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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und eine Montagestruktur für die Zündkerze, wobei die Zündkerze für Personenfahrzeuge, Zweirad-Automatikfahrzeuge, Kraft-Wärme-Kopplung-Systeme, Gasdruckpumpen oder Ähnliches verwendet wird.
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Stand der Technik
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1 zeigt eine bekannt verwendete Zündkerze 9 für eine Brennkraftmaschine. Zum Beispiel wird die Zündkerze 9 als Mittel zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs verwendet, das in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine wie zum Beispiel eines Personenfahrzeugs eingebracht wird.
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Die Zündkerze 9 hat eine Mittelelektrode 94 und eine Masseelektrode 95. Die Masseelektrode 95 hat ein Ende an einem Gehäuse 92 befestigt, während sie gebogen ist, um das andere Ende zu einer Position zu bringen, in der es zu der Mittelelektrode 94 gerichtet ist.
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In der Masseelektrode 95 ist ein vorspringender Abschnitt 96 angeordnet, der zu einem Funkenabgabespalt 911 vorspringt. Der vorspringende Abschnitt 96 weist eine gegenüberliegende Fläche 960 auf, die zu der Mittelelektrode 94 gerichtet ist. Wie aus
2 durch (A) und (B) ersichtlich ist, wird in dem Funkenabgabespalt 911 eine Abgabe verursacht, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch die Abgabe gezündet. Ein Bezugszeichen E in der Figur bezeichnet einen Abgabefunken, der durch die Abgabe ausgebildet ist, ein Bezugszeichen F bezeichnet eine Strömung des Luft-Kraftstoff-Gemischs und ein Bezugszeichen I bezeichnet eine Flamme (siehe die Druckschrift
JP 2003 - 317 896 A ).
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Die Druckschrift
JP 2009 - 252 525 A offenbart eine Zündkerze, die eine Masseelektrode offenbart, die den vorspringenden Abschnitt 96 nicht aufweist.
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Die Druckschriften
WO 2010 / 038 467 A1 und
JP 2008 - 303 840 A offenbaren weitere gattungsgemäße Zündkerzen.
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Die Druckschriften
JP H11 - 324 878 A oder
JP H11 - 351 115 A offenbaren eine bekannte Technologie zur Montage der Zündkerze an einer Brennkraftmaschine.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Jedoch wurden zurückliegend verschiedene mager verbrennende Brennkraftmaschinen entwickelt, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In der mageren Verbrennung ist es erforderlich, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer hoch ist, damit eine Zündfähigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs erhalten bleibt. Deswegen tendiert der Abgabefunken E dazu, wenn die Zündkerze 9 verwendet wird, die aus Patentdokument 1 ersichtlich ist, entsprechend dem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs ausgedehnt und abgeschnitten zu werden, wie in 2 durch (C) ersichtlich ist, bevor das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Abgabefunken E in dem Funkenabgabespalt 911 erhitzt ist. Wenn der Abgabefunken E ausgelöscht wird, tritt eine Erscheinung auf, eine Abgabe zu einem zweiten Mal durchzuführen (im Folgenden wird dies als Wiederabgabe bezeichnet), und dies wird wiederholt. Der Abgabefunken E driftet konstant durch die Gasströmung in eine konstante Richtung, das heißt, nach stromabwärts, um die Wiederabgaben in einem stromabwärts liegenden Seitenkantenabschnitt des vorspringenden Abschnitts 96 zu wiederholen. Somit tendiert dieser Abschnitt dazu, überproportional verschlissen zu werden (im Folgenden wird dies als überproportionaler Verschleiß bezeichnet). Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze in problematischer Weise verkürzt.
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Andererseits kann die Lebensdauer einer Zündkerze allgemein durch eine Vergrößerung des Durchmessers des vorspringenden Abschnitts 96 und eine Verbesserung des Verschleißwiderstands verlängert werden.
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Jedoch ist in diesem Fall die gegenüberliegende Fläche 960 des vorspringenden Abschnitts 96 vergrößert, und deswegen kann die gegenüberliegende Fläche 960 in einem Zeitraum Wärme von der Flamme I ziehen, in dem die Flamme wächst, und kann das Wachstum der Flamme I unterdrücken (im Folgenden wird dies als Dämpfen bezeichnet). Als Ergebnis kann die Zündfähigkeit der Zündkerze verschlechtert sein.
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In der in dem Patentdokument 2 beschriebenen Zündkerze ist sichergestellt, dass die Masseelektrode in einer Form vorliegt, in der das Volumen an der stromabwärts liegenden Seite mit Bezug auf die Strömung des Luft-Kraftstoff-Gemischs größer sichergestellt ist als das Volumen an der stromaufwärts liegenden Seite. Jedoch besteht aufgrund der Abwesenheit eines vorspringenden Abschnitts eine Tendenz dazu, das Dämpfen zu beschleunigen, was nachteilig für das Verbessern der Zündfähigkeit ist. In der in dem Patentdokument 2 beschriebenen Zündkerze weist die Masseelektrode einen vorspringenden Abschnitt nicht auf, aber dies löst nicht das Problem des Verschleißes in dem voranstehend erwähnten vorspringenden Abschnitt.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung von einem derartigen Stand der Technik vorgenommen und stellt eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und eine Montagestruktur für die Zündkerze bereit, mit denen eine Zündfähigkeit und eine Lebensdauer der Zündkerze verbessert sind, während ein Dämpfen minimiert ist.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung liegt in einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, wobei die Zündkerze ein zylindrisches Gehäuse, ein zylindrisches isolierendes Porzellan, das innerhalb des Gehäuses gehalten ist, eine Mittelelektrode, die innerhalb des isolierenden Porzellans gehalten ist, von der ein Spitzenabschnitt vorspringt, und eine Masseelektrode, die mit dem Gehäuse verbunden ist und einen gegenüberliegenden Abschnitt aufweist, der der Mittelelektrode in einer axialen Richtung der Zündkerze gegenüber liegt, um einen Funkenabgabespalt zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode auszubilden, hat, wobei die Zündkerze dadurch gekennzeichnet ist, dass: zumindest einer aus dem Spitzenabschnitt der Mittelelektrode und dem gegenüberliegenden Abschnitt der Masseelektrode einen vorspringenden Abschnitt aufweist, der zu dem Funkenabgabespalt vorspringt; und zumindest einer der vorspringenden Abschnitte einen Querschnitt aufweist, der rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze liegt, wobei der Querschnitt einen Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius hat, der in einem Umriss des Querschnitts einen kleinsten Krümmungsradius aufweist, und in einer bestimmten Form vorliegt, die die folgende Anforderung erfüllt, wobei die Anforderung derart formuliert ist, dass wenn eine erste gerade Linie zwischen dem Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius und einen geometrischen Schwerpunkt des Querschnitts verbinden soll, ein erstes Liniensegment zwischen zwei Abschnitten verbinden soll, an denen die erste gerade Linie den Umriss des Querschnitts schneidet, und eine zweite gerade Linie rechtwinklig zu dem ersten Liniensegment in einer Mitte in dem ersten Liniensegment liegen soll, und wenn der Querschnitt durch die zweite gerade Linie in einen ersten Bereich, der den Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius hat, und einen zweiten Bereich, der den Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius nicht hat, unterteilt ist, der zweite Bereich eine Fläche aufweist, die größer als die Fläche des ersten Bereichs ist.
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Ein anderer Gesichtspunkt liegt in einer Montagestruktur für eine Zündkerze, in der die erwähnte Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5 an einer Brennkraftmaschine montiert ist, und die Montagestruktur dadurch gekennzeichnet ist, dass der vorspringende Abschnitt, der in einer Brennkammer angeordnet ist, so angeordnet ist, dass der erste Bereich mit Bezug auf eine Strömung eines zu der Brennkammer zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts des zweiten Bereichs liegend angeordnet ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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In der Zündkerze weist zumindest einer der vorspringenden Abschnitte einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze auf, und der Querschnitt ist in die bestimmte Form ausgebildet. Insbesondere ist in dem Querschnitt sichergestellt, dass die Fläche des zweiten Bereichs größer als die Fläche des ersten Bereichs ist. In der Montage der Zündkerze an der Brennkammer der Brennkraftmaschine ist die Zündkerze so angeordnet, dass der erste Bereich des vorspringenden Abschnitts mit Bezug auf die Strömung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer stromaufwärts des zweiten Bereichs liegend angeordnet ist. Somit kann die Lebensdauer der Zündkerze verlängert werden. Insbesondere mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der zweite Bereich, der eine größere Fläche aufweist, in der Strömung in dem vorspringenden Abschnitt stromabwärts liegend angeordnet.
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Entsprechend kann die größere Fläche, wenn die Wiederabgabe wiederholt in dem Kantenabschnitt an der stromabwärts liegenden Seite in dem vorspringenden Abschnitt ausgeführt wird, die Ausdehnung des Verschleißbereichs in dem vorspringenden Abschnitt aufgrund der Wiederabgaben minimieren. Somit wird ein überproportionaler Verschleiß in dem vorspringenden Abschnitt minimiert, und somit ist der Verschleißwiderstand verbessert. Als Ergebnis kann die Lebensdauer der Zündkerze verbessert werden.
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Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius in dem ersten Bereich an einer stromaufwärts liegenden Seite angeordnet. Ein elektrisches Feld wird am einfachsten in der Nähe des Abschnitts mit minimalem Krümmungsradius konzentriert, und somit ist es wahrscheinlich, dass der Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius als Startpunkt der Abgabe dient. Entsprechend wird durch das Anordnen des Abschnitts mit minimalem Krümmungsradius an der stromaufwärts liegenden Seite eine anfängliche Funkenabgabe in dem vorspringenden Abschnitt stromaufwärts erhalten, und es ist eine Zeit gewährleistet, bevor die Funkenabgabe nach stromabwärts driftet und durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgeblasen wird. Somit ist eine Zündgelegenheit für die Flamme (d.h. eine Gelegenheit für die Zündung) gut sichergestellt. Als Ergebnis wird die Zündfähigkeit der Zündkerze verbessert.
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Die voranstehend beschriebene Konfiguration wird durch das Ausbilden des Querschnitts von zumindest einem der vorspringenden Abschnitte in die bestimmte Form realisiert. Somit wird ein Dämpfen unterdrückt, ohne insbesondere den Durchmesser des vorspringenden Abschnitts erhöhen zu müssen. Als Ergebnis ist verhindert, dass die Zündfähigkeit der Zündkerze verschlechtert wird.
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Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine bereitstellen, wobei die Zündkerze in der Lage ist, eine Zündfähigkeit und die Lebensdauer der Zündkerze zu verbessern, während sie in der Lage ist, ein Dämpfen zu unterdrücken, und kann eine Montagestruktur für die Zündkerze bereitstellen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Spitzenabschnitt einer Zündkerze in einem Stand der Technik darstellt;
- 2 ist eine erläuternde Ansicht, die den Spitzenabschnitt der Zündkerze in dem Stand der Technik darstellt, und insbesondere durch (A) einen Abgabezustand, durch (B) einen Zustand, in dem ein Abgabefunken durch eine Gasströmung angeblasen und verlängert wird, und durch (C) einen Zustand, in dem die Abgabe abgeschnitten wird, zeigt;
- 3 ist eine erläuternde Ansicht, die einen teilweisen Querschnitt einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A der 3;
- 5 ist eine erläuternde Ansicht durch eine Perspektive eines Vorsprungs in einer bestimmten Form gemäß der ersten Ausführungsform;
- 6 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Zündkerze der ersten Ausführungsform in einer Brennkammer montiert ist;
- 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B der 6;
- 8 ist eine erläuternde Ansicht, die den vorspringenden Abschnitt gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Abgabezustand, durch (B) eine Bewegung des Abgabefunkens und durch (C) einen Zustand überproportionalen Verschleißes zeigt;
- 9 ist eine erläuternde Ansicht durch einen teilweisen Querschnitt einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie D-D der 9;
- 11 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie H-H der 9;
- 12 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt, wobei die Ansicht der 7 entspricht;
- 13 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Querschnitt entsprechend der 4, und durch (B) eine Perspektive entsprechend der 5 zeigt;
- 14 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Querschnitt entsprechend der 4 und durch (B) eine Perspektive entsprechend der 5 zeigt;
- 15 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt in einer Zündkerze gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 darstellt, und insbesondere durch (A) einen Abgabezustand, durch (B) eine Bewegung der Funkenabgabe, durch (C) ein Ausblasen der Funkenabgabe und eine Wiederabgabe, und durch (D) einen Zustand überproportionalen Verschleißes zeigt;
- 16 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und einer Spaltausdehnungsgröße gemäß einem Versuchsbeispiel 1 darstellt;
- 17 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und einer Abgabespannung gemäß einem Versuchsbeispiel 2 zeigt; und
- 18 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und der Anzahl von Auftritten einer Wiederabgabe zeigt.
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Arten zum Ausführen der Erfindung
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und einer Montagestruktur für die Zündkerze gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Die Zündkerze für eine Brennkraftmaschine kann als Zündmittel für eine Brennkraftmaschine wie zum Beispiel von Personenfahrzeugen, Zweirad-Automatikfahrzeugen, Kraft-Wärme-Kopplung-Systeme oder Gasdruckpumpen verwendet werden.
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In der folgenden Beschreibung ist eine Seite der Zündkerze, die in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingefügt wird, als Spitze bezeichnet, und eine Seite gegenüber der Spitze ist als Basis bezeichnet.
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(Erste Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 3 bis 8 ist eine Zündkerze einer Ausführungsform beschrieben.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, hat eine Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform: ein zylindrisches Gehäuse 2; ein zylindrisches isolierendes Porzellan 3, das innerhalb des Gehäuses 2 gehalten ist; eine Mittelelektrode 4, die innerhalb des isolierenden Porzellans 3 derart gehalten ist, dass ein Spitzenabschnitt vorspringt; und eine Masseelektrode 5, die mit dem Gehäuse 2 verbunden ist und einen gegenüberliegenden Abschnitt 52 aufweist, der zu der Mittelelektrode 4 in einer axialen Richtung der Zündkerze (Längsrichtung der Zündkerze 1: siehe 3) gerichtet ist, um einen Funkenabgabespalt 11 zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5 auszubilden.
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In dem gegenüberliegenden Abschnitt 52 der Masseelektrode 5 ist ein vorspringender Abschnitt 6 angeordnet, der zu dem Funkenabgabespalt 11 hin vorspringt.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, liegt der vorspringende Abschnitt 6 in einer bestimmten Form vor. Der vorspringende Abschnitt 6 weist einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze auf, und der Querschnitt weist einen Umriss 60 auf, der einen Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius hat, der einen minimalen Krümmungsradius in dem Umriss aufweist, und die folgende Anforderung erfüllt. Die Anforderung ist definiert, wie folgt. Insbesondere wie aus 4 ersichtlich ist, soll zuerst eine erste gerade Linie L1 den Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius und einen geometrischen Schwerpunkt P1 in dem Querschnitt verbinden. Dann soll ein erstes Liniensegment M zwischen den zwei Schnittpunkten P2 verbinden, an denen die erste gerade Linie L1 den Umriss 60 des Querschnitts schneidet. Dann soll eine zweite gerade Linie L2 sich in einem rechten Winkel zu dem ersten Liniensegment M erstrecken, und dabei durch einen Mittelpunkt P3 des ersten Liniensegments M durchtreten. Dann wird der Querschnitt durch die zweite gerade Linie L2 in einen ersten Bereich B, der den Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius hat, und einen zweiten Bereich C, der den Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius nicht hat, unterteilt. In diesem Fall ist die Fläche des zweiten Bereichs C größer als die des ersten Bereichs B.
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Außerdem ist der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L1 rechtwinklig zu einer Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 (gestrichelte Linie L5, in 7 angezeigt), der Masseelektrode 5 liegen wird. Der vorspringende Abschnitt 6 ist derart ausgebildet, dass eine Gesamtlänge W1 davon, die mit der ersten geraden Linie L1 zusammenfällt, kleiner als eine Breite W2 des gegenüberliegenden Abschnitts 52 sein wird, wobei die Breite W2 rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 ist. Wie aus 5 ersichtlich ist, liegt der vorspringende Abschnitt 6 in Form eines säulenförmigen Körpers vor, der einen Querschnitt aufweist, der die voranstehend erwähnte bestimmte Form erfüllt. Der vorspringende Abschnitt 6 weist eine Dicke T in der axialen Richtung der Zündkerze auf.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der Umriss 60 des Querschnitts des vorspringenden Abschnitts 60 mit Bezug auf die erste gerade Linie L1 symmetrisch. Die Breite des Umrisses 60 in der Richtung der zweiten geraden Linie L2 erhöht sich allmählich von dem Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius (Schnittpunkt P2 an der Seite des ersten Bereichs B) zu dem zweiten Bereich C, um dabei in dem zweiten Bereich C Abschnitte 62 maximaler Breite auszubilden. Ebenfalls ist in dem Querschnitt der Umriss 60 von den Abschnitten 62 maximaler Breite zu dem Schnittpunkt P2 an der Seite des zweiten Bereichs C hin umgeschlagen. Die Abschnitte 62 maximaler Breite weisen jeweils den kleinsten Krümmungsradius in dem Umriss 60 des zweiten Bereichs C auf.
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In der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Gehäuses 2 10 mm und die Dicke an einem Spitzenabschnitt des Gehäuses 2 beträgt 1,4 mm. Die Gesamtlänge W1 des vorspringenden Abschnitts 6 entlang der ersten geraden Linie L1 beträgt 0,88 mm, eine Breite W3 (siehe 4), die rechtwinklig zu sowohl der Richtung, die mit der ersten geraden Linie L1 zusammenfällt, und der axialen Richtung der Zündkerze ist, beträgt 0,88 mm, und die Dicke T des vorspringenden Abschnitts 6 beträgt 0,8 mm.
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Außerdem weist der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius in dem ersten Bereich B des vorspringenden Abschnitts 6 einen Krümmungsradius R1 von 0,1 mm auf, während jeder Abschnitt 62 maximaler Breite in dem zweiten Bereich C einen Krümmungsradius R2 von 0,2 mm aufweist. Die Breite W2 des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 beträgt 2,6 mm.
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Die Mittelelektrode 4 weist einen Spitzenabschnitt auf, der von einem Ende des isolierenden Porzellans 3 axial um 1,5 mm vorspringt. Die Größe des Funkenabgabespalts 11 beträgt 0,8 mm.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, hat die Masseelektrode 5: einen vertikalen Abschnitt 51, der vertikal an der Seite der Spitze bereitgestellt ist, wobei sein eines Ende an dem Spitzenabschnitt des Gehäuses 2 befestigt ist; und einen gegenüberliegenden Abschnitt 52, der von dem anderen Ende des vertikalen Abschnitts 51 gebogen bereitgestellt ist, um in der axialen Richtung der Zündkerze zu der Mittelelektrode 4 gerichtet zu sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorspringende Abschnitt 6, der in 5 ersichtlich ist, an einer Oberfläche des gegenüberliegenden Abschnitts 52 angeordnet, wobei die Oberfläche der Mittelelektrode 4 gegenüberliegt.
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Der vorspringende Abschnitt 6 ist durch einen Edelmetallspan konfiguriert. Noch genauer ist der vorspringende Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform durch zum Beispiel eine Platinlegierung konfiguriert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Edelmetallspan durch Schweißen mit dem gegenüberliegenden Abschnitt 52 der Masseelektrode 5 verbunden, so dass der Edelmetallspan den vorspringenden Abschnitt 6 konfiguriert.
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Das Basismaterial des Gehäuses 2 und der Masseelektrode 5 (Abschnitte, die nicht der vorspringende Abschnitt 6 sind) ist eine Nickellegierung.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 4 durch einen im Wesentlichen säulenförmigen vorspringenden Abschnitt 41 konfiguriert, der durch einen Edelmetallspan ausgebildet ist. Zum Beispiel kann dieser Edelmetallspan durch eine Iridiumlegierung konfiguriert sein.
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Die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs wie zum Beispiel eines Personenfahrzeugs verwendet.
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Mit Bezug auf 6 und 7 ist im Folgenden eine Montagestruktur beschrieben, in der die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform an einer Brennkraftmaschine 7 montiert ist.
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In der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkraftmaschine 7 wird eine bekannte Technologie (die zum Beispiel aus den Druckschriften
JP H11 - 324 878 A oder
JP H11 - 351 115 A bekannt ist) verwendet. Insbesondere wird die Zündkerze 1 an der Brennkraftmaschine 7 durch Anpassen der Position der Masseelektrode 5 mit Bezug auf die Richtung einer Strömung F eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Brennkammer 70 montiert.
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Wie insbesondere aus 6 und 7 ersichtlich ist, ist die Zündkerze 1 an der Brennkammer 7 durch Durchführen einer Anpassung derart montiert, dass die Erstreckungslinie des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 (gestrichelte Linie L5, in 7 angezeigt) rechtwinklig zu der Richtung der Strömung F sein wird. Mit anderen Worten, die Zündkerze 1 ist so an der Brennkraftmaschine 7 montiert, dass der vertikale Abschnitt 51 der Masseelektrode 5 die Strömung F nicht blockieren wird. Wie außerdem aus 7 ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 in der Brennkammer 70 derart angeordnet, dass sichergestellt ist, dass der erste Bereich B mit Bezug auf die Strömung F des zu der Brennkammer 70 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts des zweiten Bereichs C liegend angeordnet ist.
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Mit Bezug auf 8 ist im Folgenden insbesondere ein Verhältnis zwischen einer Bewegung einer Funkenabgabe E in dem vorspringenden Abschnitt 6 und einem Verschleiß des vorspringenden Abschnitts 6 beschrieben, wenn in der Zündkerze 1 eine Abgabe verursacht wird.
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Eine vorbestimmte Spannung wird über die Mittelelektrode 4 und die Masseelektrode 5 angelegt, um eine Abgabe in dem Funkenabgabespalt 11 zu verursachen. Wie aus 8 durch (A) ersichtlich ist, wird in der Abgabe die Funkenabgabe E anfänglich stromaufwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 erhalten. Insbesondere tritt die anfängliche Funkenabgabe E in dem Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius auf, in dem es wahrscheinlich ist, dass die Feldintensität groß ist. Wie dann in 8 durch (B) ersichtlich ist, driftet die Funkenabgabe durch die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs nach stromabwärts. Wie dann in 8 durch (C) ersichtlich ist, wird die Funkenabgabe E an einem stromabwärts liegenden Kantenabschnitt in dem vorspringenden Abschnitt 6 angeblasen und verlängert. Während dieses Zeitraums wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die Funkenabgabe E gezündet. Obwohl die Funkenabgabe E an dem Kantenabschnitt stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 angeblasen, verlängert und ausgelöscht wird, wird eine Wiederabgabe wiederholt an dem gleichen Abschnitt verursacht, das heißt, an dem stromabwärts liegenden Kantenabschnitt an dem vorspringenden Abschnitt 6. Dies ist die Ursache des Verschleißes in dem vorspringenden Abschnitt 6.
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Mit Bezug auf 4 und 6 bis 8 werden vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Der vorspringende Abschnitt 6 der Zündkerze 1 weist einen Querschnitt auf, der rechtwinklig zu zumindest einer axialen Richtung der Zündkerze liegt, und in der bestimmten Form vorliegt. Insbesondere, wie aus 4 ersichtlich ist, ist sichergestellt, dass die Fläche des zweiten Bereichs C in dem Querschnitt größer als die Fläche des ersten Bereichs B ist. In der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 ist sichergestellt, dass der erste Bereich B des vorspringenden Abschnitts 6 mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 stromaufwärts des zweiten Bereichs C liegend angeordnet ist. Somit wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 verlängert. Insbesondere mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der zweite Bereich C, der eine größere Fläche aufweist, in der Strömung F in dem vorspringenden Abschnitt 6 stromabwärts liegend angeordnet. Wenn die Wiederabgabe wiederholt an dem in dem vorspringenden Abschnitt 6 stromabwärts liegenden Kantenabschnitt verursacht wird, wie voranstehend erwähnt wurde, ist deswegen aufgrund der größeren Fläche unterdrückt, dass der Bereich des Verschleißes des vorspringenden Abschnitts 6 aufgrund der Wiederabgaben sich ausdehnt, wie in 8 durch (C) ersichtlich ist. Somit ist ein überproportionaler Verschleiß des vorspringenden Abschnitts 6 minimiert, und ein Verschleißwiderstand ist verbessert. Als Ergebnis ist die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert.
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Außerdem ist mit der voranstehend beschriebenen Anordnung der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B an einer stromaufwärts liegenden Seite angeordnet. Ein elektrisches Feld wird am wahrscheinlichsten in der Nähe des Abschnitts 61 mit minimalem Krümmungsradius konzentriert, und somit ist es wahrscheinlich, dass der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius als Startpunkt einer Abgabe dient. Deswegen kann durch das Anordnen des Abschnitts 61 mit minimalem Krümmungsradius an der stromaufwärts liegenden Seite, wie in 8 durch (A) ersichtlich ist, die Funkenabgabe E in dem vorspringenden Abschnitt 6 stromaufwärts liegend anfänglich erhalten werden. Wie in 8 durch (B) ersichtlich ist, ist dann eine Zeit gewährleistet, bevor die Funkenabgabe E nach stromabwärts driftet und durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgeblasen wird. Somit ist eine Zündgelegenheit für eine Flamme (d.h., eine Gelegenheit für die Zündung, die zum Auftreten der Zündung führt) gut sichergestellt. Als Ergebnis ist die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verbessert.
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Die voranstehend beschriebene Konfiguration wird realisiert, indem gestattet wird, dass der vorspringende Abschnitt 6 den Querschnitt in der bestimmten Form aufweist. Dies trägt ebenfalls dazu bei, ein Dämpfen zu unterdrücken, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den Durchmesser des vorspringenden Abschnitts 6 besonders zu erhöhen. Als Ergebnis ist verhindert, dass die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verschlechtert wird.
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Wie außerdem in 7 ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L1 rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts der Masseelektrode 5 liegen wird. Entsprechend ist zuverlässig verhindert, dass die Strömung F, die zu dem Funkenabgabespalt 11 strömt, durch die Masseelektrode 5 blockiert ist. Zu der gleichen Zeit ist sichergestellt, dass der zweite Bereich C in der Strömung F stromabwärts liegend angeordnet ist, und es ist sichergestellt, dass der erste Bereich B in der Strömung F stromaufwärts liegend angeordnet ist. Deswegen ist ein Verschleißwiderstand des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert, wie voranstehend erwähnt wurde, während eine Zündgelegenheit gut sichergestellt ist. Als Ergebnis wird die Zündfähigkeit weiter verbessert, während die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert ist.
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Der vorspringende Abschnitt 6 ist aus einem Edelmetallspan ausgebildet. Somit kann die Lebensdauer der Zündkerze 1 weiter verlängert werden.
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Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Ausführungsform eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine bereitstellen, die in der Lage ist, eine Zündfähigkeit und Lebensdauer der Zündkerze zu verbessern, während eine Dämpfung unterdrückt ist, und kann eine Montagestruktur für die Zündkerze bereitstellen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie aus 9 bis 11 ersichtlich ist, liegt in der zweiten Ausführungsform der an dem Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 4 bereitgestellte vorspringende Abschnitt 41 ebenfalls in der bestimmten Form ähnlich dem vorspringenden Abschnitt 6 der Masseelektrode 5 vor.
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Wie aus 10 und 11 ersichtlich ist, weisen in der vorliegenden Ausführungsform sowohl der vorspringende Abschnitt 41 der Mittelelektrode 4 wie auch der vorspringende Abschnitt 6 der Masseelektrode 5 einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze auf, und der Querschnitt liegt in der bestimmten Form vor, die in der ersten Ausführungsform gezeigt ist (siehe 4).
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In einem Zustand, in dem die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 montiert ist (siehe 6), ist der erste Bereich B von jedem aus vorspringendem Abschnitt 41 und vorspringendem Abschnitt 6 stromaufwärts des zweiten Bereichs C mit Bezug auf die Strömung F liegend angeordnet. Zu der gleichen Zeit ist der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius in jedem der vorspringenden Abschnitte zu einer stromaufwärts liegenden Seite in der Strömung F orientiert.
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Das Übrige mit Ausnahme des Voranstehenden ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zündgelegenheit sichergestellt, eine Dämpfung ist unterdrückt und ein Verschleißwiderstand ist in der Mittelelektrode wie auch in der Masseelektrode 5 verbessert. Entsprechend werden die Zündfähigkeit und die Lebensdauer der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert.
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Mit Ausnahme der Voranstehenden werden vorteilhafte Wirkungen erhalten, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
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(Dritte Ausführungsform)
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Wie aus 12 ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L1 die Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Elektrode 5 schräg schneiden wird.
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Der vorspringende Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform ist derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L1 die Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 (gestrichelte Linie L5) der Masseelektrode 5 in einem Winkel von 45° schneidet.
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Das Übrige mit Ausnahme des Voranstehenden ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
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Wie aus 12 ersichtlich ist, ist auch in der vorliegenden Ausführungsform verhindert, dass die zu dem Funkenabgabespalt 11 strömende Strömung F durch die Masseelektrode 5 blockiert ist. Zu der gleichen Zeit ist sichergestellt, dass der zweite Bereich C in der Strömung F stromabwärts liegend angeordnet ist, und dass der erste Bereich B in der Strömung F stromaufwärts liegend angeordnet ist. Insbesondere, zum Beispiel, wenn die Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 so montiert ist, dass die Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 (gestrichelte Linie L5) die Strömung F schneidet, ist sichergestellt, dass der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius in der Strömung F stromaufwärts angeordnet ist. Entsprechend ist, wie voranstehend erwähnt wurde, ein Verschleißwiderstand des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert, während eine Zündgelegenheit gut sichergestellt ist. Als Ergebnis ist die Zündfähigkeit weiter verbessert, während die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert ist.
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Mit Ausnahme der voranstehend Beschriebenen werden vorteilhafte Wirkungen erhalten, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
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(Vierte Ausführungsform)
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Wie in 13 durch (A) und (B) in der vorliegenden Ausführungsform ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 in der bestimmten Form in einer derartigen Weise ausgebildet, dass der Unterschied der Fläche zwischen dem ersten Bereich B und dem zweiten Bereich C größer sein wird.
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In dem vorspringenden Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform weist der Umriss 60 eines Querschnitts rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze ausgesparte Abschnitte 63 auf, die zu dem Mittelpunkt P3 des ersten Liniensegments M hin ausgespart sind. Jeder ausgesparte Abschnitt 63 ist in einem Teil des Umrisses 60 des Querschnitts ausgebildet, der sich von einem Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius in dem ersten Bereich B zu einem Teil des zweiten Bereichs C erstreckt. Wie aus 13 durch (A) ersichtlich ist, ist somit in dem Querschnitt des vorspringenden Abschnitts 6, der zu der axialen Richtung der Zündkerze rechtwinklig liegt, die Fläche des ersten Bereichs B insbesondere kleiner als die Fläche des zweiten Bereichs C, so dass der Flächenunterschied größer sein wird.
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Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
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In dem vorspringenden Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform wird ein elektrisches Feld einfach an der Seite des ersten Bereichs B konzentriert, der den Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius hat, und somit ist einfach gestattet, dass der Abschnitt 61 mit minimalem Krümmungsradius als Startpunkt der Abgabe dient. Somit ist eine Zündgelegenheit einfach sichergestellt. Außerdem ist ein Verschleißwiderstand an der Seite des zweiten Bereichs C einfacher verbessert. Als Ergebnis werden die Zündfähigkeit und die Lebensdauer der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert.
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Mit Ausnahme der voranstehend Beschriebenen werden vorteilhafte Wirkungen erhalten, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Wie in 14 durch (A) und (B) ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Umriss 60 des vorspringenden Abschnitts 6 ebenfalls in der bestimmten Form mit den ausgesparten Abschnitten 63 bereitgestellt, um den Flächenunterschied zwischen dem ersten Bereich B und dem zweiten Bereich C zu erhöhen.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Umriss 60 des zweiten Bereichs C in dem Querschnitt des vorspringenden Abschnitts 6 teilweise mit einem geraden Abschnitt 64 bereitgestellt, der rechtwinklig zu der ersten geraden Linie L1 liegt.
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Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist Ähnlich zu der vierten Ausführungsform, und somit werden die vorteilhaften Wirkungen erhalten, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Wie aus 15, 1 und 2 ersichtlich ist, weist in dem vorliegenden Beispiel die Zündkerze 9 die Masseelektrode 95 auf, die mit dem vorspringenden Abschnitt 96 in einer Form einer Säule bereitgestellt ist.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Zündkerze des vorliegenden Beispiels 9 durch Anordnen des vorspringenden Abschnitts 96 und des vorspringenden Abschnitts 942 sowohl an dem Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 94 wie auch dem gegenüberliegenden Abschnitt 952 der Masseelektrode 95 konfiguriert. Die Vorsprünge 96 und 942 sind zu dem Funkenabgabespalt 911 vorspringend und liegen im Wesentlichen in Form einer Säule vor.
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Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
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Wenn die Zündkerze 9 verwendet wird, das heißt wenn die Abgabe verursacht wird, während sie an einer Brennkraftmaschine montiert ist, wird die Funkenabgabe E wie in 15 durch (A) ersichtlich ist, an einem Abschnitt in dem Kantenabschnitt des vorspringenden Abschnitts 96 anfänglich erzeugt. Jedoch ist die Position der anfänglichen Funkenabgabe nicht besonders definiert, und sie liegt nicht notwendigerweise in der Richtung der Strömung F stromaufwärts. Entsprechend ist es abhängig von der Position, an der die anfängliche Abgabe verursacht wird, wahrscheinlich, dass die Zeit kurz ist, bevor der Abgabefunken E durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach stromabwärts driftet und ausgeblasen wird, und somit sind die Zündgelegenheiten reduziert. Wie in 15 durch (B) ersichtlich ist, driftet dann der Abgabefunken E in dem vorspringenden Abschnitt 96 durch die Strömung F nach stromabwärts. Wie aus 15 (C) ersichtlich ist, wird dann der Abgabefunken E ausgedehnt und ausgelöscht, bevor das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Abgabefunken E in dem Funkenabgabespalt 911 erhitzt wird. Dann wird an demselben Abschnitt, das heißt an dem in dem vorspringenden Abschnitt 96 stromabwärts liegenden Kantenabschnitt 966 wiederholt eine Wiederabgabe verursacht. Deswegen tritt ein überproportionaler Verschleiß in dem in dem vorspringenden Abschnitt 96 stromabwärts liegenden Kantenabschnitt 966 auf, wie in 15 durch (D) ersichtlich ist. Als Ergebnis ist die Lebensdauer der Zündkerze 9 verkürzt.
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(Versuchsbeispiel 1)
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Wie in dem vorliegenden Beispiel aus 16 ersichtlich ist, wurde ein Verschleißwiderstand für den vorspringenden Abschnitt einer Zündkerze durch Messen der Größe der Ausdehnung des Funkenabgabespalts (im Folgenden wird dies geeignet als Spaltausdehnungsgröße bezeichnet) untersucht.
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Als Evaluierungsziele wurden eine „Probe 1“ der Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform vorbereitet, in der der vorspringende Abschnitt in der bestimmten Form nur an der Masseelektrode 5 angeordnet war. Außerdem wurde eine „Probe 2“ der Zündkerze 1 der zweiten Ausführungsform vorbereitet, in der der vorspringende Abschnitt 6 und der vorspringende Abschnitt 41 in der bestimmten Form sowohl an der Mittelelektrode 4 wie auch der Masseelektrode 5 angeordnet waren. Ebenfalls wurde eine „Probe 3“ der Zündkerze 9 vorbereitet, die in dem Vergleichsbeispiel 1 gezeigt ist, in der der vorspringende Abschnitt 96 und der vorspringende Abschnitt 942 in einer Form einer Säule sowohl an der Mittelelektrode 94 wie auch der Masseelektrode 95 angeordnet waren. Drei Prüflingszündkerzen wurden für jede Probe 1 bis 3 vorbereitet.
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Der Durchmesser des vorspringenden Abschnitts der Probe 3 betrug 0,7 mm.
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In den Proben 1 bis 3 war den vorspringenden Abschnitten einschließlich denen an der Seite der Mittelelektrode und der Seite der Masseelektrode gestattet, einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze mit im Wesentlichen einer gleichmäßigen Querschnittsfläche aufzuweisen. Ebenfalls war die verwendete Materialmenge zwischen den vorspringenden Abschnitten im Wesentlichen die gleiche.
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In jeder der Proben wurde der vorspringende Abschnitt an der Seite der Mittelelektrode aus einer Iridiumlegierung hergestellt, und der vorspringende Abschnitt an der Seite der Masseelektrode wurde aus einer Platinlegierung hergestellt.
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Unter Verwendung dieser Proben wurden die folgenden Standzeitversuche ausgeführt. In dem Durchführen des Standzeitversuchs wurden die Probezündkerzen in eine Prüfvorrichtung geladen, die der Brennkammer 70 ähnelt, und in der Vorrichtung eine Stickstoffumgebung mit einem Druck von 0,6 MPa erzeugt.
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Außerdem wurde ein Luft-Kraftstoff-Gemisch an die Vorrichtung gesendet, um eine Strömung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 30 m/s in der Nähe des Spitzenabschnitts jeder Zündkerze auszubilden, und eine Spannung mit einem Abgabezyklus von 30 Hz wurde an jede Zündkerze angelegt. Die Zündungsenergie in diesem Ereignis betrug 70 mJ.
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Wenn sie in die Vorrichtung geladen war, befand sich jede Zündkerze in einer Lage, in der der vertikale Abschnitt der Masseelektrode (siehe Bezugszeichen 51 der 3) an einer Position angeordnet war, die es dem vertikalen Abschnitt gestattet, rechtwinklig zu der Richtung der Gasströmung zu liegen.
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16 zeigt die Ergebnisse des Standzeitversuchs. In der Figur zeigt das Liniendiagramm, das rautenförmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D1 versehen sind, Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D2 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 2 zeigt. Außerdem zeigt das Liniendiagramm, das rechteckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D3 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 3. Jeder Messwert reflektiert einen Durchschnittswert der tatsächlichen Messwerte der drei Proben von jeder Probe.
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Die vertikale Achse der Diagramme, die in der Figur gezeigt sind, bezeichnen eine Spaltausdehnungsgröße (mm), und die horizontalen Achsen bezeichnen eine Standzeit (Stunden).
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Wie aus 16 verstanden wird, wurde der Funkenabgabespalt mit dem Verstreichen der Standzeit in allen Proben allmählich ausgedehnt. Im Vergleich mit der Probe 3 (D3) ist die Anstiegsrate der Spaltausdehnungsgröße in der Probe 1 (D1) und der Probe 2 (D2) niedrig. Insbesondere wird verstanden, dass die Proben 1 und 2 in den vorspringenden Abschnitten einen besseren Verschleißwiderstand gegen Funkenabgaben aufweisen.
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Wenn außerdem die Standzeit 600 Stunden oder länger wird, steigt die Spaltausdehnungsgröße der Probe 2 insbesondere kaum, und somit weist die Probe 2 eine bessere Lebensdauer als die Probe 1 auf. Insbesondere ist die Ausdehnung des Funkenabgabespalts durch das Bereitstellen des vorspringenden Abschnitts in der bestimmten Form zu sowohl der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode weiter unterdrückt.
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(Versuchsbeispiel 2)
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Wie in 17 ersichtlich ist, wird in dem vorliegenden Beispiel ein Verschleißwiderstand für den vorspringenden Abschnitt einer Zündkerze durch Messen der Abgabespannung untersucht.
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Allgemein steigt die Abgabespannung mit der Ausdehnung des Funkenabgabespalts. Diesbezüglich wurde in dem Standzeitversuch des vorliegenden Beispiels die Spannung jeder Funkenabgabe gemessen, um zu bestätigen, ob der Anstieg der Abgabespannung der Zündkerzen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels unterdrückt war.
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In dem vorliegenden Beispiel sind das Verfahren des Standzeitversuchs und die Bedingungen der Evaluierungsziele (Proben 1 bis 3) die gleichen wie in dem Versuchsbeispiel 1.
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Für jede Probe wurde eine Abgabespannung von jeweils 1000 Funkenabgaben für jedes Verstreichen von 100 Stunden Standzeit gemessen. In den Messungen wurden die Maximalwerte der Abgabespannungen für die drei Prüflinge von jeder Probe gemessen, und die drei Maximalwerte wurden verdurchschnittlicht, wie in den Zeichnungen der 17 ersichtlich ist.
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17 zeigt die Messergebnisse. In der Figur zeigt das Liniendiagramm, das rautenförmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D1 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D2 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 2 zeigt. Außerdem zeigt das Liniendiagramm, das rechteckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D3 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 3.
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Die vertikale Achse der Diagramme, die in der Figur gezeigt sind, bezeichnen die Abgabespannung (kV), und die horizontale Achse bezeichnet die Standzeit (Stunden).
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Wie aus 17 verstanden wird, steigt in jeder der Proben mit dem Verstreichen der Standzeit allmählich die Abgabespannung. Im Vergleich mit der Probe 3 (D3), ist die Anstiegsrate der Abgabespannung in der Probe 1 (D1) und der Probe 2 (D2) niedrig. Insbesondere wird verstanden, dass die Proben 1 und 2 einen besseren Verschleißwiderstand gegen Funkenabgaben in den vorspringenden Abschnitten aufweisen. Wenn außerdem die Standzeit 500 Stunden oder mehr beträgt, steigt die Abgabespannung 2 insbesondere kaum noch an, und somit weist die Probe 2 eine bessere Lebensdauer als die Probe 1 auf. Insbesondere wird der Anstieg der Abgabespannung durch das Bereitstellen des vorspringenden Abschnitts in der bestimmten Form sowohl der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode weiter unterdrückt.
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(Versuchsbeispiel 3)
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Wie aus 18 ersichtlich ist, wird in dem vorliegenden Beispiel ein Verschleißwiderstand einer Zündkerze durch Messen der Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe untersucht.
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Insbesondere wurde in dem vorliegenden Beispiel die Anzahl der Wiederabgaben für jede Probe gemessen, um zu bestätigen, ob der Anstieg der Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe in den Zündkerzen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels unterdrückt ist.
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In dem vorliegenden Beispiel sind das Verfahren des Standzeitversuchs und die Zustände der Evaluierungsziele (Proben 1 bis 3) die gleichen wie in dem Vergleichsbeispiel 1.
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Für jede Probe wurde die Wellenform der Abgabespannung von jeder von zehn Funkenabgaben für jedes Verstreichen von 100 Stunden Standzeit unter Verwendung von einer Hochfrequenzmessung wiederholt, und die Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe wurde untersucht. Die Messungen wurden durch Beobachten der Wellenform des elektrischen Stroms in jeder Spannungsanlegung und Zählen der Anzahl der Wiederholungen, dass der elektrische Stromwert eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, durchgeführt.
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Jede Aufzeichnung, die in 18 gezeigt ist, bezeichnet einen Durchschnitt der Anzahlen der Auftritte der Wiederabgabe in den drei Prüflingen von jeder Probe.
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18 zeigt die Messergebnisse im Detail. In der Figur zeigt das Liniendiagramm, das rautenförmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D1 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D2 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 2 zeigt. Außerdem zeigt das Liniendiagramm, das rechteckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D3 versehen sind, die Messergebnisse der Probe 3.
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Die vertikale Achse der Diagramme, die in den Figuren angezeigt sind, bezeichnet die Anzahl des Auftretens der Wiederabgabe (Anzahl der Wiederholungen), und die horizontale Achse bezeichnet die Standzeit (Stunden).
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Wie aus 18 verstanden wird, steigt die Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe in jeder der Proben mit dem Verstreichen der Standzeit allmählich an. Im Vergleich mit der Probe 3 (D3), ist die Rate des Anstiegs der Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe in der Probe 1 (D1) und der Probe 2 (D2) niedrig. Insbesondere wurde bestätigt, dass die Anzahl der Wiederabgaben auch in den Zündkerzen der ersten und zweiten Ausführungsformen unterdrückt war. Wenn die Standzeit 600 Stunden oder mehr wurde, stieg außerdem die Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe in der Probe 2 insbesondere kaum. Mit anderen Worten, es kann gesagt werden, dass der Anstieg der Anzahl der Auftritte der Wiederabgabe durch das Bereitstellen eines vorspringenden Abschnitts in einer bestimmten Form sowohl einer Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode weiter unterdrückt werden kann.
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In den Konfigurationen der voranstehend beschriebenen einigen Ausführungsformen kann der vorspringende Abschnitt in einer bestimmten Form entweder an einer aus Mittelelektrode und Masseelektrode bereitgestellt sein, oder er kann sowohl an der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode bereitgestellt sein. Wenn der vorspringende Abschnitt an der Mittelelektrode bereitgestellt ist, ist der vorspringende Abschnitt derart ausgebildet, dass seine Breite in der radialen Richtung der Zündkerze kleiner als der Außendurchmesser des Spitzenabschnitts der Mittelelektrode sein wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zündkerze
- 2
- Gehäuse
- 3
- isolierendes Porzellan
- 4
- Mittelelektrode
- 5
- Masseelektrode
- 7
- Brennkraftmaschine
- 41
- vorspringender Abschnitt
- 52
- gegenüberliegender Abschnitt
- 6
- vorspringender Abschnitt
- 61
- Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius
- 70
- Brennkammer
- L1
- erste gerade Linie
- M
- erstes Liniensegment
- L2
- zweite gerade Linie
- B
- erster Bereich
- C
- zweiter Bereich
- F
- Strömung
- M
- erstes Liniensegment
- P1
- geometrischer Schwerpunkt
- P2
- Schnittpunkt
- P3
- Mittelpunkt
