DE69706739T2 - Dual polarity ignition system for a group of spark plugs - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem des Typs mit zweifacher Polarität für eine Zündkerzengruppe, wobei eine Edelmetallspitze an einer Elektrode befestigt ist, um eine Zünderosionswiderstandsfähigkeit vorteilhaft zu verbessern, und insbesondere bezieht sie sich auf eine Zündkerze, die mit einer Zündvorrichtung des Typs mit zweifacher Polarität als Energiequelle betrieben wird.The invention relates to a dual polarity type ignition system for a spark plug group wherein a noble metal tip is attached to an electrode to advantageously improve ignition erosion resistance, and more particularly, it relates to a spark plug operated with a dual polarity type ignition device as a power source.
Bei einer verteilerlosen Zündvorrichtung des Typs mit zweifacher bzw. dualer Polarität (DLI) wird eine Reihe von Zündkerzen in zwei Gruppen kategorisiert, wobei bei der einen Gruppe eine Klemme mit einer positiven Hochspannungsklemme einer Sekundärspule in einer Zündspule verbunden ist und bei der anderen Gruppe die Klemme mit einer negativen Hochspannungsklemme der Sekundärspule in der Zündspule verbunden ist. In jeder der Gruppen der Zündkerzen wurden strukturell gleiche Zündkerzen in die Zündvorrichtung eingebaut.In a dual polarity (DLI) type distributorless ignition device, a series of spark plugs is categorized into two groups, one of which has a terminal connected to a positive high voltage terminal of a secondary coil in an ignition coil, and the other group has a terminal connected to a negative high voltage terminal of the secondary coil in the ignition coil. In each of the groups of spark plugs, structurally identical spark plugs were installed in the ignition device.
Andererseits wurde eine Pt-verwandte Edelmetallspitze für einen Zündbereich einer Zentral- und Masse-Elektrode verwendet, um eine Zünderosionswiderstandsfähigkeit zu erreichen. Bei einer Platin-Zündkerze, bei der die Pt-verwandte Metallspitze vorgesehen ist, ist es möglich, zu verhindern, daß sich ein Funkenspalt aufgrund der Spatterwirkung unabsichtlich vergrößert, bei der der Zündbereich funkenerodiert würde, so daß ein Teil des Zündbereiches allmählich entschwindet. Ein experimentelles Versuchsergebnis zeigte, daß die Dauerhaltbarkeit bezüglich der Funkenerosion von etwa 30.000 km auf 100.000 km verbessert wurde. Das Pt- verwandte Edelmetall ist jedoch sehr teuer.On the other hand, a Pt-related noble metal tip was used for an ignition region of a center and ground electrode in order to achieve spark erosion resistance. In a platinum spark plug in which the Pt-related noble metal tip is provided, it is possible to prevent a spark gap from being inadvertently enlarged due to the spattering effect in which the ignition region would be spark eroded, so that a part of the ignition region gradually disappears. An experimental test result showed that the durability against spark erosion was improved from about 30,000 km to 100,000 km. However, the Pt-related noble metal is very expensive.
Bei Einbau der Platinzündkerze in das verteilerlose Zündsystem (DLI) des Typs mit zweifacher Polarität wurde die abmessungsmäßig gleiche Pt-verwandte Metallspitze verwendet, unabhängig davon, ob die Zündkerze mit der Seite negativer oder positiver Polarität verbunden war.When the platinum spark plug was installed in the dual polarity type distributorless ignition (DLI) system, the dimensionally same Pt-related metal tip was used regardless of whether the spark plug was connected to the negative or positive polarity side.
Bei der in die verteillose Zündvorrichtung (DLI) eingebauten Platin-Zündkerze wird eine Masse-Elektrode der Zündkerzengruppe, bei der die positive Hochspannung an der Zentralelektrode liegt, rascher funkenerodiert als die, bei der die negative Hochspannung an einer Zentralelektrode liegt. Die Zentralelektrode der Zündkerzengruppe, bei der die negative Hochspannung an einer Zentralelektrode liegt, wird rascher funkenerodiert als diejenige, bei der die positive Hochspannung an der Zentralelektrode liegt.In the platinum spark plug installed in the distributorless ignition device (DLI), a ground electrode of the spark plug group, where the positive high voltage is applied to the central electrode, is spark eroded more quickly than that where the negative high voltage is applied to a central electrode. The central electrode of the spark plug group, where the negative high voltage is applied to a central electrode, is spark eroded more quickly than the one in which the positive high voltage is applied to the central electrode.
Trotz der Pt-verwandten Metallspitze wird diese Spitze in nicht akzeptabler Weise am Ende einer Wartungsperiode in der Masse-Elektrode der Zündkerzengruppe erodiert, bei der die positive Hochspannung an der Masse-Elektrode liegt, wobei die Pt-verwandte Metallspitze in der Masse-Elektrode der anderen Zündkerzengruppe leicht erodiert wird, in der die negative Hochspannung an der Zentralelektrode liegt.Despite the Pt-related metal tip, this tip is unacceptably eroded at the end of a service period in the ground electrode of the spark plug group where the positive high voltage is at the ground electrode, whereas the Pt-related metal tip is slightly eroded in the ground electrode of the other spark plug group where the negative high voltage is at the center electrode.
Das gleiche gilt bezüglich der Pt-verwandten Metallspitze, die in nicht annehmbarer Weise in der Zentralelektrode der Zündkerzengruppe erodiert wird, in der die negative Hochspannung an der Zentralelektrode liegt, wobei die Pt-verwandte Metallspitze in der Zentralelektrode der anderen Zündkerzengruppe leicht erodiert wird, in der die positive Hochspannung an der Zentralelektrode liegt.The same applies to the Pt-related metal tip which is unacceptably eroded in the center electrode of the spark plug group in which the negative high voltage is applied to the center electrode, while the Pt-related metal tip is slightly eroded in the center electrode of the other spark plug group in which the positive high voltage is applied to the center electrode.
Aus diesem Grund wird die Platinzündkerze in verschwenderischer Weise durch eine neue ersetzt, obwohl die teure Pt-verwandte Metallspitze an der zentralen oder Masse-Elektrode in der jeweiligen Zündkerzengruppe noch ausreichend ist.For this reason, the platinum spark plug is wastefully replaced with a new one, although the expensive Pt-related metal tip on the central or ground electrode in the respective spark plug group is still sufficient.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt daher darin, ein Zündsystems des Typs mit zweifacher Polarität für eine Zündkerzengruppe zu schaffen, das in der Lage ist, die Funkenerosion der Edelmetallspitze auszugleichen, unabhängig davon, ob eine negative oder positive Hochspannung an einer Zentralelektrode liegt, und dadurch einen ökonomischen Nutzen des teuren Edelmetalls sicherzustellen, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu opfern.A main object of the invention is therefore to provide a dual polarity type ignition system for a spark plug group which is capable of compensating for spark erosion of the precious metal tip regardless of whether a negative or positive high voltage is applied to a central electrode, and thereby ensuring economical use of the expensive precious metal without sacrificing good spark erosion resistance.
Die Erfindung basiert darauf, daß herausgefunden wurde, daß bei einem Zündsystems des Typs mit zweifacher Polarität die Edelmetallspitze einer Zentralelektrode der Zündkerze (Gruppe positiver Polarität), an der eine hohe positive Spannung liegt, langsamer funkenerodiert wird als die Masse-Elektrode und langsamer als die Zentralelektrode einer Zündkerze (Gruppe negativer Polarität), an der eine negative Hochspannung liegt. Andererseits wird die Edelmetallspitze einer Masse- Elektrode der Zündkerze (Gruppe negativer Polarität), bei der die negative Hochspannung an der Zentralelektrode liegt, langsamer funkenerodiert als die Zentralelektrode und langsamer als die Masse-Elektrode der Zündkerze (Gruppe positiver Polarität), bei der die positive Hochspannung an der Zentralelektrode liegt.The invention is based on the discovery that in a dual polarity type ignition system, the precious metal tip of a spark plug center electrode (positive polarity group) having a high positive voltage is spark eroded more slowly than the ground electrode and more slowly than the spark plug center electrode (negative polarity group) having a high negative voltage. On the other hand, the precious metal tip of a spark plug ground electrode (negative polarity group) having a high negative voltage at the central electrode, spark erodes more slowly than the central electrode and slower than the ground electrode of the spark plug (group of positive polarity), where the positive high voltage is at the central electrode.
Im Hinblick auf das Vorstehende wurde herausgefunden, daß die Funkenerosionswiderstandsfähigkeit nicht wesentlich dadurch beeinflußt wird, daß die langsamer erodierte Edelmetallspitze abmessungsmäßig kleiner gestaltet wird oder aus einer Legierung mit einem geringeren Edelmetallgehalt gemacht wird als die schneller erodierten Spitzen.In view of the above, it has been found that the spark erosion resistance is not significantly affected by making the slower eroded precious metal tip dimensionally smaller or by making it from an alloy with a lower precious metal content than the faster eroded tips.
Dies ermöglicht, die Menge an für die Zündkerze verwendetem Edelmetall zu vermindern, um zu einer Kostenverminderung der Zündkerze und des Zündsystems beizutragen, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren.This makes it possible to reduce the amount of precious metal used in the spark plug, thus contributing to a cost reduction of the spark plug and the ignition system without losing good spark erosion resistance.
Tatsächlich kann die Edelmetallspitze an der langsamer erodierenden Seite weggelassen werden.In fact, the precious metal tip on the slower eroding side can be omitted.
Erfindungsgemäß wird ein Zündsystem des Typs mit zweifacher Polarität geschaffen mit einer Zündspule zum Erzeugen einer Hochspannung an einem Sekundärspulenanschluß, der mit einer Gruppe von Zündkerzen verbunden ist, wobei jede Zündkerze enthält:According to the invention there is provided an ignition system of the dual polarity type comprising an ignition coil for generating a high voltage at a secondary coil terminal connected to a group of spark plugs, each spark plug comprising:
einen zylindrischen Metallmantel, in dem ein Isolator vorgesehen ist;a cylindrical metal shell in which an insulator is provided;
welcher Isolator eine axiale Bohrung aufweist, in der eine Zentralelektrode vorgesehen ist;which insulator has an axial bore in which a central electrode is provided;
eine Masse-Elektrode, die von dem Metallmantel ausgeht, um mit der Zentralelektrode einen Zündentladungsspalt zu bilden;a ground electrode extending from the metal shell to form an ignition discharge gap with the central electrode;
wobei die Zündkerzen zwei Gruppen bilden: eine Gruppe positiver Polarität, bei der eine hohe positive Spannung an der Zentralelektrode liegt, und eine Gruppe negativer Polarität, bei der eine hohe negative Spannung an der Zentralelektrode liegt;the spark plugs forming two groups: a positive polarity group in which a high positive voltage is applied to the central electrode and a negative polarity group in which a high negative voltage is applied to the central electrode;
wobei die Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität eine Edelmetallspitze hat undwherein the ground electrode of each spark plug of the positive polarity group has a precious metal tip and
die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe mit negativer Polarität eine Edelmetallspitze hat;the central electrode of each spark plug in the negative polarity group has a precious metal tip;
dadurch gekennzeichnet, daß eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:characterized in that one of the following conditions is met:
(a) die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität hat eine Edelmetallspitze, die schmaler ist oder einen geringeren Edelmetallgehalt hat als eine oder beide der (i) Edelmetallspitzen der Masse-Elektrode davon oder (ii) die Edelmetallspitze der Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe negativer Polarität; oder(a) the central electrode of each spark plug of the positive polarity group has a precious metal tip which is narrower or has a lower precious metal content than either or both of (i) the precious metal tips of the earth electrode thereof or (ii) the precious metal tip of the central electrode of each spark plug of the negative polarity group; or
(b) die Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe negativer Polarität hat eine Edelmetallspitze, die keiner ist als oder einen geringeren Edelmetallgehalt hat als eine oder beide der Edelmetallspitzen der Zentralelektrode davon oder (ii) die Edelmetallspitze der Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität; oder(b) the earth electrode of each spark plug of the negative polarity group has a precious metal tip which is less than or has a lesser precious metal content than one or both of the precious metal tips of the central electrode thereof or (ii) the precious metal tip of the earth electrode of each spark plug of the positive polarity group; or
(c) die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität ist mit einer Edelmetallspitze versehen und die Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe negativer Polarität ist nicht mit einer Edelmetallspitze versehen; oder(c) the centre electrode of each spark plug of the positive polarity group is provided with a precious metal tip and the earth electrode of each spark plug of the negative polarity group is not provided with a precious metal tip; or
(d) weder die Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe negativer Polarität noch die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe mit positiver Polarität ist mit einer Edelmetallspitze versehen.(d) neither the earth electrode of each spark plug of the negative polarity group nor the centre electrode of each spark plug of the positive polarity group is provided with a precious metal tip.
Zusätzlich zu der Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe negativer Polarität mit einer Edelmetallspitze, die kleiner als die Edelmetallspitze der Masse- Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität ist, kann die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe mit positiver Polarität eine Edelmetallspitze haben, die kleiner ist als die Edelmetallspitzen der Zentralelektroden der Gruppe mit negativer Polarität.In addition to the ground electrode of each spark plug of the negative polarity group having a precious metal tip smaller than the precious metal tip of the ground electrode of each spark plug of the positive polarity group, the center electrode of each spark plug of the positive polarity group may have a precious metal tip smaller than the precious metal tips of the center electrodes of the negative polarity group.
Weiter kann die Masse-Elektrode jeder Zündkerze der Gruppe mit negativer Polarität eine Edelmetallspitze haben, die einen kleineren Edelmetallgehalt hat als die Edelmetallspitzen der Masse-Elektroden der Gruppe positiver Polarität. Weiter kann die Zentralelektrode jeder Zündkerze der Gruppe positiver Polarität eine Edelmetallspitze mit einem geringeren Edelmetallgehalt haben, als die Edelmetallspitzen der Masse-Elektroden der Gruppe mit negativer Polarität.Furthermore, the ground electrode of each spark plug of the negative polarity group may have a precious metal tip that has a lower precious metal content than the precious metal tips of the ground electrodes of the positive polarity group. Furthermore, the center electrode of each spark plug of the positive polarity group may have a precious metal tip with a lower precious metal content than the precious metal tips of the ground electrodes of the negative polarity group.
Bezüglich der Zündkerzen in der Gruppe positiver Polarität können die Zentralelektroden Edelmetallspitzen haben, die kleiner sind als oder einen geringeren Edelmetallgehalt haben als die Edelmetallspitzen von deren Masse-Elektroden. Ähnlich können in der Gruppe negativer Polarität die Masse-Elektroden Edelmetallspitzen haben, die kleiner sind als oder einen geringeren Edelmetallgehalt haben als deren Masse-Elektroden.With respect to spark plugs in the positive polarity group, the central electrodes may have precious metal tips that are smaller than or have a lower precious metal content than the precious metal tips of their ground electrodes. Similarly, in the negative polarity group, the ground electrodes may have precious metal tips that are smaller than or have a lower precious metal content than their ground electrodes.
Diese unterschiedlichen Bedingungen können miteinander kombiniert werden.These different conditions can be combined with each other.
Die Zündkerzen in der Gruppe positiver Polarität oder der Gruppe negativer Polarität oder beide können der Bauart mit Mehrfachspalt sein, bei der eine Mehrzahl von Masse-Elektroden vorgesehen ist. In diesem Fall können Edelmetallspitzen, die größer sind oder einen höheren Edelmetallgehalt haben, auf die Elektroden gesetzt werden, die ein höheres Maß an Funkenerosion haben. Wenn eine Edelmetallspitze an der Masse-Elektrode vorgesehen ist, kann diese wenigstens teilweise an einer seitlichen Seite der Masselektrode sein.The spark plugs in the positive polarity group or the negative polarity group or both may be of the multi-gap type in which a plurality of ground electrodes are provided. In this case, noble metal tips that are larger or have a higher noble metal content may be placed on the electrodes that have a higher degree of spark erosion. If a noble metal tip is provided on the ground electrode, it may be at least partially on a lateral side of the ground electrode.
Die Edelmetallspitze kann aus einer auf Platin basierenden Legierung sein, die Nickel oder Iridium enthalten kann.The precious metal tip can be made of a platinum-based alloy, which can contain nickel or iridium.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:The invention is described below by way of example with reference to the drawings in which:
Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Zündkerze in Monospaltbauweise, die jede der Ausführungen der vorliegenden Erfindungen zeigt;Fig. 1 is a partial cross-sectional view of a monogap type spark plug showing each of the embodiments of the present inventions;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines vorderen Abschnittes der Zündkerze in Monospaltbauweise;Fig. 2 is an enlarged side view of a front portion of the mono-gap type spark plug;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die nach Durchführen eines Funkenerosionswiderstandstestes mit der Zündkerze in Monospaltbauweise in negativer Polarität erhalten wurde;Fig. 3 is a graph obtained after conducting a spark erosion resistance test on the mono-gap type spark plug in negative polarity;
Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, die nach Durchführen eines Funkenerosionswiderstandstestes mit der Zündkerze in Monospaltbauweise in positiver Polarität erhalten wurde;Fig. 4 is a graph obtained after conducting a spark erosion resistance test on the mono-gap type spark plug in positive polarity;
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, die die Menge von Edelmetall zeigt, das in jeder der Zündkerzen in Monospaltbauweise verwendet wurde;Fig. 5 is a graph showing the amount of precious metal used in each of the mono-gap type spark plugs;
Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines vorderen Abschnittes einer Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise, bei der an einer Zentralelektrode eine Edelmetallspitze entsprechend jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;Fig. 6 is an enlarged perspective view of a front portion of a multi-gap type spark plug in which a noble metal tip is provided on a center electrode according to each of the embodiments of the present invention;
Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines vorderen Abschnitts einer Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise, bei der an beiden Elektroden keine Edelmetallspitze entsprechend jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;Fig. 7 is an enlarged perspective view of a front portion of a multi-gap type spark plug in which no noble metal tip is provided on both electrodes according to each of the embodiments of the present invention;
Fig. 8 ist einer vergrößerte perspektivische Ansicht eines vorderen Abschnitts einer Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise, bei der an einer Masse-Elektrode eine Edelmetallspitze entsprechend jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, undFig. 8 is an enlarged perspective view of a front portion of a multi-gap type spark plug in which a noble metal tip is provided on a ground electrode according to each of the embodiments of the present invention, and
Fig. 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines vorderen Abschnitts einer Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise entsprechend einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Fig. 9 is an enlarged perspective view of a front portion of a multi-gap type spark plug according to a sixth embodiment of the present invention.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2, die eine Zündkerze B (C) in Monospaltbauweise mit einer Zündquelle mit zweifacher Polarität entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, hat die Zündkerze B (C) einen zylindrischen Metallmantel 1 und einen an dem Metallmantel 1 vorgesehenen Isolator 2 derart, daß ein Vorderende 20 des Isolators 2 von einem Vorderende 11 der Metallhülse 1 ausgeht. Der Isolator 2 hat eine Axialbohrung 21, in der eine Zentralelektrode 4 derart starr angeordnet ist, daß ihr vorderes Ende 41 von einem vorderen Ende 201 des Isolators 2 ausgeht. An einer vorderen Endfläche der Zentralelektrode 4 ist, wie nachfolgend genauer beschrieben, eine Edelmetallspitze 3 starr angeordnet. Mit dem Vorderende 11 des Metallmantels 1 ist eine Masse-Elektrode 6 der Parallelbauart verschweißt, deren vordere Innenseite 61 eine Edelmetallspitze 5 aufweist, um einen Zünd- bzw. Funkenentladungsspalt Gb mit der Edelmetallspitze 3 der Zentralelektrode 4 zu bilden.Referring to Figs. 1 and 2, which show a mono-gap type spark plug B (C) with a dual polarity ignition source according to a first embodiment of the invention, the spark plug B (C) has a cylindrical metal shell 1 and an insulator 2 provided on the metal shell 1 such that a front end 20 of the insulator 2 extends from a front end 11 of the metal shell 1. The insulator 2 has an axial bore 21 in which a center electrode 4 is rigidly arranged such that its front end 41 extends from a front end 201 of the insulator 2. A noble metal tip 3 is rigidly arranged on a front end surface of the center electrode 4, as described in more detail below. A ground electrode 6 of the parallel type is welded to the front end 11 of the metal casing 1, the front inner side 61 of which has a precious metal tip 5 in order to form an ignition or spark discharge gap Gb with the precious metal tip 3 of the central electrode 4.
Die derart aufgebaute Zündkerze B (C) ist zur Montage an einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) mittels eines Dichtrings 131 vorgesehen. Bezugszeichen 71 bezeichnet eine Anschlußelektrode; die Bezugszeichen 72 und 73 bezeichnen Glasdichtungen und das Bezugszeichen 74 bezeichnet ein Widerstandselement.The spark plug B (C) constructed in this way is intended for mounting on a cylinder head of an internal combustion engine (not shown) by means of a sealing ring 131. Reference numeral 71 denotes a terminal electrode; reference numerals 72 and 73 denote glass seals, and reference numeral 74 denotes a resistance element.
Der Einfachheit halber bezeichnet die Bezeichnung B die Zündkerze in Monospaltbauweise, bei der eine negative Hochspannung an der Zentralelektrode 4 (Gruppe der Seite mit negativer Polarität) liegt, während die Bezeichnung C die Zündkerze in Monospaltbauweise bezeichnet, bei der eine positive Hochspannung an der Zentralelektrode 4 (Gruppe der Seite positiver Polarität) entsprechend der vorliegenden und nachfolgenden Ausführungsformen der Erfindung liegt. Wenn die Bezeichnung A verwendet wird, bezeichnet diese eine vergleichbare Zündkerze in Monospaltbauweise, die nicht im Hinblick auf die Einstellung einer Menge des Edelmetalls verwendet wurde, die davon abhängt, ob die Zentralelektrode 4 auf der Seite negativer oder positiver Polarität ist.For convenience, the designation B denotes the mono-gap type spark plug in which a negative high voltage is applied to the central electrode 4 (group of the negative polarity side), while the designation C denotes the mono-gap type spark plug in which a positive high voltage is applied to the central electrode 4 (group of the positive polarity side) according to the present and subsequent embodiments of the invention. When the designation A is used, it denotes a comparable mono-gap type spark plug which has not been used with a view to adjusting an amount of the precious metal depending on whether the central electrode 4 is on the negative or positive polarity side.
Der Metallmantel 1 besteht aus Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, dessen Außenseite 120 einen Gewindebereich 112 aufweist. Der Metallmantel 1 hat weiter einen Rohrbereich 13 und einen hexagonalen Bereich 14. Der Rohrbereich hat den Dichtring 131 an der Grenze zu dem Gewindebereich 12. Der hexagonale Bereich 14 wird verwendet, um die Metallmantel 1 an den Zylinderkopf mittels eines Schraubenschlüssels zu montieren.The metal shell 1 is made of low carbon steel, the outer surface 120 of which has a threaded portion 112. The metal shell 1 further has a tube portion 13 and a hexagonal portion 14. The tube portion has the sealing ring 131 at the border with the threaded portion 12. The hexagonal portion 14 is used to mount the metal shell 1 to the cylinder head by means of a wrench.
Die Isolator 2 ist aus einem keramischen Material mit Aluminiumoxid als ein Hauptbestandteil hergestellt und hat eine Isolatornase 22, einen Bereich 23 mit vergrößertem Durchmesser und einen rohrförmigen Kopf 24, dessen Außenfläche einen Rippenbereich 241 bildet. Die Isolatornase 22 ist von dem Gewindebereich des Metallmantels 1 umgeben und der Bereich 23 mit vergrößertem Durchmesser ist von dem Rohrbereich 13 umgeben. Die Axialbohrung 21 verläuft durch die gesamte Länge des Isolators 2.The insulator 2 is made of a ceramic material with alumina as a main component and has an insulator nose 22, an enlarged diameter portion 23 and a tubular head 24 whose outer surface forms a rib portion 241. The insulator nose 22 is surrounded by the threaded portion of the metal shell 1 and the enlarged diameter portion 23 is surrounded by the tubular portion 13. The axial bore 21 runs through the entire length of the insulator 2.
Der Isolator 2 ist starr in dem Metallmantel 1 angeordnet, indem ein Sitzbereich 221 an einem verjüngtem Schulterbereich 123 an einem Verstärkungsrippenbereich 122 des Metallmantels 1 über eine Metalldichtung 121 anliegt. Der Isolator 2 wird durch dichtes Verstemmen eines hinteren Endansatzes 141 gegen den Isolator 2 stabilisiert, um den Isolator 2 hermetisch mittels O-Ringen 142, 143 und einer Talgdichtung 144 abzudichten.The insulator 2 is rigidly arranged in the metal shell 1 by a seat portion 221 on a tapered shoulder portion 123 on a reinforcing rib portion 122 of the metal shell 1 via a metal gasket 121. The insulator 2 is secured by tightly caulking a rear end projection 141 against the insulator 2 stabilized to hermetically seal the insulator 2 by means of O-rings 142, 143 and a tallow seal 144.
Die Zentralelektrode 4 ist aus einer Nickel-basierten Legierung hergestellt, in die ein Kupfer- oder Silbermetallkern 40 eingebettet ist. Die Zentralelektrode 4 hat einen Flanschbereich 42 und einen länglichen Bereich 43 und einen kegelstumpfförmigen Bereich 44, der von dem länglichen Bereich 43 nach vorne ausgeht. An einer vorderen Endfläche des kegelstumpfförmigen Bereiches 44 ist die Edelmetallspitze 3 starr angeordnet. Wenn auf das vordere Ende der Zentralelektrode 4 Bezug genommen wird, enthält diese einen Teil des länglichen Bereiches 43, den kegelstumpfförmigen Bereich 44 und die Edelmetallspitze 3. Eine Ausdehnung der Zentralelektrode 4 von dem Vorderende 201 des Isolators 2 ist 1,5 mm lang und der Funkenentladungsspalt Gp ist 1,0 mm breit.The central electrode 4 is made of a nickel-based alloy in which a copper or silver metal core 40 is embedded. The central electrode 4 has a flange portion 42 and an elongated portion 43 and a frustoconical portion 44 extending forward from the elongated portion 43. On a front end surface of the frustoconical portion 44, the noble metal tip 3 is rigidly arranged. When referring to the front end of the central electrode 4, it includes a part of the elongated portion 43, the frustoconical portion 44 and the noble metal tip 3. An extension of the central electrode 4 from the front end 201 of the insulator 2 is 1.5 mm long and the spark discharge gap Gp is 1.0 mm wide.
Die Edelmetallspitze 3 ist aus auf Platin basierender Legierung mit 20 Gew.-% Iridium hergestellt und hat die folgende Abmessung.The precious metal tip 3 is made of platinum-based alloy with 20 wt.% iridium and has the following dimensions.
Die Edelmetallspitze 3 mißt 0,8 mm im Durchmesser und 0,5 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze B in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 3 measures 0.8 mm in diameter and 0.5 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug B.
Die Edelmetallspitze 3 mißt 0,6 mm im Durchmesser und 0,2 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze C in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 3 measures 0.6 mm in diameter and 0.2 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug C.
Die Edelmetallspitze 3 mißt 0,8 mm im Durchmesser und 0,5 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze A in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 3 measures 0.8 mm in diameter and 0.5 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug A.
Die Masse-Elektrode 6 der Parallelbauweise hat eine L-förmige Gestalt, deren vordere Innenseite 61 die Edelmetallspitze 5 derart aufweist, daß sie einer vorderen Endfläche 31 der Edelmetallspitze 3 der Zentralelektrode 4 zugewandt ist.The ground electrode 6 of the parallel construction has an L-shaped configuration, the front inner side 61 of which has the noble metal tip 5 such that it faces a front end surface 31 of the noble metal tip 3 of the central electrode 4.
Die Edelmetallspitze 5 ist aus auf Platin basierender Legierung mit 20 Gew.-% Iridium in der gleichen Zusammensetzung hergestellt wie die Edelmetallspitze 3 und hat die folgenden Besonderheiten.The precious metal tip 5 is made of a platinum-based alloy with 20 wt.% iridium in the same composition as the precious metal tip 3 and has the following special features.
Die Edelmetallspitze 5 mißt 0,5 mm im Durchmesser und 0,2 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze B in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 5 measures 0.5 mm in diameter and 0.2 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug B.
Die Edelmetallspitze 5 mißt 0,9 mm im Durchmesser und 0,4 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze C in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 5 measures 0.9 mm in diameter and 0.4 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug C.
Die Edelmetallspitze 5 mißt 0,9 mm im Durchmesser und 0,4 mm in der Dicke, wenn auf die Zündkerze A in Monospaltbauweise Bezug genommen wird.The precious metal tip 5 measures 0.9 mm in diameter and 0.4 mm in thickness, when referring to the mono-gap type spark plug A.
Ein Funkenerosionswiderstandstest wurde durchgeführt, um die Zündkerze B (C) in Monospaltbauweise mit einer Zündkerze H in Monospaltbauweise zu vergleichen, bei der keine Edelmetallspitze (3,5) vorhanden war.A spark erosion resistance test was conducted to compare the monogap type B spark plug (C) with a monogap type H spark plug that did not have a precious metal tip (3.5).
Die jeweilige Abmessung, der Funkenentladungsspalt und das Rohmaterial der Zündkerze H in Monospaltbauweise sind gleich mit denen der Zündkerze B (C) in Monospaltbauweise mit der Ausnahme, daß bei der Zündkerze H in Monospaltbauweise keine Edelmetallspitze vorgesehen ist, wobei die Zündkerze H eine Zentralelektrode in gerader Bauart (2,5 mm im Durchmesser) hat.The respective dimensions, the spark discharge gap and the raw material of the spark plug H in monogap construction are the same as those of the spark plug B (C) in monogap construction, with the exception that the spark plug H in monogap construction does not have a precious metal tip, the spark plug H having a centre electrode of straight construction (2.5 mm in diameter).
Zur Versuchsdurchführung wurden die Zündkerzen A, B, C, H an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm in V-Bauweise unter Verwendung einer Zündvorrichtung (LDI) des Typs mit zweifacher Polarität in einem verteilerlosen Zündsystem des Typs mit zweifacher Polarität verwendet, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.To conduct the experiment, spark plugs A, B, C, H were used on a 3000 cc V-type 6-cylinder engine using a dual polarity type ignition device (LDI) in a dual polarity type distributorless ignition system to operate the engine at 5500 rpm · W.O.T. (full load condition) in the following combination.
Wie in Fig. 3 dargestellt, wurde in der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenerosionsgeschwindigkeit kein wesentlicher Unterschied zwischen der Zündkerze B in Monospaltbauweise (Gruppe negativer Polarität), bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und der Zündkerze A in Monospaltbauweise gefunden, die zu der Gruppe mit zweifacher Polarität gehört.As shown in Fig. 3, no significant difference was found in the spark discharge gap increase with respect to the spark erosion rate between the mono-gap type spark plug B (negative polarity group) in which the center electrode is on the negative polarity side and the mono-gap type spark plug A belonging to the dual polarity group.
Wie in Fig. 4 dargestellt, wurde zwischen der Zündkerze C in Monospaltbauweise (Gruppe positiver Polarität), bei der die Zentralelektrode auf der Seite positiver Polarität ist, und der Zündkerze A in Monospaltweise, die zu der Gruppe mit zweifacher Polarität gehört, ebenfalls kein wesentlicher Unterschied in der Funkenerosionsgeschwindigkeit gefunden.As shown in Fig. 4, a difference was made between the single-gap type spark plug C (positive polarity group) in which the center electrode is on the positive polarity side and the single-gap type spark plug A belonging to the double-gap type group. Polarity, also no significant difference in the spark erosion speed was found.
Fig. 5 zeigt eine Menge an Edelmetall, die für jede der Zündkerzen A, B, und C verwendet wurde. Wenn die Menge des in der Zündkerze A verwendeten Edelmetalls auf 1,0 gesetzt wird, beträgt die Menge des für die Zündkerzen B und C verwendeten Edelmetalls etwa 0,57 bzw. 0,61.Fig. 5 shows an amount of precious metal used for each of the spark plugs A, B, and C. When the amount of precious metal used in the spark plug A is set to 1.0, the amount of precious metal used for the spark plugs B and C is about 0.57 and 0.61, respectively.
Bei Verwendung der Zündkerze B in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der negativen Seite ist, und der Zündkerze C in Monospaltweise (Gruppe positiver Polarität), bei der die Zentralelektrode auf der positiven Seite ist, wurde gefunden, daß die Edelmetallspitze nur 59,5% der Menge an Edelmetall benötigt, das verwendet wird, wenn die Zündkerze A in Monospaltweise einheitlich verwendet wird. Dies ermöglicht, den Preis des Produktes zu vermindern, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen sichergestellt ist, wenn die Zündkerze A in Monospaltweise einheitlich verwendet wird.When using the monogap type spark plug B in which the center electrode is on the negative side and the monogap type spark plug C (positive polarity group) in which the center electrode is on the positive side, it was found that the precious metal tip requires only 59.5% of the amount of precious metal used when the monogap type spark plug A is used uniformly. This makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance which is substantially ensured when the monogap type spark plug A is used uniformly.
Es sei darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die an der Zentralelektrode 4 der Zündkerze C in Monospaltbauweise (Gruppe positiver Polarität) vorgesehene Edelmetallspitze wegzulassen, ohne die gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, wie sie in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird.It should be noted that it is possible to omit the noble metal tip provided on the central electrode 4 of the mono-gap type (positive polarity group) spark plug C without losing the good spark erosion resistance as obtained in the first embodiment of the present invention.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2, die auch eine Zündkerze B2 (C2) der Monospaltbauweise entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen, ist die Zentralelektrode 4 in der Zündkerze B2 in Monospaltbauweise (Gruppe negativer Polarität) auf der Seite negativer Polarität, und die Zentralelektrode 4 in der Zündkerze C2 der Monospaltbauweise (Gruppe positiver Polarität) ist auf der Seite positiver Polarität. Die jeweilige Abmessung, der Funkenentladungsspalt und das Rohmaterial der Zündkerze B2 (C2) in Monospaltbauweise sind gleich mit denen der Zündkerze B (C) in Monospaltbauweise.Referring to Figs. 1 and 2, which also show a monogap type spark plug B2 (C2) according to a second embodiment of the invention, the center electrode 4 in the monogap type spark plug B2 (negative polarity group) is on the negative polarity side, and the center electrode 4 in the monogap type spark plug C2 (positive polarity group) is on the positive polarity side. The respective dimension, spark discharge gap and raw material of the monogap type spark plug B2 (C2) are the same as those of the monogap type spark plug B (C).
Die Edelmetallspitze 3 mißt 0,8 mm im Durchmesser und 0,5 mm in der Dicke.The precious metal tip 3 measures 0.8 mm in diameter and 0.5 mm in thickness.
Die Edelmetallspitze 3 ist aus auf Platin basierender Legierung mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt.The precious metal tip 3 is made of platinum-based alloy with the following composition.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 5 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze B2 in Monospaltbauart bezogen ist.The platinum-based alloy contains 5 wt.% nickel when related to the B2 mono-gap spark plug.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 20 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze C2 in Monospaltbauweise bezogen ist.The platinum-based alloy contains 20 wt.% nickel when related to the C2 mono-gap spark plug.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 5 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze A2 in Monospaltbauart bezogen ist.The platinum-based alloy contains 5 wt.% nickel when related to the A2 mono-gap spark plug.
Die Edelmetallspitze 5 hat das gleiche Material wie die Edelmetallspitze 3 und mißt 0,9 mm im Durchmesser und 0,4 mm in der Dicke.The precious metal tip 5 has the same material as the precious metal tip 3 and measures 0.9 mm in diameter and 0.4 mm in thickness.
Die Edelmetallspitze 5 ist aus auf Platin basierende Legierung mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt.The precious metal tip 5 is made of platinum-based alloy with the following composition.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 30 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze B2 in Monospaltbauart bezogen ist.The platinum-based alloy contains 30 wt.% nickel when related to the B2 mono-gap spark plug.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 10 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze C2 in Monospaltbauweise bezogen ist.The platinum-based alloy contains 10 wt.% nickel when related to the C2 mono-gap spark plug.
Die auf Platin basierende Legierung enthält 10 Gew.-% Nickel, wenn sie auf die Zündkerze A2 in Monospaltbauweise bezogen ist.The platinum-based alloy contains 10 wt.% nickel when related to the A2 spark plug in mono-gap design.
Der Funkenerosionswiderstandsfähigkeitstest wurde in gleicher Weise wie bezüglich der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt.The spark erosion resistance test was conducted in the same manner as with respect to the first embodiment of the invention.
Beim Durchführen des Versuches wurden die Zündkerzen B2, C2, A2 an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm in V-Bauweise unter Verwendung einer Vorrichtung des Typs mit zweifacher Polarität in einem Zündsystem des Typs mit zweifacher Polarität angebracht, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.In carrying out the test, the spark plugs B2, C2, A2 were fitted on a 3000 cc six-cylinder V-type engine using a dual polarity type device in a dual polarity type ignition system. Polarity is installed to operate the engine at 5,500 rpm · WOT (wide throttle condition) in the following combination.
Das Ergebnis zeigt, daß kein signifikanter Unterschied in der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze B2 in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und der Zündkerze A2 in Mortospaltbauweise gefunden wurde, bei der die Zentralelektrode negative Polarität hat.The result shows that no significant difference was found in the spark discharge gap increase with respect to the spark erosion rate between the single-gap type spark plug B2 in which the center electrode is on the negative polarity side and the multiple-gap type spark plug A2 in which the center electrode has negative polarity.
Das Ergebnis zeigt weiter, daß ebenfalls kein signifikanter Unterschied in der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze C2 in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite positiver Polarität ist, und der Zündkerze A2 in Monospaltbauweise gefunden wurde, bei der die Zentralelektrode auf positiver Polarität ist.The result further shows that no significant difference in the spark erosion rate was found between the C2 mono-gap type spark plug, in which the center electrode is on the positive polarity side, and the A2 mono-gap type spark plug, in which the center electrode is on the positive polarity side.
Unter kombinatorischer Verwendung der Zündkerze B2 in Monospaltbauweise (Gruppe negativer Polarität), bei der die Zentralelektrode auf der negativen Seite mit einer größeren Menge an Edelmetallgehalt ist, und der Zündkerze C2 (Gruppe positiver Polarität) in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der positiven Seite eine geringere Menge an Edelmetallgehalt hat, ist es möglich, die Menge an Edelmetall im Vergleich zu der Menge zu vermindern, die erforderlich ist, wenn die Zündkerze A2 der Monospaltbauweise einheitlich verwendet wird. Dies ermöglicht, den Preis des Produktes zu vermindern, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen erhalten wird, wenn die Zündkerze A2 in Monospaltweise einheitlich verwendet wird.By combining the monogap type spark plug B2 (negative polarity group) in which the center electrode is on the negative side with a larger amount of precious metal content and the monogap type spark plug C2 (positive polarity group) in which the center electrode is on the positive side with a smaller amount of precious metal content, it is possible to reduce the amount of precious metal compared to the amount required when the monogap type spark plug A2 is used uniformly. This makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance which is essentially obtained when the monogap type spark plug A2 is used uniformly.
Es sei darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die an der Zentralelektrode 4 der Zündkerze C, C2 (Gruppe positiver Polarität) in Monospaltbauweise vorgesehene Edelmetallspitze wegzuleiten, ohne das gute Funkenerosionswiderstandsvermögen zu verlieren, wie es mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung erzielt wird.It should be noted that it is possible to remove the noble metal tip provided on the central electrode 4 of the spark plug C, C2 (positive polarity group) in mono-gap construction without losing the good spark erosion resistance as achieved with the second embodiment of the invention.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 und 8, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigen, wird die Zündkerze B (Gruppe negativer Polarität) in Monospaltbauweise verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 an der negativen Seite ist, und eine Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise wird verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der positiven Seite ist.Referring to Figs. 1 and 2 and 8, which show a third embodiment of the invention, the spark plug B (negative polarity group) is of mono-gap construction is used in which the center electrode 4 is on the negative side, and a multi-gap type spark plug F (positive polarity group) is used in which the center electrode 4 is on the positive side.
Die Zündkerze F in Mehrfachspaltbauweise enthält den Metallmantel 1, den Isolator 2 und die Zentralelektrode 4, deren Vorderende 41 von dem Vorderende 201 des Isolators 2 ausgeht. Wie mit Bezugszeichen 62 bezeichnet, gehen drei Masse-Elektroden von dem Vorderende 11 des Metallmantels 1 aus. Jede der vorderen Endflächen 621 der Masse-Elektroden 62 weist die Edelmetallspitze 622 auf, die einer hochgerichteten bzw. senkrechten Seite 411 des vorderen Endes 41 der Zentralelektrode 4 zugewandt ist.The multi-gap type spark plug F includes the metal shell 1, the insulator 2, and the center electrode 4, the front end 41 of which extends from the front end 201 of the insulator 2. As indicated by reference numeral 62, three ground electrodes extend from the front end 11 of the metal shell 1. Each of the front end surfaces 621 of the ground electrodes 62 has the noble metal tip 622 facing an upright side 411 of the front end 41 of the center electrode 4.
Die Edelmetallspitze 622 ist aus einer auf Platin basierenden Legierung hergestellt, die 20 Gew.-% Ir enthält und 0,9 mm im Durchmesser und 0,4 mm in der Dicke mißt. Im vorliegenden Fall kann die Edelmetallspitze um das vordere Ende 41 der Zentralelektrode 4 um deren gesamten Umfangslänge herum vorgesehen sein.The noble metal tip 622 is made of a platinum-based alloy containing 20 wt.% Ir and measures 0.9 mm in diameter and 0.4 mm in thickness. In the present case, the noble metal tip may be provided around the front end 41 of the central electrode 4 around its entire circumferential length.
Der Funkenerosionswiderstandsversuch wurde in gleicher Weise wie anhand der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, durchgeführt.The spark erosion resistance test was carried out in the same manner as described for the first embodiment of the invention.
Beim Durchführen des Versuches wurden die Zündkerzen B, F an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm in V-Bauweise unter Verwendung einer Vorrichtung (DLI) mit zweifacher Polarität in einem Zündsystem mit zweifacher Polarität angebracht, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.In conducting the experiment, spark plugs B, F were fitted to a 3000 cc V-type six-cylinder engine using a dual polarity device (DLI) in a dual polarity ignition system to operate the engine at 5500 rpm · W.O.T. (full load condition) in the following combination.
Das Ergebnis zeigt, daß kein signifikanter Unterschied in der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze B (Gruppe negativer Polarität) in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und der Zündkerze A (Gruppe zweifacher bzw. dualer Polarität) in Monospaltbauweise gefunden wurde, bei der die Zentralelektrode auf negativer Polarität ist, gefunden wurde.The result shows that no significant difference was found in the spark discharge gap increase with respect to the spark erosion rate between the spark plug B (negative polarity group) of monogap construction in which the center electrode is on the negative polarity side and the spark plug A (dual polarity group) of monogap construction in which the center electrode is on the negative polarity side.
Das Ergebnis zeigt weiter, daß kein signifikanter Unterschied in der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite positiver Polarität ist, und der Zündkerze A (Gruppe zweifacher Polarität) in Monospaltbauweise gefunden wurde, bei der die Zentralelektrode auf positiver Polarität ist.The result further shows that no significant difference in the spark erosion rate was found between the spark plug F (positive polarity group) of multi-gap construction in which the center electrode is on the positive polarity side and the spark plug A (dual polarity group) of mono-gap construction in which the center electrode is on the positive polarity side.
Mit der kombinierten Verwendung der Zündkerze B in Monospaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der negativen Seite ist, und der Zündkerze F in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der positiven Seite ist, ist es möglich, die Menge an Edelmetall im Vergleich zu der zu vermindern, die erforderlich ist, wenn die Zündkerze A in Monospaltbauweise einheitlich verwendet wird. Dies ermöglicht, den Preis des Produktes zu vermindern, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen erreicht wird, wenn die Zündkerze A in Monospaltbauweise einheitlich verwendet wird.With the combined use of the single-gap type spark plug B, in which the central electrode is on the negative side, and the multi-gap type spark plug F, in which the central electrode is on the positive side, it is possible to reduce the amount of precious metal compared to that required when the single-gap type spark plug A is used uniformly. This makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance, which is essentially achieved when the single-gap type spark plug A is used uniformly.
Es sei darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die Edelmetallspitze wegzulassen, die an der Zentralelektrode 4 der Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise vorgesehen ist. Es ist auch möglich, die Edelmetallspitze wegzulassen, die an der Masse-Elektrode der Zündkerze B in Monospaltbauweise (Gruppe negativer Polarität) vorgesehen ist. Es ist möglich, in Kombination diese beiden Zündkerzen zu verwenden, ohne die gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, wie sie mit der dritten Ausführungsform der Erfindung erreicht wird.It should be noted that it is possible to omit the noble metal tip provided on the center electrode 4 of the multi-gap type spark plug F (positive polarity group). It is also possible to omit the noble metal tip provided on the ground electrode of the mono-gap type spark plug B (negative polarity group). It is possible to use in combination these two spark plugs without losing the good spark erosion resistance as achieved with the third embodiment of the invention.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7, die eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigen, wird die Zündkerze D in Mehrfachspaltbauweise verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der negativen Seite ist, und eine Zündkerze E in Mehrfachspaltbauweise verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der positiven Seite ist.6 and 7, which show a fourth embodiment of the invention, the spark plug D of multi-gap type is used, in which the center electrode 4 is on the negative side, and a spark plug E of multi-gap type is used in which the center electrode 4 is on the positive side.
Die Zündkerze E in Mehrfachspaltbauweise hat den Metallmantel 1, den Isolator 2 und die Zentralelektrode 4, deren Vorderende 41 von dem Vorderende 201 des Isolators 2 ausgeht. Wie mit Bezugszeichen 62 bezeichnet, gehen drei Masse- Elektroden von dem Vorderende 11 des Metallmantels 1 aus, so daß ihre vorderen Endflächen 621 einer sich in Hochrichtung erstreckenden Seite 411 des vorderen Endes 41 der Zentralelektrode 4 zugewandt sind.The spark plug E in multi-gap construction has the metal shell 1, the insulator 2 and the center electrode 4, the front end 41 of which extends from the front end 201 of the insulator 2. As designated by reference numeral 62, three ground electrodes extend from the front end 11 of the metal shell 1 so that their front End surfaces 621 face a vertically extending side 411 of the front end 41 of the central electrode 4.
Der Funkenerosionswiderstandsfähigkeitsversuch wurde in gleicher Weise ausgeführt, wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels in der Erfindung beschrieben. Bei der Durchführung des Versuches wurden Zündkerzen D, E in Mehrfachpolaritätsbauweise an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm unter Verwendung einer Vorrichtung (DLI) des Typs mit zweifacher Polarität in einem Zündsystems des Typs mit zweifacher Polarität angebracht, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.The spark erosion resistance test was carried out in the same manner as described in the first embodiment of the invention. In carrying out the test, spark plugs D, E of multi-polarity type were mounted on a 3000 cc six-cylinder engine using a dual-polarity type device (DLI) in a dual-polarity type ignition system to operate the engine at 5,500 rpm · W.O.T. (full load condition) in the following combination.
Das Ergebnis zeigt, daß kein signifikanter Unterschied in der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze D (Gruppe negativer Polarität) in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und einer Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise (nicht dargestellt) gefunden wurde, bei der die Edelmetallspitze an beiden Elektroden vorgesehen ist und die Zentralelektrode auf negativer Polarität ist.The result shows that no significant difference was found in the spark discharge gap increase with respect to the spark erosion rate between the multi-gap type spark plug D (negative polarity group) in which the center electrode is on the negative polarity side and a multi-gap type spark plug (not shown) in which the noble metal tip is provided on both electrodes and the center electrode is on the negative polarity.
Das Ergebnis zeigt auch, daß ebenfalls kein signifikanter Unterschied in der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze E (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite positiver Polarität ist, und der Zündkerze (nicht dargestellt) in Mehrfachspaltbauweise gefunden wurde, bei der die Edelmetallspitze an beiden Elektroden vorgesehen ist, und die Zentralelektrode auf positiver Polarität ist.The result also shows that no significant difference in the spark erosion rate was found between the spark plug E (positive polarity group) of multi-gap construction in which the center electrode is on the positive polarity side and the spark plug (not shown) of multi-gap construction in which the noble metal tip is provided on both electrodes and the center electrode is on the positive polarity side.
Durch kombinierte Verwendung der Zündkerze D (Gruppe negativer Polarität) in Mehrfachspaltbauweise und der Zündkerze E (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise ist es möglich, die Menge an Edelmetall im Vergleich zu der zu vermindern, die erforderlich ist, wenn die Zündkerze D in Mehrfachspaltbauweise einheitlich an allen Zylindern der Brennkraftmaschine verwendet wird. Dies ermöglicht auch, den Preis des Produkts zu vermindern, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen sichergestellt ist, wenn die Zündkerze D in Mehrfachspaltbauweise einheitlich an allen Zylindern der Brennkraftmaschine verwendet wird.By combined use of the multi-gap type D spark plug (negative polarity group) and the multi-gap type E spark plug (positive polarity group), it is possible to reduce the amount of precious metal compared to that required when the multi-gap type D spark plug is uniformly used on all cylinders of the internal combustion engine. This also makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance, which is essentially ensured when the spark plug D in multiple gap design is used uniformly on all cylinders of the internal combustion engine.
Bezgunehmend auf die Fig. 6 und 8, die auch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigen, wird eine Zündkerze D (Gruppe negativer Polarität) in Mehrfachspaltbauweise verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der negativen Seite ist, und eine Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise wird verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der positiven Seite ist. Bei der Zündkerze F in Mehrfachspaltbauweise sind die Edelmetallspitzen 622 an der Masse-Elektrode anstelle der Zentralelektrode der Zündkerze D in Mehrfachspaltbauweise vorgesehen.Referring to Figs. 6 and 8, which also show a fifth embodiment of the invention, a multi-gap type spark plug D (negative polarity group) is used in which the center electrode 4 is on the negative side, and a multi-gap type spark plug F (positive polarity group) is used in which the center electrode 4 is on the positive side. In the multi-gap type spark plug F, the noble metal tips 622 are provided on the ground electrode in place of the center electrode of the multi-gap type spark plug D.
Bezugnehmend auf Fig. 6 hat die Zündkerze D in Mehrfachspaltbauweise den Metallmantel 1, den Isolator 2 und die Zentralelektrode 4, deren Vorderende 41 von dem Vorderende 201 des Isolators 2 ausgeht. Die drei Masse-Elektroden 62, die von dem Vorderende 11 des Metallmantels 1 ausgehen, haben die vordere Endfläche 621, die der Edelmetallspitze 51 zugewandt ist, die an der sich senkrecht erstreckenden Seite 411 des vorderen Endes 41 der Zentralelektrode 4 vorgesehen ist.Referring to Fig. 6, the multi-gap type spark plug D has the metal shell 1, the insulator 2, and the center electrode 4 whose front end 41 extends from the front end 201 of the insulator 2. The three ground electrodes 62 extending from the front end 11 of the metal shell 1 have the front end surface 621 facing the noble metal tip 51 provided on the vertically extending side 411 of the front end 41 of the center electrode 4.
Die Edelmetallspitze 51 ist aus auf Platin basierender Legierung mit 20 Gew-% Ir hergestellt und mißt 0,9 mm Durchmesser und 0,4 mm in der Dicke.The precious metal tip 51 is made of platinum-based alloy with 20 wt% Ir and measures 0.9 mm in diameter and 0.4 mm in thickness.
Der Funkenerosionswiderstandstest wurde in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, durchgeführt. Beim Durchführen des Versuches wurden die Zündkerzen D, F an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm in V-Bauweise unter Verwendung der Vorrichtung (DLI) des Typs mit zweifacher Polarität in einem Zündsystem mit zweifacher Polarität montiert, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.The spark erosion resistance test was conducted in the same manner as described in the first embodiment of the invention. In conducting the test, the spark plugs D, F were mounted on a 3000 cc V-type six-cylinder engine using the dual polarity type device (DLI) in a dual polarity ignition system to operate the engine at 5,500 rpm · W.O.T. (full load condition) in the following combination.
Das Ergebnis zeigt, daß kein signifikanter Unterschied in der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenentladungsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze D, F (Gruppe negativer Polarität, Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und einer Zündkerze (nicht dargestellt) in Mehrfachspaltbauweise gefunden wurde, bei der die Edelmetallspitze sowohl an der Zentralelektrode und der Masse-Elektrode vorgesehen ist. Das gleiche gilt zwischen der Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise und der Zündkerze (nicht dargestellt) in Mehrfachspaltbauweise, bei der die Edelmetallspitze an der Zentralelektrode und der Masse-Elektrode vorgesehen ist.The result shows that there is no significant difference in the spark discharge gap increase with respect to the spark discharge speed between the spark plug D, F (negative polarity group, positive polarity group) in multi-gap construction, in which the center electrode is on the negative polarity side, and a spark plug (not shown) of multi-gap type in which the precious metal tip is provided on both the center electrode and the ground electrode. The same is true between the spark plug F (positive polarity group) of multi-gap type and the spark plug (not shown) of multi-gap type in which the precious metal tip is provided on the center electrode and the ground electrode.
Mit kombinierter Verwendung der Zündkerze D (Gruppe negativer Polarität) in Mehrfachspaltbauweise und der Zündkerze F (Gruppe positiver Polarität) in Mehrfachspaltbauweise ist es möglich, die Menge an Edelmetall im Vergleich zu der zu vermindern, die bei der Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise erforderlich ist, bei der die Edelmetallspitze an der Zentral- und der Masse-Elektrode vorgesehen ist. Dies ermöglicht, den Preis des Produktes zu senken, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen erreicht wird, wenn die Zündkerze in Mehrfachspaltbauweise einheitlich verwendet wird, bei der die Edelmetallspitze an der Zentralelektrode und der Masse-Elektrode vorgesehen ist.With the combined use of the D (negative polarity group) multi-gap type spark plug and the F (positive polarity group) multi-gap type spark plug, it is possible to reduce the amount of precious metal compared to that required for the multi-gap type spark plug in which the precious metal tip is provided at the central and ground electrodes. This makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance, which is essentially achieved when the multi-gap type spark plug in which the precious metal tip is provided at the central and ground electrodes is used uniformly.
Es sei darauf hingewiesen, daß die in der fünften Ausführungsform der Erfindung verwendete Edelmetallspitze 622 aus Pt-Ni Legierungsmetall in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellt werden kann. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gleichen Wirkungen zu erzielen, wie die bei der fünften Ausführungsform der Erfindung erwähnten.It should be noted that the noble metal tip 622 used in the fifth embodiment of the invention can be made of Pt-Ni alloy metal in the same manner as in the second embodiment of the invention. With this structure, it is possible to obtain the same effects as those mentioned in the fifth embodiment of the invention.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 9, die eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigen, wird eine Zündkerze G (Gruppe negativer Polarität) in Monospaltbauweise verwendet, bei der die Zentralelektrode 4 auf der negativen Seite ist, und die Zündkerze C (Gruppe positiver Polarität) in Monospaltbauweise verwendet wird, bei der die Zentralelektrode 4 auf der positiven Seite ist.Referring to Figs. 1 and 9 showing a sixth embodiment of the invention, a spark plug G (negative polarity group) of a mono-gap type is used in which the center electrode 4 is on the negative side, and the spark plug C (positive polarity group) of a mono-gap type is used in which the center electrode 4 is on the positive side.
Die Zündkerze G in Monospaltbauweise ist strukturell die gleiche wie die Zündkerze der Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß eine Edelmetallspitze 30 nur an der Zentralelektrode 4 vorgesehen ist. Die Edelmetallspitze 30 ist aus auf Platin basierender Legierung mit 20 Gew.-% Ir hergestellt und mißt 0,8 mm im Durchmesser und 0,5 mm in der Dicke.The mono-gap type spark plug G is structurally the same as the spark plug of Figs. 1 and 2 except that a noble metal tip 30 is provided only on the central electrode 4. The noble metal tip 30 is made of platinum-based Alloy with 20 wt.% Ir and measures 0.8 mm in diameter and 0.5 mm in thickness.
Der Funkenerosionswiderstandsfähigkeitsversuch wurde in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben durchgeführt.The spark erosion resistance test was carried out in the same manner as described in the first embodiment of the invention.
Beim Durchführen des Versuches wurden die Zündkerzen C, G an einem Sechszylindermotor mit 3000 ccm in V-Bauweise unter Verwendung einer Vorrichtung (DLI) des Typs mit zweifacher Polarität in einem Zündsystems des Typs mit zweifacher Polarität angebracht, um den Motor mit 5.500 U/min · W.O.T. (Vollastzustand) in der folgenden Kombination zu betreiben.In conducting the experiment, spark plugs C, G were mounted on a 3000 cc V-type six-cylinder engine using a dual polarity type device (DLI) in a dual polarity type ignition system to operate the engine at 5500 rpm · W.O.T. (full load condition) in the following combination.
Das Ergebnis zeigt, daß kein signifikanter Unterschied bei der Funkenentladungsspaltzunahme bezüglich der Funkenerosionsgeschwindigkeit zwischen der Zündkerze G (Gruppe negativer Polarität) in Monospaltweise, bei der die Zentralelektrode auf der Seite negativer Polarität ist, und einer Zündkerze C (Gruppe positiver Polarität) in Monospaltweise gefunden wurde, bei der die Zentralelektrode auf positiver Polarität ist.The result shows that no significant difference was found in the spark discharge gap increase with respect to the spark erosion rate between the spark plug G (negative polarity group) in monogap manner in which the center electrode is on the negative polarity side and a spark plug C (positive polarity group) in monogap manner in which the center electrode is on the positive polarity.
Mit der kombinierten Anordnung der Zündkerze G in Monospaltbauweise und der Zündkerze C in Monospaltbauweise ist es möglich, die Menge an Edelmetall im Vergleich zu der zu vermindern, die erforderlich ist, wenn die Zündkerze C (alternativ A) in Monospaltbauweise einheitlich für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine verwendet wird. Dies ermöglicht auch, den Preis des Produktes zu senken, ohne eine gute Funkenerosionswiderstandsfähigkeit zu verlieren, die im wesentlichen sichergestellt ist, wenn die Zündkerze C in Monospaltbauweise einheitlich an jedem Zylinder der Brennkraftmaschine verwendet wird.With the combined arrangement of the mono-gap spark plug G and the mono-gap spark plug C, it is possible to reduce the amount of precious metal compared to that required when the mono-gap spark plug C (alternatively A) is used uniformly for each cylinder of the internal combustion engine. This also makes it possible to reduce the price of the product without losing good spark erosion resistance, which is essentially ensured when the mono-gap spark plug C is used uniformly on each cylinder of the internal combustion engine.
Es sei darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die Edelmetallspitze 30 der Zündkerze im Monospaltbauweise (Gruppe negativer Polarität) durch die Edelmetallspitze 3 zu ersetzen, die an der Zentralelektrode der Zündkerze B2 der zweiten Ausführungsform der Erfindung in Monospaltbauweise vorgesehen ist, während gleichzeitig die Zündkerze (positive Polarität) in Monospaltbauweise durch die Zündkerze C2 in Monospaltbauweise der zweiten Ausführungsform der Erfindung ersetzt wird. Mit dem vorstehend erhaltenen Aufbau ist es möglich, die gleichen Wirkungen zu erzielen wie die bei der sechsten Ausführungsform der Erfindung genannten.It should be noted that it is possible to replace the noble metal tip 30 of the monogap type spark plug (negative polarity group) with the noble metal tip 3 provided on the central electrode of the monogap type spark plug B2 of the second embodiment of the invention, while at the same time replacing the monogap type spark plug (positive polarity) with the monogap type spark plug C2 of the second embodiment of the invention. With the structure obtained above, it is possible to obtain the same effects as those mentioned in the sixth embodiment of the invention.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Edelmetallspitze nicht nur aus einer Pt-Ir- Legierung und einer Pt-Ni-Legierung hergestellt werden kann, sondern auch aus einer Pt-Ir-Ni-Legierung, Ir-Ni, Legierung Pt-Pd und ähnlichem.It should be noted that the noble metal tip can be made not only of Pt-Ir alloy and Pt-Ni alloy, but also of Pt-Ir-Ni alloy, Ir-Ni, Pt-Pd alloy and the like.
Weiter sei darauf hingewiesen, daß in dem Zündsystem des Typs mit zweifacher Polarität die DLI-Vorrichtung des Typs mit zweifacher Polarität verwendet werden kann, bei der die Anzahl der Zündspulen die gleiche oder die Hälfte der Anzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine ist.It should also be noted that in the dual polarity type ignition system, the dual polarity type DLI device can be used in which the number of ignition coils is equal to or half the number of cylinders of the internal combustion engine.
Weiter sei darauf hingewiesen, daß in dem Zündsystems des Typs mit zweifacher Polarität die für eine Halbseite des Motors in V-Bauweise verwendeten Zündkerzen die gleiche Polarität haben um die Zündkerzen, die für die Hälfte der Anzahl der Zylinderbänke des Motors in V-Bauweise verwendet werden, kategorisch zu vereinheitlichen, um die Zusammenbauwerker nicht zu verwirren.It should also be noted that in the dual polarity type ignition system, the spark plugs used for one half of the V-type engine have the same polarity in order to categorically unify the spark plugs used for half the number of cylinder banks of the V-type engine so as not to confuse the assemblers.
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