Title:
Spark plug for direct injection Otto-engine of vehicle, has shielding, preventing direct impinge of injected fuel on insulator, including circular ring, which is held at housing, where ring extends into injected fuel spray
Kind Code:
A1


Abstract:
The plug has an insulator embedded in a tubular housing, a central electrode enclosed by the insulator and an earth electrode. The central electrode extends into a combustion chamber of an Otto engine. A shielding is arranged at the housing to prevent direct impinge of the injected fuel on the insulator. The shielding has a circular ring (51), which is held at the housing. The ring extends into the injected fuel spray (S).



Inventors:
Seywald, Gerald (München, 80809, DE)
Kern, Wolfgang, Dr. (München, 81477, DE)
Becker, Julian, Dr. (München, 80636, DE)
Bucher, Samuel (München, 80807, DE)
Schuenemann, Erik, Dr. (München, 80799, DE)
Application Number:
DE102005004573A
Publication Date:
08/10/2006
Filing Date:
02/01/2005
Assignee:
Bayerische Motoren Werke AG (München, 80809, DE)
International Classes:



Claims:
1. Zündkerze für einen direkt einspritzenden Otto-Motor, mit einem rohrförmigen Gehäuse, einem darin eingebetteten Isolator und einer vom Isolator umschlossenen Mittelelektrode, die in den Brennraum hineinragt, mit mindestens einer Masseelektrode, und mit einer am Gehäuse der Zündkerze angeordneten Abschirmung, die ein direktes Auftreffen des eingespritzten Kraftstoffes auf den Isolator verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung einen umlaufenden Ring (51 bis 55) aufweist, der am Gehäuse (21 bis 25) gehalten ist, und dass der Ring in den eingespritzten Kraftstoffspray (S) hineinragt.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Masseelektrode (62 bis 65) gegenüber dem Ring (52 bis 55) vorsteht.

3. Zündkerze nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (51) die Masseelektrode bildet und selbst vorsteht.

4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (54, 55) an einem Bund (74, 75) gehalten ist, der am Gehäuse (24, 25) befestigt ist.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Zündkerze für einen direkt einspritzenden Otto-Motor, der gemäß einem strahlgeführten Brennverfahren arbeitet.

Verwendet man für einen derartigen Motor eine Zündkerze, wie sie heute serienmäßig in den Fahrzeugen der Anmelderin für einen konventionellen Otto-Motor mit Saugrohreinspritzung verwendet wird, ergeben sich auf Grund der Besonderheiten der Direkteinspritzung Probleme hinsichtlich des Isolatorverschleißes.

Der Isolator ist insbesondere im Bereich der Isolatorspitze einer hohen thermischen Wechselbelastung ausgesetzt. Einerseits treffen Kraftstofftröpfchen mit relativ niedriger Temperatur auf. Andrerseits ist er den hohen Temperaturen ausgesetzt, die auf Grund des Verbrennungsvorgangs in seiner unmittelbaren Nähe herrschen. Diese Belastung führt zu erhöhtem Verschleiß der Keramik.

Aus der DE 196 27 524 A1 ist eine Zündkerze mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt. Dabei ist die Abschirmung so ausgebildet, dass sie ein direktes Auftreffen des eingespritzten Kraftstoffes auf die Mittelelektrode der Zündkerze und damit auch auf die Keramik verhindert. Eine derartige Zündkerze ist für moderne direkt einspritzende Otto-Motoren in der Regel nicht geeignet, da die Entflammbarkeit des Kraftstoffs unter den verschiedenen Lastbedingungen nicht sichergestellt werden kann. Um die Entflammbarkeit zu verbessern, ist bei der bekannten Zündkerze ein schaufelförmiger Fortsatz angeformt, der in den Kraftstoffstrahl hineinragt und einen Teil des eingespritzten Kraftstoffs zu den Elektroden hin umlenkt. Diese Konstruktion erfordert aber einen lagerichtigen Einbau der Zündkerze, da die Schaufel genau auf den Kraftstoffinjektor ausgerichtet sein muss.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zündkerze für einen direkt einspritzenden Otto-Motor zu schaffen, bei der ohne besondere Vorkehrungen eine sichere Entflammbarkeit erreicht wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Zündkerze, die die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Durch den umlaufenden Ring wird die Isolatorspitze weitgehend vor Kraftstofftröpfchen geschützt. Die auf die Isolatorspitze gerichteten Tröpfchen prallen auf den Ring auf, werden dort zerstäubt und zusammen mit dem übrigen eingespritzten Kraftstoff durch den in unmittelbarer Nähe des Rings gebildeten Zündfunken der Zündkerze entflammt. Abhängig von der jeweiligen Bauform der Masseelektrode, der Mittelelektrode und des Rings können sich auch Luftkanäle innerhalb des Brennraums ausbilden, die die Gemischverwirbelung und die Entflammbarkeit günstig beeinflussen. Ein Auftreffen von flüssigem Kraftstoff auf den Teil des Isolators, der nicht durch die Abschirmwirkung des Rings geschützt wird, ist auf Grund der Injektoreigenschaften, insbesondere die Form und die Lage des resultierenden Kraftstoffsprays, praktisch ausgeschlossen. Dadurch wird ein Isolatorverschleiß vermieden.

Weitere Verbesserungen der erfindungsgemäßen Zündkerze sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben und werden im Folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zündkerze in der Seitenansicht und Im Querschnitt (strichpunktierte Schnittlinie).

Die in den 1 bis 5 ausschnittsweise dargestellten Zündkerzen 11 bis 15 besitzen ein rohrförmiges Gehäuse 21 bis 25 und jeweils eine Mittelelektrode 31 bis 35, die sich in einem als Isolator dienenden Keramikkörper 41 bis 45 befindet.

Erfindungsgemäß ist ein umlaufender Ring 51 bis 55 konzentrisch zur Mittelelektrode 3 vorgesehen, der am Gehäuse 21 bis 25 gehalten ist und dessen Lage bezüglich des Kraftstoffinjektors so gewählt ist, dass er in seiner Einbaulage in den Randbereich des Kraftstoffsprays S (in 1 angedeutet dargestellt) hineinragt. Ferner dient der Ring 51 bis 55 als Abschirmung für den Keramikkörper 41 bis 45, indem er ein direktes Auftreffen des eingespritzten Kraftstoffes auf den Keramikkörper 41 bis 45 verhindert.

Der Ring 51 bis 55 ist Bestandteil der Masseelektroden 61 bis 65 der Zündkerze 11 bis 15.

Beim Ausführungsbeispiel von 1 stellt der Ring 51 selbst die eigentliche Masseelektrode dar. Diese wird vervollständigt durch klauenförmige Ansätze 61', die den Ring 51 am Gehäuse 21 halten.

Bei den Ausführungsbeispielen von 2 und 3 wird der Ring 52 und 53 von drei demgegenüber vorstehenden Elektrodenelementen 62' und 63' gehalten, während der Ring in 4 und 5 den Abschluss eines Bundes 74 und 75 bildet, von dem entsprechende Elektrodenelementen 64' und 65' vorstehen.

Bei den Ausführungsbeispielen von 4 und 5 sind innerhalb des Bundes 74 und 75 jeweils auf gleicher Höhe drei (4) bzw. sechs (5) Öffnungen 84 und 85 vorgesehen, mit denen das thermische Verhalten der Zündkerzen und die Strömungsverhältnisse im Bereich des Rings entsprechend den jeweiligen Notwendigkeiten beeinflusst werden kann.

Weitere konstruktive Besonderheiten der Ausführungsbeispiele bestehen darin, dass der Ring 51 (1) und der Ring 52 (2) einen kreisförmigen und der Ring 53 (3) einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Der rechteckige Querschnitt führt zu einer stärkeren Verwirbelung der Strömung und hat ein verändertes Entflammungsverhalten zur Folge.