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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Funkenzündungsvorrichtung
und insbesondere auf eine Vorkammerzündkerze.
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Hintergrund
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Emissionen
und Wirkungsgrad treiben die Technologie weiter, um die Verbrennung
von Luft-Brennstoff-Mischung zu verbessern. Viele Verbesserungen
steuern die Luft-Brennstoff-Mischungen. Beispiele von einigen Verbrennungsverbesserungen
von Luft-Brennstoff-Mischungen weisen eine verbesserte Brennkammerkonstruktion,
verbesserte Ventilanschlüsse
und einen verbesserten Brennstoff- oder Luftflussprozess und einen
besseren Zerstäubungsprozess
auf. Diese Verbesserungen verbessern im allgemeinen alle die Steuerung
der Brennstoff-Luft-Mischung.
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Anders
als bei einem Dieselmotor können funkengezündete Motoren
auch ein Verbrennungsereignis durch eine Einleitung eines Funken
steuern. Umkapselte Zündkerzen
haben eine Verbesserung gezeigt, die aus der Verbesserung von Bedingungen und
einer Verbesserung der Vermischung von Brennstoff und Luft gewonnen
wurde, zusammen mit einer Verbesserung, die durch die Steuerung
der Einleitung des Funken gesteuert wurden. Die umkapselte Zündkerze
weist eine Zündkerzenhülle auf,
die einen Elektrodenspalt umgibt. Die Zündkerzenhülle definiert eine Zündungskammer,
die von einer Brennkammer getrennt ist. Eine Zumessöffnung oder
Zumessöffnungen
sind in der Zündkerzenhülle positioniert,
wobei sie die Zündungskammer
mit der Brennkammer verbinden. Die Zündungskammer und die Zündkerzenhülle trennen
den Flammenkern von der Turbulenz in der Brennkammer. Wenn ein Kolben eine
Luft-Brennstoff-Mischung innerhalb der Brennkammer komprimiert,
läuft zumindest
ein Teil der Luft-Brennstoff- Mischung
aus den Zumessöffnungen in
die Zündungskammer.
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In
der Zündungskammer
bewirkt ein Funke, dass die Luft-Brennstoff-Mischung verbrennt, wodurch ein Druckanstieg
erzeugt wird. Wenn der Druck in der Zündungskammer zunimmt und den
Druck innerhalb der Brennkammer überschreitet,
laufen heiße
Gase durch jede Zumessöffnung
in die Brennkammer und wirken als eine Zündungsfackeln, um die Verbrennungsrate
in der Brennkammer zu steigern, um die Massen der unverbrannten
Luft-Brennstoff-Mischung zu reduzieren. Das US-Patent 5 105 780,
das am 21. April 1992 an Ronald D. Richardson ausgegeben wurde,
definiert eine solche umkapselte Zündkerze.
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Obwohl
gezeigt wurde, dass die umkapselte Zündkerze den Wirkungsgrad steigert
und Emissionen reduziert, tendieren andere Nachteile dazu, ihre Anwendung
zu reduzieren. Beispielsweise erfährt die umkapselte Zündkerze
eine Umgebung mit gesteigerter Temperatur, was somit ihren Zündungs- bzw. Detonationsrahmen
gegenüber
einer herkömmlichen Zündkerze
reduziert. Die umkapselte Zündkerze,
die in die Brennkammer vorsteht, hat bekannterweise eine Vorzündung und
andere Detonationsprobleme verursacht. Bei einer mageren Luft-Brennstoff-Mischung
hat die benötigte
Spannung, um einen Elektrodenspalt zwischen einer Elektrode und
einer Ladungselektrode zu überspringen
eine gesteigerte Spannung auf Grund eines Abbruches der Spannung zur
Folge. Die gesteigerte Abbruchspannung erfordert eine stärkere elektrische
Isolation zwischen der Elektrode und der Erdungselektrode. Die gesteigerte elektrische
Isolation bedeutet oft eine Steigerung eines Wärmeübertragungspfades zwischen
einer Kapsel, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, und einer
kühlen
Umgebung. Was weiter die Abnutzung verschlimmert, ist dass die Zumessöffnungen
durch die Zündkerzenhülle extreme
Temperaturänderungen
erfahren. Heißes
Gas tritt aus der Zündungskammer,
durch die Zumessöffnungen
mit hohen Geschwindigkeiten aus. Diese hohen Geschwindigkeiten steigern
die Wärmeübertragung
von den heißen Gasen
zu der Zündkerze,
was die Lebensdauer der umkapselten Zündkerze verringert. Zusätzlich verhindert
ein Widerstand, wie beispielswei se Schweißnähte, die verwendet werden,
um die Zündkerzenhülle an der
Zündkerze
anzubringen, die Wärmeübertragung
weg von den Zumessöffnungen.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der
oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein funkengezündeter Motor
aus einem Block mit einer Oberseite und einer zylindrischen Bohrung
darin aufgebaut; ein Kolben ist bewegbar in der zylindrischen Bohrung
positioniert; ein Zylinderkopf mit einer Unterseite ist an dem Block
angebracht; eine Brennkammer wird durch die zylindrischen Bohrung,
den Kolben und die Unterseite des Zylinderkopfes definiert. Eine
Zündkerze
hat eine Elektrode, eine Zündkerzenhülle, einen
Spitzen- und Zumessöffnungsteil,
der einen unteren Teil definiert, und einen Isolator. Ein Teil der
Zündkerze
ist in dem Zylinderkopf positioniert. Die Zündkerze ist aus einer umkapselten
Konfiguration und definiert eine Zündungskammer, mit einer Hüllenkonfiguration;
und die Zündung,
der Zündkerze
ist im wesentlichen innerhalb der Brennkammer im wesentlichen außerhalb des
Zylinderkopfes positioniert.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung besteht eine Zündkerze
aus einer Elektrode mit einem elektrischen Leiter und mit einem
Wärmewiderstand;
weiter aus einem Isolator, der betriebsmässig um die Elektrode herum
positioniert ist und eine strukturelle Integrität in einer Hochtemperatur-Umgebung
aufrechterhält;
aus einer Zündkerzenhülle, die
betriebsmässig
mit der Elektrode verbunden ist und eine Isolatorregion hat, weiter eine
Verbindungsregion und einen Spitzen- und Zumessöffnungsteil, wobei der Spitzen-
und Zumessöffnungsteil
eine Zündungskammer
darin aufweist, die eine Hüllenkonfiguration
definiert; und wobei die Zündungskammer,
der Zündkerze
im wesentlichen innerhalb der Brennkammer im wesentlichen außerhalb des
Zylinderkopfes positioniert ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines funkengezündeten Verbrennungsmotors mit
einer Zündkerze,
die darin positioniert ist;
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2 ist
eine vergrößerte teilweise
quer geschnittene Ansicht einer Zündkerze mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Schnittansicht der Zündkerze der 2,
aufgenommen entlang der Linie 3-3;
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4 ist
eine vergrößerte teilweise
quer geschnittene Ansicht einer Zündkerze mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Schnittansicht der Zündkerze der 4,
aufgenommen entlang der Linie 5-5;
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6 ist
eine Schnittansicht von einer anderen alternativen Zündkerze;
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7 ist
eine Schnittansicht von einer weiteren alternativen Zündkerze;
und
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8 ist
eine Schnittansicht von einer weiteren alternativen Zündkerze.
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Detaillierte
Beschreibung
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In 1 ist
ein funkengezündeter
Motor 10 teilweise gezeigt. Der Motor 10 weist
einen Block 12 mit einer Zylinderbohrung 14 darin
auf. Ein Kolben 16 von herkömmlicher Konstruktion ist bewegbar
innerhalb der Zylinderbohrung 14 in herkömmlicher
Weise positioniert. Der Block 12 definiert eine Oberseite 18.
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Ein
Zylinderkopf 22 definiert eine Oberseite 24 und
eine Unterseite 26. Die Unterseite 26 des Zylinderkopfes 22 ist
entfernbar an der Oberseite 18 des Blockes 12 in
herkömmlicher
Weise angebracht, wie beispielsweise durch eine Vielzahl von nicht
gezeigten Schrauben. Eine Dichtung 28 ist normalerweise
zwischen der Oberseite 18 des Blockes 12 und der
Unterseite 26 des Zylinderkopfes 22 angeordnet. Somit
wird eine Brennkammer 30 zwischen der Unterseite 26 des
Zylinderkopfes, der Zylinderbohrung 14 des Blockes und
dem Kolben 16 definiert. Der Zylinderkopf 22 hat
mindestens einen Einlassventilmechanismus 34, der betriebsmässig darin
positioniert ist, und mindestens einen Auslassventilmechanismus 36,
der betriebsmässig
darin positioniert ist. Ein Einlassdichtungsteil 38 des
Einlassventilmechanismus 34 ist nahe der Unterseite 26 positioniert.
Und ein Auslassdichtungsteil 40 des Auslassventilmechanismus 36 ist
nahe der Unterseite 26 positioniert. Bei dieser Anwendung
werden der Einlassventilmechanismus 34 und der Auslassventilmechanismus 36 durch
eine Nocke, eine Folgevorrichtung und einen Druckstangenmechanismus
betätigt,
die nicht gezeigt sind. Der Einlassventilmechanismus 34 und
der Auslassventilmechanismus 36 könnten durch andere Mittel betrieben
werden, wie beispielsweise hydraulisch oder elektrisch, ohne den
Kern der Konstruktion zu verändern.
Eine gestufte Durchgangsbohrung 42 ist in dem Zylinderkopf 22 positioniert
und erstreckt sich zwischen der Oberseite 24 und der Unterseite 26.
Wenn der Zylinderkopf 22 in dem Block in dieser Anwendung
positioniert ist, ist die gestufte Durchgangsbohrung 42 um
die Zylinderbohrung 14 zentriert. Als eine Alternative
könnte
die gestufte Bohrung 42 in irgendeiner Weise um die Zylinderbohrung 14 herum
positioniert sein. Die gestufte Durchgangsbohrung 42 weist
einen Befestigungsmechanismus 44 von herkömmlicher
Konstruktion auf, wie beispielsweise einen Gewindeteil oder einen
Keilteil.
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Wie
weiter in 2 gezeigt, sind eine Zündkerze 50 oder
Zündungsmittel
oder Mittel zur Zündung
einer brennbaren Mischung in der gestuften Durchgangsbohrung 42 positioniert.
Bei dieser Anwendung ist die Zündkerze 50 eine
umkapselte Konstruktion. Die Zündkerze 50 hat
einen Verbindungsteil 52 oder Verbindungsmittel, die in
dieser Anwendung eine Gewindeverbindungsvorrichtung sind. Der Verbindungsteil 52 und
der Befestigungsmechanismus 44 der gestuften Durchgangsbohrung 42 muss Druck,
Temperatur und Chemikalien kompatibel widerstehen, die für einen
Verbrennungspro zess typisch sind. Die Zündkerze 50 ist dichtend
mit dem Zylinderkopf 22 in herkömmlicher Weise verbunden.
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In 2 ist
die Zündkerze 50 teilweise
geschnitten und in einem größeren Maßstab gezeigt. Die
Zündkerze 50 weist
eine Isolatorhalteregion 54, einem Isolator 56 und
einen Anschluss 60 auf. Der Anschluss 60 kann
auch ein Mittel zur Leitung einer elektrischen Entladung sein. Und
der Isolator 56 kann ein Mittel zur Isolation sein. Der
Anschluss 60 ist aus einem Material mit guter elektrischer
Leitfähigkeit und
Wärmebeständigkeit
gemacht, wie beispielsweise eine Nickellegierung. Der Isolator 56 isoliert
betriebsmässig
elektrisch den Anschluss 60 und hält die strukturelle Integrität in einer
Hochtemperatur-Umgebung. Ein solches Material, um den Isolator 56 herzustellen
ist ein Keramikmaterial. Der Isolator 56 verbindet und
bedeckt den Anschluss 60. Die Isolatorhalteregion 54 hat
eine Zündkerzenhülle 70,
eine Verbindungsregion 72 und einen Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74.
Der Spitzen- und
Zumessöffnungsteil 74 hat
mindestens eine Zumessöffnung 76 darin.
Wie in 2 gezeigt ist beispielsweise eine einzelne Zumessöffnung 78 gezeigt.
Die einzelne Zumessöffnung 78 hat
bei dieser Anwendung eine Achse, die durch ein Bezugszeichen 80 bezeichnet
wird, die axial mit einer Achse der Zylinderbohrung 14 des
Blockes 12 ausgerichtet ist. Die einzelne Zumessöffnung 78 hat
eine voreingerichtete Größe. Ein
anderer Durchmesser oder eine andere Größe kann verwendet werden, ohne
vom Kern der Konstruktion abzuweichen. Der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 definiert
einen unteren Teil 82, mit dem die Zündkerze 50, die in
dem Zylinderkopf 22 positioniert ist, teilweise unter der
Unterseite 26 des Zylinderkopfes ausgerichtet ist. Der
Unterteil 82 der Zündkerze 50 bildet
bei dieser Anwendung eine Umhüllung
mit einer ovalen Konfiguration, oder hat einen parabolisches Ende 83,
welches sich über
die Unterseite 26 des Zylinderkopfes 22 in die
Brennkammer 30 erstreckt. Wie in 3 gezeigt,
hat das parabolische Ende 83 eine Innenfläche 84 und
eine Außenfläche 85.
Innerhalb des unteren Teils 82 und durch die Umhüllung geformt
wird eine Zündungskammer 86.
Somit bilden die untere Region 82, die Isolatorhalteregion 54 und
der Isolator 56 Mittel zur Definition der Zündungskammer 86.
Die Isolatorhalteregion 54 ist aus einem Material mit hoher
thermischer Leitfähigkeit,
mit hoher thermischer Stabilität
und Widerstandsfähigkeit
gegen Korrosion in der Umgebung hergestellt. In ähnlicher Weise können korrosionsbeständige Oberflächenbehandlungen
eine Korrosionsbeständigkeit
vorsehen.
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Als
eine Alternative könnte
der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 mehr
als mindestens eine Zumessöffnung 76 haben.
Wie in den 4, 5, 6 und 7 gezeigt,
ist eine Vielzahl von Zumessöffnungen 88 gezeigt.
Bei dieser Anwendung sind vier Zumessöffnungen gezeigt, die eine
voreingerichtete Größe besitzen.
Ein anderer Durchmesser oder eine andere Größe oder eine andere Menge können verwendet
werden, ohne von den Kernpunkten der Konstruktion abzuweichen. In 4 ist
jede einzelne der Vielzahl von Zumessöffnungen 88 gleichmäßig von
der Achse 80 in konischer Weise beabstandet. Die Spitze
der konischen Mittellinie ist dabei auf oder unter dem Anschluss 60.
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Wie
in 2 gezeigt, weist ein unterer Teil 90 des
keramischen Isolator 56 einen Stiftteil 92 und ein
Element 94 auf, welches ein Stück sein kann oder einen Widerstand
dazwischen aufweisen kann, nicht gezeigt. Als eine weitere Alternative
kann der Anschluss/Widerstand/Elektrode 60 ein Teil des
keramischen Isolatorgussstückes
sein. Eine voreingerichtete axiale Position ist durch das Bezugszeichen 98 bezeichnet.
Eine Vielzahl von Erdungsgliedern 100 ist an den Spitzen-
und Zumessöffnungsteil 74 angebracht.
Jedes der Vielzahl von Erdungsgliedern 100 hat einen Befestigungsendteil 102 und
einen Elektrodenendteil 104. Der Befestigungsendteil 102 ist
fest an der Innenfläche 84 des
parabolischen Endes 83 angebracht. Und der Elektrodenendteil 104 bildet
einen Spalt 105 mit einer voreingerichteten Distanz. Die
Vielzahl von Erdungsgliedern 100 teilt die Zündungskammer, 86 in
einen hinteren Seitenteil 106 und einen vorderen Seitenteil 108.
Der vordere Seitenteil 108 ist am nächsten zum Kolben 16 positioniert,
und der hintere Seitenteil 106 ist am weitesten weg von
dem Kolben 16 positioniert. Ein Teil der Vielzahl von Zumessöffnungen 88 öffnet sich
in den hinteren Seitenteil 106, und ein Teil der Vielzahl
von Zumessöffnungen 88 öffnet sich
in den vorde ren Seitenteil 108 der Zündungskammer 86.
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In 4 hat
der untere Teil 90 ein Plattenglied 120, welches
daran angebracht ist. Bei dieser Anwendung definiert das Plattenglied 120 einen
Umfang 122, der eine zylindrische Konfiguration hat, wie am
besten in 5 gezeigt. Das Plattenglied 120 teilt die
Zündungskammer 86 in
den hinteren Seitenteil 106 und den vorderen Seitenteil 108.
Der Umfang 122 ist von der Innenfläche 84 um eine vorbestimmte Distanz
beabstandet, die den Spalt 105 bildet. Ein Teil der Vielzahl
von Zumessöffnungen 88 öffnet sich in
dem hinteren Seitenteil 106, und ein Teil der Vielzahl
von Zumessöffnungen 88 öffnet sich
in den vorderen Seitenteil 108 der Zündungskammer 86.
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Der
Umfang 122 des Plattengliedes 120 kann eine Vielzahl
von Konfigurationen haben. Beispielsweise definiert das Plattenglied 120 in
den 6 und 7 eine Vielzahl von Spitzenteilen 124. Bei
dieser Anwendung sind vier Spitzenteile entlang des Umfangs 122 ausgeformt
und sind gleichmäßig beabstandet
und haben eine Spitze 126, die eine voreingerichtete Länge "L" definieren. Bei dieser Anwendung ist
die Länge "L" von jeder der Spitzenlänge "L" gleich. Jedoch könnte als eine Alternative die
Anzahl der Spitzen 126 und die Länge "L" von
jeder Spitze 126 variiert werden. Zusätzlich kann die Länge "L" von jeder der Spitzen 126 von
ungleicher Länge
sein. Die Vielzahl von gezeigten Zumessöffnungen 88 ist in
Höhenrichtung
gleich mit jener der entsprechenden Einen der Spitzen 126 ausgerichtet.
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In 7 hat
die Länge "L" der Spitze 126 eine eingeschnittene
Konfiguration 130. Und wie gezeigt kann die Vielzahl von
Zumessöffnungen 88 radial
mit Bezug zur Achse 80 positioniert sein. Und die Vielzahl
von Zumessöffnungen 88 ist
in Höhenrichtung
mit jener Höhe
der Spitze 126 ausgerichtet und im allgemeinen mit jener
Höhe des
Spaltes 105 ausgerichtet.
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In 8 hat
die Spitze 126 eine verjüngte Konfiguration 140.
Beispielsweise ist eine erste Kante 142 der Spitze 126 von
der Innenseite 84 um eine voreingerichtete Distanz beabstandet,
und eine zweite Kante 144 ist von der Innenseite 84 um
eine voreingerichtete Distanz beabstandet, die größer ist
als die voreingerichtete Distanz der ersten Kante 142. Somit
wird ein verjüngter
Spalt 146 gebildet. Die Vielzahl von Zumessöffnungen 88 ist
in Höhenrichtung mit
jener der Spitze 126 ausgerichtet und ist im Allgemeinen
mit jener des Spaltes 146 ausgerichtet.
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Bei
dieser Anwendung hat die Zündungskammer 86 ein
voreingerichtetes Kammervolumen. Jedoch wird abhängig von der Verschiebung der Brennkammer 30 das
Kammervolumen der Zündungskammer 86 optimiert
oder variiert. Eine größere Brennkammer 30 wird
ein größeres Volumen
der Zündungskammer 86 haben,
und eine kleinere Brennkammer 30 wird ein kleineres Volumen
der Zündungskammer 86 haben.
Bei dieser Anwendung ist der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 mit
der Zündkerzenhülle 70 durch
einen herkömmlichen TIG-Schweißprozess über die
volle Tiefe verbunden. Andere herkömmliche Verbindungsverfahren,
wie beispielsweise Hartlöten,
können
auch verwendet werden, solange das daraus resultierende Verfahren der
Umgebung mit hoher Temperatur und hohem Druck widersteht. Beispielsweise
kann der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 mit
der Zündkerzenhülle 70 durch
eine Presspassung verbunden sein oder verschraubbar verbunden sein.
Der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 kann
aus einem zweiten Material hergestellt sein, welches eine hohe thermischer Leitfähigkeit,
eine hohe thermische Stabilität
und einen hohen Widerstand gegen Korrosion durch die Umgebung in
hohen Temperaturen von bis zu 1150°C aufweist. Bei dieser Anwendung
sind das erste Material und des zweite Material das Gleiche. Jedoch
können
das erste Material und das zweite Material unterschiedlich sein,
ohne den Kern der Zündkerze 50 zu
verändern.
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Andere
Konfigurationen der Konturen, die die obige Zündkerze bilden, könnten verwendet
werden, ohne den Kern der Erfindung zu verändern; jedoch sind bei dieser
Anwendung die Konfigurationen, wie sie definiert sind, vorgesehen,
um den Herstellungsprozess zu verbessern, um die Langlebigkeit der
Zündkerze 50 zu
steigern und um Emissionen zu reduzieren, die aus dem Motor 10 ausgelassen
werden. Experimente haben gezeigt, dass die Konfi guration Probleme
mit Vorzündungen
und andere Detonationsprobleme reduzieren oder eliminieren wird, was
ermöglicht,
dass die Zeitsteuerung fortschreitet, was weiter die Motorleistung
optimiert.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Im
Betrieb ist die Zündkerze 70 in
dem Zylinderkopf 22 positioniert. Bei dieser Anwendung
ist die Zündkerze 50 verschraubbar
an den Befestigungsmechanismus 44 des Zylinderkopfes 22 angebracht. Die
Zündkerzenhülle 70 ist
im wesentlichen in dem Zylinderkopf 22 positioniert, und
der untere Teil 82 des Spitzen- und Zumessöffnungsteiles 74,
der die Zündungskammer 86 enthält, erstreckt
sich in die Brennkammer 30 des Motors 10.
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Wenn
die Position des unteren Teils 82 der Zündkerze 50 im wesentlichen
innerhalb der Brennkammer 30 ist, wird Wärme von
der Verbrennung innerhalb der Brennkammer 30 zu der Zündkerzenhülle 70 der
Zündkerze 50 übertragen.
Jedoch wird durch die parabolische Konfiguration des unteren Teils 82 Wärme, die
von dem Verbrennungsprozess übertragen
wurde, leichter abgeleitet, und durch das Eliminieren von Kanten
wird die strukturelle Integrität der
Zündkerze
mit dem parabolischen Ende 83 gesteigert. Somit wird die
Lebensdauer der Zündkerze 50 verlängert. Experimente
haben gezeigt, dass die Konfiguration Probleme mit Vorzündungen
und andere Detonationsprobleme reduzieren oder eliminieren wird,
was ermöglicht,
dass die Zeitsteuerung weiter voranschreitet, was noch weiter die
Motorleistung optimiert.
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Die
Konfiguration der Zündkerze 50 verbessert
den Betrieb des Motors 10. Beispielsweise verbessert die
Konfiguration des parabolischen Endes 83 des unteren Teils 82 die
Wärmeübertragung
und verbessert einen Auslassfluss aus der Zündungskammer 86 zur
Brennkammer 30. Die Hüllenkonfiguration
hilft dabei, das Verbrennungsgas zu spülen und eliminiert eingeschlossenes
Verbrennungsgas. Die Leitung eines Teils der Vielzahl von Zumessöffnungen 88 in
den hinteren Seitenteil 106 der Zündungskammer 86 hilft
dabei, eingeschlossenes Verbrennungsgas zu eliminieren, hilft bei
der Vermischung und hilft beim Spülen von Gasen aus dem vorherigen
Zündungsereignis.
Zusätzlich
steigert die Auslegung von mehreren Zündungen die Anzahl der Zündungspunkte,
was somit eine Zündung
und Verbrennung innerhalb der Umhüllungskonfiguration sicherstellt.
Und wegen dem unteren Teil 82, der in der Brennkammer 30 eingebettet
ist, wird die Geschwindigkeit des Verbrennungsprozesses gesteigert.
Mit der Orientierung der Vielzahl von Zumessöffnungen wird die Verwirbelung
innerhalb der Zündungskammer 86 verbessert.
Wenn der Anschluss 60 nahe der Mitte oder entlang der Achse 80 gelegen
ist, wird der Beginn der Verbrennung vorgeschoben, was die Motorleistung
verbessert. Die Konfiguration wird eine Variation der Einstellungen
des Spaltes 105, 146 gestatten. Und mit einem
verjüngten
Spalt 146 wird der Funke von dem schmalen Ende oder der
ersten Kante 142 zum breiteren Ende oder der zweiten Kante 144 laufen,
was somit den Funken einem größeren Bereich
aussetzt, genauso wie es den Spalt 105, 146 verlängert, was
die Verbrennung verbessert. Wenn man bewirkt, dass der Funke länger läuft, wird
dies auch die Elektrodenlebensdauer verbessern. Und die eingeschnittene
Spitze 130 wird die Zündungsspannung
verringern und die Lebensdauer des Zündungssystems verbessern. Wenn
die Vielzahl von Zumessöffnungen 88 in
Höhenrichtung
mit dem Spalt 105, 146 ausgerichtet ist, werden
die hereinkommende Verbrennungsluft, die Luft und der Brennstoff
einen Verwirbelungseffekt bewirken. In der in 8 gezeigten
Konfiguration wird die herankommende Verbrennungsluft den Elektrodenspalt
von dem schmalen Teil des Spaltes 146 zu dem breiteren
Teil des Spaltes 146 blasen, was bewirkt, dass der Lichtbogen
wandert. Der Wanderungseffekt wird eine geringere Elektrodenabnutzung
bewirken und kann eine noch gleichmäßigere Abnutzung zur Folge
haben, genauso wie er den Lichtbogen mehr Verbrennungsgas aussetzt,
was einen besseren Start bei der Zündung erzeugt. Die Tatsache,
dass die Verjüngung
den kleinen Spaltteil aufweist, gestattet eine kleinere Funkenspannung.
Der verjüngte
Spalt hat auch zur Folge, dass der physische Funke anwachsen kann, wenn
der Funke zu dem größeren Spaltteil
geblasen wird, wie bei einer Jakob'schen Leiter.
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Die
Konstruktion der Zündkerzenhülle 70 der Zündkerze 50 macht
es einfach, die Herstellungskosten zu reduzieren und verbessert
den Verbrennungsprozess, was Emissionen reduziert. Beispielsweise wird
der Herstellungsprozess verbessert, wenn der untere Teil 82 und
der Verbindungsteil 72 getrennte Komponenten sind. Als
eine Alternative könnten
jedoch die Komponenten aus einem Stück gemacht werden und der Schweißprozess
wird weggelassen.
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Somit
verbessert das Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Zündkerze 50 die
Herstellung der Zündkerze 50,
weiter die Langlebigkeit der Zündkerze 50 und
den Wirkungsgrad der daraus resultierenden Zündung der Brennkammer 30,
was Emissionen verringert. Und Experimente haben gezeigt, dass die Konfiguration
Probleme mit Vorzündungen
und andere Detonationsprobleme reduzieren oder Eliminieren wird,
was ermöglicht,
dass die Zeitsteuerung weiter fortschreitet, was weiter Emissionen
reduziert.
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Andere
Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der
Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.