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DE10203800A1 - Brennraumanordnung - Google Patents

Brennraumanordnung

Info

Publication number
DE10203800A1
DE10203800A1 DE10203800A DE10203800A DE10203800A1 DE 10203800 A1 DE10203800 A1 DE 10203800A1 DE 10203800 A DE10203800 A DE 10203800A DE 10203800 A DE10203800 A DE 10203800A DE 10203800 A1 DE10203800 A1 DE 10203800A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
arrangement according
ground electrode
electrode
chamber arrangement
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.)
Ceased
Application number
DE10203800A
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Vogel
Hans Schlembach
Werner Herden
Gernot Wuerfel
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 DE10203800A priority Critical patent/DE10203800A1/de
Priority to PCT/DE2002/004257 priority patent/WO2003064850A1/de
Publication of DE10203800A1 publication Critical patent/DE10203800A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/06Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sparking plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F02B23/101Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf 1 eines direkt einspritzenden Benzinmotors, mit einer Einspritzeinrichtung 3 für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen 7 in einen Brennraum 10, wobei die Einspritzeinrichtung 3 mindestens ein Einspritzventil 4 aufweist; und mit mindestens einer Zündeinrichtung 11, die eine in den Brennraum 10 hineinragenden Mittelelektrode 12 zum Bilden einer Funkenstrecke 15 zwischen der Mittelelektrode 12 und einer zugeordneten Masseelektrode 8 aufweist; wobei die zugeordnete Masseelektrode 8 an der Einspritzeinrichtung 11 oder einer Wandung 2 des Brennraums 10 anbringbar ist.

Description

    STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf eines direkt einspritzenden Benzinmotors.
  • Obwohl auf beliebige Verbrennungskonzepte mit einer Zündeinrichtung und einer Einspritzeinrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffes anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf eine Zündeinrichtung und eine Benzin-Direkteinspritzung nach dem strahlgeführten Brennverfahren erläutert.
  • Bisher sind dem Anmelder Konzepte bekannt, bei denen eine konventionelle Zündkerze am Rand des Strahls oder des Strahlenbündels angeordnet ist.
  • Als nachteilig bei einem solchen konventionellen Einbau einer Zündkerze in einem Brennraum, insbesondere bei direkt einspritzende Benzinmotoren, hat sich die Tatsache herausgestellt, dass Probleme mit Verbrennungsablagerungen in den Innenwänden der Spritzlöcher von Einspritzventilen der Einspritzeinrichtung auftreten. Über eine längere Betriebsdauer vergrößern sich diese Verbrennungsrückstände in den Spritzlöchern und verringern somit die Kraftstoffzufuhr des brennbaren Gemisches in den Brennraum. Im Extremfall können diese Ablagerungen den Kraftstoffzufluss vom Einspritzventil in dem Brennraum derart beeinträchtigen, dass der Motor in Folge eines Kraftstoffmangels betriebsunfähig wird.
  • Ferner hat sich die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass Zündprobleme auftreten können, falls Teile der Zündkerze, insbesondere die Elektroden oder der Keramikisolator vom Kraftstoffgemischstrahl direkt getroffen werden. Dadurch wird einerseits die Gemischaufbereitung bzw. die Verdampfung des brennbaren Gemisches behindert und es entstehen Kraftstofffilme, die ungenügend verbrennen. Andererseits wird der Wärmehaushalt der Zündkerze erheblich gestört, was entweder zu Nebenschlussproblemen oder zu Selbstzündungen führen kann.
  • Zudem kann das Auftreffen energiereicher Kraftstofftröpfchen starke Verschleißerscheinungen an den Kerzenelektroden bzw. dem Isolator verursachen.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, eine Brennraumanordnung zu schaffen, bei der unter Vermeidung der oben erwähnten Probleme eine zuverlässige Zündung gewährleistet wird, das heißt, dass die brennbaren Gemischstrahlen bzw. bei Mehrlochdüsen jeder Gemischstrahl sicher entflammbar ist, und bei der gleichzeitig Ablagerungen an der Einspritzanlage verhindert bzw. beseitigt werden.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Die erfindungsgemäße Brennraumanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 17 weisen gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, dass eine sichere Entflammung sichergestellt und ein Freizünden von Verbrennungsablagerungen gewährleistet wird.
  • Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Anordnung von Injektor und Zündeinrichtung.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass die Brennraumanordnung eine Einspritzeinrichtung für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen in einen Brennraum, wobei die Einspritzeinrichtung mindestens ein Einspritzventil aufweist, und mindestens eine Zündeinrichtung besitzt, die eine in den Brennraum hineinragende Mittelelektrode zum Bilden einer Funkenstrecke zwischen der Mittelelektrode und einer zugeordneten Masseelektrode aufweist; wobei die zugeordnete Masseelektrode an der Einspritzeinrichtung und/oder einer Wandung des Brennraums anbringbar ist.
  • Somit wird eine Brennraumanordnung geschaffen, bei der die Funkenstrecke bezüglich der Gemischstrahleneinspritzung günstig vorsehbar ist und bei der Verbrennungsablagerungen im Einspritzlochbereich der Einspritzeinrichtung wegzündbar sind.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 und Anspruch 17 angegebenen Brennraumanordnung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist ein Bereich des Einspritzventils, insbesondere eine Lochscheibe eines Mehrloch-Einspritzventils der Einspritzeinrichtung, als Masseelektrode ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode in axialer Richtung des Einspritzventils mittig an derselben angeordnet und erstreckt sich in den Brennraum hinein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Einspritzventil der Einspritzeinrichtung eine Spritzlochkuppe auf, welche als Masseelektrode dient.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die als Masseelektrode dienende Spritzlochkuppe des Einspritzventils nadelförmig ausgebildet und in den Brennraum hinein verlängert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode fest am Gehäuse der Einspritzeinrichtung angebracht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Trägereinrichtung zum Tragen der Masseelektrode an der Einspritzeinrichtung angebracht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mehrere Masseelektroden symmetrisch an der Trägereinrichtung und/ oder mehrere Zündeinrichtungen an geeigneten Stellen angebracht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Trägereinrichtung zwischen Einspritzeinrichtung und Zylinderkopf einspannbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode an dem Träger angebracht und umgibt die Mittelelektrode konturangepasst von mindestens zwei Seiten.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode an dem Träger angebracht und stiftförmig ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode unterhalb der Masseelektrode in den Brennraum hinein verlängert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine Masseelektrode an dem Träger befestigt und in Richtung des Einspritzventils der Einspritzeinrichtung abgewinkelt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Mittelelektrode einen parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode verlaufenden Abschnitt und vorzugsweise einen in Höhe der Funkenstrecke zur Masseelektrode abgewinkelten Abschnitt auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode zwischen mindestens zwei Masseelektroden angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist am Ende des parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode verlaufenden Abschnitts der Mittelelektrode ein Stift, beispielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Längsachse der Mittelelektrode anschweißbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode gegenüberliegend der Mittelelektrode an einer Wandung des Brennraums angebracht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich die Mittel- und/oder die Masseelektrode in eine Aussparung der in den Brennraum eingespritzten Gemischstrahlenwolke.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung als Zündkerzenstöpsel aus einem Isolator, an dem die Mittelelektrode angebracht ist, ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Einspritzventil als Drallventil, Mehrlochventil, A-Ventil oder dergleichen ausgebildet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung und/oder die Einspritzeinrichtung rotationssymmetrisch.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode der Zündeinrichtung in Richtung der Masseelektrode gebogen bzw. abgewinkelt ausgebildet. Ebenso kann die Masseelektrode vorzugsweise in Richtung der Mittelelektrode gebogen ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode unterhalb des Einspritzventils der Einspritzeinrichtung für eine Anordnung der Funkenlage unterhalb der Zentralachse der Gemischstrahlenwolke angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mindestens zwei Zündeinrichtungen gegenüberliegend in den Brennraum hineinragend angeordnet, wobei die Masseelektrode zwischen den mindestens zwei Zündeinrichtungen vorgesehen ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung an einer Trägereinrichtung der Einspritzeinrichtung angebracht. Somit kann zusätzlich Bauraum eingespart werden.
  • ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen » dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • In den Figuren zeigen:
  • Fig. 1a ein Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 1b eine Ansicht der Brennraumanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang der Linie B-B in Fig. 1a;
  • Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3b eine Schnittansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entlang der Linie C-C in Fig. 3a;
  • Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 7 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 8 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 9 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 12a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 12b eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel in bzgl. Fig. 12a um 90° gedrehter Ansicht;
  • Fig. 13a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 13b eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in bzgl. Fig. 13a um 90° gedrehter Ansicht;
  • Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 15 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 16 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 17 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
  • Die Fig. 1a und 1b zeigen eine Seitenquerschnitts- bzw. eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 1a zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Zylinderkopfabschnitt 1 mit Wandungen 2, wobei mittig eine Einspritzeinrichtung 3 mit einem in einen Brennraum 10 hineinragenden Einspritzventil 4 angeordnet ist. Seitlich der Einspritzeinrichtung 3 ist eine Zündeinrichtung 11 in Form einer Zündkerze 11 mit einer Mittelelektrode 12 derart angebracht, dass die Mittelelektrode 12 in den Brennraum 10 zum Bilden einer geeigneten Funkenstrecke 15 hineinragt.
  • Die Funkenstrecke 15 wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise zwischen der Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 und einer Masseelektrode 8 gebildet, wobei beispielsweise die Lochscheibe des Einspritzventils 4 bei Mehrlochventilen als Masseelektrode 8 dient.
  • Vorteilhaft ragt die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11, wie in Fig. 1b dargestellt, in eine Aussparung der Gemischstrahlenwolke 7. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Mehrlochdüse dazu aus fünf Löchern, die in einer 6-teiligen Symmetrie angeordnet sind und somit eine Lücke in der Gemischstrahlenwolke 7 bilden. Dadurch wird vermieden, dass die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 von einem brennbaren Gemischstrahl angespritzt wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchquert vorzugsweise der Funke den Zentralstrahl 70 des brennbaren Gemisches, der sich mit den Umfangsstrahlen 71 überlappt, derart, dass der Flammkern auf die restliche Strahlen 71 des brennbaren Gemisches übergreifen und diese entzünden kann.
  • Die Zündeinrichtung bzw. Zündkerze 11 weist vorzugsweise keine Masseelektrode auf und ist insbesondere als Zündstöpsel ausgebildet, da diese, wie vorher bereits erläutert, beispielsweise durch das Einspritzventil 4 bzw. die Lochscheibe des Einspritzventils 4 gebildet werden kann.
  • Die Zündkerze 11 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass beim Einbau der Zündkerze 11 nicht auf eine genaue Positionierung derselben geachtet werden muss und dass aufgrund des Fehlens einer Masseelektrode Bauraum eingespart werden kann. Zusätzlich erfolgt mit einer derartigen Anordnung eine sichere Entflammung sämtlicher Einzelstrahlen 70, 71 in der Gemischstrahlenwolke 7 und zusätzlich ein Freizünden von Ablagerungen des Spritzlochbereichs des Einspritzventils 4 aufgrund der Zündung gegen das Einspritzventils 4 in seiner Eigenschaft als Masseelektrode 8.
  • Es sei erwähnt, dass der in Fig. 1a dargestellte Querschnitt durch eine Gemischstrahlenwolke lediglich eine Augenblicksaufnahme darstellt, da sich diese selbstverständlich in einer hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit fortbewegen. Die Einspritzung des brennbaren Gemisches induziert einen rotationssymmetrischen Gaswirbel im Brennraum 10, wobei diese Luftströmung, die sogenannte Entrainment- Strömung, den Funken auslenkt und in den Bereich des Zentralstrahls hineinzieht.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Spitze 13 der Mittelelektrode 12 der Zündkerze 11 in Richtung des Einspritzventils 4der Einspritzeinrichtung 3 abgewinkelt bzw. gebogen ist. In diesem Fall ist die Zündkerze 11 orientiert einzubauen. Dasselbe gilt im Übrigen auch für Einspritzventile 4 mit Aussparungen in der Gemischstrahlenwolke.
  • Fig. 3a und 3b zeigen eine schematische Seitenquerschnitts- bzw. Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 vorteilhaft fest an einer Wandung 2, beispielsweise am Brennraumdach, angebracht. Denkbar wäre ebenso eine Anbringung der Masseelektrode 8 am Gehäuseumfang des Einspritzventils 4.
  • Wie in Fig. 3b ersichtlich, besitzt die Gemischstrahlenwolke 7 vorteilhaft zwei Aussparungen, beispielsweise mittels einer Mehrlochdüse mit 6 Löchern in einer 8-teiligen Symmetrie, in welche zum einen die Masseelektrode 8 und zum anderen die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 hineinragen. Dabei springt der Funke durch Bildung der Funkenstrecke 15 zwischen der Mittelelektrode 12 und der Masseelektrode 8 durch den Zentralstrahl 70 und entzündet diesen. Der Zentralstrahl 70 steht in Verbindung mit den Umfangsstrahlen 71 und entflammt diese somit ebenfalls.
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 axial im Zentrum des Einspritzventils 4 der Einspritzeinrichtung 3 beispielsweise stiftförmig angebracht. Bei einem Mehrlochventil ohne zentral austretendem Teilstrahl ist die Masseelektrode 8 beispielsweise mittig an der Lochscheibe angeschweißt. Bei einem A- Ventil hingegen kann sie die Verlängerung des Ventilschaftes in den Brennraum 10 darstellen. Allerdings muss auch bei einem Mehrlochventil nicht auf eine zentrale Füllung des Brennraums 10 mit einem brennbaren Gemisch verzichtet werden, denn diese Aufgabe kann ein exzentrisch angeordnetes Loch ersatzweise erfüllen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel entflammt der Funke zunächst einen Umfangsstrahl des Mehrlochventils, welcher mit den anderen Umfangsstrahlen in Verbindung steht und entzündet somit alle vorhandenen Teilstrahlen.
  • Die Masseelektrode 8 ist vorteilhaft als Stift ausgebildet und derart auf dem Einspritzventil 4 angebracht, dass die Masseelektrode 8 in den Brennraum 10 mit einem ausreichend langen Abschnitt hineinragt.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wonach die Masseelektrode 8 analog zum vierten Ausführungsbeispiel mittig auf dem Einspritzventil 4 angebracht ist. Jedoch ist die Masseelektrode 8 nicht symmetrisch ausgebildet, sondern in Richtung der Mittelelektrode 12 abgewinkelt ausgebildet. Ein derartiges Einspritzventil 4 muss folglich vorzugsweise orientiert eingebaut werden. Selbstverständlich kann ebenfalls oder alternativ die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 in Richtung der Masseelektrode 8 gekrümmt sein, was einen orientierten Einbau der Zündkerze 11 erfordern würde.
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Zündeinrichtung 11 ist vorzugsweise als Zündkerzenstöpsel 11 ohne Kerzengehäuse und Masseelektrode ausgebildet. Die Zündeinrichtung 11 besteht lediglich aus einem Isolator 14, an dem am brennraumseitigen Ende eine Mittelelektrode 12 in den Brennraum 10 hineinragend angebracht ist.
  • Die Masseelektrode 8 ist analog zu oben bereits ausgeführten Ausführungsbeispielen vorzugsweise am Einspritzventil 4 der Einspritzeinrichtung 3 vorgesehen.
  • Ein Vorteil einer Anordnung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die platzsparenden Einbauverhältnisse aufgrund der Einsparung eines Kerzengehäuses und einer Masseelektrode der Zündeinrichtung 11. Wie in Fig. 6 ersichtlich, ist der Kopf des Einspritzventils 4 in den Brennraum hinein in der Längsachse verlängert und bildet bzw. ersetzt somit die gegenzündende Masseelektrode.
  • Einspritzventil 4 bzw. Masseelektrode 8 und Zündstöpsel 11 bzw. Mittelelektrode 12 können einander derart zugeordnet werden, dass ein Teil der aktiven Funkenstrecke 15 direkt von der Stirnseite der Isolationskeramik 14 gegen das Einspritzventil 4 zündet. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass sich auf der Isolationskeramik 14 keine Verbrennungsrückstände bilden können, da diese weggezündet werden. Somit können auch keine elektrischen Nebenschlüsse zur Umgebung des Zündstöpsels entstehen.
  • Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Mittelelektrode 12 für eine zuverlässige Zündung und Entflammung des eingespritzten brennbaren Kraftstoffgemisches sowie einer wirksamen Reinigung aller Einspritzlöcher des Einspritzventils 4 von Verbrennungsablagerungen geeignet zur Masseelektrode 4 angeordnet ist. Die verlängerte Mittelelektrode 12 ragt vorzugsweise über den Umfang der Einspritzlochanordnung hinaus und gewährleistet demnach eine Zündung zu allen Einspritzlochbereichen.
  • Vorzugsweise sind die Einspritzlöcher des Einspritzventils 4 derart angeordnet, dass im Bereich der Mittelelektrode 12 eine Lücke vorgesehen ist, um eine direkte Anspritzung der Mittelelektrode 12 mit brennbarem Gemisch zu vermeiden.
  • In Fig. 7 ist beispielhaft ein Mehrlochventil dargestellt, es sei jedoch an dieser Stelle erwähnt, dass generell auch andere Ventilarten, beispielsweise ein nach außen öffnendes Schirmstrahlventil mit einer kegelförmigen Mischstrahlenwolke verwendet werden können.
  • Im Brennraum ist stets eine mehr oder weniger starke Ladungsbewegung vorhanden. Diese wird überwiegend durch die Kolbenbewegung und den Einspritzvorgang des brennbaren Gemisches generiert, sofern keine weiteren sekundären Maßnahmen zur Erzeugung einer Ladungsbewegung über beispielsweise Drall- und/oder Tumble-Klappen im Ansaugbereich vorgesehen sind. Daher können die primär über die Kolbenbewegung und die Einspritzung erzeugte Ladungsbewegung ausreichen, um einen Zündfunken nach verschiedenen Richtungen hin auszulenken, derart, dass alle Einspritzlöcher in Reichweite des Funkens zu liegen kommen.
  • Demnach kann es bauraumgünstig genügen, die Mittelelektrode 12 lediglich bis in die Mitte des Spritzlochkranzes des Einspritzventils 4 zu verlängern, wie in Fig. 8 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei besitzt der Spritzlochkranz analog zum siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Lücke im Bereich der Masseelektrode 12.
  • In Fig. 9 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, bei dem die Mittelelektrode 12 ringförmig ausgebildet ist, wobei die Ringfläche vorzugsweise parallel zur Einspritzventilfläche angeordnet ist. Dadurch wird die Geometrie der Mittelelektrode 12 an die Anordnung der Einspritzlöcher des Einspritzventils 4 angepasst und eine optimale Zündung gewährleistet.
  • Ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel ist das Einspritzventil 4 als nach außen öffnendes Schirmstrahlventil ausgebildet, das eine kegelförmige Gemischstrahlenwolke 7 bildet. Die Mittelelektrode 12 ist an diese Geometrie angepasst vorzugsweise entsprechend abgewinkelt. Somit werden parallel gegenüber liegender Flächen gebildet und es kann eine optimale Funkenstrecke 15 zwischen der Mittelelektrode 12 und der Masseelektrode 8 des Einspritzventils 4 hergestellt werden.
  • In Fig. 11 ist eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem elften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind das als gegenzündende Masseelektrode dienende Einspritzventil 4 und die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 derart zueinander angeordnet, dass ein Teil der aktiven Funkenstrecke 15 auch direkt von der Stirnseite der Isolationskeramik gegen das Einspritzventil 4 zünden kann. Dafür ist die Mittelelektrode unterhalb des Einspritzventils 4 bis etwa in die Mitte des Einspritzventils 4 in den Brennraum 10 hinein verlängert.
  • Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass sich auf der Isolationskeramik keine Verbrennungsrückstände bilden können, da diese freigezündet werden, und somit auch keine elektrischen Nebenschlüsse zur Umgebung des Zündstöpsels bzw. der Mittelelektrode 12 überspringen können.
  • Eine zwölfte Ausführungsform ist in den Fig. 12a und 12b dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist am Gehäuseumfang der Einspritzeinrichtung 3 eine Trägereinrichtung 5, beispielsweise in Form eines Hülsenträgers, vorgesehen, an der eine speziell ausgebildete Masseelektrode 8, beispielsweise mittels Schweißen, angeformt ist.
  • Die Trägereinrichtung 5 kann gleichzeitig als Dichtung beispielsweise zwischen Einspritzeinrichtung 3 und Zylinderkopf 1 dienen.
  • Somit kann direkt von der Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 gegen die an der Trägereinrichtung 5 angebrachten Masseelektrode 8 gezündet werden. Dabei sind sämtliche Elektrodenkombinationen zwischen Träger 5 und Zündstöpsel 11 denkbar, die eine nebenschlusssichere Zündung und eine gute Entflammbarkeit des Kraftstoff-Luftgemisches sicherstellen.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 12a und 12b ist die Masseelektrode 8, wie in Fig. 12b ersichtlich, als zwei parallel zueinander in den Brennraum 10 geführten stiftförmigen Masseelektroden 8 ausgebildet, welche die in einem spitzen Winkel dazu verlaufende Mittelelektrode 12 symmetrisch umschließen. Dadurch ist eine nebenschlusssichere Entflammung gewährleistet, da in diesem Fall die Gemischwolke 7 durch die senkrecht stehende Masseelektrode 8 abgelenkt und zur entsprechenden Funkenstrecke 15 abgelenkt wird. Die Verbesserung der Gemischentflammung beruht zudem auf der Tatsache, dass die Gemischwolke 7 durch die Umlenkung an der Masseelektrode 8 abgebremst wird und demzufolge der Zündfunke nicht ausgeblasen bzw. ausgespritzt werden kann. Dadurch erreicht die Gemischstrahlenwolke 7 an der Funkenstrecke die für eine stabile Entflammung und eine schnelle Ausbreitung der Flammenfront günstige Geschwindigkeit.
  • Vorzugsweise wird an der Zündstelle durch die beiden flankierenden Einspritzstrahlen eine im Vergleich zur übrigen Einspritzstrahlverteilung größere Strahllücke erzeugt, um zu vermeiden, dass die Mittelelektrode 12 der Zündkerze 11 direkt mit dem Zentralstrahl angespritzt wird.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 13a und 13b wird die Masseelektrode 8 analog zum zwölften Ausführungsbeispiel an beispielsweise einem Hülsenträger 5 montiert, wobei die Masseelektrode 8 die Mittelelektrode 12 konturangepasst von drei Seiten, beispielsweise halbkreisförmig umschließt. Dadurch wird ein gleichmäßiger Verschleißabtrag über die Lebensdauer der beiden Elektrodenpaare 8, 12 gewährleistet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zündet die Mittelelektrode 12 seitlich zur Masseelektrode 8.
  • Selbstverständlich ist auch eine vereinfachte Ausführungsform mit nur einem Masseelektrodenstift denkbar. Dadurch könnte die Strahllücke an der Zündkerze kleiner gehalten werden.
  • Fig. 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, gemäß dem die Masseelektrode 8 stiftförmig ausgebildet und axial im Umfangbereich des Einspritzventils in dem Brennraum 10 verlängert ist. Analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel kann die Masseelektrode 8 wiederum, beispielsweise mittels Schweißen, an einem Träger 5, vorzugsweise einem Hülsenträger 5, angeformt sein.
  • Die Mittelelektrode 12 ist derart in Richtung Masseelektrode 8 abgewinkelt, dass sie mit ihrem brennraumseitigen Ende unterhalb der Masseelektrode 8 endet. Somit zündet die Mittelelektrode 12 von unten zur Masseelektrode 8.
  • Selbstverständlich sind auch Zuordnungsvarianten zwischen Masseelektrode 8 und Mittelelektrode 12 denkbar, die gegen die Stirnseite des keramischen Isolators 14 zünden und dort den Isolator 14 von eventuellen Verbrennungsablagerungen freizünden.
  • In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In diesem fünfzehnten Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel am Umfangsrand der Einspritzeinrichtung 3 axial in den Brennraum 10 verlängert und in Richtung des Einspritzventils 4 abgewinkelt. Analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode 8wiederum an einer Trägereinrichtung 5, beispielsweise einem Hülsenträger, der Einspritzeinrichtung 3 fest montiert.
  • Die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 verläuft zunächst parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode 8, wobei die Mittelelektrode 12 zusätzlich etwa in Höhe der Funkenstrecke zur Masseelektrode 8 hin abgewinkelt ist.
  • An Stelle eines Abwinkelns kann vorzugsweise ein Stift, beispielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Längsachse des Zündstöpsels 11 am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode 12 angeformt werden.
  • Somit wird wiederum eine gute Entflammung der Gemischstrahlenwolke 7 gewährleistet.
  • Fig. 16 illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brennraumanordnung, wobei analog zum 15. Ausführungsbeispiel die Masseelektrode 8 wiederum an einer Trägereinrichtung 5, beispielsweise einem Hülsenträger, fest montiert ist und in den Brennraum 10 axial verlängert ist. Wie in Fig. 16 ersichtlich, ist die Masseelektrode 8 am Brennraumseitigen Ende in Richtung des Einspritzventils 4 abgewinkelt bzw. hingebogen.
  • Die Mittelelektrode 12 des Zündstöpsels ist derart in den Brennraum 10 eingeführt, dass die Mittelelektrode 12 parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode 8verläuft. Analog zu einem vorherigen Ausführungsbeispiel kann die Mittelelektrode von zwei symmetrisch zueinander angeordneten Masseelektroden umgeben sein.
  • In diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel zündet die Mittelelektrode 12 seitlich gegen die Masseelektrode 8.
  • Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass die Masseelektroden 8 gegenüber einer beispielsweise senkrechten Anordnung verkürzt ausgebildet werden können. Somit kann der Schacht für den Zündstöpsel weiter oben im Zylinderkopf ausgespart werden, wo er vorhandene Gaskanäle weniger stört.
  • In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17 ist die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung gegenüber dem folgenden Ausführungsbeispiel in den Brennraum 10 hinein verlängert.
  • Die Masseelektrode 8 ist wiederum vorzugsweise an einem Hülsenträger 5 im Umfangsbereich der Einspritzeinrichtung 3 angeformt und erstreckt sich axial in den Brennraum hinein.
  • Somit kann eine Zündung sowohl gegen beispielsweise die Spritzlochkuppe des Einspritzventils 4 als auch gegen die Masseelektrode 8 erfolgen. In der Praxis erfolgt der Zündvorgang stochastisch, das heißt es wird bei einigen Arbeitsvorgängen gegen die Spritzlochkuppe, bei anderen Arbeitsvorgängen gegen die Masseelektrode 8 gezündet.
  • Eine derartige Anordnung weist den Vorteil auf, dass sowohl die Spritzlöcher des Einspritzventils 4 als auch die Isolationskeramik des Zündstöpsels 11 von Verbrennungsablagerungen freizündbar sind. Eine Verlängerung der Mittelelektrode 12 des Zündstöpsels 11 in den Brennraum 10 ist gefahrlos realisierbar, da in diesem Bereich die Kraftstoffkonzentration äußerst hoch ist und die durch die intensive Verdampfung entstehende Verdampfungskühlung die Elektroden vor Überhitzung schützt, ohne dass diese direkt angespritzt werden müssen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Brennraumanordnung, die eine Reinigung der Spritzlöcher von Verbrennungsablagerungen und gleichzeitig eine zuverlässige Zündung und Entflammung des eingespritzten brennbaren Kraftstoffs trotz kurzem Gemischbildungsweg und kleiner Gemischbildungszeit gewährleistet.
  • Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Anordnung mit einem Zündstöpsel aufgrund des Verzichts auf eine Masseelektrode am Kerzengehäuse und eines Zündkerzengehäuses einen geringen Bauraumbedarf im Zylinderkopf auf. Erfahrungen aus der Zündkerzenproduktion, beispielsweise variable Wärmeübergangswerte mit unterschiedlich großem Atmungsvolumen, können übernommen werden.
  • Ferner ist der Einsatz eines Zündstöpsels für den Endverbraucher wesentlich preiswerter, da lediglich der Zündstöpsel und nicht die gesamte Zündkerze mit Gehäuse und daran angeschweißter Masseelektrode im Falle eines Verschleißes ersetzt werden muss.
  • Die vorgeschlagene Anordnung ist auch kompatibel zu Zylinderköpfen von Dieselmotoren, wobei der Glühstift der Dieselmotoren durch beispielsweise einen Zündstöpsel ersetzt werden kann. Dies gewährleistet einen Dieselstoffbetrieb.
  • Gleichzeitig ist die vorgeschlagene Anordnung auch kompatibel zu Zylinderköpfen von direkteinspritzenden Ottomotoren mit einem strahlgeführten Brennverfahren. Da Zylinderköpfe von direkteinspritzenden Automotoren aufgrund einer besseren Füllung mit Verbrennungsluft eine ausgeprägte Dachform besitzen, kann der Zündstöpsel nahezu waagerecht von der Seite her eingeführt werden. Die Elektrode kann in diesem Fall an ihrer Spitze geringfügig gebogen werden.
  • Ferner entspannt sich für den Motorenhersteller die Raumenge in der Längsachse des Zylinderkopfes, insbesondere bei 4-Ventil-Zylinderköpfen, da lediglich die Bohrung für die Einspritzeinrichtung vorzusehen ist.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
  • Beispielsweise lässt sich die vorgeschlagene Brennraumanordnung mit Zündstöpsel und Einspritzeinrichtung auf Systeme mit einer sogenannten Doppelzündung erweitern. Zu diesem Zweck wird ein zweiter Zündstöpsel bzw. eine zweite Zündeinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Zündstöpsels bzw. der ersten Zündeinrichtung in den Zylinderkopf derart eingebaut, dass sich die Einspritzeinrichtung genau in der Mitte zwischen diesen beiden Zündstöpseln bzw. Zündeinrichtungen befindet. Die Doppelzündung bewirkt eine höhere Entflammungsstabilität.
  • Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, dass vorzugsweise die Funkenstrecke unterhalb der Zentralachse der Strahlenkeule für eine optimale Gemischentzündung liegen sollte.
  • Für eine Überbrückung größerer Elektrodenabstände als der heute üblichen von ca. 1 mm, kann vorzugsweise das Ende der Mittelelektrode der Zündkerze als Spitze oder Kranz mit mehreren Spitzen ausgeführt werden, wobei diesen Spitzen bei einer unipolaren Zündspannung vorzugsweise die positive Polarität zuzuordnen ist. Als Werkstoff der Spitzen ist vorzugsweise Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung zu verwenden. Die Höhe oder Anstiegsgeschwindigkeit der an die Zündkerze angelegten Hochspannung ist vorzugsweise derart einzustellen, dass der Funkendurchbruch ca. 20-50 µs nach dem Anlegen der Spannung erfolgt. Zur Überbrückung größerer Elektrodenabstände kann vorzugsweise eine Wechselspannung mit einer Frequenz im Bereich von 20 kHz bis 2 GHz angelegt werden.
  • Ergänzend sei noch angemerkt, dass selbstverständlich sämtliche Kombinationen der oben ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiele realisierbar sind.
  • Ferner sind die Zündkerze und die Einspritzeinrichtung vorzugsweise eng benachbart anzuordnen, um eine gegenseitige optimale Orientierung bewerkstelligen zu können. Beispielsweise kann die Zündeinrichtung oder die Einspritzeinrichtung am Umfang ihres Gehäuses eine Nut aufweisen, in welche eine Nase des Gehäuses der jeweils anderen Komponente für eine Befestigung eingreift.
  • Beispielsweise können die Zündkerze und die Einspritzeinrichtung über einen beide Komponenten umfassenden Bügel befestigt und zueinander orientiert werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Zündeinrichtung kein eigenes Gehäuse auf, sondern sie ist in einer zweiten Bohrung des Gehäuses der Einspritzeinrichtung angeordnet.
  • Beispielsweise wird im Zylinderkopf eine Aufnahmebohrung für den Zündstöpsel vorgesehen, dessen Innenkontur der Geometrie des Innengehäuses der Zündkerze entspricht. Die Einbaulage ist vorzugsweise waagerecht ausgebildet. Die Zündelektrode liegt vorzugsweise unterhalb der Kuppel des Einspritzventils.
  • Vorzugsweise weist die Einspritzeinrichtung Aussparungen im Spritzlochkranz auf, wodurch die Elektrode nicht durch das eingespritzte brennbare Gemisch angespritzt wird.
  • Vorzugsweise wird der Zündstöpsel mittels eines schraubbaren Überwurfringes, der beispielsweise über ein Gegengewinde am Zylinderkopf angeschraubt ist, im Zylinderkopf befestigt. Der Überwurfring entspricht vorzugsweise der Bördelung einer herkömmlichen Zündkerze und kann beispielsweise mit einem Steckschlüssel angezogen und wieder gelöst werden. Der Hochspannungsanschluss ist vorzugsweise gleich dem Hochspannungsanschluss der Zündkerze.

Claims (29)

1. Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf (1) eines direkt einspritzenden Benzinmotors, mit:
einer Einspritzeinrichtung (3) für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen (7) in einen Brennraum (10), wobei die Einspritzeinrichtung (3) mindestens ein Einspritzventil (4) aufweist; und mit
mindestens einer Zündeinrichtung (11), die eine in den Brennraum (10) hineinragende Mittelelektrode (12) zum Bilden einer Funkenstrecke (15) zwischen der Mittelelektrode (12) und einer zugeordneten Masseelektrode (8) aufweist;
wobei die zugeordnete Masseelektrode (8) an der Einspritzeinrichtung (3) fest anbringbar ist.
2. Brennraumanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des Einspritzventils (4) als Masseelektrode (8) ausgebildet ist.
3. Brennraumanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) in axialer Richtung des Einspritzventils (4) mittig an demselben sich in den Brennraum (10) hinein erstreckend angeordnet ist.
4. Brennraumanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (4) der Einspritzeinrichtung (3) eine Spritzlochkuppe, insbesondere eine Lochscheibe eines Mehrloch-Einspritzventils, aufweist, welche als Masseelektrode (8) dient.
5. Brennraumanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Masseelektrode (8) dienende Spritzlochkuppe des Einspritzventils (4) nadelförmig und in den Brennraum (10) hinein verlängert ausgebildet ist.
6. Brennraumanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) fest am Gehäuse der Einspritzeinrichtung (3) angebracht ist.
7. Brennraumanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägereinrichtung (5) an der Einspritzeinrichtung (3) zum Tragen der Masseelektrode (8) angebracht ist.
8. Brennraumanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Masseelektroden (8) symmetrisch an der Trägereinrichtung (5) und/oder mehrere Zündeinrichtungen (11) an geeigneten Stellen angebracht sind.
9. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (5) zwischen Einspritzeinrichtung (3) und Zylinderkopf (1) eispannbar ist.
10. Brennraumanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Trägereinrichtung (5) angebrachte Masseelektrode (8) die Mittelelektrode (12) konturangepasst von mindestens zwei Seiten umgibt.
11. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Trägereinrichtung (5) angebrachte Masseelektrode (8) stiftförmig ausgebildet ist.
12. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) unterhalb der Masseelektrode (8) in den Brennraum (10) hinein verlängerbar ist.
13. Brennraumanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an der Trägereinrichtung (5) befestigte Masseelektrode (8) in Richtung des Einspritzventils (4) abgewinkelt ist.
14. Brennraumanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) einen parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode (8) verlaufenden Abschnitt und vorzugsweise einen in Höhe der Funkenstrecke (15) zur Masseelektrode (8) abgewinkelten Abschnitt aufweist.
15. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) zwischen mindestens zwei Masseelektroden (8) angeordnet ist.
16. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende (13) des parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode (8) verlaufenden Abschnitts der Mittelelektrode (12) ein Stift, beispielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Längsachse der Zündeinrichtung (11) anbringbar ist.
11. Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf (1) eines direkt einspritzenden Benzinmotors, mit:
einer Einspritzeinrichtung (3) für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen (7) in einen Brennraum (10), wobei die Einspritzeinrichtung (3) mindestens ein Einspritzventil (4) aufweist; und mit
mindestens einer Zündeinrichtung (11), die eine in den Brennraum (10) hineinragende Mittelelektrode (12) zum Bilden einer Funkenstrecke (15) zwischen der Mittelelektrode (12) und einer zugeordneten Masseelektrode (8) aufweist;
wobei die zugeordnete Masseelektrode (8) an einer Wandung (2) des Brennraums (10) fest anbringbar ist.
18. Brennraumanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) gegenüberliegend der Mittelelektrode (12) an einer Wandung (2) des Brennraums (10) anbringbar ist.
19. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittelelektrode (12) und/oder die Masseelektrode (8) in einer Aussparung der in dem Brennraum (10) eingespritzten Gemischstrahlenwolke (7) erstreckt.
20. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (11) als Zündkerzenstöpsel aus einem Isolator (14) und einer an dem Isolator (14) angebrachten Mittelelektrode (12) ausgebildet ist.
21. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (4) als Drallventil, Mehrlochventil, A-Ventil oder dergleichen ausgebildet ist.
22. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (11) und/oder die Einspritzeinrichtung (3) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
23. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) der Zündeinrichtung (11) in Richtung der Masseelektrode (8) gebogen bzw. abgewinkelt ausgebildet ist.
24. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) in Richtung der Mittelelektrode (12) gebogen bzw. abgewinkelt ist.
25. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) unterhalb des Einspritzventils (4) für eine Anordnung der Funkenstrecke (15) unterhalb der Zentralachse der Gemischstrahlenwolke (7) angeordnet ist.
26. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens zwei Zündeinrichtungen gegenüberliegend in den Brennraum (10) erstrecken, wobei die Masseelektrode (8) zwischen den mindestens zwei Zündeinrichtungen (11) vorgesehen ist.
27. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (11) und die Einspritzeinrichtung (3) mittels einer Verbindungseinrichtung fest miteinander verbindbar sind.
28. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Elektrodenabständen größer 1 mm eine unipolare Hochspannung an der Mittelelektrode (12) vorgesehen ist.
29. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Elektrodenabständen größer 1 mm eine Wechselspannung mit einer Frequenz im Bereich von 20 kHz bis 2 GHz vorgesehen ist.
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