DE10105136A1

DE10105136A1 - In eine Zylinderkopfdichtung integrierte Laser-Zündanlage

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Publication number: DE10105136A1
Application number: DE2001105136
Authority: DE
Original assignee: WOELK ADALBERT
Current assignee: WOELK ADALBERT
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-29

Abstract

Die herkömmlichen Lichtleiter der angemeldeten Laser-Zündanlagen sind in den Zylinderkopf (12) oder den Motorblock (13) eingebracht. Das Nachrüsten einer Laser-Zündanlage bei einem Motor mit herkömmlicher Zündanlage ist somit nicht möglich, da sonst ein neuer Motorblock (13) oder ein neuer Zylinderkopf (12) notwendig wäre und nur die beschriebene Zylinderkopfdichtung (23, Fig 1) die Kosten im Rahmen halten würde. DOLLAR A Die Anmeldung beschreibt eine Zylinderkopfdichtung (23), in die der Lichtleiter (20 und Fig. 3) direkt eingebracht ist. Die Zylinderkopfdichtung (23) beinhaltet außerdem ein Fenster (24) und zur Verstärkung eine Metalleinlage (21). Eine besondere Ausführung der Zylinderkopfdichtung (23) ist durch die Lichtleiterplatine (Fig. 3) möglich, wobei hier der einfache Lichtleiter (20) durch die Lichtleiterplatine (Fig. 3), die die Form einer Zylinderkopfdichtung hat, ersetzt wird. DOLLAR A Die Zylinderkopfdichtung (23, Fig 1-3) eignet sich aufgrund ihrer Eigenschaften für das Nachrüsten einer Laser-Zündanlage bei den herkömmlichen Motoren.

Description

Die Anmeldung beschreibt eine Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) für eine Laser- Zündanlage. Die bisherigen Anmeldungen zur Laser-Zündanlagen zeigen, das für die Übertragung des Laserstrahles (2) aus dem Laser (1) in den Verbrennungsraum (6) ein Lichtleiter (z. B. eine Linse) benötigt wird, die entweder in den Zylinderkopf (12) oder dem Motorblock (13) seine Aufnahmepunkte findet. Die Anmeldung beschreibt einen, in eine Zylinderkopfdichtung (23) integrierten Lichtleiter (20). Dazu befindet sich der Laser (1) und die Linsen (7, 8) in einem Halter (14) mit Befestigung (18), der mittig gegenüber der Zylinderkopfdichtung (23) ausgerichtet ist, und durch Dichtungen (22) den Staub-Wassereindrang und etc. verhindert. Außerdem kann in den Halter (14) ein Stell-Schrittmotor (17 - Fig. 2) integriert werden, der die Verstellung des Zündpunktes (19) im Verbrennungsraum (6) möglich macht (Fig. 2). Die entsprechende Ansteuerung erfolgt über elektrische Leiter (11) und ein Steuergerät (3). Über den Diagnosestecker (15) können nicht nur Fehlercodes abgefragt werden, sondern auch Programme für das bessere Zusammenarbeiten der Laser (1), Zündpunktverstellung (16) und der effektiveren Stromverteilung für mehrere Laser (1) aufgrund einer Stromquelle (5) geladen werden. Außerdem kann das Steuergerät (3) eine herkömmliche Zündanlage (Zündsteuergerät 9 und Zündkerze 10) aufnehmen.

Der Einsatz der herkömmlichen Zündung wird vor allem beim Kaltstart benötigt, wo eine enorme Laserleistung benötigt wird um das Kaltstartgemisch zu zünden. Der Grund dafür ist der Lichtleiter (20) der Wärmeverluste bei der Gemischverbrennung verursacht und somit den Kaltstart erschwert. Dabei ist die herkömmliche Zündanlage im Kaltstart aktiv, wobei die Laserzündanlage deaktiviert bleiben kann. Umgekehrt wird nach dem Kaltstart das Zündsteuergerät (9) der Zündkerze (10) abgeschaltet und die beiden Laser (1) aktiviert. Ebenso ist es möglich, mehrere Laser (1) zu sich gegenüber anzuordnen, um dem Kaltstartnachteil entgegen zu wirken (Fig. 1). Die beschriebene Zylinderkopfdichtung (23) besitzt je nach Zylinderzahl des Motors eine bestimmte Anzahl von Lichtleitern (20), die entweder längs oder quer usw. in die Zylinderkopfdichtung (23) eingebaut werden können. Der Lichtleiter (20) kann in die Zylinderkopfdichtung (23) eingegossen werden, das heißt die Zylinderkopfdichtung (23) besitzt eine Mulde, in die später der Lichtleiter (20) eingebracht wird. Dabei wird die Zylinderkopfdichtung (23) so aufgestellt (z. B. senkrecht), daß die Mulde in der Zylinderkopfdichtung (23) mit dem Lichtleiter (20) befüllt werden kann. Nach der Aushärtung der Lichtleitermasse wird lediglich ein Fenster (24) für den Laserstrahldurchgang in die Zylinderkopfdichtung (23) eingebracht. Dies ist jedoch nicht unbedingt einfach zu bewerkstelligen, wenn der Lichtleiter (20) eine Rundung oder Beugung aufweist, konvex oder konkav ist. Deshalb kann ein Lichtleiter (20) in Fertigform in eine Zylinderkopfdichtung (23) eingebracht werden, indem der Lichtleiter (20) mit einem Speziallkleber eine Verbindung mit der Zylinderkopfdichtung (23) eingeht. Hat der Lichtleiter (20) und die Mulde eine bestimmte Form (z. B. flach, quadratisch) und bestimme Maße so kann die Verbindung zwischen dem Lichtleiter (20) und der Mulde in der Zylinderkopfdichtung (23) allein durch das Festziehen des Zylinderkopfes (12) an den Zylinderblock (13) erfolgen.

Handelt es sich um eine stärkere Motoriesierung, wo der Kolben (4) eine durchschnittlich höhere Kompression erzeugt, so kann in die Zylinderkopfdichtung (23) eine Metalleinlage (21) montiert werden. Bei der stärkeren Motoriesierung kann dabei der Lichtleiter (20), um eine Dichtigkeit zwischen dem Verbrennungsraum (6) und der Laserseite (1) zu garantieren in die Metalleinlage (21) über ein Gewinde eingeschraubt werden. Die Metalleinlage (21) ist deshalb notwendig, da bei einer stärkeren Motoriesierung die Zylinderkopfschrauben am Zylinderkopf (12) stärker angezogen werden. Dadurch erhöht sich der Flächendruck auf der Zylinderkopfdichtung (23) und damit auf dem Lichtleiter (20). Ein Wegbleiben der Metalleinlage (21) könnte eine Zerstörung des Lichtleiters (20) zu Folge haben. Die Metalleinlage (21) verhindert einen hohen Flächendruck im Lichtleiter (20). Den der Druck am Lichtleiter (20) soll eigentlich klein bleiben.

Ebenso ist es möglich eine Lichtleiterplatine (Fig. 3) herzustellen. Das heißt man gießt aus einer vorberechneten Menge eines für Motoren (Je nach Verbrennungstemperatur, Verdichtungsraumdruck und etc.) geeigneten Lichtleitermaterills einen Lichtleiter der genau die Form der Zylinderkopfdichtung (23) hat. Dazu werden die Lichtleiterstellen (20), Kühlwasser-, Ölbohrungen und Zylinderraumbohrungen und etc. mit gefertigt und im fertigen Zustand als eine Platine (Fig. 3) in die Zylinderkopfdichtung (23) anstelle von Lichtleiter (20) und/ oder auch anstelle von Metalleinlage (21) montiert. Außerdem besteht auch die Möglichkeit daß zuerst nur eine Lichtleiterplatine ohne jegliche Bohrungen (Rohling - Fig. 3) gegoßen wird, und erst danach alle anderen notwendigen Bohrungen maschinell (mit Diamantenwerkzeug) eingefräßt oder eingeätzt werden.

Dadurch ermöglicht diese Zylinderkopfdichtung (23) das Nachrüsten einer Laser- Zündanlage für Motoren mit herkömmlicher Zündanlage, ohne daß der Zylinderkopf (12) oder der Motorblock (13) dafür verändert werden muß.

Claims

1. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1-3) gekennzeichnet durch das Vorhandensein von mehreren Bauteilen z. B. Laser (1), Zylinderkopfdichtung (23), Lichtleiter (20), Lichtleiterplatine (Fig. 3), Metalleinlage (21), Halter (14), Zündpunktverstellung (16), Mulde für den Lichtleiter und usw.

2. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkopfdichtung (23) mehrere Lichtleiter (20), Lichtleiterplatine (Fig. 3), Metalleinlage (21), Fenster (24) und usw. aufnimmt bzw. aufnehmen kann.

3. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (20 und Fig. 3) Laserstrahlung (2) über tragen und z. B. ein Gewinde und usw. aufnehmen kann.

4. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zündpunktverstellung (16 - Fig. 2) ein Stellmotor (17) und usw. verwendet werden kann.

5. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination einer herkömmlichen Zündanlage mit einer Laser-Zündanlage und/oder mehrerer Laser (1) zu einander und damit der genannten Bauteile erforderlich werden kann.

6. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage (21) z. B. ein Gewinde, den Lichtleiter (20 und Fig. 3), die Lichtleitermulde, das Fenster (24) und usw. aufnehmen kann.

7. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterplatine (Fig. 3) die Form der Zylinderkopf dichtung (23) inklusive Bohrungen für Öl, Kühlwasser und etc. haben kann.

8. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (20) oder auch die Metalleinlage (21) durch die Lichtleiterplatine (Fig. 3) und usw. ersetzt werden kann.

9. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (14) alle Bauteile aufnehmen kann.

10. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1) nach allen vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterplatine (Fig. 3) aus beliebiger Lichtleitermasse durch gießen, bohren, ätzen und andere bekannte/zukünftige Verfahren hergestellt werden kann.

11. Zylinderkopfdichtung (23 - Fig. 1-3) nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der Bauteile in Größe, Form, Anzahl, Anordnung, Menge usw. möglich ist.