DE3141076A1

DE3141076A1 - "zuendkerze fuer eine brennkraftmaschine"

Info

Publication number: DE3141076A1
Application number: DE19813141076
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Scherenberg
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1983-04-28
Also published as: DE3141076C2

Description

"Zündkerze für eine Brennkraftmaschine"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einem die Mittelelektrode und den Isolierkorper umgebenden Nebenbrennraum, der durch einen Schußkanal mit dem Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze dieser Art, wie sie z.B. aus der DE-AS 24.36 698 mit einem in Achsrichtung der Mittelelektrode liegenden Schuß kanal bekannt ist, derart zu verbessern, daß eine sichere Entflammung magerer Gemische, eine Verkürzung des Entflammungsverzuges und eine Steigerung der Ladungsturbulenz und damit der Brenngeschwindigkeit erreicht wird Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein schräg zur Mittelelektrode ausgerichteter Schußkanal vorgesehen ist, dessen Mittellängsachse die Mittellängsachse der Mittelelektrode schneidet oder mit Abstand an dieser vorbeiläuft.
Während des Kompressionstaktes einer Brennkraftmaschine wird Frischgemisch über den Schußkanal oder die Schußkanäle in den Nebenbrennraum in der Zündkerze verdrängt. Der Funkenüberschlag erfolgt quer zur Strömungsrichtung des Gemisches im Bereich definierter Strömungsverhältnisse. Eine Vergrößerung des Flammenkernes erfolgt teilweise im Gebiet der Wirbelbildung und Wirbelablö sung, die an der inneren Mündung des Schußkanales mit plötzlicher Querschaittserweiterung entsteht. Dadurch ist eine schnelle Entflammung mit anschließend explosionsartiger Umsetzung des Gemisches in dem Nebenbrennraum sichergestellt. Der aus dem Nebenbrennraum austretende energiereiche Brennstrahl dringt tief in den Hauptbrennraum ein und eine Entflammung der Haupt ladung wird intensiviert. Eine beschleunigte Umsetzwig auch magerer Gemische wird erreicht.
Bei Anordnung eines Schußkanales, dessen Mittellängsachse mit Abstand an der Mittellängsachse der Mittelelektrode vorbeiläuft, oder bei Anordnung mehrerer solcher Hanäle/ln aem Nebenbrennraum ein geordneter Wirbel, der zusätzlich eine schnelle Ladungsumsetzung in dem Nebenbrennraum begünstigt.
Der Funkenüberschlag erfolgt dann außerhalb des Bereiches hoher Einströmgeschwindigkeit.
Bei Anordnung von mehreren Schußkanälen empfiehlt es sich gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, die der Mittelelektrode gegenüberliegende Wandung des Nebenbrennraumes gegen die Mittelelektrode vorspringend auszubilden, damit der Funkenüberschlag an dieser Stelle- erfolgt.
Vorteilhaft kann auch ein in Achsrichtung der Mittelelektrode verlaufender Frischluftkaeal vorgesehen sein, dessen Durchmesser kleiner ist als der eines Schußkanales. Durch den Frischluftkanal kann eine kleine Menge Frischgas unmittelbar in den Bereich des Zündfunkens gelangen.
Zur Verminderung der wärmeaufnehmenden 0herläche der Mittelelektrode, kann diese an ihrem vorderen Ende innerhalb des sie umgebenden Isolierkorpers zentrisch oder exzentrisch auf kleineren Durchmesser abgesetzt sein und sie kann mit diesem Teil aus dem Isolierkörper herausragen.
Um eine Doppelzündung oder Mehrfachzündung in dem Nebenbrennraum zu erzielen, kann die Mittelelektrode mindestens an einer Stelle unterbrochen sein und der Isolierkörper kann an dieser Stelle zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen aufweisen.
Um sicherzustellen, daB an diese Stelle ausreichend Frisch gemisch gelangt, kann die Mittelelektrode mit einer Längs bohrung versehen sein, die sich vom vorderen de bei zu der Unterbrechungsstelle erstreckt In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Zündkerze mit Nebenbrennraum und mit einem Schußkanal, dessen Mittellängsachse die der Mittelelektrode schneidet 7 Fig. 2 einen Schnitt durch die Zündkerze nach der Linie II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig0 2 bei einem Schußkanal, dessen Mittellängsachse an der Mittellängsachse der Mittelelektrode vorbeiläuft, Fig. 4 eine Zündkerze mit zwei Schußkanälen und einem der Mittelelektrode gegenüberliegenden Höcker im Nebenbrennraum, Fig. 5 eine Zündkerze entsprechend Fig. 4 mit einem axialen Frischluftkanal, Fig. 6 eine Zündkerze nach Fig. 5 mit im Durchmesser abgesetzter Mittelelektrode, Fig. 7 eine Mittelelektrode in zu Fig. 6 unterschiedlicher Ausbildung, Fig. 8 eine Zündkerze für Doppelzündung und Fig. 9 einen Schnitt durch die Zündkerze aus Fig. 8 nach der Linie IX- IX.
Nach Fig. t und 2 ist im Zylinderkopf l einer Brennkraftmaschine eine Zündkerze 2 angeordnet, die einen die Mittelelektrode 3 und den Isolierkörper 4 umgebenden Nebenbrennraum 5 aufweist, der durch den Kerzenkörper 6 gebildet ist und der durch einen Schußkanal 7 mit dem Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Der Schußkanal 7 liegt schräg zur Mittellängsachse 8 der Mittelelektrode derart, daß diese von der Mittellängsachse 9 des Schußkanales 7 gesc,hnitten wird. Der Funkenüberschlag findet bei 10 statt. Der untere Teil des Kerzenkörpers 6 mit dem Schußkanal 7 ist zweckmäßigerweise als besonderer Teil hergestellt und vorzugsweise durch Reibschweißung mit dem Eeraenkorper verbunden.
Anstelle der Anordnung des Schußkanales 7 nach den Fig. 1 und 2 kann auch eine Anordnung gemäß Fig. 3 getroffen sein, nach der die Mittellängsachse 9 des Schußkanales 7 an der Mittel längsachse 8 der Mittelelektrode 3 vorbeiläuft.
wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind an der Zündkerze 2 zwei Schußkanäle 7 vorgesehen. Zwischen den Mündungen dieser Schußkanäle 7 im Nebenbrennraum 5 springt der Kerzenkörper 6 mit einem Höcker 11 gegen die Mittelelektrode 3 vor. An die ser Stelle findet der Funkenüberschlag bei 10 statt.
Die Zündkerze 2 nach Fig. 5 entspricht im wesentlichen der wenigen nach Fig. 4. Lediglich ein zentraler Frischluftkanal 12 ist im Kerzenkörper 6 zusätzlich angeordnet.
Bei der Zündkerze 2 gemäß Fig. 6 ist die Mittelelektrode 3 innerhalb des Isolierkörpers 4 auf einen kleineren Durchmesser zentral abgesetzt und ragt mit diesem Teil 13 schräg aus dem Isolierkörper 4 heraus in Richtung auf den Rand des Frischluftkanales 12.
Nach Fig. 7 kann die Mittelelektrode 3 auch im Durchmesser exzentrisch abgesetzt sein, so daß sie mit dem Teil 13 neben der Mittellängsachse durch die Mittelelektrode aus dem Isolierkörper 4 herausragt.
Für eine Doppelzündung ist die Zündkerze 2 nach den Fig0 8 und 9 geeignet. Die Mittelelektrode 3 ist im oberen Bereich des Nebenbrennraumes 5 unterbrochen und an dieser Stelle ist der Isolierkörper 4 mit strömungsgünstig geformten, einander gegenüberliegenden Ausnehmungen ausgestattet. Der untere Teil der Mittelelektrode 3 ist mit einer Längsbohrung i4 versehene die sich bis zu der Unterbrechungsstelle der Mittelelektrode erstreckt.
Mit den dargestellten Zündkerzen wird eine Steigerung der Brenngeschwindigkeit erzielt und es wird eine Verminderung der zyklischen Verbrennungsdruck-Schwankungen, eine Ab senkung des Kraftstoffverbrauches, eine Verbesserung der Laufruhe, insbesondere im mageren Bereich und bei niederer Leerlauf-Drehzahl, eine Reduktion der im Abgas vorhandenen Schadstoff- Konzentrationen, eine Verkleinerung des Zündwinkel-Verstellbereiches, eine Verminderung der Klopfneigung und Verbesserung des Kaltstart-Warmlauf-Verhaltens erreicht. L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einem die Mittelelektrode und den Isolierkörper umgebenden Nebenbrennraum, der durch einen Schußkanal mit dem Haupt brennraum der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB mindestens ein schräg zur Mittelelektrode (3) ausgerichteter Schußkanal (7) vorgesehen ist 9 dessen Mittellängsachse (9) die Mittellängsachse (8) der Mittelelektrode schneidet oder mit Abstand an dieser vorbeiläuft.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die der Mittelelektrode (3) gegenüberliegende Wandung des Nebenbrennraumes (5) gegen die Mittelelektrode vorspringt.
3. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein in Achsrichtung der Mittelelektrode (3) verlaufender Frischluftkanal (12) vorgesehen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser eines Schußkanales (7)0
4. Zündkerze nach den Ansprüchen l bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittelelektrode (3) an ihrem vorderen Ende innerhalb des sie umgebenden Isolierkörpers (4) zentrisch oder exzentrisch auf kleineren Durchmesser abgesetzt ist und mit diesem Teil aus dem Isolierkörper herausragt (Fig. 6 und 7).
5. Zündkerze nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r t h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mittelelektrode (3) im Bereich des Nebenbreunraumes (5) mindestens an einer Stelle unterbrochen ist und der Isolierkorper an dieser Stelle zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen (13) aufweist (Fig. 8 und 9).
6. Zündkerze nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Mittelelektrode (3) mit einer Längsbohrung (14) versehen ist, die sich vom vorderen Ende bis zu der Unterbrechungsstelle erstreckt.