DE891340C - Bei niedriger Spannung betreibbare Zuendkerze fuer Brennkraftmaschinen mit einer Gleitfunkenstrecke - Google Patents

Description

• Bei niedriger Spannung betreibbare Zündkerze für Brennkraftmaschinen mit einer Gleitfunkenstrecke Die Erfindung bezieht sich auf bei niedriger Spannung, z. B. bei der Hälfte bis ein Zwanzigstel der für die übliche Hochspannungszündkerze notwendigen Spannung betrei,bbare Zündkerzen für Brennkraftmaschinen mit einer Gleitfunkenstrecke längs einer durch einen hochohmi-gen Widerstandskörper großer thermischer Festigkeit und gegenüber Widerstandskraft gegen chemische Einflüsse gebildeten galvanischen Verbindung zwischen .den Elektroden. Uni auf der Oberfläche des zwischen den Elektroden solcher Zündkerzen angeordneten Widerstandskörpers stets eine möglichst gleichmäßig wirksame Schicht zu erzielen, sind gemäß der Erfindung folgende Maßnahmen getroffen: Die Oberfläche des Widerstandskörpers ist mit einem insbesondere aus@demBaustoff der Elektroden bestehenden Niederschlag bedeckt, und gleichzeitig bestehen die Elektroden aus einem beim Funkenüberschlag zerstäubenden Baustoff, beispielsweise aus einem oder mehreren Metallen der Wolframgruppe. Auf d4-ese Weise wird die den Übergang von Gleitfunken begünstigende Oberflächenschicht auf dem die Elektroden verbindenden Körper bei jedem Funkenüberschlag erneuert und bleibt verhältnismäßig gut auf ihrer Unterlage haften.
• Gemäß .der Weiterbildung der Erfindung setzt sich bei Gleitfunkenzürndkerzen mit vorzugsweise aus Metallen der Wolframgruppe oder Legierungen oder Karbiden bestehenden Elektroden, insbesondere solchen der obengenannten Art, der sich bei jedem Funkenüberschlag erneuernde Niederschlag auf der Oberfläche des zwischen .den Elektroden angeordneten Körpers aus-. Verbindungen des Elektrodenbaüstoffes mit in der Atmosphäre des Verbrennungsraumes enthaltenden Stoffen zusammen.
• Zur Erzeugung eines Funkenüberschlages bei der gewünschten niedrigen Spannung bereits bei den ersten Zündungen, die eine Kerze im Motor zu bewirken hat, ist eine Vorbehändlung ..der Kerze notwendig. Es muß schon etwas Niederschlag auf der Gleitfunkenstrecke vorhanden sein, wenn,die Kerze in den Motor eingeschraubt wird. Hierfür kann gecnäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kerze in einfacher Weise unter natürlichen atmosphärischen Verhältnissen so oft an eine höhere Stoßspannung gelegt werden, :bis sich durch die bei den Funkenüberschlägen auftrefeiv'de Elektroden= zerstäubung ein so kräftiger Niederschlag ausgebildet hat, daß nunmehr auch bei der niedrigen Sollspannung unter den Betriebsbedingungen des arbeitenden Motors ein Funke überspringt. Eine andere Möglichkeit der Vorbehandlung von Zündkerzen gemäß der Erfindung besteht darin, daß man die Funkenstrecke der Kerze Metalldämpfen-aussetzt oder Metall aufspritzt und auf diese Weise einen Niederschlag auf der erwähnten Oberfläche erzeugt.
• Ein Ausführungsheispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben. Diese zeigt das dem Motorinnern zugewandte Ende einer Zündkerze; teilweise geschnitten.
• Der die Mittelelektrode 2 umschließende Isolierkörper i ist aus keramischem Baustoff hergestellt. Die Enden der Mittelelektrode :2 und der aus einer Ringscheibe bestehenden Körperelektrode 3; welche mit der Kerzenfassung 4. verschraubt ist, liegen auf der Oberfläche des ringförmigen, auf den Isolator i aufgesetzten Widerstandskörpers 6 auf. Durch ge-.eignete Mittel ist dafür Sorge zu tragen, daß sich die Elektroden vom Widerstandskörper nicht abheben. Zwischen den Elektroden 2 und 3 trägt die Stirnfläche des Widerstandskörpers 6 einen Belag 5 aus dem aus den Elektroden ausgestoßenen Baustoff oder aus dessen Verbindungen mit den Bestandteilen der Atmosphäre des Verbrennungsraumes.
• Weil der Gleitfunkenweg zwischen den Elektroden sehr kurz. ist, muß mit einem viel niedrigeren Verrußungswiderstand als bei normalen Kerzen gerechnet werden. Dieser Erscheinung kann für den normalen: Betrieb da-durch entgegengewirkt werden; daß die Wärmeableitung so bemessen wird, daß Rußahscheidung nicht stattfindet. Verrußung bei kaltem Motor kann nicht vermieden werden. Ein an sich bekanntes Mittel, um zu verhindern, daß die Spannung an der Kerze bei Verrußung vor dem Zustandekommen der Entladung infolge Ableitung über ,die Rußschicht zusammenbricht, ist die Vorfunkenstrecke. Die Anordnung einer Vorfunkenstrecke ist daher für die Gleitfunkenstrecke auch aus. diesem Grunde nützlich. Als Vorfunkenstrecke kann auch ein Schneidenverteiler in besonderer Anordnung verwendet -werden. Dazu ist lediglich notwendig, daß die Zündanlage statt von einer Wellenspannung, wie sie ein Zündmagnet liefert, von kontinuierlicher Gleitspannung -gespeist wird und daß die zeitliche Genauigkeit der Zündung durch besonderen Aufbau des Schneidenverteilers gewährleistet wird.
• Die Wirkungsweise der Zündkerze ist folgende: Aus den Elektroden, ,die aus Metallen oder Legierungen oder Metallverbindungen, vorzugsweise Karbiden, bestehen, wobei die Metalle insbesondere zur Wolframgruppe gehören, werden beim Funkenüberschlag Teilchen ausgestoßen. Diese setzen sich .auf der Gleitfunkenstrecke zwischen den Elektroden ab, entweder als Metallteilchen (Fall a) oder als chemische Verbindungen -der Elektrodenbestandteile mit den Bestandteilen der umgebenden Atmosphäre (Fall b). Die Herabsetzung der geschieht im Fall des metallischen Niederschlages (Fall a) durch Spitzenwirkung u'rid Feldverzerrung, im Fall des Niederschlages von Metallverbindungen (Fall b) wahrscheinlich durch thermische Ionisierung (Halbleitereffekt). Beide Effekte werden vermehrt durch Benutzung einer Vorfunkenstrecke, indem im Fall a durch die in der steilen Front der anlaufenden Spannungswelle enthaltenen hohen Frequenzen die Wirkung oder Feldverzerrung verstärkt wird, im Fall b bei gegebener Energiemenge die Zündspannung erreicht wird, ohne daß-vorher ein -wesentlicher Teil der Energie .über den im allgemeinen thermonegativen Leitwert der niedergeschlagenen Metallverbindungen abfließen könnte. Bei der Reihenschaltung von Zündfunkenstrecken und Vorfunkenstrecken ist besonders im Fall a :das Potential der Verbindung zwischen den beiden undefiniert. Es muB ,dabei erreicht werden, daß im ersten Augenblick -die volle Spannung an der Vorfunkenstrecke liegt. Bei verrußter Kerze bildet der Verrußungswnderstand einen ausreichenden Kurzschluß für die Isolations- und Vorionisierungsströme, womit das Potential ausreichend definiert ist. Zur Stabilisierung wird parallel zur Zündfunkenstrecke zweckmäßig ein künstlicher Widerstand geeigneter Größe geschaltet.
• Zur Vermeidung des Abhebens der Elektroden von der sie verbindenden Körperoberfläche können die Elektroden gegebenenfalls, wie bereits vorgeschlagen, auf diese Körper aufgespritzt sein. Die Körperelektrode (gegebenenfalls auch mehrere) kann auch in anderer Weise mit dem Kerzenkörper verbunden sein.
• Ein Abbrennen der Niederschlagsschicht im Betrieb ist ungefährlich, da aus dem Baustoff der Elektroden bei jedemFunkenüberschl.ag eine selbsttätige Erneuerung eintritt, bis -die Elektroden verbraucht sind oder bis der Elektrodenabstand das zulässige Maß überschreitet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Bei niedriger Spannung, z. B. bei der Hälfte bis ein Zwanzigstel der für die übliche Hochspannungskerze notwendigen Spannung betreibbare Zündkerze fürBrennkraftmaschinen mit einer Gleitfunkenstrecke längs einer durch einen hochohmigen Widerstandskörper großer thermischer Festigkeit und genügender Widerstandskraft gegen chemische Einflüsse gebildeten galvanischen Verbindung zwischen den Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Widerstandskörpers mit einem insbesondere aus dem Baustoff der Elektroden bestehenden Niederschlag bedeckt ist und die Elektroden aus einem beim Funkenüberschlag zerstäubenden Baustoff, beispielsweise aus einem oder mehreren Metallen .der Wolframgruppe oder deren Verbindungen bestehen.
2. 2. Gleitfunkenzündkerze mit Vorzugsweise aus Metallen der Wolframgruppe oder deren Legierungen oder Karbiden bestehenden Elektroden, insbesondere nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet. daß der sich bei jedem Funkenüberschlag erneuernde Niederschlag auf der Oberfläche des zwischen den Elektroden angeordneten Körpers aus Verbindungen des Elektrodenbaustoffes mit in derAtmosphäre des Verbrennungsraumes enthaltenen Stoffen besteht.
3. 3. Verfahren zur Herstellung einer bei niedriger Spannung betreibbaren Gleitfunkenstrecke bei Zündkerzen, insbesondere nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß dieZündkerze vor Inbetriebsetzung im Motor längere Zeit an eine höhereStoßspannung gelegt ist zum Zwecke der Erzielung eines Niederschlages aus dem Baustoff (der Elektroden auf der Oberfläche ,des zwischen den Elektroden angeordneten Isolier- oder Widerstandskörpers.