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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerzenvorrichtung sowie eine Zündkerzenvorrichtung.
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Zündkerzenvorrichtungen und Verfahren der hier genannten Art sind bekannt. Diese werden genutzt, um einen Verbrennungsprozess in einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine zu zünden. Dabei wird zwischen zwei Elektroden, nämlich einer Mittelelektrode und einer Massenelektrode, ein Zündfunke erzeugt, indem an die Mittelelektrode über eine Zündleitung eine Spannung angelegt wird. Aufgrund des Funkenüberschlags kommt es beim Elektrodenmaterial zu einem Verschleiß, sodass die Zündkerzenvorrichtung nach einer gewissen Betriebszeit ausgetauscht werden muss.
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Um den Verschleiß zu reduzieren und damit die benötigten Wartungsintervalle zu erhöhen, ist es bekannt, das Elektrodenmaterial besonders robust auszubilden, sodass dieses insbesondere bei hohen elektrischen Belastungen und den dadurch bedingten hohen Temperaturen möglichst langlebig ist. Hierzu sind verschiedene Elektrodenlegierungen bekannt, welche einerseits - zur Vermeidung von Verschleiß - eine hohe Temperaturbeständigkeit und andererseits - insbesondere um eine Reduktion der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und eine widerstandsbedingte zusätzliche Wärmeentwicklung zu vermeiden - eine hohe Leitfähigkeit aufweisen. Jedoch verschleißen auch diese Elektrodenmaterialien, wobei eine temperaturtechnische Belastungsgrenze lediglich erhöht ist. Außerdem sind diese Materialien aufwändig herzustellen und teuer.
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Insbesondere für Gasmotoren ist bekannt, dass die maximale Temperaturbelastung des Elektrodenmaterials insbesondere im Regelbetrieb nicht größer als 850 °C sein sollte. Aufgrund von betriebsspezifischen Randbedingungen, wie beispielsweise einer schwankenden Brennstoffqualität, insbesondere Gasqualität, Emissionseinstellungen und Leistungseinstellungen der Brennkraftmaschine sowie umweltbedingten Randbedingungen, insbesondere Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur, treten an den Elektroden immer wieder Belastungsspitzen auf, welche nicht immer kontrollierbar und/oder bei der Herstellung des Gasmotors und der Zündkerzenvorrichtung berücksichtigbar sind. Hierdurch ist der Verschleiß des Elektrodenmaterials weiter erhöht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerzenvorrichtung sowie eine Zündkerzenvorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden werden.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Zündkerzenvorrichtung geschaffen wird, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Erfassen zumindest eines Betriebsparameters,
- b) Zuordnen einer Kühlleistung einer Kühlvorrichtung zu dem zumindest einen Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter,
- c) Einstellen der Kühlleistung zur Kühlung einer zu kühlenden Elektrode der Zündkerzenvorrichtung, und
- d) Kühlen der Elektrode.
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Hierdurch wird ein Verschleiß der Elektrode reduziert. Insbesondere werden hierdurch temperaturtechnische Belastungsspitzen, welche durch Schwankungen der Betriebsparameter verursacht werden, vermieden.
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Unter einem Betriebsparameter wird hier insbesondere ein Betriebsparameter der Zündkerzenvorrichtung und/oder ein Betriebsparameter einer der Zündkerzenvorrichtung zugeordneten Brennkraftmaschine verstanden.
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Unter einem Einstellen der Kühlleistung wird hier insbesondere ein Ein- oder Ausschalten der Kühlleistung, ein quantitatives Einstellen der Kühlleistung auf einen bestimmten Wert verstanden und/oder ein relatives Einstellen - ausgehend von einer aktuellen Kühlleistung - auf einen höheren, niedrigeren oder gleichen Wert verstanden.
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Das Zuordnen der Kühlleistung zu dem zumindest einen Betriebsparameter erfolgt vorzugsweise durch eine in einer Steuereinrichtung hinterlegte insbesondere mathematische Funktion, insbesondere eine Kennlinie der Brennkraftmaschine und/oder ein Kennfeld der Brennkraftmaschine. Die Funktion ordnet somit dem Betriebsparameter die Kühlleistung zu. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist diese Zuordnung durch eine Stufenfunktion, insbesondere mit drei Stufen, gegeben, wobei eine erste Stufe einer niedrigen Kühlleistung, eine zweite Stufe einer mittleren Kühlleistung und eine dritte Stufe einer hohen Kühlleistung entspricht. Alternativ entspricht die erste Stufe einer Reduktion der Kühlleistung, die zweite Stufe einem Konstanthalten der Kühlleistung und die dritte Stufe einem Erhöhen der Kühlleistung. Dabei ist jeweils jeder Stufe ein Wert und/oder Bereich von Betriebsparametern zugeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Elektrode eine Massenelektrode der Zündkerzenvorrichtung gekühlt wird. Hierdurch wird der Verschleiß der Massenelektrode reduziert.
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Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass als Elektrode die Mittelelektrode der Zündkerzenvorrichtung gekühlt wird, wodurch der Verschleiß der Mittelelektrode reduziert ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Betriebsparameter ein Ist-Wert einer Elektrodentemperatur erfasst wird, wobei der Ist-Wert mit einem Soll-Wert der Elektrodentemperatur verglichen wird und wobei die Kühlleistung eingestellt wird, um den Ist-Wert dem Soll-Wert anzugleichen; und/oder ein Klopfsignalwert erfasst wird, wobei die Kühlleistung erhöht wird, wenn der Klopfsignalwert oberhalb eines oberen Klopfschwellwerts liegt, und wobei die Kühlleistung verringert wird, wenn der Klopfsignalwert unterhalb eines unteren Klopfschwellwerts liegt; und/oder ein Verbrennungsluftverhältnis erfasst wird, wobei die Kühlleistung erhöht wird, wenn das Verbrennungsluftverhältnis unterhalb eines unteren Lambda-Schwellwerts liegt, und wobei die Kühlleistung verringert wird, wenn das Verbrennungsluftverhältnis oberhalb eines oberen Lambda-Schwellwerts liegt. Hierdurch wird die Elektrodentemperatur genau überwacht und in einem Temperaturbereich gehalten, in welchem der Verschleiß besonders gering ist. Durch das Erfassen des Klopfsignalwerts ist es zudem möglich, ein Klopfen der Brennkraftmaschine - alternativ oder zusätzlich zu der Temperaturregelung der Elektrode - zu reduzieren. Ferner erfolgt durch das Erfassen des Klopfsignalwerts und das darauf aufbauende Einstellen der Kühlleistung eine Temperaturkontrolle der Elektrode, sodass der Verschleiß der Elektrode gering ist, ohne dass notwendigerweise die Elektrodentemperatur erfasst werden muss. Insbesondere ist das Verfahren - bei Verwendung des Klopfsignalwerts und/oder des Verbrennungsluftverhältnisses als Betriebsparameter - auch bei derartigen Brennkraftmaschinen durchführbar, welche keinen Sensor zur Erfassung der Elektrodentemperatur aufweisen, sodass das Verfahren vielseitig einsetzbar und kostengünstig umsetzbar ist. Ferner führt die Erfassung des Verbrennungsluftverhältnisses als Betriebsparameter zu einer Reduktion des Verschleiß der Elektrode, da bei mageren Gemischen - insbesondere in einem Brennraum eines Gasmotors - die Elektrodentemperatur oftmals zu niedrig ist, sodass hier eine niedrigere Kühlleistung zu einer höheren Effizienz der Zündkerzenvorrichtung und/oder der Brennkraftmaschine führt. Zudem führt die Verbrennung eines fetten Gemischs zu einer hohen Vorkammertemperatur und damit hohen Elektrodentemperatur, wodurch in diesem Fall eine Erhöhung der Kühlleistung zu einem geringeren Verschleiß des Elektrodenmaterials führt.
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Unter einem Betriebsparameter wird also insbesondere die Elektrodentemperatur, der Klopfsignalwert, das Verbrennungsluftverhältnis, ein Brennraumdruck, eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, ein Betriebszustand, insbesondere eine Leistungs- und/oder Emissionseinstellung der Zündkerzenvorrichtung und/oder der Brennkraftmaschine, eine Umgebungstemperatur, ein Umgebungsdruck und/oder ein Wert für die Brennstoffqualität verstanden. Der Betriebsparameter wird dabei vorzugsweise als Zahlenwert, Zahlenbereich und/oder Zustand erfasst.
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Unter einem Soll-Wert wird hier insbesondere ein regelungstechnischer Soll-Wert verstanden, welcher als ein einzelner Wert und/oder als ein Wertebereich, insbesondere als Temperaturbereich verstanden wird. Vorzugsweise ist der Soll-Wert ein Temperaturbereich von 500 bis 800 °C, von 500 bis 850 °C, von 400 bis 900 °C oder von 600 bis 750 °C.
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Unter einem Lambda-Schwellwert wird hier ein Schwellwert des Verbrennungsluftverhältnisses verstanden. Dabei entspricht der untere Lambda-Schwellwert vorzugsweise einem fetten Verbrennungsluftverhältnis, welches eine Fettgrenze markiert. Der obere Lambda-Schwellwert entspricht vorzugsweise einem mageren Verbrennungsluftverhältnis, welches eine Magergrenze markiert.
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Um den Ist-Wert dem Soll-Wert anzugleichen, wird die Kühlleistung vorzugsweise erhöht, wenn die Elektrodentemperatur oberhalb des Soll-Werts liegt, verringert, wenn die Elektrodentemperatur unterhalb des Soll-Werts liegt und besonders bevorzugt konstant gehalten oder verringert, wenn die Elektrodentemperatur dem Soll-Wert entspricht, insbesondere also innerhalb eines vorgegebenen Soll-Temperaturbereichs liegt. Insbesondere für den Fall, dass als Soll-Wert ein Bereich vorgesehen ist, kann die Kühlleistung verringert, ganz besonders auf Null gesetzt werden, wenn die Elektrodentemperatur dem Soll-Wert entspricht, da hierdurch Kühlleistung und damit Energie eingespart werden kann.
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Der Soll-Wert der Elektrodentemperatur kann als vorab definierter fester Soll-Wert in einem Steuergerät hinterlegt sein. Alternativ wird der Soll-Wert in Abhängigkeit von zumindest einem der Betriebsparameter, insbesondere dem Klopfsignalwert, dem Verbrennungsluftverhältnis, dem Brennraumdruck, dem Umgebungsdruck, der Umgebungstemperatur, der Drehzahl und/oder dem Wert für die Brennstoffqualität insbesondere während des Betriebs der Zündkerzenvorrichtung festgelegt. Hierdurch ist der Verschleiß weiter reduziert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlleistung mittels eines insbesondere flüssigen Kühlmediums bewirkt wird, welches durch zumindest einen in einer Elektrodenhalterung und/oder der Elektrode selbst angeordneten Kühlkanal geleitet wird. Hierdurch ist die Kühlung besonders effizient und es können bekannte Kühlmedien, wie beispielsweise Wasser oder Öl, verwendet werden, wobei der Verschleiß der Elektroden gering ist.
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Vorzugsweise weist das Kühlmedium - zumindest bei dem Sollwert, insbesondere in dem sollwerttechnischen Temperaturbereich - eine hohe Wärmekapazität auf, welche vorzugsweise größer ist als 800 J kg-1 K-1, vorzugsweise größer als 1000 J kg-1 K-1, vorzugsweise größer als 1200 J kg-1 K-1. Alternativ oder zusätzlich weist das Kühlmedium vorzugsweise einen hohen Siedepunkt auf, welcher größer ist als der Soll-Wert, vorzugsweise größer als 750°C, vorzugsweise größer als 800°C, vorzugsweise größer als 850°C, vorzugsweise größer als 900°C.
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Besonders bevorzugt wird als Kühlmedium insbesondere flüssiges Natrium verwendet. Natrium weist - insbesondere bei dem Sollwert - einerseits eine hohe Wärmekapazität und andererseits einen hohen Siedepunkt auf, sodass hierdurch insgesamt eine besonders hohe Kühlleistung gegeben ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlleistung eingestellt wird, indem ein Volumenstrom des Kühlmediums durch den Kühlkanal und/oder eine Kühltemperatur des Kühlmediums eingestellt wird. Somit kann die Kühlleistung besonders genau eingestellt werden und der Verschleiß der Elektroden somit besonders gering gehalten werden.
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Zündkerzenvorrichtung mit zumindest zwei Elektroden, nämlich zumindest einer Mittelelektrode und zumindest einer Massenelektrode, geschaffen wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Zündkerzenvorrichtung eine Kühlvorrichtung aufweist, welche - insbesondere gemäß einer der zuvor dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens - zur Kühlung einer der Elektroden, nämlich einer zu kühlenden Elektrode, insbesondere der Massenelektrode, eingerichtet ist. Bei einer derartigen Zündkerzenvorrichtung ist der Verschleiß der zu kühlenden Elektrode niedrig.
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Die Massenelektrode ist bevorzugt als Ringelektrode ausgebildet, die die Mittelelektrode in Umfangsrichtung ringförmig umgreift.
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Vorzugsweise weist die Zündkerzenvorrichtung zusätzlich eine Zündleitung auf, mittels welcher die Mittelelektrode mit einer Versorgungsspannungsquelle wirkverbindbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zündkerzenvorrichtung einen Temperatursensor aufweist, welcher im Bereich der zu kühlenden Elektrode angeordnet ist und zur Erfassung einer der zu kühlenden Elektrode zugeordneten Elektrodentemperatur eingerichtet ist. Hierdurch wird die Elektrodentemperatur sehr genau überwacht, wodurch hohe Elektrodentemperaturen, insbesondere eine Überhitzung der Elektrode, und ein damit einhergehender Verschleiß der Elektrode vermieden ist.
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Unter einer Elektrodentemperatur wird hier insbesondere eine Temperatur verstanden, welche mittels des Temperatursensors gemessen wird. Sofern der Temperatursensor nicht unmittelbar in der Elektrode angeordnet ist, entspricht diese Elektrodentemperatur nicht zwingenderweise der exakten Temperatur der Elektrode selbst. Aufgrund der Anordnung des Temperatursensors im Bereich der zu kühlenden Elektrode, entspricht die Elektrodentemperatur jedoch nahezu der tatsächlichen Temperatur der Elektrode oder es ist zumindest möglich, von der Elektrodentemperatur auf die tatsächliche Temperatur der Elektrode zu schließen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Temperatursensor an oder innerhalb einer Elektrodenhalterung der Massenelektrode und/oder der Massenelektrode selbst angeordnet ist. Hierdurch ist die Elektrodentemperatur genau erfassbar und dadurch der Verschleiß der Elektroden reduziert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zündkerzenvorrichtung einen weiteren Sensor aufweist, welcher zum Erfassen eines weiteren Betriebsparameters, insbesondere eines Klopfsignals oder eines Verbrennungsluftverhältnisses, eingerichtet ist. Hierdurch ist die Kühlung der Elektrode besonders genau regelbar und an den weiteren Betriebsparameter anpassbar, sodass der Verschleiß der Elektrode niedrig ist.
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Unter einem weiteren Betriebsparameter wird hier insbesondere ein Betriebsparameter verstanden, welcher nicht die Elektrodentemperatur ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung einen in der Elektrodenhalterung der Massenelektrode und/oder der Massenelektrode selbst angeordneten Kühlkanal für ein insbesondere flüssiges Kühlmedium aufweist. Hierdurch kann die Kühlung der Elektrodenhalterung und/oder der Elektrode besonders effizient erfolgen, da der Wärmeübertragung eine große Übertragungsfläche, vorzugsweise die gesamte Umfangsfläche des Kühlkanals, zur Verfügung steht. Zudem ist gegenüber bekannten Zündkerzenvorrichtungen kein zusätzlicher Brennraum erforderlich und die Zündkerzenvorrichtung gemäß des hier dargestellten Ausführungsbeispiels ist in bekannten Zylinderköpfen montierbar, ohne dass konstruktionstechnische Anpassungen notwendig sind.
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Vorzugsweise ist die Elektrodenhalterung ein Bauteil, welches mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines 3D-Druckverfahrens, hergestellt wurde, wobei der Kühlkanal innerhalb der Elektrodenhalterung angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass die Elektrode selbst mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines 3D-Druckverfahrens, hergestellt ist.
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Alternativ oder zusätzlich geht der Kühlkanal durch die Elektrode selbst hindurch, wodurch die Kühlung der Elektrode besonders direkt und damit besonders effizient erfolgt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung eine Ventileinrichtung zum Einstellen eines Volumenstroms des Kühlmediums in dem Kühlkanal aufweist. Hierdurch ist die Kühlleistung genau einstellbar, sodass die Zündkerzenvorrichtung zum einen effizient betrieben werden kann und zum anderen der Verschleiß der Elektrode gering ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung eine Kältemaschine aufweist und/oder mit einer solchen wirkverbindbar ist, um das Kühlmedium zu kühlen, wobei vorzugsweise eine Kühltemperatur des Kühlmediums einstellbar ist. Hierdurch ist eine Kältequelle bereitgestellt, welche eine zuverlässige Versorgung mit Kälte darstellt und dadurch eine effiziente Kühlung des Kühlmediums und der Elektrode gewährleistet.
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Die Beschreibungen des Verfahrens, und der Zündkerzenvorrichtung sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale der Zündkerzenvorrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale der Zündkerzenvorrichtung. Bevorzugt ist die Zündkerzenvorrichtung ausgebildet zur Durchführung wenigstens eines der in Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Zündkerzenvorrichtung beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere ist im Rahmen des Verfahrens bevorzugt wenigstens ein Schritt vorgesehen, der sich aus wenigstens einem Merkmal der Zündkerzenvorrichtung ergibt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Zündkerzenvorrichtung,
- 2 die Zündkerzenvorrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung,
- 3 eine Querschnittansicht durch zwei Elektroden der Zündkerzenvorrichtung, und
- 4 eine seitliche Schnittdarstellung der Zündkerzenvorrichtung gemäß den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen in einer vergrößerten Ansicht.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Zündkerzenvorrichtung mit den Schritten: Erfassen S1 zumindest eines Betriebsparameters, Zuordnen S2 einer Kühlleistung einer Kühlvorrichtung zu dem zumindest einen Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter, Einstellen S3 der Kühlleistung zur Kühlung einer zu kühlenden Elektrode der Zündkerzenvorrichtung, und Kühlen S4 der Elektrode. Hierdurch wird ein effizienter Betrieb der Zündkerzenvorrichtung und einer diese Zündkerzenvorrichtung aufweisenden Brennkraftmaschine sowie ein niedriger Verschleiß der zu kühlenden Elektrode bewirkt.
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In der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird insbesondere als Elektrode eine Massenelektrode der Zündkerzenvorrichtung gekühlt. Dabei wird insbesondere beim Erfassen S1 des Betriebsparameters eine Elektrodentemperatur erfasst. Diese wird als Ist-Wert mit einem Soll-Temperaturbereich vorzugsweise zwischen 500 und 800 °C, welcher als regelungstechnischer Soll-Wert fungiert, verglichen. Anschließend wird der erfassten Elektrodentemperatur die Kühlleistung zugeordnet, wobei die Kühlleistung so eingestellt wird, dass der Ist-Wert dem Soll-Wert angeglichen wird. Dies wird erreicht, indem die Kühlleistung erhöht wird, wenn die Elektrodentemperatur oberhalb des Soll-Werts, insbesondere also oberhalb von 800 °C, liegt, und indem die Kühlleistung verringert wird, wenn die Elektrodentemperatur unterhalb des Soll-Werts, insbesondere also unterhalb von 500 °C liegt. Somit wird die Elektrodentemperatur derart geregelt, dass sie in dem Soll-Temperaturbereich bleibt oder - nachdem sie nicht mehr innerhalb des Soll-Temperaturbereichs ist - sich dem Soll-Temperaturbereich annähert oder - sofern die Kühlleistung nicht ausreicht - eine temperaturtechnische Belastungsspitze der Elektrode reduziert wird. Dadurch wird ein Verschleiß der Elektrode vermieden.
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Alternativ oder zusätzlich wird beim Erfassen S1 des zumindest einen Betriebsparameters ein Klopfsignalwert und/oder ein Verbrennungsluftverhältnis erfasst. Diese werden alternativ oder zusätzlich zu der Elektrodentemperatur verwendet, um die Kühlleistung zuzuordnen.
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2 zeigt eine Zündkerzenvorrichtung 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung. Die Zündkerzenvorrichtung 1 weist zumindest zwei Elektroden, nämlich zumindest eine Mittelelektrode 3 und zumindest eine Massenelektrode 5 auf. Zur Kühlung einer der Elektroden 3, 5, nämlich einer zu kühlenden Elektrode, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Massenelektrode 5 ist, weist die Zündkerzenvorrichtung 1 eine Kühlvorrichtung 7 auf. Dabei ist die Kühlvorrichtung 7 zur Kühlung der Massenelektrode 5 eingerichtet.
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Die Massenelektrode 5 ist insbesondere als Ringelektrode ausgebildet, die die Mittelelektrode 3 in Umfangsrichtung ringförmig umgreift.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, weist die Zündkerzenvorrichtung 1 einen Temperatursensor 9 auf, welcher im Bereich der Massenelektrode 5 angeordnet ist und zur Erfassung einer der Massenelektrode 5 zugeordneten Elektrodentemperatur eingerichtet ist. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Temperatursensor 9 nicht unmittelbar im Bereich der Massenelektrode 5, sondern vielmehr im Bereich einer Elektrodenhalterung 11 der Massenelektrode 5 angeordnet.
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Die Kühlvorrichtung 7 weist einen Kühlkanal 13 auf, durch welchen ein insbesondere flüssiges Kühlmedium hindurchleitbar ist. Da die Elektrodenhalterung 11 hier ein mittels 3D-Druck gefertigtes Bauteil ist, ist der Kühlkanal 13 zumindest teilweise innerhalb der Elektrodenhalterung 11 ausgebildet. Der Kühlkanal 13 erstreckt sich ausgehend von dem in 2 oberen Ende der Zündkerzenvorrichtung 1 zunächst parallel zu einer Mittelachse M der Zündkerzenvorrichtung 1 nach unten in Richtung eines unteren Endes, an welchem die Elektroden angeordnet sind. Von dort erstreckt sich der Kühlkanal 13 zumindest teilweise radial nach innen, um sich der Mittelelektrode 3 und damit einem Bereich des Funkenüberschlags, also eines Zündspalts 15 zwischen der Mittelelektrode 3 und der Massenelektrode 5 anzunähern. Da die Massenelektrode 5 und der Zündspalt 15 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Funkenüberschlags kreisförmig ausgebildet sind, ist der Kühlkanal 13 in diesem Bereich ebenfalls teilweise kreisförmig ausgebildet, wobei der Kühlkanal 13 jedoch keinen vollständigen Kreis bildet, sondern den kreisförmigen Zündspalt 15 zu zwei Dritteln umgreift. Gemäß eines alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiels, umschließt der Kühlkanal 13 den kreisförmigen Zündspalt 15 spiralartig, sodass in Draufsicht gesehen ein vollständiger Kreis geformt ist. Hierdurch wird eine gute Kühlwirkung geschaffen, sodass der Elektrodenverschleiß niedrig ist.
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Als Kühlmedium wird hier insbesondere Natrium verwendet, welches in dem hier vorliegenden Soll-Temperaturbereich zwischen 500°C und 800°C in flüssiger Form vorliegt. Dabei weist das flüssige Natrium zudem eine hohe Wärmekapazität auf. Somit ist die Kühlwirkung weiter erhöht und der Elektrodenverschleiß niedrig.
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Das Natrium wird gemäß eines weiteren alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiels in einem hermetisch abgeschlossenen Kühlkanalsystem der Kühlvorrichtung 7, welches den Kühlkanal 13 aufweist, gehalten, sodass Natrium-Leckagen vermieden sind. Das Kühlkanalsystem und/oder der Kühlkanal 13 weisen zudem - zumindest an einer Innenwandung - ein Material auf, welches gegenüber Natrium eine geringe Reaktivität aufweist, sodass der Verschleiß des Kühlkanalsystems und/oder des Kühlkanals 13 niedrig ist.
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4 zeigt die Zündkerzenvorrichtung 1 in einer Schnittdarstellung, wobei der Schnitt entlang der in 3 dargestellten Linie AA verläuft. Dadurch ist - in Zusammenschau mit 3 - gut erkennbar, dass der Kühlkanal 13 zunächst, also bevor er in den Elektrodenhalter 11 von einer Zuflussseite 16 kommend hinein verläuft, in eine in Draufsicht gesehen kreisförmige erste, insbesondere innere Kreisleitung 17 einmündet. Auf einer Abflussseite 19 des Kühlkanal 13 mündet dieser auf ähnliche Weise zunächst in eine zweite, insbesondere äußere Kreisleitung 21. Mittels dieser Kreisleitungen 17, 21 wird die Kühlflüssigkeit um den Elektrodenbereich herum verteilt, sodass die Kühlwirkung verbessert ist. Zudem ist es mittels derartiger Kreisleitungen möglich weitere, hier nicht dargestellte Verzweigungen des Kühlkanals 13 auszubilden und mit Kühlflüssigkeiten zu versorgen, welche ausgehend von den Kreisleitungen 17, 21 in Richtung der Elektroden vorstoßen, um dort zumindest teilweise kreisförmig den Zündspalt 15 zu umgreifen. Hierdurch ist die Kühlwirkung weiter verbessert und der Verschleiß der Elektroden besonders niedrig.
