DE60037955T2 - Zündkerze für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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DE60037955T2 DE2000637955 DE60037955T DE60037955T2 DE 60037955 T2 DE60037955 T2 DE 60037955T2 DE 2000637955 DE2000637955 DE 2000637955 DE 60037955 T DE60037955 T DE 60037955T DE 60037955 T2 DE60037955 T2 DE 60037955T2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, insbesondere auf eine Anordnung zum Verhindern, dass sich Kraftstoffbrücken über einen Entladungsspalt der Zündkerze ausbilden.
  • Eine gewöhnliche Zündkerze einer Brennkraftmaschine besteht aus einer Mittelelektrode, einem Isolator, der den Umfang der Mittelelektrode abdeckt und hält, und einer Masseelektrode, die ein Ende aufweist, das an einem Metallgehäuse befestigt ist, und die das freie Ende hat, das einen Entladungsspalt zwischen diesem und dem Rand der Mittelelektrode bildet. Ein Funke wird über den Entladungsspalt erzeugt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Maschinenbrennkammer zu zünden. Jüngst ist das Umweltinteresse gewachsen und ein System mit schichtweiser Kraftstoffverbrennung wurde eingeführt, um eine für die Umwelt geeignete Brennkraftmaschine mit geringem Kraftstoffverbrauch vorzusehen.
  • Wenn jedoch eine derartige schichtweise Kraftstoffverbrennung in einer Brennkammer einer Maschine beabsichtigt ist, muss ein großes Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs um die Zündkerze angesammelt werden. Dies kann Rußniederschläge erhöhen. Die Rußniederschläge können eine Verschlechterung der Isolationsleistung der Oberfläche des Isolators bewirken. Folglich wird ein Funke von der Mittelelektrode durch die Fläche des Isolators zu der Innenseite des Metallgehäuses erzeugt, anstelle des normalen Funkens zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode, was Zündprobleme der Maschine hervorruft.
  • Um die vorstehenden Probleme zu verbessern offenbaren JP-Y2-53-41629 und JP-A-47-19236 selbstreinigende Zündkerzen. Jede der offenbarten Zündkerzen (nachstehend bezeichnet als die Zwei-Masseelektroden-Zündkerze) besteht aus einer ersten Masseelektrode (Hauptmasseelektrode), einem ersten Entladungsspalt, der durch die erste Masseelektrode gebildet wird, und eine zweite Masseelektrode (Hilfsmasseelektrode) mit einem befestigten Ende, das an dem Metallgehäuse befestigt ist, und einem freien Ende, das einen zweiten Entladungsspalt zwischen diesem und der Seitenfläche der Mittelelektrode ausbildet.
  • Bei der Zwei-Masseelektroden-Zündkerze ist die zweite von der zweiten Massenelektrode, die der Seitenfläche der Mittelelektrode gegenüberliegt, außerhalb des Außendurchmessers des Isolators angeordnet. Bei der JP-Y2-53-41629 werden normale Funkenentladungen über den ersten Entladungsspalt erzeugt, während die Funkenentladung über den zweiten Entladungsspalt erzeugt wird, um Kohlenstoffablagerungen, die den Isolator bedecken, wegzubrennen, wodurch verhindert wird, dass sich der Funke in das Innere des Isolators entlädt, und ebenso verhindert wird, dass die Zündleistung abnimmt.
  • Jedoch verbleibt bei der vorstehend beschriebenen selbstreinigenden Zwei-Masseelektroden-Zündkerze Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin, in dem ersten und dem zweiten Entladungsspalt und bildet eine Kraftstoffbrücke. Dies ruft Maschinenfehlzündungen oder Zündfehler hervor. Eine Ausbildung der Kraftstoffbrücke ist in den 10A bis 10C dargestellt. In den Figuren stellt J1 eine Mittelelektrode dar, ist J2 ein Isolator, ist J3 ein Metallgehäuse, ist J4 eine erste Masseelektrode, und sind J5 und J6 jeweils zweite Masseelektroden. Kraftstoff wird durch die schraffierten Abschnitte dargestellt.
  • Wie es in 10A gezeigt ist, wird die Kraftstoffbrücke J7 in einem ersten Entladungsspalt (Hauptspalt) zwischen der ersten Masseelektrode J4 und der Mittelelektrode J1 ausgebildet und wird die Kraftstoffbrücke J8 in einem zweiten Entladungsspalt (Hilfsspalt) zwischen den zweiten Masseelektroden (J5, J6) und der Mittelelektrode gebildet. Wenn beide Spalte ausreichend weit genug sind, werden die Brücken J7, J8 aufgrund einer Fahrzeugvibration oder einer Vibration, die durch eine Druckänderung in Brennkammern hervorgerufen wird, leicht durchbrochen. Wenn jedoch der erste Entladungsspalt übermäßig weit ist, muss die Entladespannung erhöht werden. Wenn die zweiten Entladungsspalte übermäßig weiter werden, werden Funken nicht über den Spalt sondern entlang der Fläche des Isolators erzeugt, um das Innere des Metallgehäuses zu erreichen.
  • Wie es in den 10B und 10C gezeigt, selbst wenn die Kraftstoffbrücke, die den zweiten Entladungsspalt überquert, aufgrund der Vibration oder dergleichen durchbrochen wird, bewegt sich der Kraftstoff zu dem ersten Entladungsspalt, um eine andere Kraftstoffbrücke J7 auszubilden. Daher ist es in der Zwei-Masseelektroden-Zündkerze schwieriger die Kraftstoffbrücke oder die Fehlzündungen zu verhindern, als die Kraftstoffbrücke in einer normalen Zündkerze zu verhindern, die keine derartige zweite Elektrode hat.
  • Diese Art der Kraftstoffbrücke wird oft ausgebildet, wenn das Kraftstoffgemisch fett wird, bei einem Fall, dass eine Brennkraftmaschine bei kalter Temperatur gestartet wird. Die Kraftstoffbrücke wird auch in der Maschine mit schichtweiser Verbrennung ausgebildet, die ein übermäßig fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennt.
  • Schließlich offenbart das Dokument des Stands der Technik GB 1 373 435 eine Zündkerze mit einem ersten Entladungsspalt, der durch eine Mittelelektrode und wenigstens eine äußere Elektrode definiert wird. Der erste Entladungsspalt hat einen Kriechstrom-Entladungsspalt und einen Luftspalt, in dem Funken zwischen der Mittelelektrode und der äußeren Elektrode entlang einer Endfläche eines Isolators kriechen, der die Mittelelektrode umgibt. Des Weiteren hat die Zündkerze, die aus der GB 1 373 435 bekannt ist, einen Überschlag-Entladungsspalt, der durch die Mittelelektrode und eine weitere Elektrode definiert ist, wobei der Überschlag-Entladungsspalt und der erste Entladungsspalt im Wesentlichen parallel sind. Schließlich erstreckt sich eine Endfläche der Mittelelektrode in einer zu der Achse der Mittelelektrode rechtwinkligen Ebene, wobei der Startpunkt für beide von dem Überschlagfunken und dem Kriechfunken an der Endfläche der Mittelelektrode ist.
  • Angesichts des vorstehenden Problems ist es eine Aufgabe der Erfindung zu verhindern, dass sich Kraftstoffbrücken an dem ersten Entladungsspalt und dem zweiten Entladungsspalt einer Zwei-Masseelektroden-Zündkerze für eine Brennkraftmaschine ausbilden, während eine ausreichende Zündungsleistungsfähigkeit beibehalten wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, neigt Kraftstoff dazu bei dem Spalt zwischen der zweiten Masseelektrode J5, J6 und einer Seitenfläche des Isolators J2 gerade gegenüberliegend dieser Elektroden zu verbleiben. Deshalb wurde die Erfindung durch eine Entdeckung der Beziehung zwischen den zweiten Massenelektroden und der Fläche des Isolators, der diesen gegenüberliegt, und der Beziehung zwischen den zweiten Masseelektroden und einer Seitenfläche der Mittelelektrode gemacht.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung, wie es in Anspruch 1 definiert ist, besteht die folgende Beziehung zwischen dem ersten Entladungsspalt A und dem Außendurchmesser B des Rands der Mittelelektrode: B ≤ 5A – 2,5 (mm).
  • Außerdem sind ein Abstand C (mm) zwischen dem freien Ende der zweiten Masseelektrode und der Isolatorseitenfläche und ein Verhältnis eines projizierten Bereichs S2 der Isolatorseitenfläche zu einem Teil des Querschnittsbereichs S1 der zweiten Masseelektrode innerhalb eines Bereichs eingestellt, der durch Linien definiert ist, die die folgenden Punkte verbinden, wenn der Abstand C an der x-Achse und das Verhältnis an der y-Achse aufgetragen wird:
    (C, S2/S1) = (0,3, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,8, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,3, 0,5)
  • Der vorstehende Bereich ist in den 7 und 8 gezeigt. Erfindungsgemäß wird verhindert, dass sich Kraftstoffbrücken bei dem ersten Entladungsspalt und dem zweiten Entladungsspalt ausbilden, während eine normale Zündungseffizienz beibehalten wird.
  • Bei dem Abschnitt, bei dem sich das freie Ende der zweiten Masselelektrode und die Seitenfläche des Rands des Isolators einander zugewandt sind (die überlappenden Abschnitte in der axialen Richtung der Zündkerze), sind die Flächen, die einander zugewandt sind, nicht eben sondern etwas gekrümmt. Deshalb repräsentieren die Bereiche S1, S2 der ebenen Flächen in etwa die einander zugewandten Oberflächenbereiche.
  • Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal sind der Abstand C und das Verhältnis S2/S1 innerhalb eines Bereichs eingestellt der durch Linien definiert ist, die die folgenden Punkte verbinden:
    (C, S2/S1) = (0,3, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 1,0)
    (C, S2/S1) = (1,0, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,3, 0,3)
  • Dies verhindert wirksam, dass sich die Kraftstoffbrücken bei dem ersten und dem zweiten Entladungsspalt ausbilden.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die Isolatorseitenfläche einen projizierten Bereich S2, auf dem das freie Ende der zweiten Masseelektrode normal projiziert ist und werden der erste Entladungsspalt A, der Außendurchmesser B, der Querschnittbereich S1, der projizierte Bereich S2 und der Abstand C jeweils so bestimmt, dass eine Kraftstoffbrücke nicht bei dem ersten und dem zweiten Entladungsspalt ausgebildet wird, wenn der folgende Test ausgeführt wird:
    Platzieren der Zündkerze in einer Temperatur von etwa –25°;
    Tauchen der Zündkerze in Kraftstoff einer Brennkraftmaschine;
    nachfolgendes natürliches Fallenlassen der Zündkerze über eine vorgeschriebene Distanz, wobei die Seite des mittleren Rands unten ist;
    Halten der Zündkerze in der Luft.
  • Deshalb wird die Leistungsfähigkeit einer Zündkerze durch ein Verfahren zum Vorsehen von praktisch der gleichen Beanspruchung von außen bestätigt, wie die Vibration, die an die Zündkerze angelegt wird.
  • Hinsichtlich der Höhe der Vibration in der Praxis ist es wünschenswert, dass die Falldistanz gleich zu oder kleiner als 4 cm ist.
  • Es ist auch wünschenswert, dass der Abstand C gleich zu oder größer als 0,3 mm oder gleich zu oder kleiner als 1,2 mm ist.
  • Es ist auch wünschenswert, dass der erste Entladungsspalt A gleich zu oder größer als 0,7 mm oder gleich zu oder kleiner als 1,3 mm ist.
  • Wenn der Abstand C und der Spalt A kleiner als die kürzesten Grenzen sind, kann der Maschinenleerlaufbetrieb rau werden. Andererseits, wenn sie länger als die längsten Grenzen sind, kann die Funkenentladung nicht erzeugt werden, was zu Fehlzündungen führt.
  • Außerdem ist es wünschenswert, dass der Außenseitendurchmesser B des Mittelelektrodenrands gleich zu oder größer als 0,3 mm oder gleich zu oder kleiner als 2,8 mm ist.
  • Andere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung, ebenso wie die Funktionen der zugehörigen Teile der Erfindung, werden aus einem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, der angehängten Ansprüche und der Zeichnungen klar werden. In den Zeichnungen:
  • 1 ist eine halbe Querschnittansicht einer Zündkerze gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 ist eine vergrößerte Fragmentansicht eines Abschnitts, der in 1 durch einen Pfeil X angezeigt ist;
  • 3 ist ein Abschnitt, der in 1 durch den Pfeil Y angegeben ist;
  • Die 4A und 4B sind Darstellungen, die verschiedene Abmessungen der in 1 gezeigten Zündkerze zeigen;
  • Die 5A und 5B sind schematische Darstellungen, die einen Test einer Kraftstoffhaltekraft darstellen, der an dem vorstehenden Ausführungsbeispiel angewandt wird;
  • Die 6A, 6B und 6C sind Darstellungen, die Abwandlungen eines projizierten Flächenbereichs S2 darstellen;
  • 7 ist eine graphische Darstellung, die ein Testergebnis der Kraftstoffhaltekraft bei einem zweiten Entladungsspalt zeigt;
  • 8 ist eine graphische Darstellung, die ein Testergebnis der Kraftstoffhaltekraft bei einem ersten Entladungsspalt zeigt;
  • 9 ist eine Darstellung, die eine Abwandlung des vorstehenden Ausführungsbeispiels darstellt; und
  • Die 10A, 10B und 10C sind Darstellungen, die einen Ausbildungsvorgang einer Kraftstoffbrücke darstellen.
  • Die Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, hat eine Zündkerze 100 ein zylindrisches Metallgehäuse 1, das mit einem Befestigungsbolzen 1a an dem Außenumfang versehen ist, um an einem Motorblock befestigt zu werden. Ein Isolationsbauteil 2, welches beispielsweise aus Aluminiumkeramiken (Al2O3) hergestellt ist, ist an dem Inneren des Metallgehäuses 1 befestigt. Der Isolator 2 hat einen Endabschnitt 2a, der sich von dem Metallgehäuse 1 nach außen erstreckt. Wie es in 2 gezeigt ist, hat der Endabschnitt 2a einen zylindrischen Randabschnitt 2b, der einen kleineren Außendurchmesser als sein anderer Abschnitt aufweist.
  • Eine Mittelelektrode 3 ist an einer Mittelöffnung 2c des Isolators 2 befestigt und wird über den Isolator 2 durch ein Metallgehäuse 1 gehalten. Die Metallelektrode 3 ist ein zweischichtiges säulenartiges Bauteil, das aus einem internen Bauteil, das aus Kupfer (Cu) oder einem anderen wärmeleitenden Material gemacht ist, und einem externen Bauteil besteht, das aus einer Nickellegierung (Ni-Legierung) oder einem anderen wärme- und korrosionsbeständigen Material gemacht ist. Der Rand der Mittelelektrode 3 erstreckt sich von einem Endabschnitt 2a des Isolators 2 auswärts. Wie es in 2 gezeigt ist, hat ein Basisabschnitt 3a der Mittelelektrode 3 einen zylindrischen Randabschnitt 3b, der einen kleineren Außendurchmesser als seine anderen Abschnitte aufweist. Der Außenumfang des Randabschnitts 3b befindet sich innerhalb des Innenumfangs des Randabschnitts 2b des Isolators 2.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind die erste Masseelektrode 4 und die zweiten Massenelektroden 5 und 6 durch beispielsweise eine Schweißverbindung an einem Ende des Metallgehäuses 1 befestigt. Diese ersten und zweiten Masseelektroden 46 sind aus einer Nickellegierung hergestellt. Das Ende (freie Ende) der ersten Masseelektrode, das dem Ende (befestigten Ende) entgegengesetzt ist, das an dem Metallgehäuse 1 befestigt ist, ist gegenüber dem oberen Teil des Randabschnitts 3b der Mittelelektrode 3 angeordnet, wodurch es einen ersten Entladungsspalt A zwischen sich und dem Randabschnitt 3b bildet.
  • Die freien Enden der zweiten Masseelektroden 5 und 6, die den befestigten Enden entgegengesetzt sind, die an dem Metallgehäuse 1 befestigt sind, sind gegenüberliegend den Seitenflächen des Randabschnitts 3b der Mittelelektrode 3 angeordnet, wobei sie einen zweiten Entladungsspalt ausbilden. Die freien Enden der zweiten Masseelektroden 5, 6 sind außerhalb des Durchmessers des Außenumfangs des Isolatorrandabschnitts 2a um einen Abstand C angeordnet (in 4 gezeigt).
  • Die in 4 gezeigten Abmessungen A, B, C, S1 und S2 sind speziell definiert. Die Abmessung A ist die Breite des ersten Entladungsspalts, die Abmessung B ist der Außendurchmesser des Randabschnitts 3b der Mittelelektrode 3 (nachstehend bezeichnet als Mittelelektrodendurchmesser). Die Abmessung C ist ein Abstand zwischen den zweiten Elektroden 5, 6 und den Seitenflächen des Randabschnitts 2b des Isolators 2 der Breitenrichtung (horizontalen Richtung in 4) des zweiten Entladungsspalts.
  • Die Querschnittsfläche des freien Endes der zweiten Masseelektroden 5 und 6 in der zu der Breitenrichtung senkrechten Richtung des Entladungsspalts wird als S1 angenommen. Die Querschnittsfläche S1 ist die Schnittfläche der zweiten Masseelektroden 5 und 6, die an einer imaginären Fläche 900 (der Fläche, die zu der Breitenrichtung des zweiten Entladungsspalts rechtwinklig ist) angeordnet ist, die durch eine einfach gepunktete Strichpunktlinie in 4A angedeutet ist. Abschnitte der freien Endflächen der zweiten Masselelektroden 5, 6 und der Seitenflächen des Randabschnitts 2b der Mittelelektrode 2 überlappen einander in der axialen Richtung, um ein Gegenüberstehungsgebiet 901 auszubilden. Anders gesagt werden Abschnitte der Oberflächen des freien Endes an die Seitenfläche des Randabschnitts 2b projiziert, um eine projizierte Oberfläche (901) auszubilden.
  • In dem Gegenüberstehungsgebiet 901 wird angenommen, dass der Bereich der Flächen des freien Endes der zweiten Masseelektroden 5 und 6, der auf die Seitenflächen des Randabschnitts 2b des Isolators 2 normal projiziert ist, S2 ist. Deshalb sind die Querschnittsfläche S1 und die projizierte Oberfläche S2 Flächen mit rechteckiger Oberfläche. Wie es in 4B gezeigt ist, sind die Flächen des Isolators 2 und der zweiten Masseelektroden 5 und 6 in dem eckigen Gegenüberstehungsgebiet 901 nicht eben, sondern etwas gekrümmt. Jedoch sind sie auf ebene Flächenbereiche S1 und S2 genähert.
  • Bei der Zündkerze 100 wurden die folgenden Kraftstoffhaltekapazitätstests durchgeführt. Wie es in 5A gezeigt ist, wird Kraftstoff (Benzin mit hoher Oktanzahl) 910 einer Brennkraftmaschine in eine kalte Kammer (wie beispielsweise einen Kelch) von –25°C gefüllt, so dass die Temperatur des Kraftstoffs 910 –25°C wird und dessen Viskosität zunimmt, um Kraftstoffbrücken leicht auszuformen.
  • In diese kalte Kammer wurde die Zündkerze 100 mit einer Schnur 912 gehängt, die an dem Ende befestigt ist, das den Masseelektroden 4 bis 6 entgegengesetzt ist. Dann werden die Masseelektroden 4 bis 6 und das vordere Ende des Metallgehäuses 1 in den Kraftstoff 910 getaucht und aus diesem herausgenommen. Die Kraftstoffbrücken werden bei dem ersten Entladungsspalt A zwischen der ersten Masseelektrode 4 und der Mittelelektrode 3 und den zweiten Entladungsspalten zwischen jeweiligen zweiten Masseelektroden 5, 6 und der Mittelelektrode 3 gebildet. Diese Entladungsspalte sind durch den Kraftstoff 910 kurzgeschlossen.
  • Anschließend, wie es in 5B dargestellt ist, wird die Zündkerze 100 über eine vorbestimmte Distanz H unter natürlichen Bedingungen fallengelassen, wobei die Randseite der Mittelelektrode 3 nach unten gerichtet ist, bis sie durch die Schnur 912 gestoppt wird. Folglich können die Kraftstoffbrücken an den Entladungsspalten aufgrund eines Stoßes gebrochen werden, der hervorgerufen wird, wenn die Zündkerze gestoppt wird. Wenn eine Haltekraft des Kraftstoffs groß genug ist, verbleibt die Kraftstoffbrücke an jedem der Entladungsspalte. Wenn die Haltekraft nicht groß genug ist, kann die Kraftstoffbrücke nicht dort verbleiben. Die Fallhöhe H wurde von 0 cm bis 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm und 5 cm geändert.
  • Zuerst werden die Kraftstoffhaltekräfte der zweiten Entladungsspalte getestet, während verschiedene Abmessungen einschließlich der Querschnittsfläche S1, der projizierten Oberfläche S2 und des Abstands C geändert werden. In diesem Test werden die folgenden drei verschiedenen Querschnittsflächen S1 der zweiten Masseelektroden getestet: 1,44 mm2 (0,8 mm × 0,8 mm), 2,64 mm2 (1,2 mm × 2,2 mm), 4,16 mm2 (1,6 mm × 2,6 mm).
  • Wie es in den 6A, 6B und 6C gezeigt ist, sind das freie Ende der zweiten Masseelektroden 5 und 6 und die Seitenflächen des Randabschnitts 2b des Isolators 2 in der axialen Richtung der Zündkerze versetzt, sodass die vorstehende projizierte Oberfläche S2 geändert werden kann. Dies verändert das Verhältnis S2/S1 zwischen 0 und 1. Beispielsweise ist in 6A das Verhältnis S2/S1 0. In 6B ist das Verhältnis S2/S1 größer als 0 und kleiner als 1. In 6C ist das Verhältnis S2/S1 1.
  • Der vorstehende Abstand C wurde auf Werte zwischen 0,3 mm und 1,2 mm geändert, um eine ausreichende Zündungseffizienz des zweiten Entladungsspalts beizubehalten. Wenn der Abstand C gleich zu oder kleiner als 0,3 mm ist, neigen Funken dazu, eher über den zweiten Entladungsspalt entladen zu werden als über den ersten Entladungsspalt A. Dies kann einen rauen Leerlaufbetrieb hervorrufen. Andererseits, wenn der Abstand C größer als 1,2 mm ist, ist es schwierig, den Funken über den zweiten Entladungsspalt zu erzeugen. Dies behindert die Oberflächenentladung und ruft ein Maschinenabwürgen hervor, wenn sich Kohlenstoffablagerungen an der Fläche der Zündkerze 100 ausbilden.
  • Bei dem vorstehenden Kraftstoffhaltetest wird bestimmt, dass eine Testprobe „nicht gut" ist, wenn die Kraftstoffbrücke nach dem Fallenlassen unter einer natürlichen Bedingung an den zweiten Spalten der Testprobe verbleibt. Andererseits, wenn die Kraftstoffbrücke nicht an den zweiten Entladungsspalten verbleibt, wird bestimmt, dass die Probe „gut" ist. Wenn die Testprobe als „gut" bestimmt wurde, wenn die Fallhöhe H gleich zu oder kleiner als 4 cm ist, wird für die Praxis erachtet, dass die Kraftstoffbrücke nicht ausgebildet wird. Dies wurde bestätigt, nachdem verschiedene Zündkerzen mit dem unterschiedlichen Verhältnis S2/S1 und dem unterschiedlichen Abstand C getestet wurden.
  • Die Kraftstoffhaltekraft bei dem zweiten Entladungsspalt der Zündkerzen wurde mit verschiedenen Höhen H getestet, die kleiner als 4 cm sind. Die Beziehung zwischen der Höhe H und dem Verhältnis S2/S1, die in dem vorstehenden Test gefunden wurde, ist in 7 gezeigt. 7 ist eine graphische Darstellung von rechteckigen Koordinaten, wobei die x-Achse den vorstehenden Abstand C und die y-Achse das vorstehende Verhältnis S2/S1 angibt. In 7 zeigt der fünfeckige Bereich R mit einer diagonalen Schraffur, anders gesagt, der Bereich R (und die Linien), der durch gerade Linien definiert ist, die jeweilige Punkte P1 bis P5 verbinden, den Bereich der Beziehung zwischen dem Abstand C und den Bereichen S1 und S2 („Gut"-Bereich des zweiten Entladungsspalts), bei dem das vorstehende Ergebnis „gut" erwartet werden kann, wenn die Höhe H gleich zu oder kleiner als 4 cm ist.
  • Die Punkte P1 bis P5 sind folgendermaßen angeordnet:
    (C, S2/S1) = (0,3, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 0)
    (C, S2/S1) = (1,2, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,8, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,3, 0,5)
  • Das vorstehende Resultat wurde nach dreimaligen Tests erhalten. Ein Bereich R ist der Bereich des zweiten Entladungsspalts, bei dem wenigstens ein Ergebnis „gut" erhalten wird. Der wünschenswerteste Bereich des zweiten Entladungsspalts ist der fünfeckige Bereich, der durch die geraden Linien definiert ist, die jeden von den Punkten P1 bis P3, P'4, P'5 verbinden.
  • Die Punkte P4' und P5' sind folgendermaßen angeordnet:
    (C, S2/S1) = (1,0, 1,0)
    (C, S2/S1) = (0,3, 0,3)
  • Deshalb, wenn der vorstehende Abstand C und die Bereiche S1 und S2 festgesetzt werden, so dass ein Bereich „gut" oder der wünschenswerteste Bereich erhalten werden können, kann verhindert werden, dass sich die Kraftstoffbrücke an den zweiten Entladungsspalten ausbildet. Darüber hinaus, da der vorstehende Abstand C festgesetzt ist, damit dieser gleich zu oder größer als 0,3 mm ist oder gleich zu oder kleiner als 1,2 mm ist, kann eine gute Zündungseffizienz bei den zweiten Entladungsspalten beibehalten werden.
  • Der „gut"-Bereich kann vorgesehen werden, selbst wenn das Verhältnis S2/S1 0 ist, oder das Gegenüberstehungsgebiet 901 nicht existiert. Anders gesagt ist es auch möglich, dass sich das freie Ende der zweiten Masseelektroden 5 und 6 und die Seitenflächen des Randabschnitts des Isolators 2 einander nicht überlappen (einander nicht normal gegenüberliegen), wie es in 6A gezeigt ist.
  • Als nächstes wurde der vorstehende Test bezüglich der Kraftstoffhaltekraft durchgeführt, während der erste Entladungsspalt A und der Durchmesser der Mittelelektrode (der Durchmesser des Randabschnitts der Mittelelektrode) geändert wurden. Die Haltekraft des ersten Entladungsspalts wird nachstehend beschrieben. Bei dem Test der Kraftstoffhaltekraft bei den zweiten Entladungsspalten sind der Abstand C und das Verhältnis S2/S1 so festgesetzt, dass die Fallhöhe H gleich zu oder größer als 3 cm sein kann. Außerdem werden der erste Entladungsspalt A und der Durchmesser der Mittelelektrode 3 verschiedenartig geändert.
  • Bei diesem Beispiel ist die Abmessung der ersten Masseelektrode 4 1,4 × 2,6 mm. Diese Abmessung entspricht einer Dicke D von 1,4 mm und einer Breite E von 2,6 mm einer ersten Masseelektrode 4, die in 4A gezeigt ist. Der erste Entladungsspalt A wird verschiedenartig zwischen 0,7 mm und 1,3 mm geändert. Wenn der erste Entladungsspalt A kleiner als 0,7 mm ist, kann der Leerlaufbetrieb der Maschine rau werden. Andererseits, wenn der erste Entladungsspalt A größer als 1,3 mm ist, kann die Maschinenfehlzündung häufig hervorgerufen werden. Zusätzlich wird der Durchmesser B der Mittelelektrode zwischen 0,3 mm und 2,8 mm festgesetzt und zwar hinsichtlich eines praktischen Gebrauchs.
  • Wenn die Höhe H gleich zu 4 cm oder kleiner ist, kann sich die Kraftstoffbrücke nicht ausbilden. Deshalb wurde eine Vielzahl von Zündkerzen 100 mit einem unterschiedlichen Spalt A und einem unterschiedlichen Durchmesser B der Mittelelektrode 3 vorbereitet und wurde die Kraftstoffhaltekraft über den ersten Entladungsspalt von dieser bei der Höhe H getestet, die 4 cm oder kleiner war. 8 zeigt das Testergebnis, das eine Beziehung zwischen dem ersten Entladungsspalt A und dem Mittelelektrodendurchmesser B zeigt.
  • In einer in 8 gezeigten graphischen Darstellung gibt die x-Achse den ersten Entladungsspalt A (mm) an und gibt die y-Achse den Durchmesser B (mm) der Mittelelektrode 3 an. „Gute" Zündkerzen haben jeweils die ersten Luftspalte A und Durchmesser B in dem Bereich, der durch die durchgezogene Linie R1 und die rechte Seite der durchgezogenen Linie eingeschlossen wird (nachstehend bezeichnet als guter Bereich des ersten Entladungsspalts). Andererseits sind diejenigen der „nicht guten" Zündkerzen in dem Bereich bei der linken Seite der durchgezogenen Linie R1 aufgezeichnet. Folglich, wenn der erste Entladungsspalt A und der Durchmesser B so festgesetzt sind, dass B ≤ 5A – 2,5 (mm) gilt, kann verhindert werden, dass sich die Kraftstoffbrücke bei dem ersten Entladungsspalt A ausbildet. Außerdem, weil der erste Entladungsspalt A zwischen 0,7 mm und 1,3 mm gesetzt ist, kann eine ausreichende Zündungsleistungsfähigkeit bei dem ersten Entladungsspalt A beibehalten werden.
  • Als ein Vergleichsbeispiel wird die Kraftstoffhaltekraft einer gewöhnlichen Zündkerze gemessen, die die erste Masseelektrode aufweist und keine zweite Masseelektrode aufweist. Dieses Ergebnis ist durch die gestrichelte Linie R2 in 8 gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass eine gewöhnliche Zündkerze, bei der der Entladungsspalt A enger als derjenige der Zwei-Masseelektroden-Zündkerze ist, verhindern kann, dass sich die Kraftstoffbrücke ausbildet. Deshalb ist es klar, dass die Zwei-Masseelektroden-Zündkerze gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wirksam verhindern kann, dass sich die Kraftstoffbrücke ausbildet.
  • Gemäß dem vorstehenden Beispiel sind das freie Ende der zweiten Masseelektroden 5 und 6 und die Seitenflächen des Randabschnitts 2b des Isolators 2 parallel zueinander. Jedoch, wie es in 9 gezeigt ist (die erste Masseelektrode ist aus der Zeichnung weggelassen), ist auch eine Abwandlung anwendbar, bei der die freien Enden der zweiten Masseelektroden innerhalb 30° in einem Winkel θ geneigt sind (zwischen der Seitenfläche des Randabschnitts 2b des Isolators 2 und den freien Enden der zweiten Masseelektroden 5 und 6). Wenn der Winkel θ größer als 30° ist, kann der an den freien Enden der zweiten Masseelektroden 5 und 6 ausgebildete Rand K10 in den Entladungsspalt vorstehen. Dies erhöht eine Abnutzung der Masseelektroden. Es ist auch möglich, dass der Winkel θ einer Masseelektrode sich von dem anderen unterscheidet.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, wurde die Zwei-Masseelektroden-Zündkerze gemäß dem Ausführungsbeispiel hergestellt, indem jeweilige Abmessungen durch das bestimmte Testverfahren als Optimum gesetzt wurden, welches nicht als ein Mittel zum Verhindern der Kraftstoffbrücke erkannt wurde.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist es möglich, ein Endstück vorzusehen, das aus einem Edelmetall, wie beispielsweise Pt, Ir oder einer Legierung der letztgenannten an dem Rand der Mittelelektrode und an einem Abschnitt der Masseelektrode, der dieser gegenüberliegt, hergestellt wird. In solch einem Fall entspricht das Endstück einem Abschnitt der Elektroden. Es ist nicht immer erforderlich, den Randabschnitt 2b an dem Ende des Isolators vorzusehen.
  • Die Anzahl der zweiten Masseelektroden kann eins oder drei oder mehr sein. Wenn es eine Vielzahl von Masseelektroden und zweiten Entladungsspalten gibt, ist es nicht erforderlich, dass alle der zweiten Masseelektroden die gleichen Abmessungen C1, S1 und S2 aufweisen. Die Abmessungen jeder zweiten Elektrode können unterschiedlich sein, solange sie in dem gleichen Bereich „gut" angeordnet sind.
  • Eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine besteht aus einer Mittelelektrode (3), einem zylindrischen Isolator (2), der die Mittelelektrode in einer Mittelöffnung von sich hält, einem zylindrischen Metallgehäuse (1), das in sich den Isolator hält, einer ersten Masseelektrode (4), die ein freies Ende aufweist, das gegenüberliegend des Rands der Mittelelektrode angeordnet ist, um einen ersten Entladungsspalt A auszubilden, einer zweiten Masseelektrode (5, 6) mit einem freien Ende, das gegenüberliegend der Seitenfläche der Mittelelektrode angeordnet ist, um einen zweiten Entladungsspalt auszubilden. Das freie Ende der zweiten Masseelektrode hat eine Querschnittsfläche S1 bei einem Abschnitt, der normal gegenüberliegend zu der Seitenfläche des Isolators ist. Die Seitenfläche des Isolators hat einen projizierten Bereich S2, auf den das freie Ende der zweiten Masseelektrode normal projiziert ist. Das freie Ende der zweiten Masseelektrode ist bei einem Abschnitt außerhalb des Außendurchmessers B des Rands der Mittelelektrode angeordnet. Es besteht die folgende Beziehung zwischen dem ersten Entladungsspalt A und dem Außendurchmesser B: B ≤ 5A – 2,5 (mm).

Claims (5)

  1. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit: einer Mittelelektrode (3) die einen Mittelelektrodenrand (3b) und eine Mittelelektrodenseitenfläche aufweist; einem zylindrischen Isolator (2) mit einer Mittelöffnung und einem Isolatorrand (2b), wobei der Isolator die Mittelelektrode in der Mittelöffnung hält, wobei der Isolatorrand eine Isolatorseitenfläche aufweist; einem zylindrischen Metallgehäuse (1), das den Isolator in sich hält; einer ersten Masseelektrode (4), die ein befestigtes Ende, das an dem Gehäuse befestigt ist, und ein freies Ende aufweist, das gegenüber dem Mittelelektrodenrand angeordnet ist, um einen ersten Entladungsspalt A zwischen diesem und dem Mittelelektrodenrand auszuformen; einer zweiten Masseelektrode (5, 6), die ein befestigtes Ende, das an dem Metallgehäuse befestigt ist, und ein freies Ende aufweist, das gegenüber der Mittelelektrodenseitenfläche angeordnet ist, um einen zweiten Entladungsspalt zwischen diesem und der Mittelelektrodenseitenfläche auszuformen, wobei das freie Ende einen Querschnittsbereich S1 aufweist, der normal gegenüber der Isolatorseitenfläche ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Isolatorseitenfläche einen projizierten Bereich S2 aufweist, auf den das freie Ende der zweiten Masseelektrode normal projiziert ist, das freie Ende der zweiten Masseelektrode bei einem Abschnitt außerhalb des Außendurchmessers B des Mittelelektrodenrands angeordnet ist, es die folgende Beziehung zwischen dem ersten Entladungsspalt A und dem Außendurchmesser B des Mittelelektrodenrands gibt: B ≤ 5A – 2,5 (mm); und dass ein Abstand C (mm) zwischen dem freien Ende der zweiten Masseelektrode und der Isolatorseitenfläche und ein Verhältnis des projizierten Bereichs S2 zu dem Querschnittbereich S1 innerhalb eines Bereichs eingestellt sind, der durch Linien definiert ist, die die folgenden Punkte verbinden, wenn der Abstand C an der x-Achse und das Verhältnis an der y-Achse aufgetragen wird: (C, S2/S1) = (0.3, 0) (C, S2/S1) = (1.2, 0) (C, S2/S1) = (1.2, 1.0) (C, S2/S1) = (0.8, 1.0) (C, S2/S1) = (0.3, 0.5)
  2. Zündkerze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand C und das Verhältnis S2/S1 innerhalb eines Bereichs eingestellt sind, der durch Linien definiert ist, die die folgenden Punkte verbinden: (C, S2/S1) = (0.3, 0) (C, S2/S1) = (1.2, 0) (C, S2/S1) = (1.2, 1.0) (C, S2/S1) = (1.0, 1.0) (C, S2/S1) = (0.3, 0.3)
  3. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand C zwischen 0,3 mm und 1,2 mm ist.
  4. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der erste Entladungsspalt A zwischen 0,7 mm und 1,3 mm ist.
  5. Zündkerze für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser B zwischen 0,3 mm und 2,8 mm ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114476A (ja) 2004-09-14 2006-04-27 Denso Corp 内燃機関用のスパークプラグ
US7663296B2 (en) 2006-03-29 2010-02-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug for internal combustion engine
JP5870629B2 (ja) * 2011-11-02 2016-03-01 株式会社デンソー 内燃機関用のスパークプラグ及びその取付構造

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2106893A1 (de) * 1971-02-13 1972-08-31 Bosch Gmbh Robert Kombinierte Hochspannungs Luft und Gleitfunken Zündkerze
JP3140006B2 (ja) * 1998-06-11 2001-03-05 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ

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