DE112021003181T5

DE112021003181T5 - Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung

Info

Publication number: DE112021003181T5
Application number: DE112021003181.3T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Sugita; Shota KINOSHITA; Akimitsu Sugiura; Daisuke Shimamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2023-04-13
Also published as: WO2021251211A1; JP2021197213A; US20230103156A1; JP7501129B2; US11710947B2

Abstract

Eine Zündkerze (1) beinhaltet: einen zylindrischen Isolator (3); eine Mittelelektrode (4), die auf einer Innenumfangsseite des Isolators (3) gehalten wird und einen hervorragenden Abschnitt (41) am Spitzenende beinhaltet, der ausgehend von dem Isolator (3) hin zu einer Spitzenendseite hervorragt; ein zylindrisches Gehäuse (2), das den Isolator (3) auf einer Innenumfangsseite hält, und eine Kerzenabdeckung (5), die in einem Spitzenendabschnitt des Gehäuses (2) vorgesehen ist, um so eine Vor-Brennkammer (50) abzudecken, in welcher der hervorragende Abschnitt (41) am Spitzenende arrangiert ist. In der Kerzenabdeckung (5) ist ein Einspritzloch (51) vorgesehen, das die Vor-Brennkammer (50) mit der Außenseite in Verbindung setzt. Ein Positionierungsabschnitt (7), der eine Positionierung des Gehäuses (2) und der Kerzenabdeckung (5) in einer Umfangsrichtung der Kerze durchführt, ist in dem Gehäuse (2) und der Kerzenabdeckung (5) vorgesehen.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2020-100 407, eingereicht am 9. Juni 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
Es gibt Zündkerzen, welche eine Kerzenabdeckung aufweisen, die in einem Spitzenendabschnitt eines Gehäuses vorgesehen ist, um eine Vor-Brennkammer auszubilden. Ein Einspritzloch, das die Vor-Brennkammer mit der Außenseite in Verbindung setzt, ist in der Kerzenabdeckung ausgebildet. Eine Flamme, die in der Vor-Brennkammer entzündet wird, wird ausgehend von dem Einspritzloch in eine Haupt-Brennkammer eingespritzt, und dadurch breitet sich eine Verbrennung in der Haupt-Brennkammer aus. Hierbei wird Wärme abgeleitet und es tritt Wärmeverlust auf, wenn die Flamme, die ausgehend von dem Einspritzloch eingespritzt wird, mit einem Kolben oder einem Zylinderkopf in Kontakt kommt. Um diesen Wärmeverlust zu verhindern, offenbart PTL 1 eine Technologie, die eine Richtung einer Mittelachse des Einspritzlochs derart vorschreibt, dass diese eine vorgegebene Richtung ist.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
[PTL 1] JP-A-2020-009 747
Kurzfassung
Bei der Zündkerze, die in PTL 1 offenbart wird, wird eine Ausrichtung des Einspritzlochs in der Umfangsrichtung der Kerze nicht berücksichtigt.
Eine Einspritzrichtung eines Flammenstrahls relativ zu der Haupt-Brennkammer, wenn diese ausgehend von einer Vorverlagerungs-/Rückzugsrichtung des Kolbens betrachtet wird, kann beeinflussen, wie sich eine Verbrennung in der Haupt-Brennkammer ausbreitet. Daher sind eine Verbrennungsgeschwindigkeit in der Haupt-Brennkammer und eine Kraftstoffeffizienz bei der Zündkerze, bei welcher die Ausrichtung des Einspritzlochs in der Umfangsrichtung der Kerze nicht berücksichtigt wird, verbesserungsfähig.
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung vor, die dazu in der Lage ist, eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz zu erzielen.
Ein Aspekt bzw. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung, die Folgendes beinhaltet: einen zylindrischen Isolator; eine Mittelelektrode, die auf einer Innenumfangsseite des Isolators gehalten wird und einen hervorragenden Abschnitt am Spitzenende beinhaltet, der ausgehend von dem Isolator hin zu einer Spitzenendseite hervorragt; ein zylindrisches Gehäuse, das den Isolator auf einer Innenumfangsseite hält; und eine Kerzenabdeckung, die in einem Spitzenendabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, um so eine Vor-Brennkammer abzudecken, in welcher der hervorragende Abschnitt am Spitzenende arrangiert ist, bei welchem in der Kerzenabdeckung ein Einspritzloch vorgesehen ist, das die Vor-Brennkammer mit der Außenseite in Verbindung setzt, und ein Positionierungsabschnitt, der eine Positionierung des Gehäuses und der Kerzenabdeckung in einer Umfangsrichtung der Kerze durchführt, in dem Gehäuse und der Kerzenabdeckung vorgesehen ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung ist der Positionierungsabschnitt in dem Gehäuse und der Kerzenabdeckung vorgesehen. Im Ergebnis kann eine Position in der Umfangsrichtung der Kerze des Einspritzlochs, das in der Kerzenabdeckung relativ zu dem Gehäuse vorgesehen ist, bestimmt werden. Daher kann eine Ausrichtung des Einspritzlochs relativ zu einer Haupt-Brennkammer in der Umfangsrichtung der Kerze in einer gewünschten Ausrichtung ausgerichtet werden, falls eine Anbringungsstellung des Gehäuses relativ zu der Maschine mit interner Verbrennung eine vorgegebene Anbringungsstellung ist. Folglich kann eine Ausrichtung eines Flammenstrahls, der ausgehend von dem Einspritzloch eingespritzt wird, auf eine gewünschte Ausrichtung relativ zu der Haupt-Brennkammer gesteuert werden, und es kann eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz erzielt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung, die dazu in der Lage ist, eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz zu erzielen, vorgesehen werden.
Figurenliste
Die vorstehend beschriebene Aufgabe, andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen klar werden. Die Zeichnungen zeigen wie folgt:

1 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang einer axialen Richtung vorgenommen wurde;
2 eine Ansicht, so wie diese ausgehend von einem Pfeil II in 1 betrachtet wird;
3 eine Querschnittsansicht, so wie diese ausgehend von den Pfeilen III-IIIin 2 betrachtet wird;
4 eine Vorderansicht der Zündkerze, die an einer Maschine mit interner Verbrennung angebracht ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
5 eine Vorderansicht eines Gehäuses und einer Kerzenabdeckung vor dem Verbinden gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine Querschnittsansicht, so wie diese ausgehend von den Pfeilen VI-VI in 5 betrachtet wird;
7 eine Ansicht, so wie diese ausgehend von den Pfeilen VII-VII in 5 betrachtet wird;
8 eine Perspektivansicht einer Gesamtform einer Deckenoberfläche einer Haupt-Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform;
9 eine Draufsicht der Haupt-Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform, so wie diese ausgehend von einer Spitzenendseite betrachtet wird, und ein erläuterndes Diagramm eines Zustands in einer Stellung A;
10 eine Draufsicht der Haupt-Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform, so wie diese ausgehend von der Spitzenendseite betrachtet wird, und ein erläuterndes Diagramm eines Zustands in einer Stellung B;
11 ein Diagramm eines Testergebnisses, das einen Verbrennungszustand auf Grundlage von Anbringungsstellungen der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform vergleicht;
12 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
13 eine Ansicht, so wie diese ausgehend von einem Pfeil XIII in 12 betrachtet wird;
14 eine Vorderansicht eines Gehäuses und einer Kerzenabdeckung vor dem Verbinden gemäß der zweiten Ausführungsform;
15 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
16 eine Ansicht, so wie diese ausgehend von einem Pfeil XVI in 15 betrachtet wird;
17 eine Vorderansicht eines Gehäuses und einer Kerzenabdeckung vor dem Verbinden gemäß der dritten Ausführungsform;
18 eine Querschnittsansicht einer Region um den Spitzenendabschnitt der Zündkerze bei einer Modifikation gemäß der dritten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
19 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
20 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer fünften Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
21 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer sechsten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
22 eine Querschnittsansicht einer Region um einen Spitzenendabschnitt einer Zündkerze gemäß einer siebten Ausführungsform, wobei der Querschnitt entlang der axialen Richtung vorgenommen wurde;
23 eine Querschnittsansicht einer Zündkerze, bei welcher ein Verbindungsbauteil aus einem Edelmetall hergestellt ist, gemäß einer achten Ausführungsform;
24 eine Querschnittsansicht einer Zündkerze, bei welcher ein Spitzenendabschnitt einer Mittelelektrode aus einem Edelmetall hergestellt ist, gemäß der achten Ausführungsform;
25 eine Querschnittsansicht einer Zündkerze, bei welcher bei der Mittelelektrode und dem Verbindungsbauteil Edelmetallspitzen vorgesehen sind, gemäß der achten Ausführungsform;
26 eine Draufsicht eines Beispiels einer Form der Edelmetallspitze gemäß der achten Ausführungsform;
27 eine Draufsicht eines anderen Beispiels der Form der Edelmetallspitze gemäß der achten Ausführungsform;
28 eine Draufsicht noch eines anderen Beispiels einer Form einer Entladungsstrecke gemäß der achten Ausführungsform;
29 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Zündkerze, bei welcher ein Verbindungsbauteil geneigt ist, gemäß einer neunten Ausführungsform;
30 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Zündkerze, bei welcher das Verbindungsbauteil geneigt ist, gemäß der neunten Ausführungsform;
31 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Zündkerze, bei welcher das Verbindungsbauteil gekrümmt ist, gemäß der neunten Ausführungsform;
32 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Zündkerze, bei welcher das Verbindungsbauteil gekrümmt ist, gemäß der neunten Ausführungsform;
33 eine Querschnittsansicht einer Zündkerze gemäß einer zehnten Ausführungsform und eine Querschnittsansicht, so wie diese ausgehend von den Pfeilen XXXIII-XXXIII in 34 betrachtet wird;
34 eine Querschnittsansicht der Zündkerze gemäß der zehnten Ausführungsform und eine Querschnittsansicht, so wie diese ausgehend von den Pfeilen XXXIV-XXXIV in 33 betrachtet wird;
35 eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Querschnittsform eines Verbindungsbauteils, wobei der Schnitt orthogonal zu dessen Längsrichtung verläuft;
36 eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels der Querschnittsform des Verbindungsbauteils, wobei der Schnitt orthogonal zu dessen Längsrichtung verläuft; und
37 eine Querschnittsansicht noch eines anderen Beispiels der Querschnittsform des Verbindungsbauteils, wobei der Schnitt orthogonal zu dessen Längsrichtung verläuft.

Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine Ausführungsform einer Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben werden.
Wie in 1 und 2 gezeigt wird, beinhaltet eine Zündkerze 1 für eine Maschine mit interner Verbrennung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen zylindrischen Isolator 3, eine Mittelelektrode 4, ein zylindrisches Gehäuse 2, und eine Kerzenabdeckung 5.
Die Mittelelektrode 4 wird auf einer Innenumfangsseite des Isolators 3 gehalten. Zusätzlich beinhaltet die Mittelelektrode 4 einen hervorragenden Abschnitt 41 am Spitzenende, der ausgehend von dem Isolator 3 hin zu einer Spitzenendseite hervorragt. Das Gehäuse 2 hält den Isolator 3 auf einer Innenumfangsseite. Die Kerzenabdeckung 5 ist in einem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 vorgesehen, um so eine Vor-Brennkammer 50 abzudecken, in welcher der hervorragende Abschnitt 41 am Spitzenende arrangiert ist.
Ein Einspritzloch 51, das die Vor-Brennkammer 50 mit der Außenseite in Verbindung setzt, ist in der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen. Wie in 1 bis 3 gezeigt wird, ist ein Positionierungsabschnitt 7, der eine Positionierung des Gehäuses 2 und der Kerzenabdeckung 5 in einer Umfangsrichtung der Kerze durchführt, in dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen.
Der Positionierungsabschnitt 7 ist konfiguriert, indem ein Einpass-Aussparungsabschnitt 71 und ein Verbindungsbauteil 72 ineinander eingepasst werden. Der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 ist in zumindest einem aus dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 und einem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen. Das verbindende Bauteil bzw. Verbindungsbauteil 72 ist auf einer Seite gegenüber einer Komponente, an welcher der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 vorgesehen ist, mit einer Komponente aus dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 zusammengefügt bzw. verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen, wie in 1, 2, 5 und 7 gezeigt wird. Zusätzlich wird das Verbindungsbauteil 72 mit dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 verbunden, wie in 1, 2, 5 und 6 gezeigt wird.
Außerdem ist das Verbindungsbauteil 72 ein Bauteil, das eine Masseelektrode konfiguriert. Das heißt ein Endabschnitt des Verbindungsbauteils 72 auf einer Seite gegenüber einer Seite, die mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, ist so arrangiert, dass diese der Mittelelektrode 4 gegenüberliegt, wie in 1 und 3 gezeigt wird. Zusätzlich ist eine Entladungsstrecke G zwischen dem Verbindungsbauteil 72, das als die Masseelektrode dient, und der Mittelelektrode 4 ausgebildet.
Die Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann zum Beispiel als ein Zündmittel in einer Maschine mit interner Verbrennung für ein Automobil, Heizkraft und dergleichen verwendet werden. Zusätzlich ist ein Ende in einer axialen Richtung Z der Zündkerze 1 in einer Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung arrangiert, wie in 4 gezeigt wird. Die Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung wird im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen „Vor-Brennkammer 50“ als eine „Haupt-Brennkammer 11“ bezeichnet. Eine Seite in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1, die zu der Haupt-Brennkammer 11 freigelegt ist, wird als eine Spitzenendseite bezeichnet, und eine Seite gegenüber der Spitzenendseite wird als eine Basisendseite bezeichnet. Zusätzlich wird eine Mittelachse der Zündkerze 1 entlang der axialen Richtung Z als eine Mittelachse der Kerze bezeichnet. Eine Umfangsrichtung eines Kreises um die Mittelachse der Kerze wird als eine Umfangsrichtung der Kerze bezeichnet.
Die Kerzenabdeckung 5 ist durch Schweißen oder dergleichen mit dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 verbunden. In einem Zustand, in welchem die Zündkerze 1 an der Maschine mit interner Verbrennung angebracht ist, trennt die Kerzenabdeckung 5 die Vor-Brennkammer 50 von der Haupt-Brennkammer 11 ab. Wie in 1 und 2 gezeigt wird, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Einspritzlöchem 51 in der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet. Eine Flamme, die in der Vor-Brennkammer 50 erzeugt wird, wird ausgehend von den Einspritzlöchern 51 in die Haupt-Brennkammer 11 eingespritzt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Kerzenabdeckung 5 ein einzelnes Einspritzloch 511 in der axialen Richtung und eine Mehrzahl von seitlichen Einspritzlöchern 516 als die Einspritzlöcher 51. Die seitlichen Einspritzlöcher 516 sind auf einer Außenumfangsseite des Einspritzlochs 511 in der axialen Richtung ausgebildet und sind hin zu der Spitzenendseite weiter hin zu der Außenumfangsseite geneigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind sechs seitliche Einspritzlöcher 516 vorgesehen und mit gleichmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung der Kerze ausgebildet.
Das Einspritzloch 511 in der axialen Richtung ist in der axialen Richtung Z offen. Das Einspritzloch 511 in der axialen Richtung ist an einer Position ausgebildet, welche die Mittelelektrode 4 in der axialen Richtung Z überlappt. Das Einspritzloch 511 in der axialen Richtung weist einen angefasten Abschnitt 512 auf einem Öffnungsende auf der Seite der Vor-Brennkammer 50 auf. Der angefaste Abschnitt 512 ist derart in eine sich verjüngende Form ausgebildet, dass ein Durchmesser des Einspritzlochs 511 in der axialen Richtung hin zu der Basisendseite zunimmt.
Das Verbindungsbauteil 72 ist mit einer Spitzenendoberfläche des Gehäuses 2 verbunden. Zusätzlich ragt das Verbindungsbauteil 72 ausgehend von dem Gehäuse 2 hin zu einem Spitzenendabschnitt der Mittelelektrode 4 hervor. Die Masseelektrode, die ebenfalls das Verbindungsbauteil 72 ist, liegt ausgehend von einer Außenumfangsseite einer Außenumfangsoberfläche des hervorragenden Abschnitts 41 am Spitzenende der Mittelelektrode 4 gegenüber. Im Ergebnis ist die Entladungsstrecke G auf der Außenumfangsseite des hervorragenden Abschnitts 41 am Spitzenende der Mittelelektrode 4 ausgebildet.
Die Kerzenabdeckung 5 und das Verbindungsbauteil 72 können zum Beispiel aus einer Legierung auf Nickelbasis oder dergleichen hergestellt sein. Das Gehäuse 2 kann zum Beispiel aus kohlenstoffarmem Stahl oder dergleichen hergestellt sein. Zusätzlich beinhaltet die Mittelelektrode 4 ein Basismaterial 42, das aus einem Metall oder einer Legierung mit ausgezeichnetem Wärmewiderstand hergestellt ist, und ein Kernmaterial 43, das aus einem Metall oder einer Legierung mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist, das auf einer inneren Seite des Basismaterials 42 arrangiert ist. Das Basismaterial 42 ist zum Beispiel aus einer Legierung auf Nickelbasis hergestellt. Das Kernmaterial 43 ist zum Beispiel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt.
Wie in 1 und 4 gezeigt wird, weist das Gehäuse 2 einen Anbringungsschraubenabschnitt 23 auf einer Außenumfangsoberfläche auf. Wie in 4 gezeigt wird, wird die Zündkerze 1 an der Maschine mit interner Verbrennung angebracht, indem ein Anbringungsschraubenabschnitt 23 in einen Hohlschraubenabschnitt einer Kerzenöffnung 12 geschraubt wird, der in einem Maschinenkopf oder dergleichen der Maschine mit interner Verbrennung vorgesehen ist. Die Zündkerze 1 ist in einem Zustand, in welchem ein Abschnitt auf der Spitzenendseite zu der Haupt-Brennkammer 11 freigelegt ist, an der Maschine mit interner Verbrennung angebracht.
Eine Anbringungsstellung der Zündkerze 1 relativ zu der Kerzenöffnung 12 in der Umfangsrichtung der Kerze wird dadurch bestimmt, wie der Anbringungsschraubenabschnitt 23 geschnitten ist und wie der Hohlschraubenabschnitt 23 der Kerzenöffnung 12 geschnitten ist. Der Anbringungsschraubenabschnitt 23 ist durch ein Schraubengewinde und eine Schraubennut konfiguriert, die in einer spiralförmigen Form auf der Außenumfangsoberfläche des Gehäuses 2 ausgebildet sind. Zusätzlich wird die Anbringungsstellung der Zündkerze 1 relativ zu der Kerzenöffnung 12 durch eine Position in der Umfangsrichtung der Kerze der Endabschnitte des Schraubengewindes und der Schraubennut auf der Spitzenendseite der Zündkerze 1 bestimmt. Das heißt, die Stellung in der Umfangsrichtung der Kerze der Zündkerze 1 relativ zu der Haupt-Brennkammer 11 wird bestimmt. Ein Grund dafür ist, dass der Anbringungsschraubenabschnitt 23 mit einem vorgegebenen Befestigungsdrehmoment in die Hohlschraube der Kerzenöffnung 12 geschraubt wird, wenn die Zündkerze 1 an der Kerzenöffnung 12 angebracht wird.
Daher ist der Positionierungsabschnitt 7 derart in dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen, dass das Einspritzloch 51 in Bezug auf den Anbringungsschraubenabschnitt 23 an einer vorgegebenen Position in der Umfangsrichtung der Kerze arrangiert ist. Im Ergebnis sind Positionen und Ausrichtungen in der Umfangsrichtung der Kerze der Einspritzlöcher 51 (insbesondere der seitlichen Einspritzlöcher 516), die in der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen sind, vorgegebene Positionen und Ausrichtungen relativ zu der Haupt-Brennkammer 11, wenn die Zündkerze 1 an der Kerzenöffnung 12 in dem Anbringungsschraubenabschnitt 23 des Gehäuses 2 angebracht ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird bei einer Montage der Zündkerze 1 das Verbindungsbauteil 72 mit einer Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 verbunden, bevor die Kerzenabdeckung 5 an dem Gehäuse 2 fixiert wird, wie in 5 und 6 gezeigt wird. Ein Zusammenfügen bzw. Verbinden des Verbindungsbauteils 72 an dem Gehäuse 2 kann zum Beispiel durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder dergleichen durchgeführt werden.
Dagegen ist der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet, wie in 5 und 7 gezeigt wird. Der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 wird zum Beispiel durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet. Der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 ist hin zu der Basisendseite offen und hin zu beiden Seiten in der radialen Richtung der Kerze offen. Hierbei ist die radiale Richtung der Kerze eine Richtung, die orthogonal zu der Mittelachse der Kerze verläuft.
Zusätzlich wird eine Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 in Kontakt mit der Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 platziert, wie in 2 und 3 gezeigt wird. Zu dieser Zeit wird ein Gesamtumfang der Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 ohne einen Abschnitt, in welchem der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 ausgebildet ist, in Kontakt mit der Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 platziert. Anschließend wird der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in das Verbindungsbauteil 72 eingepasst. In diesem Zustand werden Kontaktabschnitte zwischen dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 und dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 durch Schweißen oder dergleichen verbunden. Außerdem können das Verbindungsbauteil 72 und eine Innenoberfläche des Einpass-Aussparungsabschnitts 71 ebenfalls verbunden werden.
Die Kerzenabdeckung 5 wird auf diese Weise an dem Gehäuse 2 angebracht, und somit wird eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 in der Umfangsrichtung der Kerze derart bestimmt, dass diese eine vorgegebene Positionsbeziehung ist. Das heißt, falls der Positionierungsabschnitt 7 nicht vorliegt, das heißt, falls der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 und das Verbindungsbauteil 72 nicht vorliegen, wird eine Anbringung durchgeführt, wobei die Positionsbeziehung in der Umfangsrichtung der Kerze der Kerzenabdeckung 5 relativ zu dem Gehäuse 2 eine beliebige Positionsbeziehung ist. Im Gegensatz dazu ist der Positionierungsabschnitt 7 (das heißt der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 und das Verbindungsbauteil 72) vorgesehen, und somit können das Gehäuse 2 und die Kerzenabdeckung 5 bei der Positionsbeziehung, die im Voraus vorgeschrieben wird, genau fixiert werden.
Als nächstes werden Arbeitseffekte gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Zündkerze 1 für eine Maschine mit interner Verbrennung ist der Positionierungsabschnitt 7 in dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen. Im Ergebnis können die Positionen in der Umfangsrichtung der Kerze der Einspritzlöcher 51, die in der Kerzenabdeckung 5 relativ zu dem Gehäuse 2 vorgesehen sind, bestimmt werden. Daher können die Ausrichtungen in der Umfangsrichtung der Kerze der Einspritzlöcher 51 relativ zu der Haupt-Brennkammer 11 in den gewünschten Ausrichtungen ausgerichtet werden, falls die Anbringungsstellung des Gehäuses 2 relativ zu der Maschine mit interner Verbrennung eine vorgegebene Anbringungsstellung ist. Folglich kann eine Ausrichtung eines Flammenstrahls, der ausgehend von dem Einspritzloch 51 eingespritzt wird, auf eine gewünschte Ausrichtung relativ zu der Haupt-Brennkammer 11 gesteuert werden. Es kann eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz erzielt werden.
Eine geeignete Steuerung der Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 relativ zu der Haupt-Brennkammer 11 führt zu einer Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz. Dieser Mechanismus wird nachstehend beschrieben werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann eine Einspritzrichtung des Flammenstrahls relativ zu der Haupt-Brennkammer 11, wenn diese ausgehend von einer Vorverlagerungs-/Rückzugsrichtung eines Kolbens betrachtet wird, beeinflussen, wie sich eine Verbrennung in der Haupt-Brennkammer 11 ausbreitet. Ein solcher Faktor kann eine Form der Haupt-Brennkammer 11 sein. Das heißt die Form der Haupt-Brennkammer 11 ist nicht notwendigerweise eine einheitliche bzw. gleichmäßige Rotationskörperform mit der Mittelachse der Kerze als dem Mittelpunkt.
Hierbei wird ein Fall angenommen, bei welchem eine Deckenoberfläche 13 auf einer Seite gegenüber dem Kolben in der Haupt-Brennkammer 11 eine sogenannte Satteldach-Form aufweist, wie in 8 gezeigt wird. In diesem Fall sind zum Beispiel auf zwei geneigten Oberflächen, die zueinander geneigt sind, wobei zwischen diesen ein Sattel 131 der Satteldach-förmigen Deckenoberfläche 13 angeordnet ist, zwei Ansaugöffnungen 133 und zwei Abführöffnungen 134 ausgebildet, wie in 8 gezeigt wird. Die Zündkerze 1 ist an einer Position, die durch die Ansaugöffnungen 133 und die Abführöffnungen 134 umgeben ist, auf dem Sattel 131 angebracht.
Hierbei ist ein Abschnitt der Einspritzlöcher 51 derart arrangiert, dass dieser entlang des Sattels 131 orientiert ist, und somit verlaufen die Ausrichtungen von Flammenstrahlen Ja, die ausgehend davon eingespritzt werden, entlang des Sattels 131, wie in 9 gezeigt wird. In diesem Fall treffen zumindest diese Flammenstrahlen Ja die Deckenoberfläche 111 der Haupt-Brennkammer 11 nicht direkt, und es ist festzustellen, dass diese sich in einfacher Weise in der Haupt-Brennkammer 11 ausbreiten. Daher kann eine Verbrennungsgeschwindigkeit in der Haupt-Brennkammer 11 erhöht werden. Die Anbringungsstellung der Zündkerze 1, die in 9 gezeigt wird, wird nachfolgend als eine Stellung A bezeichnet.
Dagegen wird kein Flammenstrahl entlang des Sattels 131 erzielt, wie in 10 gezeigt wird, wenn die Zündkerze 1 in einem Zustand, in welchem die Einspritzlöcher 51 nicht derart arrangiert sind, dass diese entlang des Sattels 131 orientiert sind, an der Maschine mit interner Verbrennung angebracht wird. Daher treffen Flammenstrahlen Jb die Deckenoberfläche 111 direkt, und es ist schwierig, die Verbrennungsgeschwindigkeit in der Haupt-Brennkammer 11 zu erhöhen. Die Anbringungsstellung der Zündkerze 1, die in 10 gezeigt wird, wird nachfolgend als eine Stellung B bezeichnet.
Daher wird davon ausgegangen, dass eine Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht werden kann und eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz im Ergebnis dessen erzielt werden kann, dass statt der Stellung B die Stellung A verwendet wird.
Es wurden bei den vorstehend beschriebenen Stellungen A und B Tests bzw. Versuche durchgeführt, indem die Maschine mit interner Verbrennung tatsächlich unter Bedingungen, die einer Drehfrequenz von 2000 U/min und einem Drehmoment von 280 Nm entsprechen, betrieben wird. Bei den Versuchen wurde ein Ausmaß einer Nähe eines Zeitpunkts eines Verbrennungs-Massenverhältnisses von 50 % (der nachfolgend als ein „Zeitpunkt mit 50 % MFB“ (engl. mass fraction burned; verbrannter Massenanteil) bezeichnet wird) zu dem Zeitpunkt eines oberen Totpunkts des Kolbens während einer Verbrennung durch eine Zündung nach dem oberen Totpunkt (engl. after top dead center; ATDC) verglichen. Allgemein tritt Klopfen einfacher auf, so wie sich ein Schwerkraftzentrum bzw. Schwerpunkt einer Verbrennung vorverlagert. Allerdings verbessert sich die Kraftstoffeffizienz, falls ein Klopfen unterbunden werden kann und das Schwerkraftzentrum einer Verbrennung auf eine gewünschte Position vorverlagert werden kann. Daher ist der Zeitpunkt von MFB 50 %, der zeitlich vorverlagert bzw. nach „früh“ verschoben werden kann, während Klopfen unterbunden wird, unter dem Gesichtspunkt der Kraftstoffeffizienz vorzuziehen.
Ergebnisse der Versuche werden in 11 gezeigt. In 11 gibt eine horizontale Achse den Zeitpunkt von MFB 50 % an. Der Zeitpunkt von MFB 50 % ist näher an dem oberen Totpunkt, das heißt der Vorverlagerungsseite hin zu einer linken Seite. Das heißt das Schwerkraftzentrum einer Verbrennung ist näher an der Vorverlagerungsseite hin zu der linken Seite angeordnet. Eine vertikale Achse ist der Klopf-Index. Eine Klopffrequenz nimmt hin zu einer oberen Seite zu bzw. erhöht sich.
Wie in 11 gezeigt wird, erhöht sich die Klopffrequenz nicht, selbst wenn sich das Schwerkraftzentrum einer Verbrennung in der Stellung A vorverlagert, und Klopfen kann stärker unterbunden werden als bei der Stellung B, wohingegen sich die Klopffrequenz erhöht, während sich das Schwerkraftzentrum einer Verbrennung bei der Stellung B relativ verzögert. Auf Grundlage dieses Versuchsergebnisses ist offensichtlich, dass eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz durch die Stellung A einfacher erzielt wird als durch die Stellung B, wie vorstehend berücksichtigt wird.
Zusätzlich gibt dies an, dass die Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz erzielt werden kann, indem die Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 relativ zu der Haupt-Brennkammer 11, die ausgehend von der axialen Richtung Z betrachtet wird, gesteuert wird.
Außerdem verändern sich die geeigneten Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 abhängig von der Form der Haupt-Brennkammer 11, und die geeigneten Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 können sich abhängig von Faktoren, welche andere sind als die Form der Haupt-Brennkammer 11, ebenfalls verändern. Allerdings ist es in jedem Fall offensichtlich wichtig, dass die Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 gesteuert werden können, wenn geeignete Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 vorliegen, wie durch die vorstehend beschriebenen Überlegungen und Testergebnisse angedeutet wird. Überdies ist gemäß der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform der Positionierungsabschnitt 7 vorgesehen, und somit können die Ausrichtungen der Einspritzlöcher 51 relativ zu der Haupt-Brennkammer 11 gesteuert werden. Im Ergebnis kann eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz erzielt werden.
Zusätzlich ist der Positionierungsabschnitt 7 konfiguriert, indem der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 und das Verbindungsbauteil 72 ineinander eingepasst werden. Im Ergebnis kann der Positionierungsabschnitt 7 in einfacher Weise ausgebildet werden.
Außerdem ist der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen. Im Ergebnis kann eine Ausbildung des Einpass-Aussparungsabschnitts 71 erleichtert werden.
Zusätzlich ist das Verbindungsbauteil 72 ein Bauteil, das die Masseelektrode konfiguriert. In diesem Fall fungiert die Masseelektrode auch als das Verbindungsbauteil 72. Daher kann der Positionierungsabschnitt 7 ausgebildet werden, ohne dass dieser eine Erhöhung hinsichtlich einer Anzahl von Komponenten verursacht.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung, die dazu in der Lage ist, eine Verbesserung hinsichtlich einer Kraftstoffeffizienz zu erzielen, vorgesehen werden.
Zweite Ausführungsform
Wie in 12 bis 14 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform der Zündkerze 1, bei welcher der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsbauteil 72 mit dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 verbunden. Zusätzlich ist der Positionierungsabschnitt 7 konfiguriert, indem das Verbindungsbauteil 72, das mit der Kerzenabdeckung 5 verbunden ist, und der Einpass-Aussparungsabschnitt 71, der in dem Gehäuse 2 vorgesehen ist, ineinander eingepasst werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird bei der Montage der Zündkerze 1 das Verbindungsbauteil 72 mit der Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 verbunden, bevor die Kerzenabdeckung 5 an dem Gehäuse 2 fixiert wird, wie in 14 gezeigt wird. Ein Zusammenfügen bzw. Verbinden des Verbindungsbauteils 72 an der Kerzenabdeckung 5 kann zum Beispiel durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder dergleichen durchgeführt werden.
Dagegen ist der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 ausgebildet, wie in 14 gezeigt wird. Der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 kann zum Beispiel durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet werden. Der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 ist hin zu der Spitzenendseite offen und hin zu beiden Seiten in der radialen Richtung der Kerze offen.
Zusätzlich wird die Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 in Kontakt mit der Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 platziert, wie in 13 gezeigt wird. Zu dieser Zeit wird der Gesamtumfang der Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 ohne den Abschnitt, in welchem der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 ausgebildet ist, in Kontakt mit der Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 platziert. Anschließend wird der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in das Verbindungsbauteil 72 eingepasst. In diesem Zustand werden die Kontaktabschnitte zwischen dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 und dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 durch Schweißen oder dergleichen verbunden. Außerdem können das Verbindungsbauteil 72 und die Innenoberfläche des Einpass-Aussparungsabschnitts 71 verbunden werden.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der ersten Ausführungsform. Hierbei zeigen Bezugszeichen, die gemäß der zweiten und nachfolgenden Ausführungsformen verwendet werden, welche die gleichen sind wie die Bezugszeichen, die gemäß früheren Ausführungsformen verwendet werden, Bestandteilselemente und dergleichen an, die jenen gemäß den früheren Ausführungsformen ähneln, sofern dies nicht anderweitig angegeben ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsbauteil 72, das als die Masseelektrode dient, einfacher an einer Position vorgesehen, die näher an der Basisendseite in der Vor-Brennkammer 50 angeordnet ist. Daher kann die Position der Entladungsstrecke G einfacher an einer Position vorgesehen sein, die näher an der Basisendseite in der Vor-Brennkammer 50 angeordnet ist. Daher kann die Flamme ausgehend von den Einspritzlöchern 51 eingespritzt werden, nachdem eine Initialflamme, die nahe der Entladungsstrecke G erzeugt wird, innerhalb der Vor-Brennkammer 50 wächst. Im Ergebnis können die Flammenstrahlen ausgehend von den Einspritzlöchern 51 hin zu der Haupt-Brennkammer 11 verstärkt werden.
Zusätzlich werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
Dritte Ausführungsform
Wie in 15 bis 18 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in sowohl dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 als auch dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen ist.
Zusätzlich ist das Verbindungsbauteil 72 in sowohl den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Gehäuse 2 als auch den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in der Kerzenabdeckung 5 eingepasst.
Außerdem ist eine Form des Verbindungsbauteils 72 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen L-förmig, wie in 15 gezeigt wird. Das heißt das Verbindungsbauteil 72 weist einen Passabschnitt 721, der in den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 eingepasst wird, und einen inneren hervorragenden Abschnitt 722, der ausgehend von dem Passabschnitt 721 hin zu der Seite der Mittelelektrode 4 hervorragt, auf. Bei einer Konfiguration, die in 15 gezeigt wird, ragt der innere hervorragende Abschnitt 722 ausgehend von einem Abschnitt auf der Basisendseite des Passabschnitts 721 hin zu der Seite der Mittelelektrode 4 hervor. Allerdings ist auch eine Konfiguration möglich, bei welcher der innere hervorragende Abschnitt 722 ausgehend von einem Abschnitt auf der Spitzenendseite des Passabschnitts 721 hin zu der Seite der Mittelelektrode 4 hervorragt, wie in 18 gezeigt wird.
Zusätzlich sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei sowohl dem Verbindungsbauteil 72 als auch der Mittelelektrode 4 Edelmetallspitzen 74 und 44 an Positionen vorgesehen, die der Entladungsstrecke G zugewandt angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden bei der Montage der Zündkerze 1 die Einpass-Aussparungsabschnitte 71 bei sowohl dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 als auch dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet, bevor die Kerzenabdeckung 5 an dem Gehäuse 2 fixiert wird, wie in 17 gezeigt wird. Anschließend wird das Verbindungsbauteil 72 in den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 des Gehäuses 2 eingepasst und verbunden.
Zusätzlich wird die Basisendoberfläche 52 der Kerzenabdeckung 5 in Kontakt mit der Spitzenendoberfläche 21 des Gehäuses 2 platziert, wie in 16 gezeigt wird. Anschließend wird der Einpass-Aussparungsabschnitt 71 der Kerzenabdeckung 5 in das Verbindungsbauteil 72 eingepasst. In diesem Zustand werden die Kontaktabschnitte zwischen dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung 5 und dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 durch Schweißen oder dergleichen verbunden. Außerdem können das Verbindungsbauteil 72 und die Innenoberfläche des Einpass-Aussparungsabschnitts 71 ebenfalls verbunden werden.
Hierbei werden die vorstehend beschriebenen Montageschritte für einen Fall beschrieben, bei welchem das Verbindungsbauteil 72 zunächst in den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 des Gehäuses 2 eingepasst wird. Allerdings kann das Verbindungsbauteil 72 zunächst in den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 der Kerzenabdeckung 5 eingepasst werden.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsbauteil 72 in sowohl den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in dem Gehäuse 2 als auch den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 in der Kerzenabdeckung 5 eingepasst. Daher kann eine Positionsverschiebung zwischen dem Gehäuse 2 und der Kerzenabdeckung 5 in der Umfangsrichtung der Kerze mit größerer Sicherheit bzw. zuverlässiger verhindert werden.
Zusätzlich kann eine Position des inneren hervorragenden Abschnitts 722 relativ zu der Vor-Brennkammer 50 in der axialen Richtung Z in einfacher Weise angepasst werden, weil der Passabschnitt 721 des Verbindungsbauteils 72 in einfacher Weise in der axialen Richtung Z verlängert werden kann. Daher kann die Position der Entladungsstrecke G in einfacher Weise angepasst werden. Das heißt die Entladungsstrecke G kann zum Beispiel an einer Position ausgebildet sein, die weit von den Einspritzlöchern 51 entfernt ist, wie in 15 gezeigt wird, wenn der innere hervorragende Abschnitt 722 derart hergestellt ist, dass dieser ausgehend von dem Basisendabschnitt des Passabschnitts 721 hervorragt. Dagegen kann die Entladungsstrecke G zum Beispiel an einer Position nahe den Einspritzlöchern 51 ausgebildet sein, wie in 18 gezeigt wird, wenn der innere hervorragende Abschnitt 722 derart hergestellt ist, dass dieser ausgehend von dem Spitzenendabschnitt des Passabschnitts 721 hervorragt.
In dem vorherigen Fall kann Flammenwachstum in der Vor-Brennkammer 50 gefördert werden, und die Flammenstrahlen ausgehend von den Einspritzlöchern 51 können einfacher verstärkt werden. In dem späteren Fall kann eine Verlängerung einer Entladung in der Entladungsstrecke G durch eine Luftströmung gefördert werden, die durch das Einspritzloch 51 durchtritt. Auf diese Weise kann die Position der Entladungsstrecke G in der axialen Richtung Z auf Grundlage einer gewünschten Performance und dergleichen angepasst werden.
Zusätzlich werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
Hierbei ist auch eine Form als die Form des Verbindungsbauteils 72 möglich, bei welcher der innere hervorragende Abschnitt 722 ausgehend von einem Abschnitt, der auf halbem Weg zwischen dem Basisendabschnitt und dem Spitzenendabschnitt des Passabschnitts 721 liegt, hin zu der Seite der Mittelelektrode 4 hervorragt, obwohl dies nicht näher dargestellt ist.
Vierte Ausführungsform
Wie in 19 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher das Verbindungsbauteil 72 im Besonderen nicht mit der Funktion einer Masseelektrode vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Länge des Verbindungsbauteils 72 in der radialen Richtung der Kerze im Wesentlichen äquivalent zu einer Dicke der Kerzenabdeckung 5. Das heißt, anders als das gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 1) ragt das Verbindungsbauteil 72 nicht wesentlich in die Vor-Brennkammer 50 hervor.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Positionierungsabschnitt 7 durch den Einpass-Aussparungsabschnitt 71, der in der Kerzenabdeckung 5 vorgesehen ist, und das Verbindungsbauteil 72, das mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Entladungsstrecke G zwischen der Mittelelektrode 4 und einem Abschnitt der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet. Genauer gesagt liegt ein Abschnitt auf dem Innenumfangsrand des Einspritzlochs 511 in der axialen Richtung in der Kerzenabdeckung 5 einem Spitzenende der Mittelelektrode 4 gegenüber. Anschließend wird die Entladungsstrecke G zwischen dem Abschnitt des Innenumfangsrands des Einspritzlochs 511 in der axialen Richtung und dem Spitzenende der Mittelelektrode 4 ausgebildet. Daher dient ein Abschnitt des Innenumfangsrands des Einspritzlochs 511 in der axialen Richtung als die Masseelektrode.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der ersten Ausführungsform. In diesem Fall können gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls Arbeitseffekte erzielt werden, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
Fünfte Ausführungsform
Wie in 20 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform auch eine Ausführungsform, bei welcher das Verbindungsbauteil 72 nicht die Funktion einer Masseelektrode aufweist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge des Verbindungsbauteils 72 in der radialen Richtung der Kerze im Wesentlichen äquivalent zu einer Dicke des Spitzenendabschnitts des Gehäuses 2. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Positionierungsabschnitt 7 durch den Einpass-Aussparungsabschnitt 71, der in dem Gehäuse 2 vorgesehen ist, und das Verbindungsbauteil 72, das mit der Kerzenabdeckung 5 verbunden ist, ausgebildet.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der vierten Ausführungsform. In diesem Fall können gemäß der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls Arbeitseffekte erzielt werden, die jenen gemäß der vierten Ausführungsform ähneln.
Sechste Ausführungsform
Wie in 21 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform der Zündkerze 1, die einen hervorragenden zylindrischen Körper 53 beinhaltet, der ausgehend von dem Spitzenende der Kerzenabdeckung 5 hin zu der Seite der Vor-Brennkammer 50 hervorragt.
Der hervorragende zylindrische Körper 53 weist eine im Wesentlichen kreisförmige kegelförmige Form auf, deren Durchmesser sich ausgehend von der Spitzenendseite hin zu der Basisendseite verringert, und weist einen Innenraum auf, der in der axialen Richtung Z dadurch verläuft. Der Innenraum auf der inneren Seite des hervorragenden zylindrischen Körpers 53 steht mit dem Einspritzloch 511 in der axialen Richtung in Verbindung.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der dritten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Strecken der Entladung einfacher gefördert werden, während Flammenstrahlen ausgehend von den Einspritzlöchem 51 verstärkt werden.
Zusätzlich werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der dritten Ausführungsform ähneln.
Siebte Ausführungsform
Wie in 22 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher der Einpass-Aussparungsabschnitt 71, der in dem Gehäuse 2 vorgesehen ist, derart ausgebildet ist, dass dieser eine Position in einem Abschnitt in der axialen Richtung Z erreicht, an welcher der Anbringungsschraubenabschnitt 23 ausgebildet ist.
Das heißt ein Abschnitt des Einpass-Aussparungsabschnitts 71 ist an einer Position auf der Innenumfangsseite eines Abschnitts auf der Spitzenendseite des Anbringungsschraubenabschnitts 23 ausgebildet.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der sechsten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Verbindungsbauteil 72 an einer Position arrangiert sein, die näher an der Basisendseite in der Vor-Brennkammer 50 arrangiert ist. Daher kann die Entladungsstrecke G an einer Position ausgebildet sein, die näher an der Basisendseite arrangiert ist. Im Ergebnis können die Flammenstrahlen ausgehend von den Einspritzlöchern 51 weiter verstärkt werden.
Zusätzlich werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der sechsten Ausführungsform ähneln.
Achte Ausführungsform
Wie in 23 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher das Verbindungsbauteil 72 aus einem Edelmetall 740 hergestellt ist.
Das Verbindungsbauteil 72, das ebenfalls als die Masseelektrode fungiert, ist aus dem Edelmetall 740 hergestellt, und somit kann eine Haltbarkeit gegenüber Verschleiß aufgrund einer Entladung verbessert werden.
Zum Beispiel kann ein Metall wie beispielsweise Platin oder Iridium oder eine Legierung als das Edelmetall verwendet werden.
Bei einer Konfiguration, die in 23 gezeigt wird, ist eine Edelmetallspitze 44 in der Mittelelektrode 4 an einem Abschnitt vorgesehen, welcher der Entladungsstrecke G zugewandt angeordnet ist.
Zusätzlich kann eine Edelmetallspitze 74 auch bei dem Verbindungsbauteil 72 an einem Abschnitt arrangiert sein, welcher der Entladungsstrecke G zugewandt angeordnet ist, wie in 24 gezeigt wird. Außerdem kann eine vorgegebene Länge des Spitzenendabschnitts der Mittelelektrode 4 aus dem Edelmetall 440 hergestellt sein, wie in 24 gezeigt wird.
Hierbei ist ein Edelmetall an dem Abschnitt arrangiert, welcher der Entladungsstrecke G zugewandt angeordnet ist, und somit können die vorstehend beschriebenen Effekte erzielt werden. Daher können die Edelmetallspitzen 74 und 44 jeweils mit den Abschnitten des Verbindungsbauteils 72 und der Mittelelektrode 4 verbunden werden, die der Entladungsstrecke G zugewandt angeordnet sind, wie in 25 gezeigt wird.
In diesem Fall kann eine Form der Edelmetall spitzen 74 und 44 eine Form sein, bei welcher eine gesamte Kontur oder ein Abschnitt davon gekrümmt ist, wenn diese ausgehend von der Entladungsstrecke G betrachtet wird, wie in 26 bis 28 gezeigt wird. In diesem Fall kann eine Verschleißbeständigkeit verbessert werden und eine Vergrößerung der Entladungsstrecke G kann unterbunden werden.
Obwohl dies nicht näher dargestellt ist, kann die Kontur der Edelmetallspitzen 74 und 44 rechteckig sein.
Andere Konfigurationen und Arbeitseffekte ähneln jenen gemäß der ersten Ausführungsform.
Neunte Ausführungsform
Wie in 29 bis 32 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher sich Positionen in der Z-Richtung bezüglich des Verbindungsbauteils 72, das die Masseelektrode konfiguriert, zwischen der Seite der Entladungsstrecke G und der Seite des Passabschnitts 721 unterscheiden.
Das heißt die Konfiguration kann derart sein, dass eine Längsrichtung des Verbindungsbauteils 72 relativ zu der axialen Richtung Z geneigt ist und die Seite der Entladungsstrecke G auf der Basisendseite arrangiert ist, wie in 29 gezeigt wird. Zusätzlich kann die Konfiguration derart sein, dass die Längsrichtung des Verbindungsbauteils 72 relativ zu der axialen Richtung Z geneigt ist und die Seite der Entladungsstrecke G auf der Spitzenendseite arrangiert ist, wie in 30 gezeigt wird.
Außerdem kann die Konfiguration derart sein, dass das Verbindungsbauteil 72 gebogen ist, wie in 31 und 32 gezeigt wird. Das heißt ein Relaisabschnitt 723 zwischen dem Passabschnitt 721 und dem Endabschnitt auf der Seite der Entladungsstrecke G des Verbindungsbauteils 72 kann derart konfiguriert sein, dass dieser hin zu der Basisendseite oder der Spitzenendseite relativ zu dem Passabschnitt 721 gebogen ist.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der achten Ausführungsform.
Auch gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Position der Entladungsstrecke G in der axialen Richtung Z auf Grundlage einer gewünschten Performance und dergleichen in einfacher Weise angepasst werden.
Zusätzlich werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
Zehnte Ausführungsform
Wie in 33 und 34 gezeigt wird, ist eine vorliegende Ausführungsform eine Ausführungsform, bei welcher die Längsrichtung des Verbindungsbauteils 72, das die Masseelektrode konfiguriert, eine Richtung ist, die orthogonal zu der axialen Richtung Z verläuft, und eine Richtung, die sich von der radialen Richtung der Kerze unterscheidet.
Das heißt die Längsrichtung des Verbindungsbauteils 72 ist eine Richtung, die orthogonal zu der axialen Richtung Z verläuft, und eine Richtung, die auch orthogonal zu einer entgegengesetzten Richtung zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode verläuft, wobei die Entladungsstrecke G dazwischen angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungsbauteil 72 mit dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses 2 verbunden und in den Einpass-Aussparungsabschnitt 71 eingepasst, der in der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet ist.
Andere Konfigurationen ähneln jenen gemäß der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Entladungsoberfläche auf einer Oberfläche des Verbindungsbauteils 72 vorgesehen sein, die orthogonal zu der Längsrichtung verläuft. Daher kann eine Entladungsfläche in einfacher Weise vergrößert werden, und es kann eine erhöhte Lebensdauer erzielt werden. Zusätzlich kann verhindert werden, dass sich die Größe der Entladungsstrecke G verändert, selbst falls ein Betrag eines Vorsprungs des Verbindungsbauteils 72 in die Vor-Brennkammer 50 leicht variiert. Folglich kann eine Handhabung der Entladungsstrecke G erleichtert werden.
Außerdem werden Arbeitseffekte erzielt, die jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähneln.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können verschiedene Ausführungsformen in Betracht gezogen werden. Auch bezüglich der Form des Verbindungsbauteils 72 können verschiedene Formen in Betracht gezogen werden. Als eine Querschnittsform, wobei der Schnitt orthogonal zu der Längsrichtung des Verbindungsbauteils 72 verläuft, können zusätzlich zu einer rechteckigen Form verschiedene Formen wie beispielsweise eine fünfeckige Form, wie in 35 gezeigt wird, eine Trapezform, wie in 36 gezeigt wird, eine Form mit gekrümmter Kontur, wie in 37 gezeigt wird, in Betracht gezogen werden. In dem Fall der Formen, die in 35 und 36 gezeigt werden, kann die Entladung in einfacher Weise stabilisiert werden, zum Beispiel wenn in einem Ausdehnungshub der Maschine mit interner Verbrennung eine Entladung erzeugt wird. Zusätzlich kann in dem Fall der Form, die in 37 gezeigt wird, eine spezifische Oberflächenfläche des Verbindungsbauteils 72 reduziert werden, und eine Erhöhung bzw. ein Anstieg hinsichtlich einer Temperatur kann in einfacher Weise verhindert werden. Daher kann ein Auftreten einer Vorzündung in einfacher Weise unterbunden werden.
Außerdem kann ein Positionierungsabschnitt ausgebildet werden, ohne dass das Verbindungsbauteil 72 verwendet wird. Der Positionierungsabschnitt kann zum Beispiel konfiguriert sein, indem ein hervorragender Abschnitt und ein Aussparungsabschnitt, die jeweils in einem und dem anderen aus dem Gehäuse und der Kerzenabdeckung vorgesehen sind, miteinander in Eingriff stehen.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden, ohne sich von der Idee der Erfindung zu entfernen.
Zwar wurde die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Ausführungsformen beschrieben, allerdings darf dies nicht dahingehend ausgelegt werden, dass die Offenbarung sich auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb des Äquivalenzbereichs umfassen. Zusätzlich sind verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, sowie ferner andere Kombinationen und Konfigurationen, die weitere, weniger oder nur ein einziges Element dieser beinhalten, ebenfalls in der Idee und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung beinhaltet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020009747 A [0004]

Claims

Zündkerze (1) für eine Maschine mit interner Verbrennung, wobei die Zündkerze Folgendes aufweist: einen zylindrischen Isolator (3); eine Mittelelektrode (4), die auf einer Innenumfangsseite des Isolators gehalten wird und einen hervorragenden Abschnitt (41) am Spitzenende beinhaltet, der ausgehend von dem Isolator hin zu einer Spitzenendseite hervorragt; ein zylindrisches Gehäuse (2), das den Isolator auf einer Innenumfangsseite hält; und eine Kerzenabdeckung (5), die in einem Spitzenendabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, um so eine Vor-Brennkammer (50) abzudecken, in welcher der hervorragende Abschnitt am Spitzenende arrangiert ist, wobei in der Kerzenabdeckung ein Einspritzloch (51) vorgesehen ist, das die Vor-Brennkammer mit der Außenseite in Verbindung setzt, und ein Positionierungsabschnitt (7), der eine Positionierung des Gehäuses und der Kerzenabdeckung in einer Umfangsrichtung der Kerze durchführt, in dem Gehäuse und der Kerzenabdeckung vorgesehen ist.
Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 1, wobei: der Positionierungsabschnitt konfiguriert ist, indem ein Einpass-Aussparungsabschnitt (71), der zumindest in entweder dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses oder einem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung vorgesehen ist, und ein Verbindungsbauteil (72), das mit einer Komponente verbunden ist, aus dem Gehäuse und der Kerzenabdeckung auf einer Seite gegenüber einer Komponente, bei welcher der Einpass-Aussparungsabschnitt vorgesehen ist, ineinander eingepasst werden.
Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 2, wobei: das Verbindungsbauteil ein Bauteil ist, das eine Masseelektrode konfiguriert.
Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 2 oder 3, wobei: der Einpass-Aussparungsabschnitt in dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung vorgesehen ist.
Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 3, wobei: der Einpass-Aussparungsabschnitt in dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist.
Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei: der Einpass-Aussparungsabschnitt in sowohl dem Spitzenendabschnitt des Gehäuses als auch dem Basisendabschnitt der Kerzenabdeckung vorgesehen ist, und das Verbindungsbauteil in sowohl den Einpass-Aussparungsabschnitt in dem Gehäuse als auch den Einpass-Aussparungsabschnitt in der Kerzenabdeckung eingepasst ist.