DE102022214388A1 - Spark plug with at least one through hole in the housing wall - Google Patents

Spark plug with at least one through hole in the housing wall Download PDF

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Abstract

Zündkerze mit einer Längsachse X, aufweisend:• Ein Grundkörper mit einer Gehäusewand und einem auf seiner Außenseite angeordneten Gewinde,• Einen teilweise innerhalb des Gehäuses angeordneten Isolator,• Eine teilweise innerhalb des Isolators angeordnete Mittelelektrode,• Eine Masseelektrode, die zusammen mit der Mittelelektrode einen Zündspalt ausbildet, wobei mindestens eine Durchgangsöffnung in der Gehäusewand ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung im brennraumseitigen Endbereich des Gehäuses angeordnet ist.Spark plug with a longitudinal axis X, comprising:• A base body with a housing wall and a thread arranged on its outside,• An insulator arranged partially within the housing,• A center electrode arranged partially within the insulator,• A ground electrode which together with the center electrode forms an ignition gap, wherein at least one through opening is formed in the housing wall, wherein the at least one through opening is arranged in the combustion chamber-side end region of the housing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich Zündkerzen bekannt. Grundsätzlich ist es ein Bestreben die Zündkerzen so zu konstruieren, dass sie möglichst lange zu verlässig funktionieren. In den letzten Jahrzehnten wurden die Anforderungen an einen möglichst effektiven und möglichst schadstoffarme Verbrennungsprozess bei den Verbrennungsmotor immer weiter gesteigert, so dass eine heutige Zündkerze während ihres Einsatzes in einem modernen Verbrennungsmotor höheren Drücken und höheren Temperaturen ausgesetzt ist als noch vor einigen Jahrzehnten. Beispielsweise kann es im Motor dazu kommen, dass sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch an zu warmen Bauteilen im Motor, beispielsweise an der Zündkerze, entflammt und es zu einem Megaknocking Ereignisse kommt, wodurch eine sehr hohe Druckwelle sich im Brennraum ausbreitet und durch diese der Isolator der Zündkerze brechen kann. Ein weiteres Problem sind Ablagerungen an der Zündkerze, wie beispielsweise an dem Isolator, die zu Kurzschlüssen in der Zündkerze führen. Um diese Probleme zu reduzieren ist es Notwendig den Druck und die Temperatur im Atmungsraum der Zündkerze so klein wie möglich zu halten.Spark plugs are generally known from the state of the art. Basically, the aim is to design spark plugs so that they function reliably for as long as possible. In recent decades, the requirements for a combustion process in combustion engines that is as effective and as low in emissions as possible have increased ever further, so that today's spark plugs are exposed to higher pressures and temperatures during use in a modern combustion engine than they were a few decades ago. For example, the air-fuel mixture can ignite on components in the engine that are too hot, such as the spark plug, and a megaknocking event can occur, causing a very high pressure wave to spread in the combustion chamber and break the spark plug's insulator. Another problem is deposits on the spark plug, for example on the insulator, which lead to short circuits in the spark plug. In order to reduce these problems, it is necessary to keep the pressure and temperature in the spark plug's breathing chamber as low as possible.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Zündkerze bereit zu stellen, bei denen die oben genannten Probleme verhindert bzw. minimiert werden.It is an object of the invention to provide a spark plug in which the above-mentioned problems are prevented or minimized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird von der erfindungsgemäßen Zündkerze gelöst.This object is achieved by the spark plug according to the invention.

Die erfindungsgemäße Zündkerze hat eine Längsachse X, die sich von ihrem brennraumabgewandten Ende bis zu ihrem brennraumseitigen Ende erstreckt. Die Zündkerze weist ein Gehäuse mit einer Gehäusewand und einem auf seiner Außenseite angeordneten Gewinde, einen teilweise innerhalb des Gehäuses angeordneten Isolator, eine teilweise innerhalb des Isolators angeordnete Mittelelektrode, eine Masseelektrode, die zusammen mit der Mittelelektrode einen Zündspalt ausbildet, und mindestens eine Durchgangsöffnung auf. Die mindestens eine Durchgangsöffnung ist in der Gehäusewand ausgebildet, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung im brennraumseitigen Endbereich des Gehäuses angeordnet ist. Beispielsweise gibt es mehrere Durchgangsöffnungen. Die mindestens eine Durchgangsöffnung ist dazu eingerichtet einen Gasaustausch zwischen dem Atmungsraum der Zündkerze und dem Brennraum zu ermöglichen.The spark plug according to the invention has a longitudinal axis X that extends from its end facing away from the combustion chamber to its end on the combustion chamber side. The spark plug has a housing with a housing wall and a thread arranged on its outside, an insulator arranged partially inside the housing, a center electrode arranged partially inside the insulator, a ground electrode that forms an ignition gap together with the center electrode, and at least one through-opening. The at least one through-opening is formed in the housing wall, wherein the at least one through-opening is arranged in the end region of the housing on the combustion chamber side. For example, there are several through-openings. The at least one through-opening is designed to enable gas exchange between the breathing space of the spark plug and the combustion chamber.

Aufgrund der Durchgangsöffnung oder der mehreren Durchgangsöffnungen am Gehäuse ergibt sich vorteilhafterweise, dass der Druck im Atmungsraum der Zündkerze abnimmt und unerwünschte Entflammungen außerhalb des Zündspalts und entsprechende Megaknocking-Ereignisse verhindert werden. Des Weiteren das Kraftstoff-Luft-Gemisch schneller verbrennen, wodurch Ablagerung von beispielsweise Kohlenstoff auf dem Zündkerzenisolator vermieden wird. Die Temperatur im Atmungsraum der Zündkerze wird auch reduziert.The through hole or multiple through holes on the housing has the advantage that the pressure in the breathing chamber of the spark plug decreases and unwanted ignition outside the ignition gap and corresponding megaknocking events are prevented. Furthermore, the fuel-air mixture burns faster, which prevents deposits of, for example, carbon on the spark plug insulator. The temperature in the breathing chamber of the spark plug is also reduced.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses und dem Bereich des Gehäuses, in dem das Gewinde auf der Gehäuse-Außenseite angeordnet ist, das Gehäuse einen gewindefreien Abschnitt hat, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung in dem gewindefreien Abschnitt des Gehäuses ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen nahe am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnet sind und die Durchgangsöffnungen nicht beim Einschrauben der Zündkerze in einen Motor stören.In an advantageous development, it is provided that the housing has a thread-free section between the combustion chamber-side end of the housing and the area of the housing in which the thread is arranged on the outside of the housing, wherein the at least one through-opening is formed in the thread-free section of the housing. This has the advantage that the through-opening or through-openings are arranged close to the combustion chamber-side end of the housing and the through-openings do not interfere when screwing the spark plug into an engine.

Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens eine Durchgangsöffnung in dem Bereich des Gehäuses ausgebildet ist, in dem das Gewinde auf der Gehäuse-Außenseite angeordnet ist. Dann kann beispielsweise auf den gewindefreien Abschnitt des Gehäuses verzichtet werden und die Zündkerze ragt weniger weit in den Brennraum.Additionally or alternatively, it can also be provided that the at least one through-opening is formed in the area of the housing in which the thread is arranged on the outside of the housing. Then, for example, the thread-free section of the housing can be dispensed with and the spark plug protrudes less far into the combustion chamber.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Durchgangsöffnungen in einem Kreis um die Längsachse der Zündkerze angeordnet sind, insbesondere dass die Längsachsen der Durchgangsöffnungen senkrecht zur Längsachse der Zündkerze ausgerichtet sind.In an advantageous embodiment, the through openings are arranged in a circle around the longitudinal axis of the spark plug, in particular the longitudinal axes of the through openings are aligned perpendicular to the longitudinal axis of the spark plug.

Alternativ sind die Durchgangsöffnungen in einem Winkel zur Längsachse der Zündkerze entlang des Umfangs des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch kann das ausströmende Gas in eine gezielte Richtung in den Brennraum geleitet werden.Alternatively, the through-openings are arranged at an angle to the longitudinal axis of the spark plug along the circumference of the housing. This allows the escaping gas to be directed in a specific direction into the combustion chamber.

Die mindestens eine Durchgangsöffnung oder die mehreren Durchgangsöffnungen haben beispielsweise einen Durchmesser D von mindestens 1 mm.The at least one through-opening or the plurality of through-openings have, for example, a diameter D of at least 1 mm.

Bei einer Ausgestaltung ist die Masseelektrode an der brennraumseitigen Stirnseite des Gehäuses angeordnet und insbesondere die Masseelektrode eine Dachelektrode ist. Alternativ kann die Masseelektrode in Gehäuse angeordnet sein, so dass der Zündspalt innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und insbesondere, dass die Masseelektrode in einer Durchgangsbohrung, die in der Gehäusewand ausgebildet ist, eingesteckt ist.In one embodiment, the ground electrode is arranged on the combustion chamber side of the housing and in particular the ground electrode is a roof electrode. Alternatively, the ground electrode can be arranged in the housing so that the ignition gap is arranged within the housing. is arranged, and in particular that the ground electrode is inserted into a through hole formed in the housing wall.

Vorteilhafterweise ist bei der Zündkerze die Masseelektrode nicht in einer der Durchgangsöffnungen angeordnet, damit der Gasaustausch nicht behindert wird.Advantageously, the ground electrode of the spark plug is not arranged in one of the through holes so that the gas exchange is not impeded.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine erfindungsgemäße Zündkerze
  • 2 ein erstes und ein zweites Beispiel für eine erfindungsgemäße Zündkerze,
dargestellt.A preferred embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing:
  • 1 a spark plug according to the invention
  • 2 a first and a second example of a spark plug according to the invention,
shown.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

In 1 ist eine Zündkerze 1 dargestellt. Die Zündkerze 1 hat eine Längsachse X, die sich vom brennraumseitigen Ende bis zum brennraumabgewandten Ende erstreckt. Die Zündkerze 1 weist ein Gehäuse 2 mit einer brennraumseitigen Stirnfläche 20 auf. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Isolator 3 angeordnet. Die Mittelelektrode 4 ist im Isolator 3 angeordnet und ragt an dessen brennraumseitigen Ende aus dem Isolator 3. Am brennraumabgewandten Ende der Zündkerze 1 ragt aus dem Isolator 3 der Hochspannungsanschluss 7 der Zündkerze 1. In diesem Beispiel ist die Masseelektrode 5 als Dachelektrode am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordnet. Die Masseelektrode 5 bildet zusammen mit der Mittelelektrode 4 einen Zündspalt 45 aus. Auf der Außenseite des Gehäuses ist ein Gewinde 22 ausgebildet, das dazu dient, dass die Zündkerze 1 in einen Motor einschraubbar ist. Eine am Gehäuse 2 angeordnete Außendichtung 6 dichtet den Übergang zischen Zündkerze 1 und Motor ab.In 1 a spark plug 1 is shown. The spark plug 1 has a longitudinal axis X that extends from the end on the combustion chamber side to the end facing away from the combustion chamber. The spark plug 1 has a housing 2 with an end face 20 on the combustion chamber side. An insulator 3 is arranged inside the housing 2. The center electrode 4 is arranged in the insulator 3 and protrudes from the insulator 3 at its end on the combustion chamber side. The high-voltage connection 7 of the spark plug 1 protrudes from the insulator 3 at the end of the spark plug 1 facing away from the combustion chamber. In this example, the ground electrode 5 is arranged as a roof electrode at the end of the housing on the combustion chamber side. The ground electrode 5 forms an ignition gap 45 together with the center electrode 4. A thread 22 is formed on the outside of the housing, which serves to screw the spark plug 1 into an engine. An outer seal 6 arranged on the housing 2 seals the transition between the spark plug 1 and the engine.

Zwischen dem Bereich mit dem Gewinde 22 und der brennraumseitigen Stirnseite 20 ist ein gewindefreier Abschnitt 21 des Gehäuses 2 angeordnet. In diesem gewindefreien Abschnitt 21 sind die Durchgangsöffnungen 8 ausgebildet.A thread-free section 21 of the housing 2 is arranged between the area with the thread 22 and the combustion chamber-side front side 20. The through openings 8 are formed in this thread-free section 21.

In 2 sind zwei Beispiele für die erfindungsgemäßen Zündkerze 1 dargestellt. Für die besser Darstellbarkeit ist jeweils die brennraumseitige Hälfte der Zündkerze 1 dargestellt. Die Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet.In 2 Two examples of the spark plug 1 according to the invention are shown. For better illustration, the combustion chamber side half of the spark plug 1 is shown. The components are given the same reference numerals as in 1 designated.

In 2 a) sind die Durchgangsöffnungen 8 im gewindefreien Abschnitt 21 des Gehäuses 2 angeordnet. Die Durchgangsöffnungen 8 sind auf einem Kreis um die Längsachse X der Zündkerze 1 angeordnet.In 2 a) the through openings 8 are arranged in the thread-free section 21 of the housing 2. The through openings 8 are arranged on a circle around the longitudinal axis X of the spark plug 1.

In 2 b) ist ein zweites Beispiel für die Anordnung der Durchgangsöffnungen 8 am Gehäuse 2 gezeigt. Die Durchgangsöffnungen 8 in diesem zweiten Beispiel sind im Gewindebereich 22 angeordnet.In 2 B) a second example of the arrangement of the through openings 8 on the housing 2 is shown. The through openings 8 in this second example are arranged in the threaded area 22.

Die Durchgangsöffnungen 8 in den beiden Beispielen haben beispielsweise einen Durchmesser D von mindestens 1 mm.For example, the through openings 8 in the two examples have a diameter D of at least 1 mm.

Claims (8)

Zündkerze (1) mit einer Längsachse X, aufweisend: • Ein Gehäuse (2) mit einer Gehäusewand und einem auf seiner Außenseite angeordneten Gewinde (22), • Einen teilweise innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Isolator (3), • Eine teilweise innerhalb des Isolators (3) angeordnete Mittelelektrode (4), • Eine Masseelektrode (5), die zusammen mit der Mittelelektrode (4) einen Zündspalt (45) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Durchgangsöffnung (8) in der Gehäusewand ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung (8) im brennraumseitigen Endbereich des Gehäuses (2) angeordnet ist.Spark plug (1) with a longitudinal axis X, comprising: • A housing (2) with a housing wall and a thread (22) arranged on its outside, • An insulator (3) arranged partially within the housing (2), • A center electrode (4) arranged partially within the insulator (3), • A ground electrode (5) which together with the center electrode (4) forms an ignition gap (45), characterized in that at least one through opening (8) is formed in the housing wall, wherein the at least one through opening (8) is arranged in the end region of the housing (2) on the combustion chamber side. Zündkerze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) und dem Bereich des Gehäuses (2), in dem das Gewinde (22) auf der Gehäuse-Außenseite angeordnet ist, das Gehäuse (2) einen gewindefreien Abschnitt (21) hat, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung (8) in dem gewindefreien Abschnitt (21) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.Spark plug (1) after Claim 1 , characterized in that between the combustion chamber-side end of the housing (2) and the region of the housing (2) in which the thread (22) is arranged on the outside of the housing, the housing (2) has a thread-free section (21), wherein the at least one through opening (8) is formed in the thread-free section (21) of the housing (2). Zündkerze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchgangsöffnung (8) in dem Bereich des Gehäuses (2) ausgebildet ist, in dem das Gewinde (22) auf der Gehäuse-Außenseite angeordnet ist.Spark plug (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one through opening (8) is formed in the region of the housing (2) in which the thread (22) is arranged on the outside of the housing. Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchgangsöffnungen (8) in einem Kreis um die Längsachse X der Zündkerze (1) angeordnet sind, insbesondere dass die Längsachsen der Durchgangsöffnungen (8) senkrecht zur Längsachse X der Zündkerze (1) ausgerichtet sind.Spark plug (1) according to one of the preceding claims, wherein the through openings (8) are arranged in a circle around the longitudinal axis X of the spark plug (1), in particular that the longitudinal axes of the through openings (8) are aligned perpendicular to the longitudinal axis X of the spark plug (1). Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Durchgangsöffnungen (8) in einem Winkel zur Längsachse (X) der Zündkerze (1) entlang des Umfangs des Gehäuses (2) angeordnet sind.Spark plug (1) according to one of the preceding Claims 1 until 3 , wherein the through openings (8) are at an angle to the longitudinal axis (X) the spark plug (1) are arranged along the circumference of the housing (2). Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Masseelektrode (5) an der brennraumseitigen Stirnseite (20) des Gehäuses (2) angeordnet ist und insbesondere die Masseelektrode (5) eine Dachelektrode ist.Spark plug (1) according to one of the preceding claims, wherein the ground electrode (5) is arranged on the combustion chamber-side end face (20) of the housing (2) and in particular the ground electrode (5) is a roof electrode. Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Masseelektrode (5) in Gehäuse (2) angeordnet ist, so dass der Zündspalt (45) innerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, und insbesondere, dass die Masseelektrode (5) in einer Durchgangsbohrung, die in der Gehäusewand ausgebildet ist, eingesteckt ist.Spark plug (1) according to one of the preceding Claims 1 until 5 , wherein the ground electrode (5) is arranged in the housing (2) so that the ignition gap (45) is arranged within the housing (2), and in particular that the ground electrode (5) is inserted into a through hole which is formed in the housing wall. Zündkerze (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Durchgangsöffnungen (8) keine Masseelektrode angeordnet ist.Spark plug (1) according to one of the preceding claims, wherein no ground electrode is arranged in the through openings (8).
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US1542631A (en) 1923-07-13 1925-06-16 Morrison Lewis Spark plug
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