keramik ein­ dringende Gleitentladungsspuren, durch die die Keramik me­ chanisch geschwächt wird; Ebenso wird hierdurch das Entflam­ men des Kraftstoff-/Luftgemisches vermindert, wenn sich der Funke tief in die eingesägten Rillen im Isolatorfuß ausbil­ den. Darüberhinaus besteht die Gefahr dielektrischen Durch­ bruchs; Unter anderem auch aus diesen Gründen erreichen Gleitfunkenzündkerzen oft nur geringe Laufzeiten, die etwa 60.000 Fahrkilometern entsprechen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Glei­ tfunkenzündkerze zur Verfügung zu stellen, die verbesserte Lebensdauer, d. h. größere Laufzeiten erreicht und gleichzei­ tig verbesserte Entflammungseigenschaften aufweist. Darüber­ hinaus besteht die Aufgabe darin, den Spannungsbedarf der Gleitfunkenzündkerze über die Laufzeit durch Verminderung des Verschleißes der Mittel- und Körperelektrode möglichst konstant zu halten.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfol­ genden Ansprüchen 2 bis 13.

Ein wesentlicher Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, durch konstruktive Maßnahmen das Ab­ heben des Funkens von der Isolatorfläche zu bewirken wobei die Isolatorfußspitze im Vergleich zum Stand der Technik deutlich weniger, insbesondere durch Funkenüberschlag, bela­ stet wird.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 im schematischem Längsschnitt den brennraumsei­ tigen Bereich einer bevorzugten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Gleitfunkenzündkerze; und

Fig. 2 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit schema­ tisch dargestellter Gleitfunkenstrecke und Luftfunkenstrec­ ke.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt des brennraumseitigen Bereichs einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Gleitfunkenzündkerze mit einem metallischen Körper 1, einem keramischen Isolator 2, in dem eine Mittelelektrode 3/4, vorzugsweise mit einem Mantel 3 aus einer Nickellegie­ rung und einem gut wärmeleitenden Kupferkern 4, angeordnet ist, und mindestens einer Körperelektrode 5.

Die Mittelelektrode 3/4 weist an der Zündspitze eine Edelmetallarmierung 6 auf. Bevorzugt besteht die Zündspitze aus einem Edelmetall, einer Edelmetallegierung, insbesondere aus einem Manteldraht mit Edelmetallkern, insbesondere aus einem Platin- oder Iridiummantel 6a und einem Manteldraht­ kern 6b aus Nickel/Nickelbasislegierung. (siehe Fig. 2).

Die Dicke H1 der Edelmetallarmierung 6 liegt zwischen 0,5 und 1,5 mm, vorzugsweise 0,8 mm. Die Zündspitze 6 steht über die Fluchtlinie X der Isolatorfußspitze mit dem Vor­ stehmaß H hinaus; das Vorstehmaß H beträgt bevorzugt 0,1 bis 1,5 mm, insbesondere 0,5 mm. Der Durchmesser D der Edelme­ tallzündspitze 6 liegt zwischen 1 bis 3 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 mm.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Körper­ elektrode 5 hornförmig ausgebildet, wobei der brennraumsei­ tige Endbereich der Körperelektrode 5 sich über eine Länge L, bevorzugt von etwa 1,0 bis 2 mm, insbesondere 1,2 bis 1,6 mm, bezogen auf die Fluchtlinie X der Isolatorfußspitzen, erstreckt und im wesentlichen parallel zur Mittelelektroden­ achse ausgerichtet ist.

Der Elektrodenabstand A zwischen Edelmetallarmierung 6 der Mittelelektrode 3/4 und der hornförmigen Körperelektrode 5 liegt zwischen 1,2 und 2,0 mm, vorzugsweise zwischen 1,4 und 1,8 mm, wobei Gleitfunkenstrecke und Luftfunkenstrecke auf der Bezugslinie X jeweils etwa ein ½ A betragen. Der Ab­ stand W der gegenüberliegenden Körperelektroden 5 beträgt W = 2A + D und liegt zwischen 3,4 und 6,6 mm, vorzugsweise zwi­ schen 4,5 und 5,5 mm.

Der brennraumseitige Endbereich des Isolatorfußes 7 ist bevorzugt konisch mit einem Winkel α zwischen 10° und 30°, insbesondere 20° ausgebildet und bildet mit der Tangente des Radius R der hornförmigen Seitenelektrode 5 den Abstand B, wobei B = ½ A × sin 70° ist. Hierbei liegt der Schnittpunkt der Tangente der Biegung mit dem Radius der hornförmigen Seitenelektrode 5 auf der Bezugslinie X. Ab dem Schnittpunkt verläuft die Seitenelektrode parallel zur Mittelachse der Zündkerze.

In Fig. 2 wird schematisch wiedergegeben, wie bei Einsatz eines Manteldrahtes 6a/6b als Edelmetallarmierung zunächst in der Durchbruchsphase 21 beim Funkenüberschlag die Gleitfunkenstrecke auf der Isolatorfußspitze 7a auf­ liegt, wobei die Entladung (Bogen-Glimmphase) zu der Luft­ funkenstrecke 22 führt, bei der die Entladung auf die Mitte der Edelmetallarmierung, hier: auf den unedleren Metall­ drahtkern 6b mit der Folge übergeht, daß der Funkenkanal von der Gleitfunkenstrecke 21 von der Isolatorfußspitze 7a ab­ hebt und somit die Keramik des Isolatorfußes 7 nicht beein­ trächtigt.

Die erfindungsgemäße Gleitfunkenzündkerze zeichnet sich durch hohe Laufzeiten und gute Kaltstarteigenschaften aus; durch großen Elektrodenabstand (Luftfunkenstrecke plus Glei­ tfunkenstrecke) ist gute Entflammung gegeben; der große Raum zwischen Mittelektrode und Körperelektroden (Abstand A) ermöglicht gutes Flammenwachstum, ebenso wie der große Raum (Abstand W) zwischen gegenüberliegenden Körperlektroden.

Claims (13)

1. Gleitfunkenzündkerze mit einem Zündkerzenkörper und mindestens einer Körper- oder Seitenelektrode und einer in einem Isolator angeordneten Mittelelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrodenspitze (6) aus Edel­ metall, Edelmetallegierung oder aus einem Manteldraht mit einem Mantel (6a) aus Edelmetall hoher Austrittsarbeit und einem Metallkern (6b) niedrigerer Austrittsarbeit besteht, wobei die Stirnfläche der Mittelelektrodenspitze (6) den Isolatorfuß (7) um die Höhe (H) und die Körperlektrode (5) den Isolatorfuß (7) um die Höhe (L) überstehen.

2. Gleitfunkenzündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) 0,1 bis 1,5 mm, vorzugs­ weise 0,5 mm und die Höhe (L) 1,0 bis 2 mm, vorzugsweise 1,2 bis 1,6 mm betragen.

3. Gleitfunkenzündkerze nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindestens eine Körperelektrode (5) hornförmig ausgebildet ist.

4. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das brennraumseitige Ende der hornförmigen Körperelektrode (5) sich etwa ab Fluchtlinie (X) der Isolatorfußspitze (7a) im wesentlichen parallel zur Achse der Mittelelektrode er­ streckt.

5. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrodenspitze (6) eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm aufweist.

6. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorfußspitze (7) konisch mit einem Winkel α zwischen 10° und 30°, vorzugsweise 20° ausgebildet ist.

7. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hornförmige Seitenelektrode (5) eine brennraumseitige Krüm­ mung mit dem Radius (R) aufweist, wobei die konische Isola­ torfußspitzenwand im wesentlichen parallel zur Tangente im Schnittpunkt der Fluchtlinie (X) der Isolatorfußspitzen (7a) mit der Körperelektrode (5) verläuft.

8. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei in Hornform ausgebildete Seitenelektroden (5) aufweist, die sich gleichförmig und kreisförmig in einem Abstand (W) gegenüberstehen, wobei dieser Abstand bevorzugt zwischen 3,4 und 6,6 mm, insbesondere 4,5 bis 5,5 mm be­ trägt.

9. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Tangente und der konischen Isolatorfuß­ spitzenwand B = 1/2A × sin 70° beträgt.

10. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der brennraumseitige Körperelektrodenbereich, der im wesent­ lichen parallel zur Mittelelektrodenachse ausgerichtet ist, über etwa 1,0 bis 2 mm, vorzugsweise 1,2 bis 1,6 mm er­ streckt.

11. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6a) der Edelmetallzündspitze (6) aus Platin oder Platinlegierung oder Iridium oder Iridiumlegierung besteht.

12. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelmetallzündspitze (6) aus einem Manteldraht mit einem Platinmantel einer Wandstärke von 0,2 bis 0,4 mm und einem Kern aus Nickel und/oder Nickelbasislegierung besteht.

13. Gleitfunkenzündkerze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Elektrodenabstand (A) die Gleittunken- und Luftfunken­ strecke jeweils ½ A betragen.