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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine,
mit einer Vorkammer zur Aufnahme eines zündfähigen
Mediums, und mit in einem Aufnahmebereich der Zündkerze
angeordneten Mitteln zur Einkopplung von Laserstrahlung in die Vorkammer.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorkammeranordnung für eine
Brennkraftmaschine zur Aufnahme eines zündfähigen
Mediums mit einem Aufnahmebereich zur Aufnahme einer Zündkerze.
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Derartige
Systeme zur Laserzündung in einer Vorkammer finden beispielsweise
Anwendung bei Brennkraftmaschinen, welche an der Magergrenze betrieben
werden, das heißt mit einer Luftzahl Lambda > 1. Insbesondere stationäre
Großgasmotoren mit Bohrungsdurchmessern von 160 mm und mehr
werden an der Magergrenze betrieben, um einen möglichst
hohen thermodynamischen Wirkungsgrad zu erzielen und gleichzeitig
Stickoxidemissionen (NOx) zu minimieren.
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Ein
Nachteil des Betriebs an der Magergrenze ist die geringe Flammengeschwindigkeit
in dem Brennraum und die damit einhergehende lange Brenndauer. Zur
Verringerung der langen Brenndauer und der damit einhergehenden
entsprechenden Steigerung des Motorwirkungsgrads werden insbesondere
bei Großgasmotoren höchst turbulente Brennverfahren
verwendet. Für eine zuverlässige Zündung
des in dem Brennraum befindlichen mageren Gemischs haben sich laserbetriebene
Vorkammerzündkerzen als zweckmäßig erwiesen.
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Aus
der
DE 10 2006
018 973 A1 ist ein System für eine Laserzündung
in einer Vorkammer bekannt. Der Zündpunkt, auf den die
Laserstrahlung fokussiert wird, wird bei dem bekannten System in
den Bereich von Überströmkanälen gelegt,
die eine Fluidverbindung zwischen der Vorkammer und dem Brennraum
einer Brennkraftmaschine herstellen. Die strömungsdynamischen
Bedingungen am Ort des herkömmlich gewählten Zündpunkts
weisen ein sehr komplexes Zeitverhalten auf und erschweren somit insbesondere
eine zuverlässige Laserzündung mit einer niedrigen
Zyklusstreuung bezüglich der Verbrennung.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgemäß ist
es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündkerze sowie
eine Vorkammeranordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu
verbessern, dass eine zuverlässige Zündung des in
der Vorkammer enthaltenen Gemischs mit besonders geringen Zyklusstreuungen
hinsichtlich der Verbrennung in der Vorkammer möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Zündkerze der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Vorkammer eine dem Aufnahmebereich benachbart angeordnete Primärkammer
und eine Sekundärkammer aufweist, die in einem dem Aufnahmebereich
abgewandten Endbereich der Primärkammer mit der Primärkammer
in Fluidverbindung steht, und dass die Mittel zur Einkopplung von Laserstrahlung
in die Vorkammer so ausgebildet sind, dass die Laserstrahlung auf
mindestens einen in der Primärkammer liegenden Zündpunkt
fokussiert wird.
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Als
Grenze zwischen Primärkammer und Sekundärkammer
wird vorzugsweise eine zwischen der Primärkammer und der
Sekundärkammer angeordnete Kante aufgefasst.
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Durch
die erfindungsgemäße Konfiguration der Vorkammer
ist vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, eine Gemischbildung
in der Vorkammer dahingehend zu steuern, dass sich bei dem Beschicken der
Vorkammer mit dem zündfähigen Medium eine Ladungsschichtung
ergibt, bei der unterschiedliche Bereiche bzw. Schichten des Mediums
in der Vorkammer jeweils eine unterschiedliche Luftzahl aufweisen.
Diese Schichtung des in der Vorkammer enthaltenen Gemischs erzeugt
Untersuchungen der Anmelder zufolge eine sehr geringe Zyklusstreuung
des Mitteldrucks im Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine, das heißt,
der Mitteldruck variiert zwischen verschiedenen Arbeitszyklen der
betrachteten Brennkraftmaschine nur verhältnismäßig
wenig. Dadurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft
möglich, den Zündpunkt gezielt in einen solchen
Gemischbereich, das heißt in eine spezielle Schicht des
in der Vorkammer enthaltenen Gemischs, zu legen, die eine besonders
effiziente Zündung ermöglicht. Besonders bevorzugt
wird der Zündpunkt erfindungsgemäß daher
so gewählt, dass er sich in dem Bereich einer Gemischschicht
mit der Luftzahl Lambda = 1 befindet, wodurch vorteilhaft eine minimale
Spitzenleistung bzw. Impulsenergie des für die Zündung
verwendeten Laserimpulses erforderlich ist. Hierzu kann die Geometrie
der erfindungsgemäßen Vorkammer auf die Fokussieroptik
der Lasereinrichtung, insbesondere ihre Brennweite usw., abgestimmt
werden, beispielsweise unter Verwendung numerischer Strömungssimulationen
unter Berücksichtigung der motorischen bzw. anwendungsbezogenen
Randbedingungen, insbesondere eines Verdichtungsverhältnisses
und/oder eines Mindestluftverhältnisses eines Treibgases
und/oder eines Vorkammergasdrucks und/oder eines Zündzeitpunkts,
usw.
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Untersuchungen
der Anmelder zufolge kann die für eine Zündung
in der Vorkammer verwendete Laserimpulsenergie bei dem erfindungsgemäßen System
gegenüber herkömmlichen Systemen ohne Vorkammer
(„Direktzünder”) um bis zu 90% verringert
werden, ohne die Stabilität der Zündung beziehungsweise
eines nach der Zündung ablaufenden Verbrennungsverlaufs
zu beeinträchtigen. Dadurch ermöglicht die vorliegende
Erfindung vorteilhaft einen schonenderen Betrieb der Lasereinrichtung
bzw. die Verwendung einer weniger leistungsfähigen Lasereinrichtung.
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Ein
weiterer Vorteil der besonderen erfindungsgemäßen
Konfiguration der Vorkammer besteht darin, dass sich durch den bereits
beschriebenen Effekt der Gemischschichtung ein Restgaspolster in
demjenigen Teil der Primärkammer bildet, der in der Umgebung
des Aufnahmebereichs der Zündkerze liegt. Dieses Restgaspolster
schützt beispielsweise ein Brennraumfenster einer zusammen
mit der erfindungsgemäßen Zündkerze eingesetzten
Lasereinrichtung vor unerwünschten Ruß- und sonstigen
Ablagerungen, die sich üblicherweise bei dem Kontakt des
Brennraumfensters mit einer heißen Flammenfront bilden,
insbesondere bei fetten Gemischen.
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Eine
besonders effiziente Gemischschichtung und Bildung eines den Aufnahmebereich
schützenden Restgaspolsters ist einer Variante der erfindungsgemäßen
Zündkerze nach dann gegeben, wenn die Primärkammer
eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und ihre Längsachse
im Wesentlichen parallel verläuft zu einer Einstrahlrichtung der
Laserstrahlung in die Vorkammer.
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Einer
weiteren Erfindungsvariante zufolge kann der Durchmesser der Primärkammer
kleiner oder gleich dem zweifachen Durchmesser eines maximalen Strahlquerschnitts
der in die Primärkammer eintretenden Laserstrahlung sein.
Das heißt, die erfindungsgemäße Primärkammer
ist im Verhältnis zu herkömmlichen Vorkammern
besonders schmal ausgebildet und bietet daher einen effektiven Schutz
des Aufnahmebereichs beziehungsweise einer in dem Aufnahmebereich
angeordneten Optik beziehungsweise eines Brennraumfensters der Lasereinrichtung.
Im Allgemeinen kann die Schutzwirkung des erfindungsgemäß in
der Primärkammer ausgebildeten Restgaspolsters dadurch
weiter gesteigert werden, dass der Durchmesser der Primärkammer
derart verringert wird, dass die für die Zündung
erforderliche Laserstrahlung gerade noch durch die Primärkammer
auf den Zündpunkt hindurchtreten kann.
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Eine
besonders hohe Zündenergie kann in der Vorkammer der erfindungsgemäßen
Zündkerze einer weiteren Erfindungsvariante zufolge dann
gespeichert werden, wenn das Volumen der Sekundärkammer
größer oder gleich dem vierfachen Volumen der
Primärkammer ist.
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Eine
strömungsdynamisch besonders günstige Formgebung
für die Sekundärkammer ist gekennzeichnet durch
eine bezüglich ihrer Längsachse im Wesentlichen
rotationssymmetrische Grundform.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze, bei der sich eine besonders präzise
Gemischschichtung in der Vorkammer ergibt, ist vorgesehen, dass
die Sekundärkammer relativ zu der Primärkammer
so angeordnet ist, dass die Längsachse der Primärkammer
und die Längsachse der Sekundärkammer im Wesentlichen
parallel zueinander sind, insbesondere zusammenfallen.
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Alternativ
kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass
die Sekundärkammer relativ zu der Primärkammer
so angeordnet ist, dass die Längsachse der Primärkammer
und die Längsachse der Sekundärkammer nicht parallel
zueinander sind, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad zur Konfiguration der
Zündkerze beziehungsweise darin enthaltener Kühlkanäle
und dergleichen gegeben ist. Der Winkel zwischen den Längsachsen
der Primärkammer und der Sekundärkammer kann ganz
besonders vorteilhaft auch mit dem Ziel entsprechend gewählt
werden, eine sich nach der Zündung des in der Vorkammer enthaltenen
zündfähigen Gemischs einstellende Fluidströmung
zu beeinflussen. Aufgrund ihrer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt
prägt die erfindungsgemäße Primärkammer
der sich ausbreitenden Flammenfront nämlich eine axiale
Bewegungskomponente, das heißt parallel zu der Längsachse
der Primärkammer, auf, so dass durch eine Verkippung der Längsachsen
der Primärkammer und der Sekundärkammer zueinander
ein gewünschtes Einströmverhalten der Zündfackeln
bzw. Flammenfront in die Sekundärkammer eingestellt werden
kann.
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Unabhängig
von der Ausrichtung der Längsachsen der Primärkammer
und der Sekundärkammer zueinander ist durch die erfindungsgemäße
Anordnung dieser beiden Vorkammerteile, die einer ”Hintereinanderschaltung” der
Primärkammer und der Sekundärkammer – ausgehend
von dem Aufnahmebereich der Zündkerze – entspricht, stets
die besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Schichtung des zündfähigen
Gemischs in der Vorkammer gegeben. Solange demnach eine Fluidverbindung
zwischen der Primärkammer und der Sekundärkammer
sichergestellt ist, so dass gezündetes Plasma beziehungsweise
eine in der Primärkammer entstehende Flammenfront sich
auch in die Sekundärkammer und von dort schließlich
in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ausbreiten kann, sind
die erfindungsgemäßen Vorteile der reproduzierbaren
Qualität der Zündung sowie des Schutzes des Aufnahmebereichs
beziehungsweise eines darin angeordneten Brennraumfensters und dergleichen
durch das sich in der Primärkammer ausbildende Restgaspolster
gegeben.
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Eine
besonders effiziente Übertragung der Zündenergie
beziehungsweise eine Ausbreitung der Flammenfront aus der Primärkammer
in die Sekundärkammer bei gleichzeitiger Beibehaltung eines schützenden
Restgaspolsters in der Primärkammer ist erfindungsgemäß dann
gegeben, wenn die Sekundärkammer in einem ersten Endbereich,
in dem sie in Fluidverbindung mit der Primärkammer steht, einen
bzw. ihren minimalen Durchmesser aufweist, der vorzugsweise etwa
dem Durchmesser der Primärkammer entspricht.
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Besonders
bevorzugte Erfindungsvarianten sind ferner dadurch gekennzeichnet,
dass die Sekundärkammer in einem zweiten, einem Brennraum
der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich, einen zweiten Durchmesser
aufweist, der vorzugsweise kleiner ist als ein maximaler Durchmesser
der Sekundärkammer. Der maximale Durchmesser der Sekundärkammer
ist einer anderen vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge so gewählt,
dass er mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser
der Primärkammer.
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Noch
einer weiteren sehr vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge ist
die Länge der Sekundärkammer mindestens eineinhalbmal
so groß wie die Länge der Primärkammer.
Dadurch kann vorteilhaft eine verhältnismäßig
hohe Zündenergie in der Vorkammer der erfindungsgemäßen
Zündkerze gespeichert werden, während gleichzeitig
verhältnismäßig geringe Brennweiten für
eine Fokussieroptik verwendbar sind, die zur Fokussierung von Laserstrahlung
auf den in der Primärkammer angeordneten Zündpunkt
vorgesehen ist, so dass nur eine verhältnismäßig
geringe Energie der Laserstrahlung für die Laserzündung
benötigt wird.
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Die
Verwendung verhältnismäßig kleiner Brennweiten
einer Fokussieroptik ermöglicht erfindungsgemäß vorteilhaft
ebenfalls eine weitere Reduktion der erforderlichen Spitzenleistung
bzw. Impulsenergie der zur Zündung verwendeten Laserimpulse,
weil sich die Leistungsdichte der Laserstrahlung in dem Zündpunkt
bekanntlich umgekehrt proportional zu der Brennweite der verwendeten
Fokussieroptik verhält.
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Eine
besonders günstige Führung einer Fluidströmung
von der Primärkammer in die Sekundärkammer ist
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze zufolge dadurch gegeben, dass ein Übergangsbereich zwischen
der Primärkammer und der Sekundärkammer abgerundete
Wandabschnitte aufweist.
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Anstelle
der streng zylindrischen Ausbildung der Primärkammer kann
diese beispielsweise auch die Form eines Kegelstumpfs aufweisen,
wobei sich ein erster, kleinerer Durchmesser der Primärkammer ausgehend
von dem Aufnahmebereich, das heißt dem Ort der Einkopplung
der Laserstrahlung in die Primärkammer, kontinuierlich über
die Längsrichtung des Kegelstumpfs hin vergrößert
bis zu einem größeren zweiten Durchmesser, der
in dem Übergangsbereich von der Primärkammer zu
der Sekundärkammer vorgesehen ist.
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Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze ist vorgesehen, dass ein Volumenschwerpunkt der
Primärkammer etwa in der Mitte ihrer Längsachse
liegt und/oder dass ein Volumenschwerpunkt der Sekundärkammer
in einer der Primärkammer benachbarten Hälfte,
insbesondere entlang der Längsachse gemessenen Hälfte,
der Sekundärkammer liegt.
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Zur
Realisierung einer sogenannten gespülten Vorkammer kann
erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mindestens
ein Einlassventil zum Einbringen eines Fluids, insbesondere des
zündfähigen Mediums, in die Vorkammer, vorgesehen
ist. Das Einlassventil ist besonders bevorzugt so angeordnet, dass
es die Einbringung des Fluids direkt in die Sekundärkammer
erlaubt, insbesondere in eine der Primärkammer benachbarte
Hälfte der Sekundärkammer.
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Bei
der Einbringung des zündfähigen Fluids in die
erfindungsgemäße Sekundärkammer ist vorteilhaft
gewährleistet, dass ein den Aufnahmebereich beziehungsweise
ein darin angeordnetes Brennraumfenster einer Lasereinrichtung oder
dergleichen vor der Flammenfront schützendes Restgaspolster
in der Primärkammer erhalten bleibt und die thermo-chemische
Belastung der in dem Aufnahmebereich angeordneten Komponenten, insbesondere des
Brennraumfensters, minimal ist.
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Das
zündfähige Fluid kann alternativ oder ergänzend
auch direkt in die erfindungsgemäße Primärkammer
eingebracht werden. Wenn die Zufuhr des zündfähigen
Fluids ausschließlich direkt in die Primärkammer
erfolgt, ist es Untersuchungen der Anmelder zufolge ebenfalls möglich,
ein schützendes Restgaspolster vor dem Brennraumfenster
zu erhalten und gleichzeitig eine Gemischschicht mit optimaler Luftzahl
Lambda = 1 zu zünden. Insgesamt ergibt sich bei dieser
Erfindungsvariante ein noch geringerer Verbrauch des zündfähigen
Fluids für die Verbrennung in der Vorkammer.
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Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze weist die Sekundärkammer in ihrem brennraumseitigen Endbereich
mindestens einen eine Fluidverbindung zu einem Brennraum der Brennkraftmaschine
ermöglichenden Überströmkanal auf, der
vorzugsweise als Drallkanal ausgebildet ist, um einem hindurchströmenden
Fluid bezogen auf eine Längsachse der Vorkammer eine tangentiale
Bewegungskomponente aufzuprägen, was eine bessere Vermischung
des hindurchströmenden Fluids mit einem bereits vorhandenen
Fluid ermöglicht.
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Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist in der Zündkerze, insbesondere in ihrem Aufnahmebereich,
eine Einkoppeloptik zur Einkopplung der Laserstrahlung in die Vorkammer,
vorgesehen. Die Einkoppeloptik kann beispielsweise ein die räumliche
Trennung zwischen der Primärkammer und dem Aufnahmebereich
realisierendes Brennraumfenster und/oder eine Fokussieroptik zur
Fokussierung der Laserstrahlung auf den in der Primärkammer
liegenden Zündpunkt aufweisen. Eine Kombination dieser
Komponenten ist ebenfalls möglich.
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Sehr
vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Zündkerze
einer weiteren Variante zufolge auch eine Lasereinrichtung aufweisen,
insbesondere eine Lasereinrichtung mit einem laseraktiven Festkörper
und einer passiven Güteschaltung, wodurch die für
die Zündung erforderliche Laserstrahlung direkt in der erfindungsgemäßen
Zündkerze erzeugbar ist. Die Lasereinrichtung kann vorteilhaft
einen monolithischen Aufbau besitzen, bei dem der laseraktive Festkörper
und die passive Güteschaltung sowie den Laserresonator
begrenzende Ein- und Auskoppelspiegel sowie ggf. weitere optische
Elemente wie z. B. ein optischer Verstärker in ein einziges
Bauelement integriert sind.
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Alternativ
kann der erfindungsgemäßen Zündkerze
auch die für die Zündung erforderliche Laserstrahlung
von einer entfernt angeordneten Quelle zugeführt werden.
In diesem Fall realisieren die in der Zündkerze angeordneten
Mittel zur Einkopplung von Laserstrahlung in die Vorkammer die Funktion
einer Fokussieroptik und/oder eines Brennraumfensters.
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Obwohl
die Vorkammer der erfindungsgemäßen Zündkerze
vorstehend als in die Zündkerze integriert beschrieben
worden ist, kann, insbesondere bei einer Anwendung im Bereich von
Stationärmotoren beziehungsweise Großgasmotoren
usw., die erfindungsgemäße Vorkammerkonfiguration
bestehend aus der Primärkammer und der nachgeordneten Sekundärkammer
beispielsweise auch direkt in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
integriert sein.
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Als
eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist eine Vorkammeranordnung gemäß Patentanspruch
19 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorkammeranordnung
weist einen Aufnahmebereich zur Aufnahme einer Zündkerze
auf und besitzt darüberhinaus eine dem Aufnahmebereich
benachbart angeordnete Primärkammer und eine Sekundärkammer,
die in einem dem Aufnahmebereich abgewandten Endbereich der Primärkammer mit
der Primärkammer in Fluidverbindung steht. Ferner weist
die Primärkammer der erfindungsgemäßen Vorkammeranordnung
eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und der maximale Durchmesser
der Sekundärkammer ist mindestens doppelt so groß wie der
Durchmesser der Primärkammer.
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Die
erfindungsgemäße Vorkammeranordnung entspricht
im Wesentlichen der Vorkammerkonfiguration der erfindungsgemäßen
Zündkerze und kann besonders vorteilhaft als separates
Bauteil hergestellt und eingesetzt werden. Hierzu kann die erfindungsgemäße
Vorkammeranordnung beispielsweise mit einem Schraubgewinde zum direkten
Einschrauben der Vorkammeranordnung in einen Zylinderkopf einer
Brennkraftmaschine versehen sein. Ebenso kann eine Zündkerze,
vorzugsweise eine Laserzündkerze, durch eine Schraubverbindung
an der erfindungsgemäßen Vorkammeranordnung fixiert
werden, so dass die von der Laserzündkerze erzeugte Laserstrahlung
direkt in die Primärkammer der erfindungsgemäßen
Vorkammeranordnung einkoppelbar ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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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 oder 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.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Zündkerze,
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2 eine
vergrößerte Ansicht der Zündkerze gemäß 1,
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3 eine
Ausführungsform einer in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
integrierten erfindungsgemäßen Vorkammeranordnung,
und
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4 eine
weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorkammeranordnung.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 in einem teilweisen Querschnitt.
Die Zündkerze 100 wird bevorzugt in Brennkraftmaschinen
eingesetzt, die an der Magergrenze betrieben werden, das heißt
mit einer Luftzahl Lambda > 1.
Insbesondere stationäre Großgasmotoren werden
an der Magergrenze betrieben, um einen möglichst hohen
thermodynamischen Wirkungsgrad zu erzielen und gleichzeitig Stickoxidemissionen
(NOx) zu minimieren.
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Ein
Nachteil des Betriebs an der Magergrenze ist die geringe Flammengeschwindigkeit
in dem Brennraum 300 der Brennkraftmaschine und die damit
einhergehende lange Brenndauer. Um trotz des Betriebs im Bereich
der Magergrenze möglichst kurze Brenndauern und damit einen
hohen Motorwirkungsgrad zu ermöglichen, werden die betrachteten Großgasmotoren
in der Regel mit höchst turbulenten Brennverfahren betrieben.
Ab einem gewissen Bohrungsdurchmesser, beispielsweise etwa 160 mm,
ist eine hochenergetische Zündquelle erforderlich, um die
Verbrennung in dem Brennraum 300 des Großgasmotors
zuverlässig und schnell zu starten.
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Daher
weist die erfindungsgemäße Zündkerze 100 eine
Vorkammer 110 auf, in der die Zündung für
den Brennraum 300 der die Zündkerze 100 enthaltenden
Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Hierzu wird die Vorkammer 110 in
an sich bekannter Weise mit einem zündfähigen
Medium beschickt. Anschließend wird das in der Vorkammer 110 enthaltene
zündfähige Medium durch einen oder mehrere Laserimpulse 135 gezündet,
die von einer in der Zündkerze 100 enthaltenen
Lasereinrichtung 130 lokal erzeugt und auf den Zündpunkt
ZP fokussiert werden. Nach der Zündung treten aus der Vorkammer 110 infolge
der darin ablaufenden Verbrennung hochenergetische Zündfackeln
(nicht gezeigt) durch die eine Fluid- beziehungsweise Plasmaverbindung
realisierenden Überströmkanäle 112 in
den Brennraum 300 der Brennkraftmaschine. Die hochenergetischen Zündfackeln
entzünden zuverlässig und schnell das in dem Brennraum 300 vorhandene
magere Gemisch, das eine Luftzahl Lambda von 1,9 oder größer aufweisen
kann.
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Die
Lasereinrichtung 130 kann vorteilhaft einen monolithischen
Aufbau besitzen, bei dem ein nicht näher dargestellter
laseraktiver Festkörper und eine passive Güteschaltung
sowie einen Laserresonator begrenzende Ein- und Auskoppelspiegel
sowie ggf. weitere optische Elemente wie z. B. ein optischer Verstärker
in ein einziges Bauelement 130 integriert sind.
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Erfindungsgemäß weist
die Zündkerze 100 eine besonders ausgebildete
Vorkammer 110 auf. Wie aus 1 ersichtlich
ist die Vorkammer 110 insgesamt durch eine Primärkammer 1101 und
eine mit der Primärkammer 1101 in Fluidverbindung
stehende Sekundärkammer 1102 gebildet.
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Erfindungsgemäß ist
die Primärkammer 1101 benachbart angeordnet zu
dem Aufnahmebereich 120 der Zündkerze 100,
so dass die in dem Aufnahmebereich 120 angeordnete Lasereinrichtung 130 die
Laserstrahlung 135 direkt in die Primärkammer 1101 einkoppeln
kann. Eine räumliche Trennung zwischen der Primärkammer 1101 und
der Lasereinrichtung 130 ist dabei vorliegend durch die
Einkoppeloptik 131 realisiert, die die Funktion eines Brennraumfensters
und/oder einer Fokussieroptik zur Fokussierung der Laserstrahlung 135 auf
den Zündpunkt ZP aufweist.
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Ausgehend
von dem Aufnahmebereich 120 der Zündkerze 100 ist
der Primärkammer 1101 die Sekundärkammer 1102 nachgeordnet.
Das bedeutet, die Sekundärkammer 1102 setzt die
erfindungsgemäße Vorkammer 110 in einer
brennraumseitigen Richtung fort. Die Sekundärkammer 1102 ist
hierzu in einem dem Aufnahmebereich 120 abgewandten Endbereich 1101a der
Primärkammer 1101 mit der Primärkammer 1101 so
verbunden, dass eine Fluidverbindung zwischen der Primärkammer 1101 und der
Sekundärkammer 1102 besteht.
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Obwohl
die Primärkammer 1101 und die Sekundärkammer 1102 gemäß der
Ausführungsform aus 1 so relativ
zueinander ausgerichtet sind, dass ihre Längsachsen L1,
L2 zusammenfallen, kann die erfindungsgemäße Zündkerze 100 auch
eine hiervon abweichende Konfiguration aufweisen, die insbesondere
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Längsachsen L1, L2
der Primärkammer 1101 und der Sekundärkammer 1102 miteinander
einen von 0° beziehungsweise 180° verschiedenen
Winkel einschließen, gleichsam eine ”abgewinkelte” Fluidverbindung herstellen.
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Für
die erfindungsgemäße Fluidverbindung zwischen
der Primärkammer 1101 und der Sekundärkammer 1102 reicht
es völlig aus, wenn ein in der Primärkammer 1101 befindliches
Fluid beziehungsweise Plasma in die Sekundärkammer 1102 strömen kann
beziehungsweise umgekehrt. Eine optische Verbindung zwischen der
Primärkammer 1101 und der Sekundärkammer 1102 in
dem Sinne, dass eine Einkopplung von mittels der Lasereinrichtung 130 erzeugter
Laserstrahlung 135 in die Sekundärkammer 1102 möglich
ist, ist zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Prinzips
nicht erforderlich.
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Erfindungsgemäß ergibt
sich nämlich bei dem Beschicken der Vorkammer 110 mit
dem zündfähigen Fluid eine besondere Schichtung
des zündfähigen Fluids in der Vorkammer 110,
wobei eine bevorzugt gezündete Gemischkonfiguration sich
insbesondere in der Primärkammer 1101 einstellt,
etwa im Bereich des in 1 angedeuteten Zündpunkts
ZP. Daher reicht es für den Betrieb der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 aus, wenn die Laserstrahlung 135 an
einen Ort in der Primärkammer 1101 einkoppelbar
ist.
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Das
zündfähige Fluid wird bei der Zündkerze 100 gemäß 1 durch
das Einlassventil 140 direkt in die Sekundärkammer 1102 eingebracht.
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Nach
diesem auch als „Gasspülung der Vorkammer” bezeichneten
Prozess ist die Sekundärkammer 1102 nahezu vollständig
mit dem durch das Einlassventil 140 eingebrachten Fluid,
beispielsweise Methangas, gefüllt. Die Gasspülung
erfolgt in an sich bekannter Weise i. d. R. kurz vor dem Beginn
eines Verdichtungstakts des dem Brennraum 300 zugeordneten
Zylinders der Brennkraftmaschine.
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Mit
einem zunehmendem Kolbenhub eines dem Brennraum 300 der
Brennkraftmaschine zugeordneten Kolbens (nicht gezeigt), d. h. mit
zunehmender Verdichtung, wird mageres Gemisch von dem Brennraum 300 durch
die Überströmkanäle 112 in die
Sekundärkammer 1102 gepresst und bildet dort ein
nur schwach geschichtetes Gemisch mit einer Luftzahl, die sich in 1 von
oben nach unten, also mit zunehmender Nähe zu den Überströmkanälen 112,
verringert. Das heißt, in Abhängigkeit der bei
der Brennkraftmaschine vorherrschenden Kompression wird über
den Verbindungsbereich der Sekundärkammer 1102 zu
der Primärkammer 1101 ein schichtweise fetteres
Gemisch (in 1 von unten nach oben) in die
Primärkammer 1101 geschoben, wobei sich dort erfindungsgemäß eine
definierte und gut reproduzierbare Ladungsschichtung ergibt.
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Die
geometrischen Parameter der Vorkammer 110 sowie die Optik
der Lasereinrichtung 130 beziehungsweise die Einkoppeloptik 131 werden
so aufeinander abgestimmt, dass der Zündpunkt ZP möglichst
genau in derjenigen Gemischschicht in der Primärkammer 1101 liegt,
die durch einen Luftzahlwert Lambda = 1 gekennzeichnet ist. Der
genaue Ort für den Zündpunkt ZP in der Primärkammer 1101 kann
beispielsweise empirisch oder auch mittels Simulationen in Abhängigkeit
der geometrischen Randbedingungen sowie weiterer Betriebsparameter
der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Bei einer derartigen Wahl
für den Zündpunkt ZP ist vorteilhaft eine minimale
Spitzenleistung bzw. Impulsenergie des für die Zündung
verwendeten Laserimpulses 135 erforderlich.
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Besonders
bevorzugt ist die Geometrie der Primärkammer 1101 so
ausgebildet, dass der Zündpunkt ZP möglichst in
der Nähe des dem Aufnahmebereich 120 abgewandten
Endbereichs 1101a der Primärkammer 1101 liegt.
In diesem Fall wird das stöchiometrische Gemisch in der
Sekundärkammer 1102 optimal für die Verbrennung
in der Vorkammer 110 ausgenutzt, und es wird nur ein verhältnismäßig geringer
Anteil unverbrannten stöchiometrischen Gemischs durch die Überströmkanäle 112 in
den Brennraum 300 ausgeschoben (sogenannte Überströmverluste).
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Ein
weiterer Vorteil der Positionierung des Zündpunkts ZP in
dem dem Aufnahmebereich 120 abgewandten Endbereich 1101a der
Primärkammer 1101 besteht darin, dass sich in
der Primärkammer 1101, insbesondere zwischen dem
Zündpunkt ZP und der Einkoppeloptik 131, ein Restgaspolster (nicht
gezeigt) ausbildet, welches die von der Flammenfront im Bereich
des Zündpunkts ZP ausgehende thermo-chemische Belastung
der Einkoppeloptik 131 verringert und damit deren Standzeit
erhöht. Eine Verrußung der Einkoppeloptik 131 durch
ein stöchiometrisches oder sogar fettes (Luftzahl Lambda < 1) Gemisch wird
ebenfalls vorteilhaft verhindert.
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Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Aufteilung der
Vorkammer 110 in die Primärkammer 1101 und
die ihr nachgeordnete Sekundärkammer 1102 bestehen
darin, dass in der Primärkammer 1101 ein verhältnismäßig
geringes Turbulenzniveau gegeben ist. Zusammen mit der vorstehend
beschriebenen Gemischschichtung in der Primärkammer 1101 existieren
damit in der Primärkammer 1101 optimale Voraussetzungen
für eine zuverlässige Entflammung und zur Realisierung
einer niedrigen Zyklusstreuung der Verbrennung des zündfähigen
Gemischs in der Vorkammer 110.
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Durch
die erfindungsgemäße, bevorzugt kreiszylindrisch
ausgebildete Primärkammer 1101 ist das Brennraumfenster
der Lasereinrichtung 130 beziehungsweise die Einkoppeloptik 131 gleichsam
gegenüber der restlichen Vorkammer 110 stark zurückversetzt,
so dass das sich in der Primärkammer 1101 bildende
Restgaspolster einen Schutz der Einkoppeloptik 131 vor
der Flammenfront bildet. Besonders vorteilhaft ist hiermit auch
eine geringere Rußbeaufschlagung der Einkoppeloptik 131 aus
der Vorkammer 110 verbunden.
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 gemäß 1.
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Eine
besonders effiziente und gut reproduzierbare Gemischschichtung und
Bildung eines den Aufnahmebereich 120 bzw. die Einkoppeloptik 131 schützenden
Restgaspolsters ist einer Variante der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 zufolge dann gegeben, wenn die Primärkammer 1101 eine
im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und ihre Längsachse
L1 im Wesentlichen parallel verläuft zu einer Einstrahlrichtung
der Laserstrahlung 135 in die Vorkammer 110.
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Einer
weiteren Erfindungsvariante zufolge kann der Durchmesser d1 der
Primärkammer 1101 kleiner oder gleich dem zweifachen
Durchmesser s eines maximalen Strahlquerschnitts der durch die Primärkammer 1101 durchtretenden
Laserstrahlung 135 sein. Das heißt, die erfindungsgemäße
Primärkammer 1101 ist im Verhältnis zu
herkömmlichen Vorkammern besonders schmal ausgebildet und
bietet daher einen effektiven Schutz des Aufnahmebereichs 120 beziehungsweise
der in dem Aufnahmebereich 120 angeordneten Optik 131 beziehungsweise
eines Brennraumfensters der Lasereinrichtung 130. Im Allgemeinen
kann die Schutzwirkung des erfindungsgemäß in
der Primärkammer 1101 ausgebildeten Restgaspolsters
dadurch weiter gesteigert werden, dass der Durchmesser d1 der Primärkammer 1101 derart
verringert wird, dass die für die Zündung erforderliche
Laserstrahlung 135 gerade noch durch die Primärkammer 1101 auf
den Zündpunkt ZP hindurchtreten kann.
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Eine
besonders hohe Zündenergie kann in der Vorkammer 110 der
erfindungsgemäßen Zündkerze 100 einer
weiteren Erfindungsvariante zufolge dann gespeichert werden, wenn
das Volumen der Sekundärkammer 1102 größer
oder gleich dem vierfachen Volumen der Primärkammer 1101 ist.
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Eine
strömungsdynamisch besonders günstige Formgebung
für die Sekundärkammer 1102 ist gekennzeichnet
durch eine bezüglich ihrer Längsachse L2 im Wesentlichen
rotationssymmetrische Grundform.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100, bei der sich eine besonders präzise
Gemischschichtung in der Vorkammer 110 ergibt, ist vorgesehen, dass
die Sekundärkammer 1102 relativ zu der Primärkammer 1101 so
angeordnet ist, dass die Längsachse L1 der Primärkammer 1101 und
die Längsachse L2 der Sekundärkammer 1102 im
Wesentlichen parallel zueinander sind, insbesondere zusammenfallen,
vgl. 1, 2.
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Alternativ
kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass
die Sekundärkammer 1102 relativ zu der Primärkammer 1101 so
angeordnet ist, dass die Längsachse L1 der Primärkammer 1101 und die
Längsachse L2 der Sekundärkammer 1102 nicht parallel
zueinander sind, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad zur Konfiguration
der Zündkerze 100 beziehungsweise darin enthaltener
Kühlkanäle und dergleichen gegeben ist. Der Winkel
zwischen den Längsachsen L1, L2 der Primärkammer 1101 und
der Sekundärkammer 1102 kann ganz besonders vorteilhaft
auch mit dem Ziel entsprechend gewählt werden, eine sich
nach der Zündung des in der Vorkammer 110 enthaltenen
zündfähigen Gemischs einstellende Fluidströmung
gezielt zu beeinflussen. Aufgrund ihrer im Wesentlichen zylindrischen
Gestalt prägt die erfindungsgemäße Primärkammer 1101 der
sich von dem Zündpunkt ZP ausbreitenden Flammenfront nämlich
eine axiale Bewegungskomponente, das heißt parallel zu
der Längsachse L1 der Primärkammer 1101,
auf, so dass durch eine Verkippung der Längsachsen L1,
L2 der Primärkammer 1101 und der Sekundärkammer 1102 zueinander
ein gewünschtes Einströmverhalten des Zündplasmas
in die Sekundärkammer 1102 eingestellt werden
kann.
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Eine
besonders effiziente Übertragung der Zündenergie
beziehungsweise eine Ausbreitung der Flammenfront aus der Primärkammer 1101 in
die Sekundärkammer 1102 bei gleichzeitiger Beibehaltung des
schützenden Restgaspolsters in der Primärkammer 1101 ist
erfindungsgemäß dann gegeben, wenn die Sekundärkammer 1102 in
einem ersten Endbereich 1102a (1), in dem
sie in Fluidverbindung mit der Primärkammer 1101 steht,
ihren minimalen Durchmesser d21 (2) aufweist,
der vorzugsweise etwa dem Durchmesser d1 der Primärkammer 1101 entspricht.
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Besonders
bevorzugte Erfindungsvarianten sind ferner dadurch gekennzeichnet,
dass die Sekundärkammer 1102 in einem zweiten,
dem Brennraum 300 der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich 1102b (1),
einen zweiten Durchmesser d22 aufweist, der vorzugsweise kleiner
ist als ein maximaler Durchmesser d23 der Sekundärkammer 1102. Der
maximale Durchmesser d23 der Sekundärkammer 1102 ist
einer anderen vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge so gewählt,
dass er mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser
d1 der Primärkammer 1101.
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Noch
einer weiteren sehr vorteilhaften Erfindungsvariante zufolge ist
die Länge l2 (2) der Sekundärkammer 1102 mindestens
eineinhalbmal so groß wie die Länge l1 der Primärkammer 1101.
Dadurch kann vorteilhaft eine verhältnismäßig
hohe Zündenergie in der Vorkammer 110 der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 gespeichert werden, während
gleichzeitig verhältnismäßig geringe
Brennweiten für eine Fokussieroptik verwendbar sind, die
zur Fokussierung der Laserstrahlung 135 auf den in der Primärkammer 1101 angeordneten
Zündpunkt ZP vorgesehen ist.
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Die
Verwendung kleiner Brennweiten der Fokussieroptik ermöglicht
erfindungsgemäß vorteilhaft eine Reduktion der
erforderlichen Spitzenleistung bzw. Impulsenergie der zur Zündung
verwendeten Laserimpulse 135, weil sich die Leistungsdichte
der Laserstrahlung in dem Zündpunkt ZP umgekehrt proportional
zu der Brennweite der verwendeten Fokussieroptik verhält.
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Eine
besonders günstige Führung einer Fluidströmung
von der Primärkammer 1101 in die Sekundärkammer 1102 ist
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündkerze 100 zufolge
dadurch gegeben, dass ein Übergangsbereich zwischen der
Primärkammer 1101 und der Sekundärkammer 1102 abgerundete Wandabschnitte
aufweist.
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Anstelle
der streng zylindrischen Ausbildung der Primärkammer 1101 kann
diese beispielsweise auch die Form eines Kegelstumpfs aufweisen,
wobei sich ein erster, kleinerer Durchmesser der Primärkammer 1101 ausgehend
von dem Aufnahmebereich 120, das heißt dem Ort
der Einkopplung der Laserstrahlung 135 in die Primärkammer 1101,
kontinuierlich über die Längsrichtung L1 des Kegelstumpfs
hin vergrößert bis zu einem größeren
zweiten Durchmesser, der in dem Übergangsbereich von der
Primärkammer 1101 zu der Sekundärkammer 1102 vorgesehen
ist.
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Bei
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündkerze 100 ist vorgesehen, dass ein Volumenschwerpunkt
der Primärkammer 1101 etwa in der Mitte ihrer
Längsachse L1 liegt und/oder dass ein Volumenschwerpunkt
der Sekundärkammer 1102 in einer der Primärkammer 1101 benachbarten
Hälfte, insbesondere entlang der Längsachse L2
gemessenen Hälfte, der Sekundärkammer 1102 liegt.
Diese Konfiguration der Sekundärkammer 1102 kann
beispielsweise durch die in 1, 2 abgebildete
unrnenförmige Ausbildung der Sekundärkammer 1102 erzielt
werden, die dadurch entsteht, dass die Sekundärkammer 1102 ihren
maximalen Durchmesser d23 bezogen auf ihre Längsachse L2
nicht in einem vertikal mittig angeordneten Bereich aufweist, sondern
in einem Bereich, der naher an der Primärkammer 1101 liegt als
an dem brennraumseitigen Endbereich 1102b. Diese Konfiguration
verringert vorteilhaft die bereits beschriebenen Überströmverluste.
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3 zeigt
eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei der die erfindungsgemäße Geometrie
der Vorkammer 110 durch eine entsprechende Formgebung eines
Zylinderkopfes 200 realisiert ist. Das heißt,
im Gegensatz zu dem mit Bezug auf die 1, 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemäße
Vorkammerkonfiguration durch die Ausbildung der Zündkerze 100 realisiert
ist, weist der Zylinderkopf 200 gemäß 3 selbst
entsprechende Hohlräume auf, um die Primärkammer 2101 und
die ihr nachgeordnete und mit ihr in Fluidverbindung stehende Sekundärkammer 2102 zu
realisieren. Ebenso sind die Überströmkanäle 212 durch
entsprechende Bohrungen in einem den Brennraum 300 begrenzenden
Wandabschnitt des Zylinderkopfes 200 realisiert.
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Bei
der in 3 abgebildeten Konfiguration der Erfindung weist
der Zylinderkopf 200 in an sich bekannter Weise Befestigungsmittel 201,
beispielsweise ein Schraubgewinde, zum Befestigen einer Zündkerze 101 an
dem Zylinderkopf 200 auf. Vorliegend handelt es sich bei
der Zündkerze 101 um eine Laserzündkerze,
die gasdicht über die Befestigungsmittel 201 und
entsprechende, dem Fachmann bekannte, Dichtungsmittel mit dem Zylinderkopf 200 und
damit auch mit der Vorkammer 110 beziehungsweise der Primärkammer 2101 und
der ihr nachgeordneten Sekundärkammer 2102 verbunden
ist. Die Zündkerze 101 verfügt über
eine nicht in 3 abgebildete Lasereinrichtung,
die durch ein ebenfalls nicht dargestelltes Brennraumfenster beziehungsweise eine
Einkoppeloptik (vergleiche 1) Laserstrahlung 135 in
die Primärkammer 2101 des Zylinderkopfes 200 einkoppeln
kann.
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Ein
Einlassventil 140 zur Einbringung eines zündfähigen
Mediums wie beispielsweise Methangas direkt in die Sekundärkammer 2102 ist
ebenfalls in dem erfindungsgemäßen Zylinderkopf 200 angeordnet.
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Das
Funktionsprinzip der in 3 abgebildeten Erfindungsvariante
entspricht dem unter Bezugnahme auf 1, 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel der Zündkerze 100.
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4 zeigt
einen teilweisen Querschnitt einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die erfindungsgemäße
Vorkammerkonfiguration als separates Bauteil in Form der Vorkammeranordnung 400 realisiert
ist. Die Vorkammeranordnung 400 ist vorliegend durch einen im
Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Körper gebildet,
der in seinem Inneren vergleichbar zu den weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsformen eine Primärkammer 4101 und
eine ihr nachgeordnete Sekundärkammer 4102 aufweist.
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Ferner
verfügt die erfindungsgemäße Vorkammeranordnung 400 in
ihrem gemäß 4 oberen
Ende über einen Aufnahmebereich 420 zur Aufnahme
einer Zündkerze 101. Die Zündkerze 101 kann
vorteilhaft wiederum als Laserzündkerze ausgebildet sein
und über entsprechende Befestigungsmittel 421,
wie beispielsweise ein Schraubgewinde, mit der erfindungsgemäßen
Vorkammeranordnung 400 verbunden werden. Bei der in 4 abgebildeten
Konfiguration, bei der die Zündkerze 101 in die erfindungsgemäße Vorkammeranordnung 400 eingeschraubt
ist, kann ein durch eine Lasereinrichtung 130 der Zündkerze 101 erzeugter
Laserimpuls 135 in der vorstehend bereits mehrfach beschriebenen
Weise direkt in die Primärkammer 4101, vergleiche
den dort angeordneten Zündpunkt ZP, eingekoppelt werden.
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Die
in 4 abgebildete erfindungsgemäße Vorkammeranordnung 400 weist
darüberhinaus auch ein Einlassventil 440 zur Einleitung
eines zündfähigen Mediums, vorzugsweise Methangas,
direkt in die Sekundärkammer 4102 auf.
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Eine
Befestigung der erfindungsgemäßen Vorkammeranordnung 400 erfolgt
beispielsweise über die Befestigungsmittel 430,
bei denen es sich wiederum um ein Schraubgewinde handeln kann, über
das die Vorkammeranordnung 400 direkt in einen entsprechend
ausgebildeten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingeschraubt
werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorkammerkonfiguration kann demnach
entweder in einer entsprechend ausgebildeten Zündkerze 100,
vergleiche 1, 2 realisiert
sein oder auch direkt in einem Zylinderkopf 200 einer Brennkraftmaschine,
vergleiche 3. Ferner ist es vorteilhaft
möglich, die erfindungsgemäße Vorkammerkonfiguration
in einem separaten Bauteil, der in 4 beispielhaft
veranschaulichten Vorkammeranordnung 400, zu realisieren.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorkammer 110,
insbesondere ihre Aufteilung in die Primärkammer 1101 und
die ihr nachgeordnete Sekundärkammer 1102, ermöglicht
vorteilhaft eine gezielte Laserzündung des in der Vorkammer 110 vorherrschenden
Gemischs unter optimalen Bedingungen, das heißt insbesondere
die Positionierung des Zündpunkts ZP in einen Gemischbereich,
der durch die Luftzahl Lambda = 1 gekennzeichnet ist. Dadurch ist
eine besonders geringe Maximalleistung des für die Zündung
verwendeten Laserimpulses 135 erforderlich, was die Standzeit
der verwendeten Laserzündkerze erhöht.
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Ferner
ergibt die besondere Konfiguration der Primärkammer 1101 und
der Sekundärkammer 1102 den bereits beschriebenen
Vorteil der Ausbildung eines Restgaspolsters in der verhältnismäßig geringvolumigen
Primärkammer 1101, das als Schutz der Einkoppeloptik 131 (1)
vor der Flammenfront und der mit ihr einhergehenden thermo-chemischen
Belastung dient.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei stationären
Großgasmotoren, kann jedoch auch für andere Brennkraftmaschinen,
beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich, eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006018973
A1 [0005]