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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Zündkerzen sind bekannt, wie die in
JP 2007 - 234 511 A ,
JP 2011 - 187 437 A und
JP 2016 - 184 558 A offenbarten Zündkerzen.
JP 2007 - 234 511 A offenbart eine Zündkerze mit einer säulenförmigen Mittelelektrode und einer Masseelektrode, dessen Endabschnitt zu einer inneren Umfangsseite hin gekrümmt ist und die einen Funkenentladungsspalt zwischen einem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und dem Endabschnitt bildet.
Die Zündkerze ist so konfiguriert, dass die Axiallinie des Endabschnitts der Masseelektrode und die Axiallinie der Mittelelektrode so angeordnet sind, dass sie schräg zueinander verlaufen.
JP 2007 - 234 511 A beschreibt, dass eine solche Konfiguration die Zündfähigkeit der Zündkerze verbessert, da sich ein in dem Funkenentladungsspalt gebildeter Flammenkern schnell über die Gesamtheit einer Brennkammer ausbreiten kann, ohne durch den Endabschnitt der Masseelektrode, in einer Richtung auf die Mitte der Brennkammer zu, behindert zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In den letzten Jahren wird von Verbrennungsmotoren zunehmend ein hoher Wirkungsgrad verlangt. Es ist bekannt, dass die Verbesserung der Verbrennungsgeschwindigkeit wirksam ist, um den Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren zu verbessern. Eine Zündkerze mit einer Vorkammer (im Folgenden auch als Vorkammerkerze bezeichnet) hat in den letzten Jahren als wirksames Mittel zur Verbesserung der Verbrennungsgeschwindigkeit Aufmerksamkeit erregt (siehe
JP 2015 - 130 302 A und
JP 2018 - 006 304 A ). Die Vorkammerkerze wurde bei Stromgeneratoren und Motoren für Rennen eingesetzt, und eine Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades wurde bestätigt. Auch bei der Anwendung in anderen Verbrennungsmotoren als Stromgeneratoren und Motoren für Rennen ist die Vorkammerkerze wirksam, um die Verbrennungseffizienz zu verbessern.
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Bei Vorkammerkerzen findet die Verbrennung, nach der Zündung eines Funkens zwischen den Elektroden, zunächst in einer Vorkammer statt. Dann wird die Verbrennungsflamme in der Vorkammer über mit der Außenwelt in Verbindung stehenden Durchgangslöcher (Einspritzöffnungen) nach außen geleitet, und das eingespritzte Hochtemperaturgas als Zündquelle bewirkt eine explosive Verbrennung in einer Hauptbrennkammer. Die Einspritzgeschwindigkeit des Hochtemperaturgases aus der Vorkammer ist höher als die Geschwindigkeit der Verbrennung, die durch die Zündung einer Zündkerze ohne Vorkammer verursacht wird. Außerdem dient der gesamte Weg des eingespritzten Hochtemperaturgases als Zündquelle. Daher ist es möglich, eine größere Kraftstoffmenge mit dem Hochtemperaturgas in Kontakt zu bringen. Daher ist die Verbrennungsgeschwindigkeit der Vorkammerkerze höher als die Verbrennungsgeschwindigkeit der Zündkerze ohne Vorkammer, und daher kann der Effekt einer verbesserten Verbrennungseffizienz erwartet werden.
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Übrigens ist bekannt, dass in der Hauptbrennkammer ständig eine Strömung vorhanden ist und der Zustand der Strömung in Abhängigkeit von einer unterschiedlichen Position in der Hauptbrennkammer, wie z.B. einer Einlass- und einer Auslassseite, sehr unterschiedlich ist. Mit anderen Worten, je nach dem Zustand der Strömung in jedem Abschnitt in der Hauptbrennkammer, gibt es einen Unterschied in der Entzündbarkeit jedes Abschnitts. In der Vorkammerkerze hingegen ist die Stärke der Einspritzung aus einer Vielzahl von Einspritzöffnungen im Allgemeinen zwischen den Einspritzöffnungen gleich. Eine solche Konfiguration ist nicht in der Lage, auf eine Anordnung in Übereinstimmung mit der Entzündbarkeit jedes Abschnitts in der Hauptbrennkammer zu reagieren, und hat vom Standpunkt der Entzündbarkeit aus noch Verbesserungspotenzial.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände entwickelt, und ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Zündkerze mit ausgezeichneter Entzündbarkeit. Die vorliegende Erfindung kann in den folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden.
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Eine Zündkerze nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf:
- eine stabförmige Mittelelektrode;
- eine Masseelektrode, die einen zugewandten Abschnitt aufweist, der einem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode zugewandt ist und einen Entladungsspalt zwischen dem zugewandten Abschnitt und dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode bildet;
- einen zylindrischen Isolator mit darin untergebrachter Mittelelektrode, wobei der vordere Endabschnitt der Mittelelektrode von einem vorderen Ende des Isolators aus freiliegt;
- einem zylindrischen Metallgehäuse mit darin untergebrachtem Isolator; und ein Abdeckteil, das, von einer vorderen Endseite der Zündkerze aus, den
- vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und den zugewandten Abschnitt der Masseelektrode abdeckt, um eine Vorkammer zu bilden, wobei das Abdeckteil mindestens eine Einspritzöffnung enthält, die ein Durchgangsloch ist,
- wobei der zugewandte Abschnitt einen Nahabschnitt aufweist, der dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode am nächsten liegt, wobei der Nahabschnitt in einem virtuellen Raum positioniert ist, der ein Inneres einer zylindrischen Form ist, die durch Erstrecken eines Außenumfangs des vorderen Endabschnitts der Mittelelektrode in Richtung einer Axiallinie der Mittelelektrode gebildet wird, und
- wobei ein Mittelpunkt eines kürzesten Liniensegments, das den vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und den Nahabschnitt des zugewandten Abschnitts verbindet, von der Axiallinie der Mittelelektrode versetzt angeordnet ist.
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Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Zündkerze mit ausgezeichneter Zündfähigkeit bereitzustellen, indem ein Mittelpunkt einer kürzesten geraden Linie, die den vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und den Nahabschnitt des zugewandten Abschnitts verbindet, versetzt von der Axiallinie der Mittelelektrode angeordnet wird, und dadurch die Einspritzstärke von der Einspritzöffnung eingestellt wird.
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Die vorgenannte Zündkerze kann entsprechend einer Ausführungsform so konfiguriert werden, dass
- die Vorkammer, auf einer Innenwandfläche davon, einen Öffnungsabschnitt enthält, in den ein Sockelendabschnitt der Masseelektrode eingeführt wird, und
- wenn die Vorkammer in einen ersten Teil und einen zweiten Teil unterteilt ist, entlang einer Ebene, die eine Mitte des Öffnungsabschnitts und die Axiallinie der Mittelelektrode enthält, ist die mindestens eine Einspritzöffnung sowohl im ersten Teil als auch im zweiten Teil jeweils vorhanden.
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Entsprechend dieser Konfiguration ist es möglich, die Einspritzstärke zwischen der im ersten Teil vorhandenen Einspritzöffnung und der im zweiten Teil vorhanden Einspritzöffnung gemäß der Position des Mittelpunkts der kürzesten geraden Linie, die den vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und den Nahabschnitt des zugewandten Abschnitts verbindet, und der Anordnung der Masseelektrode zu variieren. Daher ist es möglich, die Zündfähigkeit zu verbessern, indem die Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils, beispielsweise, gemäß einer Anordnung in der Hauptbrennkammer gestaltet wird.
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Bei der oben erwähnten Zündkerze kann der zugewandte Abschnitt auf der Axiallinie der Mittelelektrode gemäß einer Ausführungsform vorhanden sein.
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Nach dieser Konfiguration ist es möglich, die Größe des zugewandten Abschnitts ausreichend sicherzustellen, so dass die Verschleißfestigkeit des zugewandten Abschnitts verbessert werden kann.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
- 1 ist eine Schnittdarstellung, die den Aufbau einer Zündkerze nach einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittdarstellung der Zündkerze.
- 3 ist eine teilweise vergrößerte Schnittdarstellung der Zündkerze, aufgenommen entlang der Linie III-III aus 2.
- 4 ist eine Schnittdarstellung der Zündkerze, aufgenommen entlang der Linie IV-IV aus 2.
- 5 ist eine schematische Ansicht eines vorderen Endabschnitts einer Mittelelektrode und eines Nahabschnitts eines zugewandten Abschnitts.
- 6 ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand veranschaulicht, in dem die Zündkerze in einem Verbrennungsmotor angeordnet ist.
- 7 ist eine schematische Ansicht des vorderen Endabschnitts der Mittelelektrode und des Nahabschnitts des zugewandten Abschnitts in einer weiteren Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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<Erste Ausführungsform>
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform einer Zündkerze 100 anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. In der folgenden Beschreibung ist die untere Seite von 1 eine vordere Endseite (Frontseite) der Zündkerze 100, die obere Seite von 1 eine hintere Endseite, und eine Auf-Ab-Richtung eine Z-Achsen-Richtung. Die Links-Rechts-Richtung von 2 ist eine Y-Achsen-Richtung der Zündkerze 100, und die Links-Rechts-Richtung von 3 ist eine X-Achsen-Richtung der Zündkerze 100.
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1 ist eine Schnittdarstellung, die einen Umriss einer Konfiguration der Zündkerze 100 in der ersten Ausführungsform zeigt.
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In 1 ist eine mittlere Axiallinie CX der Zündkerze 100 durch eine Ein-Punkt-Strich-Linie dargestellt. In 6 sind eine Deckenfläche und eine Seitenwandfläche einer Brennkammer 105, wenn die Zündkerze 100 an einem Verbrennungsmotor montiert ist, durch eine Zwei-Punkt-Strich-Linie dargestellt. In der Brennkammer 105 ist ein Kolben 107 angeordnet.
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Die Zündkerze 100 ist an einem Verbrennungsmotor montiert und dient zu dessen Zündung. Bei der Montage am Verbrennungsmotor befindet sich die vordere Endseite der Zündkerze 100 (untere Seite in 6) innerhalb der Brennkammer 105 des Verbrennungsmotors und die hintere Endseite (obere Seite in 6) davon außerhalb der Brennkammer 105. Wie in 1 dargestellt, enthält die Zündkerze 100 eine Mittelelektrode 10, eine Masseelektrode 13, einen Isolator 20, eine Anschlusselektrode 30, ein Metallgehäuse 40 und ein Abdeckteil 50 auf.
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Die Mittelelektrode 10 ist aus einem stabförmigen Elektrodenelement gebildet und so angeordnet, dass eine Axiallinie X1 davon mit der mittleren Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammenfällt. Die Mittelelektrode 10 wird durch das Metallgehäuse 40 mit dem dazwischen angeordneten Isolator 20 so gehalten, dass ein vorderer Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 in einem vorderendseitigen Öffnungsabschnitt 40A des Metallgehäuses 40 positioniert ist. Die Mittelelektrode 10 ist elektrisch mit einer externen Stromquelle über die auf der hinteren Endseite angeordnete Anschlusselektrode 30 verbunden.
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Die Masseelektrode 13 ist eine stabförmige Elektrode, die sich in Richtung des vorderen Endabschnitts 11 der Mittelelektrode 10 erstreckt. Die Masseelektrode 13 erstreckt sich von einer inneren Umfangsfläche 43 zur Innenseite im vorderendseitigen Öffnungsabschnitt 40A des Metallgehäuses 40. Die Masseelektrode 13 erstreckt sich bis zur Vorderseite des vorderen Endabschnitts 11 der Mittelelektrode 10. Die Masseelektrode 13 enthält einen zugewandten Abschnitt 14, der dem vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 zugewandt ist. Ein Entladungsspalt SG wird zwischen dem zugewandten Abschnitt 14 der Masseelektrode 13 und dem vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 gebildet. Eine Konfiguration der Anordnung der Masseelektrode 13 wird später beschrieben.
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Der Isolator 20 ist ein zylindrisches Element, das ein durch die Mitte davon hindurchgehendes axiales Loch 21 enthält. Der Isolator 20 ist, beispielsweise, aus einem keramischen Sinterkörper aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid gebildet. An der vorderen Endseite des axialen Lochs 21 des Isolators 20 ist die Mittelelektrode 10 untergebracht, wobei der vordere Endabschnitt 11 davon freiliegt. Auf der hinteren Endseite des axialen Lochs 21 ist die Anschlusselektrode 30, die ein schaftförmiges Elektrodenelement ist, gehalten. Ein hinterer Endabschnitt 31 der Anschlusselektrode 30 ragt aus einem hinteren Öffnungsabschnitt 22 des Isolators 20 heraus, um mit der externen Stromquelle verbindbar zu sein. Die Mittelelektrode 10 und die Anschlusselektrode 30 sind über einen Widerstand 35 elektrisch miteinander verbunden, der zwischen Glasdichtungsmaterialien gehalten wird, um die Erzeugung von Funkstörgeräuschen zu unterdrücken, wenn eine Funkenentladung auftritt. Die Mittelachse des Isolators 20 fällt mit der mittleren Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammen.
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Das Metallgehäuse 40 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Metallelement, das in seiner Mitte ein zylindrisches Loch 41 enthält und in dem der Isolator 20 darin untergebracht ist. Das Metallgehäuse 40 ist, beispielsweise, aus Kohlenstoffstahl gebildet. Die Mittelachse des Metallgehäuses 40 fällt mit der mittleren Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammen. Wie oben beschrieben, ist die Masseelektrode 13 im vorderendseitigen Öffnungsabschnitt 40A des Metallgehäuses 40 montiert.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, bildet die innere Umfangsfläche 43 des Metallgehäuses 40 einen Teil einer inneren Wandfläche einer Vorkammer 51. Das Metallgehäuse 40 enthält auf der inneren Umfangsfläche 43 einen Öffnungsabschnitt 45, in den ein Sockelendabschnitt 15 der Masseelektrode 13 eingesetzt ist. Der Öffnungsabschnitt 45 ist eine inner-umfangsseitige Öffnung eines Durchgangslochs, das das Metallgehäuse 40 in einer Richtung von innen nach außen durchdringt. Das Durchgangsloch ist so konfiguriert, dass die Masseelektrode 13 von der äußeren Umfangsseite in Richtung der inneren Umfangsseite des Metallgehäuses 40 eingeführt werden kann.
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Das Abdeckteil 50 hat die Form einer Kuppel. Das hintere Ende des Abdeckteils 50 ist am vorderen Ende des Metallgehäuses 40 befestigt. Das Abdeckteil 50 bedeckt, von der vorderen Endseite aus, den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den zugewandten Abschnitt 14 der Masseelektrode 13, um die Vorkammer 51 zu bilden. Mit anderen Worten, ist die Vorkammer 51 ein Raum, der von der inneren Wandfläche des Abdeckteils 50 und der inneren Umfangsfläche 43 des Metallgehäuses 40 umgeben ist. Das Abdeckteil 50 weist Einspritzöffnungen 55 als Durchgangslöcher auf. Die Vorkammer 51 (Zündkammer), bei dem es sich um einen vom Abdeckteil 50 abgedeckten Raum handelt, steht mit der Brennkammer 105 über die Einspritzöffnungen 55 in Verbindung. Ein Abschnitt des Abdeckteils 50 auf der vorderen Endseite in Bezug auf die Einspritzöffnungen 55 ist dünner als ein Abschnitt des Abdeckteils 50 auf der hinteren Endseite in Bezug auf die Einspritzöffnungen 55.
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Das Abdeckteil 50 enthält, in der Vorkammer 51, eine Vielzahl von Einspritzöffnungen 55, die auf der vorderen Endseite, in Bezug auf den Entladungsspalt SG ausgebildet sind. Die Vielzahl der Einspritzöffnungen 55 ist auf einem virtuellen Umfang positioniert, der auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 zentriert ist (siehe 4). Konkret sind vier Einspritzöffnungen 55 in gleichen Abständen auf dem Umfang eines virtuellen Kreises angeordnet, der auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 zentriert ist. In 4, unter der Annahme, dass ein Mittelpunkt C1 des Öffnungsabschnitts 45 0° entspricht, wobei eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn positiv ist, sind die Einspritzöffnungen 55 jeweils an den Positionen 0°, 90°, 180° und 270° angeordnet. Mit anderen Worten, sind die Einspritzöffnungen 55 symmetrisch zueinander in der Links-Rechts-Richtung in Bezug auf eine Ebene P1 angeordnet, die den Mittelpunkt C1 des Öffnungsabschnitts 45 und die Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 enthält. In 4 ist die Einspritzöffnung 55 an der Position 0° nicht dargestellt. In der folgenden Beschreibung wird die an der Position 90° angeordnete Einspritzöffnung 55, auf der linken Seite von 4, als eine Einspritzöffnung 55A bezeichnet, und die an der Position 270° angeordnete Einspritzöffnung 55, auf der rechten Seite, als eine Einspritzöffnung 55B bezeichnet.
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Als nächstes wird eine Konfiguration der Anordnung der Masseelektrode 13 beschrieben.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, ist in der Zündkerze 100 nur eine Masseelektrode 13 vorgesehen. Die Masseelektrode 13 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich linear. Der Sockelendabschnitt 15 der Masseelektrode 13 wird in den Öffnungsabschnitt 45 des Metallgehäuses 40 eingesetzt. Die Masseelektrode 13 wird so gehalten, dass sie sich freitragend von der inneren Umfangsfläche 43 des Metallgehäuses 40 erstreckt, wobei der Sockelendabschnitt 15 in den Öffnungsabschnitt 45 eingeführt wird. Die Masseelektrode 13 ragt von einem Abschnitt der inneren Wandfläche der Vorkammer 51, die sich in Bezug auf die Vielzahl von Einspritzöffnungen 55 auf der Oberseite befindet, zur Innenseite hin vor und nimmt einen Abschnitt eines Raumes der Vorkammer 51 auf der Oberseite in Bezug auf die Vielzahl von Einspritzöffnungen 55 ein. Die Masseelektrode 13 ragt so in die Vorkammer 51 hinein, dass eine Axiallinie X2 davon so positioniert ist, dass sie schräg zur Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 verläuft. Wie in 4 dargestellt, ist die Masseelektrode 13 in einem Querschnitt entlang einer Ebene, die durch die Axiallinie X2 der Masseelektrode 13 und senkrecht zur Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 verläuft, in Richtung der X-Achse um einen Winkel θ1 gegenüber einer Referenzlinie versetzt, d.h. geneigt, die durch die Mitte C1 des Öffnungsabschnitts 45 und die Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 verläuft.
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Die Masseelektrode 13 ist zwischen der Einspritzöffnung 55A und dem Entladungsspalt SG angeordnet. Mit anderen Worten, ist die Masseelektrode 13 in der Vorkammer 51 so angeordnet, dass sie den Entladungsspalt SG von der Seite der Einspritzöffnung 55A abdeckt. Die Masseelektrode 13 kann ein Hindernis sein, wenn sich eine Flamme vom Entladungsspalt SG in Richtung der Einspritzöffnung 55A ausbreitet. Die Masseelektrode 13 kann ebenfalls ein Hindernis sein, wenn sich eine Flamme vom Entladungsspalt SG zur Einspritzöffnung 55B hin ausbreitet; sie ist jedoch so konfiguriert, dass der Grad der Behinderung kleiner ist als der, wenn sich die Flamme zur Einspritzöffnung 55A hin ausbreitet. Zum Beispiel ist die Masseelektrode 13 so konfiguriert, dass sie nicht zwischen der Einspritzöffnung 55B und dem Entladungsspalt SG angeordnet ist.
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Wie in 5 dargestellt, ist ein Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14, der dem vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 am nächsten liegt, in einem virtuellen Raum S1 positioniert, der ein Inneres einer zylindrischer Form ist, die durch Verlängerung des Außenumfangs des vorderen Endabschnitts 11 der Mittelelektrode 10 in Richtung der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 gebildet wird. Der Nahabschnitt 19 ist ein Abschnitt, der im zugewandten Abschnitt 14 entsprechend der Form und der Position sowohl des vorderen Endabschnitts 11 der Mittelelektrode 10 als auch des zugewandten Abschnitts 14 bestimmt wird. Da in der vorliegenden Ausführungsform der vordere Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 eine ebene Fläche senkrecht zur Axiallinie X1 und der zugewandte Abschnitt 14 eine Seitenfläche einer kreisförmigen Säule ist, ist der Nahabschnitt 19 eindeutig bestimmt. Ein Mittelpunkt M1 des kürzesten Liniensegments, das den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14 verbindet, ist von der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 versetzt positioniert. Der Mittelpunkt M1 ist ein Punkt, an dem ein Flammenkern im Entladungsspalt SG gebildet wird. Wie in einem Fall, in dem der vordere Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und der zugewandte Abschnitt zueinander parallele Flächen haben, können, wenn eine Vielzahl von kürzesten Liniensegmenten definiert werden kann, die den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14 verbinden, Mittelpunkte aller definierten Liniensegmente die oben genannten Anforderungen erfüllen.
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Der zugewandte Abschnitt 14 befindet sich auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10. 5 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Ebene, die senkrecht zur Axiallinie X2 der Masseelektrode 13 verläuft und die die Mittelachse CX enthält. In 5 ist ein Abschnitt 14A des zugewandten Abschnitts 14 auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 positioniert. Der Abschnitt 14A ist auf der vorderen Endseite in Bezug auf den Nahabschnitt 19 positioniert.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, ist in der Zündkerze 100, wenn die Vorkammer 51 in einen ersten Teil 51A und einen zweiten Teil 51B entlang der Ebene P1, die den Mittelpunkt C1 des Öffnungsabschnitts 45 und die Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 enthält, unterteilt ist, mindestens eines der Einspritzöffnungen 55 sowohl im ersten Teil 51A als auch im zweiten Teil 51B vorhanden. Die im ersten Teil 51A vorhandene Einspritzöffnung 55 ist die Einspritzöffnung 55A, und die im zweiten Teil 51B vorhandene Einspritzöffnung 55 ist die Einspritzöffnung 55B. Mit anderen Worten, wenn die Ebene P1 als Y-Z-Ebene spezifiziert ist, sind die Einspritzöffnung 55A und die Einspritzöffnung 55B auf beiden Seiten in Richtung der X-Achse vorhanden. Die Anzahl der im ersten Teil 51A und im zweiten Teil 51B vorhandenen Einspritzöffnungen 55 wird gezählt, indem die Einspritzöffnungen 55 ignoriert werden, die sich im ersten Teil 51A und den zweiten Teil 51B befinden.
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Als nächstes werden die Auswirkungen der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Wie in 6 dargestellt, wird in der Brennkammer 105 eine Strömung erzeugt, wie sie beispielsweise durch die Pfeile mit durchgehender Linie angezeigt werden. In der Nähe der Zündkerze 100 wird eine Strömung von der rechten Seite zur linken Seite von 6 erzeugt. Mit anderen Worten, hat die Brennkammer 105 eine Ausgestaltung, bei dem in Bezug auf die Zündkerze 100 eine Strömung in einer Richtung, die identisch ist mit einer Richtung einer Flammeneinspritzung aus der Einspritzöffnung 55A, auf der linken Seite von 6 erzeugt wird und eine Strömung in einer Richtung, entgegengesetzt zu einer Richtung der Flammeneinspritzung aus der Einspritzöffnung 55B, auf der rechten Seite von 6 erzeugt wird.
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In der Zündkerze 100 ist der Mittelpunkt M1 des kürzesten Liniensegments, das den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14 verbindet, von der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 zur linken Seite von 6 versetzt angeordnet. Wenn eine elektrische Entladung zwischen der Mittelelektrode 10 und der Masseelektrode 13 auftritt und sich ein Flammenkern im Mittelpunkt M1 bildet, erfolgt die Verbrennung in der Vorkammer 51. Die Flamme der Verbrennung in der Vorkammer 51 wird durch die Vielzahl der Einspritzöffnungen 55 in die Brennkammer 105 eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt die Masseelektrode 13 als eine Struktur, die einen Druckverlust verursacht, wenn sich die Flamme in der Vorkammer 51 ausbreitet. Wenn sich die Flamme im ersten Teil 51A der Vorkammer 51 ausbreitet, wird durch die zwischen dem Mittelpunkt M1 und der Einspritzöffnung 55A angeordnete Masseelektrode 13, ein Druckverlust erzeugt. Hingegen, wenn sich die Flamme dagegen im zweiten Teil 51B der Vorkammer 51 ausbreitet, ist die Erzeugung eines Druckverlusts weniger wahrscheinlich, weil die Masseelektrode 13 nicht zwischen dem Mittelpunkt M1 und der Einspritzöffnung 55B angeordnet ist oder nur ein geringer Abschnitt davon dazwischen angeordnet ist. Daher ist bei der Zündkerze 100 die Einspritzstärke der aus der Einspritzöffnung 55A eingespritzten Flamme klein und die Einspritzstärke der aus der Einspritzöffnung 55B eingespritzten Flamme groß. In 6 ist die aus der Einspritzöffnung 55A eingespritzte Flamme schematisch durch einen kleinen umrandeten Pfeil und die aus der Einspritzöffnung 55B eingespritzte Flamme schematisch durch einen großen umrandeten Pfeil dargestellt. Die aus der Einspritzöffnung 55A eingespritzte Flamme erreicht die Nähe der linken Seitenwandfläche der Brennkammer 105, durch Bewegung entlang der Strömung. Die aus der Einspritzöffnung 55B eingespritzte Flamme erreicht die Nähe der rechten Seitenwandfläche der Brennkammer 105, durch Bewegung entgegen der Strömung. In der Brennkammer 105 dient die gesamte Spur der aus den Einspritzöffnungen 55A und 55B eingespritzten Flamme als Zündquelle, so dass die Verbrennung effizient abläuft.
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Wie oben beschrieben, ist es nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Zündkerze mit ausgezeichneter Zündfähigkeit bereitzustellen, indem der Mittelpunkt M1 der kürzesten geraden Linie, die den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14 verbindet, so angeordnet wird, dass er von der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 versetzt ist, und dadurch die Stärke der Einspritzung aus den Einspritzöffnungen 55A und 55B einstellt.
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Ferner ist es nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Einspritzstärke zwischen der im ersten Teil 51A vorhandenen Einspritzöffnung 55A und der im zweiten Teil 51B vorhandenen Einspritzöffnung 55B zu variieren, entsprechend der Position des Mittelpunkts M1 der kürzesten geraden Linie, die den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den Nahabschnitt 19 des zugewandten Abschnitts 14 verbindet. Daher ist es möglich, die Zündfähigkeit zu verbessern, indem die Anordnung des ersten Teils 51A und des zweiten Teils 51B in Übereinstimmung, beispielsweise, mit der Anordnung in der Brennkammer 105 gestaltet wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der zugewandte Abschnitt 14 auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 vorhanden. Dadurch ist es möglich, die Größe des zugewandten Abschnitts 14 ausreichend sicherzustellen, so dass die Verschleißfestigkeit des zugewandten Abschnitts 14 verbessert werden kann.
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<Verschiedene Ausführungsformen (Modifikation)>
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedenen Formen innerhalb eines Kernbereichs davon ausgeführt werden.
- (1) In der vorgenannten Ausführungsform wird als Beispiel eine Konfiguration vorgestellt, in der die Masseelektrode eine kreisförmige Säulenform hat; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Konfiguration verwendet werden, in der, wie bei einer Masseelektrode 113 in 7 dargestellt, die Masseelektrode eine im Wesentlichen rechteckige Säulenform hat. In der vorgenannten Ausführungsform wird als Beispiel eine Konfiguration dargestellt, bei der der zugewandte Abschnitt auf der Axiallinie der Mittelelektrode liegt; wie bei der Masseelektrode 113 kann der zugewandte Abschnitt 14 jedoch auf der Axiallinie X1 der Mittelelektrode 10 liegen. Die Masseelektrode ist nicht darauf beschränkt, sich linear zu erstrecken, sondern kann gebogen und verlängert sein.
- (2) In der oben genannten Ausführungsform wird als Beispiel eine Konfiguration vorgestellt, in der die Masseelektrode 13 nicht zwischen der Einspritzöffnung 55B und dem Entladungsspalt SG liegt; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Masseelektrode 13 so angeordnet sein, dass ein zwischen der Einspritzöffnung 55B und dem Entladungsspalt SG liegendes Bereichsgebiet kleiner ist als ein zwischen der Einspritzöffnung 55A und dem Entladungsspalt SG liegendes Bereichsgebiet.
- (3) In der oben genannten Ausführungsform wird als Beispiel eine Konfiguration vorgestellt, bei der das Metallgehäuse einen Öffnungsabschnitt enthält, in den der Sockelendabschnitt der Masseelektrode eingeführt wird; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der das Abdeckteil einen Öffnungsabschnitt aufweist.
- (4) Abgesehen von der vorgenannten Ausführungsform können die Anzahl, die Anordnung und die Eindringrichtung der Einspritzöffnungen gegebenenfalls geändert werden. Zum Beispiel kann jedes der im ersten Teil und im zweiten Teil vorhandenen Einspritzöffnungen in einer Position unter einem beliebigen Winkel angeordnet werden, wenn die Mitte des Öffnungsabschnitts 0° ist. In der vorgenannten Ausführungsform ist eine Konfiguration, in der die Einspritzöffnungen symmetrisch in Links-Rechts-Richtung in Bezug auf eine Ebene angeordnet sind, die die Mitte des Öffnungsabschnitts und die Axiallinie der Mittelelektrode enthält, als Beispiel vorgestellt; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
- (5) In der oben genannten Ausführungsform ist die Form des Abdeckteils eine spezifische Form; die Form kann jedoch gegebenenfalls geändert werden. Die Form des Abdeckteils kann, beispielsweise, eine kreiszylindrische Form, eine viereckige Kastenform oder eine konische Form sein.
- (6) Die Anordnung der Zündkerze in der Brennkammer kann gegebenenfalls anders als in der vorgenannten Ausführungsform geändert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007234511 A [0002]
- JP 2011187437 A [0002]
- JP 2016184558 A [0002]
- JP 2015130302 A [0003]
- JP 2018006304 A [0003]
