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Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der
am 22. Juni 2007 eingereichten
Japanischen
Patentanmeldung Nr. 2007-165195 , deren Inhalt hiermit unter
Bezugnahme in seiner Gesamtheit in diese Anmeldung eingegliedert
ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Zündkerzen
und deren Montage in Zylinderköpfen von Kraftmaschinen.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe, die bei geringen Kosten hergestellt werden
kann und die ein zuverlässiges Zünden des Luft-/Kraftstoffgemischs
in einer Brennkammer einer Kraftmaschine sicherstellt.
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In
einer Brennkraftmaschine eines Motorkraftfahrzeugs ist in einem
Zylinderkopf der Kraftmaschine eine Zündkerze montiert,
die dazu dient, das Luft-/Kraftstoffgemisch in einer Brennkammer
der Kraftmaschine zu zünden.
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Die
Zündkerze hat eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode
und entlädt Funken über einen Funkenspalt, der
zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode ausgebildet
ist. Die entladenen Funken rufen die Ausbildung eines Flammenkerns hervor
und die Flamme wächst um den Flammenkern herum an, sodass
das Luft-/Kraftstoffgemisch gezündet wird.
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Wenn
der Flammenkern jedoch zu nahe an der Innenfläche des Zylinderkopfs
ausgebildet wird, die der Brennkammer zugewandt ist, wird der Flammenkern
durch die Innenfläche abgekühlt, was das Wachstum
der Flamme behindert.
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Um
das vorgenannte Problem zu lösen, könnte man in
Betracht ziehen, den Funkenspalt der Zündkerze tief in
der Brennkammer anzuordnen. Jedoch wird in diesem Fall die Temperatur
der Masseelektrode zu hoch, was ein frühzeitiges Zünden
des Luft-/Kraftstoffgemischs hervorruft.
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Die
Japanische Gebrauchsmusterschrift
Nr. H5-87274 offenbart eine Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe,
die hergestellt wird, indem eine Zündkerze in einem Zylinderkopf
einer Kraftmaschine montiert wird. Bei dieser Baugruppe hat die
Zündkerze eine Lufttasche, die zwischen einem Metallgehäuse
und einem Isolator der Zündkerze ausgebildet ist und die
sich zu einer durch den Zylinderkopf definierten Brennkammer öffnet.
In dem Metallgehäuse ist ein Verbindungsloch derart ausgebildet,
dass es sich zwischen der Lufttasche und einer außenseitigen
Fläche des Metallgehäuses erstreckt. Ferner ist in
dem Zylinderkopf ein Verbindungspfad ausgebildet, der die Lufttasche
der Zündkerze fluidmäßig mit der Brennkammer
verbindet. Im Betrieb wird ein Strom des Luft-/Kraftstoffgemischs
sowohl durch den Verbindungspfad als auch das Verbindungsloch eingebracht,
welches das Luft-/Kraftstoffgemisch, das die Lufttasche der Zündkerze
betreten hat, zu der Brennkammer ausstößt.
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Die
vorgenannte Baugruppe aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf
kann die in den Funkenspalt der Zündkerze eingebrachten
Funken wirkungsvoll von der Innenfläche der Brennkammer weglenken.
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Jedoch
ist es zum Herstellen der Baugruppe aus der Zündkerze und
dem Zylinderkopf erforderlich, das Verbindungsloch in dem Metallgehäuse
der Zündkerze sowie den Verbindungspfad in dem Zylinderkopf
auszubilden und das Verbindungsloch auf präzise Weise an
dem Verbindungspfad auszurichten. Folglich werden sowohl der Herstellungsprozess als
auch der Zusammenbauprozess der Zündkerze und des Zylinderkopfs
kompliziert, wodurch die Kosten der sich ergebenden Baugruppe aus
der Zündkerze und dem Zylinderkopf ansteigen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die vorstehend erwähnten
Probleme gemacht.
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Es
ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe bereitzustellen, die bei geringen Kosten
hergestellt werden kann und die ein zuverlässiges Zünden
des Luft-/Kraftstoffgemischs in einer Brennkammer einer Kraftmaschine
sicherstellen kann.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine erste Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe
vorgesehen, die einen Zylinderkopf einer Kraftmaschine und eine
Zündkerze aufweist.
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In
dem Zylinderkopf ist eine Bohrung ausgebildet. Der Zylinderkopf
hat zudem eine Fläche, die der Brennkammer der Kraftmaschine
zugewandt ist und an der sich die Bohrung öffnet. Die Zündkerze
ist vorgesehen, um das Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer
der Kraftmaschine zu zünden. Die Zündkerze weist
Folgendes auf: a) ein rohrförmiges Metallgehäuse,
das in die Bohrung des Zylinderkopfs eingepasst ist, wobei eine
Längsrichtung des Metallgehäuses senkrecht zu
der Fläche des Zylinderkopfs verläuft, wobei das
Metallgehäuse eine der Brennkammer zugewandte Endfläche
und eine Innenschulter aufweist, die an einem Innenumfang des Metallgehäuses
und in der Längsrichtung von der Endfläche beabstandet
ausgebildet ist; b) einen Isolator, der eine an einem Außenumfang
des Isolators ausgebildete Außenschulter aufweist, wobei
der Isolator durch einen Eingriff zwischen der Innenschulter des Metallgehäuses
und der Außenschulter des Isolators in dem Metallgehäuse
gehalten ist; c) eine Lufttasche, die zwischen dem Metallgehäuse
und dem Isolator ausgebildet ist, wobei sich die Lufttasche in der Längsrichtung
des Metallgehäuses von der Innenschulter zu der Endfläche
des Metallgehäuses erstreckt, sodass sie sich in die Brennkammer öffnet;
d) eine Mittelelektrode, die in dem Isolator befestigt ist; und
e) eine Massenelektrode, die an das Metallgehäuse gefügt
ist und die der Mittelelektrode durch einen dazwischen ausgebildeten
Funkenspalt zugewandt ist.
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Ferner
hat die Endfläche der Metallhülse in der ersten Baugruppe
aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf eine Außenkante
und eine Innenkante und verläuft in einer Richtung zu der
Innenschulter des Metallgehäuses schräg von der
Außenkante zu der Innenkante. Die Außenkante der
Endfläche des Metallgehäuses steht von der Fläche
des Zylinderkopfs in die Brennkammer vor.
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Mit
dem Aufbau der ersten Baugruppe werden die in den Funkenspalt eingebrachten
Funken von der Fläche des Zylinderkopfs weggeleitet. Folglich
wird der Flammenkern an einer Stelle ausgebildet, die ausreichend
weit weg von der Fläche des Zylinderkopfs entfernt ist,
was das Wachstum der Flamme vereinfacht. Im Ergebnis kann das Luft-/Kraftstoffgemisch
auf zuverlässige Weise in der Brennkammer gezündet
werden. Überdies ist es bei dem vorgenannten Aufbau unnötig,
ein Verbindungsloch in dem Metallgehäuse der Zündkerze
und einen Verbindungspfad in dem Zylinderkopf auszubilden und das Verbindungsloch
an dem Verbindungspfad präzise auszurichten. Folglich kann
die erste Baugruppe aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf
bei geringen Kosten hergestellt werden.
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Bevorzugter
Weise liegt bei der ersten Baugruppe aus der Zündkerze
und dem Zylinderkopf ein Abschrägungswinkel θ der
Endfläche des Metallgehäuses, der einen Winkel
zwischen der Endfläche des Metallgehäuses und
der Fläche des Zylinderkopfs wiedergibt, in dem Bereich
von 20 bis 40°.
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Außerdem
liegt die Vorstehlänge H der Metallhülse, die
einen Abstand von der Fläche des Zylinderkopfs zu der Außenkante
der Endfläche des Metallgehäuses in der Längsrichtung
des Metallgehäuses wiedergibt, bevorzugter Weise in dem
Bereich von 0,5 bis 1,5 mm.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist zudem eine zweite Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe vorgesehen, die einen Zylinderkopf einer Kraftmaschine
und eine Zündkerze aufweist.
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In
dem Zylinderkopf ist eine Bohrung ausgebildet. Der Zylinderkopf
hat zudem eine Fläche, die einer Brennkammer der Kraftmaschine
zugewandt ist und an der sich die Bohrung öffnet. Die Zündkerze
ist dazu vorgesehen, das Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer
der Kraftmaschine zu zünden. Die Zündkerze hat:
a) ein rohrförmiges Metallgehäuse, das in die
Bohrung des Zylinderkopfs gepasst ist, wobei eine Längsrichtung
des Metallgehäuses senkrecht zu der Fläche des
Zylinderkopfs verläuft, wobei das Metallgehäuse
eine der Brennkammer zugewandte Endfläche sowie eine Innenschulter
aufweist, die an einem Innenumfang des Metallgehäuses in der
Längsrichtung von der Endfläche beabstandet ausgebildet
ist; b) einen Isolator, der eine an dem Außenumfang des
Isolators ausgebildete Außenschulter aufweist, wobei der
Isolator durch einen Eingriff zwischen der Innenschulter des Metallgehäuses
und der Außenschulter des Isolators in dem Metallgehäuse
gehalten ist; c) eine Lufttasche, die zwischen dem Metallgehäuse
und dem Isolator ausgebildet ist, wobei sich die Lufttasche in der
Längsrichtung des Metallgehäuses von der Innenschulter
zu der Endfläche des Metallgehäuses derart erstreckt,
dass sie sich zu der Brennkammer öffnet; d) eine Mittelelektrode,
die in dem Isolator gesichert ist; und e) eine Masseelektrode, die
an das Metallgehäuse gefügt ist und die der Mittelelektrode
durch einen dazwischen ausgebildeten Spalt zugewandt ist.
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Ferner
hat die Endfläche des Metallgehäuses in der zweiten
Baugruppe aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf eine Außenkante
und eine Innenkante und verläuft in einer Richtung zu der
Innenschulter des Metallgehäuses schräg von der
Außenkante zu der Innenkante. Zwischen dem Metallgehäuse
und dem Zylinderkopf ist eine Nut um die Außenkante der
Endfläche des Metallgehäuses ausgebildet.
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Bei
dem Aufbau der zweiten Baugruppe werden die in den Funkenspalt eingebrachten
Funken von der Fläche des Zylinderkopfs weggeleitet. Folglich
wird der Flammenkern an einer Stelle ausgebildet, die von der Fläche
des Zylinderkopfs ausreichend weit entfernt ist, wodurch das Wachstum
der Flamme vereinfacht wird. Als ein Ergebnis kann das Luft-/Kraftstoffgemisch
in der Brennkammer zuverlässig gezündet werden. Überdies
ist es mit der vorgenannten Konfiguration der zweiten Baugruppe nicht
erforderlich, ein Verbindungsloch in dem Metallgehäuse
der Zündkerze und einen Verbindungspfad in dem Zylinderkopf
auszubilden und das Verbindungsloch präzise an dem Verbindungspfad
auszurichten. Dementsprechend kann die zweite Baugruppe aus der
Zündkerze und dem Zylinderkopf bei geringen Kosten gefertigt
werden.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat eine
Innenwand des Zylinderkopfs, die die Bohrung des Zylinderkopfs definiert,
einen abgestuften Endabschnitt, der an die Fläche des Zylinderkopfs
angrenzt und der einen größeren Durchmesser als
die übrigen Abschnitte der Innenwand hat. Das Metallgehäuse
hat einen Endabschnitt, der die Endfläche des Metallgehäuses aufweist
und der dem abgestuften Endabschnitt der Innenwand des Zylinderkopfs
in einer Richtung zugewandt ist, die senkrecht zu der Längsrichtung
des Metallgehäuses verläuft. Die Nut ist zwischen
einer außenseitigen Fläche des Endabschnitts des
Metallgehäuses und dem abgestuften Endabschnitt der Innenwand
des Zylinderkopfs ausgebildet.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Metallgehäuse
einen abgestuften Endabschnitt, der die Endfläche des Metallgehäuses
aufweist und der einen kleineren Außendurchmesser als die übrigen
Abschnitte des Metallgehäuses hat. Der Zylinderkopf hat
eine Innenwand, die die Bohrung des Zylinderkopfs definiert und
die dem abgestuften Endabschnitt des Metallgehäuses in
einer Richtung zugewandt ist, die senkrecht zu der Längsrichtung
des Metallgehäuses verläuft. Die Nut ist zwischen
einer außenseitigen Fläche des abgestuften Endabschnitts
des Metallgehäuses und der Innenwand des Zylinderkopfs
ausgebildet.
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Gemäß noch
einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das
Metallgehäuse einen Endabschnitt, der die Endfläche
des Metallgehäuses aufweist und der von der Fläche
des Zylinderkopfs in die Brennkammer vorsteht. An der Fläche
des Zylinderkopfs ist ein ringförmiger Vorsprung derart
ausgebildet, dass er den Endabschnitt des Metallgehäuses umgibt.
Zwischen einer außenseitigen Fläche des Endabschnitts
des Metallgehäuses und einer innenseitigen Fläche
des Vorsprungs ist die Nut ausgebildet.
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Bevorzugter
Weise hat die Nut in der zweiten Baugruppe aus der Zündkerze
und dem Zylinderkopf eine Tiefe in der Längsrichtung des
Metallgehäuses, die in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegt.
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Überdies
liegt gemäß der zweiten Baugruppe aus der Zündkerze
und dem Zylinderkopf ein Abschrägungswinkel θ der
Endfläche des Metallgehäuses, der einen Winkel
zwischen der Endfläche des Metallgehäuses und
der Fläche des Zylinderkopfs wiedergibt, bevorzugter Weise
in dem Bereich von 20 bis 40°.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der im weiteren
Verlauf gegebenen ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden,
die jedoch nicht als Beschränkung der Erfindung auf die
spezifischen Ausführungsbeispiele herangezogen werden soll,
sondern die lediglich dem Zweck der Erläuterung und dem
Verständnis dienen.
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In
den beiliegenden Zeichnungen ist:
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1 eine
Teilschnittseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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2 eine
Teilschnittseitenansicht, die Parameter zeigt, die hinsichtlich
der Leistung der Baugruppe aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
kritisch sind;
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3 eine
Teilschnittseitenansicht, die Vorteile der Baugruppe aus der Zündkerze
und dem Zylinderkopf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
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4 eine
graphische Wiedergabe, die die Ergebnisse eines Versuchs 1 gemäß der
Erfindung zeigt;
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5 eine
graphische Wiedergabe, die die Ergebnisse eines Versuchs 2 gemäß der
Erfindung zeigt;
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6 eine
Teilschnittseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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7 eine
Teilschnittseitenansicht, die Parameter veranschaulicht, die hinsichtlich
der Leistung der Baugruppe aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
kritisch sind;
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8 eine
graphische Wiedergabe, die die Ergebnisse eines Versuchs 3 gemäß der
Erfindung zeigt;
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9 eine
Teilschnittseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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10 eine
Teilschnittseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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11 eine
Teilschnittseitenansicht, die den Gesamtaufbau einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe zu Vergleichszwecken mit jenen Baugruppen
gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung zeigt.
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Nun
werden unter Bezugnahme auf 1 bis 11 bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
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Es
ist anzumerken, dass zum Zwecke der Klarheit und des besseren Verständnisses
identische Bauteile mit den gleichen Funktionen in verschiedenen
Ausführungsbeispielen der Erfindung dort, wo es möglich
ist, in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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1 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die
Baugruppe 10 aus der Zündkerze und dem Zylinderkopf
wird gefertigt, indem eine Zündkerze 1 in einen
Zylinderkopf 70 einer Kraftmaschine montiert wird, damit
sie das Luft-/Kraftstoffgemisch in einer Brennkammer 7 der
Kraftmaschine zünden kann. Genauer gesagt hat der Zylinderkopf 70 eine Zündkerzenbohrung 71 und
eine Innenfläche 72, die der Brennkammer 7 zugewandt
ist, und an der sich die Zündkerzenbohrung 71 öffnet.
Die Zündkerze 1 ist in die Zündkerzenbohrung 71 des
Zylinderkopfs 70 montiert, wobei die Axialrichtung der
Zündkerze 1 zu der Innenfläche 72 des
Zylinderkopfs 70 senkrecht verläuft.
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Die
Zündkerze 1 hat ein rohrförmiges Metallgehäuse 2 zur
Montage der Zündkerze 1 in der Zündkerzenbohrung 71 des
Zylinderkopfs 70, einen in dem Metallgehäuse 2 gehaltenen
Isolator 3, eine in dem Isolator 3 gesicherte
Mittelelektrode 4 sowie eine Masseelektrode 5,
die der Mittelelektrode 4 über einen dazwischen
ausgebildeten Funkenspalt 11 zugewandt ist.
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Das
Metallgehäuse 2 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist im Wesentlichen zylindrisch. Das Metallgehäuse 2 ist
in die Zündkerzenbohrung 71 des Zylinderkopfs 70 gepasst,
wobei die Axialrichtung des Metallgehäuses 2 bezüglich
der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 senkrecht
verläuft und eine ringförmige Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 der Brennkammer 7 zugewandt
ist. Das Metallgehäuse 2 hat eine Innenschulter 21,
die an einem Innenumfang des Metallgehäuses 2 ausgebildet
ist, und der Isolator 3 hat eine Außenschulter 31,
die an einem Außenumfang des Isolators 3 ausgebildet
ist. Die Innenschulter 21 des Metallgehäuses 2 ist
mit der Außenschulter 31 des Isolators 3 über
eine (nicht gezeigte) Dichtung in Eingriff, wodurch der Isolator 3 bezüglich des
Metallgehäuses 2 in der Axialrichtung fixiert
wird.
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Zwischen
dem Metallgehäuse 2 und dem Isolator 3 ist
eine Lufttasche (d. h. ein Luftspalt) 12 ausgebildet. Die
Lufttasche 12 erstreckt sich in der Axialrichtung des Metallgehäuses 2 von
der Innenschulter 21 zu der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2, sodass sie sich zu der Brennkammer 7 öffnet.
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Die
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 hat eine
Außenkante 221 und eine Innenkante 222.
Die Endfläche 22 verläuft von der Außenkante 221,
die von der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 am
tiefsten in die Brennkammer 7 vorsteht, zu der Innenkante 222 schräg
in einer Richtung zu der Innenschulter 21 des Metallgehäuses 2.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Endfläche 22 eine
lineare Form an einem Querschnitt, der die Längsachse des
Metallgehäuses 2 aufweist.
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Das
Metallgehäuse 2 hat ferner ein Außengewinde,
das an seinem Außenumfang ausgebildet ist; das Außengewinde
passt zu einem an einer Innenwand des die Zündkerzenbohrung 71 definierenden
Zylinderkopfs 70 ausgebildeten Innengewinde.
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Der
Isolator 3 ist ebenso im Wesentlichen zylindrisch und hat
ein Ende 30, das von der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 vorsteht. Der Isolator 3 hat zudem
einen Schenkelabschnitt 32, der sich zwischen dem Ende 30 und
der Außenschulter 31 erstreckt, die mit der Innenschulter 21 des
Metallgehäuses 2 in Eingriff ist. Der Schenkelabschnitt 32 verläuft
von der Außenschulter 31 zu dem Ende 30 schräg
bzw. konisch, wodurch die Lufttasche 12 zwischen der außenseitigen
Fläche des Schenkelabschnitts 32 und der innenseitigen
Fläche des Metallgehäuses 2 ausgebildet
wird.
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Die
Mittelelektrode 4 ist derart in dem Isolator 3 gesichert,
dass sie von dem Ende 30 des Isolators 3 teilweise
vorsteht. Die Masseelektrode 5 hat im Wesentlichen die
Gestalt eines Buchstaben L, wobei das eine Ende an das Metallgehäuse 2 gefügt
ist und das andere Ende der Mittelelektrode 4 über
den Funkenspalt 11 zugewandt ist.
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Unter
Bezugnahme auf 2 liegt in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Vorstehhöhe H des Metallgehäuses 2,
die den Abstand von der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 zu
der Außenkante 211 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 in der Axialrichtung des Metallgehäuses 2 wiedergibt,
in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm. Außerdem gibt die Vorstehhöhe
H zudem die axiale Länge eines Endabschnitts 23 des
Metallgehäuses 2 wieder, der von der Innenfläche 72 des
Zylinderkopfs 20 vorsteht bzw. vorragt und die Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 aufweist.
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Außerdem
liegt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschrägungswinkel θ der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2,
der den Winkel zwischen der Endfläche 22 und der
Innenfläche 72 der Brennkammer 7 wiedergibt,
in dem Bereich von 20 bis 40°.
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Nachdem
der Gesamtaufbau der Baugruppe 10 aus der Zündkerze
und dem Zylinderkopf gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, werden nun dessen Vorteile beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist in der Brennkammer 7 im
Allgemeinen ein Hauptstrom A1 (ein Wirbelstrom oder ein Strudelstrom)
in einer Richtung ausgebildet, die senkrecht zu der Axialrichtung der
Zündkerze 1 (d. h. in der Axialrichtung des Metallgehäuses 2)
verläuft.
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Falls
keine wesentliche Änderung in der Richtung des Hauptstroms
A1 stattgefunden hätte, würden die in dem Funkenspalt 11 eingebrachten Funken
durch den Hauptstrom A1 so abgeblasen, dass der Entladungsweg der
Funken, wie dies durch eine gestrichelte Linie S1 in 3 dargestellt
ist, lediglich in der Radialrichtung der Zündkerze 1,
d. h., lediglich in der zu der Innenfläche 72 des
Zylinderkopfs 70 parallel verlaufenden Richtung, verschoben bzw.
versetzt werden würde.
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Jedoch
steht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 von
der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 7 vor.
Folglich wird der Hauptstrom A1 mit der außenseitigen Fläche
des Endabschnitts 23 des Metallgehäuses 2 kollidieren,
wodurch ein Wirbel A2 um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 induziert
wird. Infolge des induzierten Wirbels A2 wird die Richtung des Hauptstroms
A1 in der Nähe des offenen Endes der Lufttasche 12 geändert,
wodurch ein einwärts gerichteter Strom A3 ausgebildet wird,
der zur Innenseite der Lufttasche 12 gerichtet ist.
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Ferner
verläuft in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 von
der Außenkante 221 zu der Innenkante 222 in der
Richtung zu der Innenschulter 21 des Metallgehäuses 2 schräg.
Daher ist es für den einwärts gerichteten Strom
A3 einfach, in die Lufttasche 12 entlang der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 vorzurücken.
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Nachdem
es das Innere der Lufttasche 12 erreicht hat, wird das
den einwärts gerichteten Strom A3 bildende Luft-/Kraftstoffgemisch
von der Lufttasche 12 ausgestoßen, wodurch ein
auswärts gerichteter Strom A4 ausgebildet wird, der zu
der Außenseite der Lufttasche 12 gerichtet ist.
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Daraufhin
werden die in dem Funkenspalt 11 eingebrachten Funken durch
den auswärts gerichteten Strom A4 derart abgeblasen, dass
der Entladungsweg der Funken in einer Richtung von der Innenfläche 702 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben wird, wie dies durch eine
durchgezogene Linie S2 in 3 angezeigt
ist. Folglich wird der Flammenkern an einer Stelle ausgebildet,
die ausreichend weit von der Innenfläche 702 des
Zylinderkopfs 70 entfernt ist, wodurch das Wachstum der
Flamme vereinfacht wird. Als ein Ergebnis kann das Luft-/Kraftstoffgemisch
in der Brennkammer 7 zuverlässig gezündet werden.
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Außerdem
ist es mit dem vorgenannten Aufbau der Baugruppe
10 aus
der Zündkerze und dem Zylinderkopf nicht erforderlich,
ein Verbindungsloch in dem Metallgehäuse
2 und
einen Verbindungspfad in dem Zylinderkopf
70 auszubilden
und das Verbindungsloch präzise an dem Verbindungspfad
auszurichten, wie dies durch die
Japanische
Gebrauchsmusterschrift Nr. H5-87274 gelehrt wird. Dementsprechend
kann die Baugruppe
10 aus der Zündkerze und dem
Zylinderkopf bei geringen Kosten gefertigt werden.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschrägungswinkel θ der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 als
innerhalb des Bereichs von 20 bis 40° liegend bestimmt.
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Durch
das Bestimmen des Abschrägungswinkels θ, wie es
vorstehend erwähnt ist, ist es für das Luft-/Kraftstoffgemisch
in der Brennkammer 7 einfach, die Lufttasche 12 entlang
der Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 zu
betreten, und den einwärts gerichteten Strom A3 auszubilden.
Ferner ist es dem Luft-/Kraftstoffgemisch, das die Lufttasche 12 betreten
hat, erleichtert, von der Lufttasche 12 ausgestoßen
zu werden, wodurch der auswärts gerichtete Strom A4 ausgebildet
wird. Folglich kann das Luft-/Kraftstoffgemisch zuverlässiger
in der Brennkammer 7 gezündet werden.
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Überdies
ist es dann, wenn der Abschrägungswinkel θ kleiner
als 20° ist, schwierig, dass ein ausreichender Betrag des
Luft-/Kraftstoffgemischs die Lufttasche 12 betritt, um
den einwärts gerichteten Strom A3 auszubilden. Falls andererseits
der Abschrägungswinkel θ größer
als 40° ist, ist es dem Luft-/Kraftstoffgemisch erschwert,
entlang der Innenfläche 72 der Brennkammer 7 zu
strömen, und entlang der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 abzubiegen, wodurch es dem Luft-/Kraftstoffgemisch
erschwert wird, die Lufttasche 12 zum Ausbilden des einwärts
gerichteten Stroms A3 zu betreten.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vorstehhöhe
H des Metallgehäuses 2 als in dem Bereich von
0,5 bis 1,5 mm liegend bestimmt.
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Durch
Bestimmen der Vorstehhöhe H wie vorstehend erwähnt,
kann der Wirbel A2 auf einfache und geeignete Weise um die Außenkante 221 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 induziert werden. Folglich können
der einwärts gerichtete Strom A3 und der auswärts
gerichtete Strom A4 einfacher ausgebildet werden, wodurch ein zuverlässigeres Zünden
des Luft-/Kraftstoffgemischs in der Brennkammer 7 sichergestellt
wird.
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Außerdem
ist dann, wenn die Vorstehhöhe H kleiner als 0,5 mm ist,
das Induzieren des Wirbels A2 um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 erschwert.
Falls im Gegensatz dazu die Vorstehhöhe H größer
als 1,5 mm ist, dann wird der induzierte Wirbel A2 zu groß werden,
was dem Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 7 das Betreten
der Lufttasche 12 erschwert.
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Versuch 1
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Dieser
Versuch wurde durchgeführt, um die Beziehung zwischen dem
Abschrägungswinkel θ der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 und einer Entladungsstelle Z
der in den Funkenspalt 11 eingebrachten Funken zu bestimmen.
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In
dem Versuch wurden Versuchskörper der Baugruppe 10 aus
der Zündkerze und dem Zylinderkopf vorbereitet, in denen
jeweils die Vorstehhöhe H den Wert 1 mm hatte. Jedoch variierte
bei diesen Versuchskörpern der Abschrägungswinkel θ bei
Intervallen von 5° in dem Bereich von 15 bis 45°.
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Jeder
Versuchskörper wurde in einer Kraftmaschine montiert und
die Geschwindigkeit des in 3 dargestellten
Hauptstroms A1 wurde auf 10 m/s festgelegt. Dann wurde an der Zündkerze 1 des Versuchskörpers
eine elektrische Spannung angelegt, um die Zündkerze 1 wiederholt
100 Mal Funken entladen zu lassen. Zu jedem Zeitpunkt wurde der Entladungsweg
S der Funken überwacht, um die Entladungsstelle Z zu messen.
Dabei gibt die in 2 gezeigte Entladungsstelle
Z den minimalen Abstand zwischen der Entladungsstrecke S der Funken
und einer Rückfläche 51 der Masseelektrode 5 wieder; die
Rückfläche 51 ist die von der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 am
weitesten entfernte Fläche der Zündkerze 1.
Außerdem wurde für die Entladungsstelle Z bestimmt,
dass sie einen negativen Wert hat (d. h. –), wenn sich
die Entladungsstrecke hinter die Rückfläche 51 erstreckt,
und in anderen Fällen einen positiven Wert (d. h. +) hat.
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4 zeigt
die Versuchsergebnisse, wobei jeder Ausdruck den Durchschnittswert
der Entladungsstellen Z für die Versuchskörper
zeigt, die den gleichen Abschrägungswinkel θ haben.
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Wie
in 4 gezeigt ist, wurde die Entladungsstrecke S der
Funken dann weit von der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 weg
verschoben, wenn der Abschrägungswinkel θ in dem
Bereich von 20 bis 40° lag.
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Wenn
im Vergleich dazu der Abschrägungswinkel θ kleiner
als 20° war, dann wurde die Entladungsstrecke S der Funken
lediglich geringfügig von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben. Dies liegt in diesem Fall
daran, dass es dem Luft-/Kraftstoffgemisch erschwert war, entlang
der Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 so
zu strömen, dass es die Lufttasche 12 betritt,
um den in 3 dargestellten, einwärts
gerichteten Strom A3 zu bilden.
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Außerdem
wurde die Entladungstrecke S der Funken zusätzlich lediglich
dann geringfügig von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben, wenn der Abschrägungswinkel θ größer als
40° war. Dies lag in diesem Fall daran, dass es dem Luft-/Kraftstoffgemisch
erschwert war, entlang der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 zu strömen, sodass es abbiegt
und entlang der Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 strömt;
somit war es dem Luft-/Kraftstoffgemisch erschwert, die Lufttasche 12 zu
betreten, um den einwärts gerichteten Strom A3 auszubilden.
-
Dementsprechend
ist aus den vorgenannten Versuchsergebnissen klargestellt, dass
der Abschrägungswinkel θ der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 bevorzugter Weise in dem Bereich
von 20 bis 40° liegt, um die in den Funkenspalt 11 eingebrachten Funken
wirkungsvoll von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg zu verschieben.
-
Versuch 2
-
Dieser
Versuch wurde durchgeführt, um die Beziehung zwischen der
Vorstehhöhe H des Metallgehäuses 2 und
der Entladungsstelle Z der in den Funkenspalt 11 eingebrachten
Funken zu bestimmen.
-
Bei
diesem Versuch wurden Versuchskörper einer Baugruppe 10 aus
der Zündkerze und dem Zylinderkopf vorbereitet, in denen
jeweils der Abschrägungswinkel θ der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 den Wert 30° hatte.
Jedoch wurde bei diesen Versuchskörpern die Vorstehhöhe
H bei Intervallen von 0,5 mm in dem Bereich von 0 bis 2,5 mm variiert.
Jeder der Versuchskörper wurde auf die gleiche Art wie in
dem Versuch 1 geprüft.
-
5 zeigt
die Prüfergebnisse, wobei jeder Ausdruck den Durchschnittswert
der Entladungsstellen Z für die mit der gleichen Vorstehhöhe
H versehenen Versuchskörper anzeigt.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, wurden dann, wenn die Vorstehhöhe
H in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm lag, die Entladungsstrecke S
der Funken stark von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben.
-
Im
Vergleich dazu wurde dann, wenn die Vorstehhöhe H kleiner
als 0,5 mm war, die Entladungsstrecke S der Funken lediglich geringfügig
von der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 weg
verschoben. Dies liegt in diesem Fall daran, dass das Einbringen
des in 3 dargestellten Wirbels A2 um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum
erschwert wurde; somit war es dem Luft-/Kraftstoffgemisch in der
Brennkammer 7 erschwert, die Lufttasche 12 zum
Ausbilden des in 3 dargestellten, einwärts
gerichteten Stroms A3 zu betreten.
-
Überdies
wurde dann, wenn die Vorstehhöhe größer
als 1,5 mm war, die Entladungsstrecke S der Funken ebenso lediglich
geringfügig von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben. Dies liegt in diesem Fall
daran, dass der um die Außenkante 221 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 eingebrachte Wirbel A2 zu groß war,
was es dem Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 7 erschwerte,
die Lufttasche 12 zum Ausbilden des einwärts gerichteten
Stroms A3 zu betreten.
-
Dementsprechend
wurde aus den vorgenannten Versuchsergebnissen klargestellt, dass
die Vorstehhöhe H des Metallgehäuses 2 bevorzugter Weise
in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegt, um die in den Funkenspalt 11 eingebrachten
Funken wirkungsvoll von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg zu verschieben.
-
[Zweites Ausführungsbeispiel]
-
6 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10A gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, ist in diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Außenkante 221 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 im Wesentlichen bündig
mit der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70.
Mit anderen Worten steht die Außenkante 221 nicht
von der innenseitigen Fläche 72 vor.
-
Überdies
ist eine Nut 13 zwischen dem Metallgehäuse 2 und
dem Zylinderkopf 70 um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum
ausgebildet.
-
Genauer
gesagt hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Innenwand des Zylinderkopfs 70, die die Zündkerzenbohrung 71 definiert,
einen abgestuften Endabschnitt 721, der an die innenseitige
Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 angrenzt
und der einen größeren Durchmesser als andere
Abschnitte der Innenwand hat. Das Metallgehäuse 2 hat einen
Endabschnitt 23, der die Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 aufweist und der dem gestuften
Endabschnitt 721 der Innenwand des Zylinderkopfs 70 in
der Radialrichtung des Metallgehäuses 2 zugewandt
ist. Die Nut 13 ist zwischen der außenseitigen Fläche
des Endabschnitts 23 des Metallgehäuses 2 und
dem abgestuften Endabschnitt 721 der Innenwand des Zylinderkopfs 70 ausgebildet.
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Nimmt
man nun auf 7 bezug, ist hier gezeigt, dass
die Nut 13 eine Breite W in der Radialrichtung des Metallgehäuses 2 hat,
die im Bereich von beispielsweise 0,5 bis 2 mm liegt. Die Nut 13 hat
zudem eine Tiefe D in der Axialrichtung des Metallgehäuses 2,
die in dem Bereich von bevorzugter Weise 0,5 bis 1,5 mm liegt.
-
Nachdem
der Gesamtaufbau der Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10A gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, werden nun deren
Vorteile beschrieben.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie dies vorstehend
beschrieben ist, die Nut 13 um die außenseitige
Fläche des Endabschnitts 23 des Metallgehäuses 2 herum
ausgebildet. Daher wird im Betrieb das entlang der innenseitigen
Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 strömende
Luft-/Kraftstoffgemisch durch die Nut 13 gestört,
wodurch ein Wirbel A2 um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum
induziert wird; der Wirbel A2 ist ähnlich zu jenem des
ersten Ausführungsbeispiels. Ferner werden infolge des
induzierten Wirbels A2 ein einwärts gerichteter Strom A3
und ein auswärts gerichteter Strom A4, wie sie in 3 dargestellt
sind, auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildet. Folglich werden die in dem Funkenspalt 11 eingebrachten
Funken durch den auswärts gerichteten Strom A4 von der
innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 weg
verschoben. Als ein Ergebnis kann das Luft-/Kraftstoffgemisch zuverlässig
in der Brennkammer 7 gezündet werden.
-
Überdies
ist es mit der vorgenannten Konfiguration der Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe
10A nicht erforderlich, in dem
Metallgehäuse
2 ein Verbindungsloch und in dem
Zylinderkopf
70 einen Verbindungspfad auszubilden und das
Verbindungsloch präzise an dem Verbindungspfad auszurichten, wie
dies durch die
Japanische Gebrauchsmusterschrift
H5-87274 gelehrt wird. Dementsprechend kann die Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe
10A bei geringen Kosten gefertigt
werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Tiefe D der
Nut 13 als in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegend bestimmt.
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Durch
Bestimmen der Tiefe D der Nut 13 wie vorstehend, kann der
Wirbel A2 einfach und auf geeignete Weise um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum induziert
werden. Folglich können der einwärts gerichtete
Strom A3 und der auswärts gerichtete Strom A4 einfacher
ausgebildet werden, wodurch ein zuverlässigeres Zünden
des Luft-/Kraftstoffgemischs in der Brennkammer 7 sichergestellt
wird.
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Außerdem
ist es dem Wirbel A2 erschwert, um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum
induziert zu werden, wenn die Tiefe D der Nut 13 kleiner
als 0,5 mm ist. Falls im Gegensatz dazu die Tiefe D der Nut 13 größer
als 1,5 mm ist, wird der eingebrachte Wirbel A2 zu groß werden, wodurch
es dem Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 7 erschwert
wird, die Lufttasche 12 zu betreten.
-
Ferner
ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschrägungswinkel θ der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 zudem
als in dem Bereich von 20 bis 40° liegend bestimmt, wodurch
die gleichen Vorteile wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt
werden.
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Versuch 3
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Dieser
Versuch wurde durchgeführt, um die Beziehung zwischen der
Tiefe D der Nut 13 und der Entladungsstelle Z der in den
Funkenspalt 11 eingebrachten Funken zu bestimmen.
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In
dem Versuch wurden Versuchskörper einer Zündkerzen-
und Zylinderkopfbaugruppe 10A vorbereitet, bei denen jeweils
der Abschrägungswinkel θ der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 den Wert 30° hatte und
deren Breite W der Nut 13 den Wert 1 mm hatte. Jedoch wurde
bei diesen Versuchskörpern die Tiefe D der Nut 13 bei
Intervallen von 0,5 mm in einem Bereich von 0 bis 2,5 mm variiert.
Jeder der Versuchskörper wurde auf die gleiche Weise wie im
Versuch 1 geprüft.
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8 zeigt
die Prüfergebnisse, wobei jeder Ausdruck den Durchschnittswert
der Entladungsstellen Z für die Versuchskörper
angibt, die die gleiche Tiefe D der Nut 13 haben.
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Wie
in 8 gezeigt ist, wurden dann, wenn die Tiefe der
Nut 13 in dem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm lag, die Entladungsstrecke
der Funken stark von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg bewegt.
-
Wenn
im Vergleich dazu die Tiefe D der Nut 13 kleiner als 0,5
mm war, dann wurde die Entladungsstrecke der Funken lediglich geringfügig
von der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 weg
verschoben. Dies liegt in diesem Fall daran, dass es dem Wirbel
A2 erschwert wurde, um die Außenkante 221 der
Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 herum
induziert zu werden; somit war es dem Luft-/Kraftstoffgemisch in
der Brennkammer 7 erschwert, die Lufttasche 12 zum
Ausbilden des in 3 dargestellten einwärts
gerichteten Stroms A3 zu betreten.
-
Überdies
wurde dann, wenn die Tiefe D der Nut 13 größer
als 1,5 mm war, die Entladungsstrecke der Funken ebenso lediglich
geringfügig von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg verschoben. Dies liegt in diesem Fall
daran, dass der um die Außenkante 221 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 herum induzierte Wirbel A2 zu
groß war, was es dem Luft-/Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 7 erschwerte,
die Lufttasche 12 zum Ausbilden des einwärts gerichteten
Stroms A3 zu betreten.
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Dementsprechend
wurde aus den vorstehenden Versuchsergebnissen klargestellt, dass
die Tiefe D der Nut 13 bevorzugter Weise in dem Bereich von
0,5 bis 1,5 mm liegt, um die in den Funkenspalt 11 eingebrachten
Funken wirkungsvoll von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 weg zu bewegen.
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[Drittes Ausführungsbeispiel]
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9 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10B gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 9 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Außenkante 221 der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 im Wesentlichen bündig
mit der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70,
wie dies auch im zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
-
Jedoch
hat, anders als in dem zweiten Ausführungsbeispiel, die
Innenwand des Zylinderkopfs 70 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
keinen gestuften Endabschnitt; stattdessen hat das Metallgehäuse 2 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen gestuften Endabschnitt 23,
der die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 aufweist
und der einen kleineren Außendurchmesser als die anderen
Abschnitte des Metallgehäuses 2 hat. Zwischen
der außenseitigen Fläche des abgestuften Endabschnitts 23 des Metallgehäuses 2 und
der Innenwand des Zylinderkopfs 70, die die Zündkerzenbohrung 71 definiert,
ist eine Nut 13 ausgebildet, die von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 vertieft ist.
-
Ferner
hat die Nut 13 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenso eine Breite
in der radialen Richtung des Metallgehäuses 2 in
dem Bereich von beispielsweise 0,5 bis 2 mm und eine Tiefe in der
axialen Richtung des Metallgehäuses 2 in dem Bereich
von bevorzugter Weise 0,5 bis 1,5 mm; der Abschrägungswinkel
der Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 liegt
bevorzugter Weise in dem Bereich von 20 bis 40°.
-
Die
vorstehend beschriebene Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10B gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel hat zudem die Vorteile der
Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10A gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Außerdem
hat die Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10B den
zusätzlichen Vorteil, dass sie es ermöglicht,
die Nut 13 ohne Durchführen irgendwelcher zusätzlicher
Vorgänge für den Zylinderkopf 7 einfach
auszubilden.
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[Viertes Ausführungsbeispiel]
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10 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10C gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Wie
in 10 gezeigt ist, hat das Metallgehäuse 2 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Endabschnitt 23,
der die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 aufweist
und der von der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 vorsteht.
-
Außerdem
ist an der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 ein
ringförmiger Vorsprung 722 ausgebildet, der den
Endabschnitt 23 des Metallgehäuses 2 bei
der gleichen Vorstehhöhe von der innenseitigen Fläche 72 wie
der Endabschnitt 23 umgibt. Die Vorstehhöhe sowohl
des Vorsprungs 722 als auch des Endabschnitts 23 des
Metallgehäuses 2 liegt bevorzugter Weise in dem
Bereich 0,5 bis 1,5 mm.
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Zwischen
der innenseitigen Fläche des Vorsprungs 722 und
der außenseitigen Fläche des Endabschnitts 23 des
Metallgehäuses 2 ist eine Nut ausgebildet, die
eine Breite in der Radialrichtung des Metallgehäuses 2 hat,
die in dem Bereich von beispielsweise 0,5 bis 2 mm liegt.
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Zusätzlich
liegt der Abschrägungswinkel der Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 bevorzugter Weise in dem Bereich
von 20 bis 40°.
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Die
vorstehend beschriebene Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10C gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die gleichen Vorteile wie
die Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 10A gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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[Vergleichsbeispiel]
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11 zeigt
den Gesamtaufbau einer Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 90 zum
Vergleich mit den Baugruppen 10 bis 10C aus den
Zündkerzen und den Zylinderköpfen gemäß den
vorangehenden Ausführungsbeispielen.
-
Die
Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 90 ist durch
Montieren einer Zündkerze 9 in einen Zylinderkopf 70 einer
Brennkraftmaschine gefertigt.
-
Wie
in 11 gezeigt ist, verläuft bei diesem Versuchbeispiel
die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 senkrecht
zu der Axialrichtung des Metallgehäuses 2. Mit
anderen Worten ist die Endfläche 22 nicht von
der Außenkante 221 zu der Innenkante 222 in
einer Richtung zu der Innenschulter 21 des Metallgehäuses 2 abgeschrägt.
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Überdies
ist die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 mit
der Innenfläche 72 des Zylinderkopfs 70 bündig.
Mit anderen Worten steht die Außenkante 221 der
Endfläche 22 nicht von der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 vor.
-
Verglichen
mit den Baugruppen 10 bis 10C aus einer Zündkerze
und einem Zylinderkopf gemäß den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen hat die Baugruppe 90 die
folgenden Nachteile.
-
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, ist in der Brennkammer 7 im
Allgemeinen ein Hauptstrom A1 (ein Wirbelstrom oder ein Strudelstrom)
in einer Richtung ausgebildet, die senkrecht zu der Axialrichtung
der Zündkerze 1 verläuft (d. h., in einer
Richtung parallel zu der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70).
-
In
der Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe 90 ist
die Endfläche 22 des Metallgehäuses 2 nicht
nur bündig mit der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70,
sondern auch parallel zu der innenseitigen Fläche 72.
Daher wird das Metallgehäuse 2 keinerlei Änderung
der Richtung des Hauptstroms A1 hervorrufen.
-
Folglich
werden die in den Funkenspalt 11 eingebrachten Funken durch
den Hauptstrom A1 so herausgeblasen, dass die Entladungsstrecke
der Funken lediglich in der Richtung parallel zu der innenseitigen
Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 verschoben
wird, wie dies durch eine durchgezogene Linie S1 in 11 dargestellt
ist. Das heißt, die Entladungsstrecke der Funken wird nicht
in einer Richtung von der innenseitigen Fläche 72 der
Brennkammer 7 weg verschoben.
-
Als
ein Ergebnis wird der Flammenkern an einer Stelle ausgebildet, die
nahe zu der innenseitigen Fläche 72 des Zylinderkopfs 70 liegt;
somit wird der Flammenkern durch die innenseitige Fläche 72 abgekühlt
werden, was das Wachstum der Flamme behindert.
-
Dementsprechend
ist es bei dem vorstehenden Aufbau der Zündkerzen- und
Zylinderkopfbaugruppe 90 schwierig, ein zuverlässiges
Zünden des Luft-/Kraftstoffgemischs in der Brennkammer 7 sicherzustellen.
-
Während
die vorgenannten besonderen Ausführungsbeispiele der Erfindung
gezeigt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann
ersichtlich, dass unterschiedlichste Modifikationen, Änderungen
und Verbesserungen durchgeführt werden können,
ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise
hat in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Endfläche 22 des
Metallgehäuses 2 eine lineare Form an einem Querschnitt, der
die Längsachse des Metallgehäuses 2 aufweist.
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Jedoch
kann die Endfläche 22 ebenso eine Form einer Kurve
an dem die Längsachse des Metallgehäuses 2 aufweisenden
Querschnitt haben. Außerdem ist es in diesem Fall zu bevorzugen,
dass die Kurve eine konvexe Kurve ist. Mit der konvex gekrümmten
Endfläche 22 würde es dem Luft-/Kraftstoffgemisch
einfacher gemacht, entlang der innenseitigen Fläche 72 des
Zylinderkopfs 70 zu strömen, um die Lufttasche 12 zu
betreten.
-
Eine
Zündkerzen- und Zylinderkopfbaugruppe hat eine Zündkerze
und einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Der Zylinderkopf
hat eine Bohrung und eine Fläche, die einer Brennkammer
der Kraftmaschine zugewandt ist, und an der sich die Bohrung öffnet.
Die Zündkerze ist in die Bohrung des Zylinderkopfs gepasst
und hat ein Metallgehäuse, einen in dem Metallgehäuse
gehaltenen Isolator, eine in dem Isolator gesicherte Mittelelektrode
und eine der Mittelelektrode über einen Funkenspalt zugewandte
Masseelektrode. Eine Endfläche des Metallgehäuses
hat eine Außenkante und eine Innenkante und ist von der
Außenkante zu der Innenkante in einer Richtung zu der Innenseite
einer zwischen dem Metallgehäuse und dem Isolator ausgebildeten
Lufttasche abgeschrägt. Die Außenkante der Endfläche des
Metallgehäuses steht von der Fläche des Zylinderkopfs
in die Brennkammer vor.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-165195 [0001]
- - JP 5-87274 [0007, 0061, 0090]