DE1476311B2

DE1476311B2 - Zündkerze mit Vorfunkenstrecke

Info

Publication number: DE1476311B2
Application number: DE19631476311
Authority: DE
Inventors: John Dunstable Bedford Frederick (Großbritannien)
Original assignee: General Motors Ltd
Current assignee: General Motors Ltd
Priority date: 1962-12-06
Filing date: 1963-12-03
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3267325A; GB994525A; DE1476311A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze, deren zündseitiger und vom Isolierkörper umschlossener Teil der Mittelelektrode in üblicher Weise von dem zündseitigen' Fortsatz des Zündkerzengehäuses umgeben ist. Diese Anordnung von Mittelelektrode und Zündkerzengehäuse ruft eine kapazitive Wirkung hervor. Im übrigen handelt es sich um eine Zündkerze mit Vorfunkenstrecke, wobei in den elektrischen Kreis der Zündkerze ein aus kapazitiven und induktiven Elementen bestehender Schwingungskieis · 'eingeschaltet 'ist. Durch .diesen Schwingungskreisi.wird'ian den Zündstreckenelektro-^ den eine Uberlagerungsspannung erzielt, die zu der vom Zündverteiler Zugeleiteten Spannung-hinzukommt. tj\i-j-₇,,',..- ; -; ;v; ¹V::..":.'".".

Die Eingliederung des Schwingungskreises in die Zündkerze bereitet Schwierigkeiten, da nur ein bei grenzter Raum zur. ,Unterbringung der Kapazitäjt zur Verfügung steht, die" zum einwandfreien ÄrßeiterTdes Schwingurigskreises mit der zur Erzielung der Spannungsverstärkung erforderlichen Frequenz notwendig ist, auch wenn sich während des Betriebes durch Ablagerungen auf dem Isolierkörper der Kurzschlußwiderstand der Zündkerze verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu überwinden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß _ der Schwingungskreis durch in die Teile der Kerze "ein-¹ gegliederte Elemente gebildet ist, wobei diese EIe^ mente erfindungsgemäß aus einer zwischen der Spannungsanschlußklemme und Masse liegenden ersten Kapazität bestehen, die aus der Mittelelektrode, dem Isolierkörper und einem metallischen Nieder-, schlag auf einem Teil der Außenfläche des Isolierkörpers gebildet ist, und aus einer mit der Vorfunkenstrecke in Reihe liegenden Induktivität, die mit der mit der Spannungsanschlußklemme verbundenen Seite der Kapazität verbunden ist. Der leitende Metallniederschlag ζ. B. aus Silber ergibt eine größtmögliche Kapazität. Ein weiteres kapazitives Element des Schwingungskreises wird dadurch geschaffen, daß — wie vorausgesetzt — der zündseitige und vom Isolierkörper umschlossene Teil der Mittelelektrode von dem zündseitigen Fortsatz des Zündkerzengehäuses umgebenist. ,.·"·■■.■- ■'·.:: " _; ■ .' '...'

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnungsbeschreibung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes, der .Erfindung dargestellt.. In der: Zeichnung ist

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform einer Zündkerze nach der Erfindung, - -

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer-· Zündkerze nach der Erfirr-' dung,

F i g. 3 ein senkrechter Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Zündkerze nach der Erfindung,

F i g. 4 ein Schaltbild für die Zündkerze gemäß Fig. 1,

F i g. 5 ein Schaltbild für eine Zündkerze gemäß Fig. 2,

F i g. 6 ein Schaltbild für eine Zündkerze gemäß Fig. 3.

Gleiche Teile haben gleiche Bezugszeichen erhalten.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht ,., die .Mittelelektrode 1 der, > Zündkerze-aus einem ' oberen Teil· 2," der die Spannüngsanschlüßklemme darstellt, und einem unteren Teil 3, der den,..Zündstreckenteil darstellt und aus einem Isolierkörper 4 ragt. Der Zündstreckenteil 3 sitzt auf einer Ringschulter 5 in einer axialen Bohrung 6 des Isolierkörpers 4 auf. In der axialen Bohrung 6 sitzt eine leitende Dichtung 7, die aus einer geschmolzenen Mischung aus Glas- und Metallteilchen besteht.

ίο In der axialen Bohrung 6 des Isolierkörpers 4 ist

„ferner eine, Vorfunkenstrecke 8 vorgesehen/die aus

c. einer Starige 11 aus-keramischem Werkstoff besteht.

An jeder Seite trägt die Stange 11 eine Metallkappe 9 bzw. 10. Die obere Kappe 9 liegt an dem^v oberen Teil 2 der Mittelelektrode 1 an, während die"untere Kappe 10 an dem einen Ende einer als Induktivität wirkenden Schraubenfeder 12 anliegt. Das ί ändere Ende der Schraubenfeder 12 liegt an einem,· Metallstopfen 14 an, der in die leitende Dichtung 7 ein-

gebettet ist. _ ^ ~

Zwischen seinen"" Enden hat der Isolierkörper 4 außen eine SchulterJL5,, größeren Durchmessers, die abgedichtet iü"ein"Züridk"erzehgehäuse 16 aus Metall eingespannt ist. Das obere Ende des Isolierkörpers 4 trägt mehrere Ringrippen 17. Zwischen der untersten Rippel7 und der, Schulter _r15 ist auf dem ,!isolierkörper 4 eine Schicht aus" Silber aufgebracht die in

' ^rder Zeichnung mit Ag bezeichnet ist. '»'-*'

- ■; Das untere Ende des Züridkerzengehäuse'sMst in der üblichen Weise mit einem Gewinde 18 versehen und trägt eine Masseelektrode 19, die Abstand von dem untersten Ende des Zündstreckenteils'3 der Mit-

.... telelektrode 1 aufweist. ,,.·.: ■ f,-

Bei der zweiten Äusführungsform gemäß F i g. 2 ist die Mittelelektrode in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Ebenso ist der Isolierkörper mit einer Schicht aus Silber versehen. In dieser Bauform enthält die Mittelelektrode eine Vorfunkenstrecke 28, die aus einer Stange 31

aus keramischem Werkstoff besteht. Diese trägt an beiden Enden metallische . Kappen 29 bzw. 30. Die

' untere Kappe30 ist in die leitende Dichtung? eingebettet, während die obere Kappe 29 an einer Schraubenfeder 32 anliegt. Das andere Ende der

45v"Schräubenfeder 32 liegt ;"arii dein einen Ende einer Induktivität 33 an, die aus einer Stange 34 aus Ferrit mit einer eingebetteten Drahtspirale 35 besteht. Das obere Ende der Stange 34 aus Ferrit wird durch die

, .- Feder 32 gegen den oberen Teil 2 der Mittelelektrode gedrückt.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 enthält die Mittelelektrode 1 zwei Vorfunkenstrecken 38 und 48, die aus Stangen 41 bzw. 51 aus keramischem Werkstoff. bestehen. An ihren Enden sind ^Metall-

■55 kappen^:39,40' bzw. 49,50 befestigt. Das eine Ende der Vorfunkenstrecke 48- ist- in -die leitende Dichtung 7 eingebettet, während an ihrem anderen Ende eine Schraubenfeder 61 anliegt. Das andere Ende der Schraubenfeder 61 liegt an dem unteren Ende der anderen Vorfunkenstrecke 38 an, deren oberes Ende durch die Feder 61 gegen den oberen Teil 2 der Mittelelektrode 1 gedrückt wird.

Bei allen drei Ausführungsformen der Erfindung wird im Betrieb, wenn die Zündkerze in eine Brennkraftmaschine eingeschraubt und die Spannungsanschlußklemme 2 mit dem Verteiler der Zündanlage der Maschine verbunden ist, ein Schwingungskreis in der Zündkerze gebildet. Dieser enthält die Induk-

tivität, die durch die Federn 12 oder 61 oder die Stange 34 aus Ferrit mit der eingebetteten Drahtspirale 35 gebildet ist, und die beiden Kapazitätselemente, die durch den metallischen Niederschlag auf dem Isolierkörper bzw. durch die an sich vorhandene Kapazität zwischen der Elektrode 3 und dem benachbarten Ende des Zündkerzengehäuses 16 hervorgerufen werden. Durch diesen Schwingungskreis wird an den Zündstreckenelektroden der Zündkerze eine Uberlagerungsspannung erzielt, die zu der vom Zündverteiler zugeleiteten Spannung hinzukommt.

Beim Betrieb einer Zündkerze gemäß F i g. 1 und 4 bzw. 2 und 5 wird die erste Kapazität C₁ während des ersten Viertels der Periode der Überlagerungsspannung der Spule des Zündverteilers aufgeladen. Diese Uberlagerungsspannungen haben bei Verwendung üblicher Zündverteileranlagen eine Frequenz von etwa 2 kHz. Die Impedanz der Induktivität L ist klein bei dieser .Frequenz, so daß sich eine Bedingung ergibt, bei der die Vorfunkenstrecke 5 überbrückt wird.

• Sobald die Vorfunkenstrecke S durch den Funkenüberschlag leitend geworden ist, fließt über die Vorfunkenstrecke S vom Kondensator C₁ und die Induktivität L (F i g. 4 und 5) ein Strom, der den zweiten Kondensator C₂ auflädt. Wird die Kapazität C₁ verhältnismäßig groß im Verhältnis zur Kapazität C₂ gewählt, so ist der Spannungsverlust zwischen dem Kondensator C₁ zur Aufladung des Kondensators C₂ nur gering.

Der Überzug einer leitenden Schicht aus Silber oder anderem Metall auf einem Teil des Isolierkörpers sichert, daß der Wert der ersten Kapazität C₁ groß wie möglich wird.

Wie das Schaltbild gemäß F i g. 6 der Ausführungsform gemäß F i g. 3 zeigt, kann die spannungsverstärkende Wirkung nach der Erfindung durch die Anordnung mehrerer Schwingungskreise in Kaskadenschaltung erzielt werden. Die Überschlagsstrecken S₁, S₂ und S₃ erhalten jeweils eine höhere Spannung, die von der vorhergehenden Stufe erzeugt wurde.

Zündkerzen nach der Erfindung sind betriebsfähig, selbst wenn starke Ablagerungen am Isolierkörper vorliegen, die den Kurzschlußwiderstand der Zündkerze herabsetzen, da der Spannungsanstieg sehr steil ist und hohe Frequenzen in der Überlagerungsspannung vorliegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Zündkerze, deren zündseitiger und vom Isolierkörper umschlossener Teil der Mittelelektrode von dem zündseitigen Fortsatz des Zündkerzengehäuses umgeben ist, und mit Vorfunkenstrecke, wobei in den elektrischen Kreis der Zündkerze ein aus kapazitiven und induktiven Elementen bestehender Schwingungskreis eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis durch in die Teile der Kerze eingegliederte Elemente gebildet ist und eine zwischen der Spannungsanschlußklemme (2) und Masse liegende Kapazität aufweist, die aus der Mittelelektrode (1), dem Isolierkörper (4) und einem metallischen Niederschlag (Ag) aufjeinem Teil der AußenflacKe~des IsolierkörperifTjesteht, und ferner eine mit der Vorfunkenstrecke (8) in Reihe liegende Induktivität (12) enthält, die mit der mit der Spannungsanschlußklemme (2) verbundenen Seite der Kapazität verbunden ist.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Niederschlag (Ag) zwischen Ringrippen (17) am oberen Ende des Isolierkörpers (4) und dem unteren Teil des Isolierkörpers vorgesehen ist, der die Vorfunkenstrecke (8) umgibt.

3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivität eine Schraubenfeder (12) dient, die zwischen einem oberen (2) und einem unteren Teil (3) der Mittelelektrode (1) im Isolierkörper (4) angeordnet ist.

4. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivität eine Stange (34) aus Ferrit mit einer eingebetteten Drahtspirale (35) dient.

5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorfunkenstrecke (8) durch ein Abstandsstück (11) aus keramischem oder einem anderen isolierenden Werkstoff gebildet ist und daß an beiden Enden des Abstandsstückes (11) Metallkappen (9,10) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen