DE112012004594T5

DE112012004594T5 - Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und Montagestruktur für die Zündkerze

Info

Publication number: DE112012004594T5
Application number: DE112012004594.7T
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Hanashi Ken
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2032-11-01
Also published as: JP2013098042A; US9343875B2; JP5906670B2; WO2013065741A1; CN103907252B; DE112012004594B4; CN103907252A; US20140318490A1

Abstract

Eine Zündkerze (1) für eine Brennkraftmaschine ist bereitgestellt, die ein Gehäuse (2), ein isolierendes Porzellan (3), eine Mittelelektrode (4) und eine Masseelektrode (5) hat. Sowohl ein Spitzenabschnitt der Mittelelektrode (4) wie auch ein gegenüberliegender Abschnitt (52) der Masseelektrode (5) sind mit entsprechenden vorspringenden Abschnitten (41, 6) bereitgestellt, die zu einem Funkenabgabespalt (11) vorspringen. Zumindest einer der vorspringenden Abschnitte (41, 6) weist eine gegenüberliegende Fläche (410, 60) auf, die dem Funkenabgabespalt (11) gegenüber steht und mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu einer axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist. Der Funkenabgabespalt (11) ist konfiguriert, allmählich in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze von einem engen Spalt (111) an einer Endseite zu einem breiten Spalt (112) an der anderen Endseite vergrößert zu werden.

Description

Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
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.
Die Zündkerze 9 hat eine Mittelelektrode 94 und eine Masseelektrode 95. Die Masseelektrode 95 weist ein Ende an einem Gehäuse 92 befestigt auf. Die Masseelektrode 95 ist gebogen, um das andere Ende an eine Position zu bringen, an der es zu der Mittelelektrode 94 gerichtet ist. Somit wird zwischen der Mittelelektrode 94 und der Masseelektrode 95 ein Funkenabgabespalt 911 ausgebildet.
In der Masseelektrode 95 ist ein vorspringender Abschnitt 96 angeordnet, der zu dem 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 einen Strom des Luft-Kraftstoff-Gemischs und ein Bezugszeichen I bezeichnet eine Flamme (siehe Patentdokument 1).
Patentdokument 2 offenbart eine Zündkerze, die eine Masseelektrode in einer Form aufweist, die konstruiert ist, um einen Verschleiß zu minimieren.
Druckschriften des Stands der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP-A-2003-317896
Patentdokument 2: JP-A-2009-252525

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Allerdings wurden in vergangener Zeit verschiedene mager brennende Brennkraftmaschinen entwickelt, um einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In der mageren Verbrennung muss die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer hoch sein, um eine Zündfähigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs zu erhalten. Wenn die Zündkerze 9 verwendet wird, wie in Patentdokument 1 gezeigt ist, tendiert der Abgabefunken E deswegen dazu, gemäß dem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischs ausgedehnt und abgeschnitten zu werden, wie in 2 durch (C) gezeigt 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 für das zweite Mal zu verursachen (im Folgenden wird dies als Wiederabgabe bezeichnet), und dies wird wiederholt. Der Abgabefunken E wird aufgrund der Gasströmung konstant in einer konstanten Richtung, das heißt, nach stromabwärts, verdriftet, um Wiederabgaben in einem stromabwärts liegenden Seitenkantenabschnitt 966 des vorspringenden Abschnitts 96 zu wiederholen. Somit entsteht eine Tendenz, dass dieser Abschnitt überproportional verschlissen wird (im Folgenden wird dies als überproportionaler Verschleiß bezeichnet). Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze in problematischer Weise verkürzt.
Andererseits kann die Lebensdauer einer Zündkerze allgemein durch das Erhöhen des Durchmessers des vorspringenden Abschnitts 96 und eine Verbesserung des Verschleißwiderstands verlängert werden.
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 F ziehen, in dem die Flamme wächst, und kann ein Wachsen der Flamme F unterdrücken (im Folgenden wird dies als Dämpfen bezeichnet). Als Ergebnis kann die Zündfähigkeit der Zündkerze verschlechtert werden.
Da eine hohe Verdichtung in der Brennkammer der Brennkraftmaschine verbessert ist, besteht eine Sorge, dass die Abgabespannung ansteigen kann. Entsprechend muss der Anstieg der Abgabespannung minimiert werden. Um damit fertig zu werden, kann der Funkenabgabespalt klein ausgeführt sein. In diesem Fall wird jedoch das Dämpfen einfach induziert, und es ist daher schwierig, eine Zündfähigkeit zu verbessern.
In der in dem Patentdokument 2 beschriebenen Zündkerze ist sichergestellt, dass die Masseelektrode sich in einer Form befindet, in der das Volumen der stromabwärts liegenden Seite mit Bezug auf die Strömung des Luft-Kraftstoff-Gemischs größer als das Volumen an der stromaufwärts liegenden Seite sichergestellt ist. Jedoch besteht in der Abwesenheit eines vorspringenden Abschnitts eine Tendenz, das Dämpfen zu beschleunigen, was zum Verbessern der Zündfähigkeit nachteilig 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 vorspringenden Abschnitt, das voranstehend erwähnt wurde.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung von einem derartigen Hintergrund 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 und eine Abgabespannung minimiert sind.
Mittel zum Lösen des Problems
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung liegt in einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, die hat: ein zylindrisches Gehäuse, ein innerhalb des Gehäuses gehaltenes zylindrisches isolierendes Porzellan, eine innerhalb des isolierenden Porzellans gehaltene Mittelelektrode, von der ein Spitzenabschnitt vorspringt, und eine mit dem Gehäuse verbundene Masseelektrode, die einen gegenüberliegenden Abschnitt aufweist, der Mittelelektrode in einer axialen Richtung der Zündkerze gegenüberliegt, um einen Funkenabgabespalt zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode auszubilden, wobei die Zündkerze dadurch gekennzeichnet ist, dass sowohl der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode wie auch der gegenüberliegende Abschnitt der Masseelektrode entsprechende vorspringende Abschnitte aufweisen, die zu dem Funkenabgabespalt vorspringen; zumindest einer der vorspringenden Abschnitte eine gegenüberliegende Fläche aufweist, die dem Funkenabgabespalt gegenüber steht und mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist; und der Funkenabgabespalt konfiguriert ist, in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze von einem engen Spalt an einer Endseite in der Richtung zu einem breiten Spalt an der anderen Endseite allmählich vergrößert zu werden, wobei der enge Spalt eine Spaltlänge aufweist, die kleiner als an der anderen Endseite ist, und der breite Spalt eine Spaltlänge aufweist, die größer als an der einen Endseite ist.
Ein anderer Gesichtspunkt liegt in einer Montagestruktur für eine Zündkerze, in der die Zündkerze an einer Brennkraftmaschine montiert ist, wobei die Montagestruktur dadurch gekennzeichnet ist, dass der Funkenabgabespalt derart angeordnet ist, dass die Seite mit dem engen Spalt mit Bezug auf eine Strömung eines zu der Brennkammer der Maschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts der Seite mit dem breiten Spalt angeordnet ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In der Zündkerze weist zumindest einer der vorspringenden Abschnitte eine gegenüberliegende Fläche auf, die dem Funkenabgabespalt gegenüber steht und mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist. Der Funkenabgabespalt ist konfiguriert, in einer Richtung rechtwinklig zu er axialen Richtung der Zündkerze allmählich derart vergrößert zu werden, dass ein enger Spalt an einer Endseite ausgebildet ist, und ein breiter Spalt an der anderen Seite ausgebildet ist. In der Montage der Zündkerze an die Brennkammer der Brennkraftmaschine ist sichergestellt, dass die Seite des engen Spalts des vorspringenden Abschnitts mit Bezug auf eine Strömung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer stromaufwärts der Seite des breiten Spalts liegend angeordnet ist. Somit wird eine Abgabespannung der Zündkerze minimiert, und ein Verschleißwiderstand und eine Zündfähigkeit der Zündkerze werden verbessert.
Dieser Mechanismus ist im Folgenden beschrieben.
Wenn die Zündkerze mit Bezug auf eine Brennkraftmaschine angeordnet ist, wie voranstehend beschrieben wurde, ist der enge Spalt an einer stromaufwärts liegenden Seite angeordnet. Ein elektrisches Feld wird am einfachsten in der Nähe des engen Spalts konzentriert, und somit ist es wahrscheinlich, dass eine Endseite der vorspringenden Abschnitte als Startpunkt einer Abgabe dient. Als Ergebnis kann die Abgabespannung minimiert werden. Durch das Anordnen der einen Endseite an einer stromaufwärts liegenden Seite, der einen Endseite, die den schmalen Spalt ausbildet, kann ein Anfangsabgabefunken an der stromaufwärts liegenden Seite in den vorspringenden Abschnitten erhalten werden. Entsprechend ist eine Zeit gewährleistet, bevor der Abgabefunken durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch in eine stromabwärts liegende Richtung verdriftet und ausgeblasen wird. Somit ist eine Gelegenheit für die Zündung (oder Zündgelegenheit) gut sichergestellt, und entsprechend die Anzahl der Wiederholungen des Auftretens einer Wiederabgabe reduziert, um dabei einfach den Fortschritt von Verschleiß in den vorspringenden Abschnitten zu minimieren. Als Ergebnis sind ein Verschleißwiderstand und eine Zündfähigkeit der Zündkerze verbessert.
Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der breite Spalt in der Strömung in den vorspringenden Abschnitten stromabwärts liegend angeordnet. Wenn der Abgabefunken in den vorspringenden Abschnitten in eine stromabwärts liegende Richtung verdriftet wird, wie voranstehend erwähnt wurde, kann entsprechend die Länge des Abgabefunkens über die Mittelelektrode und die Masseelektrode (im Folgenden wird dies als Abgabelänge bezeichnet) erhöht werden. Somit ist die Abgabelänge des Abgabefunkens einfach als lange sichergestellt, während eine Zündgelegenheit für das Luft-Kraftstoff-Gemisch gut sichergestellt ist. Als Ergebnis ist die Zündfähigkeit der Zündkerze verbessert.
Die voranstehende Konfiguration wird durch das Neigen einer entgegengesetzten Fläche, die dem Funkenabgabespalt gegenüber steht, mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze in zumindest einem der vorspringenden Abschnitte und allmähliches Vergrößern des Funkenabgabespalts in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze von dem engen Spalt an einer Endseite zu dem breiten Spalt an der anderen Endseite realisiert. Entsprechend ist ein Verschleißwiderstand verbessert, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den Durchmesser der vorspringenden Abschnitte besonders zu erhöhen. Somit ist die Lebensdauer der Zündkerze verbessert, und dabei ein Dämpfen unterdrückt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine bereitstellen, wobei die Zündkerze in der Lage ist, eine Zündfähigkeit und Lebensdauer der Zündkerze zu verbessern, während sie in der Lage ist, ein Dämpfen und eine Abgabespannung zu unterdrücken, und kann eine Montagestruktur für die Zündkerze bereitstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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 einem Stand der Technik darstellt, und insbesondere durch (A) einen Zustand der Abgabe, durch (B) einen Zustand, in dem der Abgabefunken durch eine Gasströmung angeblasen und verlängert ist, und durch (C) einen Zustand, in dem die Abgabe abgeschnitten ist, zeigt;
3 ist eine erläuternde Ansicht, die einen teilweisen Querschnitt einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
4 ist eine Ansicht von einem Pfeil A der 3 aus betrachtet;
5 ist eine erläuternde Ansicht, die die in einer Brennkammer montierte Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine Ansicht entlang einer Linie B-B der 5;
7 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß der ersten Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Zustand der Abgabe, durch (B) eine Bewegung eines Abgabefunkens, und durch (C) einen Zustand, in dem der Abgabefunken angeblasen und verlängert wird, zeigt;
8 ist eine erläuternde Ansicht einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform, deren Ansicht der 4 entspricht;
9 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt in einem Zustand der Abgabe gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
10 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt in einem Zustand nach der Abgabe gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
11 ist eine erläuternde Ansicht, die einen teilweisen Querschnitt eines spitzen Abschnitts der Zündkerze gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt;
12 ist eine Ansicht entlang einer Linie C-C der 11;
13 ist eine erläuternde Ansicht gemäß der fünften Ausführungsform, deren Ansicht der 8 entspricht;
14 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Perspektive eines vorspringenden Abschnitts gemäß der fünften Ausführungsform darstellt;
15 ist eine erläuternde Ansicht, die den vorspringenden Abschnitt gemäß der fünften Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Zustand der Abgabe und durch (B) eine Bewegung eines Abgabefunkens zeigt;
16 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer sechsten Ausführungsform darstellt, insbesondere durch (A) einen Zustand der Abgabe und durch (B) eine Bewegung eines Abgabefunkens gezeigt;
17 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer siebten Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Querschnitt entsprechend der 12 und durch (B) eine Perspektive entsprechend der 14 zeigt;
18 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt gemäß einer achten Ausführungsform darstellt, und insbesondere durch (A) einen Querschnitt entsprechend der 12 und durch (B) eine Perspektive entsprechend 14 zeigt;
19 ist eine erläuternde Ansicht, die einen vorspringenden Abschnitt in einer Zündkerze gemäß einem Vergleichsbeispiel 1 darstellt, und insbesondere durch (A) einen Zustand der Abgabe, durch (B) eine Bewegung eines Abgabefunkens, durch (C) ein ausblasendes Abgabefunkens und Wiederentladen, und durch (D) einen Zustand eines übermäßigen Verschleißes zeigt;
20 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und einem Spalt gemäß einem Versuchsbeispiel 1 darstellt;
21 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und einer Abgabespannung gemäß einem Versuchsbeispiel 2 darstellt; und
22 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Standzeit und einer A/F-Grenze gemäß einem Versuchsbeispiel 3 darstellt.
Arten zum Implementieren der Erfindung
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und einer Montagestruktur für die Zündkerze gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die Zündkerze für eine Brennkraftmaschine kann als Zündmittel für eine Brennkraftmaschine wie zum Beispiel Personenfahrzeuge, Zweiradautomatikfahrzeuge, Kraft-Wärme-Kopplung-Systeme oder Gasdruckpumpen verwendet werden.
In der folgenden Beschreibung ist eine Seite der Zündkerze, die in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingefügt ist, als Spitze bezeichnet, und eine Seite gegenüber der Spitzenseite ist als Basis bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf 3 bis 7 wird eine Zündkerze einer Ausführungsform beschrieben.
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 gehalten ist, dass ein Spitzenabschnitt vorragt; und eine Masseelektrode 5, die mit dem Gehäuse 2 verbunden ist und einen gegenüberliegenden Abschnitt 52 aufweist, der in einer axialen Richtung der Zündkerze zu der Mittelelektrode 4 gerichtet ist (Längsrichtung der Zündkerze 1: siehe 3), um einen Funkenabgabespalt 11 zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5 auszubilden.
Ein Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 4 und der gegenüberliegende Abschnitt 52 der Masseelektrode 5 sind beide mit einem vorspringenden Abschnitt 41 beziehungsweise einem vorspringenden Abschnitt 6 angeordnet, die zu dem Funkenabgabespalt 11 hin vorragen.
Wie aus 4 ersichtlich ist, weist der an der Masseelektrode 5 angeordnete vorspringende Abschnitt 6 eine gegenüberliegende Fläche 60 auf, die dem Funkenabgabespalt 11 gegenüber steht. Die gegenüberliegende Fläche 60 ist mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt.
Wie ebenfalls in der Figur gezeigt ist, ist in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze der Funkenabgabespalt 11 so konfiguriert, dass er allmählich von einem engen Spalt 111, der an einer Seite der Richtung ausgebildet ist, zu einem breiten Spalt 112, der an der anderen Endseite der Richtung ausgebildet ist, vergrößert wird. Verglichen mit dem Spalt der anderen Endseite (das heißt, dem breiten Spalt 112), weist der enge Spalt 111 eine kleinere Spaltlänge in der axialen Richtung der Zündkerze auf. Andererseits weist im Vergleich zu dem einen endseitigen Spalt (das heißt, dem engen Spalt 111) der breite Spalt 112 eine größere Spaltlänge in der axialen Richtung der Zündkerze auf. Mit anderen Worten, der Begriff „eng” in dem engen Spalt 111 und der Begriff „breit” in dem breiten Spalt 112 drücken ein gegenseitiges Größenverhältnis aus.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Funkenabgabespalt 11 so konfiguriert, dass er entlang einer Richtung rechtwinklig zu einer Richtung, in der der gegenüberliegende Abschnitt 52 der Masseelektrode 5 erstreckt ist (gestrichelte Linie L5, aus 6 ersichtlich), allmählich vergrößert ist.
In der Zündkerze 1 in der vorliegenden Ausführungsform weist zum Beispiel das Gehäuse 2 einen Durchmesser von 10 mm auf. Außerdem ragt der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 4 um 1,5 mm in der axialen Richtung von der Spitze des isolierenden Porzellans 3 vor.
Der vorspringende Abschnitt 41 weist einen querförmigen Abschnitt zu der axialen Richtung der Zündkerze auf, wobei das gesamte im Wesentlichen die Form einer Säule annimmt. Der vorspringende Abschnitt 41 weist eine Höhe von 0,6 mm in der axialen Richtung der Zündkerze auf.
Wie aus 3 ersichtlich ist, hat die Masseelektrode 5: einen vertikalen Abschnitt 51, der an der Spitzenseite vertikal bereitgestellt ist, wobei sein eines Ende an dem Spitzenabschnitt des Gehäuses 2 befestigt ist; und den gegenüberliegenden Abschnitt 52, der gebogen von dem anderen Ende des vertikalen Abschnitts 51 bereitgestellt ist, um in der axialen Richtung der Zündkerze zu der Mittelelektrode 4 gerichtet zu sein.
Zum Beispiel ist der vorspringende Abschnitt 6 aus einem Edelmetallspan konfiguriert, das aus einer Platinlegierung oder Ähnlichem hergestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Edelmetallspan mit dem gegenüberliegenden Abschnitt der Masseelektrode 5 durch Schweißen verbunden, so dass der Edelmetallspan den vorspringenden Abschnitt 6 konfiguriert.
Der vorspringende Abschnitt 6 liegt im Wesentlichen in Form einer Säule vor, wobei seine eine Endfläche (gegenüberliegende Fläche 60) mit Bezug auf die axiale Richtung geneigt ist.
Das Basismaterial des Gehäuses 2 der Masseelektrode 5 (ein Abschnitt, der nicht der vorspringende Abschnitt 6 ist) ist eine Nickellegierung.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 4 durch den vorspringenden Abschnitt 41 konfiguriert, der im Wesentlichen in Form einer Säule vorliegt, und aus einem Edelmetallspan ausgebildet ist. Zum Beispiel kann der Edelmetallspan durch eine Irridiumlegierung konfiguriert sein.
Es sollte erkannt werden, dass die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform in einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge wie zum Beispiel Personenfahrzeuge verwendet wird.
Mit Bezug auf 5 und 6 wird nun im Folgenden eine Montagestruktur beschrieben, in der die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform an einer Brennkraftmaschine 7 montiert ist.
Die Zündkerze 1 ist an der Brennkraftmaschine 7 unter Verwendung von zum Beispiel einer gut bekannten Technologie (zum Beispiel JP-A-H11-324878 oder JP-A-H11-351115 ) montiert. Unter Verwendung der gut bekannten Technologie wird die Zündkerze 1 an der Brennkraftmaschine 7 montiert, und dabei die Position der Masseelektrode 5 mit Bezug auf die Richtung einer Strömung F eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Brennkammer 70 angepasst.
Insbesondere wie aus 5 und 6 ersichtlich ist, wird in der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkraftmaschine 7 die Masseelektrode 5 derart angepasst, dass die Erstreckungsrichtung (gestrichelte Linie L5, aus 6 ersichtlich) des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 rechtwinklig zu der Richtung der Strömung F liegen wird. Noch genauer wird die Zündkerze 1 derart an der Brennkraftmaschine 7 montiert, dass der vertikale Abschnitt 51 der Masseelektrode 5 die Strömung F nicht blockieren wird. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist in der Anordnung sichergestellt, dass der vorspringende Abschnitt 6 derart in der Brennkammer 70 platziert ist, dass der enge Spalt 111 mit Bezug auf die Strömung F des der Brennkammer 70 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts des breiten Spalts 112 liegend angeordnet ist.
Mit Bezug auf 7 wird im Folgenden insbesondere die Bewegung und die Form eines Abgabefunkens E in dem vorspringenden Abschnitt 6 beschrieben, wenn in der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Abgabe verursacht ist, wie auch ein Prozess, das Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgehend von der Bewegung und der Form zu zünden.
Eine vorbestimmte Spannung wird über die Mittelelektrode 4 und die Masseelektrode 5 angelegt, um eine Abgabe in dem Funkenabgabespalt 11 zu verursachen. In der Abgabe wird der Abgabefunken E, wie aus 7(A) ersichtlich ist, anfänglich stromaufwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 erhalten. Insbesondere wird verursacht, dass die anfängliche Funkenabgabe E in dem engen Spalt 111 verursacht wird, indem die Feldintensität wahrscheinlich groß ist. Wie dann in 7(B) ersichtlich ist, driftet der Abgabefunken E durch die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs F nach stromabwärts, wobei seine Abgabelänge erhöht wird. Wie dann aus 7 durch (C) ersichtlich ist, wird der Abgabefunken E angeblasen und zu einem großen Ausmaß an einem stromabwärts liegenden Kantenabschnitt 66 in dem vorspringenden Abschnitt 6 verlängert. Während dieses Zeitraums wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Abgabefunken E gezündet.
Mit Bezug auf 3 bis 7 werden vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Ausführungsformen beschrieben.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, ist in dem vorspringenden Abschnitt 6 der Zündkerze die gegenüberliegende Fläche 60, die dem Funkenabgabespalt 11 gegenüber steht, mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt. Außerdem ist in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze der Funkenabgabespalt 11 konfiguriert, allmählich von einer Endseite zu der anderen Endseite vergrößert zu werden, so dass der schmale Spalt 111 an einer Endseite ausgebildet ist, und der breite Spalt 112 an der anderen Endseite ausgebildet ist. In der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine wird die Zündkerze 1 derart angeordnet, dass der enge Spalt des vorspringenden Abschnitts 6 mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 stromaufwärts des breiten Spalts 112 liegend angeordnet ist. Somit wird die Abgabespannung der Zündkerze 1 minimiert, und ein Verschleißwiderstand und die Zündfähigkeit sind verbessert.
Dieser Mechanismus ist im Folgenden beschrieben.
Wenn die Zündkerze 1 mit Bezug auf die Brennkraftmaschine 7 angeordnet ist, wie voranstehend beschrieben wurde, ist der enge Spalt 111 stromaufwärts liegend angeordnet. Ein elektrisches Feld wird am einfachsten in der Nähe des engen Spalts konzentriert, und somit ist es wahrscheinlich, dass eine Endseite des vorspringenden Abschnitts 6 als Startpunkt der Abgabe dient. Als Ergebnis ist die Abgabespannung minimiert. Außerdem kann durch das Anordnen einer Endseite einer stromaufwärts liegenden Seite, wobei eine Endseite den engen Spalt 111 ausbildet, der anfängliche Abgabefunken E an der stromaufwärts liegenden Seite in dem vorspringenden Abschnitt 6 erhalten werden. Dies gewährleistet eine Zeit, bevor der Abgabefunken E durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach stromabwärts driftet und ausgeblasen wird. Entsprechend ist eine Zündgelegenheit für eine Flamme gut sichergestellt, und entsprechend wird die Anzahl der Wiederabgaben minimiert, um dabei den Fortschritt eines Verschleißes in dem vorspringenden Abschnitt 6 zu minimieren. Als Ergebnis werden der Verschleißwiderstand und die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verbessert.
Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der breite Spalt 112 in der Strömung stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 angeordnet. Wenn der Abgabefunken E in dem vorspringenden Abschnitt 6 nach stromabwärts driftet, wie voranstehend erwähnt wurde, kann deswegen die Abgabelänge des Abgabefunkens E über die Mittelelektrode 4 und die Masseelektrode 5 groß gemacht werden (siehe 5). Somit ist die Abgabelänge des Abgabefunkens E einfach als groß sichergestellt, und eine Zündgelegenheit für das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird gut erhalten. Als Ergebnis ist die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verbessert.
Die voranstehend beschriebene Konfiguration wird durch das Konfigurieren des vorspringenden Abschnitts 6 derart realisiert, dass die gegenüberliegende Fläche 60, die dem Funkenabgabespalt 11 gegenüber steht, mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist, und dass der Funkenabgabespalt 11 in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze allmählich von dem engen Spalt 111 an einer Endseite zu dem breiten Spalt 112 an der anderen Endseite vergrößert wird. Somit wird der Verschleißwiderstand ohne die Notwendigkeit verbessert, den Durchmesser des vorspringenden Abschnitts insbesondere zu erhöhen. Entsprechend wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert, während ein Dämpfen unterdrückt ist.
Der Funkenabgabespalt 11 ist konfiguriert, allmählich entlang einer Richtung rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung (gestrichelte Linie L5, in 6 ersichtlich) des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 vergrößert zu werden. Somit ist die Zündkerze 1 derart angeordnet, dass der breite Spalt 112 in der Strömung F, die zu dem Funkenabgabespalt 11 strömt, stromabwärts liegend angeordnet ist, und der enge Spalt 111 ist in der Strömung F stromaufwärts liegend angeordnet, während zuverlässig verhindert ist, dass die Strömung F durch die Masseelektrode 5 blockiert wird. Wie voranstehend erwähnte wurde, ist deswegen der Verschleißwiderstand des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert und eine Zündgelegenheit gut sichergestellt. Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert, und zu der gleichen Zeit wird die Zündfähigkeit wirkungsvoller verbessert. Zusätzlich wird die Abgabespannung wirkungsvoller minimiert.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und eine Montagestruktur für die Zündkerze bereitgestellt werden, wobei die Zündkerze in der Lage ist, eine Zündfähigkeit und das Leben der Zündkerze zu verbessern, während ein Auslöschen und eine Abgabespannung minimiert werden.
Der vorspringende Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform kann so angeordnet sein, dass eine erste gerade Linie L1 die gestrichelte Linie L5 zum Beispiel in einem Winkel von 45° schräg schneidet, wobei die gestrichelte Linie L5 der Streckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode anzeigt. In diesem Fall ist ebenfalls sichergestellt, dass der breite Spalt 112 in der zu dem Funkenabgabespalt 11 gerichteten Strömung F stromabwärts liegend angeordnet ist, und es ist sichergestellt, dass der enge Spalt 111 in der Strömung F stromaufwärts liegend angeordnet ist, während sichergestellt ist, dass verhindert ist, dass die Strömung F durch die Masseelektrode 5 blockiert wird. Wie voranstehend erwähnt wurde, wird somit ein Verschleißwiderstand des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert und zu der gleichen Zeit eine Zündgelegenheit gut sichergestellt. Als Ergebnis wird die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verbessert, während deren Lebensdauer verbessert wird. Außerdem wird die Abgabespannung wirkungsvoll minimiert.
(Zweite Ausführungsform)
Wie aus 8 ersichtlich ist, weisen in der folgenden Ausführungsform beide vorspringenden Abschnitte 41 und 6 der Mittelelektrode 4 bzw. der Masseelektrode 5 geneigte gegenüberliegende Flächen 410 bzw. 60 auf.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die gegenüberliegenden Flächen 410 und 60 in beiden der vorspringenden Abschnitte 41 und 6 der Mittelelektrode 4 bzw. der Masseelektrode 5 mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze in der gleichen Richtung geneigt. In diesem Fall ist die Neigung zu der Spitze der Zündkerze 1 gerichtet, da sich die Neigung von der Seite des engen Spalts 111 zu der Seite des breiten Spalts 112 erstreckt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zündkerze 1 ebenfalls mit Bezug auf die Brennkraftmaschine 7 derart angeordnet, dass der enge Spalt 111 in der Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts liegend angeordnet ist, und der breite Spalt 112 in der Strömung F stromabwärts liegend angeordnet ist. Somit ist gestattet, dass die gegenüberliegenden Flächen 410 und 60 in beiden vorspringenden Abschnitten 41 und 6 der Mittelelektrode 4 bzw. der Masseelektrode 5 zu der Spitze der Zündkerze 1 gerichtet sind, da sich die gegenüberliegenden Flächen in der Strömung F von stromaufwärts nach stromabwärts erstrecken.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Richtung der Strömung F, die in den Funkenabgabespalt 11 eingedrungen ist, geändert werden, und somit kann die Flamme einfach in der Brennkammer ausgedehnt werden. Entsprechend kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert werden.
Mit Ausnahme der voranstehend Beschriebenen können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
(Dritte Ausführungsform)
Wie aus 9 ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Masseelektrode 5 der Zündkerze 1 mit dem vorspringenden Abschnitt 6 bereitgestellt, der die folgende Konfiguration aufweist. Insbesondere ist der vorspringende Abschnitt 6 derart konfiguriert, dass der Kantenabschnitt 66, der dem engen Spalt 111 des Funkenabgabespalts 11 gegenüber steht, aus einem Edelmetall hergestellt ist, und der verbleibende Abschnitt aus einer Nickellegierung hergestellt ist.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verschleißwiderstand an einer Endseite des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert, wobei eine Endseite sich in dem engen Spalt 111 befindet, in dem eine Anfangsabgabe verursacht wird. Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 weiter verlängert. Zusätzlich können die Herstellungskosten des vorspringenden Abschnitts 6 reduziert werden. Mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
(Vierte Ausführungsform)
Wie aus 10 ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Masseelektrode 5 der Zündkerze 1 mit dem vorspringenden Abschnitt 6 bereitgestellt, der die folgende Konfiguration aufweist. Insbesondere ist der vorspringende Abschnitt 6 derart konfiguriert, dass der Kantenabschnitt 66, der dem breiten Spalt 112 des Funkenabgabespalts 11 gegenüber steht, aus einem Edelmetall hergestellt ist, und der verbleibende Abschnitt aus einer Nickellegierung hergestellt ist.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verschleißwiderstand auf der anderen Endseite des Vorsprungs 6 verbessert, wobei die andere Endseite sich in dem breiten Spalt 112 befindet, zu dem der Abgabefunken E driftet. Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 weiter verlängert. Zusätzlich können die Herstellungskosten des vorspringenden Abschnitts 6 reduziert werden.
Mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen werden vorteilhafte Wirkungen erhalten, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
(Fünfte Ausführungsform)
Wie aus 11 bis 15 ersichtlich ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Masseelektrode 5 und die Mittelelektrode 4 der Zündkerze 1 mit dem vorspringenden Abschnitt 6 bzw. 41 bereitgestellt, die jeweils rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze einen Querschnitt in einer bestimmten Form aufweisen, wie aus 12 ersichtlich ist.
Die vorspringenden Abschnitte 6 und 41 weisen Querschnitte in der gleichen Form auf. Zuerst wird die Form des vorspringenden Abschnitts 6 beschrieben.
Wie aus 11 und 12 ersichtlich ist, liegt in dem vorspringenden Abschnitt 6 der Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze in einer bestimmten Form mit einem Umriss 61 vor. Der Querschnitt hat einen Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius, dessen Krümmungsradius in dem Umfang 61 am kleinsten ist. Ebenfalls liegt der Querschnitt in der bestimmten Form vor, die die folgende Anforderung erfüllt.
Die Anforderung ist wie folgt definiert. Insbesondere, wie aus 12 ersichtlich ist, soll zuerst eine erste gerade Linie L1 den Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius und eine geometrische Mitte P1 in dem Querschnitt verbinden. Dann soll ein erstes Liniensegment M zwischen zwei Schnittpunkten P2 verbinden, an denen die erste gerade Linie L1 den Umriss 61 des Querschnitts schneidet. Dann soll sich eine zweite gerade Linie 12 durch einen Mittelpunkt P3 des ersten Liniensegments M durchtretend in einem rechten Winkel zu dem ersten Liniensegment M erstrecken. Dann wird der Querschnitt durch die zweite gerade Linie L2 in einen ersten Bereich B, der den Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius hat, und einen zweiten Bereich C, der den Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius nicht hat, unterteilt. Die Anforderung ist derart, dass in diesem Fall der Bereich des zweiten Bereichs C größer als der des ersten Bereichs B ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Spalt 112 in dem zweiten Bereich C ausgebildet, und der enge Spalt 111 ist in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet.
Wie außerdem aus 12 ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L1 zu der Erstreckungsrichtung (gestrichelte Linie, in 13 gezeigt) des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 rechtwinklig liegt. Der vorspringende Abschnitt 6 ist derart ausgebildet, dass eine gesamte Länge W1 davon, die mit der ersten geraden Linie L1 zusammen fällt, kleiner als eine Breite W2 des gegenüberliegenden Abschnitts 52 sein wird, wobei die Breite W2 rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 liegt.
Wie aus 12 ersichtlich ist, ist der Umriss 62 des Querschnitts 6 bzgl. der ersten geraden Linie L1 symmetrisch. Der Umriss 61 ist eine Form, in der die Breite in der Richtung der zweiten geraden Linie L2 allmählich von dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B (Schnittpunkt P2 des ersten Bereichs B) zu dem zweiten Bereich C erhöht wird, um dabei Abschnitte 63 mit maximaler Breite in dem zweiten Bereich C auszubilden. Ebenfalls ist in der Form der Umriss 61 von den Abschnitten 63 maximaler Breite zu dem Schnittpunkt P2 des zweiten Bereichs C umgeschlagen. Die Abschnitte 63 maximaler Breite weisen jeweils den kleinsten Krümmungsradius in dem Umriss 61 des zweiten Bereichs C auf.
Der vorspringende Abschnitt 6 weist die gesamte Länge W1 von 0,88 mm entlang der ersten geraden Linie L1 auf und weist eine Breite W3 (siehe 12) von 0,88 mm in einer Richtung rechtwinklig zu sowohl einer Richtung, die mit der ersten geraden Linie L1 zusammen fällt, wie auch der axialen Richtung der Zündkerze auf. Dies soll keine Grenze darstellen. Zum Beispiel kann die gesamte Länge W1 des vorspringenden Abschnitts 6 auf 0,83 mm eingestellt sein und die Breite W3 kann auf 0,96 mm eingestellt sein.
In dem vorspringenden Abschnitt 6 weist der Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius in dem ersten Bereich B einen Krümmungsradius R von 0,1 auf, und jeder Abschnitt 63 maximaler Breite in dem zweiten Bereich C weist einen Krümmungsradius von 0,2 auf. In der Masseelektrode 5 beträgt die Breite W2 des gegenüberliegenden Abschnitts 52 2,4 mm.
Wie aus 14 ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 im Wesentlichen in Form einer Säule ausgebildet, in der der Querschnitt die bestimmte Form erfüllt. Außerdem weist der vorspringende Abschnitt 6 eine maximale Höhe T1 in der axialen Richtung der Zündkerze an einer Endseite in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze auf, und weist eine minimale Höhe T2 in der axialen Richtung der Zündkerze an der anderen Endseite auf. Mit anderen Worten, in dem vorspringenden Abschnitt 6 ist die gegenüberliegende Fläche 60, die dem Funkenabgabespalt 11 gegenüber steht, mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt.
Der vorspringende Abschnitt 41 liegt ebenfalls in einer Säulenform vor, in der der Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze die bestimmte Form erfüllt. Der vorspringende Abschnitt 41 ist derart ausgebildet, dass die Höhe in der axialen Richtung der Zündkerze konstant sein wird.
Mit Bezug auf 15 wird im Folgenden insbesondere ein Verhältnis zwischen einer Bewegung des Abgabefunkens E in den vorspringenden Abschnitten, wenn eine Abgabe verursacht wird, und ein Verschleiß der vorspringenden Abschnitte in der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Eine vorbestimmte Spannung wird über die Mittelelektrode 4 und die Masseelektrode 5 angelegt, um eine Abgabe in dem Funkenabgabespalt 11 zu verursachen. Wie aus 15 durch (A) ersichtlich ist, wird in diesem Fall der Abgabefunken E anfänglich stromaufwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 verursacht. Insbesondere wird der anfängliche Abgabefunken E in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius verursacht (siehe 12), wo es wahrscheinlich ist, dass die Feldintensität hoch ist.
Wie dann aus 15 durch (B) ersichtlich ist, wird der Funkenabgabespalt E durch die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs nach stromabwärts verdriftet, während die Abgabelänge ansteigt. An der Kante 66 stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 wird der Abgabefunken E ausgedehnt. Während dieses Zeitraums wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Abgabefunken E gezündet. Obwohl der Abgabefunken E ausgedehnt wird und dann an dem Kantenabschnitt 66 stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 ausgelöscht wird, wird an dem gleichen Abschnitt wiederholt eine Wiederabgabe verursacht, das heißt, an dem Kantenabschnitt 66 stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorspringende Abschnitt 6 derart ausgebildet, dass der Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze sich in der bestimmten Form befindet. Wie insbesondere aus 12 ersichtlich ist, ist der Bereich des zweiten Bereichs C in dem Querschnitt als größer als der Bereich des ersten Bereichs B sichergestellt. Wie aus 13 ersichtlich ist, ist in der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 die Zündkerze 1 derart angeordnet, dass der erste Bereich B (Seite des engen Spalts 111) des vorspringenden Abschnitts 6 stromaufwärts liegend des zweiten Bereichs C (Seite des breiten Spalts 112) mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 angeordnet ist. Somit wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 verlängert. Insbesondere mit der Anordnung, die voranstehend beschrieben wurde, kann der zweite Bereich C, der einen größeren Bereich aufweist, in der Strömung F in dem vorspringenden Abschnitt 6 stromabwärts liegend angeordnet werden. Entsprechend kann, wenn wiederholt eine Wiederabgabe verursacht wird, wie voranstehend erwähnt wurde, in dem Kantenabschnitt 66 stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 6 der größere Bereich die Ausdehnung des Verschleißbereichs in dem vorspringenden Abschnitt 6 aufgrund der Wiederabgaben minimieren. Somit wird ein übermäßiger Verschleiß in dem vorspringenden Abschnitt 6 minimiert und somit ein Verschleißwiderstand weiter verbessert. Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert.
Außerdem kann das elektrische Feld am einfachsten in der Nähe des Abschnitts 62 mit minimalem Krümmungsradius konzentriert werden, und somit ist es wahrscheinlich, dass der Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius als Startpunkt der Abgabe dient. Entsprechend ist der Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius stromaufwärts liegend angeordnet, so dass, wie aus 15 durch (A) ersichtlich ist, der Abgabefunken E anfänglich an einer stromabwärts liegenden Seite in dem vorspringenden Abschnitt 6 erhalten wird. Wie aus 15 durch (B) ersichtlich ist, gewährleistet dies eine Zeit, bevor der Abgabefunken E durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach stromabwärts verdriftet und ausgeblasen wird. Somit ist eine Zündgelegenheit für die Flamme gut sichergestellt. Als Ergebnis kann die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert werden.
Die voranstehend beschriebene Konfiguration wird realisiert, indem ermöglicht wird, dass der vorspringende Abschnitt 6 den Querschnitt in der bestimmten Form aufweist. Somit kann ein Dämpfen unterdrückt werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, den Durchmesser des vorspringenden Abschnitts 6 insbesondere zu erhöhen. Als Ergebnis wird wirkungsvoll verhindert, dass die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 verschlechtert wird.
Wie aus 13 ersichtlich ist, ist der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass die erste gerade Linie L rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 sein wird. Somit wird zuverlässig verhindert, dass die zu dem Abgabefunkenspalt 11 gerichtete Strömung F durch die Masseelektrode 5 blockiert wird. Zu derselben Zeit ist sichergestellt, dass der zweite Bereich C in der Strömung F stromabwärts liegend angeordnet ist und sichergestellt, dass der erste Bereich B in der Strömung F stromaufwärts liegend angeordnet ist. Wie voranstehend beschrieben wurde, wird entsprechend eine Zündgelegenheit gut sichergestellt, während ein Verschleißwiderstand des vorspringenden Abschnitts 6 verbessert wird. Als Ergebnis ist die Zündfähigkeit weiter wirkungsvoll verbessert, während die Lebensdauer der Zündkerze 1 verbessert ist.
Mit Ausnahme der voranstehend Beschriebenen können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind.
(Sechste Ausführungsform)
Wie aus 16 ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Masseelektrode 5 der Zündkerze 1 mit dem vorspringenden Abschnitt 6 bereitgestellt, dessen Querschnitt rechtwinklig in der axialen Richtung der Zündkerze in der aus 12 ersichtlichen, bestimmten Form vorliegt. In diesem Fall ist sichergestellt, dass der zweite Bereich C des vorspringenden Abschnitts 6 mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 stromaufwärts des ersten Bereichs B angeordnet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der vorspringende Abschnitt 6 ebenfalls rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze einen Querschnitt auf. Insbesondere hat der Querschnitt den Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius, der in dem Umriss 61 davon den kleinsten Krümmungsradius aufweist, und er liegt in der bestimmten Form vor, die die in der fünften Ausführungsform gezeigte Anforderung erfüllt (siehe 12).
Wie aus 16 ersichtlich ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der breite Spalt 112 in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet, und der enge Spalt 111 ist in dem zweiten Bereich C ausgebildet.
Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform ist in der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass der zweite Bereich C (Seite des engen Spalts 111) stromaufwärts liegend des ersten Bereichs B (Seite des breiten Spalts 112) mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 angeordnet ist.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der fünften Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorspringende Abschnitt 6 so ausgebildet, dass ein Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze in der bestimmten Form vorliegt. Insbesondere ist der vorspringende Abschnitt 6 derart ausgebildet, dass der Bereich des zweiten Bereichs C in dem Querschnitt als größer als der Bereich des ersten Bereichs B sichergestellt ist (siehe 12). Wie aus 16 ersichtlich ist, ist in der Montage der Zündkerze 1 an der Brennkammer 70 der Brennkraftmaschine 7 der vorspringende Abschnitt 6 derart angeordnet, dass der zweite Bereich C des vorspringenden Abschnitts 6 stromaufwärts des ersten Bereichs B mit Bezug auf die Strömung F des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 70 liegend angeordnet ist. Somit kann die Lebensdauer der Zündkerze 1 verlängert werden. Insbesondere mit der voranstehend beschriebenen Anordnung ist der zweite Bereich C, der einen größeren Bereich aufweist, in der Strömung F in dem vorspringenden Abschnitt 6 stromaufwärts liegend (Seite des engen Spalts 111) angeordnet, wo eine Anfangsabgabe verursacht wird. Wenn die Anfangsabgabe wiederholt in dem Kantenabschnitt 66 an der stromaufwärts liegenden Seite in dem vorspringenden Abschnitt 6 verursacht wird, kann deswegen der größere Bereich die Ausdehnung des Verschleißbereichs in dem vorspringenden Abschnitt 6 aufgrund der Abgaben minimieren, wie aus 16 durch (A) ersichtlich ist. Somit wird der Verschleiß des vorspringenden Abschnitts 6 minimiert und ein Verschleißwiderstand wird weiter verbessert. Mit anderen Worten ausgedrückt, eine Ausdehnung des engen Spalts 111 ist minimiert, und eine Abgabespannung ist minimiert. Als Ergebnis wird die Lebensdauer der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert.
Mit der wie voranstehend beschriebenen Anordnung ist der Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius in dem ersten Bereich B stromabwärts liegend angeordnet. Das Volumen in der Nähe des Abschnitts 62 mit minimalem Krümmungsradius ist am kleinsten. Entsprechend kann ein Dämpfen in dem Kantenabschnitt 66 an der stromabwärts liegenden Seite in dem vorspringenden Abschnitt 6 leichter unterdrückt werden, wo der Abgabefunken E angeblasen und verlängert wird. Wie aus 16 durch (B) ersichtlich ist, gewährleistet dies eine Zeit, bevor der Abgabefunken E durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach stromabwärts verdriftet und ausgeblasen wird. Somit ist eine Gelegenheit für die Flamme gut sichergestellt. Als Ergebnis wird die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 weiter wirkungsvoll verbessert.
Mit Ausnahme der voranstehend Beschriebenen können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen der fünften Ausführungsform sind.
(Siebente Ausführungsform)
In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorspringende Abschnitt 6 in der bestimmten Form derart ausgebildet, dass der Unterschied in dem Bereich zwischen dem ersten Bereich B und dem zweiten Bereich C größer werden wird, wie aus 17(A) und (B) ersichtlich ist.
In dem vorspringenden Abschnitt 6 der vorliegenden Ausführungsform weist der Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze den Umriss 61 auf, in dem ausgesparte Abschnitte 64 teilweise ausgebildet sind. Jeder ausgesparte Abschnitt 64 ist zu einem Mittelpunkt P3 des ersten Liniensegments M ausgespart und erstreckt sich von dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B zu einem Teil des zweiten Bereichs C in dem Querschnitt. Wie aus 17 durch (A) ersichtlich ist, ist somit der vorspringende Abschnitt 6 derart ausgebildet, dass in dem Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze der Bereich des ersten Bereichs B insbesondere kleiner als der Bereich des zweiten Bereichs C sichergestellt ist, und dass der Unterschied in der Fläche größer werden wird.
Der vorspringende Abschnitt 41 kann ebenfalls einen Querschnitt aufweisen, der ähnlich zu dem des vorspringenden Abschnitts 6 der vorliegenden Ausführungsform ist.
Die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass der enge Spalt 111 in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet ist, und der breite Spalt 112 in dem zweiten Bereich C ausgebildet ist.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der fünften Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem vorspringenden Abschnitt 6 ein elektrisches Feld einfach in dem ersten Bereich B konzentriert, die einen Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius hat, und somit ist es wahrscheinlich, dass der Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius als Anfangspunkt der Abgabe verwendet wird. Deswegen wird eine Gelegenheit für die Zündung einfach sichergestellt. Außerdem wird ein Verschleißwiderstand in dem zweiten Bereich C einfacher verbessert. Als Ergebnis sind die Zündfähigkeit und Lebensdauer der Zündkerze 1 wirkungsvoll verbessert.
Mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen der fünften Ausführungsform sind.
(Achte Ausführungsform)
Wie aus 18 durch (A) und (B) ersichtlich ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls die ausgesparten Abschnitte 64 in dem Umriss 61 des vorspringenden Abschnitts 6 bereitgestellt, der in der bestimmten Form vorliegt, um den Unterschied in der Fläche zwischen dem ersten Bereich B und dem zweiten Bereich C zu erhöhen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein gerader Abschnitt 65, der rechtwinklig zu der ersten geraden Linie L1 liegt, in einem Teil des Umrisses 61 des zweiten Bereichs C in der bestimmten Form des vorspringenden Abschnitts 6 ausgebildet.
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der fünften Ausführungsform.
Die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass der enge Spalt 111 in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet werden wird, und der breite Spalt 112 in dem zweiten Bereich C ausgebildet werden wird.
Mit Ausnahme der Voranstehenden können vorteilhafte Wirkungen erhalten werden, die ähnlich zu denen in der fünften Ausführungsform sind.
Die voranstehend beschriebenen siebente und achte Ausführungsform weisen eine Konfiguration auf, in der der enge Spalt 111 in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet ist, und der breite Spalt 112 in dem zweiten Bereich C ausgebildet ist. Jedoch kann alternativ dazu der breite Spalt 112 in dem Abschnitt 62 mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs B ausgebildet sein, und der enge Spalt 111 kann in dem zweiten Bereich C ausgebildet sein. In diesem Fall werden die vorteilhaften Wirkungen weiter ausgeführt, die in der sechsten Ausführungsform gezeigt sind.
(Vergleichsbeispiel 1)
Wie aus 19 ersichtlich ist, zeigt das vorliegende Beispiel ein Verhältnis zwischen einer Bewegung des Abgabefunkens E in dem vorspringenden Abschnitt 96, wenn eine Abgabe verursacht wird, und des Verschleißes des vorspringenden Abschnitts 96 in der normalen Zündkerze 9.
Die Zündkerze 9 des vorliegenden Beispiels weist eine Konfiguration auf, in der sowohl der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode 94 wie auch der gegenüberliegende Abschnitt 952 der Masseelektrode 95 beide mit vorspringenden Abschnitten 941 bzw. 96 bereitgestellt sind. Die vorspringenden Abschnitte 941 und 96 springen zu dem Funkenabgabespalt 911 vor und liegen im Wesentlichen in Form einer Säule vor (siehe 1).
Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Wenn die Zündkerze 9 verwendet wird, die an einer Brennkraftmaschine montiert ist, das heißt, wenn eine Abgabe verursacht wird, wird der Abgabefunken E an einem Abschnitt des Kantenabschnitts 966 des vorspringenden Abschnitts 96 verursacht, wie aus 19 durch (A) ersichtlich ist. Jedoch ist die Position nicht besonders bestimmt, oder die Position liegt nicht notwendigerweise in der Strömungsrichtung der Strömung F stromaufwärts. Entsprechend ist es abhängig von der Position wahrscheinlich, an der eine Anfangsabgabe verursacht wird, dass die Zeit kurz ist, bevor der Abgabefunken E durch das Luft-Kraftstoff-Gemisch nach stromabwärts driftet und weg geblasen wird, und somit Gelegenheiten für die Zündung reduziert sind. Wie aus 19 durch (B) ersichtlich ist, wird dann der Abgabefunken E in dem vorspringenden Abschnitt 96 durch die Strömung F nach stromabwärts verdriftet. Wie aus 19(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 ist. Dann wird an der gleichen Position, das heißt, an dem Kantenabschnitt 966 stromabwärts liegend in dem vorspringenden Abschnitt 96 eine Wiederabgabe wiederholt verursacht. Deswegen tritt ein überproportionaler Verschleiß in dem Kantenabschnitt 966 stromabwärts in dem vorspringenden Abschnitt 96 liegend auf, wie aus 19 durch (D) ersichtlich ist. Als Ergebnis ist die Lebensdauer des Abgabefunkens 9 verkürzt.
(Versuchsbeispiel 1)
Wie aus 20 ersichtlich ist, wird in dem vorliegenden Beispiel ein Verschleißwiderstand für den vorspringenden Abschnitt einer Zündkerze untersucht, indem die Größe der Ausdehnung des Funkenabgabespalts (im Folgenden wird dies geeignet als Spaltausdehnungsgröße bezeichnet) gemessen wird.
Als Evaluierungsziele wurden „Probe 1” und „Probe 2” der Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform vorbereitet, in der die gegenüberliegende Fläche 60 des vorspringenden Abschnitts 6, der an der Masseelektrode 5 bereitgestellt ist, mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist. Außerdem wurden „Probe 3” und „Probe 4” der in dem Vergleichsbeispiel 1 gezeigten Zündkerze 9 vorbereitet, in der die gegenüberliegende Fläche 960 des vorspringenden Abschnitts 96, der an der Masseelektrode 95 bereitgestellt ist, geformt ist, rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze zu sein.
In den Zündkerzen der Proben 1 bis 4 liegt die gegenüberliegende Fläche des vorspringenden Abschnitts, der an der Mittelelektrode bereitgestellt ist, rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze.
Außerdem liegt in der Probe 1 der vorspringende Abschnitt der Mittelelektrode in Form einer Säule mit einem Durchmesser von 0,7 mm und einer Höhe von 0,6 mm in der axialen Richtung der Zündkerze vor. Der vorspringende Abschnitt der Masseelektrode weist einen Durchmesser von 0,7 mm und eine kleinste Höhe von 0,5 mm und eine größte Höhe von 0,7 mm in der axialen Richtung der Zündkerze auf. Betreffend die Abmessung des Funkenabgabespalts ist der enge Spalt 0,7 mm, und der breite Spalt ist 0,9 mm.
In der Probe 2 weisen der vorspringende Abschnitt der Mittelelektrode und der vorspringende Abschnitt der Masseelektrode einen Durchmesser von 1,0 mm auf. Betreffend die Abmessung des Funkenabgabespalts ist der enge Spalt 0,5 mm und der breite Spalt ist 0,7 mm. Das Übrige mit Ausnahme des voranstehend Beschriebenen ist ähnlich zu der Probe 1.
In der Probe 3 liegen der vorspringende Abschnitt der Mittelelektrode und der vorspringende Abschnitt der Masseelektrode in der Form einer Säule mit einem Durchmesser von 0,7 mm und einer Höhe von 0,6 mm in der axialen Richtung der Zündkerze vor. Die Abmessung des Funkenabgabespalts ist 0,8 mm.
In der Probe 4 liegen der vorspringende Abschnitt der Mittelelektrode und der vorspringende Abschnitt der Masseelektrode in einer Form einer Säule mit einem Durchmesser von 1,0 mm und einer Höhe von 0,6 mm in der axialen Richtung der Zündkerze vor. Die Abmessung des Funkenabgabespalts ist 0,6 mm.
In den Proben 1 bis 4 ist der vorspringende Abschnitt der Mittelelektrode durch einen Edelmetallspan konfiguriert, der aus einer Irridiumlegierung hergestellt ist, während der vorspringende Abschnitt der Masseelektrode durch einen Edelmetallspan konfiguriert ist, der aus einer Platinlegierung hergestellt ist. Zwischen den Proben 1 und 3 und zwischen den Proben 2 und 4 ist das Volumen des vorspringenden Abschnitts gleich und die Menge des verwendeten Materials ist gleich. Die Proben 3 und 4 sind derart eingestellt, dass die anfänglich erforderliche Spannung die gleiche sein wird.
Drei Prüflingszündkerzen wurden für jede der Proben 1 bis 4 vorbereitet.
Unter Verwendung dieser Prüflinge wurde der folgende Standzeitversuch ausgeführt.
In dem Durchführen des Standzeitversuchs wurden die Probezündkerzen in eine Prüfvorrichtung geladen, die einer Brennkammer ähnelt, und eine Stickstoffatmosphäre mit einem Druck von 0,6 MPa in der Vorrichtung erzeugt. Außerdem wurde ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in 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 Zündenergie in diesem Ereignis betrug 70 mJ.
Wenn sie in die Vorrichtung geladen wurde, befand sich jede Zündkerze in einer Haltung, in der der vertikale Abschnitt der Masseelektrode (siehe Bezugszeichen 51 der 3) an einer Position angeordnet war, die es gestattet, dass der vertikale Abschnitt rechtwinklig zu der Richtung der Gasströmung liegt.
20 zeigt die Ergebnisse des Standzeitversuchs. In der Figur zeigt das Liniendiagramm, das rautenförmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D1 bezeichnet sind, Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das X-förmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D2 bezeichnet sind, Versuchsergebnisse der Probe 2 zeigt. Außerdem zeigt das Liniendiagramm, das rechteckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D3 bezeichnet sind, die Ergebnisse der Probe 3. Das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D4 bezeichnet sind, zeigt Messergebnisse der Probe 4. Jeder Messwert reflektiert einen Durchschnittswert der tatsächlichen Messwerte der drei Proben von jeder Probe. Die vertikale Achse der in den Figuren gezeigten Diagramme bezeichnet den Spalt (mm) in dem Funkenabgabespalt, und die horizontale Achse bezeichnet die Standzeit (Stunden).
Wie aus 20 verstanden wird, wird in allen Proben mit dem Verstreichen der Standzeit der Spalt allmählich ausgedehnt. In der Probe 1 (D1) wird der Spalt im Vergleich mit der Probe 3 (D3) ausgedehnt. Mit anderen Worten, in der Probe 1 ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit des engen Spalts in der Anfangsphase des Standzeitversuchs hoch, und somit ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Funkenabgabespalts hoch, aber die Ausdehnung des Spalts danach wird unterdrückt. Die Größe des Funkenabgabespalts der Probe 1 ist kleiner als die Größe des Funkenabgabespalts der Probe 3, und der Spalt dehnt sich mit einer gleichmäßigen und moderaten Ausdehnungsgeschwindigkeit aus. Somit wird schlussendlich die Ausdehnung des Funkenabgabespalts in der Probe 1 im Vergleich zu der Probe 3 unterdrückt, die das gleiche Volumen aufweist und die gleiche Materialmenge wie die Probe 1 verwendet.
Ähnlich wird in der Probe 2 (D2) ebenfalls der Funkenabgabespalt im Vergleich mit der Probe 4 (D4) kaum ausgedehnt, die das gleiche Volumen aufweist, und verwendet die gleichen Materialmengen wie die Probe 2.
Wie voranstehend beschrieben wurde, wird aus dem vorliegenden Beispiel verstanden, dass die Ausdehnung des Funkenabgabespalts in der Zündkerze der ersten Ausführungsform stärker als in der Zündkerze des Vergleichsbeispiels 1 unterdrückt wird.
(Vergleichsbeispiel 2)
Wie aus 21 ersichtlich ist, wird in dem vorliegenden Beispiel ein Verschleißwiderstand für den vorspringenden Abschnitt einer Zündkerze durch Messen der Abgabespannung untersucht.
Allgemein steigt die Abgabespannung mit der Ausdehnung des Funkenabgabespalts. Diesbezüglich wurde in dem Standzeitversuch des vorliegenden Beispiels die Spannung von jeder Funkenabgabe gemessen, um zu bestätigen, ob die Abgabespannung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels 1 unterdrückt wurde.
In dem vorliegenden Beispiel sind das Verfahren des Standzeitversuchs und die Bedingungen der Evaluierungsziele (Proben 1 bis 4) die gleichen wie in dem Versuchsbeispiel 1. 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 Aufzeichnungen der 21 dargestellt ist.
21 zeigt die Ergebnisse der Messungen. In der Figur zeigt das rautenförmige Punkte verbindende Liniendiagramm, das mit einem Bezugszeichen D1 versehen ist, Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das X-förmige Punkte verbindet, das mit einem Bezugszeichen D2 versehen ist, Versuchsergebnisse der Probe 2 zeigt. Außerdem zeigt das Liniendiagramm, das rechteckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D3 versehen sind, Versuchsergebnisse der Probe 3. Das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D4 versehen sind, zeigt Messergebnisse der Probe 4. Jeder Messwert reflektiert einen Durchschnittswert der tatsächlichen Messwerte der drei Prüflinge von jeder Probe.
Die vertikale Achse der in der Figur gezeigten Diagramme bezeichnet die Abgabespannung (kV) und die horizontale Achse bezeichnet die Standzeit (Stunden).
Wie aus 21 verstanden wird, erhöht sich die Abgabespannung mit dem Verstreichen der Standzeit allmählich in allen Proben. In der Probe 1 (D1) steigt die Abgabespannung im Vergleich mit der Probe 3 (D3) kaum an. Mit anderen Worten, in der Probe 1 steigt die Abgabespannung vergleichsweise schnell in der Anfangsphase des Standzeitversuchs mit der Ausdehnung des engen Spalts an, aber der Anstieg der Abgabespannung danach ist unterdrückt. Die Abgabespannung in dem Funkenabgabespalt der Probe 1 ist im Wert kleiner als die Abgabespannung des Funkenabgabespalts der Probe 3 und steigt mit einer gleichmäßigen und moderaten Anstiegsgeschwindigkeit an. Somit wird schlussendlich der Anstieg der Abgabespannung in der Probe 1 im Vergleich zu der Probe 3 unterdrückt, die das gleiche Volumen aufweist, und verwendet die gleiche Materialmenge wie die Probe 1.
Ähnlich steigt in der Probe 2 (D2) ebenfalls die Abgabespannung im Vergleich zu der Probe 4 (D4) kaum an, die das gleiche Volumen aufweist, und verwendet die gleiche Materialgröße wie die Probe 2.
Wie voranstehend beschrieben wurde, wird aus dem vorliegenden Beispiel verstanden, dass der Anstieg der Abgabespannung in der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform stärker als in der Zündkerze des Vergleichsbeispiels 1 unterdrückt wird.
(Versuchsbeispiel 3)
Wie aus 22 ersichtlich ist, wird in dem vorliegenden Beispiel die Zündfähigkeit einer Zündkerze durch Messen der A/F(Luft-Kraftstoff-Verhältnis)-Grenze untersucht.
In dem vorliegenden Beispiel wurde jeder A/F-Grenzwert gemessen, um zu bestätigen, ob die Zündfähigkeit der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform im Vergleich zu der des Vergleichsbeispiels verbessert ist.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Verfahren des Standzeitversuchs und die Bedingungen der Evaluierungsziele (Proben 1 bis 4) die gleichen wie die des Versuchsbeispiels 1. Für jede Probe wurde der Wert der A/F-Grenze für jedes Verstreichen von 100 Stunden der Standzeit gemessen. Der Wert der A/F-Grenze wurde unter Verwendung einer Reihen-Vierzylinder-Maschine gemessen. In den Messungen wurden die Werte der A/F-Grenze für die drei Proben von jeder Probe gemessen, und die drei tatsächlichen Messwerte wurden verdurchschnittlicht, wie in den Zeichnungen der 22 gezeigt ist.
22 zeigt die Ergebnisse der Messungen. In der Figur zeigt das Liniendiagramm, das rautenförmige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D1 bezeichnet sind, die Messergebnisse der Probe 1, während das Liniendiagramm, das X-förmige 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 Versuchsergebnisse der Probe 3. Das Liniendiagramm, das dreieckige Punkte verbindet, die mit einem Bezugszeichen D4 versehen sind, zeigt die Versuchsergebnisse der Probe 4.
Die vertikale Achse der Diagramme, die in den Figuren gezeigt sind, bezeichnet die Werte der A/F-Grenze, und die horizontale Achse bezeichnet die Standzeit (Stunden).
Wie aus 22 verstanden wird, steigt die A/F-Grenze mit dem Verstreichen der Standzeit allmählich in allen Proben. In der Probe 1 (D1) ist die A/F-Grenze höher als in der Probe 3 (D3). Mit anderen Worten, die Probe 1 weist eine Zündfähigkeit auf, die der der Probe 3 überlegen ist, die das gleiche Volumen aufweist und die gleiche Materialmenge wie die Probe 1 verwendet.
Ähnlich ist auch in der Probe 2 (D2) die A/F-Grenze höher als in der Probe 4 (D4), die das gleiche Volumen aufweist und die gleiche Materialmenge wie die Probe 2 verwendet, und somit weist die Probe 2 eine bessere Zündfähigkeit als die Probe 4 auf, die das gleiche Volumen aufweist und die gleiche Materialmenge wie die Probe 2 verwendet.
Wie voranstehend beschrieben wurde, weist die Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform eine Zündfähigkeit auf, die der der Zündkerze des Vergleichsbeispiels 1 überlegen ist, wie aus dem vorliegenden Beispiel verstanden wird.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die dem Funkenabgabespalt gegenüber stehende gegenüberliegende Fläche konfiguriert, mit Bezug auf die Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt zu sein. Diese Konfiguration kann an den vorspringenden Abschnitt von jeder aus Mittelelektrode und Masseelektrode angewendet werden, oder kann an den vorspringenden Abschnitt von sowohl der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Zündkerze
2: Gehäuse
3: isolierendes Porzellan
4: Mittelelektrode
41: vorspringender Abschnitt
410: gegenüberliegende Fläche
5: Masseelektrode
52: gegenüberliegende Fläche
6: vorspringender Abschnitt
60: gegenüberliegende Fläche
11: Funkenabgabespalt
111: enger Spalt
112: breiter Spalt

Claims

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, wobei ein Spitzenabschnitt davon 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, umfasst, wobei die Zündkerze dadurch gekennzeichnet ist, dass: sowohl der Spitzenabschnitt der Mittelelektrode wie auch der gegenüberliegende Abschnitt der Masseelektrode entsprechende vorspringende Abschnitte aufweisen, die zu dem Funkenabgabespalt vorspringen; zumindest einer der vorspringenden Abschnitte eine gegenüberliegende Fläche aufweist, die dem Funkenabgabespalt gegenüber steht, und mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze geneigt ist; und der Funkenabgabespalt konfiguriert ist, allmählich in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze von einem engen Spalt an einer Endseite in der Richtung zu einem breiten Spalt an der anderen Endseite vergrößert zu werden, wobei der enge Spalt eine Spaltlänge aufweist, die kleiner als an der anderen Endseite ist, und der breite Spalt eine Spaltlänge aufweist, die größer als die an der einen Endseite ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Flächen der vorspringenden Abschnitte von sowohl der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode mit Bezug auf eine Ebene rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze in die gleiche Richtung geneigt sind, um zu einer Spitzenseite der Zündkerze gerichtet zu sein, wenn sich die gegenüberliegenden Flächen von der Seite des engen Spalts zu der Seite des breiten Spalts erstrecken.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenabgabespalt konfiguriert ist, allmählich entlang einer Richtung vergrößert zu werden, die eine Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts der Masselelektrode schneidet.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Funkenabgabespalt konfiguriert ist, allmählich entlang einer Richtung rechtwinklig zu einer Erstreckungsrichtung des gegenüberliegenden Abschnitts der Masseelektrode vergrößert zu werden.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: zumindest einer der vorspringenden Abschnitte: i) einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze aufweist, wobei der Querschnitt einen Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius aufweist, der einen kleinsten Krümmungsradius in einem Umriss des Querschnitts aufweist; und ii) sich in einer bestimmten Form befindet, die eine Anforderung erfüllt, wobei die Anforderung derart formuliert ist, dass wenn eine erste gerade Linie zwischen dem Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius und einem geometrischen Schwerpunkt in dem Querschnitt verbinden soll, ein erstes Liniensegment zwischen zwei Schnittpunkten verbinden soll, an denen die erste gerade Linie den Umriss des Querschnitts schneidet, und eine zweite gerade Linie rechtwinklig zu dem ersten Liniensegment an einem Mittelpunkt des ersten Liniensegments 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 eine Fläche des ersten Bereichs ist; und der breite Spalt in dem zweiten Bereich ausgebildet ist, und der enge Spalt in dem Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs ausgebildet ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass: zumindest einer der vorspringenden Abschnitte: i) einen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze aufweist, wobei der Querschnitt einen Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius hat, der in einem Umriss des Querschnitts einen kleinsten Krümmungsradius aufweist; und ii) sich in einer bestimmten Form befindet, die eine Anforderung erfüllt, wobei die Anforderung derart formuliert ist, dass wenn eine erste gerade Linie zwischen dem Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius und einem geometrischen Schwerpunkt in dem Querschnitt verbinden soll, ein erstes Liniensegment zwischen zwei Schnittpunkten verbinden soll, an denen die erste gerade Linie den Umriss des Querschnitts schneidet, und eine zweite gerade Linie rechtwinklig zu dem ersten Liniensegment an einem Mittelpunkt des ersten Liniensegments 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 eine Fläche des ersten Bereichs ist; und der breite Spalt in dem Abschnitt mit minimalem Krümmungsradius des ersten Bereichs ausgebildet ist, und der enge Spalt in dem zweiten Bereich ausgebildet ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der vorspringenden Abschnitte von sowohl der Mittelelektrode wie auch der Masseelektrode sich in der bestimmten Form befinden.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der vorspringenden Abschnitte durch einen Edelmetallspan konfiguriert ist.
Montagestruktur für eine Zündkerze, wobei die Montagestruktur eine Struktur ist, in der die Zündkerze für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 an einer Brennkraftmaschine montiert ist, wobei die Montagestruktur dadurch gekennzeichnet ist, dass der Funkenabgabespalt derart angeordnet ist, dass die Seite des engen Spalts mit Bezug auf eine Strömung eines zu der Brennkammer der Maschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs stromaufwärts der Seite des breiten Spalts liegend angeordnet ist.