EP1575140B1 - Zündkerze - Google Patents
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- EP1575140B1 EP1575140B1 EP20040106103 EP04106103A EP1575140B1 EP 1575140 B1 EP1575140 B1 EP 1575140B1 EP 20040106103 EP20040106103 EP 20040106103 EP 04106103 A EP04106103 A EP 04106103A EP 1575140 B1 EP1575140 B1 EP 1575140B1
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- spark plug
- housing
- combustion
- chamber
- thread
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/02—Details
- H01T13/08—Mounting, fixing or sealing of sparking plugs, e.g. in combustion chamber
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
Definitions
- the invention relates to a spark plug according to the preamble of the independent claim, as disclosed in EP-A-1 022 828 ,
- spark plugs for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber of an internal combustion engine.
- Such spark plugs have a housing in which an insulator is arranged.
- a center hole is introduced, which runs along the longitudinal axis of the housing.
- an inner conductor is arranged, which comprises at its combustion-chamber-side end a central electrode and at its connection-side end a connecting bolt. Terminal bolts and center conductors are electrically connected by a current limiting resistor.
- a ground electrode is fixed. By applying a high voltage forms between the center electrode and the ground electrode, a spark gap, which leads to the ignition of the air-fuel mixture.
- the housing of the spark plug has a thread, with which the spark plug can be screwed into a mating thread, which is provided in a cylinder head of an internal combustion engine.
- the housing further comprises a polygonal (for example, a hexagon a hexagon), generally an area where a tool for screwing the spark plug can be set in the mating thread, and in the context of this document is referred to as approach area.
- the housing has a shoulder with a sealing surface in the area between the thread and the attachment area. The sealing surface rests on a screwed-in spark plug on a counter-sealing surface of the cylinder head and seals the spark plug.
- Such spark plugs are manufactured with different thread diameters.
- the distance between the neck region and the combustion chamber end of the housing is significantly smaller than 30 mm.
- a disadvantage here is that such a spark plug has a large footprint to allow the insertion of the spark plug with a tool.
- the spark plug according to the invention has the advantage that its space requirement is low even for assembly. For this purpose, it is provided that the distance between the combustion chamber end of the housing and the combustion chamber side edge of the attachment element is greater than 30 mm.
- the installation space required for screwing the spark plug into the mating thread provided in the cylinder head of the internal combustion engine can be considerably reduced. Accordingly, the spark plug well can be significantly reduced. This is more space available especially for engines with multi-valve technology for cooling channels and for the inlet and outlet ports of the intake and exhaust valves. This is advantageous, in particular, for internal combustion engines operated by direct injection and boosted by supercharging.
- the distance between the combustion chamber end of the housing and the combustion chamber side edge of the neck element in the range between 40 and 60 mm, in particular 43.5 mm, which in addition to the small footprint and a good heat dissipation is ensured.
- the largest diameter g of the housing is at most 30 percent larger than the outer diameter d of the thread, wherein the largest diameter g is the largest outer diameter of the housing relative to its longitudinal axis.
- b> 0.5 c is particularly advantageous.
- b is in the range between 12 and 25 mm, in particular 17 mm
- c is in the range of 19 to 29 mm, in particular 26.5 mm.
- FIG. 1 shows a top view of a spark plug according to the invention.
- a spark plug 10 which has a metallic housing 21 in which an insulator 29 is fixed in a gas-tight manner.
- the insulator 29 has a central bore extending along a longitudinal axis 25 of the housing 21, and in which an inner conductor is arranged.
- the inner conductor comprises at the combustion chamber end 11 of the spark plug 10 a central electrode 31 and at the connection end 12 of the spark plug 10 a connecting bolt 33.
- Connecting bolt 33 and center electrode 31 are connected by a likewise arranged in the central bore of the insulator 29 current limiting resistor.
- a ground electrode 32 is fixed, which is designed as a roof electrode. By applying a high voltage between the ground electrode 32 and the center electrode 31, a spark gap is formed between the two electrodes 31, 32.
- the housing has on the combustion chamber side a thread 23, to which a shoulder with a sealing surface 24 connects.
- the housing further has at its connection-side end a neck element 22 on which a tool for screwing the spark plug 10 into a mating thread can be attached.
- the approach area is formed in the illustrated embodiment as Zwölfkant.
- the attachment element can for example also be designed as a hexagon.
- the housing has a cylindrical region.
- the distance indicated in the figure with c between the combustion chamber side edge of the sealing surface 24 and the combustion chamber side edge of the housing 21 is 26.5 mm
- the distance d between the combustion chamber side edge of the neck member 22 and the combustion chamber side edge of the sealing surface 24 is 17 mm
- the distance a between the connection-side end of the connecting bolt 33 and the combustion chamber-side edge of the attachment element 22 is 44 mm.
- the spark plug thus has a total length 1 of 87.5 mm.
- the thread 23 is an M10 thread.
- the largest diameter g of the spark plug is 16 mm.
Description
- Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs, wie offenbart in
EP-A-1 022 828 . - Der Aufbau einer Zündkerze zur Entzündung eines Luftkraftstoffgemisches in einem Brennraum einer Brennkraftrnaschine ist allgemein bekannt. Derartige Zündkerzen weisen ein Gehäuse auf, in dem ein Isolator angeordnet ist. In den Isolator ist eine Mittelbohrung eingebracht, die entlang der Längsachse des Gehäuses verläuft. In der Mittelbohrung ist ein Innenleiter angeordnet, der an seinem brennraumseitigen Ende eine Mittelelektrode und an seinem anschlussseitigen Ende einen Anschlussbolzen umfasst. Anschlussbolzen und Mittelleiter sind durch einen strombegrenzenden Widerstand elektrisch verbunden. Am brennraumseitigen Ende des Gehäuse ist eine Masseelektrode festgelegt. Durch Anlegen einer Hochspannung bildet sich zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode eine Funkenstrecke aus, die zur Entzündung des Luftkraftstoffgemischs führt.
- Das Gehäuse der Zündkerze weist ein Gewinde auf, mit dem die Zündkerze in ein Gegengewinde eingeschraubt werden kann, das in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Das Gehäuse umfasst weiterhin einen Mehrkant (beispielsweise Sechskant einen Zwölfkant), allgemein einen Bereich, an dem ein Werkzeug zum Eindrehen der Zündkerze in das Gegengewinde angesetzt werden kann, und der im Rahmen dieser Schrift als Ansatzbereich bezeichnet wird. Weiterhin weist das Gehäuse im Bereich zwischen dem Gewinde und dem Ansatzbereich einen Absatz mit einer Dichtfläche auf. Die Dichtfläche liegt bei einer eingeschraubten Zündkerze auf einer Gegendichtfläche des Zylinderkopfes auf und dichtet die Zündkerze ab.
- Derartige Zündkerzen werden mit unterschiedlichen Gewindedurchmessern hergestellt. Bei den Zündkerzen mit einem Gewindeaußendurchmesser von M10 oder kleiner ist der Abstand zwischen dem Ansatzbereich und dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses deutlich kleiner als 30 mm. Hierbei ist nachteilig, dass eine derartige Zündkerze einen hohen Platzbedarf hat, um das Eindrehen der Zündkerze mit einem Werkzeug zu ermöglichen.
- Die erfindungsgemäße Zündkerze hat den Vorteil, dass ihr Platzbedarf auch für die Montage gering ist. Hierzu ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuse und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements größer als 30 mm ist.
- Aufgrund der erfindungsgemäßen Geometrie der Zündkerze kann der Bauraum, der zum Einschrauben der Zündkerze in das im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehene Gegengewinde erforderlich ist, erheblich verringert werden. Dementsprechend kann der Zündkerzenschacht deutlich verkleinert werden. Damit steht insbesondere bei Motoren mit Mehrventiltechnik für Kühlkanäle und für die Ein- und Auslasskanäle der Ein- und Auslassventile mehr Platz zur Verfügung. Dies ist insbesondere für im Direkteinspritzverfahren betriebene und durch Aufladung leistungsgesteigerte Verbrennungsmotoren vorteilhaft.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Zündkerze möglich.
- Vorteilhaft liegt der Abstand zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements im Bereich zwischen 40 und 60 mm, insbesondere bei 43,5 mm, wodurch neben dem geringen Platzbedarf auch eine gute Wärmeableitung sichergestellt ist.
- Besonders vorteilhaft ist der größte Durchmesser g des Gehäuses höchstens um 30 Prozent größer als der Außendurchmesser d des Gewindes, wobei unter dem größten Durchmesser g der größte Außendurchmesser des Gehäuses bezogen auf seine Längsachse verstanden wird.
- Bezeichnet man den Abstand zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses und dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche mit c und den Abstand zwischen dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzbereichs mit b, so ist besonders vorteilhaft b > 0,5 c. Vorteilhaft liegt b im Bereich zwischen 12 und 25 mm, insbesondere bei 17 mm, und c liegt im Bereich von 19 bis 29 mm, insbesondere bei 26,5 mm.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zündkerze in Aufsicht.
- In Figur 1 ist eine Zündkerze 10 dargestellt, die ein metallisches Gehäuse 21 aufweist, in dem ein Isolator 29 gasdicht festgelegt ist. Der Isolator 29 weist eine Mittelbohrung auf, die entlang einer Längsachse 25 des Gehäuses 21 verläuft, und in der ein Innenleiter angeordnet ist. Der Innenleiter umfasst am brennraumseitigen Ende 11 der Zündkerze 10 eine Mittelelektrode 31 und am anschlussseitigen Ende 12 der Zündkerze 10 einen Anschlussbolzen 33. Anschlussbolzen 33 und Mittelelektrode 31 sind durch einen ebenfalls in der Mittelbohrung des Isolators 29 angeordneten strombegrenzenden Widerstand verbunden.
- An dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses 21 ist eine Masseelektrode 32 festgelegt, die als Dachelektrode ausgeführt ist. Durch Anlegen einer Hochspannung zwischen der Masseelektrode 32 und der Mittelelektrode 31 bildet sich zwischen den beiden Elektroden 31, 32 eine Funkenstrecke aus.
- Das Gehäuse weist brennraumseitig ein Gewinde 23 auf, an das sich ein Absatz mit einer Dichtfläche 24 anschließt. Das Gehäuse weist weiterhin an seinem anschlussseitigen Ende ein Ansatzelement 22 auf, an dem ein Werkzeug zum Eindrehen der Zündkerze 10 in ein Gegengewinde ansetzbar ist. Der Ansatzbereich ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Zwölfkant ausgebildet. Alternativ kann das Ansatzelement beispielsweise auch als Sechskant ausgeführt sein. Zwischen dem Ansatzelement und der Dichtfläche weist das Gehäuse einen zylindrischen Bereich auf.
- Der in der Figur mit c gekennzeichnete Abstand zwischen dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche 24 und dem brennraumseitigen Rand des Gehäuses 21 beträgt 26,5 mm, der Abstand d zwischen dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements 22 und dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche 24 beträgt 17 mm, und der Abstand a zwischen dem anschlussseitigen Ende des Anschlussbolzens 33 und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements 22 beträgt 44 mm. Die Zündkerze weist somit eine Gesamtlänge 1 von 87,5 mm auf. Das Gewinde 23 ist ein M10-Gewinde. Der größte Durchmesser g der Zündkerze liegt bei 16 mm.
- Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung weist die Zündkerze folgenden Abmessungen auf: b = 12 mm, c = 19 mm, d = 10 mm oder b = 25 mm, c = 29 mm, d = 10 mm.
Claims (7)
- Zündkerze (10) mit einem Gehäuse (21) und einem in dem Gehäuse (21) angeordneten Isolator (29), der eine entlang einer Längsachse (25) des Gehäuses (21) verlaufende Mittelbohrung aufweist, in der ein Innenleiter angeordnet ist, der an einem brennraumseitigen Ende (11) der Zündkerze (10) eine Mittelelektrode (31) und an einem anschlussseitigen Ende (12) der Zündkerze (10) einen Anschlussbolzen (33) umfasst, wobei am brennraumseitigen Ende (11) des Gehäuses (21) mindestens eine Masseelektrode (32) festgelegt ist, wobei das Gehäuse (21) ein Gewinde (23) mit einem Durchmesser d von M10 oder kleiner aufweist, mit dem die Zündkerze (10) in ein Gegengewinde insbesondere eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine eindrehbar ist, wobei an dem Gehäuse (21) ein Ansatzelement (22) vorgesehen ist, an dem ein Werkzeug zum Eindrehen der Zündkerze (10) in das Gegengewinde ansetzbar ist, und wobei das Gehäuse (21) zwischen dem Gewinde (23) und dem Ansatzelement (22) einen Absatz mit einer Dichtfläche (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b + c) zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses (21) und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements (22) größer als 30 mm ist.
- Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b+c) zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses (21) und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements (22) im Bereich zwischen 40 und 60 mm, insbesondere bei 43,5 mm, liegt.
- Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser g des Gehäuses (21) höchstens um 30 Prozent größer ist als der Außendurchmesser d des Gewindes (23), wobei mit dem größten Durchmesser g der größte Außendurchmesser des Gehäuses (21) bezogen auf seine Längsachse (25) bezeichnet ist.
- Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem brennraumseitigen Ende des Gehäuses (21) und dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche (24) mit c und der Abstand zwischen dem brennraumseitigen Rand der Dichtfläche (24) und dem brennraumseitigen Rand des Ansatzelements (22) mit b bezeichnet wird.
- Zündkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass b > 0,5 c.
- Zündkerze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass b im Bereich von 12 mm bis 25 mm, insbesondere bei 17 mm liegt.
- Zündkerzen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass c im Bereich von 19 mm bis 29 mm, insbesondere bei 26,5 mm, liegt.
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