DE102019124051A1

DE102019124051A1 - Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung

Info

Publication number: DE102019124051A1
Application number: DE102019124051.4A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Kawata; Fumiaki Aoki; Daisuke Tanaka; Ryota WAKASUGI; Kanechiyo Terada; Tetsuya Miwa; Akimitsu Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2039-09-10
Also published as: DE102019124051B4; JP7186044B2; US10811850B2; US20200099198A1; JP2020053225A

Abstract

In einer Zündkerze für eine Maschine mit interner Verbrennung ist eine Entladungsstrecke in einer axialen Richtung der Zündkerze zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode ausgebildet. Ein Isolator mit einer zylindrischen Form weist ein axiales Loch und ein vorderes Endteil des Isolators auf. Das axiale Loch ist in dem Isolator ausgebildet, in welches die Mittelelektrode arrangiert und getragen ist. Das vordere Endteil des Isolators in der axialen Richtung der Zündkerze steht weiter hin zu einer Vorderseite des Isolators hervor als eine Stelle eines Öffnungsteils, das an einer vorderen Endseite des axialen Lochs ausgebildet ist. Die Entladungsstrecke ist in einer Hilfs-Brennkammer ausgebildet. Die äußere periphere Seite der Hilfs-Brennkammer ist mit dem vorderen Endteil des Isolators abgedeckt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Zündkerzen von Maschinen mit interner Verbrennung.
Hintergrund
Zündkerzen werden weithin als Zündmittel zum Liefern eines elektrischen Stroms ausgehend von einem Zündsystem zu einer Brennkammer einer Maschine mit interner Verbrennung, eines Heizkraftsystems und dergleichen verwendet, um durch einen elektrischen Funken ein komprimiertes Luft-/Kraftstoff-Gemisch zu entzünden.
Patentdokument 1, die japanische Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2018-06304, offenbart eine Zündkerze mit einer Struktur, bei welche eine Entladungsstrecke mit einer Kerzenabdeckung abgedeckt ist, um so eine Hilfs-Brennkammer innerhalb der Kerzenabdeckung auszubilden. In der Entladungsstrecke der Zündkerze wird ein elektrischer Funken erzeugt.
Bei der Zündkerze mit der zuvor beschriebenen Struktur wird ein komprimiertes Luft-/Kraftstoff-Gemisch in einer Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung ebenfalls durch ein Einspritzloch, das in der Kerzenabdeckung ausgebildet ist, der Hilfs-Brennkammer zugeführt. Danach wird ein elektrischer Funken in der Entladungsstrecke erzeugt, um so das komprimierte Luft-/Kraftstoff-Gemisch in der Hilfs-Brennkammer zu entzünden. Dies erzeugt einen Flammenstrahl und stellt den erzeugten Flammenstrahl durch das Einspritzloch, das in der Kerzenabdeckung ausgebildet ist, in die Brennkammer der Maschine mit interner Verbrennung bereit.
Allerdings absorbieren bei der Struktur der Zündkerze, die im Patentdokument 1 offenbart ist, zum Beispiel Metallbauteile bzw. -komponenten, die Kerzenabdeckung und ein Gehäuse, welche die Hilfs-Brennkammer ausbilden, eine thermische Energie bzw. Wärmeenergie einer Flamme, wenn die Flamme in der Hilfs-Brennkammer erzeugt wird. Dieses Phänomen hemmt eine Erzeugung des Flammenstrahls. Entsprechend besteht ein Bedarf danach, die Struktur der Zündkerze in Hinblick auf die Zündfähigkeit durch die Zündkerze zu verbessern.
Kurzfassung
Daher ist es wünschenswert, eine Zündkerze mit einer verbesserten Zündstruktur vorzusehen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt bzw. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze vorgesehen, die eine Mittelelektrode, eine Masseelektrode, einen Isolator und eine Hilfs-Brennkammer aufweist. Eine Entladungsstrecke ist in einer axialen Richtung der Zündkerze zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode ausgebildet. Der Isolator weist eine zylindrische Form auf. Der Isolator weist ein axiales Loch und ein vorderes Endteil des Isolators auf. Das axiale Loch ist in dem Isolator ausgebildet, in welches die Mittelelektrode arrangiert und getragen ist. Das vordere Endteil des Isolators steht in der axialen Richtung der Zündkerze hin zu einer Vorderseite des Isolators hervor als ein Öffnungsteil, das an einer vorderen Endseite des axialen Lochs ausgebildet ist. Die Entladungsstrecke ist in der Hilfs-Brennkammer arrangiert. Das vordere Endteil des Isolators deckt die Hilfs-Brennkammer von einer äußeren radialen Seite der Hilfs-Brennkammer ab.
Bei der Struktur der Zündkerze mit der zuvor beschriebenen Struktur gemäß der vorliegenden Offenbarung weist der Isolator das vordere Endteil des Isolators auf. Das vordere Endteil des Isolators steht ausgehend von dem Öffnungsteil hervor, das an der vorderen Endseite des axialen Lochs ausgebildet ist. Das vordere Endteil des Isolators ist derart ausgebildet, dass dieses die Hilfs-Brennkammer von der äußeren radialen Seite der Hilfs-Brennkammer abdeckt. Diese Struktur macht es möglich, dass das vordere Endteil des Isolators eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, um zumindest ein Teil der Hilfs-Brennkammer in der vorderen Endseite des Öffnungsteils des axialen Lochs abzudecken. Diese Struktur macht es möglich zu unterbinden, dass die Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer erzeugt wird, zu dem Bauteil ausleckt, das die Hilfs-Brennkammer ausbildet. Das heißt, diese Struktur macht es möglich, eine Zündfähigkeit durch die Zündkerze in einfacher Weise zu verbessern.
Wie zuvor beschrieben, sieht die vorliegende Offenbarung die Zündkerze mit einer verbesserten Zündfähigkeit vor.
Figurenliste
Beispielhaft wird eine bevorzugte, nicht-beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt/Es zeigen:

1 eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt einer Zündkerze gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um ein vorderes Endteil der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, die in 1 gezeigt wird;
3 eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der Linie III-III, die in 2 gezeigt wird, zeigt;
4 eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der einen Schritt des Zusammensetzens eines Isolatorkörpers erläutert, der durch ein Gehäuse der Zündkerze mit einer Isolatorabdeckung zusammen in der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform getragen ist;
5 eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der einen Schritt des Zusammensetzens des Gehäuses und des Isolators erläutert, der durch das Gehäuse mit der Kerzenabdeckung und einer Masseelektrode in der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform getragen ist;
6 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7 eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der Linie VII-VII, die in 6 gezeigt wird, zeigt;
8 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt des vorderen Endteils der Zündkerze, welches senkrecht zu der Masseelektrode in der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform verläuft, zeigt;
9 eine Ansicht, die einen auseinander gezogenen Querschnitt des Isolators in der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
10 eine Ansicht, welche einen auseinander gezogenen Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze gemäß einer ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
11 eine Ansicht, welche einen Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze gemäß der ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
12 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze gemäß einer zweiten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt;
13 eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze entlang der Linie XIII-XIII, die in 12 gezeigt wird, zeigt;
14 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um ein vorderes Endteil der Zündkerze gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
15 eine Ansicht, welche das vordere Ende der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
16 eine Ansicht, die einen auseinander gezogenen Querschnitt des Isolators in der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt; und
17 eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um ein vorderes Endteil der Zündkerze gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder -ziffern gleiche oder äquivalente Komponententeile in mehreren Diagrammen.
Erste beispielhafte Ausführungsform
Eine Beschreibung der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 3 angegeben werden.
1 zeigt eine Vorderansicht, die einen Teilquerschnitt der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Wie in 1 gezeigt wird, weist die Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform eine Mittelelektrode 11, eine Masseelektrode 2 und einen Isolator 3 sowie eine Hilfs-Brennkammer 12 auf. Die Masseelektrode 2 und die Mittelelektrode 11 bilden eine Entladungsstrecke G aus. Mit anderen Worten ist die Entladungsstrecke G zwischen der Masseelektrode 2 und der Mittelelektrode 11 ausgebildet.
Der Isolator 3 weist ein axiales Loch 30 auf. Die Mittelelektrode 11 ist innerhalb des axialen Lochs 30 getragen. Der Isolator 3 weist eine zylindrische Form auf. Die Entladungsstrecke G ist an der Innenseite der Hilfs-Brennkammer 12 ausgebildet.
Der Isolator 3 weist ein vorderes Endteil 31 des Isolators auf, welches hin zu der vorderen Endseite eines Öffnungsteils 300 hervorsteht, das an der vorderen Endseite des axialen Lochs 30 ausgebildet ist.
Das vordere Endteil 31 des Isolators 3 ist derart ausgebildet, dass dieses die Hilfs-Brennkammer 12 von der äußeren radialen Seite der Hilfs-Brennkammer 12 abdeckt.
Die Zündkerze 1 wird weithin als Zündmittel zum Liefern eines elektrischen Stroms ausgehend von einem Zündsystem zu einer Brennkammer einer (nicht näher dargestellten) Maschine mit interner Verbrennung verwendet, um durch einen elektrischen Funken ein komprimiertes Luft-/Kraftstoff-Gemisch zu entzünden. Es ist zum Beispiel möglich, die Zündkerze 1 auf Motorfahrzeugen, Heizkraftsystemen und dergleichen zu montieren.
In einer axialen Richtung Z der Zündkerze 1 ist ein Ende der Zündkerze 1 elektrisch mit einer (nicht näher dargestellten) Zündspule verbunden und das andere Ende der Zündkerze 1 ist innerhalb einer Brennkammer 14 einer Maschine mit interner Verbrennung angeordnet bzw. arrangiert.
Innerhalb der Beschreibung der ersten beispielhaften Ausführungsform verläuft die axiale Richtung X der Zündkerze 1 parallel zu der Mittelachse C der Zündkerze 1. Der Verbindungsknoten zwischen der Zündkerze 1 und der (nicht näher dargestellten) Zündspule ist an einer distalen Endseite der Zündkerze 1 arrangiert. Die Zündkerze 1 ist in der Brennkammer 14 an der vorderen Endseite der Zündkerze 1 arrangiert. Eine radiale Richtung der Zündkerze 1 verläuft senkrecht zu der axialen Richtung Z der Zündkerze 1.
Der Isolator 3 weist eine zylindrische Form auf, die zum Beispiel aus Aluminiumoxid hergestellt ist. Das heißt, der Isolator 3 weist einen Drehkörper auf, der sich um die Mittelachse C der Zündkerze 1 dreht. Das axiale Loch 30 ist an dem Mittelteil der Zündkerze 1 ausgebildet und das axiale Loch 30 erstreckt sich hin zu der axialen Richtung Z der Zündkerze 1. Wie in 1 gezeigt wird, ist das axiale Loch 30 an dessen beiden Enden entlang der axialen Richtung Z offen. Ein Innendurchmesser an der vorderen Endseite des axialen Lochs 30 ist kleiner als ein Innendurchmesser an der distalen Endseite des axialen Lochs 30. Die Mittelelektrode 11 wird durch ein Stufenteil 301 des Isolators 3 getragen.
2 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform zeigt, die in 1 gezeigt wird. Wie in 1 und 2 gezeigt wird, weist der Isolator 3 ein vorderes Endteil 31 des Isolators auf, welches zu der vorderen Endseite des Öffnungsteils 300 hervorsteht, das an der vorderen Endseite des axialen Lochs 30 ausgebildet ist.
Wie in 2 gezeigt wird, ist das vordere Endteil 31 des Isolators bis zu der vorderen Seite bzw. Vorderseite der Entladungsstrecke G ausgebildet. Das heißt, das vordere Endteil 31 des Isolators umgibt die Entladungsstrecke G ausgehend von der äußeren radialen Seite der Entladungsstrecke G. Mit anderen Worten ist die Entladungsstrecke G durch das vordere Endteil 31 des Isolators umgeben. Das vordere Endteil 31 des Isolators ist um die Hilfs-Brennkammer 12 ausgebildet und die vordere Endseite des vorderen Endteils 31 des Isolators ist geschlossen. Mit anderen Worten umgibt, wie in 1 und 2 gezeigt wird, das vordere Endteil 31 des Isolators 3 die gesamte Hilfs-Brennkammer 12. Die Hilfs-Brennkammer 12 ist mit dem vorderen Endteil 31 des Isolators abgedeckt, das an der vorderen Endseite der Zündkerze 1 arrangiert ist. Mit anderen Worten bildet die Innenseite des vorderen Endteils 31 des Isolators die Hilfs-Brennkammer 12 aus.
Die Hilfs-Brennkammer 12 ist von der Brennkammer 14 getrennt. Wie in 2 gezeigt wird, umgibt die Hilfs-Brennkammer 12 die Entladungsstrecke G. Die Hilfs-Brennkammer 12 steht durch eine Mehrzahl von Abdeckungs-Einspritzlöchern 521 und eine Mehrzahl von Isolations-Einspritzlöchern 313a (welche später erläutert werden werden) mit der Brennkammer 14 in Verbindung, die sich an der Außenseite der Zündkerze 1 befindet.
Das vordere Endteil 31 des Isolators ist derart ausgebildet, dass dieses die Innenoberfläche des Gehäuses 4 der Zündkerze (welches später erläutert werden wird) und der Innenoberfläche der Kerzenabdeckung 5 abdeckt. Das Gehäuse 4 der Zündkerze und die Kerzenabdeckung 5 sind derart arrangiert, dass diese nicht der Hilfs-Brennkammer 12 zugewandt sind.
Wie in 2 gezeigt wird, weist das vordere Endteil 31 des Isolators ein erstes Teil 311, ein zweites Teil 312 und ein drittes Teil 313 auf, welche in einer Reihenfolge arrangiert sind, die ausgehend von der distalen Endseite des vorderen Endteils 31 des Isolators betrachtet wird.
Das erste Teil 311 ist an der distalen Endseite des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet. Das erste Teil 311 weist eine Struktur auf, bei welcher sich dessen innere periphere Oberfläche 311a nach außen zu der äußeren radialen Seite des ersten Teils 311 erstreckt. Die innere periphere Oberfläche 311a des ersten Teils 311 ist hin zu der äußeren radialen Seite des ersten Teils 311 gekrümmt.
Wie in 1 und 2 gezeigt wird, weist das zweite Teil 312 des vorderen Endteils 31 des Isolators entlang der axialen Richtung Z eine zylindrische Form auf. Wie in 2 gezeigt wird, ist die Entladungsstrecke G in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 im Wesentlichen an dem mittleren Teil des zweiten Teils 312 arrangiert. Das vordere Teil des zweiten Teils 312 befindet sich an der vorderen Endseite der Zündkerze 1 als an der Stelle der Entladungsstrecke G.
Wie in 2 gezeigt wird, ist das dritte Teil 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators derart arrangiert, dass dieses das vordere Teil des zweiten Teils 312 abdeckt. Das dritte Teil 313 weist eine halbkugelförmige Form auf, die sich hin zu der vorderen Endseite der Zündkerze 1 erstreckt. Eine Mehrzahl von Isolations-Einspritzlöchern 313a ist in dem dritten Teil 313 ausgebildet.
3 zeigt eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der Linie III-III, die in 2 gezeigt wird, zeigt. Wie in 3 gezeigt wird, ist die Mehrzahl von Isolations-Einspritzlöchern 313a mit regelmäßigen Intervallen in einer Umfangsrichtung des vorderen Endteils 31 des Isolators arrangiert. Wie in 2 gezeigt wird, ist jedes der Isolations-Einspritzlöcher 313a hin zu der äußeren radialen Seite des vorderen Endteils 31 des Isolators entlang der vorderen Endseite der Zündkerze 1 arrangiert.
Wie in 2 gezeigt wird, ist der Isolator 3 aus einem Isolatorkörper 33, einer Isolatorabdeckung 34 und dem vorderen Endteil 31 des Isolators zusammengestellt. Die Isolatorabdeckung 34 ist mit dem Isolatorkörper 33 zusammengesetzt.
Der Isolatorkörper 33 wird durch das vordere Ende zu dem distalen Ende des ersten Teils 311 des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet. Die Isolatorabdeckung 34 wird durch das zweite Teil 312 und das dritte Teil 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet.
Der Isolatorkörper 33 und die Isolatorabdeckung 34 sind so arrangiert, dass das vordere Endteil des ersten Teils 311 des Isolatorkörpers 33 mit dem distalen Endteil des zweiten Teils 312 der Isolatorabdeckung 34 zusammengefügt ist.
Bei der Struktur, bei welcher das Gehäuse 4 der Zündkerze und die Kerzenabdeckung 5 mit dem Isolator 3 zusammengesetzt sind, ist die Innenoberfläche der Kerzenabdeckung 5 mit der Isolatorabdeckung 34 abgedeckt und die Isolatorabdeckung 34 ist durch die Kerzenabdeckung 5 positioniert. Es ist ebenfalls annehmbar, ein Stumpfverbindungsteil des Isolatorkörpers 33 und ein Stumpfverbindungsteil der Isolatorabdeckung 34 unter Verwendung eines Klebstoffs zusammenzufügen, um diese so aneinander zu fixieren.
Das Gehäuse 4 der Zündkerze weist eine zylindrische Form auf. Der Isolator 3 ist innerhalb des Gehäuses 4 der Zündkerze getragen, sodass das distale Endteil des Isolators 3 ausgehend von dem Gehäuse 4 der Zündkerze hervorsteht und das vordere Endteil des Isolators ebenfalls ausgehend von dem Gehäuse 4 der Zündkerze hervorsteht.
Wie in 1 und 2 gezeigt wird, weist das Gehäuse 4 der Zündkerze ein Befestigungsschraubenteil 41 auf, das an dem äußeren peripheren Teil des Gehäuses 4 der Zündkerze ausgebildet ist. Wie in 1 gezeigt wird, ist das Befestigungsschraubenteil 41 des Gehäuses 4 der Zündkerze 1 mit einem Innengewindeloch 131 verschraubt, das in dem Zylinderkopf 13 der (nicht näher dargestellten) Maschine mit interner Verbrennung ausgebildet ist, um so die Zündkerze 1 an dem Zylinderkopf 13 zu fixieren.
In der Situation, in welcher die Zündkerze 1 an dem Zylinderkopf 13 der Maschine mit interner Verbrennung montiert ist, ist das vordere Endteil der Zündkerze 1 zu dem Kraftstoffgemischgas freigelegt, das innerhalb der Brennkammer 14 der Maschine mit interner Verbrennung eingeführt wird.
Wie in 2 gezeigt wird, ist ein vorderes Endteil 42 des Gehäuses an der vorderen Endseite des Gehäuses 4 der Zündkerze ausgebildet, welche sich an einer Vorderseite des Befestigungsschraubenteils 41 befindet. Das vordere Endteil 42 des Gehäuses weist eine zylindrische Form auf, die hin zu der vorderen Endseite der Zündkerze 1 hervorsteht.
In der axialen Richtung Z befindet sich das vordere Endteil 42 des Gehäuses an der distalen Endseite der Zündkerze 1 als an der Stelle der Entladungsstrecke G. Die innere periphere Oberfläche des Befestigungsschraubenteils 41 und die innere periphere Oberfläche des vorderen Endteils 42 des Gehäuses sind derart ausgebildet, dass diese mit der äußeren peripheren Oberfläche des Isolators 3 eingepasst sind. Die innere periphere Oberfläche des Befestigungsschraubenteils 41 und die innere periphere Oberfläche des vorderen Endteils 42 des Gehäuses sind der äußeren peripheren Oberfläche des Isolators 3 mit einem kleinen Spalt zugewandt. Das vordere Endteil 42 des Gehäuses ist mit der Kerzenabdeckung 5 verbunden.
Wie in 2 gezeigt wird, wird die Kerzenabdeckung 5 entlang der Außenoberfläche der Isolatorabdeckung 34 des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Innenoberfläche der Kerzenabdeckung 5 mit der Isolatorabdeckung 34 des vorderen Endteils 31 des Isolators abgedeckt.
Die Kerzenabdeckung 5 weist eine Becherform auf, in welcher das vordere Endteil der Kerzenabdeckung 5 geschlossen ist, und die distale Endseite der Kerzenabdeckung 5 ist offen. Die Kerzenabdeckung 5 weist eine kreisförmige Form bzw. Kreisform um die Mittelachse C der Zündkerze 1 auf.
Wie in 2 gezeigt wird, weist die Kerzenabdeckung 5 ein zylindrisches Teil 51 und ein halbkugelförmiges Teil 52 auf. Das zylindrische Teil 51 weist parallel zu der axialen Richtung Z eine zylindrische Form auf und erstreckt sich ausgehend von dem Befestigungsschraubenteil 41 hin zu der vorderen Endseite.
Das zylindrische Teil 51 ist entlang der äußeren peripheren Oberfläche des zweiten Teils 321 des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet. Das halbkugelförmige Teil 52 ist entlang der äußeren Umfangsoberfläche des dritten Teils 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators ausgebildet. Das halbkugelförmige Teil 52 weist eine halbkugelförmige Form auf, die sich hin zu der vorderen Endseite erstreckt oder hervorsteht.
Das distale Endteil des zylindrischen Teils 51 der Kerzenabdeckung 5 ist durch Schweißen und dergleichen mit dem vorderen Endteil 42 des Gehäuses des Gehäuses 4 der Zündkerze zusammengefügt.
Wie in 2 gezeigt wird, beträgt eine maximale Dicke eines Teils des dritten Teils 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators (d. h. eines Teils des zweiten Teils 312 und des dritten Teils 313), welches der Kerzenabdeckung 5 zugewandt angeordnet ist, weniger als eine Dicke der Kerzenabdeckung 5. Eine maximale Dicke eines Teils des vorderen Endteils 31 des Isolators, welches der Kerzenabdeckung 5 zugewandt angeordnet ist, beträgt weniger als die Dicke der Kerzenabdeckung 5. Diese Struktur macht es möglich, eine Wärmekapazität des vorderen Endteils 31 des Isolators zu reduzieren.
Wie in 2 gezeigt wird, weist die Kerzenabdeckung 5 die Mehrzahl von Abdeckungs-Einspritzlöchern 521 auf, durch welche die Innenseite der Kerzenabdeckung 5 mit der Außenseite der Zündkerze 1 in Verbindung steht. Jedes der Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 steht mit den jeweiligen Isolations-Einspritzlöchern 313a in Verbindung. Die gesamten Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 sind ausgebildet, um mit der Außenseite der jeweiligen Isolations-Einspritzlöcher 313a in Verbindung zu stehen.
Jedes der Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 ist in einer geraden Linie zu der Mittelachse des jeweiligen Isolations-Einspritzlochs 313a ausgerichtet. Auf einer Querschnittsoberfläche, welche senkrecht zu der Mittelachse jedes Isolations-Einspritzlochs 313a verläuft, weisen Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 und die Isolations-Einspritzlöcher 313a die gleiche Form auf.
Die Masseelektrode 2 ist ausgebildet, wobei diese sich ausgehend von der innenseitigen Oberfläche der Kerzenabdeckung 5 hin zu dem distalen Endteil der Zündkerze 1 erstreckt.
Wie in 2 und 3 gezeigt wird, ist die Masseelektrode 2 ausgebildet, wobei diese sich an dem Mittelteil der Kerzenabdeckung 5 erstreckt, wenn diese ausgehend von der vorderen Endseite der Zündkerze 1 in der axialen Richtung Z betrachtet wird. Die Masseelektrode 2 weist eine zylindrische Form auf, die in der axialen Richtung Z ausgebildet ist, sodass eine Mittelachse der Masseelektrode 2 gleich der Mittelachse C der Zündkerze 1 ist. Es ist annehmbar, die Masseelektrode 2 mit einer anderen Form anstelle einer zylindrischen Form auszubilden.
Wie in 2 und 3 gezeigt wird, wird die Masseelektrode 2 in ein Elektroden-Befestigungsloch 32 eingefügt, das in dem dritten Teil 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ausgebildet ist. Ferner ist der vordere Teil der Masseelektrode 2 mit der Kerzenabdeckung 5 zusammengefügt.
Das Gehäuse 4 der Zündkerze und die Kerzenabdeckung 5 sind zum Beispiel aus einem elektrisch leitfähigen bzw. leitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Eisen, Nickel, eine Nickel-Eisen-Legierung, Edelstahl und dergleichen hergestellt. Die Masseelektrode 2 wird durch die Kerzenabdeckung 5 elektrisch zu dem Gehäuse 4 der Zündkerze geleitet. Die Masseelektrode 2 ist der Mittelelektrode 11 durch die Entladungsstrecke G in der axialen Richtung X der Zündkerze 1 zugewandt.
Wie in 1 gezeigt wird, ist das vordere Endteil der Mittelelektrode 11 außerhalb des Isolators 3 freigelegt und die Mittelelektrode 11 wird in das axiale Loch 30, das an dem Mittelteil der Zündkerze 1 ausgebildet ist, eingefügt und durch dieses getragen.
Die Mittelachse der Mittelelektrode 11 ist gleich der Mittelachse C der Zündkerze 1. Die Entladungsstrecke G ist zwischen der vorderen Endoberfläche der Mittelelektrode 11 und der distalen Endoberfläche der Masseelektrode 2 ausgebildet.
Wie in 1 gezeigt wird, ist ein Widerstand 15 durch eine leitende Glasdichtung 17a an der distalen Endseite der Mittelelektrode 11 arrangiert, die in dem axialen Loch 30 arrangiert ist. Der Widerstand 15 wird ausgebildet, indem eine widerstandsfähige Zusammenstellung erwärmt wird.
Die widerstandsfähige Zusammenstellung enthält eine Widerstandskomponente und Glaspulver. Die Widerstandskomponente ist ein Kohlenstoffpulver oder ein Keramikpulver und ein Glaspulver. Der Widerstand 15 ist in dem axialen Loch 30 abgedichtet.
Es ist annehmbar, einen Kartuschenwiderstand (engl. cartridge type resistor) in das axiale Loch 30 einzufügen. Die leitende Glasdichtung 17a ist aus Kupferglas hergestellt, das erhalten wird, indem Glas und Kupferpulver miteinander vermischt werden.
Eine Anschlussmetallpassung 16 ist durch eine Glasdichtung 17b, die aus Kupferglas hergestellt ist, wie die Glasdichtung 17a, an der distalen Endseite des Widerstands 15 arrangiert. Die Anschlussmetallpassung 16 ist zum Beispiel aus einer Eisenlegierung hergestellt. Das distale Endteil der Anschlussmetallpassung 16 ist ausgehend von dem axialen Loch 30 außerhalb freigelegt. Die Zündkerze 1 ist durch die Anschlussmetallpassung 16 elektrisch mit einer (nicht näher dargestellten) Zündspule verbunden.
Bei der Zündkerze 1 mit der zuvor beschriebenen Struktur wird ein Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 14 der (nicht näher dargestellten) Maschine mit interner Verbrennung durch die Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 und die Isolations-Einspritzlöcher 313a in die Hilfs-Brennkammer 12 eingeführt. Das eingeführte Kraftstoffgemisch wird entzündet, um in der Hilfs-Brennkammer 12 eine Flamme zu erzeugen, wenn eine Funkenentladung in der Entladungsstrecke G erzeugt wird. Die Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, ist gewachsen, um einen Flammenstrahl zu erzeugen. Der Flammenstrahl wird durch die Abdeckungs-Einspritzlöcher 521 und die Isolations-Einspritzlöcher 313a in die Brennkammer 14 eingespritzt, die sich außerhalb der Hilfs-Brennkammer 12 befindet.
Der Flammenstrahl wird in der gesamten Brennkammer 14 ausgedehnt, und dadurch wird ein Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 14 entzündet. Die Zündkerze 1 entzündet ein Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 14 und in der Brennkammer 14 tritt eine Verbrennung auf.
Eine Beschreibung eines Verfahrens der Herstellung der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 angegeben werden.
4 zeigt eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der einen Schritt des Zusammensetzens des Isolatorkörpers 33 erläutert, der durch das Gehäuse 4 der Zündkerze mit der Isolatorabdeckung 34 zusammen in der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform getragen wird. 5 zeigt eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der einen Schritt des Zusammensetzens des Gehäuses 4 der Zündkerze und des Isolators 3 erläutert, der durch das Gehäuse 4 der Zündkerze mit der Kerzenabdeckung 5 und der Masseelektrode 2 in der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform getragen wird.
Wie in 4 gezeigt wird, ist der Isolatorkörper 33 in dem Isolator 3 durch das Gehäuse 4 der Zündkerze getragen. Wie in 4 und 5 gezeigt wird, wird die Isolatorabdeckung 34 ausgehend von dem distalen Endteil (welches offen ist) des Gehäuses 4 der Zündkerze in das Innere des Gehäuses 4 der Zündkerze eingefügt. Die Isolatorabdeckung 34 und der Isolatorkörper 33 sind miteinander zusammengesetzt. Bei diesem Zusammensetzschritt wird die Isolatorabdeckung 34 in das Innere des Gehäuses 4 der Zündkerze eingefügt, während die innere periphere Oberfläche des Gehäuses 4 der Zündkerze mit der äußeren peripheren Oberfläche der Isolatorabdeckung 34 eingepasst ist. Dies ermöglicht es, dass die Isolatorabdeckung 34 dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 zugewandt ist. Es ist annehmbar, den Isolatorkörper 33 und die Isolatorabdeckung 34 unter Verwendung eines Klebstoffs oder durch Schweißen und dergleichen zusammenzufügen.
Wie in 5 gezeigt wird, ist die Masseelektrode 2 mit der Kerzenabdeckung 5 zusammengefügt. Die Kerzenabdeckung 5 mit der Masseelektrode 2 ist mit dem Gehäuse 4 der Zündkerze mit dem Isolator 3 zusammengesetzt. Bei diesem Zusammensetzschritt ist die Kerzenabdeckung 5 mit der Masseelektrode 2 nahe an einer Öffnungsrichtung der Kerzenabdeckung 5, d. h. der axialen Richtung Z arrangiert. Das heißt, das vordere Endteil 31 des Isolators 3 wird in die Innenseite der Kerzenabdeckung 5 eingefügt und die Masseelektrode 2 wird in das Elektroden-Befestigungsloch 32 eingefügt, das in dem dritten Teil 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ausgebildet ist. Das Öffnungs-Endteil der Kerzenabdeckung 5 ist mit dem vorderen Endteil 42 des Gehäuses des Gehäuses 4 der Zündkerze zusammengefügt.
Danach wird das Verfahren der Herstellung der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform beendet. Bei dem Schritt, bei dem die Isolatorabdeckung 34 und der Isolatorkörper 33 zusammengesetzt werden, wird die innere periphere Oberfläche des Gehäuses 4 der Zündkerze als eine Führung verwendet, mit welcher das Gehäuse 4 der Zündkerze, der Isolatorkörper 33 sowie die Isolatorabdeckung 34 miteinander zusammengesetzt werden. Dies macht es möglich, eine Fehlausrichtung zwischen dem Gehäuse 4 der Zündkerze, dem Isolatorkörper 33 sowie der Isolatorabdeckung 34 zu unterbinden und diese mit hoher Genauigkeit in einfacher Weise zusammenzusetzen.
Ferner ist die Kerzenabdeckung 5 in der Zusammensetzrichtung des Gehäuses 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5 offen, und die Masseelektrode 2 ist an der Zusammensetzrichtung ausgebildet. Dies macht es möglich, die Kerzenabdeckung 5 in der axialen Richtung Z in einfacher Weise mit der Masseelektrode 2, dem Gehäuse 4 der Zündkerze und dem Isolator 3 zusammenzusetzen.
Nun wird eine Beschreibung von Verhalten und Effekten der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform angegeben werden.
Bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform weist der Isolator 3 das vordere Endteil 31 des Isolators auf, welches ausgehend von dem Öffnungsteil 300 hervorsteht, das an der vorderen Endseite des axialen Lochs 30 ausgebildet ist. Das vordere Endteil 31 des Isolators 3 ist derart ausgebildet, dass dieses die Hilfs-Brennkammer 12 von der äußeren radialen Seite der Hilfs-Brennkammer 12 abdeckt. Dies macht es möglich, dass das vordere Endteil 31 des Isolators 3 eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, um zumindest ein Teil der Hilfs-Brennkammer 12 in der vorderen Endseite des Öffnungsteils 300 des axialen Lochs 30 abzudecken. Diese Struktur macht es möglich zu unterbinden, dass die Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, zu dem Bauteil ausleckt, das die Hilfs-Brennkammer 12 ausbildet. Das heißt, diese Struktur macht es möglich, eine Zündfähigkeit durch die Zündkerze 1 zu verbessern.
Ferner ist das vordere Endteil 31 des Isolators 3 auf einer innenseitigen Oberfläche der Kerzenabdeckung 5 sowie derart ausgebildet, dass es diese abdeckt. Diese Struktur macht es möglich, in einfacher Weise zu unterbinden, dass die Kerzenabdeckung 5 eine Wärmeenergie einer Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, absorbiert, weil keine Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, die Kerzenabdeckung 5 direkt kontaktiert. Das heißt, diese Struktur macht es möglich, eine Zündfähigkeit durch die Zündkerze 1 zu verbessern.
Ferner ist in der axialen Richtung Z das vordere Endteil 31 des Isolators 3 ausgehend von der Stelle der Entladungsstrecke G bis zu der vorderen Endseite ausgebildet. Das heißt, das vordere Endteil 31 des Isolators 3 ist an der äußeren radialen Seite der Entladungsstrecke G in der radialen Richtung der Zündkerze 1 ausgebildet. Diese Struktur macht es möglich, eine Wärmeenergie einer Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, daran zu hindern, rasch zu dem Gehäuse 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5 auszulecken, selbst falls die Flamme bei einer frühen Stufe während der Erzeugung einer Flamme in der Hilfs-Brennkammer 12 mit dem Gehäuse 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5 in Kontakt steht. Diese Struktur macht es möglich, eine Zündfähigkeit durch die Zündkerze 1 weiter zu verbessern.
Des Weiteren deckt das vordere Endteil 31 des Isolators 3 die Hilfs-Brennkammer 12 von der vorderen Endseite ab. Dies macht es möglich, dass das vordere Endteil 31 des Isolators die breitere Fläche der Hilfs-Brennkammer 12 abdeckt. Dadurch ist es bei der Struktur der Zündkerze 1 möglich, eine Wärmeenergie einer Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, daran zu hindern, während der Erzeugung einer Flamme in der Hilfs-Brennkammer 12 zu dem Gehäuse 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5 auszulecken. Diese Struktur macht es möglich, eine Erzeugung einer Flamme in der Hilfs-Brennkammer 12 weiter zu verbessern.
Die innere periphere Oberfläche 311a ist nach außen hin zu der äußeren radialen Seite des ersten Teils 311 des vorderen Endteils 31 des Isolators entlang der vorderen Endseite der Zündkerze 1 ausgebildet. Dies macht es möglich, die Oberflächenfläche der inneren peripheren Oberfläche 311a an der distalen Endseite des vorderen Endteils 31 des Isolators in einfacher Weise zu reduzieren. Das heißt, diese Struktur macht es möglich zu verhindern, dass eine Wärmeenergie einer Flamme, die in der Hilfs-Brennkammer 12 erzeugt wird, zu dem vorderen Endteil 31 des Isolators ausleckt. Daher ist es möglich, eine Erzeugung einer Flamme in der Hilfs-Brennkammer 12 weiter zu verbessern.
Wie zuvor beschrieben, sieht die erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Zündkerze 1 für Maschinen mit interner Verbrennung mit einer verbesserten Zündfähigkeit vor.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 6 bis 9 wird eine Beschreibung der Zündkerze gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform angegeben werden.
Die zweite beispielhafte Ausführungsform sieht die Zündkerze 1 mit einer Masseelektrode 2-1 vor, welche sich hinsichtlich einer Struktur von der Masseelektrode 2 in der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet.
6 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 7 zeigt eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der Linie VII-VII, die in 6 gezeigt wird, zeigt.
Wie in 6 und 7 gezeigt wird, steht die Masseelektrode 2-1 hervor oder erstreckt sich in der Seite des Innendurchmessers ausgehend von dem zylindrischen Teil 51 der Kerzenabdeckung 5, d. h. ausgehend von der Isolatorabdeckung 34, nach innen. Die Masseelektrode 2 weist eine Pfeiler- oder Säulenform auf, die sich in der radialen Richtung erstreckt oder hervorsteht. In der radialen Richtung ist die Masseelektrode 2-1 ausgehend von dem zylindrischen Teil 51 der Kerzenabdeckung 5 in der radialen Richtung zu einem Teil ausgebildet, das ausgehend von der Stelle der Mittelelektrode 11 hervorsteht.
Wie in 6 gezeigt wird, ist ein Teil der Masseelektrode 2-1 dem vorderen Endteil pf der Mittelelektrode 11 in der axialen Richtung Z durch die Entladungsstrecke G zugewandt. Die Masseelektrode 2-1 weist eine zylindrische Form auf, ähnlich der Struktur der Masseelektrode 2 in der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Das Konzept der vorliegenden Offenbarung ist nicht durch diese Struktur beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Masseelektrode 2-1 eine rechteckige Pfeilerform mit einer flachen Oberfläche an deren distaler Endseite aufweist, welche der Mittelelektrode 11 in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 zugewandt ist. Diese Struktur reduziert eine Abnutzung der Masseelektrode 2-1 durch Wiederholung einer Entladung und verhindert einen Fortschritt eines Abriebs der Masseelektrode 2-1.
8 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt des vorderen Endteils der Zündkerze 2-1, welches senkrecht zu der Masseelektrode 11 in der Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform verläuft, zeigt. 9 zeigt eine Ansicht, die einen auseinander gezogenen Querschnitt des Isolators 3 in der Zündkerze 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Wie in 6 bis 9 gezeigt wird, ist ein Grenzteil B zwischen dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 und der Isolatorabdeckung 34 an einem Mittelteil des zweiten Teils 312 des vorderen Endteils 31 des Isolators in der axialen Richtung Z der Zündkerze ausgebildet. Ferner ist die Isolatorabdeckung 34 aus einem Teil des zweiten Teils 312 und des dritten Teils 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators zusammengestellt. Wie in 6 und 8 gezeigt wird, ist das Grenzteil B zwischen dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 und der Isolatorabdeckung 34 an der distalen Endseite der Masseelektrode 2-1 in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 ausgebildet.
Wie in 6, 8 und 9 gezeigt wird, weist das distale Endteil der Isolatorabdeckung 34 ein Aussparungsteil 35 auf. Das Aussparungsteil 35 ist an der distalen Endseite in der Umfangsrichtung der Isolatorabdeckung 34 ausgebildet, sodass ein Teil der distalen Endseite der Isolatorabdeckung 34 hin zu der vorderen Endseite der Isolatorabdeckung 34 ausgespart ist.
Die Masseelektrode 2-1 wird in das Aussparungsteil 35 eingefügt und mit diesem eingepasst, und das äußere periphere Endteil der Masseelektrode 2-1 ist mit der Kerzenabdeckung 5 verbunden.
Das Aussparungsteil 35 der Isolatorabdeckung 34 weist ein Bodenteil auf, das eine Form aufweist, um mit der Masseelektrode 2-1 eingepasst zu werden. Das heißt, wenn die Masseelektrode 2-1 eine zylindrische Form aufweist, weist das Bodenteil des Aussparungsteils 35 eine abgerundete Form auf, welche in die zylindrische Seitenoberfläche der Masseelektrode 2-1 eingepasst ist. Diese Struktur macht es möglich, eine Erzeugung eines Spalts zwischen dem Aussparungsteil 35 und der zylindrischen Seitenoberfläche der Masseelektrode 2-1 zu unterbinden, und eine Belastung zu unterbinden, die sich an der Kontaktfläche zwischen dem Aussparungsteil 35 und der zylindrischen Seitenoberfläche der Masseelektrode 2-1 konzentriert. Mit anderen Worten ist es bei dieser Struktur möglich, die mechanische Festigkeit der Isolatorabdeckung 34 zu erhöhen. Es ist annehmbar, dass das Aussparungsteil 35 eine andere Form aufweist, anstelle eines kreisförmigen Querschnitts zum Beispiel einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Ein Öffnungsteil des Aussparungsteils 35, welches der Seite der Mittelelektrode 11 zugewandt angeordnet ist, ist geschlossen, wenn der Isolatorkörper 33 und die Isolatorabdeckung 34 miteinander zusammengesetzt sind.
Anstatt das Aussparungsteil 35 auszubilden, ist es annehmbar, ein Eindringdurchgangsloch in dem zweiten Teil 312 des vorderen Endteils 31 des Isolators in der radialen Richtung des Isolators 3 auszubilden, und die Masseelektrode 2-1 in das Eindringdurchgangsloch einzufügen.
Es ist zum Beispiel möglich, die Masseelektrode 2-1 in das Aussparungsteil 35 zu arrangieren, indem die Masseelektrode 2-1 ausgehend von der distalen Endseite in der axialen Richtung Z der Isolatorabdeckung 34, welche in der Kerzenabdeckung 35 eingefügt worden ist, in das Innere bzw. die Innenseite des Aussparungsteils 35 eingefügt wird.
Ferner ist es möglich, dass die Masseelektrode 2-1 ausgehend von der Außenseite der Kerzenabdeckung 5 durch das Eindringdurchgangsloch durchtritt, nachdem die Kerzenabdeckung 5 an dem vorderen Endteil 31 des Isolators 3 zusammengesetzt ist, wenn anstelle des Aussparungsteils 35 das Eindringdurchgangsloch verwendet wird.
Andere Komponenten der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie die der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform. Die Erläuterung der gleichen Komponenten wird hier der Kürze halber weggelassen. Die gleichen Komponenten bei der ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugsziffern und -zeichen bezeichnet werden.
Die Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform weist das gleiche Verhalten und die gleichen Effekte auf wie die Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die zuvor beschriebene zweite beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, dass die zweite beispielhafte Ausführungsform wie folgt eine erste Modifikation und eine zweite Modifikation aufweist.
Erste Modifikation
Nun wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 eine Beschreibung einer ersten Modifikation angegeben werden.
10 zeigt eine Ansicht, welche einen auseinander gezogenen Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 11 zeigt eine Ansicht, welche einen Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze 1 gemäß der ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Wie in 10 gezeigt wird, weist die Zündkerze gemäß der ersten Modifikation eine Struktur auf, bei welcher die Kerzenabdeckung 5 entlang einer Ausbildungsrichtung X der Masseelektrode 2-1, zu welcher sich die Masseelektrode 2-1 erstreckt, in eine erste Kerzenabdeckung 5a und eine zweite Kerzenabdeckung 5b unterteilt ist.
Diese Struktur ermöglicht, dass die Zündkerze in einfacher Weise hergestellt wird. Das heißt, diese Struktur macht es möglich, die Produktivität der Zündkerze zu erhöhen. Die erste Kerzenabdeckung 5a ist mit der Masseelektrode 2-1 verbunden. Beim Herstellen der Zündkerze 1 ist die erste Kerzenabdeckung 5a mit der Masseelektrode 2-1 verbunden. Danach wird die erste Kerzenabdeckung 5a mit dem Isolator 3 zusammengesetzt, während die Masseelektrode 2-1 in das Aussparungsteil 35 eingefügt wird. Die zweite Kerzenabdeckung 5b ist ausgehend von der der ersten Kerzenabdeckung 5a gegenüberliegenden Seite entlang der Ausbildungsrichtung X der Masseelektrode 2-1 mit dem Isolator 3 zusammengesetzt. Als nächstes werden die erste Kerzenabdeckung 5a und die zweite Kerzenabdeckung 5b durch deren zugewandte Oberflächen miteinander zusammengefügt. Dies macht es möglich, die Zündkerze 1 gemäß der ersten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform in einfacher Weise herzustellen.
Zweite Modifikation
Nun wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 eine Beschreibung einer zweiten Modifikation angegeben werden.
12 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um das vordere Endteil der Zündkerze 1 gemäß der zweiten Modifikation der zweiten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 13 zeigt eine Ansicht, welche einen Querschnitt der Zündkerze 1 entlang der Linie XIII-XIII, die in 12 gezeigt wird, zeigt.
Wie in 12 und 13 gezeigt wird, weist die Isolatorabdeckung 34 ein erstes Aussparungsteil 35-1 und ein zweites Aussparungsteil 35-2 auf, die zum Beispiel an einander in der Richtung X gegenüberliegenden Stellen ausgebildet sind. Die Masseelektrode 2-1 ist in dem ersten Aussparungsteil 35-1 und dem zweiten Aussparungsteil 35-2 arrangiert. Das heißt, dass beide Endteile der Masseelektrode 2-1 durch das zylindrische Teil 51 der Kerzenabdeckung 5 verbunden und getragen sind. Diese Struktur macht es möglich, die mechanische Festigkeit der Masseelektrode 2-1 in der Zündkerze zu erhöhen.
Dritte beispielhafte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 14 bis 16 wird eine Beschreibung der Zündkerze gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform angegeben werden.
Die dritte beispielhafte Ausführungsform sieht die Zündkerze 1 vor, die eine Struktur ohne die Kerzenabdeckung 5 aufweist, die in 6 und 7 gezeigt wird.
14 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um ein vorderes Endteil der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 15 zeigt eine Ansicht, welche das vordere Ende der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt. 16 zeigt eine Ansicht, die einen auseinander gezogenen Querschnitt des Isolators in der Zündkerze 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform zeigt.
Wie in 14 gezeigt wird, ist das vordere Endteil 42 des Gehäuses in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 in der Fläche ausgehend von dem Befestigungsschraubenteil 41 des Gehäuses 4 der Zündkerze zu dem vorderen Endteil der Entladungsstrecke G ausgebildet. Wie in 14 und 15 gezeigt wird, weist das vordere Endteil 42 des Gehäuses eine zylindrische Form auf. 15 zeigt lediglich das vordere Endteil 42 des Gehäuses.
Wie in 14 und 15 gezeigt wird, ist das vordere Endteil 42 des Gehäuses entlang der äußeren peripheren Oberfläche des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ausgebildet. Das vordere Endteil des vorderen Endteils 42 des Gehäuses ist offen. Das dritte Teil 313 des vorderen Endteils 31 des Isolators steht ausgehend von dem vorderen Endteil 42 des Gehäuses hin zu der vorderen Endseite der Zündkerze 1 hervor.
Wie in 14 gezeigt wird, ist ein Grenzteil B zwischen dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 und der Isolatorabdeckung 34 an dem vorderen Endteil in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 ausgebildet.
Wie in 14 und 16 gezeigt wird, ist das Aussparungsteil 25 in dem vorderen Endteil des Isolatorkörpers 33 ausgebildet. Das Aussparungsteil 35 ist ausgebildet, sodass ein Teil in der Umfangsrichtung der vorderen Endoberfläche des Isolatorkörpers 33 hin zu der distalen Endseite des Isolatorkörpers 33 ausgespart ist.
Die Masseelektrode 2-1 wird in das Aussparungsteil 35 eingefügt und durch dieses getragen, und ein äußeres peripheres Endteil der Masseelektrode 2-1 ist mit der Kerzenabdeckung 5 verbunden. Das Aussparungsteil 35 ist geschlossen, indem der Isolatorkörper 33 mit der Isolatorabdeckung 34 zusammengesetzt ist.
Es ist zum Beispiel möglich, die Masseelektrode 2-1 innerhalb des Aussparungsteils 35 zu arrangieren, indem die Masseelektrode 2-1 ausgehend von der vorderen Endseite in der axialen Richtung Z des Isolatorkörpers 33, der durch das Gehäuse 4 der Zündkerze getragen ist, in das Aussparungsteil 35 eingefügt wird.
Das andere Verhalten und die anderen Effekte der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie die der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
Es ist möglich, die Struktur der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform auf der Grundlage der zweiten Modifikation, die in 12 und 13 gezeigt wird, die zuvor beschrieben wurden, zu modifizieren.
Weil die Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform keine Kerzenabdeckung 5 aufweist, macht dies es möglich, die Gesamtanzahl an Komponenten in der Zündkerze zu reduzieren und die Gesamtanzahl an Herstellungsschritten und Herstellungskosten der Zündkerze zu reduzieren.
Das vordere Endteil 42 des Gehäuses ist in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 in der Fläche ausgehend von dem Befestigungsschraubenteil 41 des Gehäuses 4 der Zündkerze zu dem vorderen Endteil der Entladungsstrecke G ausgebildet. Wie in 14, 15 und 16 gezeigt wird, ist das vordere Endteil 42 des Gehäuses entlang der äußeren peripheren Oberfläche des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ausgebildet. Weil das vordere Endteil 31 des Isolators durch das vordere Endteil 42 des Gehäuses getragen ist, macht diese Struktur es möglich, die Haltbarkeit des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 zu verbessern. Andere Verhalten und Effekte der Zündkerze gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie die der Zündkerze gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform.
Vierte beispielhafte Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 17 wird eine Beschreibung der Zündkerze gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform angegeben werden.
17 zeigt eine Ansicht, welche einen vergrößerten Querschnitt um ein vorderes Endteil der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform zeigt. Wie in 17 gezeigt wird, weist die Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform die Kerzenabdeckung 5-1 auf, welche sich hinsichtlich einer Struktur von der Kerzenabdeckung 5 in der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet.
Bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform, die in 17 gezeigt wird, ist die vordere Endseite des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 offen. Das vordere Endteil 31 des Isolators 3 weist das erste Teil 311 und das zweite Teil 312 auf, weist aber nicht das dritte Teil 313 auf. Andererseits weist das vordere Endteil 31 des Isolators 3 das erste Teil 311, das zweite Teil 312 und das dritte Teil 313 in der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform auf, die zuvor erläutert wurde.
Bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform, die in 17 gezeigt wird, ist das vordere Endteil des vorderen Endteils 31 des Isolators in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 bis zu der Fläche vor der Entladungsstrecke G ausgebildet.
Das vordere Endteil des vorderen Endteils 31 des Isolators, d. h. das vordere Endteil des zweiten Teils 312, weist eine Neigungsoberfläche 312a auf, welche nach innen hin zu der axialen Richtung Z geneigt ist. Der Isolator 3 ist aus einem einzelnen Bauteil hergestellt, welches kein zusammengesetztes Bauteil ist, das aus einer Mehrzahl von Bauteilen bzw. Komponenten zusammengestellt ist.
Das vordere Endteil 42 des Gehäuses des Gehäuses 4 der Zündkerze weist eine zylindrische Form auf, die entlang der äußeren peripheren Oberfläche des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ausgebildet ist. In der axialen Richtung Z sind das vordere Ende des vorderen Endteils 42 des Gehäuses und das vordere Endteil des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 zueinander ausgerichtet. Eine vordere Endoberfläche 421 des vorderen Endteils 42 des Gehäuses weist eine Ringform auf, die auf einer Oberfläche ausgebildet ist, welche senkrecht zu der axialen Richtung Z verläuft.
Die Kerzenabdeckung 5 deckt die vordere Endoberfläche 421 des vorderen Endteils 42 des Gehäuses und die Neigungsoberfläche 312a des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 ab. Bei der Struktur der Zündkerze gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ist die Hilfs-Brennkammer 12 durch das vordere Endteil 31 des Isolators 3 und die Kerzenabdeckung 5 ausgebildet.
Die Kerzenabdeckung 5 weist eine halbkugelförmige Form auf, die sich hin zu deren vorderer Endseite in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 erstreckt oder hervorragt. Die distale Endoberfläche der Kerzenabdeckung 5 weist eine erste distale Endoberfläche 53 und eine zweite distale Endoberfläche 54 auf. Die erste distale Endoberfläche 53 ist derart arrangiert, dass diese der vorderen Endoberfläche 421 des vorderen Endteils 42 des Gehäuses zugewandt ist. Die zweite distale Endoberfläche 54 ist der Neigungsoberfläche 312a des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 zugewandt arrangiert.
Die erste distale Endoberfläche 53 ist parallel zu der vorderen Endoberfläche 421 des vorderen Endteils 42 des Gehäuses arrangiert. Die zweite distale Endoberfläche 54 ist parallel zu der Neigungsoberfläche 312a des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 arrangiert. Die erste distale Endoberfläche 53 ist mit der vorderen Endoberfläche 421 des vorderen Endteils 42 des Gehäuses zusammengefügt.
Die zweite distale Endoberfläche 54 ist derart arrangiert, dass diese durch ein Wärmeübertragungsbauteil 6 mit der Neigungsoberfläche 312a des vorderen Endteils 31 des Isolators in Kontakt steht. Diese Struktur ermöglicht, dass die zweite distale Endoberfläche 54 durch das Wärmeübertragungsbauteil 6 thermisch mit dem Gehäuse 6 der Zündkerze in Kontakt steht.
Ähnlich wie bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist es möglich, das Gehäuse 4 der Zündkerze und die Kerzenabdeckung 5 zu verwenden, die aus einem elektrisch leitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Eisen, Nickel, einer Nickel-Eisen-Legierung, Edelstahl und dergleichen hergestellt ist.
Das Wärmeübertragungsbauteil 6 weist eine Wärmeleitfähigkeit auf, welche mehr beträgt als die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5. Das Wärmeübertragungsbauteil 6 ist zum Beispiel aus Kupfer hergestellt.
Das Wärmeübertragungsbauteil 6 ist eng an der Gesamtumfangsoberfläche der Neigungsoberfläche 312a des vorderen Endteils 31 des Isolators 3 und der Gesamtumfangsoberfläche der zweiten distalen Endoberfläche 54 der Kerzenabdeckung 5 angebracht.
Das vordere Endteil 31 des Isolators 3 steht durch das Wärmeübertragungsbauteil 6 und die Kerzenabdeckung 5 thermisch mit dem Gehäuse 4 der Zündkerze in Kontakt, Andere Komponenten der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie die der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Bei der Struktur der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform, die in 17 gezeigt wird, steht das vordere Endteil 31 des Isolators 3 durch das Wärmeübertragungsbauteil 6 mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, welche höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5, das heißt, welche mehr beträgt als die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5, thermisch mit dem Gehäuse 4 der Zündkerze in Kontakt.
Diese Struktur macht es möglich, eine Wärmeübertragung ausgehend von dem vorderen Endteil 31 des Isolators 3 auf das Gehäuse 4 der Zündkerze zu fördern. Diese Struktur macht zum Beispiel es möglich, ein Auftreten einer Vorzündung zu verhindern, wenn die Hilfs-Brennkammer 12 eine hohe Temperatur annimmt, selbst falls eine Maschine mit interner Verbrennung mit einer hohen Last und dergleichen betrieben wird.
Das andere Verhalten und die anderen Effekte der Zündkerze 1 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform sind die gleichen wie die der Zündkerze gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Das Konzept der vorliegenden Offenbarung ist nicht durch die Offenbarung der zuvor beschriebenen ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsform beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Zündkerze verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung aufweist.
Bei der Struktur der Zündkerze gemäß der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsform ist es zum Beispiel möglich, die Stelle des Grenzteils zwischen dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 und der Isolatorabdeckung 34 zu verändern. Es ist ebenfalls annehmbar, eine Mehrzahl von Grenzteilen in der axialen Richtung Z zwischen dem Isolatorkörper 33 des Isolators 3 und der Isolatorabdeckung 34 auszubilden.
Bei der Struktur der Zündkerze gemäß der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsform ist der Isolator 3 aus einer Mehrzahl von Bauteilen bzw. Komponenten zusammengestellt (d. h. aus dem Isolatorkörper 33 und der Isolatorabdeckung 34 zusammengestellt). Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Offenbarung nicht durch diese Struktur beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, den Isolator 3 zu verwenden, der aus einem einzelnen Material hergestellt ist. Bei der Struktur der Zündkerze gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ist das vordere Endteil 31 des Isolators 3 aus einem einzelnen Bauteil zusammengestellt. Allerdings ist es annehmbar, dass der Isolator 3 das vordere Endteil 31 des Isolators aufweist, das aus einer Mehrzahl von Teilen zusammengestellt ist, die in der axialen Richtung Z der Zündkerze 1 unterteilt sind.
Bei der Struktur der Zündkerze gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ist das Wärmeübertragungsbauteil 6 zwischen dem vorderen Endteil 31 des Isolators 3 und der Kerzenabdeckung 5 arrangiert. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Offenbarung nicht durch diese Struktur beschränkt. Es ist zum Beispiel möglich, das Wärmeübertragungsbauteil 6 in der radialen Richtung der Zündkerze zwischen dem vorderen Endteil 31 des Isolators 3 und dem Gehäuse 4 der Zündkerze zu arrangieren.
Bei der Struktur der Zündkerze gemäß jeder der ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsform ist es annehmbar, das vordere Endteil 31 des Isolators zu verwenden, das aus einer Mehrzahl von Teilen zusammengestellt ist, die in der axialen Richtung Z der Zündkerze arrangiert sind, und um die Mehrzahl von Teilen des vorderen Endteils 31 des Isolators zusammenzusetzen.
Bei der Struktur der Zündkerze gemäß jeder der ersten bis vierten beispielhaften Ausführungsformen deckt das vordere Endteil 31 des Isolators 3 die gesamte äußere periphere Fläche der Hilfs-Brennkammer 12 ab. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Offenbarung nicht durch diese Struktur beschränkt. Zum Beispiel ist es möglich, dass das vordere Endteil 31 des Isolators ein Teil der äußeren peripheren Fläche der Hilfs-Brennkammer 12 an einem Teil der äußeren Umfangsrichtung abdeckt, wenn die Hilfs-Brennkammer 12 an dem Gehäuse 4 der Zündkerze und der Kerzenabdeckung 5 ausgebildet ist.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung detailliert beschrieben worden sind, wird vom Fachmann anerkannt, dass im Lichte der Gesamtlehre dieser Offenbarung verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details entwickelt werden könnten. Entsprechend sind die offenbarten besonderen Anordnungen lediglich zur Veranschaulichung gedacht und sind nicht auf den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränkt, welcher die volle Breite der folgenden Ansprüche und aller dazugehörigen Äquivalenten zuerkannt werden soll.

Claims

Zündkerze (1) für Maschinen mit interner Verbrennung, aufweisend: eine Mittelelektrode (11); eine Masseelektrode (2), eine Entladungsstrecke (G), die in einer axialen Richtung (Z) der Zündkerze zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode ausgebildet ist; einen Isolator (3) mit einer zylindrischen Form, der ein axiales Loch (30) und ein vorderes Endteil (31) des Isolators aufweist, das axiale Loch, das in dem Isolator ausgebildet ist, in welches die Mittelelektrode arrangiert und getragen ist, und das vordere Endteil (31) des Isolators, das in der axialen Richtung der Zündkerze weiter hin zu einer Vorderseite des Isolators hervorsteht als ein Öffnungsteil (300), das an einer vorderen Endseite des axialen Lochs ausgebildet ist; und eine Hilfs-Brennkammer (12), in welcher die Entladungsstrecke arrangiert ist, wobei das vordere Endteil des Isolators die Hilfs-Brennkammer von der äußeren radialen Seite der Hilfs-Brennkammer abdeckt.
Zündkerze nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Gehäuse (4) der Zündkerze mit einer zylindrischen Form, in welchem der Isolator getragen ist; und eine Kerzenabdeckung, die an einem vorderen Endteil des Gehäuses der Zündkerze fixiert ist, und eine Hilfs-Brennkammer, die in der Kerzenabdeckung ausgebildet ist, wobei das vordere Endteil 31 des Isolators derart ausgebildet ist, dass dieses eine Innenoberfläche der Kerzenabdeckung abdeckt.
Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei das vordere Endteil des Isolators in der axialen Richtung der Zündkerze hin zu einer vorderen Endseite der Entladungsstrecke ausgebildet ist.
Zündkerze nach Anspruch 3, wobei das vordere Endteil des Isolators die Hilfs-Brennkammer von einer vorderen Endseite der Hilfs-Brennkammer abdeckt.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend ein Gehäuse (4) der Zündkerze mit einer zylindrischen Form, in welchem der Isolator getragen ist, wobei das vordere Endteil des Isolators durch ein Wärmeübertragungsbauteil (6) mit einer Wärmeleitfähigkeit, welche höher ist als eine Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses der Zündkerze, thermisch mit dem Gehäuse der Zündkerze in Kontakt steht.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine innere periphere Oberfläche (311a) derart ausgebildet ist, dass diese sich entlang der vorderen Endseite der Zündkerze radial hin zu einer äußeren radialen Seite des vorderen Endteils des Isolators an einem distalen Endteil des vorderen Endteils des Isolators erstreckt.