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Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Verbrennungsmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Zündeinrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 44 976 A1 geht eine als Vorkammerzündkerze ausgebildete Zündeinrichtung hervor, die eine Kammerwandung aufweist, welche in montiertem Zustand der Vorkammerzündkerze an einem Zylinder eines Verbrennungsmotors einen Brennraum des Zylinders gegenüber einer Zündkammer abteilt. Die Zündkammer ist rotationssymmetrisch um eine Mittelachse ausgebildet. In der Zündkammer ist eine Zündanordnung vorgesehen, welche eine Mittelelektrode, die sich entlang der Mittelachse erstreckt, und eine Massenelektrode aufweist, wodurch ein in der Zündkammer vorliegendes Brennstoff/Luft-Gemisch durch einen zwischen der Mittelelektrode und der Massenelektrode erzeugten Funkenüberschlag entflammbar ist. Die Kammerwandung weist eine – entlang der Mittelachse gesehen – der Mittelelektrode gegenüberliegend angeordnete Mittelbohrung auf, die kreiszylindrisch angeordnet ist, wobei ihre Symmetrieachse mit der Mittelachse zusammenfällt. Seitlich von der Mittelbohrung sind weitere, kreiszylindrische Bohrungen in der Kammerwandung vorgesehen. Die Mittelbohrung und die seitlichen Bohrungen stellen eine Fluidverbindung zwischen der Zündkammer und dem Brennraum bereit.
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In einem Kompressionstakt des Zylinders wird ein Brennstoff/Luft-Gemisch durch die Mittelbohrung und die seitlichen Bohrungen in die Zündkammer eingeschoben, welches zu einem vorherbestimmten Zündzeitpunkt mithilfe der Zündanordnung in der Zündkammer gezündet wird. Das entflammte Gemisch schießt über die auch als Schusskanäle bezeichneten Bohrungen in der Kammerwandung in den Brennraum, wobei auf diese Weise eine schnelle Ladungsumsetzung des in dem Brennraum vorliegenden Brennstoff/Luft-Gemischs erreicht werden soll. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Verbrennungsmotor mit Gas, insbesondere mit Magergas betrieben wird.
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Für eine effiziente Zündung in der Zündkammer ist wesentlich, dass diese während des Kompressionstakts gut mit Frischgas, also frischem Brennstoff/Luft-Gemisch, gespült wird. Insbesondere, wenn die Zündanordnung eine Elektrodenanordnung mit einem Zündspalt umfasst, ist es wesentlich, dass der Zündspalt gut gespült und mit Frischgas gefüllt wird. Verbleibt zuviel Restgas aus der vorhergehenden Verbrennung im Zündspalt, kann keine effiziente Zündung gewährleistet werden. Für eine schnelle und effiziente Ladungsumsetzung im Brennraum des Zylinders ist es wesentlich, dass die aus den Schusskanälen austretenden Flammen möglichst weit in den Brennraum eindringen. Als idealer Fall wird angestrebt, dass das Gemisch im Brennraum an allen Orten zugleich entzündet wird.
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Es zeigt sich, dass die Mittelbohrung und die seitlichen Bohrungen bei der bekannten Vorkammerzündkerze einen gleichen Durchmesser aufweisen. Die Mittelbohrung ist allerdings aufgrund ihrer Anordnung strömungstechnisch begünstigt. Dies führt dazu, dass die Spülung der Zündkammer im Kompressionstakt im Wesentlichen über die Mittelbohrung erfolgt. Allerdings hat die strömungstechnische Begünstigung der Mittelbohrung auch zur Folge, dass in deren Bereich die größte Flammeindringtiefe gegeben ist. Dabei ist jedoch ein Abstand der Mittelbohrung zur nächsten Brennraumwand, nämlich einer in einem Kolben, der sich entlang der Mittelachse in dem Zylinder hin- und herbewegt, vorgesehenen Brennraummulde oder anderweitig einer dem Brennraum zugewandten Oberfläche des Kolbens, im Zündzeitpunkt vergleichsweise kurz, weil die Mittelbohrung direkt dem Kolben gegenüberliegt und dieser nahe an seinem oberen Totpunkt angeordnet ist. Demgegenüber weisen die typischerweise schräg in den Brennraum gerichteten, seitlichen Bohrungen einen größeren geometrischen Abstand zu den nächstgelegenen Brennraumwandungen auf. Diese Überlegung zeigt, dass die strömungstechnische Privilegierung der Mittelbohrung, die sich auf die Spülung der Zündkammer günstig auswirkt, für die Ladungsumsetzung ungünstig ist, weil sich die höchste Flammeeindringtiefe an einer Stelle ergibt, an der sie geometrisch nicht genutzt werden kann. Vielmehr sind für eine schnelle Ladungsumsetzung und somit einen guten Wirkungsgrad in erster Linie die seitlichen Bohrungen wesentlich, die jedoch strömungstechnisch gegenüber der Mittelbohrung benachteiligt sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung und einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die einen ausgewogenen Kompromiss zwischen einer guten Spülung der Zündkammer einschließlich einer gemäßigten Ladungsbewegung zum Zündzeitpunkt einerseits, sowie gute Zündbedingungen und einer weiten Flammeindringtiefe in den Brennraum für eine schnelle Ladungsumsetzung andererseits ermöglichen. Hierdurch soll insgesamt der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors gesteigert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Zündeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird.
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Dadurch, dass der erste Durchmesser, den die zylindrische Mittelbohrung aufweist, kleiner ist als der zweite Durchmesser, den wenigstens eine, seitlich der Mittelbohrung angeordnete, zylindrische Bohrung aufweist, ergibt sich eine stärkere strömungstechnische Drosselung im Bereich der Mittelbohrung. Der positive Spülungseffekt der Mittelbohrung sowie eine gemäßigte Ladungsbewegung zum Zündzeitpunkt in der Zündkammer bleiben aufgrund der strömungstechnisch begünstigten, zentralen Anordnung derselben weiterhin ohne Nachteile erhalten, während zugleich im Bereich der wenigstens einen seitlich der Mittelbohrung angeordneten Bohrung eine höhere Flammeindringtiefe in den Brennraum erzielt wird, weil aufgrund der im Bereich der Mittelbohrung verstärkten Drosselung ein höherer Impuls des entflammten Gemischs im Bereich der wenigstens einen seitlichen Bohrung gegeben ist. Damit wird erreicht, dass die Flammeindringtiefe dort erhöht ist, wo auch ein größerer geometrischer Abstand zur Brennraumwand gegeben ist, sodass die in diesen eindringenden Flammen besser genutzt werden, wodurch eine schnellere Ladungsumsetzung und ein besserer Motorwirkungsgrad erreicht wird. Letztlich wird also ein Kompromiss zwischen einer möglichst guten Spülung der Zündkammer, insbesondere eines Zündspalts, sowie einer möglichst weiten Flammeindringtiefe in den Brennraum optimal abgestimmt, um den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
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Die Mittelbohrung und die wenigstens eine seitliche Bohrung sind vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet. Sie weisen also bevorzugt eine kreisförmige Grundfläche auf. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist es jedoch möglich, eine von der Kreisform abweichende Grundfläche für die zylindrischen Bohrungen vorzusehen, beispielsweise Grundflächen in Form eines Vielecks, ovale Grundflächen oder anderweitig ausgebildete Grundflächen. Die Angabe eines Durchmessers bezieht sich in dem Fall einer nicht kreisförmigen Grundfläche vorzugsweise auf ein die Durchtrittsfläche der Bohrung bestimmendes Maß, beispielsweise eine Breite oder lichte Weite. Allgemein wird also bevorzugt, dass die Durchtrittsfläche der Mittelbohrung gegenüber der wenigstens einen seitlichen Bohrung geringer ausgebildet ist, sodass sich im Bereich der Mittelbohrung eine Drosselung der Gasströmung im Vergleich zu den seitlichen Bohrungen ergibt. Insbesondere wenn zur Veränderung der Durchtrittsfläche im Bereich der Mittelbohrung nicht nur ein Maß variiert wird, sondern bei von der Kreiszylindrizität abweichenden Bohrungen eine Mehrzahl von Maßen, ist der hier angesprochene Durchmesser demnach als Durchmesser der gedanklich auf eine Kreisform abgebildeten Durchtrittsfläche der Mittelbohrung einerseits und der wenigstens einen seitlichen Bohrung andererseits zu verstehen.
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Es wird eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der erste Durchmesser mindestens 10 % bis höchstens 40 %, vorzugsweise mindestens 20 % bis höchstens 30 %, besonders bevorzugt 25 % kleiner ist als der zweite Durchmesser. Dies lässt sich ohne Weiteres umrechnen in entsprechende Bedingungen für die Durchtrittsfläche der Mittelbohrung im Vergleich zu einer Durchtrittsfläche der mindestens einen seitlichen Bohrung. Demnach ist die Durchtrittsfläche der Mittelbohrung bevorzugt mindestens 20 % bis höchstens 60 %, vorzugsweise mindestens 40 % bis höchstens 50 %, besonders bevorzugt 45 % kleiner als die Durchtrittsfläche der wenigstens einen seitlichen Bohrung. Bei Versuchen konnten in diesen Bereichen Wirkungsgradvorteile von bis zu 0,5 %-Punkten für Verbrennungsmotoren mit entsprechenden Zündeinrichtungen nachgewiesen werden gegenüber Verbrennungsmotoren, welche herkömmliche Zündeinrichtungen aufweisen, die identische Durchmesser bezüglich der Mittelbohrung und den seitlichen Bohrungen aufweisen. Die hier angegebenen Werte beziehungsweise Bereiche stellen auch einen besonders günstigen Kompromiss zwischen einer guten Spülung der Zündkammer und insbesondere des Zündspalts sowie einer guten Flammeindringtiefe in den Brennraum für eine schnelle Ladungsumsetzung dar.
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Es wird auch eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie als Vorkammerzündkerze ausgebildet ist. Dies spricht an, dass die Zündeinrichtung separat von dem Verbrennungsmotor als Einheit ausgebildet ist, die vorzugsweise in einen Zylinderkopf eingeschraubt oder anderweitig an diesem befestigt wird. Dabei sind die Zündkammer und die Kammerwandung Teil der Vorkammerzündkerze. Alternativ ist es möglich, dass die Kammerwandung und die Zündkammer Teil des Verbrennungsmotors, insbesondere des Zylinderkopfes sind, wobei beispielsweise eine Zündkerze, die im Wesentlichen die Zündanordnung umfasst, an dem Zylinderkopf befestigt, vorzugsweise in diesen eingeschraubt wird. Ist die Zündeinrichtung als Vorkammerzündkerze ausgebildet, wird insbesondere bevorzugt, dass die Kammerwandung durch eine Zündkappe gebildet wird, die an einem Grundkörper der Vorkammerzündkerze angeordnet ist. Die Zündkappe ist vorzugsweise durch ein gebogenes Blech gebildet, in welchem die Mittelbohrung und die wenigstens eine seitliche Bohrung angeordnet sind.
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Es wird auch eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Zündanordnung in der Zündkammer angeordnet ist. Die Zündung erfolgt also unmittelbar in der Zündkammer, insbesondere im Bereich eines Zündspalts, wenn die Zündeinrichtung als elektrische Zündkerze ausgebildet ist oder eine elektrische Zündanordnung umfasst.
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Alternativ ist es möglich, dass die Vorkammerzündkerze beispielsweise als Laserzündkerze ausgebildet ist. In diesem Fall wird das in der Zündkammer vorliegende Brennstoff/Luft-Gemisch durch einen Laserstrahl gezündet, wobei eine den Laserstrahl erzeugende Lasereinrichtung typischerweise außerhalb der Zündkammer angeordnet ist. Auch in diesem Fall ergibt sich aber ein verbesserter Kompromiss zwischen einer Spülung der Zündkammer einerseits und einer Flammeindringtiefe in den Brennraum andererseits, wenn die Mittelbohrung einen kleineren Durchmesser aufweist als die wenigstens eine seitliche Bohrung.
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Es wird eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Zündanordnung als Elektrodenanordnung ausgebildet ist. Diese umfasst bevorzugt eine Mittelelektrode, die zur Zündung eines Zündfunkens mit einer Hochspannung beaufschlagt wird, sowie eine Massenelektrode, welche vorzugsweise dauerhaft auf Massepotenzial liegt beziehungsweise geerdet ist. Die Mittelelektrode ist von der Massenelektrode durch einen Zündspalt beabstandet. Dabei ist ein kleinster Abstand zwischen der Mittelelektrode und der Massenelektrode im Bereich des Zündspalts vorgesehen, sodass ein Funkenüberschlag zwischen der Mittelelektrode und der Massenelektrode in dem Zündspalt erfolgt. Somit erfolgt auch eine Zündung des Brennstoff/Luft-Gemisch in dem Zündspalt, wobei wesentlich ist, dass dieser während des Kompressionstakts des Zylinders ausreichend mit Frischgas gespült wird. Die Mittelelektrode ist vorzugsweise zylindersymmetrisch ausgebildet, wobei ihre Symmetrieachse mit der Mittelachse der Zündkammer zusammenfällt. Entsprechend ist die Mittelbohrung vorzugsweise – entlang der Mittelachse gesehen – der Mittelelektrode gegenüberliegend angeordnet. Durch diese geometrische Anordnung kann der Zündspalt im Kompressionstakt durch die Mittelbohrung hindurch besonders effizient gespült werden.
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In diesem Zusammenhang wird eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Massenelektrode durch die Kammerwandung der Zündkammer gebildet wird. Der Zündspalt besteht also zwischen der Kammerwandung und der Mittelelektrode, sodass sich eine wandnahe Funkenlage ergibt. Besonders bevorzugt wird die Massenelektrode durch die Zündkappe der Vorkammerzündkerze gebildet, die entsprechend dauerhaft auf Massepotenzial liegt.
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Alsternativ wird eine Zündeinrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Massenelektrode separat von der Kammerwandung vorgesehen ist. Es ist möglich, dass die Massenelektrode als einzelnes, insbesondere gebogenes Blech ausgebildet ist, welches sich in den Bereich der Mittelelektrode erstreckt. Ebenfalls ist es möglich, dass die Massenelektrode nicht einstückig, sondern aus mindestens zwei Segmenten gebildet ist, die – in Umfangsrichtung gesehen – um die Mittelelektrode herum, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander, vorgesehen sind. Bevorzugt ist die Massenelektrode als vorzugsweise einstückige Ringelektrode ausgebildet, welche die Mittelelektrode – in Umfangsrichtung gesehen – umgreift. Dabei ist der Zündspalt bevorzugt als Ringspalt ausgebildet, welcher ebenfalls die Mittelelektrode – in Umfangsrichtung gesehen – umgreift. Es ergibt sich so in einfacher Weise eine rotationssymmetrische Anordnung der Mittelelektrode, der Massenelektrode und des Zündspalts. Eine als Ringelektrode ausgebildete Massenelektrode muss nicht zwingend einstückig vorgesehen sein, sondern kann mehrere Segmente umfassen, welche gemeinsam, vorzugsweise symmetrisch, um die Mittelelektrode herum angeordnet sind.
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Eine axiale Richtung spricht eine Richtung an, die sich entlang der Mittelachse der Zündkammer beziehungsweise entlang der Symmetrieachse der Mittelelektrode erstreckt. Eine radiale Richtung spricht eine Richtung an, welche senkrecht auf der axialen Richtung steht. Schließlich spricht eine Umfangsrichtung eine Richtung an, welche die Mittelachse der Zündkammer beziehungsweise die Symmetrieachse der Mittelelektrode konzentrisch umgibt.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Dieser zeichnet sich durch eine Zündeinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aus. Damit verwirklichen sich in Hinblick auf den Verbrennungsmotor die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Zündeinrichtung ausgeführt wurden. Insbesondere weist der Verbrennungsmotor einen verbesserten Wirkungsgrad von bis zu 0,5 %-Punkten auf. Es ist weiterhin möglich, aufgrund der optimierten Verbrennung eine Magergrenze des Verbrennungsmotors zu verbessern, den Verbrennungsmotor also mit mageren Gemischen zu betreiben. Insbesondere kann eine Ladungsverdünnung, also eine Abreicherung des Brennstoff/Luft-Gemischs in Hinblick auf den Brennstoffgehalt verwirklicht werden, ohne dass Zündaussetzer zu befürchten sind. Dies bewirkt wiederum eine Absenkung der Stickoxid-Emissionen des Verbrennungsmotors. Schließlich fallen zyklische Schwankungen des Verbrennungsmotors durch die optimierte Ladungsumsetzung im Brennraum geringer aus als bei Verwendung einer herkömmlichen Zündeinrichtung. Es zeigt sich auch, dass der Verbrennungsmotor eine geringere Klopfneigung aufweist als ein vergleichbarer Verbrennungsmotor mit herkömmlicher Zündeinrichtung.
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Es wird auch ein Verbrennungsmotor bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass er als Gasmotor, insbesondere als Magergasmotor ausgebildet ist. Gerade bei einem solchen Motor, der gegebenenfalls mit einem Sondergas mit hohem Inertgasanteil betrieben wird, ist der Kompromiss zwischen einer guten Spülung der Zündkammer einerseits und einer schnellen Ladungsumsetzung aufgrund einer weiten Flammeindringtiefe in den Brennraum andererseits besonders wichtig. Damit verwirklichen sich in Zusammenhang mit einem solchen Verbrennungsmotor in besonderer Weise die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Zündeinrichtung erläutert wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Längsschnittansicht eines Beispiels einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorkammerzündkerze, und
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2 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Zündeinrichtung.
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1 zeigt eine Längsschnittansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Zündeinrichtung 1. Diese ist als Vorkammerzündkerze ausgebildet und weist eine von einer Kammerwandung 3 in an einem Zylinder eines Verbrennungsmotors montiertem Zustand von einem Brennraum des Zylinders abgeteilte Zündkammer 5 auf. Die Zündeinrichtung 1 insgesamt und damit auch die Zündkammer 5 weist eine Mittelachse A auf, wobei die Zündeinrichtung 1 im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Mittelachse A ausgebildet ist.
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In der Zündkammer 5 ist eine Zündanordnung 7 vorgesehen, die hier als Elektrodenanordnung ausgebildet ist und eine Mittelelektrode 9 sowie eine Massenelektrode 11 umfasst. Die Mittelelektrode 9 ist hier zylindersymmetrisch ausgebildet, wo ihre Symmetrieachse mit der Mittelachse A zusammenfällt. Die Massenelektrode 11 ist von der Kammerwandung 3 separat ausgebildet, nämlich als segmentierte Ringelektrode, welche die Mittelelektrode 9 – in Umfangsrichtung gesehen – mit symmetrisch angeordneten Einzelsegmenten umgreift. Dabei ist zwischen der Mittelelektrode 9 und der Massenelektrode 11 ein als Ringspalt ausgebildeter Zündspalt 13 angeordnet, der die Mittelelektrode 9 – in Umfangsrichtung gesehen – umgreift.
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Es ist eine kreiszylindrische Mittelbohrung 15 vorgesehen, deren Symmetrieachse mit der Mittelachse A zusammenfällt, und die die Kammerwandung 3 durchsetzt.
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Außerdem sind in 1 zwei seitlich der Mittelbohrung 15 angeordnete, kreiszylindrische Bohrungen 17, 17’ dargestellt, welche ebenfalls die Kammerwandung 3 durchsetzen. Die Mittelbohrung 15 und die seitlichen Bohrungen 17, 17’ stellen eine Fluidverbindung zwischen der Zündkammer 5 und dem in 1 nicht dargestellten Brennraum eines Zylinders bereit, dem die Zündeinrichtung 1 zugeordnet ist.
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Bevorzugt sind mehr als zwei seitliche Bohrungen 17, 17’ vorzugsweise im gleichen Winkelabstand voneinander um die Mittelachse A herum angeordnet. Es ist auch möglich, dass die seitlichen Bohrungen 17, 17’ asymmetrisch angeordnet sind, insbesondere um ihre Lage auf asymmetrische Verbrennungsbedingungen in dem Brennraum anzupassen. In diesem Fall ist die Zündeinrichtung 1 zumindest in Hinblick auf die seitlichen Bohrungen 17, 17’ nicht rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Bei der in 1 dargestellten Zündeinrichtung 1 ist ein Durchmesser der kreiszylindrischen Mittelbohrung 15 gleich groß ausgebildet wie die Durchmesser der seitlichen, kreiszylindrischen Bohrungen 17, 17’.
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Während eines Kompressionstakts des nicht dargestellten Zylinders wird ein Brennstoff/Luft-Gemisch von dem Brennraum in die Zündkammer 5 eingeschoben, wobei eine Spülung der Zündkammer 5 und insbesondere des Zündspalts 13 mit Frischgas insbesondere durch die strömungstechnisch begünstigt angeordnete Mittelbohrung 15 bewirkt wird. In einem vorherbestimmten Zündzeitpunkt wird das Brennstoff/Luft-Gemisch in dem Zündspalt 13 entzündet, wobei es insgesamt in der Zündkammer 5 entflammt wird. Das entflammte Gemisch schießt sodann über die auch als Schusskanäle bezeichneten Bohrungen 15, 17, 17’ in den Brennraum und entflammt das dort vorliegende Brennstoff/Luft-Gemisch. Aufgrund der strömungstechnisch begünstigt angeordneten Mittelbohrung 15 ergibt sich hier eine besonders intensive Strömung des entflammten Gemischs, sodass in diesem Bereich eine größte Flammeindringtiefe gegeben wäre, wenn sich diese tatsächlich im Brennraum verwirklichen könnte. Da jedoch im Zündzeitpunkt eine Kolbenoberfläche eines in dem Brennraum verlagerbar angeordneten Kolbens relativ nah an der Mittelbohrung 15 angeordnet ist, ergibt sich hier ein vergleichsweise kurzer geometrischer Weg für das entflammte Gemisch zur nächst gelegenen Brennraumwand. Demgegenüber ist im Bereich der seitlichen Bohrungen 17, 17’ ein geometrisch längerer Weg bis zur nächstgelegenen Brennraumwand gegeben, der jedoch nicht genutzt werden kann, weil die seitlichen Bohrungen 17, 17’ strömungstechnisch benachteiligt sind und daher eine reduzierte Flammeindringtiefe aufweisen.
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Die in 1 dargestellte Zündeinrichtung 1 ist daher in Hinblick auf eine Ladungsumsetzung im Brennraum verbesserungswürdig.
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Das hier angesprochene Problem wird gelöst beispielsweise durch das in 2 im Längsschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündeinrichtung 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der kreiszylindrischen Mittelbohrung 15 ungefähr 80 % des Durchmessers der kreiszylindrischen, seitlichen Bohrungen 17, 17’, er ist also um ungefähr 20 % kleiner ausgebildet als deren Durchmesser. Hierdurch ergibt sich eine Drosselung der Gasströmung im Bereich der Mittelbohrung 15, sodass die Flammeindringtiefe hier reduziert ist. Zugleich ist dadurch die Flammeindringtiefe im Bereich der seitlichen Bohrungen 17, 17’ erhöht, sodass die dort zur Verfügung stehende, größere Eindringtiefe in den Brennraum genutzt werden kann, um eine schnelle Ladungsumsetzung zu bewirken. Es ergibt sich so im Zündzeitpunkt eine bessere Verteilung der Strömung des entflammten Gemischs, mithin eine schnellere und homogenere Ladungsumsetzung im Brennraum und ein gesteigerter Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors.
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Zugleich bleibt eine gute Spülung der Zündkammer 5 und insbesondere des Zündspalts 13 erhalten, weil die Mittelbohrung 15 noch immer zentral und damit strömungstechnisch günstig in Bezug auf den Zündspalt 13 angeordnet ist. Durch diese geometrische Anordnung ist noch immer gewährleistet, dass das frische Brennstoff/Luft-Gemisch, mithin das Frischgas, im Kompressionstakt im wesentlichen durch die Mittelbohrung 15 in die Zündkammer 5 eingebracht wird, wodurch der Zündspalt 13 effizient gespült wird.
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Daher ist auch eine effiziente Zündung im Zündspalt 13 nicht gefährdet, sodass insgesamt ein ausgewogener Kompromiss zwischen einer guten Spülung einerseits und einer schnellen und homogenen Ladungsumsetzung im Brennraum andererseits erreicht ist.
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Es zeigt sich noch, dass die Zündeinrichtung 1 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Vorkammerzündkerze ausgebildet ist, wobei die Kammerwandung 3 durch eine an einem Grundkörper 19 der Vorkammerzündkerze angeordnete Zündkappe 21 gebildet ist.
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Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Zündeinrichtung 1 und des Verbrennungsmotors, in welchem die Zündeinrichtung 1 verwendet wird, eine Wirkungsgradverbesserung, eine Erweiterung der Zündgrenzen und eine verringerte Klopfneigung erreichbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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