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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der am 31. Mai 2004 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-161827, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme
in die Anmeldung aufgenommen wird.
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Zündkerzen für Verbrennungsmotoren. Insbesondere
bezieht sie sich auf eine Zündkerze
mit einer Mittelelektrode, einer ersten Masseelektrode, die an der Mittelelektrode
in Axialrichtung der Zündkerze
ausgerichtet ist, um einen ersten Funkspalt zu bilden, entlang dem
unter Normalbedingungen Funken entladen werden, und einer zweiten
Masseelektrode, die an der Mittelelektrode in Radialrichtung der
Zündkerze
ausgerichtet ist, um einen zweiten Funkenspalt zu bilden, entlang
dem Funken entladen werden, wenn ein Isolator der Zündkerze
mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Bestehende
Zündkerzen
mit mehreren Masseelektroden enthalten im Allgemeinen eine rohrförmige Metallhülle, einen
zylinderförmigen
Isolator, eine Mittelelektrode, eine erste Masseelektrode und eine
zweite Masseelektrode.
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Die
Metallhülle
hat einen Gewindeabschnitt, um die Zündkerze in eine Brennkammer
eines Motors einzupassen. Der Isolator ist mit einer in seiner Axialrichtung
verlaufenden Bohrung versehen und so in der Metallhülle befestigt,
dass ein Ende von ihm von einem Ende der Metallhülle vorsteht.
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Die
Mittelelektrode ist in der Bohrung des Isolators festgemacht und
hat einen Abschnitt ersten Durchmessers, einen Abschnitt zweiten
Durchmessers und einen zwischen den Abschnitten ersten und zweiten
Durchmessers liegenden Zwischenabschnitt. Der Abschnitt ersten Durchmessers
befindet sich außerhalb
der Bohrung des Isolators und hat ein freies Ende. Der Abschnitt
zweiten Durchmessers hat einen größeren Durchmesser als der Abschnitt ersten
Durchmessers. Der Zwischenabschnitt hat eine erste Grenzfläche mit
dem Abschnitt ersten Durchmessers und eine zweite Grenzfläche mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers und verjüngt sich von der zweiten Grenzfläche zur
ersten Grenzfläche hin.
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Die
erste Masseelektrode hat ein mit dem Ende der Metallhülle verbundenes
Fußende
und einen Spitzenabschnitt, der dem Ende des Abschnitts ersten Durchmessers
der Mittelelektrode in der Axialrichtung des Isolators über einen
ersten Funkenspalt zugewandt ist.
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Die
zweite Elektrode hat ein mit dem Ende der Metallhülle verbundenes
Fußende
und einen Spitzenabschnitt, der der zweiten Grenzfläche des Zwischenabschnitts
der Mittelelektrode mit deren Abschnitt zweiten Durchmessers in
Radialrichtung des Isolators über
einen zweiten Funkenspalt zugewandt ist.
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In
einer solchen Zündkerze
werden unter Normalbedingungen entlang des ersten Funkenspalts normale
Funken entladen.
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Wenn
der Isolator der Zündkerze
jedoch mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
können
anstelle der normalen Funken entlang des zweiten Funkenspalts "Seitenfunken" entladen werden.
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So
hat das in der Zündkerze
gebildete elektrische Feld, wie in 9 gezeigt
ist, die Tendenz, sich an der zweiten Grenzfläche 3bc des Zwischenabschnitts 3b der
Mittelelektrode 3 mit deren Abschnitt zweiten Durchmessers 3c zu konzentrieren. Mit
anderen Worten hat das elektrische Feld an der Grenzfläche 3bc im
Allgemeinen eine große
Stärke. Wenn
der Isolator 2 mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist, können daher Seitenfunken entladen
werden, die von der Grenzfläche 3bc zu
einem Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der zweiten
Masseelektrode 5 springen, wodurch die Kohlenstoffrückstände abgebrannt
werden.
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Wenn
der Isolator 2 mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist, verschlechtern sich
die Isolationseigenschaften des Isolators 2 oder gehen
sogar ganz verloren. Mit der obigen Anordnung kann die Zündkerze
jedoch durch das Abbrennen der Kohlenstoffrückstände mit den Seitenfunken den
Isolator 2 selbst reinigen, wodurch die Isolationseigenschaften des
Isolators 2 wiederhergestellt werden.
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Die
JP 2001-93645 A und die
JP
327615 B offenbaren Zündkerzen,
die diesen "Selbstreinigungseffekt" durch das Abbrennen
der Kohlenstoffrückstände mit
Seitenfunken maximieren sollen. Bei diesen Zündkerzen befindet sich die
zweite Grenzfläche
3bc des
Zwischenabschnitts
3b mit dem Abschnitt zweiten Durchmessers
3c innerhalb
der Bohrung
2b des Isolators
2 und werden die
Seitenfunken wie in
9 gezeigt
entlang eines Entladungswegs Z entladen, der die gesamte Länge zwischen
der Innen- und der Außenkante
des Endes
2a des Isolators
2 einschließt.
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Da
die Seitenfunken bei den obigen Zündkerzen über die gesamte Länge zwischen
der Innen- und der Außenkante
des Endes 2a des Isolators 2 gehen, tritt jedoch
tendenziell das Problem einer Furchenbildung auf. Das Problem der
Furchenbildung steht hier für
das Phänomen,
wonach das Ende 2a des Isolators 2 aufgrund der
Wärmeenergie,
die von den durch das Ende 2a kriechenden Seitenfunken übertragen
wird, aufschmilzt, weswegen sich entlang dem Entladungsweg Z auf
dem Ende 2a Furchen bilden.
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Andererseits
offenbart die
JP 3140006
B eine Zündkerze,
bei der sich die zweite Grenzfläche
3bc des
Zwischenabschnitts
3b mit dem Abschnitt zweiten Durchmessers
3c außerhalb
der Bohrung
2b des Isolators
2 befindet. Allerdings
schließt
der Entladungsweg Z, entlang dem Seitenfunken entladen werden, bei
dieser Zündkerze
immer noch die gesamte Länge
zwischen der Innen- und der Außenkante
des Endes
2a des Isolators
2 ein. Folglich tritt das
Problem der Furchenbildung tendenziell immer noch auf.
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Die
Erfindung erfolgte angesichts des oben angesprochenen Problems.
Ihre Hauptaufgabe ist es daher, eine Zündkerze zur Verfügung zu
stellen, die die Isolationseigenschaften eines Isolators von ihr durch
Abbrennen der Kohlenstoffrückstände auf
dem Isolator mit Seitenfunken sicherstellt, während das Problem der Furchenbildung
verhindert wird.
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Durch
experimentelle Untersuchungen hat der Erfinder herausgefunden, dass
es möglich
ist, das Problem der Furchenbildung zu verhindern, indem entlang
eines wie in 4 gezeigten Entladungswegs Z
Seitenfunken entladen gelassen werden, die lediglich über einen
Teil der Länge
zwischen der Innen- und der Außenkante
des Isolatorendes gehen.
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Der
Erfinder hat ebenfalls herausgefunden, dass es auch dann möglich ist,
die Isolationseigenschaften des Isolators wiederherzustellen, wenn
die Kohlenstoffrückstände auf
dem Isolator mit den Seitenfunken, die entlang des in 4 gezeigten
Entladungswegs Z entladen werden, nicht vollständig abgebrannt werden. Mit
anderen Worten müssen die Seitenfunken
nicht über
die gesamte Länge
zwischen der Innen- und der Außenkante
des Isolatorendes gehen.
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Die
Erfindung beruht auf den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen.
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Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist eine Zündkerze
S1 vorgesehen, mit:
einer rohrförmigen Metallhülle, die
auf einen Außenrand
von ihr einen Gewindeabschnitt hat, der einen Außendurchmesser im Bereich von
12 bis 14 mm hat;
einem in der Metallhülle befestigten zylinderförmigen Isolator,
der eine in Axialrichtung des Isolators durch den Isolator gehende
Bohrung und ein von einem Ende der Metallhülle vorstehendes Ende hat;
einer
in der Bohrung des Isolators festgemachte Mittelelektrode, die einen
Abschnitt ersten Durchmessers, einen Abschnitt zweiten Durchmessers
und einen zwischen den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers
liegenden Zwischenabschnitt hat, wobei sich der Abschnitt ersten
Durchmessers außerhalb
der Bohrung des Isolators befindet und ein freies Ende hat, der
Abschnitt zweiten Durchmessers einen größeren Durchmesser als der Abschnitt
ersten Durchmessers hat, der Zwischenabschnitt eine erste Grenzfläche mit
dem Abschnitt ersten Durchmessers und eine zweite Grenzfläche mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers hat und sich von der zweiten Grenzfläche zur
ersten Grenzfläche
hin verjüngt
und sich die zweite Grenzfläche
des Zwischenabschnitts mit dem Abschnitt zweiten Durchmessers außerhalb der
Bohrung des Isolators befindet;
einer ersten Masseelektrode
mit einem Fußende, das
mit dem Ende der Metallhülle
verbunden ist, und einem Spitzenabschnitt, der dem Abschnitt ersten Durchmessers
der Mittelelektrode in der Axialrichtung des Isolators über einen
ersten Funkenspalt zugewandt ist;
einer zweiten Masseelektrode
mit einem Fußende, das
mit dem Ende der Metallhülle
verbunden ist, und einem Spitzenabschnitt, der der zweiten Grenzfläche des
Zwischenabschnitts der Mittelelektrode mit deren Abschnitt zweiten
Durchmessers in Radialrichtung des Isolators über einen zweiten Funkespalt
zugewandt ist, wobei der Spitzenabschnitt der zweiten Masseelektrode
in der Radialrichtung des Isolators auch einem Spitzenabschnitt
des Isolators zugewandt ist, zu dem auch das Ende des Isolators
zählt,
wobei
die folgenden Abmessungszusammenhänge zutreffen: 0 < C < (A – B) und 1,2 mm < (A – B), wobei
- A
- der Minimalabstand
zwischen einer Innenfläche
des Spitzenabschnitt des Isolators und dem Spitzenabschnitt der
zweiten Masseelektrode in der Radialrichtung des Isolators ist,
- B
- der Minimalabstand
zwischen einer Außenfläche des
Spitzenabschnitts des Isolators und dem Spitzenabschnitt der zweiten
Masseelektrode in der Radialrichtung des Isolators ist und
- C
- der Abstand zwischen
dem Ende des Isolators und der zweiten Grenzfläche des Zwischenabschnitts
der Mittelelektrode mit deren Abschnitt zweiten Durchmessers in
der Axialrichtung des Isolators ist.
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Wenn
der Isolator der Zündkerze
S1 bei dem obigen Aufbau mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist, werden ohne Bildung
von Furchen auf dem Isolatorende Seitenfunken entladen, wodurch
die Isolationseigenschaften des Isolators wiederhergestellt werden.
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Gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist eine Zündkerze
S2 vorgesehen, mit:
einer rohrförmigen Metallhülle, die
auf einen Außenrand
von ihr einen Gewindeabschnitt hat, der einen Außendurchmesser im Bereich von
12 bis 14 mm hat;
einem in der Metallhülle befestigten zylinderförmigen Isolator,
der eine in Axialrichtung des Isolators durch den Isolator gehende
Bohrung und ein von einem Ende der Metallhülle vorstehendes Ende hat;
einer
in der Bohrung des Isolators festgemachten Mittelelektrode, die
einen Abschnitt ersten Durchmessers und einen Abschnitt zweiten
Durchmessers mit einem größeren Durchmesser
als der Abschnitt ersten Durchmessers hat, wobei sich der Abschnitt ersten
Durchmessers außerhalb
der Bohrung des Isolators befindet und ein freies Ende und eine Grenzfläche mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers hat und sich die Grenzfläche zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers außerhalb
der Bohrung des Isolators befindet;
einer ersten Masseelektrode
mit einem Fußende, das
mit dem Ende der Metallhülle
verbunden ist, und einem Spitzenabschnitt, der dem Ende des Abschnitts
ersten Durchmessers der Mittelelektrode in der Axialrichtung des
Isolators über
einen ersten Funkenspalt zugewandt ist; und
einer zweiten Masseelektrode
mit einem Fußende, das
mit dem Ende der Metallhülle
verbunden ist, und einem Spitzenabschnitt, der der Grenzfläche zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers der Mittelelektrode
in Radialrichtung des Isolators über
einen zweiten Funkenspalt zugewandt ist, wobei der Spitzenabschnitt
der zweiten Masseelektrode in der Radialrichtung des Isolators auch
einem Spitzenabschnitt des Isolators zugewandt ist, zu dem auch
das Ende des Isolators zählt,
wobei
die folgenden Abmessungszusammenhänge zutreffen: 0 < C < (A – B) und 1,2 mm < (A – B), wobei
- A
- der Minimalabstand
zwischen einer Innenfläche
des Spitzenabschnitt des Isolators und dem Spitzenabschnitt der
zweiten Masseelektrode in der Radialrichtung des Isolators ist,
- B
- der Minimalabstand
zwischen einer Außenfläche des
Spitzenabschnitts des Isolators und dem Spitzenabschnitt der zweiten
Masseelektrode in der Radialrichtung des Isolators ist und
- C
- der Abstand zwischen
dem Ende des Isolators und der Grenzfläche zwischen den Abschnitten ersten
und zweiten Durchmessers der Mittelelektrode in der Axialrichtung
des Isolators ist.
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Wenn
der Isolator der Zündkerze
S2 bei dem obigen Aufbau mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist, werden ohne Bildung
von Furchen auf dem Isolatorende Seitenfunken entladen, wodurch
die Isolationseigenschaften des Isolators wiederhergestellt werden.
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Es
ist vorzuziehen, dass bei den Zündkerzen S1
und S2 der folgende Abmessungszusammenhang zutrifft 0 ≤ F ≤ 0,5 H, wobei
- F
- die Länge des
in der Radialrichtung des Isolators dem Spitzenabschnitt der zweiten
Masseelektrode zugewandten Spitzenabschnitts des Isolators in der
Axialrichtung des Isolators ist und
- H
- die Breite eines senkrecht
zur Radialrichtung des Isolators verlaufenden Querschnitts des Spitzenabschnitts
der zweiten Masseelektrode in der Axialrichtung des Isolators ist.
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Dadurch
können
die Isolationseigenschaften des Isolators wiederhergestellt werden,
wenn er mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
während
die Bildung einer Kraftstoffbrücke
in der Zündkerze
unterdrückt
wird.
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Es
ist vorzuziehen, dass bei den Zündkerzen S1
und S2 der folgende Abmessungszusammenhang zutrifft: E < A,wobei E
die Größe des ersten
Funkenspalts zwischen dem Ende des Abschnitts ersten Durchmessers
der Mittelelektrode und dem Spitzenabschnitt der ersten Masseelektrode
in der Axialrichtung des Isolators ist.
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Dadurch
können
entlang des ersten Funkenspalts zuverlässig normale Funken entladen
werden, wenn der Isolator der Zündkerze
nicht mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Es
ist vorzuziehen, dass bei den Zündkerzen S1
und S2 der Abmessungszusammenhang B < E zutrifft.
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Dadurch
kann das Zündvermögen der
Zündkerze
mit Hilfe von Seitenfunken sichergestellt werden, wenn der Isolator
der Zündkerze
mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Es
ist vorzuziehen, dass bei den Zündkerzen S1
und S2 der folgende Abmessungszusammenhang zutrifft: (A – B) < 2D,wobei D
die Breite eines senkrecht zur Radialrichtung des Isolators verlaufenden
Querschnitts des Spitzenabschnitts der zweiten Masseelektrode in
einer senkrecht zur Axialrichtung des Isolators verlaufenden Richtung
ist.
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Dadurch
kann das Zündvermögen der
Zündkerze
mit Hilfe von Seitenfunken sichergestellt werden, wenn der Isolator
der Zündkerze
mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Es
ist vorzuziehen, dass der Abschnitt ersten Durchmessers der Mittelelektrode
bei den Zündkerzen
S1 und S2 aus einem Edelmetallplättchen
besteht.
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Es
ist ebenfalls vorzuziehen, dass der Spitzenabschnitt der ersten
Masseelektrode bei den Zündkerzen
S1 und S2 ein Edelmetallplättchen
enthält,
das darauf derart vorgesehen ist, dass es in der Axialrichtung des
Isolators dem Ende des Abschnitts ersten Durchmessers der Mittelelektrode
zugewandt ist.
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Bei
der Verwendung eines Edelmetallplättchens wird der für die Zündung verfügbare Platz
im ersten Funkenspalt der Zündkerze
erhöht,
während das
Edelmetallplättchen
nicht zu dünn
gemacht wird, als dass es leicht abgetragen würde.
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Darüber hinaus
besteht das Edelmetallplättchen
vorzugsweise aus entweder einer Legierung auf Pt-Basis oder einer
Legierung auf Ir-Basis.
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Wird
das Material des Edelmetallplättchens wie
oben festgelegt, wird eine lange Lebensdauer für die Mittelelektrode und/oder
die erste Masseelektrode der Zündkerze
sichergestellt.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und aus
dem beigefügten
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung auf bestimmte
Ausführungsbeispiele
verstanden werden sollten, sondern lediglich der Erläuterung und
dem Verständnis
dienen.
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Es
zeigen:
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1 im
seitlichen Teilschnitt den Gesamtaufbau einer Zündkerze gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 im
Teilschnitt eine Ansicht entlang der X-Richtung von 1,
die einen Funkenspalt und dessen Umgebung in der Zündkerze
von 1 zeigt;
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3 eine
Endansicht entlang der Y-Richtung von 1, die die
Masseelektrode der Zündkerze
von 1 zeigt;
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4 vergrößert im
seitlichen Teilschnitt Abmessungsparameter und einen Entladungsweg
von Seitenfunken bei der Zündkerze
von 1;
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5 eine
Tabelle mit dem Zusammenhang zwischen dem Abstand C und dem sich
ergebenden Entladungsweg von Seitenfunken bei der Zündkerze von 1;
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6 eine
grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Abstand C,
einer Differenz (A – B)
und dem Auftreten von Furchen auf einem Isolatorende bei der Zündkerze
von 1;
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7 vergrößert im
seitlichen Teilschnitt einen Funkenspalt und dessen Umgebung bei
einer Zündkerze
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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8 vergrößert im
seitlichen Teilschnitt eine mögliche
Abwandlung der Zündkerze
von 1; und
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9 vergrößert im
seitlichen Teilschnitt einen Funkenspalt und dessen Umgebung bei
einer herkömmlichen
Zündkerze.
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Es
werden nun unter Bezugnahme auf die 1–8 die
bevorzugten Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben.
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Es
ist zu beachten, dass aus Gründen
der Klarheit und des Verständnisses
gleiche Bauteile mit gleichen Funktionen in den verschiedenen Ausführungsbeispielen
in der Erfindung, wenn möglich,
in jeder Figur mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wurden.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerze
S1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die
Zündkerze
S1 ist für
die Verwendung in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen gedacht. Der
Einbau der Zündkerze
S1 erfolgt in einem Verbrennungsmotor, indem sie über eine
in dem (nicht gezeigten) Motorkopf vorgesehene Gewindebohrung in
eine (nicht gezeigte) Brennkammer des Motors eingepasst wird.
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Wie
in 1 gezeigt ist, enthält die Zündkerze S1 im Wesentlichen
eine Metallhülle 1,
einen Isolator 2, eine Mittelelektrode 3, eine
erste (Haupt-)Masseelektrode 4 und zwei zweite (Hilfs-)Masseelektroden 5.
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Die
rohrförmige
Metallhülle 1 besteht
aus einem leitenden Metallwerkstoff, beispielsweise aus einem Stahl
mit geringem Kohlenstoffgehalt. Die Metallhülle 1 hat auf ihrem
Außenrand
einen Gewindeabschnitt 11, um die Zündkerze S1 wie oben beschrieben
in die Brennkammer des Motors einpassen zu können.
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Der
Gewindeabschnitt 11 der Metallhülle 1 hat einen Außendurchmesser
im Bereich von 12 bis 14 mm. Dieser Bereich entspricht den Bereich
M12 bis M14 nach japanischem Industriestandard (JIS).
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Der
zylinderförmige
Isolator 2, der aus einer Aluminiumoxidkeramik (Al2O3) besteht, ist
in der Metallhülle 1 befestigt
und wird von ihr teilweise aufgenommen, sodass ein Ende 2a des
Isolators 2 von einem Ende 1a der Metallhülle 1 vorsteht.
Der Isolator 2 hat eine in Axialrichtung des Isolators 2 durch
den Isolator 2 gehende Bohrung 2b.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ende 2a des Isolators 2 von dem Ende 1a der
Metallhülle 1 in
Axialrichtung des Isolators 2 um 2,5 mm beabstandet.
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Die
Mittelelektrode 3 besteht aus einem hochgradig wärmeleitfähigen Metallwerkstoff
wie Cu als Kernmaterial und einem hochgradig wärmebeständigen und korrosionsbeständigen Metallwerkstoff
wie einer Legierung auf Ni-Basis (Ni-Nickel) als Überzugsmaterial.
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Die
Mittelelektrode 3 ist in der Bohrung 2b des Isolators 2 festgemacht,
so dass sie elektrisch von der Metallhülle 1 isoliert ist.
Der Durchmesser der Mittelelektrode 3 nimmt in der Bohrung 2b des
Isolators 2 entlang der Axialrichtung des Isolators 2 leicht zu
seinem Ende 2a hin ab. So beträgt der Maximaldurchmesser der
Mittelelektrode 3 beispielsweise 2,3 mm, während der
Minimaldurchmesser 2,25 mm beträgt.
Des Weiteren ist der Abstand zwischen der Außenfläche der Mittelelektrode 3 und
der Innenfläche des
Isolators 2 am Ende 2a des Isolators 2 auf
mehr als 50 μm
eingestellt. Darüber
hinaus kann der Durchmesser der Mittelelektrode 3 in der
Bohrung 2b des Isolators 2 entlang seiner Axialrichtung
auch konstant eingestellt sein.
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Wie
in den 2–4 gezeigt
ist, hat die Mittelelektrode 3 einen Abschnitt ersten Durchmessers 3a,
einen Abschnitt zweiten Durchmessers 3c und einen Zwischenabschnitt 3b zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers 3a und 3c.
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Der
Abschnitt ersten Durchmessers 3a der Mittelelektrode 3 hat
ein freies Ende 3a1 und befindet sich außerhalb
der Bohrung 2b des Isolators 2.
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Das
Ende 3a1 des Abschnitts ersten Durchmessers 3a der
Mittelelektrode ist bei diesem Ausführungsbeispiel von dem Ende 2a des
Isolators in der Axialrichtung des Isolators 2 um 1,5 mm
beabstandet.
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Es
ist vorzuziehen, dass der Abschnitt ersten Durchmessers 3a der
Mittelelektrode 3 aus einem Edelmetallplättchen besteht.
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Bei
der Verwendung eines Edelmetallplättchens wird der für die Zündung verfügbare Raum
im ersten Funkenspalt G1 erhöht,
während
das Edelmetallplättchen
nicht zu dünn
gemacht wird, als dass es leicht abgetragen würde.
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Darüber hinaus
besteht das Edelmetallplättchen
vorzugsweise aus entweder einer Legierung auf Pt-Basis oder einer
Legierung auf Ir-Basis.
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Wird
das Material des Edelmetallplättchens wie
oben festgelegt, wird eine lange Lebensdauer für die Mittelelektrode 30 sichergestellt.
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Darüber hinaus
ist es vorzuziehen, dass das Edelmetallplättchen einen Durchmesser im
Bereich 0,3 bis 1,6 mm und in seiner Axialrichtung eine Länge im Bereich
von 0,3 bis 2 mm hat.
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Der
Abschnitt zweiten Durchmessers 3c der Mittelelektrode 3 hat
einen größeren Durchmesser als
der Abschnitt ersten Durchmessers 3a.
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Der
Zwischenabschnitt 3b der Mittelelektrode 3 hat,
wie in 4 gezeigt ist, eine erste Grenzfläche 3ab mit
dem Abschnitt ersten Durchmessers 3a und eine zweite Grenzfläche 3bc mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c. Die zweite Grenzfläche 3bc des
Zwischenabschnitts 3b mit dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c befindet
sich außerhalb der
Bohrung 2b des Isolators 2.
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Der
Zwischenabschnitt 3b der Mittelelektrode 3 verjüngt sich
von der zweiten Grenzfläche 3bc zur
ersten Grenzfläche 3ac hin
mit einem Verjüngungsgrad
von beispielsweise 110°.
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In 4 ist
außerdem
eine Stelle 3e auf der Außenfläche des Abschnitts zweiten
Durchmessers 3c der Mittelelektrode 3 gezeigt,
die in der Radialrichtung des Isolators 2 auf einer Ebene,
die das Ende 2a des Isolators 2 einschließt, der
zweiten Masseelektrode 5 zugewandt ist.
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Die
erste Masseelektrode 4 besteht zum Beispiel aus einer Legierung
auf Ni-Basis, wobei sie bei diesem Ausführungsbeispiel ein säulenförmiges,
z.B. ungefähr
L-förmiges
Prisma bildet. So hat die erste Masseelektrode 4 insbesondere
einen Querschnitt von 2,8 mm × 1,2
mm senkrecht zu ihrer Längsrichtung.
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Die
erste Masseelektrode 4 hat ein Fußende, das zum Beispiel durch
Verschweißen
mit dem Ende 1a der Metallhülle 1 verbunden ist.
Die erste Masseelektrode 4 hat außerdem einen Spitzenabschnitt 4t, der
dem Ende 3a1 des Abschnitts ersten Durchmessers 3a der
Mittelelektrode 3 in der Axialrichtung des Isolators über den
ersten Funkenspalt G1 zugewandt ist. Darüber hinaus kann der erste Funkenspalt
G1 eine Größe E von
1,1 mm haben.
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Es
ist vorzuziehen, dass der Spitzenabschnitt 4e der ersten
Masseelektrode 4 ein Edelmetallplättchen 4a enthält, das
darauf wie in 2 gezeigt vorgesehen ist, sodass
Funken zwischen dem Edelmetallplättchen 4a und
dem Ende 3a1 des Abschnitts ersten Durchmessers 3a der
Mittelelektrode 3 entladen werden.
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Bei
der Verwendung eines Edelmetallplättchens wird der für die Zündung verfügbare Raum
im ersten Funkenspalt G1 erhöht,
während
das Edelmetallplättchen
nicht so dünn
gemacht wird, als dass es leicht abgetragen würde.
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Des
Weiteren besteht das Edelmetallplättchen 4a vorzugsweise
aus entweder einer Legierung auf Pt-Basis oder einer Legierung auf
Ir-Basis.
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Wird
das Material des Edelmetallplättchens wie
oben festgelegt, wird eine lange Lebensdauer für die erste Masseelektrode 4 sichergestellt.
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Andererseits
bestehen die zweiten Masseelektroden 5 beispielsweise jeweils
aus einer Legierung auf Ni-Basis, wobei sie bei diesem Ausführungsbeispiel
ein säulenförmiges,
z.B. ungefähr
L-förmiges Prisma
darstellen. So haben die zweiten Masseelektroden 5 insbesondere
jeweils einen Querschnitt von 2,2 mm × 1,2 mm senkrecht zu ihrer
Längsrichtung.
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Die
zweiten Masseelektroden 5 haben jeweils ein Fußende, das
durch zum Beispiel Verschweißen
mit dem Ende 1a der Metallhülle 1 verbunden ist.
Die zweiten Masseelektroden 5 haben außerdem jeweils einen Spitzenabschnitt 5t mit
einem Ende 5a. Wie in 4 gezeigt
ist, ist das Ende 5a in Radialrichtung des Isolators 2 über einen
zweiten Funkenspalt G2 der zweiten Grenzfläche 3bc des Zwischenabschnitts 3b der
Mittelelektrode 3 mit deren Abschnitts zweiten Durchmessers 3c zugewandt. Das
Ende 5a ist außerdem
in der Radialrichtung des Isolators 2 einem Spitzenabschnitt 2t des
Isolators 2 zugewandt, zu dem auch das Ende 2a des
Isolators 2 zählt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel
jeweils das Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der
zweiten Masseelektroden 5 in der Radialrichtung des Isolators 2 vertieft;
doch kann es auch andere Formen, z.B. die einer flachen Ebene haben.
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Wenn
das Ende 2a des Isolators 2 nicht mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
werden bei der oben beschriebenen Zündkerze S1 entlang des ersten
Funkenspalts G1 normale Funken entladen, durch die das Luft-Kraftstoff-Gemisch
entzündet
wird.
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Wenn
das Ende 2a des Isolators 2 der Zündkerze
S1 jedoch aufgrund einer unvollständigen Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs
mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
werden anstelle der normalen Funken entlang des zweiten Funkenstrahls
G2 Seitenfunken entladen.
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Und
zwar werden die Seitenfunken, wie in 4 gezeigt
ist, entlang des Entladungswegs Z entladen, wobei die Seitenfunken
durch einen Teil des Endes 2a des Isolators 2 kriechen.
Dadurch werden die Kohlenstoffrückstände auf
dem Ende 2a des Isolators 2 abgebrannt, wodurch
die Isolationseigenschaften des Isolators 2 wiederhergestellt
werden.
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Nachdem
die Isolationseigenschaften des Isolators 2 wiederhergestellt
wurden, werden wieder entlang des ersten Funkenspalts G1 normale
Funken entladen.
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Nachdem
nun die wesentlichen Bestandteile und die grundsätzliche Funktionsweise der
Zündkerze
S1 beschrieben wurden, werden nun die in den 2–4 mit
A, B, C, D, E, F und H bezeichneten Abmessungsparameter definiert.
Diese Parameter beeinflussen die Isolationseigenschaften des Isolators 2 und
das Auftreten des Problems der Furchenbildung, weswegen sie für den Aufbau
der Zündkerze S1
entscheidend sind.
- A
- ist der Minimalabstand
zwischen der Innenfläche
des Spitzenabschnitts 2t des Isolators 2 und dem
Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 in
der Radialrichtung des Isolators 2 (nachstehend als Abstand
A bezeichnet).
- B
- ist der Minimalabstand
zwischen der Außenfläche des
Spitzenabschnitts 2t des Isolators 2 und dem Ende 5a des
Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 in
der Radialrichtung des Isolators 2 (nachstehend als Abstand
B bezeichnet).
- C
- ist der Abstand zwischen
dem Ende 2a des Isolators 2 und der zweiten Grenzfläche 2bc des Zwischenabschnitts 3b der
Mittelelektrode 3 mit deren Abschnitt zweiten Durchmessers 3c in
der Axialrichtung des Isolators 2 (nachstehend als Abstand
C bezeichnet).
- D
- ist die Breite eines
senkrecht zur Radialrichtung des Isolators 2 verlaufenden
Querschnitts des Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 in
einer senkrecht zur Axialrichtung des Isolators 2 verlaufenden
Richtung (nachstehend als Breite D des Spitzenabschnitts St der zweiten
Masseelektrode 5 bezeichnet).
- E
- ist die Größe des ersten
Funkenspalts G1 zwischen dem Ende 3a1 des Abschnitts ersten Durchmessers 3a der
Mittelelektrode 3 und dem Spitzenabschnitt 4t der
ersten Masseelektrode 4 in der Axialrichtung des Isolators 2 (nachstehend
als Größe des ersten
Funkenspalts E bezeichnet).
- F
- ist die Länge des
in der Radialrichtung des Isolators 2 dem Ende 5a des
Spitzenabschnitts 5p der zweiten Masseelektrode 5 zugewandten Spitzenabschnitts 2t des
Isolators 2 in der Axialrichtung des Isolators 2 (nachstehend
als Länge
F des Spitzenabschnitts 2t des Isolators 2 bezeichnet).
- H
- ist die Breite eines
senkrecht zu der Radialrichtung des Isolators 2 verlaufenden
Querschnitts des Spitzenabschnitts St der zweiten Masseelektrode 5 in
der Axialrichtung des Isolators 2 (nachstehend als Breite
H des Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 bezeichnet).
-
Die
geltenden Bereiche der oben festgelegten Parameter, die den Aufbau
der Zündkerze
S1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kennzeichnen, wurden wie folgt anhand von experimentellen Untersuchungen
und Erfahrungen bestimmt.
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Als
erstes wurde durch experimentelle Untersuchungen der geltende Bereich
des Abstands C ermittelt.
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Dabei
ist zu beachten, dass ein positiver Wert C (d.h. C < 0) angibt, dass
sich die zweite Grenzfläche 3bc des
Zwischenabschnitts 3d der Mittelelektrode 3 mit
deren Abschnitt zweiten Durchmessers 3c außerhalb
der Bohrung 2 des Isolators 2 befindet, während ein
negativer Wert C angibt, dass sie sich innerhalb der Bohrung 2 befindet.
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Für die Untersuchungen
wurden Musterzündkerzen
sieben verschiedener Bauarten angefertigt. Diese Musterzündkerzenbauarten
hatten verschiedene Abstände
C, aber die gleichen Abstände
A und B. So galt für
sämtliche
Musterzündkerzenbauarten
A = 1,9 mm, B = 0,5 mm und demnach (A – B) = 1,4 mm.
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Bei
den Untersuchungen wurden die Musterzündkerzen innerhalb einer hermetisch
abgeschlossenen Kammer geprüft,
in der der Druck bei 0,6 MPa gehalten wurde. Bei jeder der überprüften Musterzündkerzen
wurden mit einer Frequenz von 5 Hz Funken entladen und wurde der
Entladungsweg der Funken beobachtet.
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4 zeigt
die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen. Wie aus dieser
Figur hervorgeht, wurden bei den Musterzündkerzen, die einen Abstand
C von weniger als (A – B)
(d.h. 1,4 mm) hatten, sämtliche
Seitenfunken so entladen, dass sie durch das Ende 2a des
Isolators 2 krochen. Bei den Musterzündkerzen, die einen Abstand
C von größer oder
gleich (A – B)
hatten, wurden dagegen einige Seitenfunken entladen, ohne durch
das Ende 2a des Isolators 2 zu kriechen.
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Wenn
also bei der Zündkerze
S1 C < (A – B) zutrifft,
werden sämtliche
Seitenfunken so entladen, dass sie durch das Ende 2a des
Isolators 2 der Zündkerze
S1 kriechen, wodurch die Isolationseigenschaften des Isolators 2 wiederhergestellt
werden.
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Als
zweites wurde durch experimentelle Untersuchungen der geltende Bereich
der Differenz (A – B)
zwischen den Abständen
A und B ermittelt.
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Es
ist zu beachten, dass die Differenz (A – B) der Radialdicke des Spitzenabschnitts 2t des
Isolators 2 entspricht.
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Es
wurden Musterzündkerzen
mit verschiedenen Abständen
C und/oder verschiedenen Differenzen (A – B) angefertigt. Und zwar
wurden bei den Musterzündkerzen
Differenzen (A – B)
von 0,6, 0,8, 1,0, 1,2, 1,4 und 1,6 mm erzielt, indem der Abstand
A geändert
wurde, während
der Abstand B bei 0,5 mm festlag. Bei den Musterzündkerzen
wurden außerdem
Abstände
C von –0,2,
0,0, 0,2, 0,4 und 0,6 eingesetzt.
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Des
Weiteren wurde bei den Musterzündkerzen
die erste Masseelektrode 4 entfernt, so dass lediglich
Seitenfunken zwischen der Mittelelektrode 3 und der zweiten
Masseelektrode 5 entladen werden konnten.
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Bei
den Untersuchungen wurde jede Musterzündkerze in einem Motor mit
Direkteinspritzung und 3000 ccm eingebaut und ohne Unterbrechung
100 Stunden lang bei hoher Last betrieben. Danach wurde der Zustand
jeder Musterzündkerze
dahingehend überprüft, ob auf
dem Ende 2a des Isolators 2 der Musterzündkerze
Furchen gebildet worden waren.
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6 zeigt
die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen. In der Figur
gibt die horizontale Achse die Differenz (A – B) an, während die vertikale Achse den
Abstand C angibt. Des Weiteren gibt die Eintragung „O" an, dass keine oder
kaum Furchen gebildet wurden, während
die Eintragung „Δ" angibt, dass flache
Furchen gebildet wurden, und die Eintragung „×" angibt, dass tiefe Furchen gebildet
wurden.
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In 6 ist
zu erkennen, dass bei den Musterzündkerzen, bei denen der Abstand
C größer als
0 und die Differenz (A – B)
größer als
1,2 mm war, Seitenfunken entladen wurden, wobei auf dem Ende 2a ihres
Isolators 2 keine oder kaum Furchen gebildet wurden.
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Und
zwar beginnt, wenn der Abstand C in einer Zündkerze größer als 0 ist, die Entladung
der Seitenfunken außerhalb
der Bohrung 2 des Isolators 2 der Zündkerze,
was den durch die Seitenfunken verursachten Schaden an den Enden 2a des
Isolators 2 mindert.
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Wenn
außerdem
die Differenz (A – B)
in einer Zündkerze,
die der Radialdicke des Spitzenabschnitts 2a des Isolators 2 der
Zündkerze
entspricht, größer als
1,2 mm ist, kann die von den Seitenfunken auf das Ende 2a des
Isolators übertragene
Wärmeenergie
wirksam abgeleitet werden, was die Bildung von Furchen auf dem Ende 2a des
Isolators 2 verhindert.
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Wenn
also bei der Zündkerze
S1 0 < C und 1,2
mm < (A – B) zutrifft,
werden sämtliche
Seitenfunken entladen, ohne auf dem Ende 2a des Isolators 2 der
Zündkerze
S1 Furchen zu bilden.
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Als
drittes wurde bezüglich
der Breite D des Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 festgestellt,
dass bei (A – B) > 2D anstelle von Seitenfunken
tendenziell „Innenfunken" auftreten, wenn
der Isolator 2 der Zündkerze
mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Die
Innenfunken bezeichnen hier Funken, die entlang der Außenfläche des
Isolators 2 zur Innenseite einer zwischen der Außenfläche des
Isolators 2 und der Innenfläche der Metallhülle 1 gebildeten
Lufttasche kriechen und über
die Lufttasche zu einem inneren Abschnitt der Innenfläche der
Metallhülle 1 fliegen.
Da der Zündungsraum
im Inneren der Lufttasche so gering ist, dass die Zündung darin
nicht erfolgreich sein kann, ist es erforderlich, das Auftreten
von Innenfunken zu verhindern.
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Es
ist daher vorzuziehen, wenn für
die Zündkerze
S1 (A – B) < 2D zutrifft, damit
das Zündvermögen der
Zündkerze
S1 gewährleistet
werden kann.
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Als
viertes ist es bezüglich
der Größe des ersten
Funkenspalts E vorzuziehen, wenn für die Zündkerze S1 E < A zutrifft, damit
entlang des ersten Funkenstrahls G1 zuverlässig normale Funken entladen
werden können,
wenn der Isolator 2 der Zündkerze S1 nicht mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
-
Bei
E < B besteht dagegen
die Tendenz, dass anstelle von Seitenfunken Innenfunken auftreten,
wenn der Isolator 2 der Zündkerze S mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
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Es
ist daher vorzuziehen, wenn bei der Zündkerze S1 B < E zutrifft, damit
das Zündvermögen der Zündkerze
S1 sichergestellt werden kann.
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Schließlich ist
es bezüglich
der Länge
F des Spitzenabschnitts 2t des Isolators 2 und
der Breite H des Spitzenabschnitts 5t der zweiten Masseelektrode 5 vorzuziehen,
wenn bei der Zündkerze
S1 F ≤ 0,5 H
zutrifft, damit die Fläche
des Endes 5a des Spitzenabschnitts 5t der zweiten
Masseelektrode 5, das dem Spitzenabschnitt 2t des
Isolators 2 zugewandt ist, nicht zu groß wird, wodurch die Bildung
einer Kraftstoffbrücke
dazwischen unterdrückt
wird.
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Eine
Kraftstoffbrücke
bezeichnet hierbei das Phänomen,
wonach der Raum zwischen dem Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der
zweiten Masseelektrode 5 und der Außenfläche des Spitzenabschnitts 2t des
Isolators mit flüssigem
Kraftstoff gefüllt
ist, wodurch über
den Raum hinweg eine Brücke
aus Kraftstoff gebildet wird.
-
Des
Weiteren ist es notwendig, dass bei der Zündkerze S1 0 ≤ F zutrifft,
damit Seitenfunken entladen werden können, die durch das Ende 2a des Isolators 2 kriechen,
wodurch die Isolationseigenschaften des Isolators 2 wiederhergestellt
werden.
-
Es
ist daher vorzuziehen, wenn bei der Zündkerze S1 0 ≤ F ≤ 0,5 H zutrifft,
damit die Isolationseigenschaften des Isolators 2 wiederhergestellt
werden können,
wenn er mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
und die Bildung der Kraftstoffbrücke
S1 unterdrückt
wird.
-
Zusammengefasst
enthält
die Zündkerze
S1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
also eine rohrförmige
Metallhülle 1,
einen Isolator 2, eine Mittelelektrode 3, eine
erste Masseelektrode 4 und zwei zweite Masseelektroden 5.
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Die
Metallhülle 1 hat
auf ihrem Außenrand
einen Gewindeabschnitt 11, der einen Außendurchmesser im Bereich von
12 bis 14 mm hat.
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Der
Isolator 2 ist in der Metallhülle 1 befestigt. Der
Isolator 2 hat eine Bohrung 2b, die in Axialrichtung
des Isolators 2 durch den Isolator 2 geht, und
ein Ende 2a, das von einem Ende 1a der Metallhülle 1 vorsteht.
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Die
Mittelelektrode 3 ist in der Bohrung 2b des Isolators 2 festgemacht.
Die Mittelelektrode 3 hat einen Abschnitt ersten Durchmessers 3a,
einen Abschnitt zweiten Durchmessers 3c und einen zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers 3a und 3c liegenden
Zwischenabschnitt 3b. Der Abschnitt ersten Durchmessers 3a befindet
sich außerhalb
der Bohrung 2b des Isolators 2 und hat ein freies
Ende 3a1. Der Abschnitt zweiten Durchmessers 2c hat
einen größeren Durchmesser
als der Abschnitt ersten Durchmessers 3a. Der Zwischenabschnitt 3b hat
eine erste Grenzfläche 3b mit
dem Abschnitt ersten Durchmessers 3a und eine zweite Grenzfläche 3bc mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c und verjüngt sich
von der zweiten Grenzfläche 3bc zu
der ersten Grenzfläche 3ab hin.
Die zweite Grenzfläche 3bc des
Zwischenabschnitts 3b mit dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c befindet sich
außerhalb
der Bohrung 3b des Isolators 2.
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Die
erste Masseelektrode 4 hat ein Fußende, das mit dem Ende 1a der
Metallhülle 1 verbunden
ist, und einen Spitzenabschnitt 4t, der dem Ende 3a1 des
Abschnitts ersten Durchmessers 3a der Mittelelektrode 3 in
der Axialrichtung des Isolators 2 über einen ersten Funkenspalt
G1 zugewandt ist.
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Die
zweiten Masseelektroden 5 haben jeweils ein Fußende, das
mit dem Ende 1a der Metallhülle 1 verbunden ist,
und einen Spitzenabschnitt 5t, der in Radialrichtung des
Isolators 2 über
einen zweiten Funkenspalt G2 der zweiten Grenzfläche 3bc des Zwischenabschnitts 2b der
Mittelelektrode 3 mit deren Abschnitt zweiten Durchmessers 3c zugewandt ist.
Der Spitzenabschnitt 5t jeder zweiten Masseelektrode 5 ist
außerdem
in Radialrichtung des Isolators 2 einem Spitzenabschnitt 2t des
Isolators 2 zugewandt, zu dem auch das Ende 2a des
Isolators 2 zählt.
-
Die
Zündkerze
S1 hat einen verbesserten Aufbau, bei dem die Abmessungsparameter
einschließlich
des Abstands A, des Abstands B und des Abstands C die folgenden
Abmessungszusammenhänge
erfüllen: 0 < C < (A – B) und 1, 2 mm < (A – B).
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Wenn
der Isolator 2 der Zündkerze
S1 mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist,
werden bei dem obigen Aufbau ohne Bildung von Furchen auf dem Ende 2a des
Isolators 2 Seitenfunken entladen, wodurch die Isolationseigenschaften
des Isolators 2 wiederhergestellt werden.
-
[Zweites Ausführungsbeispiel]
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
sieht eine Zündkerze
S2 vor, die fast den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 gemäß dem vorigen
Ausführungsbeispiel
hat. Daher wird nur der Unterschied zwischen den Zündkerzen
S1 und S2 beschrieben.
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Wie
zuvor beschrieben wurde, hat die Mittelelektrode 3 in der
Zündkerze
S1 einen zwischen dem Abschnitt ersten Durchmessers 3a und
dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c liegenden Zwischenabschnitt 3b.
Der Zwischenabschnitt 3b hat eine erste Grenzfläche 3ab mit
dem Abschnitt ersten Durchmessers 3a und eine zweite Grenzfläche 3bc mit
dem Abschnitt zweiten Durchmessers 3c und verjüngt sich
von der zweiten Grenzfläche 3bc zur
ersten Grenzfläche 3ab hin.
Die zweite Grenzfläche 3bc befindet
sich außerhalb
der Bohrung 2b des Isolators 2 und ist in Radialrichtung
des Isolators 2 dem Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der
zweiten Masseelektrode 5 zugewandt.
-
Im
Vergleich dazu hat die Mittelelektrode 3 bei der Zündkerze
S2 einen Abschnitt ersten Durchmessers 3a und einen Abschnitt
zweiten Durchmessers 3c, aber keinen dazwischen liegenden
Zwischenabschnitt 3b.
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Wie
in 7 gezeigt ist, hat der Abschnitt zweiten Durchmessers 3c einen
größeren Durchmesser
als der Abschnitt ersten Durchmessers 3a und gibt es eine
Grenzfläche 3ac zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers 3a und 3c.
Die Grenzfläche 3ac befindet
sich außerhalb
der Bohrung 2b des Isolators 2 und ist in Radialrichtung des
Isolators 2 dem Ende 5a des Spitzenabschnitts 5t der
zweiten Masseelektrode 5 zugewandt.
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Bei
der Zündkerze
S2 haben die Abmessungsparameter A, B, D, E, F und H, die die Isolationseigenschaften
des Isolators 2 und das Auftreten des Furchenbildungsproblems
beeinflussen, die gleichen Definitionen wie bei der Zündkerze
S1.
-
Allerdings
hat der Abstand C bei den Zündkerzen
S1 und S2 verschiedene Definitionen. Bei der Zündkerze S2 ist der Abstand
C größer als
der Abstand zwischen dem Ende 2a des Isolators 2 und
der Grenzfläche 3ac zwischen
den Abschnitten ersten und zweiten Durchmessers 3a und 3c der
Mittelelektrode 3.
-
Der
Erfinder hat durch experimentelle Untersuchungen bestätigen können, dass
die für
die Zündkerze
S1 definierten Abmessungszusammenhänge zwischen den Parametern
A, B, C, D, E, F und H nach wie vor verwendbar sind und der Zündkerze
S2 daher die gleichen Wirkungen verleihen.
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Die
Beschreibung dieser Abmessungszusammenhänge und ihrer Wirkungen wird
daher nicht wiederholt.
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Es
wurden zwar die obigen besonderen Ausführungsbeispiele der Erfindung
angegeben und beschrieben, doch versteht sich, dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen
und Verbesserungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom
Grundgedanken des offenbarten Konzepts abweichen.
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So
kann die Mittelelektrode zum Beispiel bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen
einen mittleren Abschnitt 3b zwischen den Abschnitten ersten und
zweiten Durchmessers 3a und 3c haben, wie er in 8 gezeigt
ist.
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Solche
Abwandlungen, Änderungen
und Verbesserungen, die im Können
des Fachmanns liegen, sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.
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Eine
Zündkerze
enthält
eine Metallhülle,
einen Isolator, eine Mittelelektrode, eine erste Masseelektrode
und eine zweite Masseelektrode. Die Metallhülle hat einen Gewindeabschnitt
mit einem Außendurchmesser
im Bereich von 12 bis 14 mm. Die erste Masseelektrode ist in Axialrichtung
der Zündkerze
an der Mittelelektrode ausgerichtet, um einen ersten Funkenspalt
zu bilden, entlang dem unter Normalbedingungen normale Funken entladen
werden. Die zweite Masseelektrode ist an der Mittelelektrode in Radialrichtung
der Zündkerze
ausgerichtet, um einen zweiten Funkenspalt zu bilden, entlang dem
Seitenfunken entladen werden, wenn der Isolator mit Kohlenstoffrückständen verrußt ist.
Die Zündkerze
hat einen verbesserten Aufbau, der gewährleistet, dass bei der Verrußung des
Isolators mit Kohlenstoffrückständen ohne
Bildung von Furchen auf dem Isolator Seitenfunken entladen werden,
wodurch die Isolationseigenschaften des Isolators wiederhergestellt
werden.