DE112021001358T5

DE112021001358T5 - Zündkerze für Maschine mit interner Verbrennung

Info

Publication number: DE112021001358T5
Application number: DE112021001358.0T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Shimamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-12-29
Also published as: WO2021176949A1; US11705696B2; JP2021140905A; US20220416514A1

Abstract

Eine Zündkerze (1) für eine Maschine mit interner Verbrennung beinhaltet ein Gehäuse (2), einen Isolator (3), eine Mittelelektrode (4), eine Masseelektrode (5) und einen Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt (6). Die Masseelektrode (5) ist der Mittelelektrode (4) von einer äußeren peripheren Seite zugewandt und bildet eine Entladungsstrecke (G) zwischen der Masseelektrode (5) und der Mittelelektrode (4) aus. Eine Hilfskammer (60) ist innerhalb des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts (6) ausgebildet. Ein Abstand in einer axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke (G) und einem distalen Ende (601) der Hilfskammer (60) ist größer gleich einer maximalen Wanddicke des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts (6). Der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt (6) beinhaltet Einspritzlöcher (61). Die Einspritzlöcher (61) sind in einem Zustand ausgebildet, in dem sich Öffnungen (614) auf einer äußeren Seite näher an einem distalen Ende befinden als Öffnungen (613) auf der Seite der Hilfskammer (60). Zumindest eines der Einspritzlöcher (61) ist ein Einspritzloch (611) in der axialen Richtung, das entlang einer axialen Richtung einer Kerze (X) ausgebildet ist. Ein Mittelpunkt (P) des axialen Einspritzlochs (611) ist bei Betrachtung in der axialen Richtung der Zündkerze (X) exzentrisch von einer Mittelachse (C) der Zündkerze hin zu der Entladungsstrecke (G).

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2020 036338 , eingereicht am 4. März 2020, deren Beschreibung hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung.
Stand der Technik
Eine Zündkerze, welche eine Zusatz- bzw. Hilfskammer beinhaltet, die eine Entladungsstrecke umgibt, ist zum Beispiel in PTL 1 offenbart.
Eine solche Zündkerze bildet eine Flamme aus, indem sie ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hilfskammer entzündet. Ferner wird die Flamme, die in der Hilfskammer ausgebildet wird, aus Einspritzlöcher ausgestoßen, durch welche die Hilfskammer mit einer Hauptbrennkammer in Verbindung steht. Als Folge davon breitet sich die Flamme in die Hauptbrennkammer aus und verbrennt das Kraftstoff-Luft-Gemisch.
PTL 1 offenbart, eine Entwicklung der Flamme zu fördern, indem ein „Rebound-Effekt“ einer Luftströmung in der Hilfskammer genutzt wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
PTL 1: JP 2016-53370 A
Kurzfassung der Erfindung
Während die in PTL1 offenbarte Zündkerze eine Flammenentwicklung berücksichtigt, berücksichtigt die in PTL 1 offenbarte Zündkerze keine Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Hilfskammer, das heißt, Ausbildung einer anfänglichen Flamme selbst. Mit anderen Worten, PTL 1 berücksichtigt keine Verbesserung einer Zündleistung durch Erweitern einer Entladung in der Hilfskammer. Ferner berücksichtigt PTL 1 keine Zündleistung in einem Arbeitshub, obwohl eine Zündung durch eine Entladung in dem Expansionshub einer Maschine mit interner Verbrennung durchgeführt werden kann, zum Beispiel mit dem Zweck, eine Katalysatortemperatur eines Abgasreinigungsfilters zu erhöhen.
Die vorliegende Offenbarung ist darauf ausgerichtet, eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung mit ausgezeichneter Zündleistung vorzusehen.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung, welche beinhaltet:

ein zylindrisches Gehäuse;
einen zylindrischen Isolator, der innerhalb des Gehäuses gehalten wird;
eine Mittelelektrode, die innerhalb des Isolators gehalten wird und auf einer distalen Endseite des Isolators hervorsteht;
eine Masseelektrode, die der Mittelelektrode ausgehend von einer äußeren peripheren Seite zugewandt ist und eine Entladungsstrecke zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode ausbildet; und
einen Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt, der an einem distalen Endabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist,
wobei eine Hilfskammer, in der die Entladungsstrecke anzuordnen ist, innerhalb des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts ausgebildet ist,
ein Abstand in einer axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke und einem distalen Ende der Hilfskammer größer gleich einer maximalen Wanddicke des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts ist,
der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt Einspritzlöcher beinhaltet, durch welche die Hilfskammer mit einer Außenseite des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts in Verbindung steht,
die Einspritzlöcher in einem Zustand ausgebildet sind, in dem sich Öffnungen auf einer äußeren Seite näher an einer distalen Endseite befinden als Öffnungen auf der Seite der Hilfskammer,
zumindest eines der Einspritzlöcher ein axiales Einspritzloch ist, das entlang einer axialen Richtung der Zündkerze ausgebildet ist, und
ein Mittelpunkt des axialen Einspritzlochs bei Betrachtung in der axialen Richtung der Zündkerze exzentrisch von einer Mittelachse der Zündkerze hin zu der Entladungsstrecke ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Zündkerze beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt das axiale Einspritzloch. Ferner ist der Mittelpunkt des axialen Einspritzlochs bei Betrachtung in der axialen Richtung der Zündkerze exzentrisch von der Mittelachse der Zündkerze hin zu der Entladungsstrecke. Dies erleichtert es, eine starke Luftströmung hin zu dem distalen Ende in der axialen Richtung an der Entladungsstrecke in einem Expansionshub der Maschine mit interner Verbrennung auszubilden. So ist es wahrscheinlich, dass sich eine Funkenentladung, die an der Entladungsstrecke ausgebildet wird, wesentlich hin zu dem distalen Ende in der Hilfskammer erweitert. Dies kann eine Zündleistung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Hilfskammer verbessern, was dazu führt, dass es möglich ist, ein Ausstoßen einer Flamme zu der Hauptbrennkammer zu verstärken.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt möglich, eine Zündkerze mit ausgezeichneter Zündleistung für eine Maschine mit interner Verbrennung vorzusehen.
Es ist zu beachten, dass Bezugszeichen in Klammern, die in den Ansprüchen beschrieben sind, Entsprechungsbeziehungen mit spezifischen Mitteln angeben, die in später beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, und einen technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen klarer werden. Es zeigt:

1 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer ersten Ausführungsform, das eine Ansicht ist, die einem Querschnittsdiagramm entspricht, das entlang einer Linie I-I in 4 vorgenommen wurde;
2 eine Querschnittsdiagrammansicht, die entlang einer Linie IIII in 1 vorgenommen worden ist;
3 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern des distalen Endabschnitts der Zündkerze, um ein Abmessungsverhältnis jedes Abschnitts bei der ersten Ausführungsform zu erläutern;
4 eine Draufsicht bei Betrachtung in einer Richtung eines Pfeils IV in 1;
5 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern einer Maschine mit interner Verbrennung, welche die Zündkerze bei der ersten Ausführungsform beinhaltet;
6 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern der Maschine mit interner Verbrennung, welche einen Aspekt, unmittelbar nachdem eine Funkenentladung ausgebildet ist, bei der ersten Ausführungsform angibt;
7 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern der Maschine mit interner Verbrennung, welche einen Aspekt, unmittelbar nachdem sich eine Funkenentladung erweitert, bei der ersten Ausführungsform angibt;
8 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer ersten Vergleichsausführungsform;
9 ein CFD-Analysediagramm in einem Expansionshub einer Maschine mit interner Verbrennung, bei der die Zündkerze bei der ersten Vergleichsausführungsform derart angebracht ist, dass sich eine Entladungsstrecke in einem ersten Versuchsbeispiel auf einer Seite eines Einlassventils befindet;
10 ein CFD-Analysediagramm in einem Expansionshub einer Maschine mit interner Verbrennung, bei der die Zündkerze der ersten Ausführungsform derart angebracht ist, dass sich eine Entladungsstrecke und ein Einspritzloch in einer axialen Richtung in dem ersten Versuchsbeispiel auf einer Seite eines Einlassventils befinden;
11 ein CFD-Analysediagramm in einem Expansionshub einer Maschine mit interner Verbrennung, bei der die Zündkerze der ersten Vergleichsausführungsform derart angebracht ist, dass sich die Entladungsstrecke in dem ersten Versuchsbeispiel auf einer Seite eines Ausstoßventils befindet;
12 ein CFD-Analysediagramm in einem Expansionshub einer Maschine mit interner Verbrennung, bei der die Zündkerze der ersten Ausführungsform derart angebracht ist, dass sich die Entladungsstrecke und das axiale Einspritzloch in dem ersten Versuchsbeispiel auf einer Seite eines Ausstoßventils befinden;
13 ein Graph, der einen Übergang eines Funkenentladung-Erstreckungsabstands im Laufe der Zeit in einem zweiten Versuchsbeispiel angibt;
14 eine Draufsicht auf einen distalen Abschnitt einer Zündkerze bei einer zweiten Vergleichsausführungsform;
15A und 15B CFD-Analysediagramme einer Flamme einer Maschine mit interner Verbrennung, in welcher die Zündkerze der zweiten Vergleichsausführungsform bei einem dritten Versuchsbeispiel angebracht ist;
16A und 16B CFD-Analysediagramme einer Flamme einer Maschine mit interner Verbrennung, in welcher die Zündkerze der ersten Vergleichsausführungsform bei dem dritten Versuchsbeispiel angebracht ist;
17A und 17B CFD-Analysediagramme einer Flamme einer Maschine mit interner Verbrennung, in welcher die Zündkerze der ersten Ausführungsform bei dem dritten Versuchsbeispiel angebracht ist;
18 ein Graph, der einen Übergang einer Größe einer Flamme in einer Hauptbrennkammer im Laufe der Zeit in der Maschine mit interner Verbrennung angibt, in welcher jede Zündkerze bei dem dritten Versuchsbeispiel angebracht ist;
19 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer zweiten Ausführungsform;
20 eine perspektivische Ansicht einer Teilquerschnittsansicht des distalen Endabschnitts der Zündkerze bei der zweiten Ausführungsform;
21 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer dritten Ausführungsform;
22 eine Querschnittsdiagrammansicht, die entlang einer Linie XXII XXII in 21 vorgenommen worden ist;
23 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer vierten Ausführungsform, das eine Ansicht ist, die einem Querschnittsdiagramm entspricht, das entlang einer Linie XXIII-XXIII in 25 vorgenommen wurde;
24 eine Querschnittsdiagrammansicht, die entlang einer Linie XXIV XXIV in 23 vorgenommen worden ist;
25 eine Draufsicht, bei Betrachtung in einer Richtung eines Pfeils XXV in 23;
26 ein Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines distalen Endabschnitts einer Zündkerze bei einer fünften Ausführungsform; und
27 eine Querschnittsdiagrammansicht, die entlang einer Linie XXVII XXVII in 26 vorgenommen worden ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine Ausführungsform einer Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Eine Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein zylindrisches Gehäuse 2, einen zylindrischen Isolator 3, eine Mittelelektrode 4, eine Masseelektrode 5 und einen Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6, wie in 1 und 2 veranschaulicht.
Der Isolator 3 wird innerhalb des Gehäuses 2 gehalten. Die Mittelelektrode 4 wird innerhalb des Isolators 3 gehalten und steht auf einer distalen Endseite des Isolators 3 hervor. Die Masseelektrode 5 ist der Mittelelektrode 4 von einer äußeren peripheren Seite zugewandt und bildet eine Entladungsstrecke G zwischen der Masseelektrode 5 und der Mittelelektrode 4 aus. Der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6, der an einem distalen Endabschnitt des Gehäuses 2 vorgesehen ist.
Innerhalb des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 ist eine Hilfskammer 60 ausgebildet, in der die Entladungsstrecke G anzuordnen ist. Wie in 3 veranschaulicht, ist ein Abstand d1 in einer axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke G und einem distalen Ende 601 der Hilfskammer 60 größer gleich einer maximalen Wanddicke d2 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6. Der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 beinhaltet Einspritzlöcher 61, durch welche die Hilfskammer 60 mit einer Außenseite des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 in Verbindung steht. Wie in 1 veranschaulicht, sind die Einspritzlöcher 61 in einem Zustand ausgebildet, in dem sich Öffnungen 614 auf einer äußeren Seite näher an dem distalen Ende befinden als Öffnungen 613 auf der Seite der Hilfskammer 60.
Zumindest eines der Einspritzlöcher 61 ist ein Einspritzloch 611 in einer axialen Richtung, das entlang einer axialen Richtung einer Zündkerze X ausgebildet ist. Wie in 4 veranschaulicht, ist bei Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X ein Mittelpunkt P des Einspritzlochs 611 in der axialen Richtung exzentrisch auf der Seite der Entladungsstrecke G von einer Kerzenmittelachse C.
In der vorliegenden Spezifikation wird angenommen, dass die Zündkerzenmittelachse C die Mittelachse C der Zündkerze 1 bedeutet. Ferner wird eine Richtung, die parallel zu der Zündkerzenmittelachse C ist, in geeigneter Weise als eine axiale Richtung der Zündkerze oder eine X-Richtung bezeichnet. Ferner wird, in der X-Richtung, eine Seite, die der Hauptbrennkammer 7 in der Zündkerze 1 zugewandt ist, als distale Endseite bezeichnet und die gegenüberliegende Seite wird als proximale Endseite bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 4 veranschaulicht, beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 eine Mehrzahl von Einspritzlöchern 61. Ferner beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 eine Mehrzahl von schrägen Einspritzlöchern 612 zusätzlich zu dem Einspritzloch 611 in der axialen Richtung als Einspritzlöcher 61. Die schrägen Einspritzlöcher 612 sind Einspritzlöcher 61, die derart schräg sind, dass sie von der Zündkerzenmittelachse C zu dem distalen Ende hin entfernt sind. Das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung ist an einer Position ausgebildet, die näher an der Zündkerzenmittelachse C ist als die schrägen Einspritzlöcher 612.
Wie in 4 veranschaulicht, ist das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung ferner derart ausgebildet, dass an dem Mittelpunkt der Entladungsstrecke G es einen Mittelpunkt aufweist und dass es, wenn die Zündkerze 1 von der distalen Endseite betrachtet wird, innerhalb eines virtuellen Kreises R mit einem Radius eines Abstands von dem Mittelpunkt der Entladungsstrecke G zu der Zündkerzenmittelachse C ist.
Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X überlappen ferner die Entladungsstrecke G und das Einspritzloch 611 einander zumindest teilweise in der axialen Richtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Positionsbeziehung derart, dass, bei einer Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X, der Mittelpunkt P des Einspritzlochs 611 in der axialen Richtung an der Entladungsstrecke G angeordnet ist.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, beinhaltet die Mittelelektrode 4 einen hervorstehenden Elektrodenabschnitt 41, der in einer radialen Richtung nach außen hervorsteht. Die Entladungsstrecke G ist zwischen der Masseelektrode 5, die derart angeordnet ist, dass sie einer Endkante auf einer hervorstehenden Seite des hervorstehenden Elektrodenabschnitts 41 zugewandt ist, und dem hervorstehenden Elektrodenabschnitt 41 ausgebildet. Die Masseelektrode 5 ist derart ausgebildet, dass sie ausgehend von einer Innenwandoberfläche 62 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 nach innen in der radialen Richtung hervorsteht. Ein hervorstehendes Ende der Masseelektrode 5 und ein hervorstehendes Ende des hervorstehenden Elektrodenabschnitts 41 sind einander zugewandt. Ferner ist die Entladungsstrecke G zwischen dem hervorstehenden Ende der Masseelektrode 5 und dem hervorstehenden Ende des hervorstehenden Elektrodenabschnitts 41 ausgebildet.
Es ist zu beachten, dass die radiale Richtung eine Richtung orthogonal zu der Zündkerzenmittelachse C ist.
Zumindest ein Teil des hervorstehenden Elektrodenabschnitts 41 kann aus einem Edelmetall gebildet sein. In diesem Fall ist ein Edelmetall vorzugsweise an zumindest einem Abschnitt, welcher der Entladungsstrecke G zugewandt ist, von dem hervorstehende Elektrodenabschnitt 41 angeordnet. Ferner kann zumindest ein Teil der Masseelektrode 5 ebenfalls aus einem Edelmetall gebildet sein. In diesem Fall ist ein Edelmetall vorzugsweise an zumindest einem Abschnitt, welcher der Entladungsstrecke G zugewandt ist, von der Masseelektrode 5 angeordnet.
Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 einen unteren Wandabschnitt 63, einen peripheren Wandabschnitt 64 und einen Eckabschnitt 65. Der untere Wandabschnitt 63 ist ein Abschnitt, der eine distale Endseite der Hilfskammer 60 bedeckt. Der periphere Wandabschnitt 64 ist ein Abschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, welche eine äußere periphere Seite der Hilfskammer 60 bedeckt. Der Eckabschnitt 65 ist ein Abschnitt, der in einer gekrümmten Form eine äußere Peripherie des unteren Wandabschnitts 63 und ein distales Ende des peripheren Wandabschnitts 64 koppelt.
Es ist zu beachten, dass die Form des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 nicht besonders beschränkt ist, und zum Beispiel eine Form wie beispielsweise eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form haben kann, ohne dass ein Unterschied zwischen dem unteren Wandabschnitt 63, dem peripheren Wandabschnitt 64 und dem Eckabschnitt 65 besteht.
Die schrägen Einspritzlöcher 612 sind an dem Eckabschnitt 65 ausgebildet. Das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung ist in dem unteren Wandabschnitt 63 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 sechs schräge Einspritzlöcher 612 und ein Einspritzloch 611 in der axialen Richtung. Wie in 3 veranschaulicht, ist jedes schräge Einspritzloch 612 zu einem proximalen Ende hin von außerhalb zu innerhalb hin schräg. Wenn eine Mittelachse von jedem schrägen Einspritzloch 612 verlängert wird, schneidet eine Erstreckungslinie L3 die Innenwandoberfläche 62 auf einer gegenüberliegenden Seite in der Hilfskammer 60. An einem Schnittpunkt ist ein Winkel α auf der proximalen Endseite von Winkeln, die durch die Erstreckungslinie L3 und die Innenwandoberfläche 62 ausgebildet werden, ein Winkel, der 90° überschreitet, das heißt, ein stumpfer Winkel.
Der Isolator 3 beinhaltet einen spitz zulaufenden distalen Endabschnitt 31 mit einem Radius, der zu dem distalen Ende hin abnimmt. Wie in 3 veranschaulicht, ist auf einem Querschnitt in einer Ebene, welche die Zündkerzenmittelachse C beinhaltet und die Entladungsstrecke G passiert, die Entladungsstrecke G an einer Position ausgebildet, die weiter von der Zündkerzenmittelachse C entfernt ist als eine Erstreckungslinie L1 einer äußeren peripheren Oberfläche des spitz zulaufenden distalen Endabschnitts 31.
Auf dem Querschnitt in der Ebene, welche die Zündkerzenmittelachse C beinhaltet und die Entladungsstrecke G passiert, ist das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung an einer Position ausgebildet, die von der Zündkerzenmittelachse C weiter weg ist als die Erstreckungslinie L1.
Wie in 1 veranschaulicht, ist der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 derart angeordnet, dass er den distalen Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 2 bedeckt. Ferner ist ein Taschenabschnitt 15, der ein kreisförmiger Raum ist, zwischen dem Gehäuse 2 und dem spitz zulaufenden distalen Endabschnitt 31 des Isolators 3 ausgebildet. Mit anderen Worten, der Isolator 3 ist an einem Teil der inneren peripheren Oberfläche des Gehäuses 2 in einem Teil der äußeren peripheren Oberfläche des (nicht veranschaulichten) Isolators 3 eingerastet. Ein Abschnitt des Isolators 3, der näher an dem distalen Ende ist als der Einrastabschnitt, ist der spitz zulaufende distale Endabschnitt 31. Der Taschenabschnitt 15 ist zwischen einer Außenoberfläche des spitz zulaufenden distalen Endabschnitts 31 und einer Innenoberfläche des Gehäuses 2 ausgebildet. Die Hilfskammer 60, die ein Raum innerhalb des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 ist, und der Taschenabschnitt 15 stehen miteinander in Verbindung.
Es ist zu beachten, dass die Hilfskammer 60 einen Raum auf einer inneren peripheren Seite des distalen Endabschnitts des Gehäuses 2 um die Mittelelektrode 4 herum beinhaltet. So beinhaltet die Innenwandoberfläche 62 der Hilfskammer 60 eine Innenoberfläche des distalen Endabschnitts des Gehäuses 2 zusätzlich zu der Innenoberfläche des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6.
Wie in 3 veranschaulicht, ist die Entladungsstrecke G näher an einem proximalen Ende angeordnet als eine Erstreckungslinie L2 einer proximalen Endoberfläche des schrägen Einspritzlochs 612. Hier ist die Erstreckungslinie L2 der proximalen Endoberfläche des schrägen Einspritzlochs 612 eine Linie, die mit der proximalen Endoberfläche des schrägen Einspritzlochs 612 von Linien entlang der Mittelachse des schrägen Einspritzlochs 612 in Kontakt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform steht die Masseelektrode 5 von einer Position in der axialen Richtung der Zündkerze hervor, welche näher an dem proximalen Endabschnitt ist als das Einspritzloch 61 in dem Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ferner ein Abstand d1 in der axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke G und dem distalen Ende 601 der Hilfskammer 60 größer als eine maximale Wanddicke d2 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6. Ferner ist der Abstand d1 in der axialen Richtung größer als ein Abstand d4 in der axialen Richtung zwischen einem distalen Ende des Isolators 3 und der Entladungsstrecke G. Ferner ist der Abstand d1 in der axialen Richtung größer als ein Radius d3 der Hilfskammer 60. Hier bedeutet der Radius d3 einen Radius in einem Querschnitt, der den größten Querschnitt von Querschnitten, die orthogonal in der X-Richtung in der Hilfskammer 60 sind, aufweist.
Indem die Zündkerze 1, welche die Konfiguration wie vorstehend beschrieben aufweist, an einem Zylinderkopf 71 oder dergleichen angebracht wird, kann eine Maschine 10 mit interner Verbrennung wie in 5 veranschaulicht erhalten werden. Wie in 5 veranschaulicht, beinhaltet die Maschine 10 mit interner Verbrennung ein Einlassventil 72, das einen Einlasskanal 720 öffnet/schließt, und ein Ausstoßventil 73, das einen Auslasskanal 730 öffnet/schließt.
Wie in 5 bis 7 veranschaulicht, ist die Zündkerze 1 an der Maschine 10 mit interner Verbrennung angebracht ist, indem ein Befestigungsschraubabschnitt 21 des Gehäuses 2 in ein Innengewinde loch 711 eingeschraubt wird, das an dem Zylinderkopf 71 vorgesehen ist. Indem zum Beispiel ein spanabhebendes Verfahren von der Schraube des Befestigungsschraubabschnitts 21, ein spanabhebendes Verfahren des Innengewindelochs 711 oder dergleichen angepasst wird, kann eine Montagestellung der Zündkerze 1 in der Maschine 10 mit interner Verbrennung angepasst werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Zündkerze 1 mit dem Zylinderkopf 71 der Maschine 10 mit interner Verbrennung in einer solchen Stellung zusammengebaut, dass die Entladungsstrecke G und das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung näher an dem Einlassventil 72 angeordnet ist als die Zündkerzenmittelachse C.
Der distale Endabschnitt der Zündkerze 1 ist so ausgestaltet, dass er zu der Hauptbrennkammer 7 hervorsteht. Mit anderen Worten, der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 ist gegenüber der Hauptbrennkammer 7 freigelegt und die Einspritzlöcher 61 sind gegenüber der Hauptbrennkammer 7 freigelegt. Wie in 5 veranschaulicht, ist ein Kolben 74 verschiebbar in einem Zylinder 70 angeordnet, welcher die Hauptbrennkammer 7 bildet.
Wie in 5 bis 7 veranschaulicht, ist ferner eine proximale Endoberfläche 712 der Hauptbrennkammer 7 mit zunehmender Entfernung der proximalen Endoberfläche 712 von der Zündkerze 1 schräg hin zu dem distalen Ende.
Bei der Maschine 10 mit interner Verbrennung werden ein Ansaughub, ein Kompressionshub, ein Expansionshub und ein Auspuffhub in Übereinstimmung mit einer Hin- und Herbewegung des Kolben 74 sequenziell wiederholt. Bei dem Ansaughub wird ein Gas von dem Einlasskanal 720 in die Hauptbrennkammer 7 eingeführt und in dem Auspuffhub wird ein Gas innerhalb der Hauptbrennkammer 7 aus dem Auslasskanal 730 ausgestoßen.
Als Folge davon, dass sich der Kolben 74 auf der distalen Endseite bewegt, wird ferner bei dem Expansionshub ein Druck der Hauptbrennkammer 7 im Vergleich zu einem Druck der Hilfskammer 60 negativ. Wie in 7 veranschaulicht, wird ferner durch die Einspritzlöcher 61 in der Hilfskammer 60 eine Luftströmung A von der Hilfskammer 60 hin zu der Hauptbrennkammer 7 ausgebildet.
Als nächstes werden Betriebseffekte der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei der vorstehend beschriebenen Zündkerze 1 beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung. Wie in 4 veranschaulicht, ist ferner bei Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X der Mittelpunkt P des Einspritzlochs 611 in der axialen Richtung exzentrisch auf der Seite der Entladungsstrecke G von einer Zündkerzenmittelachse C. Dies erleichtert es, bei dem Expansionshub der Maschine 10 mit interner Verbrennung eine starke Luftströmung an der Entladungsstrecke G hin zu dem distalen Ende in der axialen Richtung auszubilden. Wie in 6 veranschaulicht, ist es wahrscheinlich, dass sich die Funkenentladung S, die an der Entladungsstrecke G ausgebildet ist, weitgehend auf der distalen Endseite in der Hilfskammer 60 erweitert, wie in 7 veranschaulicht.
Ein Zündzeitpunkt der Zündkerze 1 kann zu einer frühen Phase des Expansionshubs eingestellt sein. Zum Beispiel kann bei einem Anlassen einer Maschine oder dergleichen eine Zündung zu einer frühen Phase des Expansionshubs, unmittelbar nachdem der Kolben den oberen Totpunkt passiert hat, durchgeführt werden, mit dem Zweck, eine Katalysatortemperatur in einem Abgasreinigungsfilter zu erhöhen, das in einem Abgassystem vorgesehen ist. In einem solchen Fall wird ein Druck der Hauptbrennkammer 7 zu einem Zeitpunkt, an dem die Funkenentladung S ausgebildet wird, im Vergleich zu einem Druck der Hilfskammer 60 negativ, was es vereinfacht, eine Luftströmung von der Hilfskammer 60 hin zu der Hauptbrennkammer 7 auszubilden.
Hier beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 in der Zündkerze 1 bei der vorliegenden Ausführungsform das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung. Wie in 7 veranschaulicht, wird so eine Luftströmung A zu dem distalen Ende hin in der Hilfskammer 60 erzeugt, was es erleichtert, ebenfalls an der Entladungsstrecke G die Luftströmung A hin zu der distalen Endseite zu erzeugen.
Daher ist es wahrscheinlich, dass sich die Funkenentladung S, die in der frühen Phase des Expansionshubs erzeugt wird, auf der distalen Endseite in der Hilfskammer 60 erweitern wird. Dies kann eine Zündleistung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs in der Hilfskammer 60 verbessern, was dazu führt, dass es möglich ist, ein Ausstoßen einer Flamme zu der Hauptbrennkammer 7 zu verstärken.
Ferner beinhaltet der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 die schrägen Einspritzlöcher 612 zusätzlich zu dem Einspritzloch 611 in der axialen Richtung als Einspritzlöcher 61. Ferner ist das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung an einer Position ausgebildet, die näher an der Zündkerzenmittelachse C ist als die schrägen Einspritzlöcher 612. Dies ermöglicht, dass die Flamme, die in der Hilfskammer 60 ausgebildet wird, in eine Mehrzahl von Richtungen, die sich voneinander unterscheiden, ausgestoßen wird. Ferner ermöglicht dies, dass die Flamme in einer große Region in der Hauptbrennkammer 7 ausgestoßen wird. Dies führt dazu, dass es ermöglicht wird, eine Zündleistung in der Hauptbrennkammer 7 weiter zu verbessern.
Bei einer Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X überlappen die Entladungsstrecke G und das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung einander zumindest teilweise. Dies erleichtert es, die Luftströmung A zu veranlassen, von der Entladungsstrecke G hin zu dem Einspritzloch 611 in der axialen Richtung entlang der axialen Richtung X zu strömen. Dies erleichtert es, die Funkenentladung S effektiver zu erweitern.
Die Mittelelektrode 4 beinhaltet einen hervorstehenden Elektrodenabschnitt 41. Dies erleichtert es, die Entladungsstrecke G an einer geeigneten Position anzuordnen. Mit anderen Worten, die Entladungsstrecke G kann an einer Position, die zweckmäßig weit von der Zündkerzenmittelachse C entfernt ist, in einfacher Weise ausgebildet werden. Dies führt dazu, dass es einfacher ist, die an der Entladungsstrecke G ausgebildete Funkenentladung S effektiv zu erweitern.
Ferner ist auf einem Querschnitt in einer Ebene, welche die Zündkerzenmittelachse C beinhaltet und die Entladungsstrecke G passiert, die Entladungsstrecke G an einer Position ausgebildet, die weiter von der Zündkerzenmittelachse C entfernt ist als die Erstreckungslinie L1 der äußeren peripheren Oberfläche des spitz zulaufenden distalen Endabschnitts 31. Dies ermöglicht es, die Funkenentladung S effektiver zu der distalen Endseite zu erweitern. Mit anderen Worten, es ist wahrscheinlich, dass die Luftströmung A, die von dem Taschenabschnitt 15 zu der Hilfskammer 60 strömt, an einer Position stark ist, die von der Zündkerzenmittelachse C weiter entfernt ist als die Erstreckungslinie L1. Indem die Entladungsstrecke G näher an der äußeren Peripherie ausgebildet ist als die Erstreckungslinie L1, ist es wahrscheinlich, dass sich die Funkenentladung S erweitert.
Ferner ist das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung an einer Position ausgebildet, die weiter von der Zündkerzenmittelachse C entfernt ist als die Erstreckungslinie L1. Dies ermöglicht es, die Funkenentladung S zu der distalen Endseite noch weiter effektiv zu erweitern. Mit anderen Worten, als Folge davon, dass das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung näher an der äußeren Peripherie vorhanden ist als die Erstreckungslinie L1, ist es wahrscheinlich, dass die Luftströmung A eine starke Luftströmung ist. Dies führt dazu, dass es einfacher ist, die Funkenentladung S effektiver zu erweitern.
Der Abstand d1 in der axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke G und dem distalen Ende 601 der Hilfskammer 60 ist größer gleich der maximalen Wanddicke d2 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6. Dies kann einen Raum sicherstellen, in dem sich die Funkenentladung S zu der distalen Endseite in der Hilfskammer 60 erweitert.
Ferner kann die Funkenentladung S, die durch die Luftströmung A erweitert wird, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entzünden, das sich an einer Position befindet, die sich nahe an dem Einspritzloch 611 in der axialen Richtung in der Hilfskammer 60 befindet. So kann eine Flamme, die in der Hilfskammer 60 durch die Funkenentladung S ausgebildet wird, umgehend aus der Hauptbrennkammer 7 ausgestoßen werden, indem sie das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung passiert, bevor sie die schrägen Einspritzlöcher 612 passiert. Dies führt dazu, dass es möglich ist, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 7 umgehend und zuverlässig zu zünden, während ein Kühlverlust aufgrund eines Kontakts zwischen der Flamme und dem Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 oder dergleichen reduziert wird, welcher durch die in der Hilfskammer 60 verbleibende Flamme auftritt.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Zündkerze 1 mit ausgezeichneter Zündleistung für die Maschine mit interner Verbrennung vorzusehen.
Erste Vergleichsausführungsform
Wie in 8 veranschaulicht, beinhaltet eine Zündkerze 9 der vorliegenden Ausführungsform nicht das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die Vergleichsausführungsform einer ersten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass Bezugszeichen, welche von den in 8 verwendeten Bezugszeichen die gleichen sind wie jene, die bei einer ersten Ausführungsform verwendet werden, Komponenten und dergleichen angeben, welche jenen bei einer ersten Ausführungsform ähneln.
Erstes Versuchsbeispiel
Wie in 9 bis 12 veranschaulicht, wird bei dem vorliegenden Beispiel eine Luftströmung in der Hilfskammer 60 für die Zündkerze 1 einer ersten Ausführungsform und die Zündkerze 9 einer ersten Vergleichsausführungsform analysiert.
Die Luftströmung wird analysiert, indem eine Berechnung unter Verwendung von numerischer Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, nachfolgend als CFD bezeichnet) durchgeführt wird. Mit anderen Worten, bei Maschinen mit interner Verbrennung, in denen die Zündkerze bei einer ersten Ausführungsform und die Zündkerze bei einer ersten Vergleichsausführungsform jeweils angebracht ist, wird eine übliche Simulationsanalyse durch CFD durchgeführt, wobei von Luftströmungen ausgegangen wird, die erzeugt werden, wenn die Maschinen mit interner Verbrennung als Automobilmotoren verwendet werden.
9 bis 12 veranschaulichen Analyseergebnisse zu einem Zeitpunkt ATDC (nach oberen Totpunkt der Kompression) 30° KW (Kurbelwinkel) in einem Expansionshub. In diesen Zeichnungen gibt jeder einer Anzahl an Pfeilen eine Richtung der Luftströmung an jeder Position an.
9 veranschaulicht ein Analyseergebnis, wenn die Zündkerze 9 in einer ersten Vergleichsausführungsform mit dem Zylinderkopf 71 der Maschine 90 mit interner Verbrennung in einer solchen Stellung zusammengebaut wird, dass die Entladungsstrecke G näher an dem Einlassventil 72 angeordnet ist als die Zündkerzenmittelachse C. Im Nachfolgenden wird dieses Analyseergebnis als Analyseergebnis 1 bezeichnet.
10 veranschaulicht ein Analyseergebnis, wenn die Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform mit dem Zylinderkopf 71 der Maschine 10 mit interner Verbrennung in einer solchen Stellung zusammengebaut wird, dass die Entladungsstrecke G und das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung näher an dem Einlassventil 72 angeordnet ist als die Zündkerzenmittelachse C. Im Nachfolgenden wird dieses Analyseergebnis als Analyseergebnis 2 bezeichnet.
11 veranschaulicht ein Analyseergebnis, wenn die Zündkerze 9 in einer ersten Vergleichsausführungsform mit dem Zylinderkopf 71 der Maschine 90 mit interner Verbrennung in einer solchen Stellung zusammengebaut wird, dass die Entladungsstrecke G näher an dem Ausstoßventil 73 angeordnet ist als die Zündkerzenmittelachse C. Im Nachfolgenden wird dieses Analyseergebnis als Analyseergebnis 3 bezeichnet.
12 veranschaulicht ferner ein Analyseergebnis, wenn die Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform mit dem Zylinderkopf 71 der Maschine 10 mit interner Verbrennung in einer solchen Stellung zusammengebaut wird, dass die Entladungsstrecke G und das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung näher an dem Abgasventil 73 angeordnet ist als die Zündkerzenmittelachse C. Im Nachfolgenden wird dieses Analyseergebnis als Analyseergebnis 4 bezeichnet.
Wie in 9 bis 12 veranschaulicht, wurde bestätigt, dass in allen Analyseergebnissen die Luftströmung in der Hilfskammer 60 in dem Expansionshub von der proximalen Endseite zu der distalen Endseite strömt, die Einspritzlöcher 61 passiert und zu der Hauptbrennkammer 7 strömt. Ferner wird in dem Analyseergebnis 2, das in 10 veranschaulicht ist, an der Entladungsstrecke G eine stärkere Luftströmung hin zu dem distalen Ende erzeugt als in dem Analyseergebnis 1, das in 9 veranschaulicht ist. So kann angenommen werden, dass es bei einer ersten Ausführungsform wahrscheinlicher ist als bei einer ersten Vergleichsausführungsform, dass sich die Funkenentladung S, die an der Entladungsstrecke G erzeugt wird, zu der distalen Endseite in dem Expansionshub erweitern wird.
Ferner wird in dem Analyseergebnis 4, das in 12 veranschaulicht ist, eine stärkere Luftströmung hin zu dem distalen Ende in der Nähe der Entladungsstrecke G erzeugt als in dem Analyseergebnis 3, das in 11 veranschaulicht ist. So kann auch in einem Fall, in dem die Entladungsstrecke G auf der Seite des Ausstoßventils 73 angeordnet ist, angenommen werden, dass es in einem Fall, in dem das Einspritzloch 611 in der axialen Richtung exzentrisch auf der Seite der Entladungsstrecke G ist, wahrscheinlicher ist, dass sich die Funkenentladung zu der distalen Endseite in der axialen Richtung erweitert.
Zweites Versuchsbeispiel
Das vorliegende Beispiel ist ein Beispiel, bei dem Effekte einer Erweiterung der Funkenentladung bei der Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform und der Zündkerze 9 bei einer ersten Vergleichsausführungsform durch CFD analysiert werden, wie in 13 angegeben.
Versuchsbedingungen sind derart, dass eine 2-Liter-Vierzylindermaschine als Maschine mit interner Verbrennung angenommen wird, eine Drehzahl 1200 U/min beträgt, eine Last 150 kPa beträgt und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (das heißt, L/K) 14,7 beträgt. Ferner wird eine Größe der Entladungsstrecke G jeder Zündkerze auf 0,7 mm eingestellt, ein Durchmesser des Einspritzlochs 61 wird auf 1,2 mm eingestellt, ein Volumen der Hilfskammer 60 wird auf 0,4 cc eingestellt und ein Zündzeitpunkt der Funkenentladung S wird auf ATDC 10° KW eingestellt.
Unter den Bedingungen wird eine Spannung an jeder Zündkerze angelegt, um die Funkenentladung S an der Entladungsstrecke G zu erzeugen. Das Ergebnis ist in 13 angegeben. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, konnte bestätigt werden, dass sich die Funkenentladung S bei einer ersten Ausführungsform unverzüglicher in der Zündkerze 1 erweitert als in einer ersten Vergleichsausführungsform.
Zweite Vergleichsausführungsform
Wie in 14 veranschaulicht, beinhaltet eine Zündkerze 91 bei der vorliegenden Ausführungsform nicht die Hilfskammer 60.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Masseelektrode 5 einen herausragenden Abschnitt 51, der, wie in 14 veranschaulicht, mit dem distalen Endabschnitt des Gehäuses 2 verbunden ist und entlang der X-Richtung ausgebildet ist. Ferner beinhaltet die Masseelektrode 5 einen zugewandten Abschnitt 52, welcher der Mittelelektrode 4 in der X-Richtung zugewandt ist, und einen gekrümmten Abschnitt 53, der den herausragenden Abschnitt 51 und den zugewandten Abschnitt 52 verbindet. Ein massenseitiges Plättchen 521 ist an dem zugewandten Abschnitt 52 angebracht. Die Masseelektrode 5 ist bei der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen in einer L-Form ausgebildet.
Die Mittelelektrode 4 beinhaltet einen Abschnitt 42 mit reduziertem Durchmesser, der von dem Isolator 3 zu der distalen Endseite hervorsteht. Der Abschnitt 42 mit reduziertem Durchmesser ist derart ausgebildet, dass sich ein Durchmesser zu dem distalen Ende hin verringert. Ferner ist ein elektrodenseitiges Plättchen 421 an einem distalen Ende des Abschnitts 42 mit reduziertem Durchmesser angebracht. Ferner ist die Entladungsstrecke G zwischen dem masseseitigen Plättchen 521 des zugewandten Abschnitts 52 und dem elektrodenseitigen Plättchen 421 der Mittelelektrode 4 ausgebildet. Das elektrodenseitige Plättchen 421 und das masseseitige Plättchen 521 sind zum Beispiel mit Platin (d. h. Pt) oder dergleichen in einer säulenförmigen Form ausgebildet.
Ferner beinhaltet die Zündkerze 91 bei der vorliegenden Ausführungsform nicht den Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6, der die Hilfskammer 60 ausbildet. Wenn die Zündkerze 91 bei der vorliegenden Ausführungsform an der Maschine mit interner Verbrennung angebracht ist, ist die Entladungsstrecke G daher in einem Zustand angeordnet, in dem die Entladungsstrecke G gegenüber der Hauptbrennkammer 7 freiliegt.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die vorliegende Ausführungsform einer ersten Ausführungsform.
Drittes Versuchsbeispiel
Wie in 15 bis 18 veranschaulicht, wird bei dem vorliegenden Beispiel eine Entwicklung der Flamme F in der Hauptbrennkammer 7 durch CFD für die Zündkerze 1 bei der ersten Ausführungsform, der Zündkerze 9 bei einer ersten Vergleichsausführungsform und der Zündkerze 91 bei einer vergleichenden zweiten Ausführungsform analysiert.
Versuchsbedingungen sind jenen bei dem zweiten Versuchsbeispiel ähnlich.
15 veranschaulicht ein Analyseergebnis einer vergleichenden zweiten Ausführungsform, 16 veranschaulicht ein Analyseergebnis einer ersten Vergleichsausführungsform und 17 veranschaulicht ein Analyseergebnis einer ersten Ausführungsform. Ferner veranschaulichen 15A, 16A und 17A Bedingungen der Flamme zu einem Zeitpunkt ATDC 13° KW, wenn 3° KW seit Zündung verstrichen sind, und 15B, 16B und 17B stellen Bedingungen der Flamme zu einem Zeitpunkt von ATDC 14° KW dar.
18 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Größe der Flamme in der Hauptbrennkammer und einer verstrichenen Zeitspanne seit Zündung der Funkenentladung in jeder Zündkerze angibt. In der Zeichnung wird die verstrichene Zeitspanne durch eine Änderung eines Kurbelwinkels angegeben. Ein Bereich der Flamme in der Hauptbrennkammer in 18 ist als Bereich (mm²) angegeben, indem eine Größe der Flamme angegeben ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung als zweidimensionale Zeichnung angegeben ist, wie in 15 bis 17 veranschaulicht.
Wie in 17 und 18 veranschaulicht, verbreitet sich die Flamme F in der Hauptbrennkammer 7 sofort, indem eine anfängliche Flamme aus der Hilfskammer 60 in die Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform ausgestoßen wird. Es kann bestätigt werden, dass eine Entwicklungsgeschwindigkeit der Flamme F in der Hauptbrennkammer 7 in der Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform schneller ist als in der Zündkerze 91 bei einer vergleichenden zweiten Ausführungsform, bei der die Hilfskammer 60 nicht vorgesehen ist, die in 15 veranschaulicht ist.
Ferner ist ein Zeitpunkt, zu dem sich die Flamme F in die Hauptbrennkammer 7 ausbreitet, in der Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform früher als bei der Zündkerze 9 bei einer ersten Vergleichsausführungsform ohne Einspritzloch 611 in der axialen Richtung, die in 16 veranschaulicht ist. Wie in 18 angegeben, konnte darüber hinaus bestätigt werden, dass eine Flammenentwicklungsgeschwindigkeit in der Hauptbrennkammer 7 in der Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform höher ist als eine Flammenentwicklungsgeschwindigkeit in der Zündkerze 9 bei einer ersten Vergleichsausführungsform.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass eine Entwicklungsgeschwindigkeit der Flamme F in der Hauptbrennkammer 7 höher ist und dass es wahrscheinlich ist, dass die Flamme in der Zündkerze 1 bei einer ersten Ausführungsform zu der Hauptbrennkammer 7 ausgestoßen wird. So kann angenommen werden, dass ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Hauptbrennkammer 7 zuverlässig und effizient entzündet werden kann, während ein Kühlverlust aufgrund eines Kontakts zwischen der Flamme und dem Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 oder dergleichen reduziert wird, welcher als Folge davon auftritt, dass die Flamme in der Hilfskammer 60 verbleibt.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Ausführungsform, bei der die Masseelektrode 5 in einer länglichen Form in der axialen Richtung von der Zündkerze X ausgebildet ist, wie in 19 und 20 veranschaulicht.
Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Ausführungsform steht die Masseelektrode 5 von der Innenwandoberfläche 62 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 zu der Hilfskammer 60 hin hervor und weist eine Form auf, die in der axialen Richtung von der Zündkerze X länglich ist. Mit anderen Worten, die Masseelektrode 5 weist in der axialen Richtung von der Zündkerze X eine längliche Form auf, anstelle in der Zündkerzen-Umfangsrichtung. Mit anderen Worten, Abmessungen d5 und d6, die in 20 veranschaulicht sind, weisen eine Beziehung von d5 > d6 auf. Ferner ist eine Kante 541 eines distalen Endes auf einer Entladungsoberfläche 54, die eine Oberfläche auf der Seite der Entladungsstrecke G in der Masseelektrode 5 ist, näher an dem distalen Ende angeordnet ist als die Mittelelektrode 4.
Ferner ist eine Kante 542 eines proximalen Endes auf der Entladungsoberfläche 54 in der Masseelektrode 5 an einer Position angeordnet, die in der axialen Richtung der Zündkerze im Wesentlichen gleich dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode 4 ist.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass von Bezugszeichen, die bei einer zweiten Ausführungsform und anschließenden Beispielen verwendet werden, Bezugszeichen, die gleich den Bezugszeichen sind, die bei den vorstehenden Ausführungsformen verwendet werden, Komponenten und dergleichen bezeichnen, die jenen bei den obigen Ausführungsformen ähnlich sind, außer sie sind anderweitig beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es wahrscheinlich, dass eine anfängliche Entladung an der Entladungsstrecke G zwischen der Kante 542 eines proximalen Endes auf der Entladungsoberfläche 54 der Masseelektrode 5 und der Mittelelektrode 4 auftreten wird. Danach bewegt sich aufgrund der Luftströmung in der Hilfskammer 60 ein Ursprungspunkt der Funkenentladung S auf der Seite der Masseelektrode 5 hin zu dem distalen Ende. Dann bewegt sich der Ursprungspunkt der Funkenentladung S zu der Kante 541 eines distalen Endes auf der Entladungsoberfläche 54 der Masseelektrode 5. Dies erweitert einen Abstand zwischen Ursprungspunkten der Funkenentladung S. Dies führt dazu, dass es ermöglicht wird, eine Zündleistung in der Hilfskammer 60 zu verbessern.
Es sind andere Betriebseffekte vorgesehen, die jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Dritte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Ausführungsform, bei der ein Abschnitt mit großem Durchmesser 43, der einen großen Durchmesser aufweist, an dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode 4 vorgesehen ist, wie in 21 und 22 veranschaulicht.
Mit anderen Worten, der distale Endabschnitt der Mittelelektrode 4 ist derart ausgestaltet, dass er in einer radialen Richtung über den gesamten Umfang hervorsteht. Dies hält die Position der Entladungsstrecke G von der Zündkerzenmittelachse C entfernt.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die dritte Ausführungsform der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Abschnitt mit großem Durchmesser 43 in einer säulenartigen Form an dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode 4 vorgesehen, sodass die Position der Entladungsstrecke G angepasst werden kann. Dies kann eine Produktivität verbessern.
Es sind andere Betriebseffekte vorgesehen, die jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Vierte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Ausführungsform, bei der die Masseelektrode 5 in einer halbrunden Form über einen halben Umfang um die Zündkerzenmittelachse C der Zündkerze 1 herum ausgebildet ist, wie in 23 bis 25 veranschaulicht.
Mit anderen Worten, wenn die Zündkerze 1 in der X-Richtung betrachtet wird, wie in 24 und 25 veranschaulicht, ist die Masseelektrode 5 derart ausgestaltet, dass sie von der Innenwandoberfläche 62 der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt 6 über einen Bereich von 180° in einer Umfangsrichtung auf einer Seite hervorsteht, die in der Nähe des Einspritzlochs 611 in der axialen Richtung ist.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die vierte Ausführungsform der ersten Ausführungsform.
Bei Betrachtung der Zündkerze 1 in der X-Richtung kann die Entladungsstrecke G bei der vorliegenden Ausführungsform in einem großen Bereich in der Nähe des Einspritzlochs 611 in der axialen Richtung ausgebildet sein.
Es ist zu beachten, dass ein Winkelbereich, in dem die Masseelektrode 5 bei Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze X ausgebildet ist, außer auf 180°, wie in 24 veranschaulicht, auf weniger als 180° eingestellt werden kann.
Es sind andere Betriebseffekte vorgesehen, die jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Fünfte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Ausführungsform, bei welcher der hervorstehende Elektrodenabschnitt 41 (siehe 1) nicht an der Mittelelektrode 4 vorgesehen ist, wie in 26 und 27 veranschaulicht.
Ferner ist ein hervorstehendes Ende der Masseelektrode 5, das von der Innenwandoberfläche 62 des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts 6 hervorsteht, so ausgestaltet, dass es einer Seitenoberfläche der Mittelelektrode 4 zugewandt ist. Mit anderen Worten, die Entladungsstrecke G ist zwischen der Seitenoberfläche der Masseelektrode 4 und der Mittelelektrode 5 ausgebildet.
Hinsichtlich anderer Punkte ähnelt die fünfte Ausführungsform der ersten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform muss der hervorstehende Elektrodenabschnitt 41 nicht an der Mittelelektrode 4 vorgesehen sein, sodass eine relativ einfache Konfiguration erzielt werden kann. Es ist daher möglich, die Zündkerze 1 zu erhalten, deren Produktivität ausgezeichnet ist.
Es sind andere Betriebseffekte vorgesehen, die jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann bei verschiedenen Ausführungsformen in einem Bereich angewendet werden, der nicht von dem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abweicht.
Zwar wurde die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben, allerdings darf dies nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sich die vorliegende Offenbarung auf die Ausführungsformen und Bauweisen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung berücksichtigt verschiedene modifizierte Ausführungsformen und Modifikationen in einem äquivalenten Bereich. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen, Gestalten bzw. Formen und andere Kombinationen und Gestalten bzw. Formen, die nur ein Element oder mehrere oder weniger Elemente beinhalten, ebenfalls in dem Umfang und dem Konzept der vorliegenden Offenbarung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020036338 [0001]
JP 201653370 A [0006]

Claims

Zündkerze (1) für eine interne Brennkammer aufweisend: ein zylindrisches Gehäuse (2); einen zylindrischen Isolator (3), der innerhalb des Gehäuses gehalten wird; eine Mittelelektrode (4), die innerhalb des Isolators gehalten wird und auf einer distalen Endseite des Isolators hervorsteht; eine Masseelektrode (5), die ausgehend von einer äußeren peripheren Seite der Mittelelektrode zugewandt ist und eine Entladungsstrecke (G) zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode ausbildet; und einen Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt (6), der an einem distalen Endabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, wobei eine Hilfskammer (60), in der die Entladungsstrecke anzuordnen ist, innerhalb des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts ausgebildet ist, ein Abstand (d1) in einer axialen Richtung zwischen der Entladungsstrecke und einem distalen Ende (601) der Hilfskammer größer gleich einer maximalen Wanddicke (d2) des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts ist, der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt Einspritzlöcher (61) beinhaltet, durch welche die Hilfskammer mit einer Außenseite des Hilfskammer-Ausbildungsabschnitts in Verbindung steht, die Einspritzlöcher in einem Zustand ausgebildet sind, in dem sich Öffnungen (614) auf einer äußeren Seite näher an einer distalen Endseite befinden als Öffnungen (613) auf der Seite der Hilfskammer, zumindest eines der Einspritzlöcher ein axiales Einspritzloch (611) ist, das entlang einer axialen Richtung einer Kerze (X) ausgebildet ist, und ein Mittelpunkt (P) des axialen Einspritzlochs bei Betrachtung in der axialen Richtung der Zündkerze exzentrisch von einer Mittelachse (C) der Zündkerze hin zu der Entladungsstrecke ist.
Zündkerze für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 1, wobei der Hilfskammer-Ausbildungsabschnitt zusätzlich zu dem axialen Einspritzloch als die Einspritzlöcher eine Mehrzahl von schrägen Einspritzlöchern (612) beinhaltet, die derart schräg sind, dass sie hin zu dem distalen Ende von der Zündkerzenmittelachse C entfernt sind, und das axiale Einspritzloch an einer Position ausgebildet ist, die näher an der Zündkerzenmittelachse ist als die schrägen Einspritzlöcher.
Zündkerze für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Entladungsstrecke und das axiale Einspritzloch einander bei einer Betrachtung in der axialen Richtung von der Zündkerze zumindest teilweise überlappen.
Zündkerze für die Maschine mit interner Verbrennung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mittelelektrode einen hervorstehenden Elektrodenabschnitt (41) beinhaltet, der in einer radialen Richtung nach außen hervorsteht.
Zündkerze für die Maschine mit interner Verbrennung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Isolator einen spitz zulaufenden distalen Endabschnitt (31) mit einem Durchmesser beinhaltet, der zu dem distalen Ende hin abnimmt, auf einem Querschnitt in einer Ebene, welche die Zündkerzenmittelachse C beinhaltet und die Entladungsstrecke passiert, und die Entladungsstrecke an einer Position ausgebildet ist, die weiter von der Zündkerzenmittelachse entfernt ist als eine Erstreckungslinie (L1) einer äußeren peripheren Oberfläche des spitz zulaufenden distalen Endabschnitts.
Zündkerze für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 5, wobei, auf dem Querschnitt in der Ebene, welche die Zündkerzenmittelachse C beinhaltet und die Entladungsstrecke G passiert, das axiale Einspritzloch an einer Position ausgebildet ist, die von der Zündkerzenmittelachse weiter weg ist als die Erstreckungslinie (L1).