DE69608328T2

DE69608328T2 - Multipolarzündkerze zur Anwendung in einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE69608328T2
Application number: DE69608328T
Authority: DE
Inventors: Iwao Mizuho-ku Kunitomo; Yoshihiro Mizuho-ku Matsubara; Kozo Mizuho-ku Amano
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2016-02-10
Also published as: CN1137697A; US5680002A; DE69608328D1; JPH08222352A; EP0726628A1; EP0726628B1; CN1049769C

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrpolige Zündkerze zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor, bei dem zwei oder drei Masseelektroden um ein vorderes Ende einer Mittelelektrode herum angeordnet sind, um die Zündfähigkeit zu verbessern.
Angesichts der jüngsten Forderung nach einem verbesserten Kraftstoffwirkungsgrad und einem gereinigten Abgas bei einem Verbrennungsmotor wurde verlangt, ein Kraftfahrzeug mit verdünntem Treibgas zu betreiben. Um dieser Forderung gerecht zu werden, wurde ein Verbrennungsverfahren verwendet, das die Bewegung eines Luft-Gasgemisches in einem Brennraum des Verbrennungsmotors mit Hilfe von Wirbel- oder Quetschströmen erleichtert, die die Flammenausbreitung des Luft-Gasgemisches selbst kompensieren. Bei Anwendung dieser Art von Verbrennungsverfahren ist es notwendig, Ströme von magerem Treibgas (mit einem größeren Luft/Kraftstoff-Verhältnis) fremdzuzünden, die rasch über die Zündkerze laufen, die so angeordnet ist, daß sie von einer Wand des Brennraumes nach innen ragt. Es wurde ein Versuch durchgeführt, um die Zündfähigkeit bei verschiedenen bisher verwendeten Zündkerzen zu prüfen.
In 17a und 17b ist eine zweipolige Zündkerze (bezeichnet als ”erster Stand der Technik) gezeigt, die eine allgemeine mehrpolige Zündkerze darstellt. Bei dem ersten Stand der Technik sind zwei Masseelektroden 102, 103 zu einer L-Form gebogen und so angeordnet, daß sie einander um eine Mittelelektrode 101 herum diametral gegenüberliegen, um mit einer vertikalen Seite der Mittelelektrode 101 eine Funkenstrecke zu bilden. In diesem Fall sind die zwei Masseelektroden 102, 103 durch Schweißen oder dergleichen jeweils mit einem vorderen Ende eines zylindrischen Metallgehäuses 104 verbunden, wobei zur Mittelelektrode 101 als axiale Mitte ein Winkelintervall von 180 Grad besteht.
18 zeigt einen weiteren Typ einer zweipoligen Zündkerze (bezeichnet als ”zweiter Stand der Technik”) als Beispiel für eine mehrpolige Zündkerze. Bei dem in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 59-29358 offenbarten zweiten Stand der Technik sind zwei Masseelektroden 102, 103 zu einer L-Form gebogen und so angeordnet, daß sie mit einer vertikalen Seite einer Mittelelektrode 101 eine Funkenstrecke bilden. In diesem Fall sind die zwei Masseelektroden 102, 103 mit einem von 180 Grad verschiedenen Winkelintervall um eine Mittelelektrode 101 herum angeordnet. Die zwei Masseelektroden 102, 103 sind nämlich durch Schweißen oder dergleichen mit einem vorderen Ende eines zylindrischen Metallgehäuses 104 verbunden, wobei zu der Mittelelektrode 101 als axiale Mitte ein Winkelintervall von weniger als 180 Grad besteht.
Bei dem ersten Stand der Technik, bei dem die zwei Masseelektroden 102, 103 gemäß 17a so ausgerichtet sind, daß sie mit Strömen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors einen rechten Winkel bilden, wird der Eintritt der Ströme eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Funkenstrecke dadurch erleichtert, daß die Ströme sanft in einen Funkenentladungsweg eingeleitet werden, der zwischen einer vorderen Stirnfläche der Mittelelektrode 101 und der vertikalen Seite der beiden Elektroden 102, 103 ausgebildet ist. Dadurch wird die Zündfähigkeit gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches problemlos verbessert. Außerdem wird die Zündfähigkeit bei geringerer flammenlöschender Wirkung (Kühlwirkung) bedeutend verbessert infolge des Fehlens der äußeren Elektroden 102, 103 in einer Richtung, in der die auf der Funkenstrecke aufgetretenen Flammen sich ausbreiten und fortpflanzen. Dies wird veranschaulicht durch die Kurve A in 19.
Bei dem ersten Stand der Technik, bei dem die zwei Masseelektroden 102, 103 gemäß 17b parallel zu den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches ausgerichtet sind, wird jedoch der Eintritt der Ströme eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Funkenstrecke etwas erschwert. Dies verschlechtert die Zündfähigkeit gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches. Außerdem ist die Zündfähigkeit bedeutend herabgesetzt unter dem Einfluß der flammenlöschenden Wirkung, die darauf zurückzuführen ist, daß die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches an den Masseelektroden 102, 103 entlanglaufen, die so angeordnet sind, daß sie die Mittelelektrode 101 zwischen sich aufnehmen, und in einer Richtung ausgerichtet sind, in der sich die Flammen ausbreiten und fortpflanzen. Dies wird veranschaulicht durch die Kurve B in 19.
Wie durch die Kurven in 19 veranschaulicht wird, die eine Beziehung zwischen der Anzahl der Fehlzündungen (Male) und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) zeigt, hat sich herausgestellt, daß die Zündfähigkeit grundlegend davon beeinflußt wird, in welcher Richtung die Masseelektroden 102, 103 gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches ausgerichtet sind. Das heißt, der Grad der Zündfähigkeit hängt stark von dem Richtungsunterschied ab, in dem die zwei Masseelektroden 102, 103 ausgerichtet sind.
Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze wurde überprüft durch Verändern des Richtungswinkels (θ) einer Masseelektrode 103, wobei die andere Masseelektrode 102 in einer solchen Richtung ausgerichtet ist, daß sich die Zündfähigkeit gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches extrem verschlechtert. Die Ergebnisse sind in 20 dargestellt, aus der hervorgeht, daß die Zündfähigkeit abrupt schlechter wird, wenn sich die Masseelektrode 103 soweit der anderen Masseelektrode 102 nähert, daß der Richtungswinkel (θ) kleiner ist als 60°. 20 zeigt auch, daß sich die Zündfähig keit drastisch verschlechtert, wenn die Masseelektrode 103 soweit von der anderen Masseelektrode 102 entfernt ist, daß der Richtungswinkel (θ) sich über 150° hinaus einem Winkel von 180° annähert.
Im Stand der Technik ist der Funkenentladungsweg nur entlang der radialen Richtung der Mittelelektrode 101 von der Mittelelektrode 101 zu den beiden Masseelektroden 102, 103 ausgerichtet. Aus diesem Grund sind die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches vermutlich nicht wirksam dem Funkenentladungsweg ausgesetzt, so daß die Zündfähigkeit instabil wird, wenn die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches entlang der radialen Richtung (horizontal) der Mittelelektrode 101 laufen.
Infolgedessen ist es notwendig, die Schwankung in der Zündfähigkeit in Abhängigkeit vom Richtungsunterschied der Masseelektroden 102, 103 gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches herabzusetzen, da die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches ihre Richtung im Brennraum des Verbrennungsmotors ständig ändern.
Die DE-A-4230447 offenbart eine Zündkerze, bei der zwei seitliche Masseelektroden und eine obere Masseelektrode vorgesehen sind (6). Die drei Elektroden sind um die Mittelelektrode herum angeordnet, wobei die Enden der seitlichen Elektroden den Seiten der Mittelelektrode gegenüberliegen und die obere Elektrode über das obere Ende der Mittelelektrode hinausragt. Die seitlichen Elektroden sind so geformt, daß es mit Hilfe des Isolators zu einer Kriechentladung kommt, wenn die Zündkerze zu einem gewissen Grad erodiert ist.
Die japanische Veröffentlichung Nr. JP 5326107 offenbart eine Zündkerze, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht.
Es ist eine der Aufgaben der Erfindung, eine mehrpolige Zündkerze für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die in der Lage ist, die Schwankungen in der Zündfähigkeit zu reduzieren unabhängig davon, in welcher Richtung die Masseelektroden gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des Verbrennungsmotors ausgerichtet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine mehrpolige Zündkerze für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die in der Lage ist, die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches wirksam dem Funkenentladungsweg auszusetzen, um unabhängig davon, ob die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in horizontaler oder in vertikaler Richtung laufen, eine stabile Zündfähigkeit zu erreichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine mehrpolige Zündkerze für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, die folgendes umfaßt:
einen rohrförmigen Isolator, der in einem zylindrischen Metallgehäuse gelagert ist, mit dem die Zündkerze an einem Verbrennungsmotor befestigt wird;
eine Mittelelektrode, die in dem Isolator angeordnet ist, wobei ein vorderes Ende der Mittelelektrode im Gebrauch von einem vorderen Ende des Metallgehäuses zu einem Brennraum des Verbrennungsmotors hin gerichtet ist, so daß es über das vordere Ende des Isolators hinausragt;
eine erste Masseelektrode, die mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses verbunden ist und eine der gesamten vorderen Stirnfläche der Mittelelektrode gegenüberliegende Vorderseite aufweist, so daß die vordere Stirnfläche der Mittelelektrode die vordere Stirnfläche der ersten Masseelektrode einbeschreibt, und mit dieser eine vertikale Luftfunkenstrecke (G1) bildet;
dadurch gekennzeichnet, daß entweder:

(a) die Zündkerze nur zwei Masseelektroden umfaßt, wobei: die zweite Masseelektrode, die kürzer ist als die erste Masseelektrode, mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses verbunden ist und eine vordere Stirnfläche besitzt, die einer vertikalen Seite der Mittelelektrode direkt gegenüberliegt und mit dieser eine horizontale Luftfunkenstrecke (G2) bildet; und der Winkel θa zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode bzw. auch die erste Masseelektrode liegt, und der zweiten Masseelektrode im Bereich von 60° ≤ θa ≤ 150° liegt; oder
(b) die Zündkerze drei Masseelektroden umfaßt, wobei: die zweite Masseelektrode, die kürzer ist als die erste Masseelektrode, mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses verbunden ist und eine vordere Stirnfläche besitzt, die einer vertikalen Seite der Mittelelektrode direkt gegenüberliegt und mit dieser eine horizontale Luftfunkenstrecke (G2) bildet; die dritte Masseelektrode eine vordere Stirnfläche besitzt, die der vertikalen Seite der Mittelelektrode direkt gegenüberliegt und mit dieser eine weitere horizontale Luftfunkenstrecke bildet, wobei die Winkelbereiche und die Beziehung von θa, θb und θc folgendermaßen lauten: 60° ≤ θa ≤ 150°, 60° ≤ θb ≤ 150°, 60° ≤ θc ≤ 150°, θa + θb + θc = 360°,wobei θb der Winkel ist zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode bzw. auch die zweite Masseelektrode liegt, und der dritten Masseelektrode; θc der Winkel ist zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode bzw. auch die dritte Masseelektrode liegt, und der ersten Masseelektrode.

In diesem Fall kann der Winkel θa begrenzt sein auf 90° ≤ θa ≤ 150°. Der Winkel θa kann vorzugsweise definiert sein als 110° ≤ θa ≤ 130°. Mehr bevorzugt ist der Winkel θa definiert als 120°.
Vorzugsweise dient die vordere Stirnfläche der zweiten Masseelektrode als Zündabschnitt, der die zweite Funkenstrecke mit der vertikalen Seite der Mittelelektrode bildet, und ist flach ausgebildet.
Darüberhinaus kann eine dritte Masseelektrode vorgesehen sein, deren vorderes Ende eine dritte Funkenstrecke mit der vertikalen Seite der Mittelelektrode bildet, und eine Winkelbeziehung zwischen θa, θb und θc ist begrenzt auf 60° ≤ θa ≤ 150°, 60° ≤ θb ≤ 150°, 60° ≤ θc ≤ 150°, und θa + θb + θc = 360°, wobei θb ein Winkel ist, den die zweite Masseelektrode gegenüber der dritten Masseelektrode mit der Mittelelektrode als axiale Mitte bildet, und θc ist ein Winkel, den die dritte Masseelektrode gegenüber der ersten Masseelektrode mit der Mittelelektrode als axiale Mitte bildet.
In diesem Fall kann die Winkelbeziehung zwischen θa, θb und θc begrenzt sein auf 90° ≤ θa ≤ 150°, 90° ≤ θb ≤ 150° und 90° ≤ θc ≤ 150°. Die Winkelbeziehung kann vorzugsweise definiert sein als 110° ≤ θa ≤ 130°, 110° ≤ θb ≤ 130° und 110° ≤ θc ≤ 130°. Mehr bevorzugt ist die Winkelbeziehung begrenzt auf θa = θb = θc = 120°.
Vorzugsweise dienen die vorderen Stirnflächen sowohl der zweiten als auch der dritten Masseelektrode als Zündabschnitt, der die zweite und die dritte Funkenstrecke mit den vertikalen Seiten der Mittelelektrode bildet, und sind flach ausgebildet.
Wenn die Winkelbeziehung gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, kann verhindert werden, daß sich die Zündfähigkeit verschlechtert, wenn die erste Masseelektrode horizontal entlang der Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches im Brennraum des Verbrennungsmotors ausgerichtet ist. Die erste Masseelektrode kommt vermutlich nicht mit Flammen in Berührung, so daß sie keine flammenlöschende Wirkung (Kühlwirkung) besitzt, damit sich die Zündfähigkeit nicht weiter verschlechtern kann.
Wenn die zweite Masseelektrode in einer Richtung parallel zu den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Brennraum des Verbrennungsmotors ausgerichtet ist, kann verhindert werden, daß sich die Zündfähigkeit verschlechtert. Die zweite Masseelektrode kommt vermutlich nicht mit Flammen in Berührung, so daß sie keine flammenlöschende Wirkung (Kühlwirkung) besitzt, damit sich die Zündfähigkeit nicht weiter verschlechtern kann.
Wenn die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in radialer Richtung der Mittelelektrode (horizontal) im Brennraum des Verbrennungsmotors ausgerichtet sind, ist es möglich, daß die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches einem vertikalen Funkenentladungsweg wirksam ausgesetzt sind, der sich von der vorderen Stirnfläche der Mittelelektrode bis zur ersten Masseelektrode erstreckt. Wenn die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in axialer Richtung der Mittelelektrode (vertikal) im Brennraum des Verbrennungsmotors ausgerichtet sind, ist es möglich, daß die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches einem lateralen Funkenentladungsweg wirksam ausgesetzt sind, der sich von der vertikalen Seite der Mittelelektrode bis zur zweiten Masseelektrode erstreckt.
Wenn des weiteren eine dritte Masseelektrode vorgesehen ist, kann verhindert werden, daß sich die Zündfähigkeit beim Eintritt der Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den Brennraum des Verbrennungsmotors weiter verschlechtert.
Kurz gesagt, die Schwankungen in der Zündfähigkeit können im wesentlichen ausgeschaltet werden, da infolge der Winkelbeziehung eine Verschlechterung des Stromes des zu zündenden Luft/Kraftstoff-Gemisches verhindert werden kann und gleichzeitig eine extreme Verschlechterung der Zündfähigkeit und eine Verminderung einer verbesserten Zündfähigkeit verhindert werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Luft/Kraftstoff-Gemisch wenigstens einem aus einer Vielzahl von Funkenentladungswegen wirksam ausgesetzt werden kann, unabhängig davon, ob die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches vertikal oder horizontal laufen.
Diese und andere Aufgaben, Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung werden lediglich als Beispiel anhand der folgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Zündabschnitt einer mehrpoligen Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Längsschnittansicht eines Hauptteils der mehrpoligen Zündkerze;
3a eine erläuternde Ansicht, in der eine Beziehung zwischen Strömen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches und der Richtung, in der die erste bzw. die zweite Masseelektrode ausgerichtet ist, bei einem ersten Versuch dargestellt ist;
3b eine erläuternde Ansicht, in der die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bei dem ersten Versuch dargestellt sind;
4 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze und einem Winkel, den die erste Masseelektrode bei dem ersten Versuch mit der zweiten Masseelektrode bildet;
5a eine erläuternde Ansicht, in der eine Beziehung zwischen den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches und der Richtung, in der die erste bzw. die zweite Masseelektrode ausgerichtet ist, bei einem zweiten Versuch dargestellt ist;
5b eine erläuternde Ansicht, in der die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bei dem zweiten Versuch dargestellt sind;
6 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze und einem Winkel, den die erste Masseelektrode bei dem zweiten Versuch mit der zweiten Masseelektrode bildet;
7a eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der zweiten Masseelektrode und einer Wirbelströmung darstellt;
7b eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der ersten Masseelektrode und einer Wirbelströmung darstellt;
8a eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der ersten Masseelektrode und einer Wirbelstörmung darstellt;
8b eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen der zweiten Masseelektrode und einer Wirbelströmung darstellt;
9 eine erläuternde Ansicht, die eine Verwirbelung in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors darstellt;
10 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) und der Anzahl der Fehlzündungen;
11 eine Draufsicht auf einen Zündabschnitt einer mehrpoligen Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine Draufsicht auf einen Zündabschnitt einer mehrpoligen Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
13a eine erläuternde Ansicht, in der eine Beziehung zwischen den Strömen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches und den Richtungen, in denen die erste bis dritte Masseelektrode verlaufen, bei dem ersten Versuch dargestellt ist;
13b eine erläuternde Ansicht, in der die Ströme des Luft/Kraftstoffgemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bei dem ersten Versuch dargestellt sind;
14 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze und einem Winkel, den die erste Masseelektrode mit der zweiten Masseelektrode bei dem ersten Versuch bildet;
15a eine erläuternde Ansicht, in der eine Beziehung zwischen den Strömen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches und den Richtungen, in denen die erste bis dritte Masseelektrode verlaufen, bei dem zweiten Versuch dargestellt ist;
15b eine erläuternde Ansicht, in der die Ströme des Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors bei dem zweiten Versuch dargestellt sind;
16 eine Draufsicht auf einen Zündabschnitt einer mehrpoligen Zündkerze gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
17a und 17b Draufsichten auf eine Zündkerze nach dem ersten Stand der Technik;
18 Draufsichten auf eine Zündkerze nach dem zweiten Stand der Technik;
19 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und der Anzahl der Fehlzündungen bei einer Zündkerze nach dem ersten Stand der Technik; und
20 eine graphische Darstellung der Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (L/K) an der Zündgrenze in Abhängigkeit von einem Richtungswinkel, den eine Masseelektrode mit der anderen Masseelektrode bildet.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Begriff ”mehrpolige Zündkerze” eine Zündkerze mit mehr als zwei Elektroden oder Polen.
Die Ausführungsformen der mehrpoligen Zündkerze gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug auf 1 bis 10, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigen, ist 1 eine Draufsicht auf einen Zündabschnitt einer zweipoligen Zündkerze 1 mit Prüfspitze, die am Zylinderkopf eines Benzinmotors anzubringen ist. 2 ist eine Längsschnittansicht eines Hauptabschnitts der zweipoligen Zündkerze.
Die zweipolige Zündkerze 1 besitzt ein zylindrisches Metallgehäuse 3 und einen rohrförmigen Isolator 4, der in dem Metallgehäuse 3 gelagert ist. In dem Isolator ist eine stabförmige Mittelelektrode 5 konzentrisch angeordnet. Eine erste und eine zweite Masseelektrode 6 und 7 ist um die Mittelelektrode 5 herum angeordnet und bildet eine Funkenstrecke (Funkenentladungsstrecke bzw. Luftspalt) mit einem vorderen Abschnitt der Mittelelektrode 5.
Das Metallgehäuse 3 besteht aus einem elektrisch leitenden kohlenstoffarmen Stahl und dient als Befestigungsmetall (Gehäuse), durch das die zweipolige Zündkerze 1 an dem Zylinderkopf des Benzinmotors befestigt wird. Mit einem vorderen Ende 10 des Metallgehäuses 3 ist die erste und die zweite Masseelektrode 6, 7 durch Schweißen oder dergleichen befestigt. Der Isolator 4 besteht aus einer Sinterkeramik mit Aluminiumoxid (Al₂O₃) als Hauptbestandteil. Ein Innenraum des Isolators 4 dient als axiale Bohrung 11, in der die Mittelelektrode 5 fest aufgenommen ist.
Die Mittelelektrode 5 bildet eine Verbundkonstruktion aus einem Verbundwerkstoff und einem in dem Verbundwerkstoff eingebetteten Kern 9. Der Verbundwerkstoff besteht aus einer erosions- und wärmebeständigen Nickellegierung (z. B. Ni-Si-Mn-Cr-Legierung, Inconel 600), und der Kern 9 besteht aus einer wärmeleitenden Kupfer- bzw. kupferhaltigen Legierung. Die Querschnittsform der Mittelelektrode 5 ist kreisförmig, wobei der vordere Abschnitt über ein vorderes Ende 11a des Isolators 4 hinausragt.
Der vordere Abschnitt der Mittelelektrode 5 ragt um z. B. 1,5 bis 9,5 mm über das vordere Ende 10 des Metallgehäuses 3 hinaus. Die Mittelelektrode 5 verläuft so, daß sich der vordere Abschnitt der Mittelelektrode 5 um 4,5 bis 17,0 mm von einer Wand des Brennraumes zu einem Mittelpunkt des Brennraumes erstreckt, wenn die zweipolige Zündkerze 1 an dem Zylinderkopf des Benzinmotors angebracht ist. Eine vordere Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 liegt einem vorderen Ende der ersten Masseelektrode 6 gegenüber. Eine vordere Stirnfläche 17 der zweiten Masseelektrode 7 liegt einer vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 gegenüber.
Die erste Masseelektrode 6 stellt eine Masseelektrode aus einer Vielzahl von Masseelektroden dar und besteht aus einer erosions- und wärmebeständigen Nickellegierung (z. B. Ni-Si-Mn-Cr-Legierung, Inconel 600), die eine elektrisch leitende Konstruktion bildet. Die erste Masseelektrode 6 ist im Querschnitt rechteckig und ist zu einer L-Form gebogen. Der ersten Masseelektrode 6 dient die vordere Stirnfläche 14 als Zündabschnitt, welcher der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 gegenüberliegt, und sie besitzt gleichzeitig ein Verbindungsende 15, durch das die erste Masseelektrode 6 mit dem vorderen Ende 10 des Metallgehäuses 3 verbunden ist.
Zwischen dem Zündende 14 der ersten Masseelektrode 6 und der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 ist eine Funkenstrecke G1 vorgesehen. Über die Funkenstrecke G1 ist ein erster Funkenentladungsweg H1 von der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 14 der ersten Masseelektrode 6 ausgebildet. Der erste Funkenentladungsweg H1 ist in vertikaler Richtung (nach oben und nach unten) ausgerichtet.
Die zweite Masseelektrode 7 stellt die andere Masseelektrode aus einer Vielzahl von Masseelektroden dar und besteht aus demselben elektrisch leitenden Metall wie die erste Masseelektrode 6. Die zweite Masseelektrode 7 ist im Querschnitt rechteckig und im wesentlichen L-förmig gebogen. Die Längsabmessung der zweiten Masseelektrode 7 ist kürzer als die der ersten Masseelektrode 6. Bei der zweiten Masseelektrode 7 dient des weiteren die vordere Stirnfläche 17 als Zündende, das der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 gegenüberliegt. Die zweite Masseelektrode 7 besitzt auch ein Verbin dungsende 18, durch das die zweite Masseelektrode 7 mit dem vorderen Ende 10 des Metallgehäuses 3 verbunden ist.
Das Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 ist so ausgebildet, daß es im Bogen entlang einer äußeren Umfangsfläche der Mittelelektrode 5 und damit konzentrisch zu einer Achse der Mittelelektrode 5 verläuft. Das Verbindungsende 18 der zweiten Masseelektrode 7 bildet einen gewissen Winkel (z. B. 120°) mit dem Verbindungsende 15 der ersten Masseelektrode 6.
Zwischen dem Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 und der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 ist eine Funkenstrecke G2 vorgesehen. Quer über die Funkenstrecke G2 ist ein zweiter Funkenentladungsweg H2 von der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 ausgebildet. Der zweite Funkenentladungsweg H2 ist in radialer (lateraler oder horizontaler) Richtung der Mittelelektrode 5 ausgerichtet.
Wenn die Achse der Mittelelektrode 5 die Mitte darstellt, bildet die erste Masseelektrode 6 einen Winkel (θa) mit der zweiten Masseelektrode 7, wie durch die Zeichen A und B in 1 gekennzeichnet ist. Das heißt, die erste und die zweite Masseelektrode 6 und 7 sind mit einem gewissen Winkelintervall (θa) gemäß folgender Formel angeordnet: 60° ≤ θa ≤ 150°
Der Winkel (θa = < AOB) ergibt sich aus einem Winkel, den eine gestrichelte Linie A mit einer gestrichelten Linie B bildet. Die erstgenannte Linie A erhält man, indem man eine Mittellinie der ersten Masseelektrode 6 und einen Mittelpunkt O der Mittelelektrode 5 verbindet, während man die letztgenannte Linie B erhält, indem man die zweite Masseelektrode 7 und den Mittelpunkt O der Mittelelektrode 5 verbindet.
Es wurden Versuche durchgeführt, um zu überprüfen, wie die Zündfähigkeit beeinflußt wird durch Ändern der Richtungen der ersten und zweiten Masseelektrode 6, 7, wenn die Achse der Mittelelektrode 5 einen mittleren Abschnitt darstellt. Bei der Durchführung des Versuchs werden die Einzelheiten der mehrpoligen Zündkerze folgendermaßen festgelegt:
Ein Durchmesser der Mittelelektrode 5 beträgt 2,5 mm, die Funkenstrecke beträgt 1,0 mm zwischen der Mittelelektrode 5 und der ersten und zweiten Masseelektrode 6, 7. Die Länge der Mittelelektrode 5 beträgt 3,0 mm, und die Abmessung der ersten und zweiten Masseelektrode 6, 7 beträgt 1,3 mm × 2,7 mm.
Bei der Durchführung des ersten und zweiten Versuchs wird ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis an der Zündgrenze überprüft, indem man mit der auf einem Zweiliter-Sechszylinder-Magermotor montierten mehrpoligen Zündkerze (1 und 2) 60 km fährt.
Bei dem ersten Versuch ist die zweite Masseelektrode 7 so ausgerichtet, daß die Zündfähigkeit gegenüber den horizontal verlaufenden Luft/Kraftstoff-Strömen extrem verschlechtert wird, wie bereits in 3a und 3b gezeigt. In diesem Fall wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze überprüft, indem man den Richtungswinkel (θa), den die erste Masseelektrode 6 mit der zweiten Masseelektrode 7 bildet, von 30° auf 180° veränderte. Die Ergebnisse sind in 4 dargestellt.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird die Zündfähigkeit im allgemeinen abrupt schlechter, wenn die erste Masseelektrode 6 näher bei der zweiten Masseelektrode 7 angeordnet ist, so daß der Winkel (θa) kleiner ist als 60°. Die Zündfähigkeit wird im allgemeinen auch dann abrupt schlechter, wenn die erste Masseelektrode 6 von der zweiten Masseelektrode 7 weg gerichtet ist, so daß der Winkel (θa) sich über 150° hinaus 180° annähert. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Zünd fähigkeit im allgemeinen besser wird, wenn der Richtungswinkel (θa) 60° bis 150° beträgt, und die Zündfähigkeit vorzugsweise vor allem dann besser wird, wenn der Richtungswinkel (θa) im Bereich von 90° bis 120° liegt.
Bei dem zweiten Versuch ist die erste Masseelektrode 6 so ausgerichtet, daß die Zündfähigkeit gegenüber den vertikal verlaufenden Luft/Kraftstoff-Strömen extrem verschlechtert wird, wie bereits in 5a und 5b gezeigt. In diesem Fall wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze überprüft, indem der Richtungswinkel (θa), den die zweite Masseelektrode 7 mit der ersten Masseelektrode 6 bildet, von 30° auf 180° verändert wurde. Die Ergebnisse sind in 6 dargestellt.
Aus 6 ist zu entnehmen, daß die Zündfähigkeit im allgemeinen besser wird, wenn der Richtungswinkel (θa) 60° bis 150° beträgt, wie in 4 gezeigt.
Wenn die erste Masseelektrode 6 so ausgerichtet ist (horizontal), daß die Zündfähigkeit gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches (bezeichnet als ”Verwirbelung”) extrem verschlechtert wird, bildet die Richtung der Verwirbelung einen gewissen Winkel mit dem Funkenentladungsweg H2, der von der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 führt. Dadurch kann verhindert werden, daß die Zündfähigkeit schlechter wird. Die erste Masseelektrode 6 ist etwas entfernt von einer Richtung, in der sich die Flammen ausgehend von der Funkenstrecke G2 zwischen der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 und dem Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 ausbreiten und fortpflanzen. Dadurch wird verhindert, daß die erste Masseelektrode 6 den Flammen direkt ausgesetzt ist, so daß die Kühlwirkung bei minimaler flammenlöschender Wirkung herabgesetzt wird, um zu verhindern, daß sich die Zündfähigkeit extrem verschlechtert.
Analog dazu bildet dann, wenn die zweite Masseelektrode 7 in einer solchen Richtung (horizontal) ausgerichtet ist, daß die Zündfähigkeit gegenüber den Strömen des Luft/Kraftstoff-Gemisches (Verwirbelung) extrem verschlechtert wird, die Richtung der Verwirbelung im allgemeinen einen rechten Winkel mit dem Funkenentladungsweg H1, der von der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 14 der ersten Masseelektrode 6 führt. Dadurch kann verhindert werden, daß sich die Zündfähigkeit verschlechtert. Die zweite Masseelektrode 7 liegt etwas entfernt von einer Richtung, in der sich die Flammen ausgehend von der Funkenstrecke G1 zwischen der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 und dem Zündende 14 der ersten Masseelektrode 6 ausbreiten und fortpflanzen. Dadurch wird verhindert, daß die zweite Masseelektrode 7 direkt den Flammen ausgesetzt ist, so daß die Kühlwirkung bei minimaler flammenlöschender Wirkung herabgesetzt wird, um zu verhindern, daß sich die Zündfähigkeit extrem verschlechtert.
In dem Falle, wo die Verwirbelung in axialer Richtung der Mittelelektrode 5 (vertikal oder in Längsrichtung) wandert, die Verwirbelung also in derselben Richtung läuft, in der der Funkenentladungsweg H1 längs einer Richtung von der vorderen Stirnfläche 12 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 14 der ersten Masseelektrode 6 ausgerichtet ist, wie in 8a gezeigt, ist der Funkenentladungsweg H2 wirksam der Verwirbelung ausgesetzt, weil der Weg H2 lateral ausgerichtet ist von der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7, wie in 8b gezeigt.
Auf diese Weise kann eine stabile Zündfähigkeit erreicht werden, unabhängig davon, ob die Verwirbelung vertikal oder horizontal ausgerichtet ist, wie in 9 gezeigt.
In 10 ist graphisch dargestellt, wie die Anzahl der Fehlzündungen in Abhängigkeit vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) schwankt, und zwar bei der vorliegenden Erfindung, beim ersten Stand der Technik (17), beim zweiten Stand der Technik ( Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 59-29358 in 18) und bei einem Gegenstück ( Japanische Patentveröffentlichung Nr. 52-15739 ).
Wie aus der graphischen Darstellung in 10 hervorgeht, läßt sich bei minimaler Schwankung eine stabile Zündfähigkeit erreichen unabhängig von der Richtung, in der die erste und die zweite Masseelektrode 6, 7 bei der zweipoligen Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgerichtet sind. Im Vergleich zum ersten Stand der Technik, zum zweiten Stand der Technik und zum Gegenstück wird dadurch die Schwankung in der Zündfähigkeit bedeutend vermindert, die zurückzuführen ist auf die Richtung, in der die erste und die zweite Masseelektrode 6, 7 ausgerichtet sind.
11 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die eine an einem Kraftfahrzeug-Benzinmotor montierte zweipolige Zündkerze mit Prüfspitze darstellt. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist am Zündende 17 der zweiten Masseelektrode 7 der zweipoligen Zündkerze 1 eine flache Konfiguration vorgesehen, die als ebene Fläche 17a dient. Durch Bereitstellung der ebenen Fläche 17a, die der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 gegenüberliegt, kann ein Funke von zwei Kanten 17b, 17c der ebenen Fläche 17a zu einem mittleren Abschnitt der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 springen. Dadurch wird die Fläche der Funkenstrecke wesentlich vergrößert, um die Zündfähigkeit in Verbindung mit dem mit der ersten Ausführungsform der Erfindung erzielten Vorteil weiter zu verbessern.
Von den 12 bis 15, in denen eine dritte Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist, stellt 12 eine auf einem Kraftfahrzeug-Benzinmotor montierte dreipolige Zündkerze mit Prüfspitze dar.
Bei der dritten Ausführungsform der Erfindung besitzt eine dreipolige Zündkerze 2 zusätzlich zu der ersten und zweiten Masseelektrode 6, 7 eine dritte Masseelektrode 8, die eine dritte Funkenstrecke mit der Mittelelektrode 5 bildet. Die dritte Masseelektrode 8 besteht aus demselben elektrisch leitenden Metall wie die erste und zweite Masseelektrode 6, 7. Die dritte Masseelektrode 8 besitzt ein Zündende 19, das der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 gegenüberliegt, und ein Verbindungsende 20, das mit dem vorderen Ende 10 des Metallgehäuses 3 verbunden ist.
Zwischen dem Zündende 19 der dritten Masseelektrode 8 und der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 ist eine dritte Funkenstrecke G3 vorgesehen. Quer über die dritte Funkenstrecke G3 ist ein dritter Funkenentladungsweg H3 in einer Richtung von der vertikalen Seite 13 der Mittelelektrode 5 zum Zündende 19 der dritten Masseelektrode 8 ausgebildet. Der dritte Funkenentladungsweg H3 ist in radialer Richtung (lateral oder horizontal) der Mittelelektrode 5 ausgerichtet.
Bei der ersten, zweiten und dritten Masseelektrode 6, 7 und 8 ist eine Winkelbeziehung zwischen θa, θb und θc folgendermaßen definiert: 60° ≤ θa ≤ 150°, 60° ≤ θb ≤ 150°, 60° ≤ θc ≤ 150°, und θa + θb + θc = 360°.
Dabei ist θa ein Winkel, den die zweite Masseelektrode 7 mit der ersten Masseelektrode 6 bildet, wobei die Mittelelektrode 5 als axiale Mitte dient.
θb ist ein Winkel, den die dritte Masseelektrode 8 mit der zweiten Masseelektrode 7 bildet, wobei die Mittelelektrode 5 als axiale Mitte dient.
θc ist ein Winkel, den die erste Masseelektrode 6 mit der dritten Masseelektrode 8 bildet, wobei die Mittelelektrode 5 als axiale Mitte dient.
Konkreter ausgedrückt wird der Winkel θa (< AOB) am Schnittpunkt der gestrichelten Linie A und der gestrichelten Linie B gebildet. Die gestrichelte Linie A verbindet die Mittellinie der ersten Masseelektrode 6 mit der axialen Linie der Mittelelektrode 5, wie in 12 gezeigt. Die gestrichelte Linie B verbindet die Mittellinie der zweiten Masseelektrode 7 mit der axialen Linie der Mittelelektrode 5.
Der Winkel θb (< BOC) wird am Schnittpunkt der gestrichelten Linie B und der gestrichelten Linie C gebildet. Die gestrichelte Linie C verbindet die Mittellinie der dritten Masseelektrode 8 mit der axialen Linie der Mittelelektrode 5.
Der Winkel θc (< COA) wird am Schnittpunkt der gestrichelten Linie A und der gestrichelten Linie C gebildet. Um die Mittelelektrode 5 herum sind die erste, zweite und dritte Masseelektrode 6, 7 und 8 mit dem vorderen Ende 10 des Metallgehäuses 3 durch elektrisches Widerstandsschweißen oder dergleichen verbunden.
Es wurden Versuche durchgeführt, um zu überprüfen, wie die Zündfähigkeit beeinflußt wird durch Verändern der Richtung der ersten und der zweiten Masseelektrode 6, 7, wobei die Achse der Mittelelektrode 5 als mittlerer Abschnitt dient. Bei der Durchführung dieser Versuche werden die Einzelheiten der mehrpoligen Zündkerze folgendermaßen festgelegt:
Ein Durchmesser der Mittelelektrode 5 beträgt 2,5 mm, die Funkenstrecke beträgt 1,0 mm zwischen der Mittelelektrode 5 und der ersten, zweiten und dritten Masseelektrode 6, 7 und 8. Die Länge der Mittelelektrode 5 beträgt 3,0 mm, und die Abmessung der ersten, zweiten und dritten Masseelektrode 6, 7, 8 beträgt 1,3 mm × 2,2 mm (16, 17).
Bei der Durchführung des ersten, zweiten und dritten Versuchs wird ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis an der Zündgrenze überprüft, indem man mit der auf einem Zweiliter-Sechszylinder-Magermotor montierten dreipoligen Zündkerze 2 (12) 70 km fährt.
Bei dem ersten Versuch ist die zweite Masseelektrode 7 so ausgerichtet, daß die Zündfähigkeit gegenüber den horizontal verlaufenden Luft/Kraftstoff-Strömen extrem verschlechtert wird, wie bereits in 13a und 13b gezeigt. In diesem Fall wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze überprüft, indem der Richtungswinkel (θb), den die dritte Masseelektrode 8 mit der zweiten Masseelektrode 7 bildet, von 30° auf 150° geändert wurde, während der Winkel (θa) von 120° beibehalten wurde. Die Ergebnisse sind in 14 dargestellt.
Wie 14 bestätigt, verschlechtert sich die Zündfähigkeit im allgemeinen abrupt, wenn die dritte Masseelektrode 8 so nah bei der zweiten Masseelektrode 7 angeordnet ist, daß der Winkel (θb) kleiner ist als 60°. Die Zündfähigkeit wird im allgemeinen auch dann abrupt schlechter, wenn die dritte Masseelektrode 8 so nah bei der ersten Masseelektrode 6 angeordnet ist, daß der Winkel (θb) größer wird als 150°, was bedeutet, daß der Winkel (θc) kleiner ist als 90°. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Zündfähigkeit im allgemeinen bedeutend besser wird, wenn der Richtungswinkel (θb) 60° bis 150° beträgt, und die Zündfähigkeit wird vorzugsweise vor allem dann besser, wenn der Richtungswinkel (θb) im Bereich von 90° bis 120° liegt.
Bei dem zweiten Versuch wird die erste Masseelektrode 6 so ausgerichtet, daß die Zündfähigkeit gegenüber den vertikal verlaufenden Luft/Kraftstoff-Strömen extrem verschlechtert wird, wie bereits in 15a und 15b gezeigt. In diesem Fall wurde das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) an der Zündgrenze überprüft, indem der Richtungswinkel (θa), den die zweite Masseelektrode 7 mit der ersten Masseelektrode 6 bildet, von 30° auf 180° geändert wurde, während der Winkel (θc) von 120° beibehalten wurde. Die Ergebnisse sind im wesentlichen die gleichen wie in 14.
Ein dritter Versuch wurde durchgeführt, um zu überprüfen, wie die Anzahl der Fehlzündungen in Abhängigkeit vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) schwankt, und zwar bei der vorliegenden Erfindung, beim ersten Stand der Technik (17), beim zweiten Stand der Technik ( Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 59-29358 in 18) und bei einem Gegenstück ( Japanische Patentveröffentlichung Nr. 52-15739 ).
Als Ergebnis des dritten Versuchs hat sich herausgestellt, daß die Zündfähigkeit genauso verbessert wurde wie dies für die erste Ausführungsform der Erfindung anhand der graphischen Darstellung in 10 angegeben ist.
Gemäß 16, die einen Zündabschnitt der dreipoligen Zündkerze 2 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt, sind die Zündenden 17, 19 der zweiten und dritten Masseelektrode 7, 8 in einer flachen Konfiguration ausgebildet. Bei der flachen Konfiguration in Form der ebenen Flächen 17s, 18s ist die Zündfähigkeit im selben Maß verbessert wie bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Es sei angemerkt, daß eine Edelmetallspitze als Zündende an wenigstens einer von der Mittelelektrode 5, der ersten, der zweiten und/oder der dritten Masseelektrode 6, 7, 8 bei der zweipoligen bzw. dreipoligen Zündkerze 1 bzw. 2 vorgesehen sein kann. Wenn die Edelmetallspitze als Zündende vorgesehen ist, das die Funkenstrecke mit der entsprechenden Elektrode bildet, kann die Funkenerosionsbeständigkeit weiter verbessert werden, um zu einer längeren Lebensdauer beizutragen.
Die Erfindung wurde zwar anhand spezifischer Ausführungsformen beschrieben, doch versteht es sich, daß diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen ist, da von einem Fachmann verschiedene Modifikationen und Ergänzungen an den spezifischen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Mehrpolige Zündkerze (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen rohrförmigen Isolator (4), der in einem zylindrischen Metallgehäuse (3) gelagert ist, mit dem die Zündkerze (1) an einem Verbrennungsmotor befestigt wird; eine Mittelelektrode (5), die in dem Isolator (4) angeordnet ist, wobei ein vorderes Ende der Mittelelektrode (5) im Gebrauch von einem vorderen Ende des Metallgehäuses (3) zu einem Brennraum des Verbrennungsmotors hin gerichtet ist, so daß es über das vordere Ende des Isolators (4) hinausragt; eine erste Masseelektrode (6), die mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses (3) verbunden ist und eine der gesamten vorderen Stirnfläche (12) der Mittelelektrode (5) gegenüberliegende Vorderseite (14) aufweist, so daß die vordere Stirnfläche (12) der Mittelelektrode (5) die vordere Stirnfläche (14) der ersten Masseelektrode einbeschreibt, und mit dieser eine vertikale Luftfunkenstrecke (G1) bildet; dadurch gekennzeichnet, daß entweder: (a) die Zündkerze nur zwei Masseelektroden umfaßt, wobei: die zweite Masseelektrode (7), die kürzer ist als die erste Masseelektrode (6), mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses (3) verbunden ist und eine vordere Stirnfläche (17) besitzt, die einer vertikalen Seite (13) der Mittelelektrode (5) di rekt gegenüberliegt und mit dieser eine horizontale Luftfunkenstrecke (G2) bildet; und der Winkel θa zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode (5) bzw. auch die erste Masseelektrode (6) liegt, und der zweiten Masseelektrode (7) im Bereich von 60° ≤ θa ≤ 150° liegt; oder (b) die Zündkerze drei Masseelektroden umfaßt, wobei: die zweite Masseelektrode (7), die kürzer ist als die erste Masseelektrode (6), mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses (3) verbunden ist und eine vordere Stirnfläche (17) besitzt, die einer vertikalen Seite (13) der Mittelelektrode (5) direkt gegenüberliegt und mit dieser eine horizontale Luftfunkenstrecke (G2) bildet; die dritte Masseelektrode (8) eine vordere Stirnfläche (19) besitzt, die der vertikalen Seite (13) der Mittelelektrode (5) direkt gegenüberliegt und mit dieser eine weitere horizontale Luftfunkenstrecke bildet, wobei die Winkelbereiche und die Beziehung von θa, θb und θc folgendermaßen lauten: 60° ≤ θa ≤ 150°, 60° ≤ θb ≤ 150°, 60° ≤ θc ≤ 150°, θa + θb + θc = 360°,wobei θb der Winkel ist zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode (5) bzw. auch die zweite Masseelektrode (7) liegt, und der dritten Masseelektrode (8); θc der Winkel ist zwischen Ebenen, in denen die Mittelelektrode (5) bzw. auch die dritte Masseelektrode (8) liegt, und der ersten Masseelektrode (6).
Mehrpolige Zündkerze nach Anspruch 1, bei der im Falle der Alternative (a) die vordere Stirnfläche (17) der zweiten Masseelektrode (7), die als Zündabschnitt dient und die horizontale Luftfunkenstrecke (G2) mit der vertikalen Seite (13) der Mittelelektrode (5) bildet, flach ist.
Mehrpolige Zündkerze nach Anspruch 1, bei der im Falle der Alternative (b) die vorderen Stirnflächen (17, 19) sowohl der zweiten als auch der dritten Masseelektrode (7, 8), die als Zündabschnitte dienen und die horizontalen Luftfunkenstrecken mit den vertikalen Seiten der Mittelelektrode (5) bilden, flach sind.
Mehrpolige Zündkerze nach Anspruch 1, bei der im Falle der Alternative (b) bzw. im Falle von Anspruch 3 die Winkelbeziehung zwischen den Masseelektroden θa = θb = θc = 120° lautet.