DE102019109681A1

DE102019109681A1 - Zündkerze einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102019109681A1
Application number: DE102019109681.2A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Tanaka; Fumiaki Aoki; Daisuke Shimamoto; Naoto Hayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2039-04-13
Also published as: US20190348821A1; US10594115B2; JP2019197708A; DE102019109681B4; JP7122860B2

Abstract

Bei einer Zündkerze ist ein Entladungsspalt zwischen einer Masseelektrode und einer Mittelelektrode ausgebildet. Die Masseelektrode besitzt einen stabförmigen Teil und einen gegenüberliegenden Teil. Der gegenüberliegende Teil ist der Mittelelektrode zugewandt und besitzt einen flachen Oberflächenteil und einen geneigten Oberflächenteil. Der geneigte Oberflächenteil ist auf einem Teil des gegenüberliegenden Teils in einer Erstreckungsrichtung der Masseelektrode ausgebildet und auf dem gegenüberliegenden Teil ausgebildet und entlang einer Breitenrichtung des gegenüberliegenden Teils von der Mittelelektrode allmählich getrennt bzw. beabstandet. Die Zündkerze weist ein Verhältnis V/W in einem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 auf. V bezeichnet eine Länge des gegenüberliegenden Teils gemessen in einer Spaltbildungsrichtung, in der die Mittelelektrode, der Entladungsspalt und der gegenüberliegende Teil der Reihe nach angeordnet sind. W bezeichnet eine Länge des gegenüberliegenden Teils in der Masseelektroden-Breitenrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Zündkerzen zur Verwendung in Verbrennungskraftmaschinen.
Hintergrund
Es wurden Zündkerzen zum Entzünden eines Kraftstoffgemischgases in Verbrennungskraftmaschinen, die auf Kraftfahrzeugen montiert sind, verwendet. Eine solche Zündkerze besitzt eine Struktur, bei der eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode entlang einer axialen Richtung der Zündkerze einander zugewandt angeordnet sind. Eine Zündkerze ist an einem Motorkopf bzw. Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine so montiert, dass ein vorderer Endteil der Zündkerze einem Inneren einer Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine zugewandt ist. In einem Entladungsspalt zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode der Zündkerze wird eine Funkenentladung erzeugt, um ein Kraftstoffgemischgas in der Brennkammer zu entzünden.
Beispielsweise hat die japanische Patentveröffentlichung des zugehörigen Stands der Technik mit der Nummer 2017-079171 eine Zündkerze mit einer Struktur offenbart, bei der eine Masseelektrode einen stabförmigen Teil und einen gegenüberliegenden Teil aufweist. Der stabförmige Teil der Masseelektrode erstreckt sich ausgehend von einem vorderen Endteil eines Zündkerzengehäuses in einer axialen Richtung der Zündkerze. Der gegenüberliegende Teil der Masseelektrode ist so ausgebildet, dass sich dieser ausgehend von dem stabförmigen Teil erstreckt und in einer Radiusrichtung der Zündkerze nach innen gekrümmt ist. Der gegenüberliegende Teil der Masseelektrode ist der Mittelelektrode in der axialen Richtung der Zündkerze zugewandt.
Der gegenüberliegende Teil der Masseelektrode ist aus einem flachen Oberflächenteil und einem geneigten Oberflächenteil aufgebaut. Der flache Oberflächenteil ist an der Masseelektrode entlang einer Richtung ausgebildet, die senkrecht zu der Axialrichtung der Zündkerze liegt. Der geneigte Oberflächenteil ist an einem Teil der Masseelektrode ausgebildet, der sich von dem gegenüberliegenden Teil erstreckt und von der Mittelelektrode entlang der axialen Richtung der Zündkerze getrennt ist.
Wenn der geneigte Oberflächenteil der Masseelektrode auf einer Stromabwärtsseite eines Kraftstoffgemischgases angeordnet ist, das in dem zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode ausgebildeten Entladungsspalt strömt, ermöglicht dies, die Zündfähigkeit der Zündkerze zu erhöhen, um das Kraftstoffgemischgas im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zu entzünden.
Das heißt, das Kraftstoffgemischgas in dem zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode ausgebildeten Entladungsspalt strömt gleichmäßig entlang des flachen Oberflächenteils und des geneigten Oberflächenteils der Masseelektrode.
Wenn das Kraftstoffgemischgas von dem Entladungsspalt in Richtung stromabwärts der Strömung des Kraftstoffgemischgases strömt, wird das Kraftstoffgemischgas entlang der vorderen Endseite allmählich gekrümmt und strömt auf der Stromabwärtsseite in Richtung hin zu dem vorderen Endteil entlang der axialen Richtung der Zündkerze. Entsprechend wird der bei dem Entladungsspalt erzeugte Entladungsfunke leicht in Richtung hin zu der vorderen Endseite um die Bodenseite des Entladungsspalts herum ausgedehnt bzw. verlängert und der erzeugte Entladungsfunke, der durch die Strömung des Kraftstoffgemischgases verlängert wird, wird von dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine getrennt bzw. weggeführt. Folglich wird die thermische Energie einer Flamme durch den Entladungsfunken erzeugt, wenn der Entladungsfunke das Kraftstoffgemischgas entzündet, und dies unterdrückt, dass die thermische Energie der Flamme durch den Zylinderkopf absorbiert wird, und vergrößert die Flamme von dem Entladungsfunken. Da das im Entladungsspalt strömende Kraftstoffgemischgas gleichmäßig entlang des flachen Oberflächenteils und des geneigten Oberflächenteils der Masseelektrode strömt, wird eine Störung der Kraftstoffgemischgasströmung verhindert und die Zündfähigkeit der Zündkerze zur Zündung des Kraftstoffgemischgases aufrechterhalten. Es besteht jedoch Verbesserungsbedarf hinsichtlich einer Struktur der Zündkerze, um die Zündfähigkeit der Zündkerze zur Zündung eines Kraftstoffgemischgases zu verbessern.
Kurzfassung
Es ist erwünscht, dass die vorliegende Offenbarung eine beispielhafte Ausführungsform bereitstellt, welche eine Zündkerze mit einer verbesserten Struktur vorsieht, die in der Lage ist, eine Zündfähigkeit der Zündkerze zum Zünden eines Kraftstoffgemischgases zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Zündkerze mit einem Zündkerzengehäuse in einer zylindrischer Gestalt, einem Isolator, einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode vorgesehen. Der Isolator besitzt eine zylindrische Gestalt und ist in einem Inneren des Zündkerzengehäuses angeordnet und von diesem getragen. Die Mittelelektrode ist in einem Inneren des Isolators getragen. Ein vorderer Endteil der Mittelelektrode steht vor. Die Masseelektrode ist so angeordnet, dass diese einen Entladungsspalt zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode bildet. Die Masseelektrode besitzt einen stabförmigen Teil und einen gegenüberliegenden Teil. Der stabförmige Teil erstreckt sich ausgehend von einem vorderen Endteil des Zündkerzengehäuses bei einem vorderen Endteil der Zündkerze. Der gegenüberliegende Teil besitzt eine gekrümmte Gestalt, die von dem stabförmigen Teil in einer Radiusrichtung der Zündkerze nach innen gekrümmt ist. Der gegenüberliegende Teil ist der Mittelelektrode zugewandt. Der gegenüberliegende Teil besitzt einen flachen bzw. ebenen Oberflächenteil und einen geneigten Oberflächenteil. Der flache Oberflächenteil weist eine flach gestaltete Oberfläche auf, welche der Seite der Mittelelektrode zugewandt ist. Der geneigte Oberflächenteil ist auf einem Teil des gegenüberliegenden Teils in einer Erstreckungsrichtung der Masseelektrode so ausgebildet, dass dieser entlang einer Breitenrichtung des gegenüberliegenden Teils von der Mittelelektrode allmählich getrennt bzw. beabstandet ist. Die Zündkerze besitzt ein Verhältnis V/W in einem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0, wobei V eine Länge des gegenüberliegenden Teils gemessen in einer Spaltbildungsrichtung angibt, in der die Mittelelektrode, der Entladungsspalt und der gegenüberliegende Teil der Reihe nach angeordnet sind, und W eine Länge des gegenüberliegenden Teils in der Breitenrichtung der Masseelektrode angibt.
Die Zündkerze besitzt die Masseelektrode, die aus dem flachen Oberflächenteil und dem geneigten Oberflächenteil aufgebaut ist. Insbesondere weist die Zündkerze das Verhältnis V/W in dem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 auf. Diese Struktur ermöglicht es, die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zur Zündung eines Kraftstoffgemischgases zu verbessern. Der spezifische Bereich des Verhältnisses V/W wird auf der Grundlage experimenteller Ergebnisse gestützt, die später im Detail erläutert werden.
Die vorliegende Offenbarung stellt die Zündkerze 1 mit der verbesserten Struktur und herausragender Zündfähigkeit bereit. Es ist möglich, die Zündkerze gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Typen von Verbrennungskraftmaschinen anzuwenden.
Figurenliste
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird exemplarisch unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, wobei:

1 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt einer Zündkerze gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine Draufsicht ist, welche einen vorderen Endteil der in 1 gezeigten Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
3 eine Seitenansicht ist, welche den vorderen Endteil der in 1 gezeigten Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
4 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der in 2 gezeigten Linie IV-IV zeigt;
5 eine Draufsicht ist, welche den vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer Modifikation der in 1 gezeigten ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
6 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt einer mit der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgestatteten Zündvorrichtung zeigt;
7 eine vergrößerte Draufsicht ist, welche eine Strömung eines durch einen Pfeil gekennzeichneten Kraftstoffgemischgases zeigt und eine schematische Struktur des vorderen Endteils der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
8 eine Ansicht ist, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in der Zündvorrichtung zeigt und einen Ausgangszustand einer Funkenentladung zeigt;
9 eine Ansicht ist, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in der Zündvorrichtung zeigt und den Ausgangszustand der Funkenentladung zeigt, die aufgrund einer Strömung des Kraftstoffgemischgases hin zu einer Stromabwärtsseite ausgedehnt bzw. verlängert ist;
10 eine Ansicht ist, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in der Zündvorrichtung zeigt, und welche zeigt, dass der Funke aufgrund der Strömung des Kraftstoffgemischgases nach stromabwärts geblasen wird und leicht in einer axialen Richtung der Zündkerze abgelenkt wird;
11 ein Diagramm ist, welches experimentelle Ergebnisse hinsichtlich einer Beziehung zwischen einem Verhältnis V/W und einem Magergrenzen-A/F-Verhältnis zeigt;
12 eine Draufsicht ist, welche einen vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
13 eine Draufsicht ist, welche einen vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
14 eine Seitenansicht ist, welche den vorderen Endteil der in 13 gezeigten Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
15 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine Masseelektrode der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
16 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der in 13 gezeigten Linie XVI-XVI zeigt;
17 eine Draufsicht ist, welche einen vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
18 eine Seitenansicht ist, welche den vorderen Endteil der in 17 gezeigten Zündkerze gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
19 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine Masseelektrode der Zündkerze gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
20 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der in 17 gezeigten Linie XX-XX zeigt;
21 eine Draufsicht ist, welche einen vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
22 eine Ansicht ist, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der in 21 gezeigten Linie XXII-XXII zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder Ziffern gleiche oder äquivalente Komponenten in den einzelnen Abbildungen.
Erste beispielhafte Ausführungsform
Es folgt eine Beschreibung einer Zündkerze 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4.
1 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 2 ist eine Draufsicht, welche einen vorderen Endteil der in 1 gezeigten Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Seitenansicht, welche den vorderen Endteil der in 1 gezeigten Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ein Zündkerzengehäuse 11, einen Isolator 12, eine Mittelelektrode 2 und eine Masseelektrode 3 auf.
Wie in 1 gezeigt ist, besitzt das Zündkerzengehäuse 11 eine zylindrische Gestalt. Der Isolator 12 besitzt eine zylindrische Gestalt und ist im Inneren des Zündkerzengehäuses 11 angeordnet und von diesem getragen. Die Mittelelektrode 2 ist im Inneren des Isolators 12 so getragen, dass ein vorderer Endteil der Mittelelektrode 2 außerhalb der Zündkerze 1 vorsteht.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist ein Entladungsspalt zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt ist, weist die Masseelektrode 3 einen stabförmigen Teil 31 (oder einen Vorsprung) und einen gegenüberliegenden Teil 32 auf. Der stabförmige Teil 31 erstreckt sich ausgehend von dem vorderen Endteil des Zündkerzengehäuses 11 in einer Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1. Der gegenüberliegende Teil 32 ist der Mittelelektrode 2 zugewandt und besitzt eine gekrümmte Gestalt, die von dem stabförmigen Teil 31 in einer Radiusrichtung der Zündkerze 1 nach innen gekrümmt ist. Der gegenüberliegende Teil 32 ist der Mittelelektrode 2 zugewandt.
4 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der in 2 gezeigten Linie IV-IV zeigt.
Wie in den 2 und 4 gezeigt ist, ist der gegenüberliegende Teil 32 der Masseelektrode 3 der Mittelelektrode 2 zugewandt. Der gegenüberliegende Teil 32 weist einen flachen Oberflächenteil 321 und einen geneigten Oberflächenteil 322 auf. Der flache Oberflächenteil 321 weist eine flach gestaltete Oberfläche auf. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der geneigte Oberflächenteil 322 auf einem Teil des gegenüberliegenden Teils 32 entlang einer Erstreckungsrichtung Y des gegenüberliegenden Teils 32 ausgebildet. Der geneigte Oberflächenteil 322 ist so ausgebildet, dass dieser von der Mittelelektrode 2 allmählich getrennt ist, das heißt, von dem flachen Oberflächenteil 321 in Richtung hin zu dem Endteil des gegenüberliegenden Teils 32 entlang einer Breitenrichtung des gegenüberliegenden Teils 32 allmählich getrennt bzw. beabstandet ist. Die Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 entspricht der Breitenrichtung X der Masseelektrode und wird auch so bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ein Verhältnis V/W in einem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 auf, wobei V eine Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in einer Spaltbildungsrichtung angibt, in der die Mittelelektrode 2, der Entladungsspalt 13 und der gegenüberliegende Teil 32 der Reihe nach angeordnet sind, und W eine Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 angibt.
Nun folgt eine detaillierte Beschreibung der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Im Folgenden wird eine Mittelachse der Zündkerze 1 auch als die Kerzenmittelachse bezeichnet. Die Richtung, in der sich die Kerzenmittelachse erstreckt, entspricht der Kerzenaxialrichtung Z. Eine Radiusrichtung der Zündkerze 1 wird als die Kerzenradiusrichtung bezeichnet.
Die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform kann beispielsweise als eine Zündvorrichtung von Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen und Heizkraftwerken usw. verwendet werden. In der Kerzenaxialrichtung Z ist ein erster Endteil der Zündkerze 1 elektrisch mit einer Zündspule (nicht gezeigt) verbunden, und ein zweiter Endteil der Zündkerze 1 ist in der Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine 101 angeordnet, wie in 6 gezeigt. In der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung entspricht der distale Endteil der Zündkerze 1 entlang der Kerzenaxialrichtung Z der Zündspule. Der vordere Endteil der Zündkerze 1 entspricht der Brennkammerseite der Verbrennungskraftmaschine 101.
Wie in 1 gezeigt, ist bei dem Zündkerzengehäuse 11 ein Befestigungsschraubteil bzw. -gewindeteil 111 ausgebildet, der mit einem Innengewindeloch 103 zusammengepasst wird, wie in 6 gezeigt, um die Zündkerze 1 an dem Zylinderkopfteil 102 zu montieren, wie in 6 gezeigt ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Isolator 12 so angeordnet, dass der vordere Endteil des Isolators 12 hin zu der vorderen Endseite des Zündkerzengehäuses 11 vorsteht. Der distale Endteil des Isolators 12 ist so angeordnet, dass der distale Endteil des Isolators 12 hin zu dem distalen Endteil des Zündkerzengehäuses 11 vorsteht. Der Isolator 12 ist durch das Zündkerzengehäuse 11 getragen. Die Mittelelektrode 2 der Zündkerze 1 ist in das Innere des Isolators 12 eingeführt und ist durch den Isolator 12 getragen.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Mittelelektrode 2 ein zentrales Elektrodenelement 21 und eine zentrale Elektrodenspitze 22 auf. Das zentrale Elektrodenelement 21 weist eine Struktur auf, bei der ein Metallelement, wie eine Ni-Legierung, um ein aus Kupfer hergestelltes Metallmaterial usw. ausgebildet ist. Das zentrale Elektrodenelement 21 weist im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt auf. Die Mittelachse des zentralen Elektrodenelements 21 ist im Wesentlichen gleich der Kerzenmittelachse.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist die zentrale Elektrodenspitze 22 auf dem vorderen Endteil des zentralen Elektrodenelements 21 ausgebildet und an diesem fixiert. Die zentrale Elektrodenspitze 22 ist aus einer Edelmetalllegierung, wie einer Ir-Legierung oder einer Pt-Legierung, hergestellt. Die zentrale Elektrodenspitze 22 weist im Wesentlichen eine Säulengestalt auf und ist im Durchmesser kleiner als das zentrale Elektrodenelement 21. Die Mittelachse der zentralen Elektrodenspitze 22 ist im Wesentlichen gleich der Kerzenmittelachse.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist ein vorderer Endteil 221 der zentralen Elektrodenspitze 22 als der vordere Endteil der Mittelelektrode 2 so angeordnet, dass dieser dem gegenüberliegenden Teil 32 der Masseelektrode 3 zugewandt ist, und bildet den Entladungsspalt 13.
Ein projizierter Kreis 221a ist durch die in 4 gezeigte gestrichelte Linie gekennzeichnet, auf die der vordere Endteil 221 der zentralen Elektrodenspitze 22 in der Kerzenaxialrichtung Z projiziert wurde.
Wie in 3 gezeigt, ist die Masseelektrode 3 aus einem metallischen Plattenelement hergestellt, das im Wesentlichen eine L-förmige Gestalt aufweist. Die Masseelektrode 3 wurde in einer Dickenrichtung davon gebogen. Wie in 2 gezeigt ist, stehen beide Seitenflächen 323 der Masseelektrode 3 in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32, das heißt, in der Masseelektroden-Breitenrichtung X, hin zu der Außenseite der Breitenrichtung der Masseelektrode 3 vor. Genauer gesagt, beide Seitenflächen 323 der Masseelektrode 3 weisen gekrümmte Oberflächen hin zu der Außenseite der Masseelektrode 3 auf.
Wie in 3 gezeigt ist, wird bei der Herstellung der Masseelektrode 3 ein metallisches Plattenelement in einer Richtung senkrecht zu seiner Längsrichtung gebogen. Dadurch ist es möglich, den stabförmigen Teil 31 und den gegenüberliegenden Teil 32 auszubilden, die bei dem gekrümmten Teil bzw. Bogenteil 33 miteinander verbunden sind. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Endteil der Masseelektrode 3 mit der zuvor erläuterten Struktur mit der vorderen Endoberfläche des Zündkerzengehäuses 11 am Endteil des stabförmigen Teils 31 in der Längsrichtung der Masseelektrode 3 verbunden, das heißt fixiert. Die Masseelektrode 3 ist beispielsweise aus einer Legierung auf Ni (Nickel)-Basis hergestellt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, erstreckt sich der stabförmige Teil 31 von dem Zündkerzengehäuse 11 in der Kerzenaxialrichtung Z. Eine Dickenrichtung des stabförmigen Teils 31 entspricht der Kerzenradiusrichtung. Der gegenüberliegende Teil 32 erstreckt sich ausgehend von dem vorderen Endteil des stabförmigen Teils 31 in der Kerzenradiusrichtung über den gekrümmten Teil 33. Eine Dickenrichtung des gegenüberliegenden Teils 32 entspricht der Kerzenaxialrichtung Z.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der gegenüberliegende Teil 32 dem vorderen Endteil 221 der zentralen Elektrodenspitze 22 in der Kerzenaxialrichtung Z zugewandt. Das heißt, die Spaltbildungsrichtung des zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 gebildeten Entladungsspalts entspricht der Kerzenaxialrichtung Z.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform das Verhältnis V/W in einem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 auf, wobei V eine Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Spaltbildungsrichtung angibt, in der die Mittelelektrode 2, der Entladungsspalt 13 und der gegenüberliegende Teil 32 der Reihe nach angeordnet sind, und W eine Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X angibt. Das Bezugszeichen V gibt eine maximale Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Kerzenaxialrichtung Z an.
5 ist eine Draufsicht, welche den vorderen Endteil der Zündkerze gemäß einer Modifikation der in 1 gezeigten ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Bei einer Struktur, bei der eine Masseelektrodenspitze 34 aus einer Edelmetalllegierung usw. hergestellt und mit dem flachen Oberflächenteil 321 des gegenüberliegenden Teils 32 verbunden ist, gibt das Bezugszeichen V die maximale Länge des gegenüberliegenden Teils 32 an, welche keine Masseelektrodenspitze 34 in der Kerzenaxialrichtung Z umfasst. Das Bezugszeichen W gibt die maximale Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 an.
Ferner weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W < 1,7. Die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform weist ferner das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W < 1,0 auf.
Wie in 2 und 4 gezeigt ist, weist die distale Endoberfläche des gegenüberliegenden Teils 32 den flachen Oberflächenteil 321 und den geneigten Oberflächenteil 322 auf. Der flache Oberflächenteil 321 weist eine flache Oberflächengestalt auf und ist auf der flachen Oberfläche der Seitenfläche 323 der Masseelektrode 3 (im Folgenden die Masseseitenfläche 323) ausgebildet, die senkrecht zu der Kerzenaxialrichtung Z ist.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist der flache Oberflächenteil 321 so ausgebildet, dass dieser dem vorderen Endteil 221 der zentralen Elektrodenspitze 22 in der Spaltbildungsrichtung zugewandt ist, die im Wesentlichen der Kerzenaxialrichtung Z entspricht. In der ersten beispielhaften Ausführungsform ist der flache Oberflächenteil 321 der Gesamtfläche des vorderen Endteils 221 der zentralen Elektrodenspitze 22 in der Kerzenaxialrichtung Z zugewandt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist der geneigte Oberflächenteil 322 eine gekrümmte Gestalt auf und ist von der Seite der Mittelelektrode 2 in der Kerzenaxialrichtung Z entgegengesetzt zu der Ausbildungsrichtung des flachen Oberflächenteils 321 allmählich getrennt bzw. beabstandet. Mit anderen Worten, der geneigte Oberflächenteil 322 ist ausgehend von dem Endteil 322b hin zu dem anderen Endteil 322a an dem gegenüberliegenden Teil 32 ausgebildet und weist eine konvex gekrümmte Oberfläche hin zu der Seite der Mittelelektrode 2 auf. In der ersten beispielhaften Ausführungsform weist der geneigte Oberflächenteil 322 die gekrümmte Gestalt auf, deren Krümmung bei der Trennung bzw. ausgehend von dem flachen Oberflächenteil 321 hin zu dem anderen Endteil 322a des geneigten Oberflächenteils 322 allmählich zunimmt. Der flache Oberflächenteil 321 und der geneigte Oberflächenteil 322 werden zu einem monolithischen Teil mit einer glatten Oberfläche zusammengebaut. Der geneigte Oberflächenteil 322 kann durch Schneiden eines rechteckigen Stabelements hergestellt werden, das auch zum Ausbilden der Masseelektrode 3 verwendet wird.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der geneigte Oberflächenteil 322 im Seitenbereich des gegenüberliegenden Teils 32 entgegen der Erstreckungsrichtung Y des gegenüberliegenden Teils 32 ausgebildet. Der geneigte Oberflächenteil 322 ist so ausgebildet, dass dieser mit einer Masseelektroden-Endoberfläche 327 verbunden ist, die in der Erstreckungsrichtung Y des gegenüberliegenden Teils 32 betrachtet entgegengesetzt zu dem Endteil der Seite des gekrümmten Teils 33 liegt.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der geneigte Oberflächenteil 322 in dem Bereich von der Außenseite des projizierten Kreises 221a, der durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, hin zu dem anderen Endteil des gegenüberliegenden Teils 32 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, befindet sich eine Grenzlinie zwischen dem flachen Oberflächenteil 321 und dem geneigten Oberflächenteil 322 entlang der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 betrachtet außerhalb des projizierten Kreises 221a.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, ist der Endteil 322a des geneigten Oberflächenteils 322, der von der Masseelektroden-Breitenrichtung X aus betrachtet entgegengesetzt zu der Seite des flachen Oberflächenteils 321 liegt, mit der Masseseitenfläche 323 bei der Masseelektrode 3 verbunden.
Der geneigte Oberflächenteil 322 ist so ausgebildet, dass der Endteil 322a des geneigten Oberflächenteils 322, der in der Masseelektroden-Breitenrichtung X betrachtet entgegengesetzt zu dem auf der Seite des flachen Oberflächenteils 321 ausgebildeten Endteil 322b liegt, bei einer Betrachtung von einer zentralen Position des gegenüberliegenden Teils 32 in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 an einem vorderen Teil angeordnet ist. Das heißt, der Endteil 322b des geneigten Oberflächenteils 322, der in der Masseelektroden-Breitenrichtung X betrachtet auf der Seite des flachen Oberflächenteils 321 ausgebildet ist, ist bei Betrachtung von der Mittellinie des gegenüberliegenden Teils 32 in der Kerzenaxialrichtung Z auf der Seite der Mittelelektrode 2 ausgebildet (siehe 3), und der andere Endteil 322a des geneigten Oberflächenteils 322a ist bei Betrachtung von der Mittellinie des gegenüberliegenden Teils 32 in der Kerzenaxialrichtung Z auf der Bodenseite des gegenüberliegenden Teils 32 ausgebildet (siehe 3).
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Widerstandsteil 15 in einem Glasdichtungsteil 14 mit einer leitenden Eigenschaft auf der distalen Endseite der Mittelelektrode 2 im Inneren des Isolators 12 angeordnet.
Es ist möglich, das Widerstandsteil 15 durch Erwärmen und Versiegeln einer Widerstandsmasse herzustellen, die ein Widerstandselement und Glaspulver enthält. Das Widerstandselement kann Kohlenstoff- oder Keramikpulvern entsprechen. Es ist auch möglich, ein Widerstandselement vom Einsatztyp einzusetzen.
Das Glasdichtungsteil 14 ist aus einem Kupferglas hergestellt. Das Kupferglas ist aus einer Mischung aus Glas und Kupfer hergestellt. Auf der distalen Endseite des Widerstandsteils 15 ist ein Schaft 17 über eine aus Kupferglas hergestellte Glasdichtung 16 angeordnet.
Es folgt eine Beschreibung einer Zündvorrichtung 10, die mit der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgerüstet ist, mit Bezug auf 6. Die Zündvorrichtung 10 ist an einer Verbrennungskraftmaschine montiert.
6 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündvorrichtung 10 zeigt, die mit der in 1 gezeigten Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ausgerüstet ist.
Die Zündkerze 1 besitzt einen Befestigungsschraub- bzw. gewindeteil 111, der mit einem in dem Zylinderkopf 102 der Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Innengewindeloch 103 verschraubt ist. Dadurch ist es möglich, die Zündkerze 1 an dem Zylinderkopf 102 zu befestigen, so dass der vordere Endteil der Zündkerze 1 im Inneren der Brennkammer 101 der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.
7 ist eine vergrößerte Draufsicht, welche eine mit dem Pfeil gekennzeichnete Strömung eines Kraftstoffgemischgases zeigt. 7 zeigt eine schematische Struktur des vorderen Endteils der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 7 gezeigt ist, ist die Zündkerze 1 in der Brennkammer 101 so angeordnet, dass der geneigte Oberflächenteil 322 auf der Stromabwärtsseite des den Entladungsspalt 13 durchlaufenden Kraftstoffgemischgases vom flachen Oberflächenteil 321 aus betrachtet in der Masseelektroden-Breitenrichtung X angeordnet ist. Das heißt, der geneigte Oberflächenteil 322 ist so angeordnet, dass dieser von der Seite der Mittelelektrode 2 entlang der Richtung der Strömung F des Kraftstoffgemischgases und in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 getrennt bzw. beabstandet ist.
Die Strömung F des Kraftstoffgemischgases strömt zum Maschinenzündzeitpunkt hin zu dem vorderen Endteil der Zündkerze 1. Im Folgenden zeigt die Strömung F des Kraftstoffgemischgases die Strömung des Kraftstoffgemischgases an, das zum Maschinenzündzeitpunkt den vorderen Endteil der Zündkerze 1 passiert. Die Strömung F des Kraftstoffgemischgases passiert von der Stromaufwärtsseite auf der linken Seite hin zu der Stromabwärtsseite auf der rechten Seite, wie in 7 gezeigt ist.
Es ist möglich, die Befestigungs- bzw. Anbaurichtung der Zündkerze 1 an der Verbrennungskraftmaschine durch Anpassen der Richtung des im Zündkerzengehäuse 11 ausgebildeten Befestigungsgewindeteils 111 unter Berücksichtigung der Strömung F des Kraftstoffgemischgases in der Brennkammer 101 der Verbrennungskraftmaschine anzupassen.
Die Strömung F des Kraftstoffgemischgases um den Entladungsspalt 13 zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Auf der Stromaufwärtsseite der Strömung F des Kraftstoffgemischgases bei einer Betrachtung ausgehend von dem Entladungsspalt 13 strömt das Kraftstoffgemischgas in der Masseelektroden-Breitenrichtung X. Wenn die Zündkerze 1 in der zuvor beschriebenen Richtung an der Brennkammer 101 befestigt ist, strömt die Strömung F des Kraftstoffgemischgases gleichmäßig entlang des flachen Oberflächenteils 321 und des geneigten Oberflächenteils 322, wenn das Kraftstoffgemischgas in dem Entladungsspalt 13 passiert. Entsprechend wird, wie durch den in 7 gezeigten Pfeil angegeben ist, die Strömung F des Kraftstoffgemischgases an der vorderen Endseite der Zündkerze 1 von der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 aus betrachtet allmählich hin zu der Stromabwärtsseite gekrümmt. Auf der Stromabwärtsseite strömt die Strömung F des Kraftstoffgemischgases entlang der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 hin zu der vorderen Endseite der Zündkerze 1, wie durch den in 7 dargestellten Pfeil angegeben ist.
Nun wird das Phänomen einer Ausdehnung einer in dem Entladungsspalt 13 erzeugten Funkenentladung S durch die Strömung F des Kraftstoffgemischgases unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben.
8 ist eine Ansicht, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform bei der Zündvorrichtung und einen Ausgangszustand der Funkenentladung S zeigt.
Wie in 8 gezeigt ist, wird die Funkenentladung S in dem Entladungsspalt 13 erzeugt, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 angelegt wird. Die Funkenentladung S wird zu dem Ausgangszustand der Funkenentladung S zwischen dem vorderen Endteil 221 der Mittelelektrodenspitze 22 und dem flachen Oberflächenteil 321 der Masseelektrode 3 auf einfache Art und Weise erzeugt. Das heißt, da zwischen dem vorderen Endteil 221 und dem flachen Oberflächenteil 321 in dem Entladungsspalt 13 zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 ein Minimalabstandsspalt ausgebildet ist, tritt die Funkenentladung bei dem Minimalabstandsspalt, der zwischen dem vorderen Endteil 221 und dem flachen Oberflächenteil 321 ausgebildet ist, im Anfangszustand der Funkenentladung auf einfache Art und Weise auf. Im Folgenden wird der Startpunkt der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode 3 als der Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Masseelektrodenseite bezeichnet.
9 ist eine Ansicht, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in der Zündvorrichtung zeigt. 9 zeigt den Ausgangszustand der Funkenentladung S, die aufgrund der Strömung F des Kraftstoffgemischgases in Richtung hin zu der Stromabwärtsseite erstreckt ist.
Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, wird der Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Masseelektrodenseite durch die Strömung F des Kraftstoffgemischgases ausgehend von dem flachen Oberflächenteil 321 in Richtung hin zu der Stromabwärtsseite bewegt bzw. verschoben und erreicht schließlich den Grenzteil zwischen dem flachen Oberflächenteil 321 und dem geneigten Oberflächenteil 322, das heißt, dieser erreicht den Endteil 322b des geneigten Oberflächenteils 322.
10 ist eine Ansicht, welche eine vergrößerte Draufsicht um den vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in der Zündvorrichtung zeigt. 10 zeigt die Funkenentladung S, die in einer Richtung bewegt wurde, die im Wesentlichen parallel zu der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 ist.
Wie in den 9 und 10 gezeigt ist, wird der Startpunkt S1 der Funkenentladung S aufgrund der Strömung F des Kraftstoffgemischgases weiter entlang des geneigten Oberflächenteils 322 hin zu der Stromabwärtsseite bewegt. Dieses Phänomen ermöglicht es, einen Abstand zwischen dem Startpunkt S1 der Funkenentladung S und der aktuellen Position der Funkenentladung S allmählich zu vergrößern und den Bereich der Funkenentladung S hin zu der Stromabwärtsseite zu erweitern.
Wie in 10 gezeigt ist, wird die Funkenentladung S, wenn die erweiterte bzw. expandierte Funkenentladung S den anderen Endteil 322a des geneigten Oberflächenteils 322 erreicht, der entgegengesetzt zu dem Endteil 322b des geneigten Oberflächenteils 322 liegt, der sich in der Masseelektroden-Breitenrichtung X auf der Seite des flachen Oberflächenteils 321 befindet, etwa hin zum vorderen Endteil der Zündkerze 1 in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 ausgedehnt, das heißt, um vom Zylinderkopf 102 getrennt zu werden. Wie zuvor beschrieben wurde, beginnt sich das Kraftstoffgasgemisch durch die Funkenentladung S zu entzünden, während die Funkenentladung S durch die Strömung F des Kraftstoffgemischgases expandiert wird.
Bei der Zündkerze 1 gemäß der zuvor beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform ist es möglich, den Entladungsbereich zu vergrößern, da der Startpunkt S1 der Funkenentladung S durch die Strömung F des Kraftstoffgemischgases bewegt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass zu einem früheren Zeitpunkt zwischen Teilen der Funkenentladung S ein Kurzschluss auftritt, wenn die Funkenentladung S hin zu der Stromabwärtsseite der Strömung F des Kraftstoffgemischgases expandiert wird. Entsprechend ist die Funkenentladung S so groß wie möglich zu expandieren. Da die Funkenentladung S stark expandiert wird, wenn die Funkenentladung S vom Zylinderkopf 102 getrennt wird, ist es möglich zu verhindern, dass der Zylinderkopf 102 die thermische Energie der Flamme absorbiert, die erzeugt wurde, wenn die Funkenentladung S das Kraftstoffgemischgas entzündet. Dadurch ist es möglich, die Flamme zu fördern, die erzeugt wird, wenn die Funkenentladung S das Kraftstoffgemischgas entzündet.
Ferner weist die verbesserte Struktur der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform das Verhältnis V/W in dem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 auf, wobei V die Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Spaltbildungsrichtung angibt, in der die Mittelelektrode 2, der Entladungsspalt 13 und der gegenüberliegende Teil 32 der Reihe nach angeordnet sind, und W die Länge des gegenüberliegenden Teils 32 in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 angibt. Dadurch kann verhindert werden, dass durch die Vergrößerung des gegenüberliegenden Teils 32 und des Vorsprungteils der Masseelektrode 3 in der Expansionsrichtung der Funkenentladung S ein Kurzschluss zwischen einem Teil der Funkenentladung S und einem Teil der Masseelektrode 3 erzeugt wird.
Anschließend wird das Verhalten und Effekte der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
Die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform weist die Masseelektrode 3 auf, die aus dem flachen Oberflächenteil 321 und dem geneigten Oberflächenteil 322 aufgebaut ist. Die Zündkerze 1 weist die verbesserte Struktur auf, die das Verhältnis V/W in dem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 besitzt. Die verbesserte Struktur ermöglicht es, die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zur Zündung des Kraftstoffgemischgases zu verbessern. Verschiedene Bereiche des Verhältnisses V/W wurden auf der Grundlage einer Mehrzahl von experimentellen Ergebnissen gestützt, die später erläutert werden.
Der geneigte Oberflächenteil 322 ist in der Erstreckungsrichtung Y auf einem Teil des gegenüberliegenden Teils 32 der Masseelektrode 3 ausgebildet. Wie in 3 gezeigt ist, ist in der Erstreckungsrichtung Y zwischen dem geneigten Oberflächenteil 322 und einem Teil des gegenüberliegenden Teils 32, der an den geneigten Oberflächenteil 322 angrenzt, nicht auf der Seite des stabförmigen Teils 31 der Masseelektrode 3, ein stufenförmiger Teil 35 ausgebildet. Entsprechend verhindert die Struktur des stufenförmigen Teils 35, dass der Startpunkt S1 der Funkenentladung S aufgrund der Strömung F des Kraftstoffgemischgases in der Längsrichtung der Masseelektrode 3 in Richtung hin zu der Seite des stabförmigen Teils 31 bewegt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass sich der Startpunkt S1 der Funkenentladung S entlang des stabförmigen Teils 31 hin zu dem distalen Endteil der Zündkerze 1 ausdehnt. Dadurch ist es möglich, die Funkenentladung S auf einfache Art und Weise von der Seite des Zylinderkopfes 102 weg zu expandieren.
Ferner weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W <= 1,7 auf. Noch weiter weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W > 1,0 auf. Dadurch kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 weiter verbessert werden. Die spezifischen Bereiche des Verhältnisses V/W wurden auf der Grundlage verschiedener experimenteller Ergebnisse erhalten, die später erläutert werden.
Bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist der flache Oberflächenteil 321 bei der Masseelektrode 3 so ausgebildet, dass die Mittelachse des flachen Oberflächenteils 321 und die Mittelachse der vorderen Endfläche der Mittelelektrode 2 in der Spaltbildungsrichtung, in welcher der Entladungsspalt zwischen der Mittelelektrode 2 und der Masseelektrode 3 ausgebildet ist, zusammenfallen. Dies ermöglicht es, den Spalt zwischen der vorderen Endfläche der Mittelelektrode 2 und dem auf der Masseelektrode 3 ausgebildeten flachen Oberflächenteil 321 auf einfache Art und Weise zu verkürzen und die Funkenentladung S in dem Ausgangszustand davon auf einfache Art und Weise zwischen der vorderen Endfläche der Mittelelektrode 2 und dem flachen Oberflächenteil 321 zu erzeugen. Die Erzeugung der Funkenentladung S um den flachen Oberflächenteil 321 herum ermöglicht es, das Auftreten einer Abrasion bzw. Abnutzung bei einem Teil der Masseelektrode 3 zu verhindern.
Andererseits wird bei einer Struktur einer Zündkerze des zugehörigen Stands der Technik, bei der auf der Oberfläche der Masseelektrode 3 auf der Seite der Mittelelektrode 2 ein Eckteil ausgebildet ist und der vordere Endteil der Mittelelektrode 2 und der Eckteil der Masseelektrode 3 in der Spaltbildungsrichtung zusammenfallen, die Funkenentladung S auf einfache Art und Weise um den Eckteil erzeugt, da elektrische Felder an dem Eckteil konzentriert werden. Da die Funkenentladung bei dieser Struktur auf einfache Art und Weise wiederholend am Eckteil der Masseelektrode 3 erzeugt wird, ist es möglich, eine Abnutzung der Masseelektrode 3 fördern.
Wie zuvor beschrieben ist, weisen die Masseelektrode 3 und die Mittelelektrode 2 bei der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform mit der verbesserten Struktur keinen Teil auf, bei dem elektrische Felder konzentriert sind. Mit anderen Worten, da der flache Oberflächenteil 321 der Masseelektrode 3 keinen Teil aufweist, an dem elektrische Felder konzentriert sind, ist es möglich, zu verhindern, dass die Funkenentladung an einem Teil auf dem flachen Oberflächenteil 321 konzentriert wird, und eine lokale Abnutzung an dem flachen Oberflächenteil 321 der Masseelektrode 3 zu verhindern.
Wie zuvor im Detail beschrieben wurde, stellt die erste beispielhafte Ausführungsform die Zündkerze 1 mit der verbesserten Struktur und verbesserter Zündfähigkeit bereit. Es ist möglich, die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform in verschiedenen Arten von Verbrennungskraftmaschinen zu verwenden.
(Experimentelle Ergebnisse)
Es wurden verschiedene Experimente durchgeführt. In den Experimenten wurden acht Zündkerzen (Prüfmuster 1 bis 8) vorbereitet und evaluiert, die jeweils die Masseelektrode 3 mit unterschiedlicher Struktur besaßen. Die Experimente ermittelten die Zündfähigkeit von jedem der Prüfmuster 1 bis 8 auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von dessen Luft/Kraftstoff (A/F)-Grenzwert. Der A/F-Grenzwert stellt einen Grenzwert des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses dar, wenn eine korrekte Verbrennung erzeugt wurde. Je größer der A/F-Grenzwert ist, desto höher ist die Verbrennungsleistung der Zündkerze. Die korrekte Verbrennung stellt eine variable Verbrennungsrate von nicht mehr als 3 % dar. Die variable Verbrennungsrate stellt einen Wert von [(eine Standardabweichung/Durchschnittswert) × 100 % eines durchschnittlichen effektiven Drucks Pmi] dar.
Tabelle 1 zeigt die Struktur von jedem der Prüfmuster 1 bis 8. Das heißt, jedes der Prüfmuster 1 bis 8 besaß eine andere Struktur. Jedes der acht Prüfmuster 1 bis 8 weist eine Grundstruktur auf, die der Grundstruktur der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform entsprach. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, weist jedes der acht Prüfmuster 1 bis 8 den gegenüberliegenden Teil 32 mit einer unterschiedlichen Länge V, gemessen in der Kerzenaxialrichtung Z, und mit einer unterschiedlichen Länge W, gemessen in der Masseelektroden-Breitenrichtung X, das heißt, in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32, auf. Jedes der acht Prüfmuster 1 bis 8 besaß einen Teil des gegenüberliegenden Teils 32, bei dem kein geneigter Oberflächenteil 322 ausgebildet war, und besitzt bei einer Betrachtung in der Richtung senkrecht zu der Erstreckungsrichtung Y den gleichen Querschnittsbereich.
Der Querschnittsbereich des Teils des gegenüberliegenden Teils 32, bei dem kein geneigter Oberflächenteil 322 ausgebildet war und der senkrecht zu der Erstreckungsrichtung Y ist, entspricht einem Querschnittsbereich der Masseelektrode 3 senkrecht zu der Längsrichtung der Masseelektrode 3 der Zündkerze 1.

Tabelle 1

Prüfmuster V/W V(mm) W(mm)

1 0,4 1,2 3

2 0,5 1,4 2,8

3 1 2 2

4 1,7 2,6 1,5

5 1,9 2,2 1,17

6 2 1,5 0,75

7 2,4 3,1 1,3

8 3,7 3,7 1
Die Prüfmuster 1 bis 8 wurden so ausgebildet, dass die laterale Länge des geneigten Oberflächenteils 322 umso länger ist, je kleiner das Verhältnis V/W ist (das heißt, wenn der gegenüberliegende Teil 32 lateral bzw. seitlich breit wird), und dass andererseits die vertikale Länge des geneigten Oberflächenteils 322 umso länger ist, je größer das Verhältnis V/W ist (das heißt, wenn der gegenüberliegende Teil 32 vertikal lang wird). Entsprechend weist das Prüfmuster 1 mit dem Verhältnis V/W eines kleinen Wertes eine lange laterale Gestalt auf. Andererseits weist das Prüfmuster 8 mit dem Verhältnis V/W eines großen Wertes eine lange vertikale Gestalt auf.
In den Experimenten wurde jedes der Prüfmuster 1 bis 8 auf einem 2500 ccm Benzinmotor montiert. Jedes der Prüfmuster 1 bis 8 wurde an dem Benzinmotor so montiert, dass die Erstreckungsrichtung Y des gegenüberliegenden Teils 32 zu dem gekrümmten Teil 33 bei der Masseelektrode 3 senkrecht zur Strömung F des Kraftstoffgemischgases in dem Entladespalt 13 wird. Ferner wurde jedes der Prüfmuster 1 bis 8 am mittleren Teil der Brennkammer des Benzinmotors angeordnet.
Die Experimente erfassten eine Verbrennungsvariation basierend auf Ausgangswerten eines Verbrennungsdrucksensors beim Ändern des A/F-Wertes, und diese erfassten den A/F-Grenzwert. Die Prüfmuster 1 bis 8 hatten in jedem Prüfzyklus die gleichen Verbrennungsbedingungen. Das heißt, die Experimente verwendeten die gleichen Bedingungen, das heißt, die gleiche Ansaugluftmenge, die gleiche Kraftstoffeinspritzmenge, die gleiche Öffnungs-/Schließzeit von Einlass- und Auslassventilen, die gleiche Motordrehzahl von 2800 U/min und den gleichen durchschnittlichen effektiven Druck Pmi von 500 kPa.
11 ist ein Diagramm, welches die experimentellen Ergebnisse der Prüfmuster 1 bis 8 bezüglich des Verhältnisses zwischen dem Verhältnis V/W und dem Magergrenzen-A/F-Verhältnis zeigt.
Aus den in 11 dargestellten experimentellen Ergebnissen ist deutlich zu erkennen, dass die Prüfmuster 2 bis 6, die das Verhältnis V/W in dem Bereich von 0,5 <= V/W <= 2,0 aufweisen, ein hohes Magergrenzen-A/F-Verhältnis von nicht weniger als 24,5 besitzen.
Aus den in 11 gezeigten experimentellen Ergebnissen ist ersichtlich, dass das Magergrenzen-A/F-Verhältnis leicht zu erhöhen ist, wenn das Verhältnis V/W nicht größer als 1,7 ist (V/W <= 1,7), da das Magergrenzen-A/F-Verhältnis drastisch sinkt, wenn das Verhältnis V/W größer als 1,7 ist.
Ferner ist aus den in 11 gezeigten experimentellen Ergebnissen ersichtlich, dass das Magergrenzen-A/F-Verhältnis leicht zu erhöhen ist, wenn das Verhältnis V/W nicht kleiner als 1,0 ist (V/W >= 1,0), da das Magergrenzen-A/F-Verhältnis drastisch sinkt, wenn das Verhältnis V/W kleiner als 1,0 ist.
Noch weiter ist aus den in 11 gezeigten experimentellen Ergebnissen ersichtlich, dass ein höheres Magergrenzen-A/F-Verhältnis erhalten werden kann, wenn das Verhältnis V/W in dem Bereich von 1,0 <= V/W <= 1,7 liegt, da die Prüfmuster 3 und 4, die das Verhältnis V/W in dem Bereich von 1,0 <= V/W <= 1,7 aufweisen, ein hohes Magergrenzen-A/F-Verhältnis von nicht weniger als 25 aufweisen.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Es erfolgt eine Beschreibung der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 12.
12 ist eine Draufsicht, welche den vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 12 gezeigt ist, unterscheidet sich die Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform hinsichtlich der Gestalt des geneigten Oberflächenteils von der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 12 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine verbesserte Struktur auf, bei der ein geneigter Oberflächenteil 322-1 den Endteil 322b (als einen ersten Endteil) und den anderen Endteil 322c (als einen zweiten Endteil) aufweist. Der erste Endteil 322b des geneigten Oberflächenteils 322-1 ist mit einem Endteil des flachen Oberflächenteils 321 in der Breitenrichtung X des gegenüberliegenden Teils 32 verbunden. Der zweite Endteil 322c des geneigten Oberflächenteils 322-1 ist mit einem Endteil auf einer Rückfläche 324 des gegenüberliegenden Teils 32 verbunden, die entgegengesetzt zu einer Frontfläche (als der flache Oberflächenteil 321) des gegenüberliegenden Teils 32, die in der Spaltbildungsrichtung hin zu der Seite der Mittelelektrode 2 weist, das heißt, in der Kerzenaxialrichtung Z, liegt.
Der geneigte Oberflächenteil 322-1 ist so ausgebildet, dass der zweite Endteil 322c des geneigten Oberflächenteils 322-1 entgegengesetzt zu der Seite des flachen Oberflächenteils 321 am gegenüberliegenden Teil 32 mit der Rückfläche 324 der Masseelektrode 3 verbunden ist. Die Rückfläche 324 der Masseelektrode 3 entspricht der bodenseitigen Oberfläche der Masseelektrode 3, die in der Spaltbildungsrichtung, das heißt, in der Kerzenaxialrichtung Z, entgegengesetzt zu der Frontfläche des gegenüberliegenden Teils 32 liegt. Mit anderen Worten, der erste Endteil 322b des geneigten Oberflächenteils 322-1 ist mit dem flachen Oberflächenteil 321 verbunden, und der zweite Endteil 322c des geneigten Oberflächenteils 322-1 ist mit der Rückfläche 324 der Masseelektrode 3 verbunden.
Andere Komponenten der Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie diese der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Die gleichen Komponenten zwischen der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen und Symbolen bezeichnet. Die Erläuterung dieser gleichen Komponenten zwischen der ersten beispielhaften Ausführungsform und der zweiten beispielhaften Ausführungsform entfällt hier der Kürze halber.
Die Struktur des bei der Masseelektrode 3 ausgebildeten geneigten Oberflächenteils 322-1 ermöglicht es, den Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode leicht in Richtung hin zu der vorderen Endseite der Masseelektrode 3 zu bewegen bzw. zu verschieben. Dadurch ist es möglich, den Abstand zwischen dem Startpunkt S1 der Funkenentladung S an der Masseelektrode 3 und dem Startpunkt der Funkenentladung an der Mittelelektrode 2 einfach zu halten. Dies ermöglicht, dass die Größe der Funkenentladung S hin zu der vorderen Endseite zur vorderen Endseite zunimmt. Entsprechend ist es möglich, dass die Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine verbesserte Zündfähigkeit aufweist.
Darüber hinaus weist die Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform das gleiche Verhalten und die gleichen Effekte wie die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf.
Dritte beispielhafte Ausführungsform
Er erfolgt eine Beschreibung der Zündkerze gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 13 bis 16.
Die Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Gestalt des geneigten Oberflächenteils von der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
13 ist eine Draufsicht, welche den vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 14 ist eine Seitenansicht, welche den vorderen Endteil der in 13 gezeigten Zündkerze 1 zeigt. 15 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Masseelektrode 3 der in 13 gezeigten Zündkerze 1 zeigt. 16 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der in 13 gezeigten Linie XVI-XVI zeigt.
Wie in den 13 bis 16 gezeigt ist, ist in dem geneigten Oberflächenteil 322 der Masseelektrode 3 bei der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform ein Vertiefungsteil 325 ausgebildet. Der Vertiefungsteil 325 ist von dem Endteil des flachen Oberflächenteils 321 hin zu dem Endteil der Rückfläche der Masseelektrode 3 kontinuierlich ausgebildet. Der Vertiefungsteil 325 ist durch die in 13 gezeigte gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Wie in 15 gezeigt ist, weist der geneigte Oberflächenteil 322 die gekrümmte Gestalt auf und der Vertiefungsteil 325 weist eine Nutgestalt auf und ist in seiner Längsrichtung hin zu dem gekrümmten Teil des geneigten Oberflächenteils 322 ausgebildet. Der Vertiefungsteil 325 ist bei einer Trennung von dem flachen Oberflächenteil 321 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X hin zu dem vorderen Endteil entlang der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 offen. Das heißt, der Vertiefungsteil 325 ist hin zu der Normalenlinie des geneigten Oberflächenteils 322 offen.
Wie in den 14 bis 16 gezeigt ist, sind die Randteile 325a bei dem Öffnungsteil des Vertiefungsteils 325 ausgebildet. Wie in 15 gezeigt ist, sind die beiden in der Erstreckungsrichtung Y des Vertiefungsteils 325a ausgebildeten Randteile 325a entlang der Krümmungsrichtung des geneigten Oberflächenteils 322 ausgebildet. Das heißt, beide Randteile 325a, die auf den beiden Seiten des Vertiefungsteils 325 in der Erstreckungsrichtung Y ausgebildet sind, sind bei einer Trennung von dem flachen Oberflächenteil 321 der Masseelektrode 3 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X hin zu der vorderen Endseite in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 gekrümmt.
Wie in 16 gezeigt ist, ist der Vertiefungsteil 325 bei einem Bereich ausgebildet, der in der Masseelektroden-Breitenrichtung X benachbart zu dem projizierten Kreis 221a der vorderen Endoberfläche 221 liegt. Der Vertiefungsteil 325 ist bei einer Betrachtung ausgehend von dem mittleren Teil des geneigten Oberflächenteils 322 in der Erstreckungsrichtung Y auch in dem Bereich entgegengesetzt zu der Seite des gekrümmten Teils 33 ausgebildet.
Andere Komponenten der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie diese der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Die gleichen Komponenten zwischen der ersten beispielhaften Ausführungsform und der dritten beispielhaften Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen und Symbolen bezeichnet. Die Erläuterung dieser gleichen Komponenten zwischen der ersten beispielhaften Ausführungsform und der dritten beispielhaften Ausführungsform entfällt hier der Kürze halber.
Da die Struktur der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform eine Konzentration elektrischer Felder um die Randteile 325a des Vertiefungsteils 325 ermöglicht, ist es möglich, den Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode 3 leicht und stabil zu bewegen bzw. zu verschieben. Diese Struktur ermöglicht es, den Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode 3 auf einfache Art und Weise von dem Startpunkt der Funkenentladung auf der Seite der Mittelelektrode 2 zu trennen. Ferner ermöglicht diese Struktur eine Verbesserung der Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zur Zündung des Kraftstoffgemischgases.
Ferner weist die Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform das gleiche Verhalten und die gleichen Effekte wie die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf.
Vierte beispielhafte Ausführungsform
Es erfolgt eine Beschreibung der Zündkerze wird gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 17 bis 20.
Die Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Gestalt des geneigten Oberflächenteils von der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
17 ist eine Draufsicht, welche einen vorderen Endteil der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 18 ist eine Seitenansicht, welche den vorderen Endteil der in 17 gezeigten Zündkerze 1 zeigt.
Wie in den 17 und 18 gezeigt ist, ist in dem geneigten Oberflächenteil 322 der Masseelektrode 3 bei der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ein vorstehender Teil bzw. Vorsprungsteil 326 kontinuierlich ausgebildet. Das heißt, der Vorsprungsteil 326 ist von dem Endteil des flachen Oberflächenteils 321 hin zu dem Endteil auf der Rückfläche der Masseelektrode 3 kontinuierlich ausgebildet.
19 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Masseelektrode 3 der in 17 gezeigten Zündkerze 1 zeigt. 20 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der in 17 gezeigten Linie XX-XX zeigt.
Wie in 19 gezeigt ist, steht der Vorsprungsteil 326 in Richtung hin zu der Normalenlinie des geneigten Oberflächenteils 322 vor. Der Vorsprungsteil 326 ist so ausgebildet, dass dieser in der Krümmungsrichtung des geneigten Oberflächenteils 322 verlängert ist. Mit anderen Worten, der Vorsprungsteil 326 ist so ausgebildet, dass sich dieser bei einer Trennung von dem flachen Oberflächenteil 321 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X der vorderen Endseite in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 nähert.
Je mehr sich der Vorsprungsteil 326 dem mittleren Teil in seiner Längsrichtung nähert, desto mehr nimmt der Vorsprungsbetrag des Vorsprungsteils 326 zu. Randteile 326a sind an den Endteilen des Vorsprungsteils 326 ausgebildet. Die an beiden Seiten in der Erstreckungsrichtung Y des Vorsprungsteils 326 ausgebildeten Randteile 326a sind im Wesentlichen parallel zu der Krümmungsrichtung des geneigten Oberflächenteils 322 ausgebildet. Das heißt, die an beiden Endteilen des Vorsprungsteils 326 ausgebildeten Randteile 326a sind bei einer Trennung von dem flachen Oberflächenteil 321 bzw. ausgehend von dem flachen Oberflächenteil 321 in der Masseelektroden-Breitenrichtung X hin zu der vorderen Endseite in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 gekrümmt.
Wie in 20 gezeigt ist, ist der Vorsprungsteil 326 bei einer Betrachtung in der Masseelektroden-Breitenrichtung X in dem Bereich benachbart zu dem projizierten Kreis 221a der vorderen Endoberfläche 221 ausgebildet. Der Vorsprungsteil 326 ist bei Betrachtung von dem mittleren Teil des geneigten Oberflächenteils 322 in der Erstreckungsrichtung Y auch in dem Bereich entgegengesetzt zu der Seite des gekrümmten Teils 33 ausgebildet.
Es ist möglich, sowohl den geneigten Oberflächenteil 322 als auch den Vorsprungsteil 326 durch Schneiden bzw. spanendes Bearbeiten eines vorstehenden Elements herzustellen, das auch zum Ausbilden der Masseelektrode 3 verwendet wird. Es ist möglich, das vorstehende Element spanend zu bearbeiten, um den Vorsprungsteil 326 zu erzeugen, so dass der Vorsprungsteil 326 im Vergleich zu der Oberfläche des geneigten Oberflächenteils 322 eine sanft gekrümmte Oberfläche aufweist. Das heißt, der Vorsprungsteil 326 wird durch geringeres Schneiden bzw. spanendes Bearbeiten als beim Ausbilden des geneigten Oberflächenteils 322 ausgebildet.
Andere Komponenten der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie diese der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Da die Struktur der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ermöglicht, dass elektrische Felder um die Randteile 326a des Vorsprungsteils 326 konzentriert werden, ist es möglich, den Startpunkt S1 der Funkenentladung S leicht und stabil zu bewegen. Diese Struktur ermöglicht es, den Startpunkt S1 der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode 3 auf einfache Art und Weise von dem Startpunkt der Funkenentladung auf der Seite der Mittelelektrode 2 zu trennen. Ferner ermöglicht diese Struktur eine Verbesserung der Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zur Zündung des Kraftstoffgemischgases.
Ferner weist die Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform das gleiche Verhalten und die gleichen Effekte wie die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf.
Fünfte beispielhafte Ausführungsform
Es erfolgt eine Beschreibung der Zündkerze gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 21 und 22.
Die Zündkerze 1 gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich der Gestalt des geneigten Oberflächenteils von der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
21 ist eine Draufsicht, welche einen vorderen Teil der Zündkerze 1 gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 22 ist eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der in 21 gezeigten Linie XXII-XXII zeigt.
Wie in den 21 und 22 gezeigt ist, ist bei einer Betrachtung entlang der Masseelektroden-Breitenrichtung X ein Paar von geneigten Oberflächenteilen 322 auf beiden Seiten des flachen Oberflächenteils 321 ausgebildet. Beide geneigten Oberflächenteile 322 sind linear symmetrisch zu der Masseelektroden-Breitenrichtung X ausgebildet. Der flache Oberflächenteil 321 ist zwischen dem Paar der geneigten Oberflächenteile 322 an dem distalen Endteil des gegenüberliegenden Teils 32 ausgebildet. Wie aus 21 und 22 ersichtlich ist, ist der flache Oberflächenteil 321 auf dem gegenüberliegenden Teil 32 ausgebildet, um der Mittelelektrode 2 zugewandt zu sein, und um bei einer Betrachtung in der Kerzenaxialrichtung Z der Zündkerze 1 mit dem vorderen Endteil 221 der Mittelelektrodenspitze 22 zu überlappen.
Weitere Komponenten der Zündkerze 1 gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie diese der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Da die Zündkerze 1 gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform die Struktur aufweist, bei welcher die beiden geneigten Oberflächenteile 322 linear symmetrisch zu der Masseelektroden-Breitenrichtung X ausgebildet sind, ermöglicht diese Struktur eine einfache Herstellung der Masseelektrode 3. Ferner ist es möglich, die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 zu verbessern, indem einer der geneigten Oberflächenteile 322 auf der Stromabwärtsseite der Strömung F eines Kraftstoffgemischgases angeordnet ist. Diese verbesserte Struktur der Masseelektrode 3 ermöglicht es, die Zündkerze 1 auf einfache Art und Weise an dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine anzubringen.
Ferner weist die Zündkerze 1 gemäß der fünften beispielhaften Ausführungsform das gleiche Verhalten und Effekte wie die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung detailliert beschrieben wurden, wird durch den Fachmann erkannt, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details im Lichte der gesamten Lehren der Offenbarung entwickelt werden können. Entsprechend sind die offenbarten besonderen Anordnungen lediglich darstellend gedacht und diese sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken, welcher die volle Breite der beigefügten Ansprüche und sämtlicher Äquivalente davon umfasst.

Claims

Zündkerze (1), aufweisend: ein Zündkerzengehäuse (11) mit einer zylindrischen Gestalt; einen Isolator (12), der eine zylindrische Gestalt aufweist und in einem Inneren des Zündkerzengehäuses angeordnet und von diesem getragen ist; eine Mittelelektrode (2), die in einem Inneren des Isolators getragen ist, wobei ein vorderer Endteil der Mittelelektrode vorsteht; eine Masseelektrode (3), welche derart angeordnet ist, dass diese einen Entladungsspalt zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode bildet, wobei die Masseelektrode einen stabförmigen Teil (31) und einen gegenüberliegenden Teil (32) aufweist, wobei sich der stabförmige Teil von einem vorderen Endteil des Zündkerzengehäuses hin zu einem vorderen Endteil der Zündkerze erstreckt, wobei der gegenüberliegende Teil eine gekrümmte Gestalt aufweist, die von dem stabförmigen Teil in einer Radiusrichtung der Zündkerze nach innen gekrümmt ist, und wobei der gegenüberliegende Teil der Mittelelektrode zugewandt ist, wobei der gegenüberliegende Teil einen flachen Oberflächenteil (321) und einen geneigten Oberflächenteil (322, 322-1) aufweist, wobei der flache Oberflächenteil eine flach gestaltete Oberfläche aufweist, die der Seite der Mittelelektrode zugewandt ist, wobei der geneigte Oberflächenteil (322, 322-1) an einem Teil des gegenüberliegenden Teils (32) in einer Erstreckungsrichtung (Y) der Masseelektrode so ausgebildet ist, dass dieser entlang einer Breitenrichtung (X) des gegenüberliegenden Teils (32) von der Mittelelektrode (2) allmählich beabstandet ist, wobei die Zündkerze ein Verhältnis V/W in einem Bereich von 0,5 < V/W < 2,0 aufweist, wobei V eine Länge des gegenüberliegenden Teils gemessen in einer Spaltbildungsrichtung, in welcher die Mittelelektrode, der Entladungsspalt und der gegenüberliegende Teil der Reihe nach angeordnet sind, angibt, und W eine Länge des gegenüberliegenden Teils in der Masseelektroden-Breitenrichtung angibt.
Zündkerze nach Anspruch 1, wobei die Zündkerze das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W < = 1,7 aufweist.
Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zündkerze das Verhältnis V/W in einem Bereich von V/W > = 1,0 aufweist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der flache Oberflächenteil (321) an dem gegenüberliegenden Teil (32) so ausgebildet ist, dass dieser der Mittelelektrode (2) in der Spaltbildungsrichtung zugewandt ist und mit einem vorderen Endteil (221) der Mittelelektrode in einer Kerzenaxialrichtung (Z) der Zündkerze betrachtet überlappt.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der geneigte Oberflächenteil (322-1) einen ersten Endteil (322b) und einen zweiten Endteil (322c) aufweist, wobei der erste Endteil (322b) des geneigten Oberflächenteils (322-1) mit einem Endteil des flachen Oberflächenteils (321) in der Breitenrichtung (X) des gegenüberliegenden Teils (32) verbunden ist, und der zweite Endteil (322c) des geneigten Oberflächenteils (322-1) mit einem Endteil einer Rückfläche (324) des gegenüberliegenden Teils (32) verbunden ist, und wobei die Rückfläche (324) des gegenüberliegenden Teils (32) entgegengesetzt zu einer Frontfläche des gegenüberliegenden Teils (32) liegt und der gegenüberliegende Teil (32) der Seite der Mittelelektrode (2) in der Spaltbildungsrichtung zugewandt ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der geneigte Oberflächenteil einen Teil aus einem Vorsprungsteil (326) und einem Vertiefungsteil (325) aufweist, wobei der Vorsprungsteil bei dem geneigten Oberflächenteil ausgehend von dem Endteil des flachen Oberflächenteils hin zu dem Endteil der Rückfläche der Masseelektrode kontinuierlich ausgebildet ist, und der Vertiefungsteil bei dem geneigten Oberflächenteil ausgehend von dem Endteil des flachen Oberflächenteils hin zu dem Endteil der Rückfläche der Masseelektrode 3 kontinuierlich ausgebildet ist.