[go: up one dir, main page]

DE102009002165A1 - Piston for an internal combustion engine - Google Patents

Piston for an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102009002165A1
DE102009002165A1 DE102009002165A DE102009002165A DE102009002165A1 DE 102009002165 A1 DE102009002165 A1 DE 102009002165A1 DE 102009002165 A DE102009002165 A DE 102009002165A DE 102009002165 A DE102009002165 A DE 102009002165A DE 102009002165 A1 DE102009002165 A1 DE 102009002165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
cavern
target element
laser
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009002165A
Other languages
German (de)
Inventor
Werner Herden
Manfred Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102009002165A priority Critical patent/DE102009002165A1/en
Priority to PCT/EP2010/052371 priority patent/WO2010112276A1/en
Priority to EP10705869A priority patent/EP2414660A1/en
Publication of DE102009002165A1 publication Critical patent/DE102009002165A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/26—Pistons  having combustion chamber in piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head
    • F02F3/285—Other pistons with specially-shaped head the head being provided with an insert located in or on the combustion-gas-swept surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (10) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kolbenboden (11). Erfindungsgemäß ist im Bereich des Kolbenbodens (11) ein Targetelement (15) für Laserstrahlung (20a) eines laserbasierten Zündsystems der Brennkraftmaschine angeordnet.The invention relates to a piston (10) for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a piston head (11). According to the invention, a target element (15) for laser radiation (20a) of a laser-based ignition system of the internal combustion engine is arranged in the region of the piston head (11).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kolbenboden.The The invention relates to a piston for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a piston head.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolben für eine Brennkraftmaschine anzugeben, der für den Betrieb mit laserbasierten Zündeinrichtungen optimiert ist.It Object of the present invention, a piston for an internal combustion engine indicate that for the operation with laser-based ignition devices is optimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich des Kolbenbodens ein Targetelement für Laserstrahlung eines laserbasierten Zündsystems der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Targetelement erhitzt sich unter Beaufschlagung mit Laserzündimpulsen und ermöglicht somit eine Entflammung des in einem Brennraum befindlichen Luft-/Kraftstoffgemischs ausgehend von dem Einbauort des Targetelements im Bereich des Kolbenbodens. Die erfindungsgemäß ermöglichte Flammkernbildung ausgehend von dem Kolbenboden bedingt vorteilhaft geringere Wärmeverluste, insbesondere Wandwärmeverluste, als herkömmliche Zündstrategien.These Task is inventively characterized solved, that in the region of the piston crown, a target element for laser radiation a laser-based ignition system the internal combustion engine is arranged. The target element according to the invention heats up when exposed to laser ignition pulses and thus enables an ignition of the located in a combustion chamber air / fuel mixture starting from the installation location of the target element in the region of the piston crown. The invention enabled Flame nucleation, starting from the piston crown conditionally advantageous lower heat losses, especially wall heat losses, as conventional Zündstrategien.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konfiguration des Kolbens besteht darin, dass stets die besonders günstige Entflammung ausgehend von dem Bereich des Kolbenbodens – insbesondere unabhängig von einer Position des Kolbens – stattfinden kann. Speziell bei unterschiedlichen Drehzahlen und Lasten der Brennkraftmaschine und dementsprechend unterschiedlichen Zündwinkeln und folglich Kolbenstellungen ist vorteilhaft eine Entflammung ausgehend von dem Kolbenboden gewährleistet, ohne dass hierzu eine verstellbare Fokussieroptik zur Einstrahlung der Laserzündimpulse mit variabler Fokuslage erforderlich ist.One Another advantage of the configuration of the piston according to the invention is that always the most favorable ignition starting from the area of the piston crown - in particular independent of a position of the piston - take place can. Especially at different speeds and loads of the internal combustion engine and accordingly different ignition angles and consequently piston positions it is advantageous to ensure ignition starting from the piston crown, without that an adjustable focusing optics for irradiation the laser ignition pulses with variable focus position is required.

Einer Erfindungsvariante zufolge kann das erfindungsgemäße Targetelement in einer Kolbenmulde des Kolbens angeordnet sein, wobei das Targetelement bevorzugt mittig bezüglich der Kolbenmulde angeordnet ist, um eine gleichmäßige Entflammung zu ermöglichen.one According to variant of the invention, the target element according to the invention be arranged in a piston recess of the piston, wherein the target element preferably in the center the piston recess is arranged to allow a uniform ignition.

Um eine hohe Standzeit zu erzielen, ist das Targetelement bei einer weiteren Erfindungsvariante so ausgebildet, dass es eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweist, wobei das Targetelement vorzugsweise so angeordnet ist, dass seine Längsachse im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens ausgerichtet ist.Around To achieve a long service life is the target element in a Another variant of the invention designed so that it is a substantially cylindrical basic shape, wherein the target element is preferably is arranged so that its longitudinal axis substantially parallel to a direction of movement of the piston is aligned.

Eine besonders effiziente Entflammung des zündfähigen Gemischs ist einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge gegeben, wenn das zur Laserbeaufschlagung vorgesehene Targetelement Material aufweist, das aus Carbiden und/oder Siliciden und/oder Nitriden und/oder Boriden, vorzugsweise der vierten bis achten Gruppe des Periodensystems der Elemente, und/oder aus Bor- und/oder Kohlenstoff- und/oder Silizium- und/oder Stickstoffverbindungen besteht.A Particularly efficient ignition of the ignitable mixture is another embodiment given according to the invention, if that for laser application provided target element comprises material consisting of carbides and / or silicides and / or nitrides and / or borides, preferably the fourth to eighth group of the Periodic Table of the Elements, and / or boron and / or Carbon and / or silicon and / or nitrogen compounds consists.

Eine poröse Ausbildung des erfindungsgemäßen Targetelements wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Entflammung aus.A porous Formation of the target element according to the invention also has an advantageous effect on the ignition.

Ein minimaler Einfluss auf die Brennraumgeometrie durch das erfindungsgemäße Targetelement ist vorteilhaft dann gegeben, wenn das Targetelement, vorzugsweise vollständig, in den Kolbenboden eingelassen ist.One is minimal influence on the combustion chamber geometry by the target element according to the invention advantageous given when the target element, preferably completely, in the piston bottom is recessed.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Kolben gemäß Patentanspruch 7 angegeben. Der erfindungsgemäße Kolben ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kolbenbodens eine Kaverne angeordnet ist.When another solution The object of the present invention is a piston according to claim 7 indicated. The piston according to the invention is characterized in that in the region of the piston crown a cavern is arranged.

Die erfindungsgemäße Kaverne ermöglicht bei geeigneter Auslegung des laserbasierten Zündsystems vorteilhaft eine Entflammung des zündfähigen Gemischs innerhalb des in der Kaverne liegenden strömungsgeschützten Bereichs. Dadurch ist eine größere Stabilität bei der Flammkernbildung gegeben als bei herkömmlichen Systemen.The Cavern according to the invention allows at suitable design of the laser-based ignition system advantageously a Ignition of the ignitable mixture within the flow-protected area in the cavern. This is one greater stability in the Flame nucleation given as in conventional systems.

Die erfindungsgemäße Kaverne kann, ebenso wie das erfindungsgemäße Targetelement, in einer Kolbenmulde des Kolbenbodens angeordnet sein. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Kaverne ein geringeres Volumen auf als die Kolbenmulde, vorzugsweise nur etwa fünf Prozent bis etwa vierzig Prozent des Volumens der Kolbenmulde.The Cavern according to the invention can, as well as the target element according to the invention, in a Be arranged piston recess of the piston crown. Preferably, the Cavern according to the invention a smaller volume than the piston recess, preferably only about five Percent to about forty percent of the volume of the piston bowl.

Die erfindungsgemäße Kaverne kann bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Eine zumindest teilweise Beschichtung der Kavernenwände mit keramischen Werkstoffen oder die zumindest teilweise Ausbildung der Kaverne in Form eines keramischen Einsatzes, der in eine entsprechende Aussparung in dem erfindungsgemäßen Kolben eingesetzt wird, ist ebenso denkbar.The Cavern according to the invention may preferably be rotationally symmetrical. One, at least Partial coating of cavern walls with ceramic materials or the at least partial formation of the cavern in the form of a ceramic insert which fits into a corresponding recess in the piston according to the invention is used, is also conceivable.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Targetelement für die Laserstrahlung des laserbasierten Zündsystems der Brennkraftmaschine in der Kaverne angeordnet, wodurch die Vorteile der beiden Systeme miteinander kombiniert werden.at a further very advantageous embodiment of the present invention Invention is a target element for the laser radiation of the laser-based ignition system the internal combustion engine is placed in the cavern, thus providing the advantages of the two systems combined.

Einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge kann die Kaverne auch als Vorkammer ausgebildet sein, wobei die Kaverne durch mindestens einen Wandabschnitt von einem Brennraum beziehungsweise einer Kolbenmulde getrennt ist. D. h., die Vorkammer ist in geringerem Maße zu der Kolbenmulde bzw. dem Brennraum hin geöffnet, als die vorstehend beschriebene Kaverne.According to a further advantageous variant of the invention, the cavern can also be used as an antechamber be formed, wherein the cavern is separated by at least one wall portion of a combustion chamber or a piston recess. D. h., The pre-chamber is open to a lesser extent to the piston recess or the combustion chamber, as the above-described cavern.

Das an sich bekannte Vorkammerprinzip, das vorliegend erfindungsgemäß im Kolbenbereich realisiert ist, ermöglicht eine sichere Entflammung des in der Vorkammer befindlichen zündfähigen Gemischs. Durch einen oder mehrere Überströmkanäle, die eine Fluidverbindung zwischen der Vorkammer und der Kolbenmulde beziehungsweise dem Brennraum herstellen, können nach einer Entflammung des zündfähigen Gemischs in der Vorkammer energiereiche Zündfackeln aus der Vorkammer in die Kolbenmulde beziehungsweise den restlichen Brennraum des betreffenden Zylinders der Brennkraftmaschine austreten.The per se known pre-chamber principle, the present invention realized in the piston area is possible a safe ignition of the ignitable mixture in the pre-chamber. By one or more transfer channels, the a fluid connection between the pre-chamber and the piston recess or make the combustion chamber, after a fire of the ignitable mixture in the pre-chamber high-energy ignition torches from the antechamber into the piston recess or the rest Spent combustion chamber of the relevant cylinder of the internal combustion engine.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens ist eine optische Komponente, insbesondere eine Fokussieroptik, im Bereich der Kaverne angeordnet, wobei die optische Komponente vorzugsweise zwischen der Kaverne und dem Brennraum beziehungsweise der Kolbenmulde angeordnet ist. Die Fokussieroptik ermöglicht vorteilhaft unter Beaufschlagung mit im Wesentlichen ungebündelter Laserstrahlung eine Fokussierung der eintreffenden Laserstrahlung au einen in der Vorkammer befindlichen Zündort. Dadurch, dass die Fokussierung der Laserstrahlung erfindungsgemäß lokal im Bereich der in dem Kolben angeordneten Vorkammer erfolgt, funktioniert die erfindungsgemäß ermöglichte laserbasierte Vorkammerzündung unabhängig von einer Position des Kolbens beziehungsweise dem Zündzeitpunkt.at a further very advantageous embodiment of the piston according to the invention is an optical component, in particular a focusing optics, arranged in the area of the cavern, the optical component preferably between the cavern and the combustion chamber or the piston recess is arranged. The focusing optics allows advantageous under application of substantially unbundled laser radiation a Focusing the incoming laser radiation on one in the antechamber located ignition location. Characterized in that the focusing of the laser radiation according to the invention locally takes place in the region of the pre-chamber arranged in the piston, works the invention enabled laser-based prechamber ignition independently from a position of the piston or the ignition timing.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 14 angegeben.When another solution The object of the present invention is an internal combustion engine according to Claim 14 specified.

Die Brennkraftmaschine weist ein laserbasiertes Zündsystem auf, das dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung auf das erfindungsgemäße Targetelement und/oder in die erfindungsgemäße Kaverne beziehungsweise Vorkammer einzustrahlen. Die Laserstrahlung kann, wie vorstehend beschrieben, entweder im Wesentlichen ungebündelt eingestrahlt werden oder auch auf das Targetelement beziehungsweise in die Kaverne beziehungsweise Vorkammer gebündelt werden.The Internal combustion engine has a laser-based ignition system, which is designed to is laser radiation on the target element according to the invention and / or in the cavern according to the invention or vortex chamber. The laser radiation can, as described above, either radiated substantially unbundled or on the target element or in the cavern or antechamber bundled become.

Als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren gemäß Patentanspruch 17 angegeben.When yet another solution The object of the present invention is a method according to claim 17 indicated.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen und dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.Further Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described and illustrated features form for themselves or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency as well as independently from their formulation or presentation in the description or in the drawing.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 einen teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens, 1 a partial cross section of a first embodiment of the piston according to the invention,

2a einen teilweisen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens in einer ersten Betriebsposition, 2a a partial cross section of another embodiment of the piston according to the invention in a first operating position,

2b den Kolben gemäß 2a in einer zweiten Betriebsposition, 2 B according to the piston 2a in a second operating position,

3a eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens, 3a a further embodiment of the piston according to the invention,

3b eine Detailansicht einer Kolbenmulde des Kolbens aus 3a, 3b a detailed view of a piston recess of the piston 3a .

4 eine Draufsicht auf einen Teilbereich des Kolbenbodens des Kolbens gemäß 3a, 4 a plan view of a portion of the piston head of the piston according to 3a .

5a eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens in einem teilweisen Querschnitt, und 5a a detailed view of another embodiment of the piston according to the invention in a partial cross section, and

5b eine Draufsicht auf einen Teilbereich des Kolbenbodens des Kolbens gemäß 5a. 5b a plan view of a portion of the piston head of the piston according to 5a ,

1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens 10 in einem teilweisen Querschnitt. Der Kolben 10 ist beispielsweise Bestandteil einer nicht abgebildeten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und begrenzt in an sich bekannter Weise einen Brennraum 30 eines Zylinders der Brennkraftmaschine. Gaswechselventile des betrachteten Zylinders sind der Übersichtlichkeit halber nicht abgebildet. 1 shows a first embodiment of the piston according to the invention 10 in a partial cross-section. The piston 10 For example, is part of a non-illustrated internal combustion engine of a motor vehicle and limited in a conventional manner a combustion chamber 30 a cylinder of the internal combustion engine. Gas exchange valves of the cylinder under consideration are not shown for the sake of clarity.

Die Brennkraftmaschine verfügt über ein laserbasiertes Zündsystem mit einer Laserzündkerze 20, die dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung 20a in den Brennraum 30 einzustrahlen, um ein darin befindliches Luft-/Kraftstoffgemisch zu zünden.The internal combustion engine has a laser-based ignition system with a laser spark plug 20 , which is adapted to laser radiation 20a in the combustion chamber 30 to ignite, to ignite an air / fuel mixture therein.

Der Kolbenboden 11 des Kolbens 10 weist eine Kolbenmulde 12 auf. Erfindungsgemäß ist ein Targetelement 15 im Bereich des Kolbenbodens 11, vorliegend mittig bezüglich der Kolbenmulde 12, angeordnet.The piston bottom 11 of the piston 10 has a piston recess 12 on. According to the invention, a target element 15 in the area of the piston crown 11 , in the present case with respect to the center of the piston 12 , at orderly.

Das Targetelement 15 kann bevorzugt porös ausgebildet sein und dient dazu, die von der Laserzündkerze 20 abgegebene Laserstrahlung 20a zu absorbieren und in thermische Energie umzuwandeln. Durch diese laserinduzierte Erhitzung des Targetelements 15 wird ein in dem Brennraum 30 befindliches zündfähiges Gemisch entzündet. Die Entflammung des Gemischs erfolgt dabei vorteilhaft von dem Targetelement 15 ausgehend, so dass sich besonders geringe Wandwärmeverluste ergeben.The target element 15 may preferably be formed porous and serves to that of the laser spark plug 20 emitted laser radiation 20a to absorb and convert into thermal energy. By this laser-induced heating of the target element 15 becomes one in the combustion chamber 30 ignited ignitable mixture ignited. The ignition of the mixture is advantageously carried out by the target element 15 starting, so that there are very low wall heat losses.

Das erfindungsgemäße Targetelement 15 ist – wie in 1 abgebildet – bevorzugt vollständig in den Kolbenboden 11 beziehungsweise in die Kolbenmulde 12 eingelassen, so dass sich keine Beeinträchtigung einer Fluidströmung in der Kolbenmulde 12 ergibt.The target element according to the invention 15 is - as in 1 imaged - preferably completely in the piston crown 11 or in the piston recess 12 let in, so that no impairment of fluid flow in the piston recess 12 results.

Um die Standzeit des erfindungsgemäßen Kolbens 10 beziehungsweise des Targetelements 15 zu erhöhen, kann das Targetelement 15 eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweisen und so angeordnet sein, dass seine Längsachse mit der Bewegungsrichtung beziehungsweise Längsachse des Kolbens 10 übereinstimmt oder orthogonal hierzu ist.To the life of the piston according to the invention 10 or the target element 15 can increase the target element 15 have a substantially cylindrical basic shape and be arranged so that its longitudinal axis with the direction of movement or longitudinal axis of the piston 10 is coincident or orthogonal thereto.

Geeignete Materialien zur Ausbildung des erfindungsgemäß in den Kolben 10 integrierten Targetelements 15 sind beispielsweise aus Carbiden und/oder Siliciden und/oder Nitriden und/oder Boriden, vorzugsweise der vierten bis achten Gruppe des Periodensystems der Elemente, und/oder aus Bor- und/oder Kohlenstoff- und/oder Silizium- und/oder Stickstoffverbindungen bestehende Materialien.Suitable materials for the formation of the invention in the piston 10 integrated target element 15 are for example carbides and / or silicides and / or nitrides and / or borides, preferably the fourth to eighth group of the Periodic Table of the Elements, and / or materials consisting of boron and / or carbon and / or silicon and / or nitrogen compounds ,

Aufgrund des verhältnismäßig hohen Absorptionsvermögens des erfindungsgemäßen Targetelements 15 braucht die von der Laserzündkerze 20 abgestrahlte Laserstrahlung 20a nichtwesentlich auf das Targetelement 15 fokussiert werden, um eine wirksame Erhitzung des Targetelements 15 und damit die Entflammung des zündfähigen Gemischs zu ermöglichen. Vielmehr reicht es bereits aus, wenn die Laserzündkerze 20 dazu ausgebildet ist, die Laserstrahlung 20a auf einen virtuellen Fokuspunkt (nicht gezeigt) zu bündeln, der beispielsweise einige zehn Zentimeter entfernt von dem Brennraum 30 liegt. Es ist erfindungsgemäß auch denkbar, das Targetelement 15 mit vollständig ungebündelter Laserstrahlung 20a, d. h. mit einem Parallelstrahl, zu beaufschlagen. Dadurch ist unabhängig von der Position des Kolbens 10 in dem Zylinder der Brennkraftmaschine stets eine effiziente Entflammung des zündfähigen Gemischs möglich. Gleichzeitig wird hierdurch die Standzeit des Targetelements 15 maximiert, die bei einer direkten Fokussierung der Laserstrahlung 20a auf das Targetelement 15 deutlich kürzer wäre.Due to the relatively high absorption capacity of the target element according to the invention 15 needs the from the laser spark plug 20 radiated laser radiation 20a not essential to the target element 15 be focused to effectively heat the target element 15 and thus to allow the ignition of the ignitable mixture. Rather, it already suffices if the laser spark plug 20 is adapted to the laser radiation 20a to focus on a virtual focal point (not shown), for example, a few tens of centimeters away from the combustion chamber 30 lies. It is also conceivable according to the invention, the target element 15 with completely unbundled laser radiation 20a , ie to apply a parallel beam. This is independent of the position of the piston 10 in the cylinder of the internal combustion engine always an efficient ignition of the ignitable mixture possible. At the same time thereby the service life of the target element 15 maximizes the direct focusing of the laser radiation 20a on the target element 15 would be significantly shorter.

1 zeigt den Kolben 10 in eher Lage, die etwa 50° Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt (OT) entspricht. Zusätzlich ist mit dem Bezugszeichen 10' ein Teil der Kontur des Kolbens 10 bei seiner Lage im OT angedeutet. Aus 1 ist ersichtlich, dass in beiden Kolbenlagen – ebenso wie in allen anderen Betriebspunkten dazwischen – ein sicheres Auftreffen der Laserstrahlung 20a auf das erfindungsgemäße Targetelement 15 und damit eine zuverlässige Entflammung des zündfähigen Gemischs möglich ist. 1 shows the piston 10 in a rather position, which corresponds to about 50 ° crankshaft angle before top dead center (TDC). In addition, by the reference numeral 10 ' a part of the contour of the piston 10 indicated in his position in the OT. Out 1 It can be seen that in both piston positions - as well as in all other operating points in between - a safe impact of the laser radiation 20a on the target element according to the invention 15 and thus a reliable ignition of the ignitable mixture is possible.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Lasertargets 15 in dem Kolben 10 besteht darin, dass – insbesondere auch mit nur schwach fokussierter Laserstrahlung 20a – eine wesentlich geringere Laserimpulsenergie für eine zuverlässige Zündung erforderlich ist als bei Systemen, bei denen ein laserinduziertes Gasplasma zur Zündung erzeugt wird. Je nach Fokuslage der Laserstrahlung 20a wird die Zündung des Gemischs erfindungsgemäß entweder thermisch über die Erhitzung des Lasertargets 15 bewirkt oder über ein Mikro(metall)dampfplasma, das bei der Beaufschlagung des Lasertargets 15 mit der Laserstrahlung 20a entsteht.A particular advantage of the laser target according to the invention 15 in the piston 10 is that - especially with only weakly focused laser radiation 20a - A significantly lower laser pulse energy is required for a reliable ignition than in systems in which a laser-induced gas plasma is generated for ignition. Depending on the focal position of the laser radiation 20a the ignition of the mixture according to the invention is either thermally via the heating of the laser target 15 causes or via a micro (metal) vapor plasma, which upon application of the laser target 15 with the laser radiation 20a arises.

2a zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der in der Kolbenmulde 12 anstelle eines Targetelements 15 (1) eine Kaverne 16 vorgesehen ist. 2a shows a further embodiment of the invention, in which in the piston recess 12 instead of a target element 15 ( 1 ) a cavern 16 is provided.

Die Kaverne 16 stellt im Wesentlichen eine Vertiefung in der Kolbenmulde 12 dar und bildet damit einen in besonderer Weise strömungsgeschützten Bereich, der ideale Bedingungen für die Laserzündung bietet. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Kaverne 16 ein geringeres Volumen auf als die Kolbenmulde 12, vorzugsweise nur etwa fünf Prozent bis etwa vierzig Prozent des Volumens der Kolbenmulde 12.The cavern 16 essentially represents a depression in the piston recess 12 This creates a flow-protected area that offers ideal conditions for laser ignition. Preferably, the cavern according to the invention 16 a smaller volume than the piston recess 12 , preferably only about five percent to about forty percent of the volume of the piston bowl 12 ,

Die erfindungsgemäße Kaverne 16 kann bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Eine zumindest teilweise Beschichtung der Kavernenwände mit keramischen Werkstoffen oder die zumindest teilweise Ausbildung der Kaverne 16 in Form eines keramischen Einsatzes (nicht gezeigt), der in eine entsprechende Aussparung in dem erfindungsgemäßen Kolben 10 eingesetzt wird, ist ebenso denkbar.The cavern according to the invention 16 may preferably be rotationally symmetrical. An at least partial coating of cavern walls with ceramic materials or the at least partial formation of the cavern 16 in the form of a ceramic insert (not shown) inserted into a corresponding recess in the piston according to the invention 10 is used, is also conceivable.

Das laserbasierte Zündsystem beziehungsweise die Laserzündkerze 20 ist vorliegend so konfiguriert, dass die Laserstrahlung 20a auf den in 2a bezeichneten Zündort ZO gebündelt wird. Dadurch ist – zumindest bei einem Zündzeitpunkt, der einer Kolbenlage in dem OT entspricht – vorteilhaft eine besonders sichere Entzündung des zündfähigen Gemischs innerhalb der Kaverne 16 möglich. In OT, also der oberen Extremposition des Kolbens, ist der Zündort ZO so zu wählen, dass das dort induzierte Laserplasma den Kavernenboden nicht schädigen kann. Hierzu sollte der Abstand des Zündorts ZO vom Kavernenboden 1 bis 5 mm betragen.The laser-based ignition system or the laser spark plug 20 In this case, it is configured so that the laser radiation 20a on the in 2a designated ignition ZO is bundled. This is - at least at an ignition, which corresponds to a piston position in the TDC - advantageously a particularly secure ignition of the ignitable mixture within the cavern 16 possible. In OT, so the upper extreme position of the piston, the ignition ZO is to be chosen so that there indu decorated laser plasma can not damage the cavern floor. For this, the distance of the ignition location ZO from the cavern floor should be 1 to 5 mm.

2b zeigt eine weitere Betriebsposition des Kolbens 10. Vorliegend ist ein früherer Zündwinkel als bei der Konfiguration gemäß 2a gewählt, so dass die erfindungsgemäß in den Kolben 10 integrierte Kaverne 16 nicht bereits den Zündort ZO umgibt. Dennoch befindet sich der fest eingestellte Zündort ZO in einer verhältnismäßig günstigen Lage im Bereich der Kolbenmulde 12, so dass sich gegenüber herkömmlichen Anordnungen verringerte Wandwärmeverluste ergeben. 2 B shows a further operating position of the piston 10 , In the present case, a previous ignition angle than in the configuration according to 2a chosen so that the invention in the piston 10 integrated cavern 16 does not already surround the ignition ZO. Nevertheless, the fixed set ignition ZO is in a relatively favorable position in the region of the piston recess 12 , so that compared to conventional arrangements reduced wall heat losses result.

3a zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens 10, bei dem die Kaverne als Vorkammer 16a ausgebildet ist. 3a shows a further embodiment of the piston according to the invention 10 in which the cavern as a prechamber 16a is trained.

Wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß 3b ersichtlich ist, wird die erfindungsgemäße Vorkammer 6a in dem Kolben 10 dadurch gebildet, dass Wandabschnitte 165 im Wesentlichen die Oberflächenkontur 12' der Kolbenmulde 12 auch im Bereich der Kaverne 16 fortsetzen, wodurch sich ein in noch höherem Maße strömungsgeschützter Vorkammerbereich 16a ergibt.As is apparent from the enlarged view 3b it can be seen, the antechamber invention 6a in the piston 10 formed by that wall sections 165 essentially the surface contour 12 ' the piston recess 12 also in the area of the cavern 16 continue, resulting in an even more flow-protected pre-chamber area 16a results.

Die erfindungsgemäße Vorkammer 16a ist über Strömungskanäle 161, 162 fluidverbunden mit der Kolbenmulde 12 beziehungsweise dem restlichen Brennraum 30 (3a) der Brennkraftmaschine. Dadurch können nach einer Entzündung des in der Vorkammer 16a vorliegenden zündfähigen Gemischs energiereiche Zündfackeln 161a, 162a wie in 3b angedeutet, in den Brennraum 30 austreten und das in dem Brennraum vorliegende Gemisch zünden. Die Zündfackeln 161a, 162a ermöglichen ein besonders schnelles Durchbrennen des in dem Brennraum 30 befindlichen Gemischs aufgrund der kurzen Flammwege.The pre-chamber according to the invention 16a is via flow channels 161 . 162 fluidly connected to the piston recess 12 or the remaining combustion chamber 30 ( 3a ) of the internal combustion engine. This allows for an inflammation of the in the antechamber 16a present ignitable mixture high-energy ignition torches 161a . 162a as in 3b indicated in the combustion chamber 30 exit and ignite the mixture present in the combustion chamber. The ignition torches 161a . 162a allow a particularly fast burning of the in the combustion chamber 30 mixture due to the short flame paths.

Die Laserzündkerze 20 (3a) ist vorliegend so ausgebildet, dass sie die Laserstrahlung 20a auf einen Zündort ZO bündelt, der bei einer Lage des Kolbens 10 im oberen Totpunkt (3a) oder generell bei späten Zündwinkeln im Inneren der Vorkammer 16a liegt. Durch die Vorgabe der Brennweite einer Fokussieroptik der Laserzündkerze 20 kann somit gleichsam ein Zündwinkelbereich definiert werden, in dem eine Vorkammerzündung stattfindet. Für andere, beispielsweise frühere, Zündwinkel ergibt sich eine herkömmliche Zündung, d. h. außerhalb der erfindungsgemäßen kolbeninternen Vorkammer 16a, vgl. die mit einer gestrichelten Linie angedeutete Kontur des Kolbens 10.The laser spark plug 20 ( 3a ) is in the present case designed so that it the laser radiation 20a ZO focuses on one ignition point, which is at a position of the piston 10 at top dead center ( 3a ) or generally at late firing angles inside the prechamber 16a lies. By specifying the focal length of a focusing optics of the laser spark plug 20 Thus, a firing angle range can be defined, as it were, in which an antechamber ignition takes place. For other, for example, earlier, ignition angle results in a conventional ignition, ie outside the piston internal pre-chamber according to the invention 16a , see. the indicated with a dashed line contour of the piston 10 ,

Die Laserstrahlung 20a wird, wie aus 3b ersichtlich, durch den zentralen Überströmkanal 162 in die Vorkammer 16a eingestrahlt.The laser radiation 20a is how out 3b visible, through the central overflow 162 in the antechamber 16a irradiated.

4 zeigt eine Draufsicht auf einen die Überströmkanäle 161, 162 beziehungsweise die Vorkammer 16a enthaltenden Teilbereich der Kolbenmulde 12 gemäß 3b. Ebenfalls in 4 angedeutet ist eine Kontur 16a' der in dem Kolben 10 angeordneten Vorkammer 16a. 4 shows a plan view of the overflow channels 161 . 162 or the antechamber 16a containing portion of the piston recess 12 according to 3b , Also in 4 indicated is a contour 16a ' the one in the piston 10 arranged antechamber 16a ,

Andere Größen und Anordnungen der Überströmkanäle 161, 162 sind ebenfalls denkbar und erlauben beispielsweise eine Anpassung des Systems an die verwendete Kraftstoff- bzw. Gasart.Other sizes and arrangements of the transfer channels 161 . 162 are also conceivable and allow, for example, an adaptation of the system to the type of fuel or gas used.

5a zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbens 10, bei dem die erfindungsgemäße Vorkammer 16a über eine Fokussieroptik 163 verfügt, die anstelle des zentralen Überströmkanals 162 (4) vorgesehen ist. Das Vorhandensein der verhältnismäßig kurzbrennweitigen Fokussieroptik 163 ermöglicht es vorteilhaft, im Wesentlichen ungebündelte Laserstrahlung 20a in den Brennraum 30 beziehungsweise auf die Vorkammer 16a in der in 5a abgebildeten Weise einzustrahlen. Die Laserstrahlung 20a wird durch die Fokussieroptik 163 vorteilhaft „lokal” auf einen in der Vorkammer 16a befindlichen Zündort fokussiert. 5a shows a further embodiment of the piston according to the invention 10 in which the pre-chamber according to the invention 16a via a focusing optics 163 has, instead of the central overflow 162 ( 4 ) is provided. Presence of the relatively short focal length optic 163 advantageously allows substantially unbundled laser radiation 20a in the combustion chamber 30 or on the antechamber 16a in the in 5a to irradiate in the manner shown. The laser radiation 20a is through the focusing optics 163 advantageous "locally" on one in the antechamber 16a focused Zündort.

Bei der in 5a abgebildeten Erfindungsvariante ist aufgrund der „lokalen” Fokussierung durch die Fokussieroptik 163 ebenfalls vorteilhaft die Möglichkeit zur Vorkammerzündung unabhängig von einem Zündwinkel beziehungsweise der Position des Kolbens 10 zu dem Zündzeitpunkt gegeben.At the in 5a illustrated variant of the invention is due to the "local" focusing by the focusing optics 163 also advantageous the possibility for prechamber ignition regardless of a firing angle or the position of the piston 10 given to the ignition timing.

5b zeigt eine Draufsicht auf den Kolbenboden 12 gemäß 5a. 5b shows a plan view of the piston crown 12 according to 5a ,

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft eine Entflammung des in dem Brennraum 30 vorliegenden zündfähigen Gemischs ausgehend von dem Kolbenboden 12, insbesondere i. w. unabhängig von der Kolbenlage bzw. dem Zündzeitpunkt. Besonders vorteilhaft ist weiter, dass hierzu keine Laserzündkerze mit variabler Fokussierung verwendet werden muss, wodurch sich die Fertigungskosten eines entsprechenden Zündsystems verringern.The invention advantageously allows for ignition of the in the combustion chamber 30 present ignitable mixture from the piston head 12 , in particular iw independent of the piston position or the ignition timing. It is also particularly advantageous that no laser spark plug with variable focus must be used for this purpose, which reduces the manufacturing costs of a corresponding ignition system.

Es ist ferner denkbar, die Kaverne 16 mit einem darin angeordneten Targetelement 15 vorzusehen.It is also conceivable, the cavern 16 with a target element disposed therein 15 provided.

Neben dem Einsatz in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eignet sich die vorliegende Erfindung besonders gut zum Einsatz bei stationären Großgasmotoren.Next the use in internal combustion engines of motor vehicles is suitable the present invention is particularly well suited for use in stationary large gas engines.

Claims (18)

Kolben (10) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kolbenboden (11), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kolbenbodens (11) ein Targetelement (15) für Laserstrahlung (20a) eines laserbasierten Zündsystems der Brennkraftmaschine angeordnet ist.Piston ( 10 ) for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a piston head ( 11 ), characterized in that in Be rich of the piston crown ( 11 ) a target element ( 15 ) for laser radiation ( 20a ) is arranged a laser-based ignition system of the internal combustion engine. Kolben (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (10) eine Kolbenmulde (12) aufweist, und dass das Targetelement (15) in der Kolbenmulde, vorzugsweise mittig, angeordnet ist.Piston ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the piston crown ( 10 ) a piston recess ( 12 ), and that the target element ( 15 ) is arranged in the piston recess, preferably in the middle. Kolben (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetelement (15) eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweist, wobei das Targetelement (15) vorzugsweise so angeordnet ist, dass seine Längsachse im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens (10) ist.Piston ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the target element ( 15 ) has a substantially cylindrical basic shape, wherein the target element ( 15 ) is preferably arranged so that its longitudinal axis substantially parallel to a direction of movement of the piston ( 10 ). Kolben (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetelement (15) im Wesentlichen porös ausgebildet ist.Piston ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the target element ( 15 ) is formed substantially porous. Kolben (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetelement (15) Material aufweist, das aus Carbiden und/oder Siliciden und/oder Nitriden und/oder Boriden, vorzugsweise der vierten bis achten Gruppe des Periodensystems der Elemente, und/oder aus Bor- und/oder Kohlenstoff- und/oder Silizium- und/oder Stickstoffverbindungen besteht.Piston ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the target element ( 15 ) Comprises material consisting of carbides and / or silicides and / or nitrides and / or borides, preferably the fourth to eighth group of the Periodic Table of the Elements, and / or of boron and / or carbon and / or silicon and / or Nitrogen compounds exists. Kolben (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetelement (15), vorzugsweise vollständig, in den Kolbenboden (11) eingelassen ist.Piston ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the target element ( 15 ), preferably completely, into the piston head ( 11 ) is admitted. Kolben (10) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kolbenboden (11), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kolbenbodens (11) eine Kaverne (16) angeordnet ist.Piston ( 10 ) for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a piston head ( 11 ), characterized in that in the region of the piston crown ( 11 ) a cavern ( 16 ) is arranged. Kolben (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaverne (16) in einer Kolbenmulde (12) des Kolbenbodens (11) angeordnet ist.Piston ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the cavern ( 16 ) in a piston recess ( 12 ) of the piston crown ( 11 ) is arranged. Kolben (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaverne (16) ein geringeres Volumen aufweist als die Kolbenmulde (12).Piston ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the cavern ( 16 ) has a smaller volume than the piston recess ( 12 ). Kolben (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Targetelement (15) für Laserstrahlung (20a) eines laserbasierten Zündsystems der Brennkraftmaschine in der Kaverne (16) angeordnet ist.Piston ( 10 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that a target element ( 15 ) for laser radiation ( 20a ) of a laser-based ignition system of the internal combustion engine in the cavern ( 16 ) is arranged. Kolben (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaverne (16) als Vorkammer (16a) ausgebildet ist, wobei die Kaverne (16) durch mindestens einen Wandabschnitt (165) von einem Brennraum (30) bzw. einer Kolbenmulde (12) getrennt ist.Piston ( 10 ) according to one of claims 7 to 10, characterized in that the cavern ( 16 ) as antechamber ( 16a ), the cavern ( 16 ) by at least one wall section ( 165 ) from a combustion chamber ( 30 ) or a piston recess ( 12 ) is disconnected. Kolben (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Überströmkanal (161, 162) in dem Wandabschnitt (165) vorgesehen ist, der eine optische Verbindung zwischen der Vorkammer (16a) und dem Brennraum (30) bzw. der Kolbenmulde (12) ermöglicht.Piston ( 10 ) according to claim 11, characterized in that at least one overflow channel ( 161 . 162 ) in the wall section ( 165 ) is provided, which is an optical connection between the antechamber ( 16a ) and the combustion chamber ( 30 ) or the piston recess ( 12 ). Kolben (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Komponente (163), insbesondere eine Fokussieroptik, im Bereich der Kaverne (16) angeordnet ist, wobei die optische Komponente (163) vorzugsweise zwischen der Kaverne (16) und dem Brennraum (30) bzw. der Kolbenmulde (12) angeordnet ist.Piston ( 10 ) according to one of claims 10 to 12, characterized in that an optical component ( 163 ), in particular a focusing optics, in the area of the cavern ( 16 ), wherein the optical component ( 163 ) preferably between the cavern ( 16 ) and the combustion chamber ( 30 ) or the piston recess ( 12 ) is arranged. Brennkraftmaschine mit einem laserbasierten Zündsystem und mindestens einem Kolben (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Internal combustion engine with a laser-based ignition system and at least one piston ( 10 ) according to any one of the preceding claims. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das laserbasierte Zündsystem dazu ausgebildet ist, Laserstrahlung (20a) auf ein Targetelement (15) und/oder in eine Kaverne (16) bzw. Vorkammer (16a) des Kolbens (10) einzustrahlen, insbesondere zu bündeln.Internal combustion engine according to claim 14, characterized in that the laser-based ignition system is adapted to laser radiation ( 20a ) to a target element ( 15 ) and / or into a cavern ( 16 ) or antechamber ( 16a ) of the piston ( 10 ), in particular to bundle. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das laserbasierte Zündsystem dazu ausgebildet ist, im wesentlichen ungebündelte Laserstrahlung (20a) auf ein Targetelement (15) und/oder in eine Kaverne (16) bzw. Vorkammer (16a) des Kolbens (10) einzustrahlen.Internal combustion engine according to claim 14, characterized in that the laser-based ignition system is designed to substantially unbundled laser radiation ( 20a ) to a target element ( 15 ) and / or into a cavern ( 16 ) or antechamber ( 16a ) of the piston ( 10 ). Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem laserbasierten Zündsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das laserbasierte Zündsystem Laserstrahlung (20a) auf einen Kolbenboden (11) eines Kolbens (10) der Brennkraftmaschine einstrahlt und/oder auf ein Targetelement (15) und/oder in eine Kaverne (16) bzw. Vorkammer (16a) eines Kolbens (10) der Brennkraftmaschine einstrahlt.Method for operating an internal combustion engine with a laser-based ignition system, characterized in that the laser-based ignition system laser radiation ( 20a ) on a piston head ( 11 ) of a piston ( 10 ) radiates the internal combustion engine and / or to a target element ( 15 ) and / or into a cavern ( 16 ) or antechamber ( 16a ) of a piston ( 10 ) of the internal combustion engine irradiates. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es durch die Einstrahlung der Laserstrahlung (20a) im Bereich des Kolbenbodens (11) und/oder im Bereich des Targetelements (15) und/oder in der Kaverne (16) bzw. der Vorkammer (16a) zur Zündung eines Plasmas und nachfolgend zur Entflammung eines Kraftstoff-Luftgemischs kommt.A method according to claim 17, characterized in that it by the irradiation of the laser radiation ( 20a ) in the region of the piston crown ( 11 ) and / or in the region of the target element ( 15 ) and / or in the cavern ( 16 ) or the antechamber ( 16a ) to ignite a plasma and subsequently to the ignition of a fuel-air mixture.
DE102009002165A 2009-04-03 2009-04-03 Piston for an internal combustion engine Withdrawn DE102009002165A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009002165A DE102009002165A1 (en) 2009-04-03 2009-04-03 Piston for an internal combustion engine
PCT/EP2010/052371 WO2010112276A1 (en) 2009-04-03 2010-02-25 Piston for an internal combustion engine
EP10705869A EP2414660A1 (en) 2009-04-03 2010-02-25 Piston for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009002165A DE102009002165A1 (en) 2009-04-03 2009-04-03 Piston for an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009002165A1 true DE102009002165A1 (en) 2010-10-14

Family

ID=42154363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009002165A Withdrawn DE102009002165A1 (en) 2009-04-03 2009-04-03 Piston for an internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2414660A1 (en)
DE (1) DE102009002165A1 (en)
WO (1) WO2010112276A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016028760A1 (en) 2014-08-18 2016-02-25 Woodward, Inc. Torch igniter
US11421601B2 (en) 2019-03-28 2022-08-23 Woodward, Inc. Second stage combustion for igniter
CN116209823A (en) 2020-06-23 2023-06-02 伍德沃德有限公司 Ignition system for power generating engine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5581272A (en) * 1978-12-14 1980-06-19 Nissan Motor Co Ltd Ignition apparatus for internal combustion engine
JPS59155573A (en) * 1983-02-25 1984-09-04 Toyota Motor Corp Firing assisting device for diesel engine
US5322042A (en) * 1992-06-17 1994-06-21 Sonex Research, Inc. Combustion chamber for internal combustion engine and process of combustion using fuel radical species
US5425337A (en) * 1992-11-19 1995-06-20 Izusu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Pre-chamber type engine
EP0771940A1 (en) * 1995-10-31 1997-05-07 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. An internal-combustion engine having a pre-combustion chamber
DE10227282A1 (en) * 2002-06-19 2004-01-15 Robert Bosch Gmbh Starting aids for an internal combustion engine
DE112005000176D2 (en) * 2004-02-13 2006-12-28 Avl List Gmbh Otto internal combustion engine with direct injection
FR2873763B1 (en) * 2004-07-29 2009-06-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa IGNITION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND MOTOR COMPRISING SUCH A DEVICE
DE102004053493B4 (en) * 2004-11-05 2007-08-09 Siemens Ag Method for controlling and / or regulating the laser ignition of an internal combustion engine
DE102006000205B4 (en) * 2005-04-28 2012-11-08 Denso Corporation Laser Maschinenzündvorrichtung
US7793631B2 (en) * 2005-08-30 2010-09-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel ignition system, fuel igniting method, fuel reforming system and fuel reforming method, for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010112276A1 (en) 2010-10-07
EP2414660A1 (en) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007015036B4 (en) Laser ignition for gas mixtures
WO2010007066A1 (en) Laser spark plug with device for affecting the flow of the air/fuel mixture and for improving the ignition
DE102009002167A1 (en) Laser spark plug and pre-chamber module for this
EP2577043B1 (en) Laser-induced spark ignition for an internal combustion engine
DE102010029398A1 (en) Laser-induced spark ignition for an internal combustion engine
DE3241697A1 (en) IGNITION DEVICE WITH A IGNITION CHAMBER AND IGNITION ELECTRODES
EP1957780A1 (en) Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine by means of a laser-ignition unit
DE102009046472A1 (en) laser spark plug
DE102010029347A1 (en) Laser-induced spark ignition for an internal combustion engine
EP2954195A1 (en) Laser ignition system
DE102010028588A1 (en) Laser ignition device for an internal combustion engine
DE102009002165A1 (en) Piston for an internal combustion engine
DE102011075385A1 (en) Laser spark plug and operating method therefor
DE102008062573A1 (en) Spark plug for use in cylinder head of internal-combustion engine i.e. stationary large gas engine, of motor vehicle, has coupling unit formed such that laser radiation is focused on ignition point lying in primary chamber
DE10227282A1 (en) Starting aids for an internal combustion engine
DE102009003075A1 (en) Gas engine with laser ignition device
WO2005080788A1 (en) Self-focusing laser ignition for an internal combustion engine
DE102009026574A1 (en) Internal-combustion engine i.e. gas engine, has laser ignition device comprising ignition laser with ignition point, where ignition point lies in region of combustion chamber, in which flow rate at time of ignition is low
DE499775C (en) Evaporator for internal combustion engines
DE102011100991A1 (en) Laser ignition system for internal combustion engine, has wall space between one of ignition points and combustion chamber wall has similar size for each of two ignition points which defines one specific criterion
DE102010029402A1 (en) Laser spark plug for combustion engine of motor car, has cover plate whose inner contour includes edge in region, which is spaced from cover plate end facing toward chamber and from another cover plate end facing away from chamber
DE102009002149A1 (en) Laser ignition device for internal-combustion engine e.g. large gas engine, for driving motor vehicle, has outlet window for laser beam, and pre-chamber formed in housing and limited in sections by outlet window and replaceable insert
DE102010029351A1 (en) Laser spark plug for combustion engine of motor car, has housing including cover plate for passing laser radiation into combustion chamber, where cover plate completely or partially made of material with specific range of heat conductivity
DE102010029421A1 (en) Laser spark plug for internal combustion engine, has focusing unit determining beam divergence angle of aperture passing through laser radiation, where result of difference of opening and beam divergence angles is in specific range
DE8416223U1 (en) Four-stroke internal combustion engine with a device for recirculating gases from an exhaust pipe into the combustion chamber

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee