DE10319698A1

DE10319698A1 - Zündkerze

Info

Publication number: DE10319698A1
Application number: DE2003119698
Authority: DE
Inventors: Alfredo Hoffmann; Christoph Nohtse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-18

Abstract

Eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode (1) und mindestens einer parallelen Masseelektrode (2), wobei die Mittelelektrode (1) aus einem Material besteht, das kein Edelmetall umfasst, sondern aus einem oder mehreren Elementen einer Gruppe, umfassend Nickel, Inconel, Yttrium, besteht. Die Mittelelektrode (1) hat einen konstanten Durchmesser und ist insbesondere zylindrisch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze, wie sie insbesondere für Ottomotoren eingesetzt wird, die ein sicheres Zünden von einem Benzin-Luft-Gemisch ermöglicht und kostengünstig hergestellt werden kann.

Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise einer Zündkerze ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, vgl. z.B. US 5,929,556 oder US 6,229,253 . Bei den dort beschriebenen Zündkerzen besteht das brennraumseitige Ende der Mittelelektrode aus einer Legierung, die zumindest ein Edelmetall wie z.B. Platin, Iridium enthält.

Des Weiteren ist aus oben genannten Patentveröffentlichungen bekannt, den Durchmesser des brennraumseitigen Endes der Mittelelektrode zu verkleinern. Dabei existiert z.B. ungefähr auf einer Höhe, auf der die Mittelelektrode die Isolierung zu überragen beginnt, ein Abschnitt der Mittelelektrode mit sich zum brennstoffseitigen Ende hin verjüngendem Durchmesser. Daran schließt sich dann zum brennstoffseitigen Ende hin ein Abschnitt mit konstantem Durchmesser an.

Da Edelmetalle teuer sind, ist eine Legierung, die zumindest ein Edelmetall enthält, ebenfalls teuer. Die Herstellung von Mittelelektroden, die aus Abschnitten mit einem variablen Durchmesser und Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern bestehen, ist relativ aufwändig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode bereitzustellen, die einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zündkerze gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.

Die Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Mittelelektrode, die aus einem Material besteht, das kein Edelmetall enthält. Das gilt auch für das brennraumseitige Ende der Mittelelektrode; d.h. auch dort wird kein Edelmetall eingesetzt. Trotzdem weist die Zündkerze ähnliche Eigenschaften in Bezug auf Lebensdauer und Zuverlässigkeit auf, wie Zündkerzen mit einer Edelmetalllegierung. Das heißt, dass das Preis-Leistungs-Verhältnis der Zündkerze mit einer erfindungsgemäßen Mittelelektrode besser ist als das der Zündkerzen nach dem Stand der Technik.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Mittelelektrode einen konstanten Durchmesser, d.h. sie ist insbesondere zylindrisch. Die Herstellung einer rein zylindrischen Mittelelektrode ist im Vergleich zu einer Mittelelektrode, die Abschnitte mit verschieden großen Durchmessern oder gar variablen Durchmessern besitzt, einfacher und damit kostengünstiger.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die zuvor beschriebenen Merkmale betreffend das Material der Mittelelektrode und die Form der Mittelelektrode im Prinzip voneinander unabhängig sind und jeweils separat zur Lösung der genannten Aufgabe beitragen.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines brennraumseitigen Endes einer Zündkerze gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Isolators aus 1 mit einer Phase.
3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des Isolators aus 1 mit einer Rundung.
4 zeigt eine halb aufgeschnittene Querschnittsansicht des brennraumseitigen Endes der Zündkerze von 1, die im Vergleich zur 1 um 90° um die Längsachse der Zündkerze gedreht ist.
In 1 ist schematisch das brennraumseitige Ende einer Zündkerze von der Seite dargestellt.
Die Zündkerze weist ein metallisches rohrförmiges Gehäuse 5 auf, das radialsymmetrisch ist. In einer mittigen Bohrung entlang der Symmetrieachse des metallischen Gehäuses 5 ist ein Isolator 3 angeordnet, der koaxial verläuft. In einer mittigen, entlang der Längsachse des Isolators verlaufenden Bohrung ist am brennraumseitigen Ende eine Mittelelektrode 1 angeordnet, die in dieser Ausführungsform am brennraumseitigen Ende des Isolators 3 aus der Bohrung herausragt. Am brennraumseitigen Ende des metallischen Gehäuses sind weiterhin eine parallele Masseelektrode 2 und zwei weitere Masseelektroden 4 angeordnet. Dabei wird die Strecke mit dem kürzesten Abstand, der zwischen einem Punkt auf der Oberfläche der Mittelelektrode 1 und einem Punkt auf der Oberfläche der parallelen Masseelektrode 2 gebildet wird, Funkenstrecke genannt. Zwischen jeder weiteren Masseelektrode 4 und der Mittelelektrode 1 bildet sich entlang der oberen Oberfläche des Isolators 3 beim Betrieb der Zündkerze eine Gleitfunkenstrecke aus. Der Durchmesser der Mittelelektrode 1 ist konstant. Der Isolator ist an der zur Mittelelektrode hin gewandten Seite am brennraumseitigen Ende mit einer Phase 6 versehen.
Die Mittelelektrode besteht aus einem Material, das kein Edelmetall umfasst. Das Material kann z.B. aus einem oder mehreren Elementen einer Gruppe umfassend Nickel, Inconel, Yttrium bestehen.
2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des brennraumseitigen Endes des Isolators 3 aus 1, aus welcher die Phase 6 besser ersichtlich ist.
3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht des brennraumseitigen Endes des Isolators 3 aus 1, wobei der Isolator 3 anstelle der Phase 6 eine Rundung 7 besitzt.
Die Phasen 6 bzw. Rundungen 7 tragen dazu bei, den Wirkungsgrad der Zündkerze zu erhöhen.
4 stellt das in 1 gezeigte Ende der Zündkerze um 90° gedreht dar. Man erkennt, dass die parallele Masseelektrode 2 in dieser Ausführungsform ähnlich wie die weiteren Masseelektroden 4 (in 1) ausgeformt und zu der Mittelelektrode 1 hin gebogen ist, wobei die parallele Masseelektrode 2 die Mittelelektrode 1 vollständig überdeckt.

1: Mittelelektrode
2: parallele Masseelektrode
3: Isolator
4: weitere Masseelektrode
5: metallisches Gehäuse
6: Phase
7: Rundung

Claims

Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Elektroden, wobei eine dieser mindestens zwei Elektroden mindestens eine Mittelelektrode (1) und eine andere Elektrode der mindestens zwei Elektroden mindestens eine Masseelektrode (2; 4) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mittelelektrode (1) aus einem Material besteht, das keine Edelmetalle aufweist.
Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der mindestens einen Mittelelektrode (1) aus einem oder mehreren Elementen einer Gruppe umfassend Nickel, Inconel, Yttrium besteht.
Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Gehäuse (5), mit einem am Gehäuse (5) angebrachten Isolator (3), mit einer durch den Isolator (3) geführten Mittelelektrode (1), wobei ein vorderes Ende der Mittelelektrode (1) über den Isolator (3) herausreicht, und mit mindestens einer an dem Gehäuse (5) angebrachten parallelen Masseelektrode (2), wobei eine Innenseite der mindestens einen parallelen Masseelektrode (2) gegenüber einer Stirnfläche der Mittelelektrode (1) liegt, um einen Luftspalt dazwischen zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mittelelektrode (1) in Längsrichtung einen konstanten Durchmesser aufweist.
Zündkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze mindestens eine an dem Gehäuse (5) derart angebrachte weitere Masseelektrode (4) umfasst, um einen Spalt zwischen der mindestens einen weiteren Masseelektrode (4) und der Mittelelektrode (1) für eine Gleitfunkenstrecke entlang einer Oberfläche des Isolators (3) zu bilden.
Zündkerze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Kante des Isolators (3) an einem Ende des Isolators, über welches die Mittelelektrode (1) herausreicht, mit einer Phase (6) versehen ist.
Zündkerze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Kante des Isolators (3) an einem Ende des Isolators, über welches die Mittelelektrode (1) herausreicht, mit einer Rundung (7) versehen ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (3) aus einem keramischen Material besteht.
Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Mittelelektrode (1) zylindrisch ist.