DE6937589U - Zuendkerze. - Google Patents

Description

Patentanwalts Dipping. R. BEETZ sen

Orv-Ing. R. BEETZJr. 3l-H .95SH-TpOi. f^ j Hj 1972

München 22, Steinsdorfstr. 10 _ .

Π 69 JJ 58?.9

Zündkerze

Die Neuerung oezieht sich auf eine Zündkerze :nit einer Metallhülle, einer in der Metallhülle durch ein keramisches Isolierteil gehaltenen Mltte!elektrode, die aus einem zapfenföraigen Teil S12S eines Met-all hoher Wärmeleitfähigkeit *md einem damit verbundenen Elektrodenendteil aus korrosionsbeständigem MEetall, beispielsvieise einer Nickellegierung besteht, und einer an der Xetallhülle befestigten, einen Sntiadespalt zwischen sich und der Yorderendflache der Mittelelektrode bildenden Erd-elektrode, ^obei das keramische "solierteil bis nahe an die "/ordereibfläche csr VsItt^!elektrode reicht.

um mit der jüngsten Tendenz der- LeistungserhSaung von. Äutooiotoren usw. Schritt zu halten, ist es wesentlich gev.-orden, das Viärfräe'cestänäigkeitsverhalteri einer Zündkerze «eitsr· zu verbessern. 2s wurden tatsächlich Zündker/.en entwickelt, in denen eine Kupferstange snit einer Mittelelektroäe aus einer Nickel legierung stoiversch/^eiit jder Silber oder Kupfer in den Kerr.teil eine." aus einer Kickellegio'n.ng- oestehendein* schirts-Mhnlichen Mittelelektrode eingebettet ist, um so das Wärmeöeständisrkeitsverhalten ?u verbessern.

In einer solchen zündkerze hoher V/ärmeleitf^higkeit vjird indessen die Entladesppnnung gro2, wenn die Drehr.^hl des Motors nicht gro2 ist, da die Temperatur »m Entladeteil aer Mittel* elektrode verhältnismäiig niedrig v*ird. Ein solcher Anstieg der Ent lade spannung hat einen ungünstigen Effekt auf das Zi:riaverhalten beim Starten und ist auch vom Standpunkt d-Sf Maßnähmet» gegen Abgase unerwünscht. Unter Berücksichtigung der Verbrennung einer Brennstoff mi sehung in der Brennksjnin^r ist es ^ünsöh

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wert, daß der Entladespalt der Zündkerze größer gemacht wird, und daher sollte die Entlade spannung gesteigert werden. Weiter ist es unter Betrachtung des vorstehend Beschriebenen wesentlich, die Entladespannung weiter zu steigern.

Zum Verbrennen der Mischung ist es erwünscht, daß keine Fehlzündung auftritt. Unter tatsächlichen Umständen tritt indessen eine solche Fehlzündung auf ^rund der Abnutzung der Elektrode, insbesondere um die Kanten herum auf, die als Entladeende dienen. Um dies zu verhindern, ist es wünschenswert, daß die als Entladeende dienenden Kanten über eine lange Zeitdauer erhalten bleiben, während sie noch die beschriebene Entladespaltweite einhalten.

Aus der GB-PS I6j5 875 ist eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode ohne Materialangaben bekannt, die eine tiefe 3ohriHig aufweist, um in Verbindung mit einer ringförmigen Außenelektrode einen ringförmigen Zündlichtbogen zu ergeben.

3ei der Zündkerze nach der US-PS 1 279 97^ sind beide Elektroden rohrförmig, um durch Verbrennungsgasspülung Rückstandsansätze zu vermeiden.

Aus dem gleichen Grund weist die Mittelelektrode der Zündkerze nach dem DT-GM 1 959 735 eine tiefe Bohrung und eine zusätzliche. radial in diese einmündende weitere Bohrung auf.

Diese bekannten Elektrodenformen wurden also zur Lösung anderer Proolenie als bei vorliegender Neuerung gexvähit, der die Aufgabe zugrundeliegt, eine Zündkerze der eingangs genannten Art mit einer Mittelelektrode hoher Wärmeleitfähigkeit so auszubilden, daß die Entladespannung durch Halten des vorderen Entladeteils der Mitte!elektrode auf hoher Temperatur gesenkt wird, auch henn die Drehzahl des Motors niedrig ist- Gleichzeitig soll durch die Neuerung eine Zündkerze geschaffen werden, in der die

La'nge der in der Mittelelektrode/f vor der Endfläche gebildeten Kanten gesteigert Vilrd, so daS es lang© dauert, bis die Kanten abgenutzt sind* wodurch die Verbrennung im Zylinder über längere Zeit unter gute/i Bedingungen erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird neuerungsgesiSS äsäureh gelöst, daß die Mittelelektrode in der Vorderendfläche ein kreisrundes Loch aufweist«,

Die Neuerung ist auch auf Zündkerzen mit sog. ^irhei3em Ring" anwendbar, wobei dann ein Teil der Metallhülle einen heißen Ring bildet, der irä eine Verbretsnwigsiesrajer hineinragt, wenn die Zündkerze *alt der in der VorderendflSche gelochten Mitteleiektrods an einem Zylinderkopf angebracht ist.

Die Neuerung -wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele nHher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der Verhältnisse zwischen der Temperatur atm EIektrodenentladeteil

und der Entladespannung:
Fig. 2 eine: Schnittansicht der Hauptteile einer Zündkerze

nach einera Äusfühirungsbeispiel der Neuerung; und Fig. 3 eine Schnittansicht einer Zündkerze nach einem zweiten Ausfiährungsbeispiel der Neuerung.

In Fig. 1 ist die Abhängigkeit zwischen Ger- Tenperatnr as Elektrodenentladeteil und der erforderlichen Entlade spannung dargestellt. £us dieser Figur ergibt sich, daS bei einem Temperaturabfa 11 um 100° C die Entladespannung ura etwa 20£ steigt. Wenn dabei der EntladespaIt verengt wird, kann die erforderliche Entlaäespannung auif einem niedrigeren Wert gehalten werden, doch ist dies vom Standpunkt der Verbesserung des Zündens der Mischung unerwünscht.

Neuerungsgemäß ist eine Zündkerze mit verbessertem Wärmebest^y.ndigkeitsverhalten vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß nur das Vorderende der Mittelelektrode auf hoher Temperatur gehalten wird. Tn dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Öffnung 10 in dem Teil des Vorderendes 6 der Mittelelektrode 1 gebildet, der dem Entladespalt 7 zugewandt ist. Dadurch wird die Wärmeaufnahmefläche der Oberfläche des N.'ittelelektrodenvorderendteils 6, der dem Entladespalt 7 zugewandt ist, vergrößert, während die Ouerschnittsflache, durch die Hitze zur oberen Zone der Mittelelektrode geleitet wird, verringert wird. Mit 4 ist die äußere Metallhülle und mit 5 die Erdeiektrode bezeichnet.

Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, den Vorderendteil 6 für verhältnismäßig lange Zeit auf einer hohen Temperatur zu halten. Weiter läßt sich nicht nur, wenn die Maschine mit hoher Drehzahl läuft, sondern auch, wenn sie mit niedriger Drehzahl läuft, das Vorderende 6 auf einer so hohen Temperatur halten. Daher wird die erforderliche Entladespannung niemals sehr hoch. Andererseits kann für eine konstante Entladespannung der Entladespalt vergrößert werden, so daß die Zündung der Mischung innerhalb der Verbrennungskammer verbessert wird. Kanten 16 sind in der AuSenumfangsendflache des Mittelelektrodenvorderendteils 6 und der Endfläche der öffnung 10 vorgesehen. Durch Steigerung der Länge der Kanten 16 dauert es lange, ehe sie abgenutzt wird, so daß die verbesserte Zündung für lange Zeit beibehalten werden kann.

Fig. 3 zeigt ein zweites ßusführungsbeispiel, in dem die Neuerung bei einer Zündkerze des Typs verkörpert ist, bei dem die AuSenhülle 4 mit einem zylindrischen Vorsprung 12 versehen ist, der sich zum Hineinragen in eine Verbrennungskammer 14 eignet, wenn die Zündkerze mit einem Zylinderkopf ijj verbunden ist. Man erkennt den Zapfenkern 2 aus einem Metall hoser Wärmeleitfähigkeit und öijn anschließenden Vorderendteil der Mittel-

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elektrode 1, die Erdelektrode 5 und den dazwischen liegenden Entladespalt 7· Dieser Typ von Zündkerze ist dadurch vorteilhaft,, daß es möglich ist zu verhindern, daß Schmieröl, da5 längs der Innenwand des Zylinderkopfes strömt, in die Verbrennungskammer 8 eindringt und an den Oberflächen der Verbrennungskammer 8 und des Isolierteils 5 haftet, indem der Vorsprung 12 in die Verbrennungskammer 1> hineinragt, so asB er erhitzt wird und zum Verdampfen und Erhitzen der eingeführten Brennstoffmischung beiträgt und so das ZündungsvernaIten verbessert. Andererseits hat dieser Zündkerzentyp den Nachteil, daß das Wärmebeständigkeitsverhalten dadurch verschlechtert wird, daS der Vorsprung 12 zur Überhitzung unter Schwerlastbetrieb neigt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es daher nötig, die Wärmebeständigkeits- und WärmeabfUhrunggeigenschaften des Isolierteils J) und der Mittelelektrode i zu verbessern. Ungünstigerweise wird nun während eines Leichtlastbetriebs die Temperatur der Mittelelektrode 1 verhältnismäßig niedrig, während die Entladespannung umgekehrt proportional hoch wird, so da3 die Zündung eher zu Fehlzündungen neigt.

Das vorstehende Problem der beschriebenen Anordnung läSt sich dadurch lösen, daß tzan ein Loch 15 mit Kanten 16 in dem Mittelelektrodenvorderendi&ell anbringt. Insbesondere euren Reduktion der Wärmeleitquerschnittsflache des MitteIelektrodenvorderendteils und durch Steigern ά&τ 'iiärrseaufnahrnefläche des letzteren •wird es weniger wahrscheinlich. da3 die vons Mit-teleiektroöfi":^ vorderendteil aufgenommene Warme aoströst, so aaS diese Zone auf hoher Temperatur gehalten wird, auch i-senn die Drehzahl des Motors niedrig ist. So ist es möglich, eine staoilisierte Zündung ohne Anstieg; der Entladespannung zu erreichen.

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Claims (2)

Schtitzanspruclie

1. Zündkerze mit einer Metallhulle, einer in der MetsllimXle durch ein keramisches Isolierteil gehaltenen Mittelelektrode, die aus einem zapfenförmigen Te±i ans einem Metall boiler Wärmeleitfähigkeit und eineia damit verbundenen Elektroden en dteil aus korrosionsbeständigem Metall/ beispielsweise einer Nickellegierung besteht, und einer an «der Metallhülle befestigten, einen Entladespalt zwischen sich und der Vorder— endflache der Mittelelektrode bildenden Erdelektrode, wobei das keramische Isolierteil bis nahe an die Vorderendfläche der Mitte'ielelrtrode reicht, dadurch gekennzeichnet , daß die MitteIelektrode (1) in der Vorderendfläche (6) ein kreisrundes Loch (z.B. 10) aufweist.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Metallhülle (4) einen heißen Ring (12) bildet.