DE3531570A1

DE3531570A1 - Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3531570A1
Application number: DE19853531570
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: GLOTUR TRUST
Current assignee: GLOTUR TRUST
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1987-03-05
Also published as: ES2000884A6; AU6288686A; WO1987001523A1; EP0235223A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Vorkammer an der Zündkerze und einer als Drosselstrecke ausgebildeten Verbindung an der Vorkammer zur Brennkammer des Motors.

Bei derartigen Ausführungen, wie sie z.B. in der DE-OS 25 03 811 beschrieben sind, sind Spezialzündkerzen erforder lich, weil eine Zündeinrichtung notwendig ist, die eine Mindestenergie von 50 Millÿouls und eine Mindeststromstär kenspitze vom 150 Milliamper erforderlich ist. Derartige Zünd-Anlagen erfordern Spezialzündkerzen, und spezielle Stromerzeuger. Beides ist aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Zündeinrichtung so auszu bilden, daß normale Zündkerzen verwandt werden können, und nur geringe, konstruktive Änderungen notwendig sind. So kann z.B. die neue Zündeinrichtung mit der normalen Zündker ze einfach in vorhandene Motoren eingeschraubt werden, ohne daß der Zylinderkopf geändert werden muß.

Die Zündeinrichtung geht aus von einer Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer an der Zündkerze und einer als Drossel strecke ausgebildeten Verbindung von der Vorkammer zur Brennkammer des Motors. Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-OS 25 03 811 beschrieben.

Nachteile dieser Ausführung werden dadurch vermieden, daß die Drosselstrecke mindestens so lang ist, wie der Abstand zwischen Zündelektrode und Beginn der Drosselstrecke.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß mit normalen Zünd kerzen, d.h. auch normalem Zündstrom extreme Magergemische zündfähig gemacht werden. Hier liegt die Erkenntnis zugrun de, daß die Zündkerze in ein Gehäuse gesetzt wird mit einer kleinen Vorkammer an der Kerze und Durchströmungskanälen zu der Brennkammer des Motors. Diese Durchströmungskanäle sind aufgrund ihrer Länge im Verhältnis zur Höhe der Vor kammer so ausgebildet, daß das Gemisch aus einem größeren Teil des Gesamtgemisches zur Zündkerze gebracht wird und andererseits ein sehr großer Strahl oder mehrere Strahle, gezündetes, brennendes Gemisch, das Hauptgemisch der Brenn kammer mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit gebracht wird, und dort eine schnelle und totale Verbrennung bewirkt. Diese schnelle Verbrennung ermöglicht einen späteren Zünd zeitpunkt, was zusätzlich zur Senkung der NOx beiträgt. Die totale Verbrennung verringert noch höher die CH und den Ver brauch.

Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, daß mehrere Durch strömungskanäle, die der Drosselstrecke schräg angeordnet sind, derart, daß die Eingänge an der Brennkammer weiter auseinanderliegen und die Ausgänge zur Vorkammer der Zünd kerze enger zusammen sind. Wichtig ist auch noch, daß die Kanäle so angeordnet sind, daß die verlängerte Richtung der Kanäle zur Zündkerze auf die Mittelelektrode stößt.

Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß ein Durch strömungskanal zur Zündkerze angeordnet ist, der sich zur Kerze hin verringert und in Gegenstromrichtung eine Lavall düse oder Art Lavalldüse bildet. Wichtig ist auch, daß ein Durchströmungskanal der Zündkerze angeordnet ist, der sich zur Kerze hin verkleinert und nahe der engsten Stelle die mittlere Elektrode der Zündkerze angeordnet ist. Eine Aus führungsform, die sehr wesentlich ist, besteht darin, daß die Zündeinrichtung mit einer Vorkammer an der Zündkerze und einem oder mehreren Durchströmungskanälen aus einem Teil besteht, in den serienmäßige Zündkerzen mit kürzeren oder etwas längeren Mittelelektroden eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt. Dabei gehen aus den Zeichen der Beschreibung wei tere Erfindungsmerkmale hervor.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung der Zündeinrichtung im Zylin derkopf einer Brennkraftmaschine.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung der Zündeinrichtung.

Im Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine mit Zylinder 2 und Kolben 3 ist eine Zündeinrichtung 4 mit Zündkerze 5 an geordnet. Die Zündkammer 4 enthält eine Vorkammer 7 im Be reich der Zündkerze 5 und hat mehrere Strömungskanäle 8 von der Vorkammer 7 zu der Hauptbrennkammer 6 des Motors. Die Strömungskanäle 8 sind so angeordnet, daß sie in Richtung Brennkammer 6 etwas auseinander gehen und in Richtung der Brennkammer 7 mehr zusammen laufen. Es werden zwei, drei o der vorzugsweise vier Kanäle vorgesehen. Sie laufen in Rich tung der Vorkammer 7 aufeinander zu, so daß das durchströmen de Gas in Richtung Zündkerze 5 auf die Mittelelektrode 9 der Zündkerze geleitet wird.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung. Hier ist ein Kanal 10 angeordnet, der sich etwa in der Mitte der Zünd kammer 4 zu einem Durchströmungsteil 11 verengt. Die Zündker ze 5 hat eine längere Mittelelektrode 12, die bis nahe an den Durchströmungskanal 11 reicht.

Die Arbeitsweise und der Zündvorgang sind wie folgt:

Beim Verdichtungstakt des Motors preßt der Kolben 3 Magerge misch in die Brennkammer 6. Dabei wird auch Gemisch über die Strömungskanäle 8 in die Vorkammer 7 der Zündkammer 4 mit ho hem Druck und hoher Geschwindigkeit gepreßt. Dieses Gemisch wird im wesentlichen zuerst zur Elektrode 9 geführt und ver drängt dort das noch vorhandene verbrannte Gas in den Seiten raum der Vorkammer 7. Da die Eingänge der Durchströmungska näle 8 auf der Seite der Brennkammer 6 weiter auseinander lie gen, strömt aus vier verschiedenen Teilen des Hauptgemisches 5 Gemisch zu der Elektrode 9 der Zündkerze 5. Dieses Gemisch strömt dann seitwärts von der Elektrode in den übrigen Raum der Vorkammer 7, so daß eine laufende Strömung von vier Ge mischteilen zur Elektrode 9 der Zündkerze 5 und von dort in den übrigen Raum der Vorkammer 7 stattfindet. Durch diesen Vorgang ist gewährleistet, daß zündfähiges Gemisch zur Kerze kommt und dort gezündet wird.

Das gezündete Gemisch Strömt mit hohem Druck durch die vier Kanäle 8 in die Brennkammer 6 und zündet gleichzeitig an vier verschiedenen Stellen das Hauptgemisch in der Brennkammer. Dieses einströmende brennende Gas ist in der Lage, auch sehr magere Gemischanteile zu zünden und zu einer raschen Verbren nung zu bringen. So verläuft die Verbrennung in der Brennkam mer 6 rascher und kompletter als sonst üblich. Dies ermöglicht eine spätere Zündung des Hauptgemisches, was zusätzlich eine Verringerung in der NOx-Bildung bringt und auch die CH senkt.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführung der Zündeinrichtung ge zeigt. Dort ist ein Durchströmungskanal 10 angeordnet, der sich in Richtung Zündkerze 5 zu einem engen Durchgang 11 ver kleinert. Die Mittelelektrode 12 ist so lang, daß sie fast an den Durchgang 11 heran reicht. Die Vorkammer 13 ist so ge staltet, daß sie mit den Durchgängen 11 und 10 eine Lavall düse bildet.

Beim Verdichtungstakt des Motors wird über die große Öffnung des Durchströmungskanals 10 viel Gemisch gepreßt, welches im Durchgang 11 eine hohe Geschwindigkeit erreicht. So strömt viel Gemisch mit hoher Geschwindigkeit zur Elektrode 12 der Zündkerze 5 und füllt unter seitlicher Verdrängung der ver brannten Restgase die Brennkammer 13. Nach Zündung dieses Ge misches strömt dies mit hohem Druck und hoher Geschwindig keit (Lavalldüseneffekt) in die Brennkammer 6 des Motors, entzündet dort einwandfrei auch sehr magere Gemische, die rasch vollständig verbrennen.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß man serienmäßig preis werte Zündkerzen verwenden kann und die Strömung mehrerer Gaskanäle das Gemisch an die Mittelelektrode der Kerze führt, oder ein breiter Durchgangskanal 10 sich in der Nähe der Mit telelektrode 12 zu einem Durchgang 11 verengt, und in Aus gangsströmungsrichtung hohe Geschwindigkeit durch Lavalldü seneffekt erreicht wird, wodurch das gezündete Gas zu einer schnellen kompletten Verbrennung des Hauptgemisches führt.

Claims

1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Vorkam mer (7, 13) an der Zündkerze (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstrecke (8, 10, 11) mindestens so lang ist, wie der Abstand (14) zwischen Zünd kerze (5) und Beginn der Drosselstrecke.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Durchströmungskanä le (8) in der Drosselstrecke schräg angeordnet sind derart, daß die Eingänge an der Brennkammer (6) weiter auseinander liegen und die Ausgänge zur Vorkammer (7) an der Zündkerze (5) enger zusammen sind.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (8) so angeordnet sind, daß die verlängerte Richtung der Kanäle zur Zündkerze (5) auf die Mittelektrode (9) stoßen.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchströmungskanal (10) zur Zündkerze angeordnet ist, der sich zur Zündkerze hin ver kleinert und in Gegenströmungsrichtung eine Lavalldüse oder Art Lavalldüse bildet.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchströmungskanal (10) zur Zündkerze (5) angeordnet ist, der sich zur Zündkerze hin verkleinert und nahe der engsten Stelle (11) der Mittelelektro de (12) der Zündkerze (5) angeordnet ist.

6. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung mit ei ner Vorkammer (7) an der Zündkerze (5) und einem oder mehreren Durchströmungskanälen (10, 8) aus einem Teil (4) besteht, in den serienmäßige Zündkerzen mit kürzerer oder etwas längerer Mittelelektrode einsatzbar sind.