DE69104305T2

DE69104305T2 - Mehrfachspaltzündkerze für Verbrennungsmotor.

Info

Publication number: DE69104305T2
Application number: DE69104305T
Authority: DE
Inventors: Junichi Kagawa; Masaaki Murase; Shinichi Nakamura
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0494079A; DE69104305D1; EP0470688B1; EP0470688A1; US5189333A; JP3010234B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken, bei der mehrere Außenelektroden so angeordnet sind, daß sie einer Mittelelektrode gegenüberliegen, und betrifft auch verbesserte Elektrodenabstandsbeziehungen.
Bei einer Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken, bei der ein Isolator und eine Mittelelektrode wiederum von einem Metallgehäuse umschlossen sind, sind drei Außenelektroden vorgesehen, die der Mittelelektrode gegenüberliegen, wie dies in den vorläufigen japanischen Patentveröffentlichungen 51- 95540 und 53-95443 gezeigt ist. Bei der ersten von diesen ist ein Hauptabstand dimensional so bestimmt, daß er geringer als die Summe aus einem zweiten Abstand und einer Gleitfunkenkriechstrecke ist, um so die Zündung eines mageren Kraftstoff- Luftgemisches zu verbessern. Bei der zweiten ist ein erster Elektrodenabstand größenordnungsmäßig so festgelegt, daß er größer als ein zweiter Elektrodenabstand ist, so daß eine für die Entladung an dem ersten Elektrodenabstand benötigte Spannung größer als die für den zweiten Elektrodenabstand benötigte ist.
Bei beiden genannten Schriften ist das Augenmerk auf die Zündleistung gerichtet, die im Vergleich zu einer Zündkerze mit einer einzigen Funkenstrecke leicht schlechter wird, da die Außenelektroden die Möglichkeit verringern, daß das Kraftstoff- Luftgemisch durch den Elektrodenabstand wandern kann, wenn es in den Motorzylinder eingeführt wird.
Ähnliche Betrachtungen treffen auf die US 4514657 zu, die eine Zündkerze mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 2 zeigt.
Um zu verhindern, daß die Zündleistung beeinträchtigt wird, hat man sich auf das Einstellen der Entfernung verlegt, um die sich das vordere Ende des Schenkelabschnitts des Isolators über das des Metallgehäuses hinaus erstreckt. Der Schenkelabschnitt des Isolators ist der untere halbe Abschnitt, der sich in Richtung auf sein vorderes Ende verjüngt. Es ist bis jetzt notwendig gewesen, den Schenkelabschnitt um 0,5 mm auf 2,0 mm zu verkürzen, um so eine Hitzebeständigkeitseigenschaft zu gewährleisten, die mit der, die von einer gewöhnlichen Zündkerze erzielt werden kann, die eine L-förmige Außenelektrode aufweist, vergleichbar ist.
Wenn sich das vordere Ende des Isolators über das des Metallgehäuses hinaus erstreckt, wird der Abstand zwischen dem vorderen Ende des Isolators und der Außenelektrode verringert, wodurch eine halbkriechende Entladung oder Kanalbildung (channelling) bewirkt wird, obwohl das verlängerte vordere Ende des Isolators durch das angesaugte Kraftstoff-Luftgemisch effektiver gekühlt wird.
Da andererseits die Gesamtlänge des Schenkelabschnitts gekürzt wird, um die Entfernung zu verringern, um die sich der Schenkelabschnitt über das Metallgehäuse hinaus erstreckt, verringern sich die Chancen, daß sich der Entladefunken zwischen den Elektroden entlang einer verschmutzten Oberfläche des vorderen Endes des Isolators bewegt wodurch der Selbstreinigungsvorgang behindert wird, obwohl die herabgesetzte Wärmekapazität des Schenkelabschnitts seine Wärmeabstrahlung verbessert.
Heutzutage verlegt man sich darauf, das Ausmaß, um das sich der Schenkelabschnitt über das Metallgehäuse hinaus erstreckt, dimensional zu verringern und opfert somit den Selbstreinigungsvorgang mit dem Ergebnis, daß das vordere Ende des Schenkelabschnitts anfällig ist für eine Verschmutzung aufgrund der Ablagerung von Kohlenstoffpartikeln, wenn das Kraftstoff-Luftgemisch bei der Zündung verbrennt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen mit:
einem zylindrischen Metallgehäuse, das einen rohrförmigen Keramikisolator umgibt, wobei der Isolator einen kegelförmigen vorderen Schenkelabschnitt aufweist, dessen vorderes Ende sich über das des Metallgehäuses hinaus erstreckt,
einer Mittelelektrode, die in dem Isolator eingeschlossen ist, wobei sich das vordere Ende der Mittelelektrode über die vordere Endfläche des Isolators als eine Zündspitze erstreckt, und
einer Vielzahl von L-förmigen Außenelektroden, die jeweils einen axialen Abschnitt und einen radialen Abschnitt aufweisen, wobei sich der axiale Abschnitt ausgehend von dem vorderen Ende des Metallgehäuses erstreckt der radiale Abschnitt eine innere Fläche aufweist, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Endfläche des Isolators angeordnet ist, und eine Endspitze aufweist, die so ausgelegt ist, daß sie einer seitlichen Fläche der Zündspitze quer zu einem Elektrodenabstand, der dazwischen errichtet werden soll, entgegengesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der axiale Abstand (b) zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Fläche des radialen Abschnitts jeder der Außenelektroden in dem Bereich von 0,3 mm bis einschließlich 1,2 mm liegt, und
daß sich die Endspitze des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode so über einen eckigen Abschnitt der vorderen Endfläche des Isolators erstreckt, daß er diesen teilweise überlappt,
wobei eine Beziehung zwischen den Abmessungen (a), (b) und (c) folgendermaßen lautet:
(a/2) < b < (3a/2), und
c > a,
wobei a der Elektrodenabstand zwischen der seitlichen Fläche der Zündspitze und der Endspitze des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode ist,
b der axiale Abstand zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Fläche des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode ist, und
c der radiale Abstand zwischen der seitlichen Fläche des vorderen Schenkelabschnitts des Isolators und der inneren Fläche des axialen Abschnitts jeder Außenelektrode ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, mit:
einem zylindrischen Metallgehäuse, das einen rohrförmigen Keramikisolator umgibt, wobei der Isolator einen kegelförmigen vorderen Schenkelabschnitt aufweist, dessen vorderes Ende sich über das des Metallgehäuses hinaus erstreckt,
einer Mittelelektrode, die in dem Isolator eingeschlossen ist, wobei sich das vordere Ende der Mittelelektrode über die vordere Endfläche des Isolators als eine Zündspitze erstreckt, und einer Vielzahl von L-förmigen Außenelektroden, die jeweils einen axialen Abschnitt und einen radialen Abschnitt aufweisen, wobei sich der axiale Abschnitt ausgehend von dem vorderen Ende des Metallgehäuses erstreckt, der radiale Abschnitt eine innere Fläche aufweist, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Endfläche des Isolators angeordnet ist, und eine Endspitze aufweist, die so ausgelegt ist, daß sie einer seitlichen Fläche der Zündspitze quer zu einem Elektrodenabstand, der dazwischen errichtet werden soll, entgegengesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der axiale Abstand (b) zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Fläche des radialen Abschnitts jeder der Außenelektroden in dem Bereich von 0,3 mm bis einschließlich 1,2 mm liegt, und
daß die Endspitze des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode kurz vor einem winkligen Abschnitt der vorderen Endfläche des Isolators endet, wobei eine Beziehung zwischen den Abmessungen (a), (d) und (c) folgendermaßen lautet:
(a/2) < d < (3a/2), und
c > a,
wobei a der Elektrodenabstand ist, der zwischen der seitlichen Fläche der Zündspitze und der Endspitze des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode gebildet wird,
d der Mindestabstand zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Fläche des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode ist, und
c der radiale Abstand zwischen der seitlichen Fläche des vorderen Schenkelabschnitts des Isolators und einer inneren Fläche des axialen Abschnitts jeder Außenelektrode ist.
Die Verlängerung des vorderen Endes des Isolators macht es möglich, seinen äußeren Oberflächenbereich zu vergrößern, um seine Hitzebeständigkeit zu verbessern, da er jedesmal dann, wenn das Kraftstoff-Luftgemisch in den Motorzylinder eingeführt wird, effektiver gekühlt wird. Dadurch wird die Notwendigkeit, die Länge des Schenkelabschnitts zu verringern, kleiner. Andererseits ist es ausreichend, die Länge des Schenkelabschnitts wenn überhaupt, dann nur geringfügig zu verkürzen. Wenn außerdem die Verschmutzung den Isolationswiderstand zwischen den Elektroden verringert, dann verläuft eine Zündfunkenentladung entlang der vorderen Endfläche, um jegliche Kohlenstoffpartikelablagerung zu entfernen, um so einen Selbstreinigungsvorgang zu bewirken. Ein axialer Abstand (b) von weniger als 0,3 mm bewirkt oft eine halbkriechende Entladung und eine Kanalbildung auf einer äußeren Oberfläche des Isolators, während ein axialer Abstand (b) von über 1,2 mm die Kühl- und Selbstreinigungseffekte verringert.
Wenn die vordere Endfläche des Isolators frei von der Kohlenstoffpartikelablagerung ist, ist eine Spannung, die benötigt wird, um eine Funkenentladung zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der Außenelektrode zu bewirken, wieder 1/2 bis 3/4 mal größer als die, die zwischen der Zündspitze der Mittelelektrode und der Endspitze der Außenelektrode benötigt wird.
Deshalb ist es notwendig, (a/2) ≤ (b) so vorzusehen, daß bewirkt wird, daß eine Entladung durch die Funkenstrecke zwischen der Zündspitze der Mittelelektrode und der Endspitze der Außenelektrode auftritt.
Wenn die vordere Endfläche des Isolators verschmutzt ist, wird seine vordere Endfläche gleichwertig zu einem elektrischen Leiter, was zu einer theoretischen Beziehung von (b) ≤ (a) und (c) > (a) führt. In diesem Fall kann, wenn man Positionsfehler zwischen dem Isolator und den Elektroden in Betracht zieht, die Beziehung zwischen (a), (b) und (c) als (a/2) ≤ b ≤ (3a/2) festgelegt werden, um zu bewirken, daß die Funkenentladung zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Seite des radialen Abschnitts der Außenelektrode kriecht, um den Selbstreinigungsvorgang zu bewirken.
Wenn die vordere Endfläche des Isolators frei von der Kohlenstoffpartikelablagerung ist, ist eine Spannung, die benötigt wird, um eine Funkenentladung zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der Außenelektrode zu bewirken, wieder 1/2 bis 3/4 mal größer als die, die zwischen der Zündspitze der Mittelelektrode und der Endspitze der Außenelektrode benötigt wird. Deshalb ist es notwendig, (a/2) ≤ (d) so vorzusehen, daß eine Entladung durch die Funkenstrecke zwischen der Zündspitze der Mittelelektrode und der Endspitze der Außenelektrode bewirkt wird.
Wenn die vordere Endfläche des Isolators verschmutzt ist, wird seine vordere Endfläche gleichwertig zu einem elektrischen Leiter, was zu einer theoretischen Beziehung von (d) ≤ (a) und (c) > (a) führt. In diesem Fall kann, wenn man Positionsfehler zwischen dem Isolator und den Elektroden in Betracht zieht, die Beziehung zwischen (a), (d) und (c) als (a/2) ≤ d ≤ (3a/2) festgelegt werden, damit die Funkenentladung zwischen der vorderen Endfläche des Isolators und der inneren Seite des radialen Abschnitts der Außenelektrode verläuft, um den Selbstrelnigungsvorgang zu bewirken.
Mit der Erfindung können die vorher erwähnten Nachteile auf der Grundlage, daß ein Mindestabstand zwischen der Außenelektrode und einer vorderen Endfläche des Isolators als nicht unbedingt notwendig erachtet wird, reduziert werden. Die Erfindung sieht eine Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken vor, die ein verlängertes vorderes Ende des Schenkelabschnitts zuläßt, ohne daß der Schenkelabschnitt verkleinert werden muß, so daß Wärme von dem Schenkelabschnitt abgestrahlt wird, und gleichzeitig das Erreichen eines verbesserten Selbstreinigungsvorgangs zuläßt um so das vordere Ende des Schenkelabschnitts vor dem Verschmutzen zu schützen.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, die nur beispielshalber gegeben sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken;
Fig. 3 eine Draufsicht von unten auf Fig. 2;
Fig. 4 eine erläuternde graphische Darstellung, die zum Zeitpunkt des Durchführens eines Vor-Zuleitungstests erhalten wird;
Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse des Vor-Zuleitungstests zeigt;
Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind die Elektroden einer in Fig. 2 veranschaulichten Zündkerze (A) mit einer Vielzahl von Funkenstrecken gezeigt, die in einem Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine (nicht gezeigt) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingebaut ist. Die Zündkerze (A) weist ein zylindrisches Metallgehäuse 1 auf, das aus einem weichen Stahl hergestellt ist und ein Abschnitt 12 mit einem Außengewinde (JIS M14 x 1,25), einen Sechskantmutterabschnitt 13 und einen mittleren Abschnitt 14 umfaßt der einen Durchmesser von 19,5 mm aufweist. Der Sechskantmutterabschnitt 13 dient dazu, eine Installierung zu beschleunigen, wenn die Zündkerze (A) an dem Zylinderkopf unter Verwendung eines Werkzeugs, z.B. eines Schraubenschlüssels, befestigt werden soll. In dem Metallgehäuse 1 ist ein rohrförmiger Isolator 2 konzentrisch angeordnet, wobei ein innerer Raum davon als eine axiale Bohrung 22 dient. Der Isolator 2 ist aus einem gesinterten Keramikmaterial mit Aluminium als einem Hauptbestandteil und einstückig hergestellt, wobei er einen sich verjüngenden Schenkelabschnitt 21 an einem unteren halben Abschnitt des Isolators 2 aufweist, der mit einer Länge (1) in Fig. 2 angegeben ist und der sich ausgehend von dem Punkt (k) zu dem Vorderende des Isolators 2 erstreckt. Das vordere Ende des Isolators 2 erstreckt sich über das des Metallgehäuses 1 um 2,5 mm hinaus, wie bei (m) in Fig. 2 angegeben ist, und der Schenkelabschnitt 21 ist auf eine Länge von 14 mm festgelegt, und eine vordere Endfläche 23 des Schenkelabschnitt 21 ist auf einen Durchmeser von 5,1 mm festgelegt. In der axialen Bohrung 22 des Isolators 2 ist eine Mittelelektrode 3 konzentrisch plaziert, die aus einer Legierung auf Nickelbasis hergstellt ist, und deren Durchmesser auf 2,5 mm festgelegt ist. Ein vorderes Ende der Mittelelektrode 3 erstreckt sich über das des Isolators 2 hinaus, um als eine Zündspitze 31 zu dienen. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet jede der drei Außenelektroden, von denen jede größenordnungsmäßig gleich ist, und die aus einer Nickelbasis-Legierung hergestellt sind. Die Außenelektrode 4 umfaßt ein axiales Stück 43 und ein radiales Stück 4b, um allgemein eine L-förmige Konfiguration zu bilden. Das axiale Stück 43 hängt von dem vorderen Ende 11 des Metallgehäuses 1 herunter, um umfangsseitig das vordere Ende des Isolators 2 in regelmäßigen Abständen von 120º zu umgeben. Das axiale Stück 43 der Außenelektrode 4 ist einstückig mit dem radialen Stück 4b verbunden, das eine Innenfläche 42 aufweist, die parallel zu der vorderen Endfläche 23 des Isolators 2 angeordnet ist. Eine Endspitze 41 des radialen Stücks 4b erstreckt sich über einen abgewinkelten Abschnitt 25 der vorderen Endfläche 23 in Richtung auf die Mitte des Isolators 2, um sich somit teilweise mit diesem zu überlappen, und die Endspitze 41 ist so angeordnet, daß sie einer Außenfläche 31a der Zündspitze 31 durch einen Elektrodenabstand (Gp) gegenüberliegt, wobei diese Abmessung im folgenden genauer bestimmt wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, in der eine dimensionale Beziehung aus Klarheitsgründen etwas übertrieben dargestellt ist, wird ein vertikaler Abstand (b) zwischen der Innenfläche 42 des radialen Stücks 4b der Außenelektrode 4 und der vorderen Endfläche 23 des Isolators 2 auf z.B. 0,7 mm festgelegt, was in einen Abmessungsbereich von jeweils einschließlich 0,3 bis 1,2 mm fällt. Ein radialer Abstand (c) zwischen der seitlichen Fläche des vorderen-Schenkelabschnitts des Isolators und der Innenfläche 4a des axialen Abschnitts 43 der Außenelektrode 4 wird auf 1,5 mm festgelegt. Außerdem wird ein Mindestabstand (a) zwischen der seitlichen Fläche 31a der Zündspitze 31 und der Endspitze 41 des radialen Abschnitts 4b auf 0,8 mm festgelegt, ein Breitenabstand, der gleich dem des Elektrodenabstands (Gp) ist.
In diesem Fall wird der axiale Abstand (b) auf 0,7 mm festgelegt, um in einem Abmessungsbereich von jeweils einschließlich 0,3 bis 1,2 mm zu liegen. Die dimensionale Beziehung zwischen dem Abstand (a), (b) und (c) wird so vorgesehen, daß sie die Ausdrücke (a/2) ≤ (b) ≤ (3a/2) und (c) > (a) zufriedenstellt.
In den Fig. 4 und 5 sind nun die Ergebnisse eines Vor-Zuleitungstests gezeigt, der in Zusammenhang mit der Zündkerze (A) ausgeführt wurde.
Drei Zündkerzen mit axialen Abständen (b) von jeweils 1,2 mm, 0,7 mm und 0,3 mm führten zu den Ergebnissen, die in der Fig. 5 mit den Bezugszeichen 51, 52 und 53 angegeben sind. Wie ein Ergebnis bei dem Bezugszeichen 50 in Fig. 5 zeigt, ist eine Gegenstück-Zündkerze vorbereitet worden, bei der ein axialer Abstand (b) mit 2 mm gemessen wird, und eine verlängerte Länge (m) eines vorderen Endes des Isolators soll 1,5 mm betragen.
Diese Zündkerzen wurden separat an einer Verbrennungskraftmaschine befestigt und zehn Zyklen lang unter einer Simulierung einer Kaltzone in der winterlichen Jahreszeit betätigt, wobei in Fig. 4 ein einziger Zyklus gezeigt ist.
Die aus dem oben genannten Test erhaltenen Ergebnisse lauten folgendermaßen:
Man hat herausgefunden, daß die Gegenstück-Zündkerze bezüglich des Wiederstarts des Motors bei sechs Zyklen versagt. Andererseits entluden die Zündkerzen, die mit den Bezugszeichen 51, 52 und 53 in Fig. 5 bezeichnet sind, jede einen Funken durch die Funkenstrecke (Gp), wobei die vordere Endfläche 23 des Isolators frei von der Kohlenstoffteilchenablagerung war.
Wenn sich Kohlenstoff auf der vorderen Endfläche 23 des Isolators niedergeschlagen hat, verringerte sich der Isolierwiderstand zwischen den Elektroden bis zu dem Betrag, daß sich ein Funke zwischen der vorderen Endfläche 23 und der Innenfläche 42 der Außenelektrode entlud, so daß die Kohlenstoffablagerung verbrennt wurde und somit von der vorderen Endfläche 23 durch einen Selbstreinigungsvorgang entfernt wurde.
Gemäß der Erfindung hat man auch herausgefunden, daß die Zündkerzen gemäß der Erfindung ein erneutes Starten des Motors an jeder Stufe des Betriebszyklus erlauben.
Das vordere Ende des Schenkelabschnitts 21 des Isolators 2 erstreckt sich über das des Metallgehäuses 1 um 2,5 mm hinaus, so daß das vordere Ende des Schenkelabschnitts 21 durch das angesaugte Kraftstoff-Luftgemisch besser gekühlt wird, was zu Hitzebeständigkeitseigenschaften führt, die gleich denen einer Zündkerze mit einer einzigen Funkenstrecke sind.
Gemäß einem Dauerversuch, der separat davon durchgeführt wurde, obwohl er hier nicht genauer gezeigt ist, hat man herausgefunden, daß die Zündkerze der Erfindung 1,7 mal haltbarer ist als eine Zündkerze mit einer einzigen Funkenstrecke, was den Funkenerosionswiderstand der Mittelelektrode betrifft, und was somit zu einer langen Nutzungsdauer beiträgt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6, die eine Zündkerze (B) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, ist der Isolator 2 zum Zwecke der Realisierung einer kompakten Zündkerze im ganzen etwas in seiner diametralen Abmessung verkleinert.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche Bezugszeichen in Fig. 1 identisch zu denen in Fig. 6. Bei der Zündkerze (B) endet die Endspitze 41 des radialen Abschnitts 4b geringfügig kurz vor dem abgewinkelten Abschnitt 25 der vorderen Endfläche 23 des Schenkelabschnitts 21.
Wie durch die in Fig. 6 veranschaulichten Linien gezeigt ist, wird in diesem Fall ein Mindestabstand (d) zwischen der Innenfläche 42 des radialen Abschnitts 4b der Außenelektrode 4 und der vorderen Endfläche 23 des Isolators 2 z.B. auf 0,7 mm festgelegt.
Andererseits wird der radial kürzeste Abstand (c) zwischen der äußeren Fläche 24 des vorderen Schenkelabschnitts des Isolators 2 und der Innenfläche 4a des axialen Abschnitts 43 der Außenelektrode 4 auf 1,5 mm festgelegt. Außerdem wird der Funkenstreckenabstand (a) zwischen der seitlichen Fläche 31a der Zündspitze 31 und der Endspitze 41 des radialen Abschnitts 4b entsprechend dem Elektrodenabstand (Gp) auf 0,8 mm festgelegt.
In dieser Situation wird der axiale Abstand (b) zwischen der Innenfläche 42 des radialen Abschnitts 4b der Außenelektrode 4 und der vorderen Endfläche 23 des Isolators auf etwa 0,7 mm (genauer gesagt 0,65 mm) festgelegt, damit dies in einen Abmessungsbereich von jeweils einschließlich 0,3 bis 1,2 mm fällt.
Wie oben erwähnt, wird der axiale Abstand (b) so bestimmt, daß er etwa 0,7 mm ist, damit er in den Abmessungsbereich von jeweils einschließlich 0,3 mm bis 1,2 mm fällt. Außerdem wird die größenordnungsmäßige Beziehung zwischen den Abständen (a), (d) und (c) so vorgesehen, daß sie die Ausdrücke von (a/2) ≤ (d) ≤ (3a/2) und (c) > (a) befriedigen.
Es sei angemerkt, daß anstelle der 0,7 mm die Abstände (b), (d) im wesentlichen frei angeordnet werden können, solange diese Abstände in einem Abmessungsbereich von jeweils einschließlich 0,3 mm bis 1,2 mm liegen.
Außerdem ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht nur auf Zündkerzen mit drei Funkenstrecken, sondern auch auf Zündkerzen mit zwei Funkenstrecken anwendbar ist.
Es sei angemerkt, daß durch Berechnen eines arithmetischen Mittels aus den Maximum- und Mindestabständen anstelle des radialen Abstands zwischen der seitlichen Fläche 24 des vorderen Schenkelabschnitts des Isolators 2 und einer Innenfläche 4a des axialen Abschnitts 43 der Außenelektrode 4 ein Durchschnittsabstand eingeführt werden kann.
Außerdem ist das Material der Mittelelektrode und der Außenelektrode nicht nur auf eine Legierung auf Nickelbasis beschränkt. Bei der Herstellung des Isolators 2 können auch Kohlenstoffnitrid und Siliziumnitrid hinzugefügt werden.
Es sei weiterhin angemerkt, daß die Außenelektroden einstückig von dem vorderen Ende des Metallgehäuses herunterhängen können.

Claims

1. Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken für eine Verbrennungskraftmaschine, mit:

einem zylindrischen Metallgehäuse (1), das einen rohrförmigen Keramikisolator (2) umgibt, wobei der Isolator (2) einen kegelförmigen vorderen Schenkelabschnitt (21) aufweist, dessen vorderes Ende (23) sich über das des Metallgehäuses (1) hinaus erstreckt,

einer Mittelelektrode (3), die in dem Isolator (2) eingeschlossen ist, wobei sich das vordere Ende der Mittelelektrode (3) über die vordere Endfläche des Isolators als eine Zündspitze (31) erstreckt, und

einer Vielzahl von L-förmigen Außenelektroden (4), die jeweils einen axialen Abschnitt (43) und einen radialen Abschnitt (4b) aufweisen, wobei sich der axiale Abschnitt (43) ausgehend von dem vorderen Ende (11) des Metallgehäuses (1) erstreckt, der radiale Abschnitt (4b) eine innere Fläche (42) aufweist, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) angeordnet ist, und eine Endspitze (41) aufweist, die so ausgelegt ist, daß sie einer seitlichen Fläche (31a) der Zündspitze (31) quer zu einem Elektrodenabstand, der dazwischen errichtet werden soll, entgegenge setzt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der axiale Abstand (b) zwischen der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) und der inneren Fläche (42) des radialen Abschnitts (4b) jeder der Außenelektroden (4) in dem Bereich von 0,3 mm bis einschließlich 1,2 mm liegt, und

daß sich die Endspitze (41) des radialen Abschnitts (4b) jeder Außenelektrode (4) so über einen eckigen Abschnitt (25) der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) erstreckt, daß er diesen teilweise überlappt, wobei eine Beziehung zwischen den Abmessungen (a), (b) und (c) folgendermaßen lautet:

(a/2) < b < (3a/2), und

c > a,

wobei a der Elektrodenabstand zwischen der seitlichen Fläche (31a) der Zündspitze (31) und der Endspitze (41) des radialen Abschnitts (4b) jeder Außenelektrode (4) ist,

b der axiale Abstand zwischen der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) und der inneren Fläche (42) des radialen Abschnitts (4b) jeder Außenelektrode (4) ist, und

c der Abstand zwischen der seitlichen Fläche (24) des vorderen Schenkelabschnitts (21) des Isolators (2) und der inneren Fläche (4a) des axialen Abschnitts (43) jeder Außenelektrode (4) ist.

2. Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken für eine Verbrennungskraftmaschine, mit:

einer Mittelelektrode (3), die in dem Isolator (2) eingeschlossen ist, wobei sich das vordere Ende der Mittelelektrode (3) über die vordere Endfläche (23) des Isolators (2) als eine Zündspitze (31) erstreckt, und

einer Vielzahl von L-förmigen Außenelektroden (4), die jeweils einen axialen Abschnitt (43) und einen radialen Abschnitt (4b) aufweisen, wobei sich der axiale Abschnitt (43) ausgehend von dem vorderen Ende (11) des Metallgehäuses (1) erstreckt, der radiale Abschnitt (4b) eine innere Fläche (42) aufweist, die im wesentlichen parallel zu der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) angeordnet ist, und eine Endspitze (41) aufweist, die so ausgelegt ist, daß sie einer seitlichen Fläche (31a) der Zündspitze (31) quer zu einem Elektrodenabstand (Gp), der dazwischen errichtet werden soll, entgegengesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Endspitze (41) des radialen Abschnitts jeder Außenelektrode (4) kurz vor einem winkligen Abschnitt (25) der vorderen Endfläche (23) des Isolators (2) endet, wobei eine Beziehung zwischen den Abmessungen (a), (d) und (c) folgendermaßen lautet:

(a/2) < d < (3a/2), und

c > a,

wobei a der Elektrodenabstand (Gp) ist, der zwischen der seitlichen Fläche (31a) der Zündspitze (31) und der Endspitze (41) des radialen Abschnitts (4b) jeder Außenelektrode (4) gebildet wird,

d der Minimumabstand zwischen der vorderen Endfläche des Isolators (2) und der inneren Fläche (42) des radialen Abschnitts (4b) jeder Außenelektrode (4) ist, und

c der radiale Abstand zwischen der seitlichen Fläche (24) des vorderen Schenkelabschnitts (21) des Isolators (2) und einer inneren Fläche (4a) des axialen Abschnitts (43) jeder Außenelektrode (4) ist.

3. Zündkerze mit einer Vielzahl von Funkenstrecken für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der sich das vordere Ende (23) des Isolators (2) um 2,5 mm über das des Metallgehäuses (1) hinaus erstreckt und die Länge des Schenkelabschnitts des Isolators (2) auf 14 mm festgelegt ist.

4. Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

5. Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4.