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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Zündkerze hat eine umkapselte Konstruktion und verlängert die Lebensdauer der Zündkerze, verbessert den Verbrennungsprozess und verringert Emissionen. Die Position der Zündkerze ist im Wesentlichen innerhalb eines Zylinderkopfes außerhalb einer Brennkammer eines Motors und nahe an einem Kühlungsdurchlass, was die Wärme reduziert, die auf die Zündkerze übertragen wird, und was die Lebensdauer der Zündkerze verlängert. Die Konfiguration oder Konstruktion der Zündkerze macht den Herstellungsprozess kostengünstiger und erleichtert den Verbrennungsprozess durch Anwendung von nur einer einzigen Zumessöffnung oder einer Vielzahl von Zumessöffnungen, die in einer voreingerichteten Weise positioniert sind. Die Konfiguration reduziert oder eliminiert Probleme mit Vorzündungen und anderen Detonationen, was ermöglicht, dass die Zeitsteuerung des Motors weiter vorangetrieben wird, was Emissionen verringert.
    公开号:DE102004024839A1
    申请号:DE200410024839
    申请日:2004-05-19
    公开日:2005-01-27
    发明作者:William C. Lafayette Boley；Jason L. Lafayette Niethammer；James M. Chillicothe Schultz；Brady L. Lafayette Winkleman
    申请人:Caterpillar Inc；
    IPC主号:F02B19-12
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung bezieht sich allgemein auf eine funkengezündete Vorrichtungund insbesondere auf eine Vorkammerzündkerze.
    [0002] DieEmissionen und der Wirkungsgrad treiben weiter die Technologie an,die Verbrennung von Luft-Brennstoff-Mischungen zu verbessern. Viele Verbesserungensteuern die Luft-Brennstoff-Mischung. Beispiele von solchen Verbesserungender Verbrennung von Luft-Brennstoff-Mischungen weisen unter anderemeine verbesserte Brennkammerkonstruktion, eine verbesserte Ventilanschlussanordnungund einen verbesserten Brennstoff- oder Luftfluss- und Zerstäubungsprozess.Diese Verbesserungen verbessern im allgemeinen die Steuerung der Brennstoff-Luft-Mischung.
    [0003] Andersals bei einem Diesel-Motor können funkengezündete Motorenebenfalls ein Verbrennungsereignis durch die Einleitung eines Funken steuern.Umkapselte Zündkerzenhaben eine Verbesserung gezeigt, die aus der Verbesserung der Bedingungenund der Vermischung von Brennstoff und Luft gewonnen wurden, undzwar zusammen mit einer Verbesserung, die durch Steuerung der Einleitungdes Funkens gewonnen wurde. Die umkapselte Zündkerze weist eine Kerzenhülle auf,die einen Elektrodenspalt umgibt. Die Zündkerzenhülle definiert eine Zündungskammer,die von einer Brennkammer getrennt ist. Eine Zumessöffnung oderZumessöffnungensind in der Zündkerzenhülle positioniert,die die Zündungskammermit der Brennkammer verbindet. Die Zündungskammer und die Zündkerzetrennen einen Flammenkern von einer Turbulenz in der Brennkammer.Wenn der Kolben eine Luft-Brennstoff-Mischung innerhalb der Brennkammerkomprimiert, läuftzumindest ein Teil der Luft-Brennstoff-Mischung durch die Zumessöffnungen indie Zündungskammer.
    [0004] Inder Zündungskammerverursacht ein Funken, dass die Luft-Brennstoff-Mischung verbrennt, was einen Druckanstiegerzeugt. Wenn der Druck in der Zündungskammeransteigt und den Druck innerhalb der Brennkammer übersteigt,laufen heißeGase durch jede Zumessöffnungin die Brennkammer und wirken als eine Zündungsquelle, um die Verbrennungsratein der Brennkammer zu steigern, um die Massen der nicht verbranntenLuft-Brennstoff-Mischungzu reduzieren. Das US-Patent 5 105 780, ausgegeben am 21. April1992 an Ronald R. Richardson definiert eine solche umkapselte Zündkerze.
    [0005] Obwohldie umkapselte Zündkerzeerwiesenermaßenden Wirkungsgrad gesteigert hat und die Emissionen reduziert hat,tendieren andere Nachteile dazu, ihre Anwendung zu reduzieren. Beispielsweise erfährt dieumkapselte Zündkerzeeine Umgebung mit gesteigerter Temperatur, was somit ihre Lebensdauergegenübereiner herkömmlichenZündkerze reduziert.Die umkapselte Zündkerze,die in die Brennkammer vorsteht, verursacht Probleme mit Vorzündungenund anderen Detonationen. In einer mageren Luft-Brennstoff-Mischung hat die Spannung,die benötigtwird, um einen Elektrodenspalt zwischen der Elektrode und der Erdungselektrodezu überspringen,eine gesteigerte Spannung auf Grund des Abbruches der Spannung zurFolge. Die gesteigerten Abbruchspannungen bzw. Überschlagspannungen erforderneine größere elektrischeIsolation zwischen der Elektrode und der Erdungselektrode. Die vergrößerte elektrischeIsolation bedeutet oft eine Verbesserung der Wärmeübertragungspfade zwischen einerKapsel, die mit der Erdungselektrode verbunden ist, und der kühlen Umgebung.Was weiter die Abnutzung verschlimmert, sind die Zumessöffnungendurch die Zündkerzenhüllen, dieextreme Temperaturveränderungenerfahren. HeißesGas tritt aus der Zündungskammerdurch die Zumessöffnungenmit hohen Geschwindigkeiten aus. Diese hohen Geschwindigkeiten steigerndie Wärmeübertragung vonden heißenGasen auf die Zündkerzenhülle, was dieLebensdauer der umkapselten Zündkerzeverringert. Zusätzlichbehindert ein Widerstand, wie beispielsweise die Schweißnähte, dieverwendet werden, um die Zündkerzenhülle an derZündkerzeanzubringen, die Wärmeübertragungweg von den Zumessöffnungen.
    [0006] Dievorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere deroben dargelegten Probleme zu überwinden.
    [0007] Gemäß einesAspektes der vorliegenden Erfindung weist ein funkengezündeter Motoreinen Block mit einer Oberseite und einer zylindrischen Bohrungdarin auf. Ein Kolben ist bewegbar in der zylindrischen Bohrungpositioniert. Ein Zylinderkopf hat eine Unterseite und ist an denBlock angebracht. Eine Brennkammer wird von der zylindrischen Bohrung,dem Kolben und der Unterseite des Zylinderkopfes definiert. EineZündkerzehat eine Elektrode, eine Zündkerzenhülle, eineZündkerzenKappe und einen Isolator. Die Zündkerzeist in dem Zylinderkopf positioniert. Die Zündkerze hat eine umkapselteKonfiguration, die eine Zündungskammerdefiniert. Und die Zündkerzeist im Wesentlichen innerhalb des Zylinderkopfes positioniert undim Wesentlichen außerhalbder Brennkammer.
    [0008] Gemäß einesweiteren Ausführungsbeispiels dieserErfindung weist eine Zündkerzeeine Elektrode auf, die ein elektrischer Leiter ist und eine Wärmebeständigkeitaufweist. Ein Isolator ist betriebsmässig um die Elektrode herumpositioniert und hälteine strukturelle Integritätin einer Hochtemperatur-Umgebung. Eine Zündkerze ist betriebsmässig mitder Elektrode verbunden und hat eine Isolatorregion, eine Verbindungsregionund einen Spitzen- undZumessöffnungsteil.Der Spitzen- und Zumessöffnungsteilhat eine Zündungskammerdarin und hat einen unteren ebenen Teil, der eine im Wesentlichenflache äußere Konturdefiniert.
    [0009] 1 ist eine Querschnittsansichteines funkengezündetenVerbrennungsmotors mit einer darin positionierten Zündkerze;
    [0010] 2 ist eine vergrößerte teilweiseim Querschnitt gezeigt der Ansicht einer Zündkerze mit einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0011] 3 ist eine Unteransichtder Zündkerze der 2;
    [0012] 4 ist eine vergrößerte, teilweiseim Querschnitt gezeigte Ansicht einer Zündkerze mit einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0013] 5 ist eine Unteransichtder Zündkerze der 4; und
    [0014] 6 ist eine Unteransichteiner weiteren alternativen Zündkerze.
    [0015] In 1 ist ein funkengezündeter Motor 10 teilweisegezeigt. Der Motor 10 weist einen Block 12 miteiner Zylinderbohrung 14 darin auf. Ein Kolben 16 vonherkömmlicherKonstruktion ist bewegbar innerhalb der Zylinderbohrung 14 inherkömmlicherWeise positioniert. Der Block 12 definiert eine Oberseite 18. DerBlock 12 hat eine Vielzahl von Kühlungsdurchlässen 20 darin,von denen nur einer gezeigt ist. Ein nicht gezeigtes herkömmlichesKühlungssystemzirkuliert ein Kühlmitteldurch die Vielzahl von Kühlungsdurchlässen 20.
    [0016] EinZylinderkopf 22 definiert eine Oberseite 24 undeine Unterseite 26. Die Unterseite 26 des Zylinderkopfes 22 istentfernbar an der Oberseite 18 des Blockes 12 inherkömmlicherWeise angebracht, wie beispielsweise durch eine Vielzahl von nichtgezeigten Schrauben. Die Vielzahl der Kühlungsdurchlässe 20 istebenfalls in dem Zylinderkopf 22 an voreingerichteten Positionenpositioniert. Eine Dichtung 28 ist normalerweise zwischender Oberseite 18 des Blockes 12 und der Unterseite 26 desZylinderkopfes 22 angeordnet. Somit ist eine Brennkammer 30 zwischender Unterseite 26 des Zylinderkopfes, der Zylinder Bohrung 14 desBlockes und dem Kolben 16 defi niert. Der Zylinderkopf 22 hatmindestens einen Einlassventilmechanismus 34, der betriebsmässig darinpositioniert ist, und mindestens einen Auslassventilmechanismus 36,der betriebsmässigdarin positioniert ist. Ein Einlassdichtungsteil 38 desEinlassventilmechanismus 34 ist nahe der Unterseite 26 positioniert.Und einen Auslassdichtungsteil 40 des Auslassventilmechanismus 36 istnahe der Unterseite 26 positioniert. Bei dieser Anwendungwerden der Einlassventilmechanismus 34 und der Auslassventilmechanismus 36 durcheine Nocke, eine Folgevorrichtung und einen Druckstangen Mechanismusangetrieben, die nicht gezeigt sind. Der Einlassventilmechanismus 34 undder Auslassventilmechanismus 36 könnten durch irgendwelche anderenMittel betrieben werden, wie beispielsweise hydraulisch oder elektrisch,ohne den Kern der Konstruktion zu verändern. Eine gestufte Durchgangsbohrung 42 istin dem Zylinderkopf 22 positioniert und erstreckt sichzwischen der Oberseite 24 und der Unterseite 26.Wenn der Zylinderkopf 22 auf dem Block bei dieser Anwendungpositioniert sit, die die gestufte Durchgangsbohrung 42 umdie Zylinderbohrung 14 herum zentriert. Als eine Alternativekönntedie gestufte Durchgangsbohrung 42 in irgendeiner anderenWeise um die Zylinderbohrung 14 herum positioniert sein.Die gestufte Durchgangsbohrung 42 weist einen Befestigungsmechanismus 44 vonherkömmlicherKonstruktion auf, wie beispielsweise einen Gewindeteil eines Keilteils.Die Vielzahl von KühlungDurchlässen 20 ist betriebsmässig indem Zylinderkopf 22 positioniert. Einer der Vielzahl vonKühlungsdurchlässen 20 istin wärmeaustauschenderBeziehung mit der gestuften Durchgangsbohrung 42 positioniert.Das herkömmlicheKühlungssystemhat auch das Kühlmitteldurch die Vielzahl von Kühlungsdurchlässen 20 indem Zylinderkopf 22 zirkuliert.
    [0017] Wieweiter in 2 gezeigt,sind eine Zündkerzen 50 oderZündungsmitteloder Mittel zur Zündungeiner brennbaren Mischung in der gestuften Durchgangsbohrung 42 positioniert.Bei dieser Anwendung weist die Zündkerze 50 eineumkapselte Konstruktion auf. Die Zündkerze 50 hat einenVerbindungsteil 52 oder Verbindungsmittel, die bei dieser AnwendungGewindeverbindungsmittel sind. Der Verbindungsteil 52 undder Befestigungsmechanismus 44 der gestuften Durchgangsbohrung 42 müssen demDruck und der Temperatur widerstehen können und chemisch kompatibelmit einem typischen Verbrennungsprozess sein. Die Zündkerze 50 ist dichtendmit dem Zylinderkopf 22 in herkömmlicher Weise verbunden.
    [0018] In 2 ist die Zündkerze 50 teilweisegeschnitten und in größerem Maßstab gezeigt.Die Zündkerze 50 weisteine Zündkerzenhülle 54 auf, weitereinen Isolator 56 und eine Elektrode 60. Die Elektrode 60 kannauch ein Mittel zur Leitung einer elektrischen Entladung sein. Undder Isolator 56 kann ein Mittel zur Isolation sein. DieElektrode 60 ist aus einem Material mit einer guten elektrischenLeitfähigkeitund einer guten Wärmebeständigkeithergestellt, wie beispielsweise aus einer Nickel-Legierung. Der Isolator 56 isoliertbetriebsmässigelektrisch die Elektrode 60 und hält die strukturelle Integrität in einer Hochtemperatur-Umgebung.Ein solches Material zur Herstellung des Isolators 56 istein Keramikmaterial. Der Isolator 56 verbindet und bedecktdie Elektrode 60. Die Zündkerze 54 hateine Isolatorhalteregion 70, eine Verbindungsregion 72 undeinen Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74.Der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 hatmindestens eine Zumessöffnung 76 darin.Wie beispielsweise in 2 gezeigt,ist eine einzige Zumessöffnung 78 gezeigt.Die einzige Zumessöffnung 78 hatbei dieser Anwendung eine Achse, die von einem Bezugszeichen 80 bezeichnetwird, die axial mit einer Achse der zylindrischen Bohrung 14 desBlockes 12 ausgerichtet ist. Die einzelne Zumessöffnung 78 hateine voreingerichtete Größe, diein dieser Anwendung zylindrisch ist und einen Durchmesser von 1,68mm oder zwischen ungefähr1 mm und 2 mm ist. Ein anderer Durchmesser oder andere Durchmesserkönnenverwendet werden, ohne von Kern der Konstruktion abzuweichen. DerSpitzen- und Zumessöffnungsteil 74 definierteinen unteren ebenen Teil 82 der, wenn die Zündkerze 50 indem Zylinderkopf 22 positioniert ist, mit der Unterseite 26 desZylinderkopfes ausgerichtet ist. Jedoch kann sich durch eine Additionder Toleranzen der untere ebene Teil 82 der Zündkerze 50 geringfügig über dieUnterseite 26 des Zylinderkopfes 22 hinaus indie Brennkammer 30 erstrecken. Oder mit der Addition derToleranzen kann der untere ebene Teil 82 der Zündkerze 50 sichgeringfügig in dieUnterseite 26 des Zylinderkopfes 22 weg von der Brennkammer 30 erstrecken.Bei der vorliegenden Konstruktion können die aufaddierten Toleranzendie Position des unteren ebenen Teils 82 um plus oder minusungefähr2 mm variieren. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Positiondes unteren ebenen Teils ungefährum plus oder minus 4 mm variieren können, ohne den Betrieb derZündkerze 50 und desMotors 10 zu verändern.Dies lässtim Wesentlichen die gesamte Zündkerze über derBrennkammer 30 liegen. Der Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 ist innächsterNähe zurBrennkammer 30. Die Zündkerze 54 istaus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit,mit hoher thermischer Stabilität undeiner Beständigkeitentgegen eine Korrosion in der Umgebung bei hohen Temperaturen vonbis zu 1150° Celsiushergestellt. Idealer Weise könnteeine Nickel-Legierungverwendet werden, die ungefähr99 Gew.-% Nickel enthält.In ähnlicherWeise können Oberflächenbehandlungenfür Korrosionsbeständigkeiteine Korrosionsbeständigkeitvorsehen.
    [0019] Alseine Alternative könnteder Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 mehrals eine Zumessöffnung 76 haben.Wie beispielsweise in den 4 und 5 gezeigt, ist eine Vielzahlvon Zumessöffnungen 84 gezeigt.Bei dieser Anwendung sind drei Zumessöffnungen gezeigt, die einevoreingerichtete Größe haben, diebei dieser Anwendung zylindrisch ist und einen Durchmesser von 1,07mm oder zwischen ungefähr 1mm und 2 mm hat. Ein anderer Durchmesser oder andere Durchmesserkönnenverwendet werden, ohne von den Kernpunkten der Konstruktion abzuweichen.Wenn die Vielzahl von Zumessöffnungen 84 jeweilsgleich von der Achse 80 in einer konischen Anordnung beabstandetist, die eine Mittellinie bei ungefähr einem Winkel von 15 Gradzur Achse 80 hat, ist die Spitze, der Kegelmittellinienauf oder unter der Elektrode 60. 6 offenbart auch eine Vielzahl von Zumessöffnungen 84 inder Zündkerze 50.Die gezeigte Konstruktion ist eine Kombination von jener, die inden 2 und 3 gezeigt ist, und jener,die in den 4 und 5 offenbart wird. Beispielsweisehat die einzelne Zumessöffnung 78 beidieser Anwendung die Achse, die von dem Bezugszeichen 80 bezeichnetwird, die axial mit der Achse der zylindrischen Bohrung 14 desBlockes 12 ausgerichtet ist. Die einzelne Zumessöffnung 78 hateine voreingerichtete Größe, diebei dieser Anwendung zylindrisch ist. Und bei dieser Alternativesind fünfZumessöffnungengezeigt, die eine voreingerichtete Größe haben, die zylindrisch ist.Wenn die Vielzahl von Zumessöffnungen 84 vorgesehenist, ist jede der Zumessöffnungen 84 gleichvon der Achse 80 in einer konischen Anordnung beabstandet,die eine Mittellinie besitzt, die in einem Winkel von ungefähr 15 Grad zurAchse 80 liegt. Die Spitze der Kegelmittellinien ist dabeiauf oder unter der Elektrode 60. Andere Kombinationen derVielzahl von Zumessöffnungen 84 können inBetracht gezogen werden, beispielsweise könnte eine Kombination von vieroder sechs oder sieben oder mehreren Zumessöffnungen 84 verwendetwerden, und die einzelne Zumessöffnung 78,die auf der Achse 80 zentriert ist, könnte weggelassen werden, fallsdies erwünschtist.
    [0020] EineZündkerzenkappe 90 istdichtend mit dem Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 derZündkerzenhülle 54 verbunden.Die Zündkerzenhüllenkappe 90,die Zündkerzenhülle 54 undder Isolator 56 definieren eine Zündungskammer 92. Somitbilden die Zündkerzenhüllenkappe 90,die Zündkerzenhülle 54 undder Isolator 56 Mittel, um die Zündungskammer 92 zudefinieren. Bei dieser Anwendung hat die Zündungskammer 92 einvoreingerichtetes Kammervolumen von ungefähr 1000 mm3.Jedoch wird abhängigvon der Verdrängungbzw. dem Hubraum der Brennkammer 30 das Kammervolumen derZündungskammer 92 optimiertoder variiert werden. Eine größere Brennkammer 30 wirdein größeres Volumen derZündungskammer 92 haben,und eine kleinere Brennkammer 30 wird ein kleineres Volumender Zündungskammer 92 haben.Bei dieser Anwendung ist die Zündkerzenhüllenkappe 90 mitdem Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 durcheinen herkömmlichenTIG-Schweißprozess über dievolle Tiefe verbunden. Andere herkömmliche Verbindungsverfahren,wie beispielsweise Hartlötenkönnenebenfalls verwendet werden, solange das daraus resultierende Verfahrender Umgebung mit hoher Temperatur und hohen Druck widersteht. Beispielsweisekann die Zündkerzenhüllenkappe 90 mitdem Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 durcheine Presspassung oder durch eine Gewindever bindung verbunden sein.Die Zündkerzenhüllenkappe 90 kannaus einem zweiten Material hergestellt sein, welches eine hohe thermischeLeitfähigkeit,eine hohe thermischer Stabilität undeine Beständigkeitentgegen eine Korrosion durch die Umgebung bei hohen Temperaturenvon bis zu 1150° Chat. Bei dieser Anwendung sind das erste Material und das zweiteMaterial gleich. Jedoch könnendas erste Material und das zweite Material unterschiedlich sein,ohne den erfindungsgemäßen Kernder Zündkerze 50 zuverändern.
    [0021] DieZündkerzenkappe 90 hateine im Wesentlichen zylindrische äußere Kontur 100 undeiner im Wesentlichen zylindrische innere Kontur 102, zwischender eine Wanddicke 104 ausgeformt ist. Die äußere Kontur 100 unddie innere Kontur 102 sind im Wesentlichen parallel zueinander.Der untere ebene Teil 82 des Spitzen- und Zumessöffnungsteil 74 hat eineim Wesentlichen flache äußere Kontur 106.Und eine innere Kontur 108 des unteren ebenen Teils 82 hateine Kontur 110 mit Radius oder eine abgewinkelte Kontur 112.Somit wird eine Wanddicke 114 zwischen der flachen äußeren Kontur 106 undder inneren Kontur 108 des unteren ebenen Teils 82 geformt. Wenndie Kontur 110 mit Radius oder die abgewinkelte Kontur 112 vorhandenist, ist die Wanddicke 114 nahe einem äußeren Teil 116, derbenachbart zu der im Wesentlichen zylindrischen inneren Kontur 102 derZündkerzenhüllenkappe 90 ist,dicker als die Wanddicke 114 nahe einem mittleren Teil 118,der nahe der Achse 80 oder der Achse der Zylinderbohrung 14 ist.Als eine Alternative könntedie Wanddicke 114 gleichförmig vom äußeren Teil 116 zummittleren Teil 118 sein. Somit hat in diesem Ausführungsbeispieldie Zündungskammer 92 einzylindrisches äußeres Profil,ein flaches oberes Profil und ein abgerundetes oder abgewinkeltesunteres Profil. Zwischen der äußeren Kontur 100 derZündkerzenhüllenkappe 90 undder flachen äußeren Kontur 106 des unterenebenen Teils 82 ist eine Phase 120. Die Phaseist entgratet und poliert, um irgendwelche scharten Kanten wegzunehmen.
    [0022] AndereKonfigurationen der Konturen, die die obige Zündkerzenkappe bilden, könnten verwendetwerden, ohne den Kern der Erfindung zu verändern; jedoch sollen bei dieserAnwendung die Konfigurationen, wie sie definiert sind, den Herstellungsprozessverbessern, die Langlebigkeit der Zündkerze 50 steigernund die Emissionen verringern, die aus dem Motor 10 ausgestoßen werden.Experimente haben gezeigt, dass die Konfigurationen Probleme mitVorzündungenund anderen Detonationen reduzieren oder eliminieren wird, was ermöglicht,dass die Zeitsteuerung weiter vorangebracht wird, um weiter Emissionenzu reduzieren.
    [0023] ImBetrieb ist die Zündkerze 50 indem Zylinderkopf 22 positioniert. Bei dieser Anwendungwird die Zündkerze 50 verschraubbaran dem Befestigungsmechanismus 44 des Zylinderkopfes 22 angebracht.Die Zündkerzenhülle 54 istim Wesentlichen im Zylinderkopf 22 positioniert, und nurein kleiner Teil des Spitzen- und Zumessöffnungsteils 74 erstrecktsich in die Brennkammer 30 des Motors 10. Beispielsweiseist nur der abgeschrägteTeil 120 innerhalb der Brennkammer 30, und derRest der Zündkerze 50 istinnerhalb des Zylinderkopfes 22 außerhalb der Brennkammer 30 positioniert.
    [0024] Wenndie Position der Zündkerze 50 imWesentlichen innerhalb des Zylinders außerhalb der Brennkammer 30 ist,wird weniger Wärmevon dem Verbrennungsprozess innerhalb der Brennkammer 30 aufdie Zündkerzenhülle 54 derZündkerze 50 übertragen.Und wenn die Zündkerze 50 imWesentlichen innerhalb des Zylinderkopfes 22 nahe dem Kühlungsdurchlass 20 positioniertist, wird weniger Wärmevon dem Verbrennungsprozess übertragen unddie Wärmewird leichter auf das Kühlmittelinnerhalb des Kühlungsdurchlasses 22 übertragen.Somit wird die Lebensdauer der Zündkerze 50 verlängert. UndExperimente haben gezeigt, dass die Konfiguration Probleme mit Vorzündungenund anderen Detonationen reduzieren oder eliminieren wird, was ermöglicht,dass die Zeitsteuerung weiter vorangebracht wird, um weiter Emissionenzu reduzieren.
    [0025] DerAufbau der Zündkerzenhülle 54 der Zündkerze 50 sorgtfür eineeinfa che Herstellung, was Kosten reduziert, und verbessert den Verbrennungsprozess,was Emissionen reduziert. Beispielsweise sehen die zylindrische äußere Kontur 100 und diezylindrische innere Kontur 102 der Zündkerzenkappe 90 eineleichte Herstellung fürsowohl die Zündkerze 50 alsauch die Bohrung 42 innerhalb des Zylinderkopfes 22 vor.Die flache äußere Kontur 106 desunteren ebenen Teils 82 und die abgerundete Kontur 110 oderdie abgewinkelte Kontur 112 der inneren Kontur 108 ermöglicht einenkosteneffektiven Herstellungsprozess zur Herstellung des unteren ebenenTeils 82. Und wenn der untere ebene Teil 82 unddie Zündkerzenhüllenkappe 90 getrennteKomponenten sind, wird der Herstellungsprozess verbessert. Als eineAlternative könntendie Komponenten jedoch aus einem Stück gemacht werden und der Schweißprozesskönnteweggelassen werden. Wenn jedoch die Position des unteren ebenenTeils 82 in Wärmeübertragungsbeziehungmit der Brennkammer 30 des Motors 10 ist, erleichtertdie Möglichkeit, unterschiedlicheMaterialien mit höhererWärmebeständigkeitzu verwenden, die Anwendung von getrennten Komponenten. Und wennder Hauptteil der Zündkerzenhüllenkappe 90 innerhalbdes Zylinderkopfes 22 nahe dem Kühlungsdurchlass 20 undaußerhalbder Brennkammer positioniert ist, erleichtert dies weiterhin dieAnwendung von getrennten Komponenten.
    [0026] Essei bemerkt, dass die einzelne Zumessöffnung 76, die mitder Achse 80 und der Achse der Brennkammer ausgerichtetist, den Verbrennungsprozess verbessern wird. Und bei Anwendungeiner Vielzahl von Zumessöffnungen 84,die in einer gleichen Distanz von der Achse 80 in konischerWeise positioniert sind, die eine Mittellinie von ungefähr 15 Gradaufweisen und gleichmäßig zwischeneinander beabstandet sind, wird dies den Verbrennungsprozess verbessern.Es wird weiter in Betracht gezogen, dass die abgerundete Kontur 110 oderdie abgeschrägteKontur 112 der inneren Kontur 108 des unterenebenen Teils 82 den Verbrennungsprozess innerhalb der Zündungskammer 92 verbessernwird, und somit in der Brennkammer 30 des Motors 10.
    [0027] Somitverbessert das Ausführungsbeispiel dervorliegenden Zündkerze 50 dieHerstellung der Zündkerze 50,die Langlebigkeit der Zündkerze 50 undden Wirkungsgrad der daraus resultierenden Zündung in der Brennkammer 30,was Emissionen reduziert. Und Experimente haben gezeigt, dass die KonfigurationProbleme mit Vorzündungenund anderen Detonationen reduzieren oder eliminieren wird, was ermöglicht,dass die Zeitsteuerung weitere Fortschritte macht, um weiter dieEmissionen zu verringern.
    [0028] AndereAspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium derZeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] FunkengezündeterMotor (10), wobei der Motor (10) folgendes aufweist: einenBlock (12) mit einer Oberseite (18) und einer zylindrischenBohrung (14) darin; einen Kolben (16), derbewegbar innerhalb der zylindrischen Bohrung (14) positioniertist; einen Zylinderkopf (22), der eine Unterseite(26) besitzt und an dem Block (12) angebrachtist; eine Brennkammer (30), die von der zylindrischen Bohrung(14), von dem Kolben (16) und der Unterseite (26)des Zylinderkopfes (22) definiert wird; Mittel (50)zur Zündungeiner brennbaren Mischung mit einer Elektrode (58, 60),mit einer Zündkerze(54), mit einer Zündkerzenkappe(90) und einen Isolator (56), wobei die Zündkerzein dem Zylinderkopf (22) positioniert ist; wobei dieMittel (50) zur Zündungeiner brennbaren Mischung eine gekapselte Konfiguration haben, die eineZündungskammer(92) definiert; und wobei die Mittel (50)zur Zündungeiner brennbaren Mischung im Wesentlichen innerhalb des Zylinderkopfes(22) und im Wesentlichen außerhalb der Brennkammer (30)positioniert sind.
    [2] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischung,die Folgendes aufweisen: Mittel (58, 60)zur Leitung einer elektrischen Entladung, die Mittel (56)aufweisen, um Wärmezu widerstehen; Mittel (56) zur Isolation, die betriebsmässig umdie Mittel (58, 60) zur Leitung einer elektrischenEntladung positioniert sind, wobei die Mittel (56) zurIsolation die Fähigkeithaben, eine strukturelle Integrität aufrecht zu erhalten, wennsie innerhalb einer Hochtemperatur- Umgebung positioniert sind; Mittel(54, 56, 90), um eine Zündungskammer(92) zu definieren, wobei die Mittel (54, 56, 90)zur Definition einer Zündungskammer(92) betriebsmässigmit den Mitteln (58, 60) verbunden sind, um eineelektrische Entladung zu leiten und eine Isolatorhalteregion (70), eineVerbindungsregion (72) und einen Spitzen- und Zumessöffnungsteil(74) haben, wobei weiter mindestens ein Teil des Spitzen-und Zumessöffnungsteil (74)die Zündungskammer(92) bildet und einen unteren ebenen Teil (82)hat, der eine im Wesentlichen flache äußere Kontur (106)definiert.
    [3] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 2, wobei die Mittel (54, 56, 90) zurDefinition einer Zündungskammer(92) eine zylindrische äußere Kontur(100) definieren, die mit dem unteren ebenen Teil (82)verbunden ist.
    [4] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 2, wobei die Zündungskammer(92) ein zylindrisches äußeres Profil,ein flaches oberes Profil und entweder ein abgerundetes und flachesoder ein abgewinkeltes unteres Profil hat.
    [5] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 4, wobei das abgerundete und flache oder das abgewinkelteuntere Profil einer Öffnung(78) darin hat.
    [6] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 5, wobei die Öffnung(78) um eine Achse (80) herum positioniert ist.
    [7] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 5, wobei das abgerundete und flache oder abgewinkelteuntere Profil eine Vielzahl von Öffnungen(84) darin hat.
    [8] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 7, wobei jede der Vielzahl von Öffnungen (84) um eineAchse (80) in einem gleichmäßigen Abstand davon und ineiner Beziehung mit gleichen Winkeln positioniert ist.
    [9] Mittel (50) zur Zündung einer brennbaren Mischungnach Anspruch 2, wobei der untere ebene Teil (82) eineWanddicke hat, die nahe an einem äußeren Teil (116) dickerals an einem mittleren Teil (118) ist.
    [10] Verfahren zur Positionierung von Mitteln (50) zurZündungeiner brennbaren Mischung in einem Motor (10), wobei dasVerfahren folgende Schritte aufweist: entfernbares Einsetzender Mittel (50) zur Zündung einerbrennbaren Mischung innerhalb eines Zylinderkopfes (22)des Motors (10); Positionierung der Mittel (50)zur Zündungeiner brennbaren Mischung im Wesentlichen innerhalb des Zylinderkopfes(22); und Vorsehen einer Zündungskammer (92)der Mittel (50) zur Zündungeiner brennbaren Mischung in Wärme austauschenderBeziehung mit einem Kühlungsdurchlass(20) in dem Zylinderkopf (22).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20050000484A1|2005-01-06|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2007-03-15| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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