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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Patentliteratur
WO 2018 025440 A1 offenbart eine Zündkerze mit einem Isolator und einem Metallgehäuse.
WO 2018 025440 A1 offenbart, dass bei der Zündkerze das Metallgehäuse eine äußere Umfangsfläche aufweist, die sich von einem hinteren Ende eines Schraubenabschnitts zu einem vorderen Ende des Schraubenabschnitts erstreckt, das Metallgehäuse einen Abschnitt aufweist, der dem Verbrennungsgas eines Verbrennungsmotors ausgesetzt ist, und der Isolator einen Abschnitt aufweist, der dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist, und dass die Wärmebeständigkeit verbessert werden kann, wenn der Oberflächenbereich des Abschnitts der äußeren Umfangsfläche des Metallgehäuses, der Oberflächenbereich des Abschnitts des Metallgehäuses und der Oberflächenbereich des Abschnitts des Isolators eine vorbestimmte Beziehung erfüllen.
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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 eine 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. Die Vorkammerkerze wurde bei Stromgeneratoren und Motoren für Rennen eingesetzt, und es wurde eine Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades bestätigt. Auch bei anderen Verbrennungsmotoren als Stromgeneratoren und Rennmotoren ist die Vorkammerkerze wirksam, um die Verbrennungseffizienz zu verbessern.
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Bei Vorkammerkerzen findet die Verbrennung, nach der Zündung eines Funkens zwischen Elektroden, zunächst in einer Vorkammer statt. Dann wird das Verbrennungsgas innerhalb der Vorkammer über Durchgangslöcher (Einspritzöffnungen), die mit der Außenseite in Verbindung stehen, nach außen gespritzt, und das eingespritzte Hochtemperaturgas als eine 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 große Menge Kraftstoff mit dem Hochtemperaturgas in Kontakt zu bringen. Daher ist die Verbrennungsgeschwindigkeit der Vorkammerkerze höher als die Verbrennungsgeschwindigkeit der Zündkerze ohne eine Vorkammer, so dass der Effekt der Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades erwartet werden kann.
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Da Vorkammerkerzen jedoch einen Aufbau haben, bei dem ein Zündende hermetisch verschlossen ist, neigt die Temperatur im Inneren der Vorkammer dazu, hoch zu werden. Wenn ein überhitzter Zustand anhält, kann es zu einer Vorzündung kommen, was ein Problem darstellt. Wenn dagegen die Temperatur des Inneren der Vorkammer zu niedrig wird, verbraucht die Verbrennung in der Vorkammer Energie, so dass keine Verbrennung in der Hauptbrennkammer stattfinden kann und Fehlzündungen auftreten können, was ein Problem darstellt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände hergestellt und zielt darauf ab, sowohl Vorzündung als auch Fehlzündungen zu unterdrücken. Die vorliegende Erfindung kann in den folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden.
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Da bei einer Vorkammer das Volumen der Vorkammer die Menge des Luft-KraftstoffGemisches bestimmt, beeinflusst das Volumen der Vorkammer die erzeugte Wärmeenergie. Da ein Isolator einen niedrigen Wärmeleitkoeffizienten hat, begrenzt der Isolator Wärmeverluste und dient somit der Wärmespeicherung. Da im Gegensatz dazu Metallabschnitte, wie z.B. ein Metallgehäuse und ein Abdeckteil, mit einem Motorkopf verbunden sind, haben die Metallabschnitte die Aufgabe, die Wärme nach außen entweichen zu lassen und die gesamte Vorkammer zu kühlen. Im Hinblick auf der Tatsache, dass sich das Volumen der Vorkammer auf die Wärmeerzeugung, der Oberflächenbereich des Isolators auf die Wärmespeicherung, und die Oberflächenbereiche des Metallgehäuses, eines Vorkammergehäuses und dergleichen auf die Wärmeableitung auswirken, wurde eine Zündkerze mit einer Vorkammer der vorliegenden Erfindung entwickelt.
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Eine Zündkerze nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Mittelelektrode; eine Masseelektrode, die einen zugewandten Abschnitt enthält, 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, der die Mittelelektrode darin aufnimmt, wobei der vordere Endabschnitt der Mittelelektrode von einem vorderen Ende des Isolators aus freiliegt; ein Metallgehäuse, das den Isolator darin aufnimmt; 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 eine Einspritzöffnung enthält, die ein Durchgangsloch ist. In der Zündkerze enthält der Isolator eine äußere Umfangsfläche, die der Vorkammer ausgesetzt ist. Das Abdeckteil enthält einen Abschnitt, der der Vorkammer ausgesetzt ist. Das Metallgehäuse umfasst einen Abschnitt, der der Vorkammer ausgesetzt ist. Wenn ein Oberflächenbereich der äußeren Umfangsfläche des Isolators ein erster Oberflächenbereich A (angegeben in mm
2) ist, und ein Gesamtoberflächenbereich des Abschnitts des Abdeckteils und des Abschnitts des Metallgehäuses ein zweiter Oberflächenbereich B (angegeben in mm
2) ist, ist der nachstehende Vergleichsausdruck 1 erfüllt:
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Da der Isolator, der wärmespeichernd ist und als Wärmequelle dient, sowie das Abdeckteil und das Metallgehäuse, die wärmeableitend sind und die Abkühlung fördern, dem obigen Vergleichsausdruck genügen, kann nach dieser Struktur das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Abkühlung innerhalb der Vorkammer vorzugsweise aufrechterhalten werden. Dadurch ist es möglich, sowohl Vorzündung als auch Fehlzündungen zu unterdrücken.
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Wenn bei der oben beschriebenen Zündkerze ein Volumen der Vorkammer ein Vorkammervolumen C (angegeben in mm
3) ist, kann der nachstehende Vergleichsausdruck 2 erfüllt sein:
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Da nach dieser Struktur das Volumen der Vorkammer, das mit der durch die Verbrennung in der Vorkammer verursachten Wärmeerzeugung zusammenhängt, sowie des Abdeckteils und des Metallgehäuses, die wärmeableitende Eigenschaften besitzen und die Abkühlung fördern, den obigen Vergleichsausdruck erfüllen, kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Abkühlung in der Vorkammer bevorzugt aufrechterhalten werden.
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In der oben beschriebenen Zündkerze kann der nachstehende Vergleichsausdruck 3 erfüllt sein:
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Nach dieser Struktur kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Abkühlung innerhalb der Vorkammer bevorzugter aufrechterhalten werden.
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In der oben beschriebenen Zündkerze kann der nachstehende Vergleichsausdruck 4 erfüllt sein:
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Nach dieser Struktur kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Abkühlung innerhalb der Vorkammer weiter bevorzugt aufrechterhalten werden.
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In der oben beschriebenen Zündkerze kann der nachstehende Vergleichsausdruck 5 erfüllt sein:
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Nach dieser Struktur kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Abkühlung in der Vorkammer noch bevorzugter aufrechterhalten werden.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden in Kombination mit den Zeichnungen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
- 1 ist eine Schnittdarstellung, die den Aufbau einer Zündkerze nach einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittdarstellung der Zündkerze.
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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 detailliert beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung ist eine untere Seite in 1 eine vordere Endseite (Vorderseite) der Zündkerze 100 und eine obere Seite in 1 eine hintere Endseite.
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1 ist eine Schnittdarstellung eines schematischen Aufbaus der Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
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In 1 ist eine zentrale Axiallinie CX der Zündkerze 100 (eine Axiallinie der Zündkerze) durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt. Die Zündkerze 100 wird an einem Verbrennungsmotor montiert und zur Zündung verwendet. Bei der Montage am Verbrennungsmotor befindet sich die vordere Endseite der Zündkerze 100 (in der Zeichnung die untere Seite) innerhalb einer Brennkammer des Verbrennungsmotors und die hintere Endseite (in der Zeichnung die obere Seite) außerhalb der Brennkammer. Die Zündkerze 100 umfasst eine Mittelelektrode 10, eine Masseelektrode 13, einen Isolator 20, eine Anschlusselektrode 30, ein Metallgehäuse 40 und ein Abdeckteil 50.
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Die Mittelelektrode 10 ist aus einem schaftförmigen Elektrodenelement gebildet und ist so angeordnet, dass eine zentrale Achse davon mit der zentralen Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammenfällt. Die Mittelelektrode 10 wird von dem Metallgehäuse 40 mit dem dazwischen angeordneten Isolator 20 so gehalten, dass ein vorderer Endabschnitt 11 innerhalb eines vorderendseitigen Öffnungsabschnitts 40A des Metallgehäuses 40 positioniert ist. Die Mittelelektrode 10 ist über die auf der hinteren Endseite angeordnete Anschlusselektrode 30 elektrisch mit einer externen Stromquelle 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 in Richtung der 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 13A, der dem vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 zugewandt ist. Ein Entladungsspalt SG wird zwischen dem zugewandten Abschnitt 13A der Masseelektrode 13 und dem vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 gebildet.
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Der Isolator 20 ist ein zylindrisches Element mit einem axialen Loch 21, das durch seine Mitte hindurchgeht. Der Isolator 20 ist, beispielsweise, aus einem keramischen Sinterkörper, der aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid hergestellt ist, 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 wird 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 zentrale Achse des Isolators 20 fällt mit der zentralen Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammen.
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Das Metallgehäuse 40 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Metallelement mit einem zylindrischen Loch 41 in seiner Mitte und nimmt den Isolator 20 darin auf. Das Metallgehäuse 40 ist, beispielsweise, aus Kohlenstoffstahl gebildet. Die zentrale Achse des Metallgehäuses 40 fällt mit der zentralen Axiallinie CX der Zündkerze 100 zusammen. Wie oben beschrieben, ist die Masseelektrode 13 im vorderendseitigen Öffnungsabschnitt 40A des Metallgehäuses 40 angebracht.
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Das Abdeckteil 50 hat die Form einer Kuppel. Ein hinteres Ende des Abdeckteils 50 ist an einem vorderen Ende des Metallgehäuses 40 befestigt. Das Abdeckteil 50 deckt, von der vorderen Endseite aus, den vorderen Endabschnitt 11 der Mittelelektrode 10 und den zugewandten Abschnitt 13A der Masseelektrode 13 ab, um eine Vorkammer 51 zu bilden. Das heißt, die Vorkammer 51 ist ein Raum, der von einer Innenwandfläche 53 des Abdeckteils 50 und der inneren Umfangsfläche 43 des Metallgehäuses 40 umgeben ist. Das Abdeckteil 50 hat eine Einspritzöffnung 55, die ein Durchgangsloch ist. Die Vorkammer 51 (Zündkammer), die ein vom Abdeckteil 50 abgedeckter Raum ist, steht über die Einspritzöffnung 55 mit der Brennkammer in Verbindung. Ein Abschnitt des Abdeckteils 50 auf der vorderen Endseite in Bezug auf die Einspritzöffnung 55 ist dünner als ein Abschnitt des Abdeckteils 50 auf der hinteren Endseite in Bezug auf die Einspritzöffnung 55.
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Als nächstes wird die Beziehung zwischen den einzelnen Abschnitten der Zündkerze
100 unter Bezugnahme auf
2 beschrieben. Der Isolator
20 umfasst eine äußere Umfangsfläche
24, die zur Vorkammer
51 hin freiliegt. Das Abdeckteil
50 umfasst einen Abschnitt, der zur Vorkammer
51 hin freiliegt, und das Metallgehäuse
40 einen Abschnitt, der zur Vorkammer
51 hin freiliegt. Wenn der Oberflächenbereich der äußeren Umfangsfläche
24 des Isolators
20 ein erster Oberflächenbereich A (ausgedrückt in mm
2) ist und der Gesamtoberflächenbereich des Abschnitts des Abdeckteils
50 und des Abschnitts des Metallgehäuses
40 ein zweiter Oberflächenbereich B (ausgedrückt in mm
2) ist, erfüllt die Zündkerze
100 den nachstehenden Vergleichsausdruck 1
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Wenn das Volumen der Vorkammer
51 ein Vorkammervolumen C (ausgedrückt in mm
3) ist, ist es bevorzugt, dass ein nachstehender Vergleichsausdruck 2 erfüllt ist:
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Ferner ist es bevorzugter, dass der Vergleichsausdruck 3, der Vergleichsausdruck 4 und der Vergleichsausdruck 5 erfüllt sind:
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Der erste Oberflächenbereich A, der zweite Oberflächenbereich B und das Vorkammervolumen C können mit Hilfe eines Röntgen-Computertomographen (CT) berechnet werden. Das Vorkammervolumen C kann z.B. das Gesamtvolumen sein, das durch das Metallgehäuse 40 und den Isolator 20, unterhalb von dem Dichtungselement 60, und dem Abdeckteil 50 begrenzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein ringförmiges Dichtungselement 60 an einem oberen Endabschnitt der Vorkammer 51 zwischen dem Metallgehäuse 40 und dem Isolator 20 vorgesehen. Der erste Oberflächenbereich A ist die Fläche der äußeren Umfangsfläche 24 des Isolators 20 auf der vorderen Endseite in Bezug auf das Dichtungselement 60. Der zweite Oberflächenbereich B ist die Summe der Fläche eines Abschnitts der inneren Umfangsfläche 43 des Metallgehäuses 40 an der vorderen Endseite in Bezug auf das Dichtungselement 60 und der Fläche der Innenwandfläche 53 des Abdeckteils 50. Die Öffnungsfläche der Einspritzöffnung 55 in der Innenwandfläche 53 des Abdeckteils 50 und die Öffnungsfläche des Metallgehäuses 40, in die die Masseelektrode 13 eingesetzt ist, sind nicht im zweiten Oberflächenbereich B enthalten.
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Als nächstes werden die Betriebseffekte der Zündkerze 100, wie oben konfiguriert, beschrieben.
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In dem obigen Vergleichsausdruck 1 und dem Vergleichsausdruck 3 kann, wenn A/B größer als der untere Grenzwert ist, die Temperatur im Inneren der Vorkammer 51 auf einer Temperatur gleich oder größer als eine vorbestimmte Temperatur gehalten werden, indem der Oberflächenbereich des Isolators 20 sichergestellt wird, der Wärmespeicherfähigkeit besitzt und als Wärmequelle dient. Wenn A/B kleiner als der obere Grenzwert ist, kann die Temperatur innerhalb der Vorkammer 51 auf einer Temperatur gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur gehalten werden, indem die Oberflächenbereiche des Abdeckteils 50 und des Metallgehäuses 40 sichergestellt werden, die wärmeableitende Eigenschaften besitzen und die Kühlung fördern. Auf diese Weise kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Kühlung innerhalb der Vorkammer 51 vorzugsweise aufrechterhalten werden. Dadurch ist es möglich, sowohl Vorzündungen als auch Fehlzündungen zu unterdrücken.
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In dem oben genannten Vergleichsausdruck 2, dem Vergleichsausdruck 4 und dem Vergleichsausdruck 5 kann, wenn C/B größer als die Untergrenze ist, die Temperatur innerhalb der Vorkammer 51 auf einer Temperatur gleich oder größer als eine vorbestimmte Temperatur gehalten werden, indem das Volumen der Vorkammer 51, bezogen auf die Wärmeerzeugung durch die Verbrennung innerhalb der Vorkammer 51, sichergestellt wird. Wenn C/B kleiner als der obere Grenzwert ist, kann die Temperatur innerhalb der Vorkammer 51 auf einer Temperatur gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur gehalten werden, indem die Oberflächenbereiche des Abdeckteils 50 und des Metallgehäuses 40 sichergestellt werden, die wärmeableitende Fähigkeiten haben und die Kühlung fördern. Daher kann das Gleichgewicht zwischen Erwärmung und Kühlung innerhalb der Vorkammer 51 bevorzugt aufrechterhalten werden.
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Beispiele
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.
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Experimentelle Beispiele
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Für die Versuchsbeispiele 1 bis 48 wurden Proben von Zündkerzen gebildet, die sich im ersten Oberflächenbereich (Isolatoroberfläche) A, im zweiten Oberflächenbereich (Vorkammeroberfläche) B und im Vorkammervolumen C unterscheiden. Der erste Oberflächenbereich A, der zweite Oberflächenbereich B und das Vorkammervolumen C jeder Probe wurden auf der Grundlage von 3D-Bildern berechnet, die durch Scannen jeder Probe bei 200 kV und 120 µA mit einem Röntgen-CT-Scanner erhalten wurden.
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Die experimentellen Beispiele 1 bis 16, 18 bis 20, 22 bis 24, 26 bis 28, 30 bis 32, 35, 36, 39, 40, 43, 44, 47 und 48 sind Beispiele. Der erste Oberflächenbereich (Isolatoroberfläche) A, der zweite Oberflächenbereich (Vorkammeroberfläche) B und das Vorkammervolumen C jedes Beispiels sind in Tabelle 1 unten aufgeführt.
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Die experimentellen Beispiele 17, 21, 25, 29, 33, 34, 37, 38, 41, 42, 45 und 46 sind Vergleichsbeispiele. Der erste Oberflächenbereich (Isolatoroberfläche) A, der zweite Oberflächenbereich (Vorkammeroberfläche) B und das Vorkammervolumen C jedes Vergleichsbeispiels sind in Tabelle 1 unten dargestellt.
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In Tabelle 1 ist jedes Versuchsbeispiel mit „Nr.“ bezeichnet. Zahlen, die mit einem Sternchen „*“ gekennzeichnet sind, wie „17*“ in Tabelle 1, bedeuten, dass es sich um Vergleichsbeispiele handelt.
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Auswertungsmethode
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Test zur Bewertung einer Anti-Vorzündungsleistung
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Jede Probe wurde einem Test zur Bewertung einer Anti-Vorzündungsleistung unterzogen. Das Schema des Tests zur Bewertung der Anti-Vorzündungsleistung ist wie folgt. Jede Probe wurde auf einem Reihen-Vierzylinder-Saugmotor mit einem Hubraum von 1,3 L montiert, und der Motor wurde bei einem Zündwinkel (Kurbelwinkel) mit einem vorbestimmten Anfangswert und mit einer Reihe von Prozessen des Motors bei Vollgas (6000 U/min) als ein Zyklus betrieben, bis dieser Zyklus 1000 Mal wiederholt wurde. Danach wurde geprüft, ob während des Betriebs des Motors eine Vorzündung auftrat. Wenn eine Vorzündung auftrat, wurde der damalige Zündwinkel als Vorzündungswinkel angegeben. Wenn keine Vorzündung auftrat, wurde der Zündwinkel um einen Grad vorverlegt, und der Motor wurde erneut mit Vollgas betrieben, um zu prüfen, ob eine Vorzündung auftrat. Dieser Vorgang wurde wiederholt durchgeführt, bis eine Vorzündung eintrat, um den Vorzündungswinkel jeder Probe zu spezifizieren. In ähnlicher Weise wurde der Vorzündungswinkel einer Referenzzündkerze (eine echte Zündkerze, die in einem Testmotor eingebaut war) spezifiziert. Dann wurde die Differenz zwischen dem Vorzündungswinkel der Referenzzündkerze und dem Vorzündungswinkel jeder Probe berechnet. Wenn der Vorzündungswinkel in Bezug auf die Referenzzündkerze weiter vorne liegt, wird die Zündkerze so bewertet, dass sie eine höhere Anti-Vorzündungsleistung hat. Der Vorzündungswinkel jeder Probe in Bezug auf den der Referenzzündkerze wurden auf der Grundlage der folgenden Maßstäbe bewertet, und jedes experimentelle Beispiel erhielt eine Bewertungsnote. Die Ergebnisse sind in der Spalte „Vorzündung“ in Tabelle 1 aufgeführt.
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<Bewertung der Anti-Vorzündungsleistung>
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Jede Probe wurde mit den folgenden vier Noten bewertet. Höhere Bewertungsergebnisse bedeuten eine höhere Anti-Vorzündungsleistung.
Bewertungsergebnis:
- 5: Um 7° CA oder mehr gegenüber der Referenzzündkerze verbessert
- 2: Um 5° CA oder mehr und weniger als 7° CA gegenüber der Referenzzündkerze verbessert
- 1: Um 2° CA oder mehr und weniger als 5° CA gegenüber der Referenzzündkerze verbessert
- 0: Um weniger als 2° CA gegenüber der Referenzzündkerze verbessert oder verzögert
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Messung der Fehlzündungsrate
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Die Fehlzündungsrate jeder Probe wurde wie folgt gemessen. Jede Probe wurde auf einen Reihen-Vierzylinder-Turboladermotor mit Direkteinspritzung und einem Hubraum von 1,6 L montiert, und der Motor wurde unter den Bedingungen einer Motordrehzahl (pro Minute) von 2000 U/min und einem maximalen Ansaugdruck von 1000 kPa betrieben, um die Fehlzündungsrate zu messen. Die Fehlzündungsrate wurde als Anteil der Anzahl der Fehlzündungszyklen (Zyklen, in denen die Zündung ausblieb) in 1000 Zyklen eines Zylinders berechnet. Zündkerzen mit einer geringeren Fehlzündrate werden als solche mit höherer Zündfähigkeit bewertet. Die Fehlzündungsrate jeder Probe wurde auf der Grundlage der folgenden Maßstäbe bewertet, und jedes Versuchsbeispiel erhielt eine Bewertungsergebnis. Die Ergebnisse sind in der Spalte „Fehlzündung“ in Tabelle 1 aufgeführt.
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<Auswertung der Fehlzündungsrate>
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Jede Probe wurde mit den folgenden sechs Noten bewertet. Höhere Bewertungsergebnisse bedeuten eine geringere Fehlzündungsrate.
Bewertungsergebnis:
- 5: Fehlzündungsrate von weniger als 1%.
- 4: Fehlzündungsrate von 1% oder mehr und weniger als 2%
- 3: Fehlzündungsrate von 2% oder mehr und weniger als 3%
- 2: Fehlzündungsrate von 3% oder mehr und weniger als 5%
- 1: Fehlzündungsrate von 5% oder mehr und weniger als 7%
- 0: Fehlzündungsrate von 7% oder höher
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Gesamtbewertung
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Basierend auf dem Gesamtergebnis des Bewertungsergebnisses der Anti-Vorzündungsleistung und des Bewertungsergebnisses der Fehlzündungsrate wurde für jede Probe eine Gesamtbewertung vorgenommen. Das Gesamtergebnis jeder Probe ist auf der linken Seite in der Spalte „Gesamtbewertung“ in Tabelle 1 angezeigt. Zündkerzen mit einem höheren Gesamtergebnis werden so bewertet, dass sie sowohl Vorzündung als auch Fehlzündungen stärker unterdrücken. Die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 10 wird mit „++++“ bezeichnet, die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 9 wird mit „+++“ bezeichnet, die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 8 wird mit „++“ bezeichnet, die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 7 wird mit „+“ bezeichnet, die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 6 wird mit „±“ bezeichnet und die Gesamtbewertung einer Probe mit einem Gesamtergebnis von 5 wird mit„-“ bezeichnet. Die Ergebnisse sind auf der rechten Seite in der Spalte „Gesamtbewertung“ in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
| Nr. | Isolatorfläche A | Vorkammerfläche B | Vorkammervolumen C | A/B | C/B | Vorzündung | Fehlzündung | Gesamtbewertung |
| 1 | 89 | 206 | 259 | 0.43 | 1.26 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 2 | 89 | 298 | 259 | 0.30 | 0.87 | 5 | 4 | 9 | +++ |
| 3 | 89 | 392 | 259 | 0.23 | 0.66 | 5 | 3 | 8 | ++ |
| 4 | 89 | 615 | 259 | 0.14 | 0.42 | 5 | 1 | 6 | ± |
| 5 | 89 | 206 | 450 | 0.43 | 2.18 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 6 | 89 | 298 | 450 | 0.30 | 1.51 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 7 | 89 | 392 | 450 | 0.23 | 1.15 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 8 | 89 | 615 | 450 | 0.14 | 0.73 | 5 | 2 | 7 | + |
| 9 | 89 | 206 | 683 | 0.43 | 3.32 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 10 | 89 | 298 | 683 | 0.30 | 2.29 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 11 | 89 | 392 | 683 | 0.23 | 1.74 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 12 | 89 | 615 | 683 | 0.14 | 1.11 | 5 | 2 | 7 | + |
| 13 | 89 | 206 | 887 | 0.43 | 4.31 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 14 | 89 | 298 | 887 | 0.30 | 2.98 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 15 | 89 | 392 | 887 | 0.23 | 2.26 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 16 | 89 | 615 | 887 | 0.14 | 1.44 | 5 | 2 | 7 | + |
| 17* | 177 | 206 | 259 | 0.86 | 1.26 | 0 | 5 | 5 | - |
| 18 | 177 | 298 | 259 | 0.59 | 0.87 | 2 | 5 | 7 | + |
| 19 | 177 | 392 | 259 | 0.45 | 0.66 | 5 | 2 | 7 | + |
| 20 | 177 | 615 | 259 | 0.29 | 0.42 | 5 | 1 | 6 | ± |
| 21* | 177 | 206 | 450 | 0.86 | 2.18 | 0 | 5 | 5 | - |
| 22 | 177 | 298 | 450 | 0.59 | 1.51 | 2 | 5 | 7 | + |
| 23 | 177 | 392 | 450 | 0.45 | 1.15 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 24 | 177 | 615 | 450 | 0.29 | 0.73 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 25* | 177 | 206 | 683 | 0.86 | 3.32 | 0 | 5 | 5 | - |
| 26 | 177 | 298 | 683 | 0.59 | 2.29 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 27 | 177 | 392 | 683 | 0.45 | 1.74 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 28 | 177 | 615 | 683 | 0.29 | 1.11 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 29* | 177 | 206 | 887 | 0.86 | 4.31 | 0 | 5 | 5 | - |
| 30 | 177 | 298 | 887 | 0.59 | 2.98 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 31 | 177 | 392 | 887 | 0.45 | 2.26 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 32 | 177 | 615 | 887 | 0.29 | 1.44 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 33* | 217 | 206 | 259 | 1.05 | 1.26 | 0 | 5 | 5 | - |
| 34* | 217 | 298 | 259 | 0.73 | 0.87 | 0 | 5 | 5 | - |
| 35 | 217 | 392 | 259 | 0.55 | 0.66 | 2 | 5 | 7 | + |
| 36 | 217 | 615 | 259 | 0.35 | 0.42 | 5 | 1 | 6 | ± |
| 37* | 217 | 206 | 450 | 1.05 | 2.18 | 0 | 5 | 5 | - |
| 38* | 217 | 298 | 450 | 0.73 | 1.51 | 0 | 5 | 5 | - |
| 39 | 217 | 392 | 450 | 0.55 | 1.15 | 2 | 5 | 7 | + |
| 40 | 217 | 615 | 450 | 0.35 | 0.73 | 5 | 3 | 8 | ++ |
| 41* | 217 | 206 | 683 | 1.05 | 3.32 | 0 | 5 | 5 | - |
| 42* | 217 | 298 | 683 | 0.73 | 2.29 | 0 | 5 | 5 | - |
| 43 | 217 | 392 | 683 | 0.55 | 1.74 | 2 | 5 | 7 | + |
| 44 | 217 | 615 | 683 | 0.35 | 1.11 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
| 45* | 217 | 206 | 887 | 1.05 | 4.31 | 0 | 5 | 5 | - |
| 46* | 217 | 298 | 887 | 0.73 | 2.98 | 0 | 5 | 5 | - |
| 47 | 217 | 392 | 887 | 0.55 | 2.26 | 1 | 5 | 6 | ± |
| 48 | 217 | 615 | 887 | 0.35 | 1.44 | 5 | 5 | 10 | ++++ |
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Evaluierungsergebnisse
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Die Versuchsbeispiele 1 bis 16, 18 bis 20, 22 bis 24, 26 bis 28, 30 bis 32, 35, 36, 39, 40, 43, 44, 47 und 48, die Beispiele sind, erfüllen den nachstehenden Vergleichsausdruck 1.
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Im Gegensatz dazu erfüllen die Versuchsbeispiele 17, 21, 25, 29, 33, 34, 37, 38, 41, 42, 45 und 46, die Vergleichsbeispiele sind und in denen A/B jeweils gleich oder größer als 0,7 ist, den Vergleichsausdruck 1 nicht.
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Die experimentellen Beispiele 1 bis 16, 18 bis 20, 22 bis 24, 26 bis 28, 30 bis 32, 35, 36, 39, 40, 43, 44, 47 und 48, die Beispiele sind, hatten jeweils ein Gesamtergebnis gleich oder größer als 6 (Gesamtbewertung von ±), und ihr durchschnittliches Gesamtergebnis betrug 7,67. Die experimentellen Beispiele 17, 21, 25, 29, 33, 34, 37, 38, 41, 42, 45 und 46, bei denen es sich um Vergleichsbeispiele handelt, hatten jeweils ein Gesamtergebnis von 5 (Gesamtbewertung von -). Auf der Grundlage der obigen Resultate wurden sowohl Vorzündungen als auch Fehlzündungen in den Beispielen im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen unterdrückt.
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Von den Versuchsbeispielen 1 bis 16, 18 bis 20, 22 bis 24, 26 bis 28, 30 bis 32, 35, 36, 39, 40, 43, 44, 47 und 48, die Beispiele sind, erfüllen die Versuchsbeispiele 1 bis 3, 6 bis 8, 11, 12, 16, 18, 19, 22 bis 24, 27, 28, 32, 35, 39, 40, 43, 44 und 48 den nachstehenden Vergleichsausdruck 2, und hatten jeweils ein Gesamtergebnis gleich oder grösser als 7 (Gesamtbewertung von +), und ihr durchschnittliches Gesamtergebnis betrug 8,6. Vorzündung und Fehlzündungen wurden beide bevorzugt in den Zündkerzen unterdrückt, die den nachstehenden Vergleichsausdruck 2 erfüllten.
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Von den Versuchsbeispielen 1 bis 16, 18 bis 20, 22 bis 24, 26 bis 28, 30 bis 32, 35, 36, 39, 40, 43, 44, 47 und 48, bei denen es sich um Beispiele handelt, hatten die Versuchsbeispiele 1 bis 3, 5 bis 7, 9 bis 11, 13 bis 15, 18, 19, 20, 23, 24, 27, 28, 31, 32, 36, 40, 44 und 48, die den nachstehenden Vergleichsausdruck 3 erfüllen, ein durchschnittliches Gesamtergebnis von 8,1. Vorzündung und Fehlzündungen wurden beide bevorzugt in den Zündkerzen unterdrückt, die den nachstehenden Vergleichsausdruck 3 erfüllten.
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Von den Versuchsbeispielen 1 bis 3, 6 bis 8, 11, 12, 16, 18, 19, 22 bis 24, 27, 28, 32, 35, 39, 40, 43, 44 und 48, die dem Vergleichsausdruck 2 genügen, hatten die Versuchsbeispiele 1, 2, 6, 7, 11, 12, 16, 18, 22, 23, 27, 28, 32, 39, 43, 44 und 48, die dem Vergleichsausdruck 4 genügen, ein durchschnittliches Gesamtergebnis von 8,9. Vorzündung und Fehlzündungen wurden beide weiter unterdrückt, vorzugsweise in den Zündkerzen, die dem nachstehenden Vergleichsausdruck 4 genügen.
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Von den Versuchsbeispielen 1, 2, 6, 7, 11, 12, 16, 18, 22, 23, 27, 28, 32, 39, 43, 44 und 48, die den Vergleichsausdruck 4 erfüllen, hatten die Versuchsbeispiele 1, 6, 7, 11, 12, 16, 22, 23, 27, 28, 32, 39, 43, 44 und 48, die den Vergleichsausdruck 5 erfüllen, eine durchschnittliche Gesamtpunktzahl von 9,0. Vorzündung und Fehlzündungen wurden beide weiter unterdrückt, vorzugsweise in den Zündkerzen, die den nachstehenden Vergleichsausdruck 5 erfüllen.
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<Andere Ausführungsformen (Modifikationen)>
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb des Umfangs, der nicht vom Kern der Erfindung abweicht, in verschiedenen Formen ausgeführt werden.
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(1) In den obigen Ausführungsformen hat das Abdeckteil eine spezifische Form, aber die Form ist nach Bedarf veränderbar. Das Abdeckteil kann z.B. eine kreiszylindrische Form, eine viereckige Kastenform oder eine konische Form haben.
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(2) In den obigen Ausführungsformen wird eine Zündkerze mit einer bestimmten Anzahl von Einspritzöffnungen als Beispiel beschrieben, aber die Anzahl der Einspritzöffnungen ist nicht auf eine bestimmte begrenzt und nach Bedarf veränderbar. Die Anordnung der Einspritzöffnungen und die Eindringrichtung der Einspritzöffnungen sind ebenfalls nach Bedarf veränderbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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