WO2022063653A1 - Vorkammer-zündkerze mit einer kappe aus einem optimierten material - Google Patents
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- WO2022063653A1 WO2022063653A1 PCT/EP2021/075343 EP2021075343W WO2022063653A1 WO 2022063653 A1 WO2022063653 A1 WO 2022063653A1 EP 2021075343 W EP2021075343 W EP 2021075343W WO 2022063653 A1 WO2022063653 A1 WO 2022063653A1
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- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
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Definitions
- Prechamber spark plugs are known from the prior art. They comprise a center electrode and a ground electrode which define an ignition gap between them, which is located in the antechamber so that an air-fuel mixture can be ignited there. The ignited air-fuel mixture then passes through openings in a cap of the prechamber spark plug in the form of ignition flares into the combustion chamber of an internal combustion engine and causes the air-fuel mixture present there to ignite almost simultaneously.
- This spatial ignition enables operation of the internal combustion engine that is optimized in terms of efficiency (e.g. close to 0° crank angle).
- caps made of alloys whose main components are nickel, chromium and iron. Although these have a high oxidation resistance, their thermal conductivity is rather low.
- caps which consist of two materials, namely a material with high thermal conductivity inside the cap and a material with low thermal conductivity but high oxidation resistance on the outer surface of the cap.
- the prechamber spark plug according to the invention as claimed in claim 1 relates to a prechamber spark plug with a cap which consists of a material which is optimized.
- the invention is based on the inventors' consideration that it is advantageous during operation of the prechamber candle if the cap can maintain a certain temperature. On the one hand, this temperature must not be too low so that combustion residues adhering to the cap can be burned free and media can be prevented from condensing on the cap.
- a high temperature of the cap or a tendency of the cap to cool down slowly is advantageous for the efficiency and running stability of the combustion process.
- a high thermal conductivity of the material of the cap means that the heat absorbed by the cap passes from the cap to the housing with little resistance.
- the cap in order to avoid the disadvantages described above, the cap must consist of a nickel-based alloy which has a thermal conductivity of between 20 and 90 W/mK at 400°C and a thermal conductivity of between 30 and 100 W/mK at 800°C having.
- the nickel-based alloy has a thermal conductivity of between 30 and 70 W/mK at 400° C. and a thermal conductivity of between 40 and 80 W/mK at 800° C.
- the thermal conductivity that the nickel-based alloy exhibits at 400°C is smaller than the thermal conductivity that it exhibits at 800°C, it has the desired effect that it heats up further at rather low temperatures due to the then low thermal conductivity, while at rather high temperatures the cap cools due to the then high thermal conductivity, i.e. the temperature of the cap remains in a desired range overall, even if the temperature in the combustion chamber to which the spark plug and the cap are exposed varies within wide limits, as is the rule rather than the exception when operating an internal combustion engine in a motor vehicle.
- the thermal conductivity of the nickel-based alloy changes as a function of temperature in the range between 400° C. and 800° C. at a constant or essentially constant rate, for example changes by 0.020 W/mK 2 ; or changes at a rate that is always 0.010 W/mK 2 to 0.030 W/mK 2 over the temperature interval.
- the cap consists of a nickel-based alloy, ie the entire cap, which is arranged, in particular welded, to the housing at the end of the housing on the combustion chamber side, has the macroscopically homogeneous composition of the nickel-based alloy.
- the composition of the nickel-based alloy has nickel as the main component, but is not identical to nickel.
- the material is preferably a nickel-based alloy that has at least 94% by mass of nickel.
- the material is preferably a nickel-based alloy that contains silicon, preferably up to 5% by mass, preferably at least 0.5% by mass.
- the material can be a nickel-based alloy that contains aluminum, preferably up to 5% by mass, preferably at least 0.5% by mass.
- the material can be a nickel-based alloy that contains copper, preferably up to 5% by mass, preferably at least 0.5% by mass. Additionally or alternatively, the material can be a nickel-based alloy that contains yttrium, preferably up to 0.5% by mass, preferably at least 0.005% by mass.
- the lower limit specified has the effect that the oxidation resistance of the nickel-based alloy is significantly improved in comparison to a material without these proportions or with only smaller proportions.
- the nickel-based alloy then has a total of at least 99.5% by mass of nickel, aluminum, silicon, copper and yttrium, although not all of these substances are necessarily contained in the nickel-based alloy.
- the sum of the materials that are not nickel, not aluminum, not silicon, not copper and not yttrium is a maximum of 0.5% by mass.
- Figure 1 shows an example of a prechamber spark plug according to a first embodiment in a partially sectional view
- FIG. 1 shows a prechamber spark plug 1 according to an exemplary embodiment in a half-sectioned view.
- the prechamber spark plug 1 comprises a housing 2.
- An insulator 3 is inserted into the housing 2.
- the housing 2 and the insulator 3 each have a longitudinal axis along their bore up.
- the housing has an outside 24 and an inside 23.
- the longitudinal axis of the housing 2, the longitudinal axis X of the insulator 3 and the longitudinal axis of the spark plug 1 coincide.
- a center electrode 4 is inserted into the insulator 3 .
- an electrical contact extends into the insulator 3, via which the spark plug 1 is electrically contacted with a voltage source.
- the electrical contact forms that end of the spark plug 1 which faces away from the combustion chamber, ie the connection-side end.
- the electrical contact can be formed from a connecting bolt 8 and a connecting nut 9 .
- the insulator 3 is typically divided into three areas: insulator foot 31, insulator body 32 and insulator head 33.
- the three areas differ, for example, in their different diameters.
- the insulator base 31 is the end of the insulator 3 on the combustion chamber side.
- the center electrode 4 is arranged inside the insulator base 31 .
- the insulator foot 31 is usually arranged completely inside the housing 2 and usually has the smallest outer diameter on the insulator 3.
- the insulator body 32 which is generally completely surrounded by the housing 2 , is arranged adjacent to the insulator base 31 .
- the insulator body 32 has a larger outside diameter than the insulator base 31.
- the transition between the insulator base 31 and the insulator body 32 is designed as a shoulder or a throat. This transition is also referred to as the foot fillet or insulator seat 35 .
- the insulator head 33 adjoins the insulator body 32 at the connection-side end and forms the connection-side end of the insulator 3 .
- the insulator head 33 protrudes from the housing 2 .
- the outside diameter of the insulator head 33 lies between the outside diameters of the insulator foot 31 and the insulator body 32, with the areas typically not having a constant outside diameter over their length, but the outside diameter can vary.
- the housing 2 has a seat 25 on its inside.
- the insulator rests with its shoulder or the insulator seat 35 on the housing seat 25 .
- An inner seal 10 is arranged between the insulator seat 35 and the housing seat 25 .
- a cap 80 is arranged on the housing 2 on its end face on the combustion chamber side.
- the cap 80 is connected to the housing 2 by a Connection 82, in particular a soldered joint or a welded joint, connected.
- the cap 80 has through-holes 83, of which three through-holes are visible in FIG.
- the housing 2 and the cap 80 together form an antechamber 81 with an antechamber volume.
- the antechamber 81 extends from the cap 80 into the housing 2 .
- the intermediate space between the housing 2 and the insulator 3 is sealed gas-tight by means of the inner seal 10 at the location of the housing seat 25 on which the insulator 3 rests with its shoulder 35 .
- a resistance element 7 is located in the insulator 3 between the center electrode 4 and the connection bolt 8 and electrically connects the center electrode 4 to the connection bolt 8 .
- the ground electrode 5 is arranged in a bore 52 on the inside 23 of the housing 2 , so that the ground electrode 5 protrudes radially from the inside 23 of the housing into the bore along the longitudinal axis X of the housing 2 .
- the ground electrode 5 and the center electrode 4 together form an ignition gap which is located in the antechamber 81 .
- the housing 2 has a shaft.
- a polygon 21 , a shrinkage recess and a thread 22 are formed on this shank.
- the thread 22 is used to screw the spark plug 1 into an internal combustion engine. This is indicated by the cylinder head 100 which surrounds the prechamber spark plug 1 and into which the prechamber spark plug 1 is screwed by means of the thread 22 .
- An outer sealing element 6 is arranged between the thread 22 and the polygon 21 . In this exemplary embodiment, the outer sealing element 6 is designed as a folded seal.
- the bore 52 in the housing wall is formed in the area of the thread 22 .
- the bore 52 for the ground electrode 5 and thus also the ground electrode 5 can be arranged at any desired height in the area of the thread 22 .
- the center electrode 4 and with it the insulator base 31 protrude to a greater or lesser extent into the antechamber 81 .
- the position of the bore in the area of the thread 22 and the ground electrode 5 on the inside 23 of the housing 2 can be selected.
- the ground electrode is arranged directly following the cap 80 .
- the bore 52 is located in a recess 51 such as a conical or round groove.
- the outer diameter of the housing 2 in the depression 51 is smaller than the core diameter of the thread 22.
- the thermal conductivity X of the nickel-based alloy of the cap 80 is shown in FIG. 2 for two materials according to the invention as a function of the temperature.
- the nickel-based alloy or the cap 80 is shown as an example.
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Vorkammer-Zündkerze, aufweisend ein Gehäuse (2), eine Kappe (80), die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist, und die zusammen mit dem Gehäuse (2) eine Vorkammer (81) ausbildet, einen innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Isolator (3), eine innerhalb des Isolators (3) angeordnete Mittelelektrode (4), die in die Vorkammer (81) hineinragt, und eine Masseelektrode (5), wobei die zwischen der Masseelektrode (5) und der Mittelelektrode (4) ein Zündspalt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe aus einer Nickelbasislegierung besteht, die bei 400°C eine Wärmeleitfähigkeit (λ) zwischen 20 und 90 W/mK aufweist und bei 800°C eine Wärmeleitfähigkeit (λ) zwischen 30 und 100 W/mK aufweist.
Description
Beschreibung
Titel
Vorkammer-Zündkerze mit einer Kappe aus einem optimierten Material
Stand der Technik
Vorkammer-Zündkerzen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode, die zwischen sich einen Zündspalt definieren, der sich in der Vorkammer befindet, sodass dort ein Luft- Brennstoffgemisch entzündet werden kann. Das entzündete Luft- Brennstoffgemisch gelangt in Folge durch Öffnungen einer Kappe der Vorkammer-Zündkerze in Form von Zündfackeln in den Brennraum einer Brennkraftmaschine und bewirkt eine nahezu gleichzeitige Entzündung des dort vorhandenen Luft-Brennstoffgemischs. Durch diese Raumzündung ist ein hinsichtlich des Wirkungsgrads optimierter Betrieb (z.B. nahe 0° Kurbelwinkel) der Brennkraftmaschine möglich.
Es sind bereits Kappen aus Legierungen bekannt, deren Hauptbestandteile Nickel, Chrom und Eisen sind. Diese weisen zwar eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf, jedoch ist ihre Wärmeleitfähigkeit eher gering. Anderseits sind Kappen bekannt, die aus zwei Materialien bestehen, nämlich einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit im Innern der Kappe und einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit aber hoher Oxidationsbeständigkeit an der Außenfläche der Kappe.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorkammer-Zündkerze gemäß Anspruch 1 betrifft eine Vorkammer-Zündkerze mit einer Kappe, die aus einem Material besteht, welches optimiert ist.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung der Erfinder, dass es im Betrieb der Vorkammerkerze von Vorteil ist, wenn die Kappe eine bestimmte Temperatur halten kann. Einerseits darf diese Temperatur nicht zu gering sein, damit ein Freibrennen von Verbrennungsrückständen, die an der Kappe anhaften, ermöglicht ist sowie eine Kondensation von Medien an der Kappe ausgeschlossen werden kann. Zudem ist eine hohe Temperatur der Kappe bzw. eine Tendenz der Kappe, sich langsam abzukühlen, vorteilhaft für die Effizienz und Laufstabilität des Brennverfahrens ist. Dabei hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Materials der Kappe zur Folge, dass die von der Kappe aufgenommene Wärme mit geringem Widerstand von der Kappe zu dem Gehäuse gelangt. Dies führt zu einer geringeren Maximaltemperatur an der Kappenspitze und zu einer gleichmäßigen Temperatur innerhalb der Kappe. Bei einer zu hohen Wärmeleitfähigkeit der Nickelbasislegierung der Kappe ist jedoch die Temperatur an der Verbindungsstelle (z.B. Schweißnaht) zwischen Kappe und Gehäuse erhöht, was zu einer thermischen Überbelastung führen kann bzw. die Dauerstabilität der Verbindung (z.B. Schweißnaht) reduziert. Ist die Wärmeleitfähigkeit der Nickelbasislegierung der Kappe andererseits zu niedrig, erhöht sich die Temperatur der Kappenspitze bei gleichzeitig sinkender Temperatur der Kappe in einem zum Gehäuse weisenden Bereich der Kappe. Es entsteht also ein hoher Temperaturgradient innerhalb der Kappe von Kappenspitze in Richtung des Gehäuses. Auch dieser hohe Gradient kann das Kappenmaterial thermisch überlasten und zu einer verstärkten Oxidation der Nickelbasislegierung der Kappe führen. Oxidreste an der Kappe können unter Umständen Glühzündungen im Brennraum verursachen und so den Betrieb der Brennkraftmaschine stören.
Die Erfinder haben abgeleitet, dass die Kappe zur Vermeidung der oben geschilderten Nachteile aus einer Nickelbasislegierung bestehen muss, die bei 400°C eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 20 und 90 W/mK aufweist und die bei 800°C eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 30 und 100 W/mK aufweist.
Insofern ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nickelbasislegierung bei 400°C eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 30 und 70 W/mK aufweist und bei 800°C eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 40 und 80 W/mK aufweist.
Wenn die Wärmeleitfähigkeit, die die Nickelbasislegierung bei 400°C aufweist, kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit, die sie bei 800°C aufweist, so hat dies die
erwünschte Wirkung, dass sie sich bei eher geringen Temperaturen aufgrund der dann geringen Wärmeleitfähigkeit weiter aufheizt, während bei eher hohen Temperaturen eine Kühlung der Kappe durch die dann hohe Wärmeleitfähigkeit resultiert, die Temperatur der Kappe also in Summe in einem gewünschten Bereich verbleibt, selbst wenn sich die Temperatur im Brennraum, denen die Zündkerze und die Kappe ausgesetzt sind, in weiten Grenzen schwankt, wie es für einen Betrieb einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug eher die Regel als die Ausnahme ist.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Wärmeleitfähigkeit der Nickelbasislegierung als Funktion der Temperatur im Bereich zwischen 400°C und 800°C mit konstanter oder im Wesentlichen konstanter Rate ändert, beispielsweise um 0,020 W/mK2 ändert; oder um eine Rate ändert, die in dem Temperaturintervall stets 0,010 W/mK2 bis 0,030 W/mK2 beträgt.
Die Kappe besteht erfindungsgemäß aus einer Nickelbasislegierung, das heißt die gesamte Kappe, die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses am Gehäuse angeordnet, insbesondere angeschweißt ist, weist makroskopisch homogen die Zusammensetzung der Nickelbasislegierung auf. Die Zusammensetzung der Nickelbasislegierung weist als Hauptbestandteil Nickel auf, ist aber nicht mit Nickel identisch.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um eine Nickelbasislegierung, die mindestens 94 Masse-% Nickel aufweist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um eine Nickelbasislegierung, die Silizium aufweist, vorzugsweise bis zu 5 Masse-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Masse-%.
Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem Material um eine Nickelbasislegierung handeln, die Aluminium aufweist, vorzugsweise bis zu 5 Masse-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Masse-%.
Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem Material um eine Nickelbasislegierung handeln, die Kupfer aufweist, vorzugsweise bis zu 5 Masse- %, vorzugsweise mindestens 0,5 Masse-%.
Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei dem Material um eine Nickelbasislegierung handeln, die Yttrium aufweist, vorzugsweise bis zu 0,5 Masse-%, vorzugsweise mindestens 0,005 Masse-%.
Durch die angegebene Untergrenze wird jeweils bewirkt, dass die Oxidationsbeständigkeit der Nickelbasislegierung im Vergleich zu einem Material ohne diese Anteile bzw. mit nur geringeren Anteilen wesentlich verbessert ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Summe weiterer Anteile (Verunreinigungen) in der Nickelbasislegierung nur gering ist. Beispielsweise weist die Nickelbasislegierung dann Nickel, Aluminium, Silizium, Kupfer, Yttrium in Summe zu mindestens 99,5 Masse-% auf, wobei nicht notwendigerweise alle diese Stoffe in der Nickelbasislegierung enthalten sind. Mit anderen Worten beträgt in der Nickelbasislegierung die Summe der Materialien, die nicht Nickel, nicht Aluminium, nicht Silizium, nicht Kupfer und nicht Yttrium sind, in Summe maximal 0,5 Masse-%.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 zeigt beispielhaft eine Vorkammer-Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform in einer teilgeschnittenen Ansicht,
Figur 2 für zwei erfindungsgemäße Materialien eine Darstellung der
Wärmeleitfähigkeit X als Funktion der Temperatur T.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer halb geschnittenen Ansicht eine Vorkammer-Zündkerze 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Vorkammer-Zündkerze 1 umfasst ein Gehäuse 2. In das Gehäuse 2 ist ein Isolator 3 eingesetzt. Das Gehäuse 2 und der Isolator 3 weisen jeweils entlang ihrer Längsachse eine
Bohrung auf. Das Gehäuse hat eine Außenseite 24 und eine Innenseite 23. Die Längsachse des Gehäuses 2, die Längsachse X des Isolators 3 und die Längsachse der Zündkerze 1 fallen zusammen. In den Isolator 3 ist eine Mittelelektrode 4 eingesetzt.
Des Weiteren erstreckt sich in den Isolator 3 eine elektrische Kontaktierung, über die die Zündkerze 1 mit einer Spannungsquelle elektrisch kontaktiert wird. Die elektrische Kontaktierung bildet das brennraumabgewandte also das anschlussseitige Ende der Zündkerze 1. Die elektrische Kontaktierung kann aus einem Anschlussbolzen 8 und einer Anschlussmutter 9 ausgebildet sein.
Der Isolator 3 wird typischerweise in drei Bereiche unterteilt: Isolatorfuß 31, Isolatorkörper 32 und Isolatorkopf 33. Die drei Bereiche unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche Durchmesser. Der Isolatorfuß 31 ist das brennraumseitige Ende des Isolators 3. Innerhalb des Isolatorfußes 31 ist die Mittelelektrode 4 angeordnet. Der Isolatorfuß 31 ist in der Regel vollständig innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet und hat zumeist den kleinsten Außendurchmesser am Isolator 3.
Angrenzend an den Isolatorfuß 31 ist der Isolatorkörper 32 angeordnet, der in der Regel vollständig vom Gehäuse 2 umfasst ist. Der Isolatorkörper 32 hat einen größeren Außendurchmesser als der Isolatorfuß 31. Der Übergang zwischen Isolatorfuß 31 und Isolatorkörper 32 ist als Schulter oder Kehle ausgebildet. Dieser Übergang wird auch als Fußkehle oder Isolatorsitz 35 bezeichnet.
Der Isolatorkopf 33 grenzt am anschlussseitigen Ende des Isolatorkörpers 32 an diesen an und bildet das anschlussseitige Ende des Isolators 3. Der Isolatorkopf 33 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus. Der Außendurchmesser des Isolatorkopfs 33 liegt zwischen den Außendurchmessern von Isolatorfuß 31 und Isolatorkörper 32, wobei die Bereiche typischerweise über ihre Länge keinen konstanten Außendurchmesser haben, sondern der Außendurchmesser variieren kann.
Das Gehäuse 2 weist an seiner Innenseite einen Sitz 25 auf. Der Isolator liegt mit seiner Schulter bzw. dem Isolatorsitz 35 auf dem Gehäuse-Sitz 25 auf. Zwischen dem Isolatorsitz 35 und dem Gehäuse-Sitz 25 ist eine Innendichtung 10 angeordnet. Am Gehäuse 2 ist auf dessen brennraumseitiger Stirnfläche eine Kappe 80 angeordnet. Die Kappe 80 ist mit dem Gehäuse 2 durch eine
Verbindung 82, insbesondere eine Lötverbindung oder eine Schweißverbindung, verbunden. Die Kappe 80 weist Durchgangsbohrungen 83 auf, von denen in der Figur 1 drei Durchgangsbohrungen sichtbar sind. Das Gehäuse 2 und die Kappe 80 bilden zusammen eine Vorkammer 81 mit einem Vorkammervolumen. Die Vorkammer 81 erstreckt sich von der Kappe 80 bis ins Gehäuse 2 hinein. Der Zwischenraum zwischen Gehäuse 2 und Isolator 3 ist an der Stelle des Gehäuse-Sitzes 25, an dem der Isolator 3 mit seiner Schulter 35 aufliegt, mittels der Innendichtung 10 gasdicht abgedichtet.
Zwischen der Mittelelektrode 4 und dem Anschlussbolzen 8 befindet sich im Isolator 3 ein Widerstandselement 7, das die Mittelelektrode 4 mit dem Anschlussbolzen 8 elektrisch verbindet.
An der Innenseite 23 des Gehäuses 2 ist die Masseelektrode 5 in einer Bohrung 52 angeordnet, so dass die Masseelektrode 5 radial von der Gehäuse-Innenseite 23 in die Bohrung entlang der Längsachse X des Gehäuses 2 hineinragt. Die Masseelektrode 5 und die Mittelelektrode 4 bilden zusammen einen Zündspalt aus, der sich in der Vorkammer 81 befindet.
Das Gehäuse 2 weist einen Schaft auf. An diesem Schaft sind ein Mehrkant 21 , ein Schrumpfeinstich und ein Gewinde 22 ausgebildet. Das Gewinde 22 dient zum Einschrauben der Zündkerze 1 in eine Brennkraftmaschine. Dies ist durch den die Vorkammer-Zündkerze 1 umgebenden Zylinderkopf 100 angedeutet, in den die Vorkammer-Zündkerze 1 mittels des Gewindes 22 eingeschraubt ist. Zwischen dem Gewinde 22 und dem Mehrkant 21 ist ein äußeres Dichtelement 6 angeordnet. Das äußere Dichtelement 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Faltdichtung ausgestaltet.
Die Bohrung 52 in der Gehäusewand ist im Bereich des Gewindes 22 ausgebildet. Dabei kann die Bohrung 52 für die Masseelektrode 5 und damit auch die Masseelektrode 5 auf jeder beliebigen Höhe im Bereich des Gewindes 22 angeordnet sein. Je nach der Position der Masseelektrode 5 im Bereich des Gewindes 22 ragt entsprechend die Mittelelektrode 4 und mit ihr auch der Isolatorfuß 31 mehr oder weniger weit in die Vorkammer 81 hinein. Je nach gewünschtem Verwendungszweck der Vorkammer-Zündkerze 1 kann die Position der Bohrung im Bereich des Gewindes 22 und der Masseelektrode 5 auf der Innenseite 23 des Gehäuses 2 gewählt werden. In dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode direkt im Anschluss an die Kappe 80 angeordnet.
Die Bohrung 52 ist in einer Vertiefung 51, wie beispielsweise einer konischen oder einer runden Nut, angeordnet. Dabei ist der Außendurchmesser des Gehäuses 2 in der Vertiefung 51 kleiner als der Kerndurchmesser des Gewindes 22.
Die Wärmeleitfähigkeit X der Nickelbasislegierung der Kappe 80 ist in der Figur 2 für zwei erfindungsgemäße Materialien als Funktion der Temperatur ? der Nickelbasislegierung bzw. der Kappe 80 beispielhaft dargestellt.
Die Nickelbasislegierung NiAI2Si2Y ist in der Figur 2 durch eine gestrichelte Linie repräsentiert. Sie weist bei T = 400°C eine Wärmeleitfähigkeit X von ca. 43 W/mK auf und es weist bei T = 800°C eine Wärmeleitfähigkeit X von ca. 51 W/mK auf.
In dem Intervall zwischen 400°C und 800°C ändert sich die Wärmeleitfähigkeit um 0,02 W/mK2.
Eine andere Nickelbasislegierung, die 95% Masse-% Nickel aufweist, ist in der Figur 2 durch eine durchgezogene Linie repräsentiert. Sie weist bei T = 400°C eine Wärmeleitfähigkeit X von ca. 50 W/mK auf und es weist bei T = 800°C eine Wärmeleitfähigkeit X von ca. 58 W/mK auf. In dem Intervall zwischen 400°C und 800°C ändert sich die Wärmeleitfähigkeit um 0,02 W/mK2.
Claims
1. Vorkammer-Zündkerze, aufweisend ein Gehäuse (2), eine Kappe (80), die am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist, und die zusammen mit dem Gehäuse (2) eine Vorkammer (81) ausbildet, einen innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Isolator (3), eine innerhalb des Isolators (3) angeordnete Mittelelektrode (4), die in die Vorkammer (81) hineinragt, und eine Masseelektrode (5), wobei zwischen der Masseelektrode (5) und der Mittelelektrode (4) ein Zündspalt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (80) aus einer Nickelbasislegierung besteht, die bei 400°C eine Wärmeleitfähigkeit (X) zwischen 20 und 90 W/mK aufweist und bei 800°C eine Wärmeleitfähigkeit (X) zwischen 30 und 100 W/mK aufweist.
2. Vorkammer-Zündkerze nach Anspruch 1 , wobei die Nickelbasislegierung ein Oxidationsverhalten aufweist, bei dem eine sich ausbildende Oxidschicht eine weitere Oxidation hemmt.
3. Vorkammer-Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nickelbasislegierung ein Oxidationsverhalten aufweist, das sich durch ein parabolisches Schichtwachstum auszeichnet.
4. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung ein Oxidationsverhalten aufweist, das sich durch einen Massegewinn zwischen 0 und 120 g/m2 nach 200h Auslagerung in Luft mit atmosphärischem Druck bei 900°C auszeichnet.
5. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung bei 400°C eine Wärmeleitfähigkeit (X) zwischen 30 und 70 W/mK aufweist und bei 800°C eine Wärmeleitfähigkeit (X) zwischen 40 und 80 W/mK aufweist.
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91 ) ISA/EP
9 Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeleitfähigkeit (X), die die Nickelbasislegierung bei 400°C aufweist kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit (X), die die Nickelbasislegierung bei 800°C aufweist. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Wärmeleitfähigkeit (X) der Nickelbasislegierung als Funktion der Temperatur im Bereich zwischen 400°C und 800 mit konstanter oder im Wesentlichen konstanter Rate ändert, insbesondere um 0,020 W/mK2 oder um 0,010 W/mK2 bis 0,030 W/mK2. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung ist mindestens 94 Masse-% Nickel aufweist. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung einen oder mehrere der folgenden Stoffe mit insgesamt weniger 5 Masse-% aufweist: Aluminium, Silizium, Kupfer, Yttrium. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung einen oder mehrere der folgenden Stoffe mit jeweils mindestens 0,5 Masse-% aufweist: Aluminium, Silizium, Kupfer. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung Yttrium mit 0,005 Masse-% bis 0,10 Masse-% aufweist. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nickelbasislegierung einen oder mehrere oder sämtliche der Stoffe Nickel, Aluminium, Silizium, Kupfer, Yttrium in Summe zu mindestens 99,5 Masse-% aufweist. Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kappe (81) am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (2) angeschweißt ist.
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91 ) ISA/EP
10 Verwendung einer Vorkammer-Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Zündung eines Luft-Brennstoffgemischs in einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug.
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91 ) ISA/EP
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