DE102010062276A1 - Masseelektrodenfreie Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Masseelektrodenfreie Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine masseelektrodenfreie Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine, mit einer Teslaspule (10) verbundene Zündelektrode (4), welche von einer Ummantelung (21) umgeben ist, wobei die Zündelektrode (4) die Ummantelung (21) überragt. Um eine Zündvorrichtung zu realisieren, welche ein einfaches Entwärmungskonzept aufweist, umfasst mindestens ein Teil der Zündelektrode (4) ein Wärmerohr (6a, 13a, 16a) oder ist durch ein Wärmerohr (4a) ersetzt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine masseelektrodenfreie Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine, mit einer Teslaspule verbundene Zündelektrode, welche von einer Ummantelung umgeben ist, wobei die Zündelektrode die Ummantelung überragt.
  • In der Kraftfahrzeugindustrie gibt es viele Bestrebungen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Beibehaltung extrem niedriger Schadstoffemissionen. Dazu werden auch neuartige Zündsysteme, sogenannte Korona-Zündsysteme entwickelt, welche neben den herkömmlichen Zündkerzen-Zündsystemen eingesetzt werden können. Bei diesen Korona-Zündsystemen wird das zur Verbrennung im Verbrennungsmotor anstehende Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht über einen Zündfunken, sondern durch Erzeugung eines Plasmas entflammt. An der Spitze der Zündelektrode tritt bei Spannungssteigerung vor dem eigentlichen Gasdurchschlag eine Vorentflammung auf – die sogenannte Koronaentladung. Dabei bilden sich Plasma-Streamer aus, die weit in den Brennraum des Verbrennungsmotors reichen. Man spricht dann auch von sogenannten Raumzündungsverfahren.
  • Gemäß der WO 2004/063560 A1 umfasst ein Korona-Zündsystem eine Teslaspule, die über eine Hochfrequenzwechselspannung in Resonanz versetzt wird. Dadurch wird an einer Zündelektrodenspitze einer, mit der Teslaspule verbundenen Zündelektrode, welche in den Brennraum des Verbrennungsmotors ragt, eine so hohe Spannung generiert, welche im Brennraum des Verbrennungsmotors ein extrem hohes elektrisches Feld erzeugt. Aufgrund des starken elektrischen Feldes wirken starke elektromagnetische Kräfte auf das Kraftstoff-Luft-Gemisch.
  • Durch das so erzeugte Plasma lässt sich die Brenndauer deutlich verkürzen, was einen thermodynamisch deutlich verbesserten Verbrennungsprozess als beim Einsatz einer herkömmlichen Zündkerze nach sich zieht.
  • Um die Erwärmung der Zündelektrodenspitze aus Gründen des Elektrodenverschleißes und der Gefahr von Glühzündungen zu begrenzen und ebenfalls eine übermäßige Erwärmung der Teslaspule zu vermeiden, sind Kühlsysteme notwendig, die die so entstandene Wärme an die Umgebung der Zündvorrichtung abführen. Solche Kühlsysteme müssen um die in der Zündvorrichtung erzeugte Wärme abzuführen, eine entsprechende Größe und ein dementsprechendes Gewicht aufweisen. Darüber hinaus haben sie den Nachteil, dass ihr Wirkungsgrad bei der Abführung der Wärme an die Umgebung beschränkt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung anzugeben, bei welcher trotz eines kleinen Gehäuses und geringeren Gewichtes eine ausreichende Abfuhr der in der Zündvorrichtung entstehenden Verlustwärme und der die Zündelektroden aus dem Brennraum aufgenommenen Wärmeenergie gewährleistet wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Zündelektrode ein Wärmerohr umfasst und/oder durch ein Wärmerohr ersetzt ist. Durch die Verwendung eines Wärmerohres, welches auch als Heatpipe bezeichnet wird, ist eine einfache Entwärmung der Zündvorrichtung möglich. Dabei wird die in der Zündvorrichtung erzeugte Wärme mittels des Wärmerohres von der wärmeempfindlichen Zündelektrode in Richtung der Umgebung der Zündvorrichtung schnell und mit einer hohen Leistung abgeführt.
  • Vorteilhafterweise ist die Zündelektrode über ein Verbindungselement mit der Teslaspule und/oder ein erstes Anschlusselement mit einer, die Ummantelung überragenden Zündelektrodenspitze verbunden. Insbesondere bei der Verbindung der, das Wärmerohr aufweisenden Zündelektrode mit der, die Ummantelung überragenden Zündelektrodenspitze werden Glühzündungen bzw. Vor- und Nachentflammungen auch bei brennverfahrenbedingten hohen Wärmeströmen aus den Brenngasen vermieden. Des Weiteren erlaubt die erfindungsgemäße Lösung die Entwärmung der Zündelektrodenspitze, welche deshalb besonders kleine Radien aufweisen kann. Außerdem wird der Verschleiß der Zündelektrodenspitze während der Koronaentladung verringert. Darüber hinaus können durch die Verwendung des Wärmerohres kostengünstigere oder einfach bearbeitbare Elektrodenwerkstoffe eingesetzt werden, wobei auf den Kupferkern als Teil des Elektrodenwerkstoffes verzichtet werden kann. Zudem können kältere Elektroden die Koronazündung auch bei hoch aufgeladenen Verbrennungsmotoren mit hoher thermischer Beanspruchung ausführen.
  • In einer Ausgestaltung ist die Zündelektrode über eine elektrisch leitende Glasschmelze mit der Zündelektrodenspitze verbunden. Diese Glasschmelze gewährleistet eine Gasabdichtung und kann auch als Entstör- oder Abbrandwiderstand ausgelegt sein. Die Glasschmelze stellt somit die Verbindung zur Zündelektrode her. Ihre besondere Eigenschaft ist ein genau definierter elektrischer Widerstand. Elektromagnetische Störungen, die sonst von der an der Zündelektrode anliegenden Hochspannung ausgehen würden, können vermieden werden, so dass viele hochempfindliche elektronische Systeme in einem Kraftfahrzeug geschützt werden.
  • In einer Variante enthält die elektrisch leitende Glasschmelze das Wärmerohr. Da die elektrisch leitende Glasschmelze unmittelbar mit der Zündelektrodenspitze verbunden ist, welche in Form eines zweiten Anschlusselementes realisiert ist, wird die Glasschmelze unmittelbar mit der, durch die Koronaentladung entstehenden Wärme beaufschlagt. Durch die Verwendung eines Wärmerohres innerhalb der Glasschmelze kann die entstandene Wärme schnellstmöglich aus dem Bereich der Zündelektrode an die Umgebung abgeleitet werden.
  • In einer Weiterbildung ist die Zündelektrode selbst als Wärmerohr ausgebildet. Da das Wärmerohr elektrisch leitfähig ist, kann dieses Wärmerohr auch die Aufgaben der Zündelektrode übernehmen und eine hochfrequente Wechselspannung an die Zündelektrodenspitze leiten. Dadurch wird eine kostengünstigere Realisierung der Zündvorrichtung ermöglicht, da als Zündelektrode lediglich das Wärmerohr eingesetzt wird.
  • In einer besonders einfachen Ausführung ist das Wärmerohr mit der, über die Ummantelung hinaus ragenden Zündelektrodenspitze verbunden. Dabei wird der Wärmestrom, der aus dem Brennraum des Verbrennungsmotors in die Zündelektrode hinein transportiert wird, sehr schnell von diesem Ort weg transportiert und wieder an die Umgebung abgegeben.
  • Ferner ist das Wärmerohr nahe der Zündelektrodenspitze in einem Keramikisolator ausgebildet, welcher von einem Gehäuse als Ummantelung umgeben ist. Dieser Keramikisolator leitet die vom Wärmerohr transportierte Wärme an das Gehäuse weiter, welches beispielsweise als Gewinde ausgebildet ist und in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Da der Zylinderkopf des Verbrennungsmotors kühlwassergekühlt ist, wird die in der Zündvorrichtung erzeugte Wärme abtransportiert.
  • Vorteilhafterweise ist die Teslaspule über das Verbindungselement mit dem Wärmerohr verbunden, wobei das Wärmerohr im Bereich des Keramikisolators über das erste Anschlusselement an der Zündelektrodenspitze positioniert ist. Mit der Verwendung nur eines einzigen Wärmerohres kann sowohl die Wärme, die durch den Betrieb der Teslaspule erzeugt wird, als auch die Wärme, die brennraumseitig der Zündelektrodenspitze zugeführt wird, gleichzeitig aus der Zündvorrichtung abgeführt werden.
  • In einer Ausgestaltung enthalten sowohl das erste Anschlusselement als auch ein zweites, die Zündelektrodenspitze bildendes Anschlusselement ein zweites bzw. ein drittes Wärmerohr. Durch die Verwendung eines oder mehrerer Wärmerohre an oder in der Teslaspule wird die durch die Teslaspule erzeugte Wärme beispielsweise aus der Spulenmitte der Teslaspule nach außen zu einem Keramikkühlkörper geführt. Der Vorteil liegt dabei in der besseren Entwärmung der verlustleistungsbehafteten Teslaspule. Die Kühlung der Teslaspule erfolgt dabei aus der Mitte, also vom heißesten Punkt der Teslaspule heraus. Auf Grund dieser Ausgestaltung vereinfacht sich das Konstruktionsprinzip der Zündvorrichtung. Darüber hinaus ist es möglich, die Zündvorrichtung bei höheren Umgebungstemperaturen einzusetzen, wobei eine Vereinfachung bzw. ein Wegfall des Kühlkörpers für die Teslaspule möglich ist.
  • Durch die Verwendung eines dritten Wärmerohres, welches in dem zweiten, die Zündelektrodenspitze bildenden Anschlusselement positioniert ist, ergibt sich der Vorteil, dass längere Koronabrenndauern ermöglicht werden, wobei die höheren Verlustleistungen, die dadurch erzeugt werden, zuverlässig abgeführt werden.
  • Bei einer Verwendung des Wärmerohres, welches durchgehend von der Zündelektrodenspitze bis zu dem Verbindungselement der Teslaspulenmitte geführt ist, wird die Erwärmung des heißen Bereiches der Zündelektrode und/oder der verlustleistungsbehafteten Teslaspule zuverlässig unterbunden.
  • Um den Kühleffekt zu erhöhen, ist das Verbindungselement der Teslaspule in der Nähe eines Kühlkörpers angeordnet.
  • Bei einer konstruktiv besonders einfachen Variante sind das erste, das zweite und das dritte Wärmerohr als ein Gesamtwärmerohr ausgebildet. Mittels dieses einen Wärmerohres werden alle Bereiche der Zündvorrichtung, an welchen hohe Wärmeentwicklungen auftreten, abgekühlt.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
  • 1: Prinzipaufbau eines Korona-Zündsystems
  • 2: Arbeitsbereich des Korona-Zündsystems
  • 3: Aufbau einer Korona-Zündvorrichtung
  • 4: Ausschnitt aus der Korona-Zündvorrichtung gemäß 3
  • 5: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung mit Wärmerohren
  • 6: grundsätzlicher Aufbau eines Wärmerohres
  • 7: ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung
  • 8: ein Ausschnitt aus der Zündvorrichtung gemäß 7.
  • Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In 1 ist das Funktionsprinzip eines Korona-Zündsystems dargestellt. Wie aus 1a ersichtlich, besteht ein solches Korona-Zündsystem grundsätzlich aus einem Steuergerät 1, welches über ein Hochfrequenzkabel 2 mit der Zündvorrichtung 3 verbunden ist. Die Zündvorrichtung 3 umfasst dabei eine Zündelektrode 4, welche mittig in einem Metallgehäuse 21 gelagert ist. Die Zündelektrode 4 überragt das Metallgehäuse 21 mit einer Zündelektrodenspitze 6, wobei die Zündelektrodenspitze 6 teilweise von einem Keramikisolator 5 umgeben ist und in den Brennraum 12 des Verbrennungsmotors ragt.
  • In 1b sind der Aufbau der Ansteuerschaltung und deren Verbindung mit der Zündvorrichtung 3 konkreter dargestellt. Eine Gleichspannung 7 wird auf den Mittelabgriff eines Übertragers 8 geführt, welcher an einer Primärspule 8a des Übertragers 8 angeordnet ist. An beiden Enden der Primärspule 8a ist eine Schaltstufe 9 angeordnet. Durch die abwechselnde und schnelle Schaltung eines Schalters der Schaltstufe 9, welcher als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) bzw. MOSFET ausgebildet ist und an den beiden Enden der Primärspule 8a mit ca. 1 MHz geschaltet wird, wird in der Sekundärspule 8b des Übertragers 8 eine Wechselspannung von effektiv Ueff = 400 Volt erzeugt. Die Sekundärspule 8b des Übertragers 8 bildet mit einer Teslaspule 10 und konstruktiv bedingten Kapazitäten einen Reihenresonanzkreis. Dieser Reihenresonanzkreis führt bei Resonanzfrequenzen von ca. 1 MHz zu einer Spannungsüberhöhung Uc, mass am Mittelabgriff der Teslaspule 10 von bis zu +/–30 kV. Die Resonanzfrequenz selbst ist dabei in Abhängigkeit von der Zündvorrichtung 3 geregelt. Die Spannungsüberhöhung Uc, max an der Teslaspule 10 wird der Zündelektrode 4 der Zündvorrichtung 3 zugeführt.
  • Eine Korona-Einsetzspannung, welche die Spannung ist, ab der die Raumentladungseffekte und somit auch eine Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum 12 des Verbrennungsmotors auftreten, ist prinzipiell abhängig von einer Feldüberhöhung des elektrischen Feldes an der Zündelektrodenspitze 6. Umso kleiner der Radius der Zündelektrodenspitze 6 ist, umso niedriger ist die Korona-Einsetzspannung. Vorteilhaft für eine Korona-Zündvorrichtung 3 sind dabei möglichst niedrige Korona-Einsetzspannungen. Dadurch werden übermäßige Belastungen der Isolationswerkstoffe, aus welchen der Keramikisolator 5 der Zündelektrode 4 gebildet ist, vermieden.
  • Die Korona-Einsetzspannung US,2 ist in 1c dargestellt und liegt vor der Funkendurchbruchspannung C, welche einen zu vermeidenden Gasentladungsbogen BE nach sich zieht.
  • Der Arbeitsbereich des Korona-Zündsystems ist in 2 dargestellt. Dabei ist die, an der Zündelektrode 4 anliegende Spannung Urms über den Druck p in einer Druckkammer, der dem im Brennraum 12 des Verbrennungsmotors zum Zündzeitpunkt vorhandenen Druck entspricht, dargestellt. Diesem Druck p ist die Zündelektrodenspitze 6 der Zündvorrichtung 3 ausgesetzt, da die Zündvorrichtung 3, wie in 1b dargestellt, in den Brennraum 12 des Verbrennungsmotors hineinragt. In 2 ist mit der minimalen Spannung Urms, min die Korona-Einsetzspannung beschrieben, bei welcher sichtbare Plasma-Streamer (1b) in den Verbrennungsmotor hineinreichen. Wird die Spannung weiter erhöht, so wird eine zweite, maximale Spannung Urms, max erreicht, welche der Funkendurchbruchsspannung C in 1c entspricht und deren Auftreten einen Abbruch der Korona-Entladung bewirkt. Der Arbeitsbereich des Korona-Zündsystems befindet sich demzufolge im Bereich zwischen den Spannungen Urms, min und Urms, max. Dabei muss zuverlässig sichergestellt werden, dass die maximale Spannung Urms, max nicht erreicht wird.
  • In 3 ist eine Zündvorrichtung 3 eines Korona-Zündsystems dargestellt. Dabei ist die Zündelektrode 4 einerseits mit der radial ausgebildeten Teslaspule 10 verbunden, während die andere Seite der Zündelektrode 4 an eine elektrisch leitende Glasschmelze 13 geführt ist. Die elektrisch leitende Glasschmelze 13 ist dabei von dem Keramikisolator 5 umgeben, welcher beispielsweise aus Al2O3 gebildet ist. Der Keramikisolator 5 ist wiederum von einem Stahlgehäuse 15 umhüllt. Zwischen der Zündelektrode 4 und der elektrisch leitenden Glasschmelze 13 ist ein erstes Anschlusselement 16 angeordnet, das die Zündelektrode 4 elektrisch mit der Glasschmelze 13 verbindet. Diese Glasschmelze 13 wiederum liegt an einem zweiten Anschlusselement, welches die Zündelektrodenspitze 6 bildet.
  • Auf der entgegen gesetzten Seite ist die Zündelektrode 4 mittig in die radial ausgebildete Teslaspule 10 eingeführt, wobei ein Verbindungselement 17 zwischen der Zündelektrode 4 und der Teslaspule 10 angeordnet ist. Die Teslaspule 10 sowie das entsprechende Ende der Zündelektrode 4 und das Verbindungselement 17 werden dabei vollständig von einem aus Aluminiumoxid bestehenden Kühlkörper 18 umgeben, welcher Kühlrippen 19 aufweist. An dem Kühlkörper 18 ist ein Anschlussstecker 20 angeordnet, welcher mit den Anschlusselementen der Teslaspule 10 verlötet ist. Eine solche Verlötung erfolgt ebenfalls zwischen dem Keramikisolator 5 und dem Stahlgehäuse 15.
  • Das Metallgehäuse 21 ummantelt die gesamte Zündelektrode 4 und ist einerseits von dem Kühlkörper 18 und andererseits von dem, den Keramikisolator 5 enthaltenden Stahlgehäuse 15 abgeschlossen.
  • In 4 ist ein Ausschnitt der Zündvorrichtung 3 dargestellt, wobei insbesondere die einzelnen Elemente der, die Spitze der Zündvorrichtung bildenden Teile verdeutlicht sind. Daraus geht noch einmal deutlich hervor, dass ein erstes Anschlusselement 16 die elektrisch leitende Glasschmelze 13 mit dem zweiten Anschlusselement der Zündelektrode verbindet, wobei dieses Anschlusselement die Zündelektrodenspitze 6 bildet. Die so miteinander verbundenen Teile 16, 13 und 6 werden in den Keramikisolator 5 eingeführt, welcher wiederum in dem Stahlgehäuse 15 positioniert wird.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den in 4 dargestellten Teil der Zündvorrichtung 3 mit Wärmerohren. Dabei weist nicht nur die elektrisch leitende Glasschmelze 13 ein Wärmerohr 13a auf, sondern auch das erste Anschlusselement 16 ist mit einem eigenen Wärmerohr 16a ausgebildet, was auch auf das als Zündelektrodenspitze 6 ausgebildete zweite Anschlusselement zutrifft, welches ein Wärmerohr 6a beinhaltet. Die Pfeile 30a, b an dem Stahlgehäuse 15 und entlang der Zündelektrodenspitze 6, der Glasschmelze 13 und dem ersten Anschlusselement 16 verdeutlichen dabei einen Wärmestrom, welcher von der Spitze der Zündvorrichtung 3 im Brennraum 12 eines Verbrennungsmotors ausgeht und innerhalb der Zündvorrichtung 3 weitergeleitet wird. Der Wärmestrom wird dabei in dem Bereich von den, die Zündelektrode 4 bildenden Teilen Zündelektrodenspitze 6, Glasschmelze 13 und erstes Anschlusselement 16 über die entsprechenden Wärmerohre 6a, 13a und 15a durch den Keramikisolator 5 und das Stahlgehäuse 15 an das nicht weiter dargestellte Metallgehäuse 21 weitergeleitet, welches die Wärme an den gekühlten Zylinderkopf des Verbrennungsmotors abgibt. Dadurch wird die Wärme aus der Umgebung der Zündvorrichtung 3 zuverlässig abgeleitet.
  • Es ist auch möglich, dass die verschiedenen Wärmerohre 6a, 13a, 15a in zwei bzw. nur einem Teil als ein Wärmerohr 4a zusammengefasst werden.
  • 6 zeigt einen grundsätzlichen Aufbau eines Wärmerohres, das auch als Heatpipe bezeichnet wird und welcher am Beispiel des Wärmerohres 6a erläutert werden soll. Alle anderen Wärmerohre 13a bzw. 16a haben denselben Aufbau. Das Wärmerohr 6a besteht dabei aus einem geschlossenen Aluminium- oder Kupferhohlkörper 22, auf dessen Innenseite 23 ein kapillarwirksames, dochtartiges Material 24 ausgebildet ist. Im Hohlkörper 22 befindet sich eine Flüssigkeit 29 unter Eigendruck, die durch die Kapillare alle internen Flächen des Materials 24 benetzt. Wird nun an irgendeinem Punkt der Oberfläche des Wärmerohres 6a Wärme zugeführt (Punkt 25), beginnt dort die Flüssigkeit zu kochen und geht unter Wärmeenergieaufnahme in Dampf 26 über. Dieser Dampf 26 verteilt sich nun mit hoher Geschwindigkeit im Hohlkörper 22 und kondensiert unter Wärmeabgabe an einer kälteren Stelle des Wärmerohres (Punkt 27). Die Zone der Wärmeaufnahme 25 wird dabei als Verdampferzone 25a und die Zone der Wärmeabgabe 27 wird dabei als Kondensorzone 27a bezeichnet. Ein solches Wärmerohr 6a hat eine vieltausendfach bessere Wärmeleitfähigkeit als Metall, wie beispielsweise Kupfer, und besitzt den Vorteil, dass es in beliebiger Form und Größe hergestellt werden kann.
  • In 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung dargestellt, bei welcher die Zündelektrode 4 als Wärmerohr 4a ausgebildet ist. Dieses Wärmerohr 4a erstreckt sich dabei vollständig durch die gesamte Zündvorrichtung 3 und endet in der Mitte der Teslaspule 10 in dem bereits erläuterten Verbindungselement 17 auf der einen Seite der Zündvorrichtung 3 und auf der anderen Seite der Zündvorrichtung 3 in dem zweiten Anschlusselement, welches die Zündelektrodenspitze 6 der Zündelektrode 4 darstellt. Dabei führt das Wärmerohr 4a in den Keramikisolator 5 hinein und wird dort direkt mit der Zündelektrodenspitze 6 kontaktiert. Bei dieser Ausgestaltung nimmt das Wärmerohr 4a die von der Zündelektrodenspitze 6 aufgenommene Wärme während der Korona-Entladung auf und leitet sie durch die gesamte Zündvorrichtung 3 bis zum Verbindungselement 17, welches das Wärmerohr 4a mit der Teslaspule 10 verbindet. Dort wird noch zusätzlich Wärmeenergie aufgenommen, die durch den Betrieb der Teslaspule 10 erzeugt wird. Das Wärmerohr 4a gibt die Gesamtheit der Wärmeenergie an den Kühlkörper 18 ab, welcher an die Teslaspule 10 angrenzt. Durch diesen Kühlkörper 18 wird die so von dem Wärmerohr 4a transportierte Wärme an die Umgebung weitergeleitet.
  • 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher das Wärmerohr 28a nur die Spitze der Zündvorrichtung 3 durchdringt und einerseits mit der Zündelektrode 4 und andererseits mit der Zündelektrodenspitze 6 verbunden ist. Das Wärmerohr 28a ersetzt dabei die Glasschmelze 13, weshalb das erste Anschlusselement 16 an die Zündelektrode 4 nicht notwendig ist. Auch in diesem Fall überträgt das Wärmerohr 28a die von der Zündelektrodenspitze 6 aus dem Brennraum 12 des Verbrennungsmotors aufgenommene Wärme und gibt diese, nachdem im Zusammenhang mit 6 erläuterten Prinzip, an den Keramikisolator 5 ab, was durch die Pfeile 30a, b dargestellt ist. Der Keramikisolator 5 wiederum leitet die Wärme an das Gehäuse 21 der Zündvorrichtung 3 weiter, welches in diesem Fall eine Wärmesenke dargestellt und die Wärme aufnimmt. Da das Gehäuse 21 in den nicht weiter dargestellten Zylinderkopf des Verbrennungsmotors eingelassen ist, wird diese dort durch eine Kühlflüssigkeit aus dem Bereich der Zündvorrichtung 3 abgeleitet.
  • Durch die Verwendung eines Wärmerohres (Headpipe) anstelle bzw. in der elektrischen Glasschmelze 13 und/oder des Verbindungselementes 17 der Teslaspule 10 und/oder des ersten Anschlusselementes 16 der Zündelektrode 4 ist die Zündvorrichtung 3 bei gleicher Wärmeabführleistung in einem kleineren Gehäuse mit kleinerem Gewicht realisierbar. Dadurch wird ein einfaches Entwärmungskonzept der Zündvorrichtung 3 realisiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2004/063560 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Masseelektrodenfreie Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine, mit einer Teslaspule (10) verbundene Zündelektrode (4), welche von einer Ummantelung (21) umgeben ist, wobei die Zündelektrode (4) die Ummantelung (21) überragt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Zündelektrode (4) ein Wärmerohr (6a, 13a, 16a) umfasst oder durch ein Wärmerohr (4a) ersetzt ist.
  2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektrode (4) über ein Verbindungselement (17) mit der Teslaspule (10) und/oder ein erstes Anschlusselement (16) mit einer, die Ummantelung (21) überragenden Zündelektrodenspitze (6) verbunden ist.
  3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektrode (4) über eine elektrisch leitenden Glasschmelze (13) mit der Zündelektrodenspitze (6) verbunden ist.
  4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Glasschmelze (13) ein Wärmerohr (13a) enthält.
  5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündelektrode (4) als Wärmerohr (4a) ausgebildet ist.
  6. Zündvorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmerohr (4a) mit der, über die Ummantelung (21) hinausragenden Zündelektrodenspritze (6) verbunden ist.
  7. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmerohr (28a) nahe der Zündelektrodenspitze in einem Keramikisolator (5) ausgebildet ist, welcher von einem, als Ummantelung ausgebildeten Gehäuse (21) teilweise umgeben ist.
  8. Zündvorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teslaspule (10) über das Verbindungselement (17) mit dem Wärmerohr (4a) verbunden ist, wobei das Wärmerohr (4a) im Bereich des Keramikisolators (5) über das erste Anschlusselement (16) an der Zündelektrodenspitze (6) positioniert ist.
  9. Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Anschlusselement (16) als auch das zweite, die Zündelektrodenspitze (6) bildende Anschlusselement ein zweites (16a) bzw. ein drittes Wärmerohr (6a) enthalten.
  10. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (17) der Teslaspule (10) in der Nähe eines Kühlkörpers (18) angeordnet ist.
  11. Zündvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (16a), das zweite (13a) und das dritte Wärmerohr (6a) als ein Gesamtwärmerohr ausgebildet sind.
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