DE102013214145B3 - Ignition arrangement with heater and internal combustion engine - Google Patents

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DE102013214145B3
DE102013214145B3 DE201310214145 DE102013214145A DE102013214145B3 DE 102013214145 B3 DE102013214145 B3 DE 102013214145B3 DE 201310214145 DE201310214145 DE 201310214145 DE 102013214145 A DE102013214145 A DE 102013214145A DE 102013214145 B3 DE102013214145 B3 DE 102013214145B3
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Michael Staudt
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    • F02B19/12Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündanordnung, umfassend eine Zündvorrichtung (2) zur Erzeugung wenigstens eines Zündfunkens, eine Vorkammer (3), und eine Heizeinrichtung (4), wobei die Heizeinrichtung (4) eingerichtet ist, in der Vorkammer (3) befindliches Gas und/oder Wände (10) der Vorkammer (3) zu erwärmen, und wobei die Heizeinrichtung (4) ein Glühstift ist.The present invention relates to an ignition arrangement comprising an ignition device (2) for generating at least one ignition spark, an antechamber (3), and a heating device (4), the heating device (4) being set up to store gas and gas in the antechamber (3) / or to heat the walls (10) of the antechamber (3), and wherein the heating device (4) is a glow plug.

Description

  • Stand der TechnikState of the art
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündanordnung mit einer Heizeinrichtung sowie eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen Zündanordnung, insbesondere eine Gasbrennkraftmaschine.The present invention relates to an ignition arrangement with a heating device and to an internal combustion engine having such an ignition arrangement, in particular a gas internal combustion engine.
  • Zündanordnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise sind Zündanordnungen bekannt, welche eine Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einer Vorkammer vornehmen. In der Vorkammer sind Überstromöffnungen vorgesehen, durch welche eine Fackel in den eigentlichen Brennraum reichen muss, um dort eine Zündung zu bewirken. Hierbei spielt die Eindringtiefe der Fackel aus der Vorkammer in den Brennraum eine entscheidende Rolle. Spezielle Probleme treten insbesondere bei einem Magerbetrieb der Brennkraftmaschine auf. Hierbei wird insbesondere eine Laufruhe der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst. Aus der DE 27 15 943 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, welche eine Heizspirale verwendet, die elektrisch betrieben wird und im Mantelbereich der zylinderförmigen Vorkammer angeordnet ist. Die Heizspirale ist dabei auf den oberen, einspritzdüsennahen Bereich der Vorkammer beschränkt. Diese Anordnung hat sich jedoch insbesondere aus Kostengründen nicht in der Praxis durchgesetzt. Um eine Laufruhe der Brennkraftmaschine insbesondere bei einem Magerbetrieb oder einem Kaltstart zu verbessern, wäre es jedoch wünschenswert, eine groß-serientaugliche beheizbare Vorkammer zu haben, um eine schnelle und leichte Zündung zu ermöglichen.Ignition arrangements are known from the prior art in different embodiments. For example, ignition arrangements are known which make an ignition of a fuel-air mixture in an antechamber. In the antechamber overflow openings are provided, through which a torch must reach into the actual combustion chamber in order to effect ignition there. Here, the penetration depth of the torch from the antechamber into the combustion chamber plays a crucial role. Special problems occur especially in a lean operation of the internal combustion engine. In particular, a smooth running of the internal combustion engine is adversely affected. From the DE 27 15 943 A1 an internal combustion engine is known, which uses a heating coil, which is electrically operated and is arranged in the jacket region of the cylindrical prechamber. The heating coil is limited to the upper, near the injection nozzle near the antechamber. However, this arrangement has not prevailed in practice, especially for cost reasons. In order to improve smooth running of the internal combustion engine, in particular during a lean operation or a cold start, it would, however, be desirable to have a large-series-capable heatable pre-chamber in order to enable quick and easy ignition.
  • Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
  • Die erfindungsgemäße Zündanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sowohl ein Magerbetrieb ohne Komforteinbußen für den Nutzer als auch ein Kaltstart problemlos möglich ist. Hierbei kann die erfindungsgemäße Zündanordnung in Großserie gefertigt werden. Erfindungsgemäß werden zudem die Abgasemissionen positiv beeinflusst. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Zündanordnung eine Zündvorrichtung und eine Vorkammer sowie eine Heizeinrichtung aufweist. Die Heizeinrichtung ist eingerichtet, in der Vorkammer befindliches Gas (oder Gasgemisch) und/oder Wände der Vorkammer zu erwärmen. Die Heizeinrichtung ist dabei als kostengünstig verfügbarer Glühstift ausgebildet. Erfindungsgemäß wird somit ein Standardbauteil, nämlich der Glühstift, verwendet, welche besonders kostengünstig als Massenbauteil auch in anderen Brennkraftmaschinen Verwendung findet. Dadurch kann eine auch für einen Fachmann überraschend einfache Lösung für die Probleme beim Kaltstart und/oder Magerbetrieb oder dergleichen gefunden werden. The ignition arrangement according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that both a lean operation without loss of comfort for the user and a cold start is easily possible. Here, the ignition assembly according to the invention can be mass produced. According to the invention, the exhaust emissions are also positively influenced. This is inventively achieved in that the ignition arrangement comprises an ignition device and an antechamber and a heater. The heater is arranged to heat in the pre-chamber located gas (or gas mixture) and / or walls of the prechamber. The heater is designed as a cheaply available glow plug. Thus, according to the invention, a standard component, namely the glow plug, is used, which is used particularly cost-effectively as a mass component in other internal combustion engines. As a result, a surprisingly simple solution for the problems of cold start and / or lean operation or the like can be found even for a person skilled in the art.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
  • Vorzugsweise ist die Zündvorrichtung der Zündanordnung eine Zündkerze oder die Zündvorrichtung ist eine Laserzündkerze.Preferably, the ignition device of the ignition assembly is a spark plug or the ignition device is a laser spark plug.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Zündanordnung ferner eine Kühleinrichtung, wobei die Kühleinrichtung eingerichtet ist, den Innenraum der Vorkammer, d.h., darin befindliches Gas oder Wände der Vorkammer zu kühlen. Hierdurch können auch gezielt Bereiche der Vorkammer gekühlt werden.More preferably, the ignition arrangement further comprises a cooling device, wherein the cooling device is arranged to cool the interior of the prechamber, i.e., gas therein or walls of the prechamber. As a result, targeted areas of the pre-chamber can be cooled.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Heizeinrichtung in einer Wand der Vorkammer ohne direkten Kontakt zum Inneren der Vorkammer angeordnet. Mit anderen Worten ist die Heizeinrichtung zwar in einer Wand der Vorkammer angeordnet, steht jedoch mit dem Gas im Inneren der Vorkammer nicht in Kontakt. Hierdurch ist die Heizeinrichtung gut geschützt in der Wand der Vorkammer angeordnet und insbesondere die heißen Gase können der Heizeinrichtung nichts anhaben bzw. es müssen keine separaten und aufwändigen Vorkehrungen zum Schutz der Heizeinrichtung getroffen werden. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung dabei in einem von außen in die Wand der Vorkammer vorgesehenen Sackloch angeordnet.According to a further preferred embodiment of the present invention, the heating device is arranged in a wall of the prechamber without direct contact with the interior of the prechamber. In other words, although the heater is disposed in a wall of the prechamber, it is not in contact with the gas inside the prechamber. As a result, the heater is well protected in the wall of the prechamber arranged and in particular the hot gases can not harm the heater or it must be made no separate and expensive precautions to protect the heater. In this case, the heating device is preferably arranged in a blind hole provided from the outside in the wall of the prechamber.
  • Für einen besonders kompakten Aufbau sind vorzugsweise die Zündvorrichtung und die Heizeinrichtung nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, angeordnet. For a particularly compact construction, the ignition device and the heating device are preferably arranged side by side, in particular parallel to one another.
  • Weiter bevorzugt umfasst die Zündanordnung eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, die Heizeinrichtung und/oder die Kühleinrichtung in Abhängigkeit einer Temperatur in der Vorkammer bzw. einer Temperatur der Wand der Vorkammer zu steuern. Besonders bevorzugt sind mehrere erfindungsgemäße Zündanordnungen nebeneinander angeordnet, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, jede der einzelnen Zündanordnungen individuell anzusteuern. Hierdurch wird eine Lösung für das Problem von heißen und weniger heißen Zylindern in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gegeben.Further preferably, the ignition arrangement comprises a control unit which is set up to control the heating device and / or the cooling device as a function of a temperature in the prechamber or a temperature of the wall of the prechamber. More preferably, a plurality of ignition arrangements according to the invention are arranged side by side, wherein the control unit is set up to individually control each of the individual ignition arrangements. This provides a solution to the problem of hot and less hot cylinders in a multi-cylinder internal combustion engine.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten alternativen Ausgestaltung der Erfindung steht der als Heizeinrichtung vorgesehene Glühstift in die Wirbelkammer vor. Hierdurch ist es möglich, gezielt Bereiche in der Vorkammer auf ein bestimmtes Temperaturniveau zu bringen und somit Zündverhalten und Brennverhalten des Gases bzw. Gasgemisches in der Vorkammer zu optimieren.According to another preferred alternative embodiment of the invention, the glow plug provided as the heating element projects into the vortex chamber. This makes it possible to bring targeted areas in the prechamber to a certain temperature level and thus to optimize ignition behavior and combustion behavior of the gas or gas mixture in the prechamber.
  • Weiter bevorzugt weist die Vorkammer wenigstens eine Isolierung an wenigstens einem Teilbereich einer Innenwand der Vorkammer auf. Hierdurch können ebenfalls gezielt Temperaturbeeinflussungen in der Vorkammer bzw. von Wandbereichen der Vorkammer erreicht werden. Die Isolierung ist vorzugsweise eine Keramik. Besonders bevorzugt ist die Isolierung auch an Übertrittsöffnungen, welche von der Vorkammer in den Brennraum reichen, vorgesehen. More preferably, the prechamber has at least one insulation on at least a portion of an inner wall of the prechamber. As a result, temperature influences in the antechamber or wall regions of the prechamber can also be achieved in a targeted manner. The insulation is preferably a ceramic. Particularly preferably, the insulation is also provided at transfer openings which extend from the prechamber into the combustion chamber.
  • Besonders bevorzugt ist die Vorkammer als Wirbelkammer ausgebildet.Particularly preferably, the pre-chamber is formed as a vortex chamber.
  • Weiter bevorzugt ist der in die Vorkammer vorstehende Glühstift derart ausgelegt, dass eine Vorionisierung durch den Glühstift realisiert wird, um eine sehr leichte Entflammung zu ermöglichen. Hierdurch können insbesondere auch schwer entflammbare Kraftstoffe, z.B. Grubengas oder Gärungsgase oder dergleichen, und Kraftstoffe mit stark schwankender Zusammensetzung oder hohem schwankendem Inertgasanteil, z.B. bei Abgasrückführung, verwendet werden.More preferably, the projecting into the antechamber glow plug is designed such that a pre-ionization is realized by the glow plug to allow a very slight ignition. As a result, in particular also flame-retardant fuels, e.g. Mine gas or fermentation gases or the like, and fuels of widely varying composition or high inert gas content, e.g. at exhaust gas recirculation, are used.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Zündanordnung. Die Brennkraftmaschine ist weiter bevorzugt eine Gasbrennkraftmaschine, d.h., zur Verbrennung von gasförmigem Kraftstoff. Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine stationäre Gasbrennkraftmaschine.Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine with an ignition arrangement according to the invention. The internal combustion engine is more preferably a gas internal combustion engine, that is, for burning gaseous fuel. The internal combustion engine according to the invention is particularly preferably a stationary gas internal combustion engine.
  • Weiter bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Zylindern, wobei jeder Zylinder eine erfindungsgemäße Zündanordnung umfasst. Die Brennkraftmaschine mit der Vielzahl von Zylindern umfasst ferner eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, jede der Zündanordnungen jedes Zylinders in Abhängigkeit einer jeweiligen Temperatur in der Vorkammer des Zylinders oder einer Temperatur einer Wand der Vorkammer separat anzusteuern. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, dass einzelne Zylinder mit unterschiedlichen Temperaturvorgaben angesteuert werden und jeweils individuell auf den jeweiligen Zustand in der Vorkammer des Zylinders reagiert werden kann. Hierdurch kann insbesondere das Problem bei Großbrennkraftmaschinen mit einer Vielzahl von Zylindern gelöst werden, dass einige Zylinder ein höheres Temperaturniveau als andere Zylinder aufweisen. Somit wird ein gleichmäßiger Lauf der Brennkraftmaschine bei verminderten Emissionen erreicht. Weiter bevorzugt wird die erfindungsgemäße Steuereinheit nur bei Magerbetrieb und/oder bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine verwendet.More preferably, the internal combustion engine according to the invention comprises a plurality of cylinders, each cylinder comprising an ignition arrangement according to the invention. The internal combustion engine having the plurality of cylinders further includes a control unit configured to separately drive each of the ignition assemblies of each cylinder in response to a respective temperature in the prechamber of the cylinder or a temperature of a wall of the prechamber. This makes it possible according to the invention that individual cylinders are actuated with different temperature specifications and can be individually reacted to the respective state in the antechamber of the cylinder. As a result, in particular, the problem can be solved in large internal combustion engines with a plurality of cylinders, that some cylinders have a higher temperature level than other cylinders. Thus, a smooth running of the internal combustion engine is achieved with reduced emissions. More preferably, the control unit according to the invention is used only in lean operation and / or in a cold start of the internal combustion engine.
  • Weiter bevorzugt wird die erfindungsgemäße Zündanordnung bei Fahrzeugen verwendet. Hierbei kann insbesondere eine Auslegung einer Zündkerze für eine Vorkammer derart erfolgen, dass eine Elektrodentemperatur der Zündkerze unter Volllast deutlich reduziert werden kann. Insbesondere kann auch bei einem Kaltstart eine emissionsärmere Verbrennung im Zylinder ermöglicht werden. Weiter bevorzugt wird bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine ein erster Glühstift und ein zweiter Glühstift in einer Vorkammer gemeinsam mit einer Zündkerze verwendet. Insbesondere bei Anordnung der Glühstifte ohne direkten Kontakt zur Vorkammer kann eine hohe Standzeit der Anordnung erreicht werden.More preferably, the ignition arrangement according to the invention is used in vehicles. In this case, in particular, a design of a spark plug for a prechamber can take place such that an electrode temperature of the spark plug can be significantly reduced under full load. In particular, even with a cold start, a lower emission combustion in the cylinder can be made possible. More preferably, in a supercharged internal combustion engine, a first glow plug and a second glow plug are used in a prechamber together with a spark plug. In particular, in the arrangement of the glow plugs without direct contact with the prechamber a long service life of the arrangement can be achieved.
  • Zeichnungdrawing
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Zündanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 1 is a schematic view of an ignition arrangement according to a first embodiment of the invention,
  • 2 eine schematische Ansicht einer Zündanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 2 a schematic view of an ignition assembly according to a second embodiment of the invention, and
  • 3 eine schematische Ansicht einer Zündanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 a schematic view of a Zündanordnung according to a third embodiment of the invention.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 eine Zündanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. The following is with reference to 1 an ignition arrangement 1 according to a first embodiment of the invention described in detail.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Zündanordnung 1 eine Zündkerze 2 sowie eine Vorkammer 3. Die Vorkammer 3 umfasst zwei Auslassöffnungen 5, 6. Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, noch mehr Auslassöffnungen vorzusehen. Die Zündkerze 2 ist in einem Basisbereich 11 angeordnet und ist eingerichtet, in der Vorkammer 3 ein darin befindliches Gas bzw. Gasgemisch zu entzünden. Als Kraftstoff ist in diesem Ausführungsbeispiel ein gasförmiger Kraftstoff vorgesehen, welcher durch die Auslassöffnungen 5, 6 oder eine nicht gezeigte Einblaseinrichtung in die Vorkammer eingeblasen werden kann.How out 1 can be seen, includes the ignition assembly 1 a spark plug 2 as well as an antechamber 3 , The antechamber 3 includes two outlet openings 5 . 6 , It should be noted that it is also possible to provide even more outlet openings. The spark plug 2 is in a base area 11 arranged and furnished, in the antechamber 3 to ignite a gas or gas mixture located therein. As fuel, a gaseous fuel is provided in this embodiment, which through the outlet openings 5 . 6 or a blowing device, not shown, can be blown into the prechamber.
  • Die Zündanordnung 1 umfasst ferner eine Heizeinrichtung 4, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Glühstift ausgebildet ist. Der Glühstift ist hierbei ein Standardbauteil und kann somit als Massenbauteil sehr kostengünstig hergestellt werden.The ignition arrangement 1 further includes a heater 4 , which is formed in this embodiment as a glow plug. The glow plug is in this case a standard component and can thus be manufactured very inexpensively as a mass component.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Heizeinrichtung 4 in einem Sackloch 7 im Basisbereich 11 angeordnet. Die Heizeinrichtung 4 ist dabei neben und parallel zur Zündkerze 2 angeordnet. How out 1 it can be seen, is the heater 4 in a blind hole 7 in the base area 11 arranged. The heater 4 is next to and parallel to the spark plug 2 arranged.
  • Die Heizeinrichtung 4 ist ferner mit einer Steuereinheit 8 verbunden, welche ferner mit einer Temperaturmesseinrichtung 9 verbunden ist. Die Temperaturmesseinrichtung 9 ist z.B. an einer Wand 10 der Vorkammer angeordnet, kann aber auch neben oder in den Auslassöffnungen 5 und 6 liegen (in den Figuren gestrichelt angedeutet).The heater 4 is further provided with a control unit 8th connected, which further with a temperature measuring device 9 connected is. The temperature measuring device 9 is eg on a wall 10 arranged in the antechamber, but can also be next to or in the outlet openings 5 and 6 lie (dashed lines in the figures indicated).
  • Die Steuereinheit 8 ist hierbei derart eingerichtet, dass, basierend auf den Werten der Temperaturmesseinrichtung, die Heizeinrichtung 4 betrieben oder ausgeschaltet wird. Somit kann erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass an der Wand 10 der Vorkammer 3 und/oder neben den Öffnungen 5 und 6 und/oder im Inneren der Vorkammer 3 eine vorbestimmte Temperatur vorhanden ist. Da die Heizeinrichtung 4 im Sackloch 7 angeordnet ist, kommt die Heizeinrichtung 4 auch nicht mit der aggressiven Brennraumatmosphäre in Berührung, so dass eine hohe Lebensdauer der Heizeinrichtung 4 sichergestellt ist.The control unit 8th In this case, it is set up such that, based on the values of the temperature measuring device, the heating device 4 operated or switched off. Thus, it can be ensured according to the invention that on the wall 10 the antechamber 3 and / or next to the openings 5 and 6 and / or inside the antechamber 3 a predetermined temperature is present. Because the heater 4 in the blind hole 7 is arranged, the heater comes 4 Also not in contact with the aggressive combustion chamber atmosphere, so that a long service life of the heater 4 is ensured.
  • Durch Vorsehen des Glühstifts als Heizeinrichtung 4 kann nun in verschiedenen Betriebszeitpunkten eine individuelle Temperaturregelung der Vorkammer und deren Wände 10 ermöglicht werden. Hierdurch kann beispielsweise ein sicherer Kaltstart einer Brennkraftmaschine als auch ein Magerbetrieb durchgeführt werden, wobei insbesondere auch strenge Emissionsgrenzen eingehalten werden können. Ferner kann durch die Heizeinrichtung 4 der Vorkammer 3 auch an Betriebspunkten mit hoher Ladungsverdünnung eine Dichte eines verbleibenden Restgases in der Vorkammer 3 während des Ladungswechsels reduziert werden. Hierdurch wird ein geringerer Restgasgehalt in der Vorkammer 3 zum Zündzeitpunkt erreicht, wodurch sich die Zündeigenschaften des Gases in der Vorkammer 3 verbessern.By providing the glow plug as a heater 4 can now in different operating times an individual temperature control of the antechamber and its walls 10 be enabled. In this way, for example, a safe cold start of an internal combustion engine as well as a lean operation can be performed, in particular, strict emission limits can be met. Furthermore, by the heater 4 the antechamber 3 also at operating points with high charge dilution a density of a residual gas remaining in the antechamber 3 be reduced during the charge change. As a result, a lower residual gas content in the antechamber 3 reached to the ignition, whereby the ignition properties of the gas in the antechamber 3 improve.
  • Die Heizeinrichtung an der Vorkammer 3 verbessert auch das Verhalten von durch die Zündung entstehenden Zündfackeln, welche aus den Auslassöffnungen 5, 6 in den benachbarten Brennraum reichen. Insbesondere können durch die Heizeinrichtung 4 Situationen vermieden werden, in denen zwar in der Vorkammer 3 eine Zündung stattfindet, die Zündfackel jedoch nicht aus den Auslassöffnungen 5, 6 reicht. Somit können erfindungsgemäß Zündaussetzer im Betrieb reduziert bzw. vollständig vermieden werden, da durch die Heizeinrichtung 4 immer eine ausreichende Fackellänge sichergestellt ist.The heater on the antechamber 3 It also improves the performance of ignition torches generated by the ignition coming out of the exhaust ports 5 . 6 reach into the adjacent combustion chamber. In particular, by the heater 4 Situations are avoided, although in the antechamber 3 An ignition takes place, the ignition torch but not from the exhaust ports 5 . 6 enough. Thus, according to the invention misfiring can be reduced during operation or completely avoided, since by the heater 4 always a sufficient torch length is ensured.
  • Die Erfindung ist besonders bei Verwendung von Gas als Kraftstoff geeignet, wobei sowohl eine Verwendung in Fahrzeugen als auch bei Standmotoren möglich ist.The invention is particularly suitable when using gas as a fuel, both a use in vehicles and stationary motors is possible.
  • 2 zeigt eine Zündanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel die Heizeinrichtung 4, welche ebenfalls ein Glühstift ist, in einer Durchgangsöffnung 12 angeordnet. Dadurch steht die Heizeinrichtung 4 in die Vorkammer 3 vor. Hierdurch ist es möglich, das in der Vorkammer 3 befindliche Gas oder Gasgemisch direkt aufzuheizen. Somit wird eine schnellere Aufheizung erzielt, so dass Ionen auch entstehen, welche zuverlässig in der nächsten Umgebung der Zündkerze 2 vorhanden sind. Hierdurch wird eine leichtere Entflammung des Gases in der Vorkammer 3 möglich, so dass insbesondere auch eine Zündspannung für die Zündkerze 2 reduziert werden kann. Hierdurch können Zeit und Energie eingespart werden. Diese Zündanordnung eignet sich insbesondere bei Verwendung von schwer entflammbaren Gasen, wie z.B. Grubengas oder Gärungsgasen oder dergleichen und/oder bei Gasen mit stark schwankender Zusammensetzung oder bei Gasen mit hohem schwankendem Inertgasanteil, beispielsweise bei einer Abgasrückführung. Weiter bevorzugt wird die Zündanordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer Laserzündkerze verwendet, da die durch die Heizeinrichtung 4 erzeugten Ionen sehr vorteilhaft bei einer Generierung eines Zündplasmas sind, so dass eine große Kostenreduzierung bei der Laserzündung ermöglicht werden kann. 2 shows an ignition arrangement 1 according to a second embodiment of the invention, wherein identical or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. How out 2 is apparent, in contrast to the first embodiment in the second embodiment, the heater 4 , which is also a glow plug, in a through hole 12 arranged. This puts the heater 4 in the antechamber 3 in front. This makes it possible that in the antechamber 3 to heat directly located gas or gas mixture. Thus, a faster heating is achieved, so that ions also arise, which reliably in the immediate vicinity of the spark plug 2 available. As a result, a lighter ignition of the gas in the antechamber 3 possible, so that in particular also an ignition voltage for the spark plug 2 can be reduced. This can save time and energy. This ignition arrangement is particularly suitable when using flame-retardant gases, such as mine gas or fermentation gases or the like and / or gases with a highly fluctuating composition or gases with high fluctuating inert gas, for example in an exhaust gas recirculation. More preferably, the ignition arrangement according to the second embodiment is used in conjunction with a laser spark plug, as by the heating device 4 generated ions are very advantageous in generating a Zündplasmas, so that a large cost reduction in the laser ignition can be made possible.
  • 3 zeigt eine Zündanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ebenfalls gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Heizeinrichtung 4 wieder in einem Sackloch 7 angeordnet. Ein Teilbereich einer Wandung der Vorkammer 3 ist beim dritten Ausführungsbeispiel mit einer Isolierung 13 versehen. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Isolierung 13 an einer Wandung gegenüber der Wand, an welcher die Zündkerze 2 und die Heizeinrichtung 4 angeordnet sind, vorgesehen. Hierdurch kann insbesondere ein Wärmeübergang an die Wandbereiche der Auslassöffnungen 5, 6 reduziert werden. Die lokal begrenzte Isolierung 13 kann dadurch eine verbesserte Auslegung der Zündanordnung insbesondere hinsichtlich einer Entflammbarkeit bei gezielter Beheizung mittels der Heizeinrichtung 4 ermöglichen. Die Isolierung 13 kann beispielsweise eine Keramikschicht sein. Zusätzlich ist es auch nötig, dass die Isolierung 13 bis in die Auslassöffnungen 5, 6 hineingeführt wird. 3 shows an ignition assembly according to a third embodiment of the invention, wherein also the same or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment. How out 3 it can be seen, is the heater 4 again in a blind hole 7 arranged. A partial area of a wall of the antechamber 3 is in the third embodiment with insulation 13 Mistake. How out 3 is apparent, is the insulation 13 on a wall opposite the wall on which the spark plug 2 and the heater 4 are arranged provided. As a result, in particular a heat transfer to the wall regions of the outlet openings 5 . 6 be reduced. The localized isolation 13 This can result in an improved design of the ignition arrangement, in particular with regard to a flammability with targeted heating by means of the heater 4 enable. The insulation 13 may be, for example, a ceramic layer. In addition, it is also necessary that the insulation 13 into the outlet openings 5 . 6 is led into it.
  • Es sei ferner angemerkt, dass alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der Zündanordnung auch in Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern verwendet werden können, wobei die Steuereinheit 8 eingerichtet ist, jede Heizeinrichtung 4 jedes Zylinders separat und individuell anzusteuern. Dadurch können beispielsweise Zylinder, welche üblicherweise heißer als andere Zylinder sind, gezielt weniger beheizt werden. Durch die individuelle Ansteuerung jeder Heizeinrichtung 4 einer Vorkammer 3 kann insbesondere auch ein gleichmäßiger Verschleiß und somit ein reduzierter Serviceaufwand ermöglicht werden.It should also be noted that all described embodiments of the ignition arrangement can also be used in internal combustion engines with a plurality of cylinders, wherein the control unit 8th is set up, each heater 4 each cylinder separately and individually to control. As a result, cylinders, for example, which are usually hotter than other cylinders, are specifically less heated. By the individual control of each heating device 4 an antechamber 3 In particular, a uniform wear and thus a reduced service costs can be made possible.
  • Ferner ist es vorzugsweise möglich, eine zusätzliche Kühleinrichtung an der Vorkammer 3 vorzusehen. Hierdurch kann auch gezielt ein Kühlen der Vorkammer, falls notwendig, ermöglicht werden. Furthermore, it is preferably possible to have an additional cooling device on the antechamber 3 provided. As a result, a cooling of the prechamber, if necessary, also be made possible.
  • Weiterhin sei angemerkt, dass die Vorkammer 3 vorzugsweise als Wirbelkammer ausgebildet ist, um eine gute Gasdurchmischung in der Vorkammer 3 zu erreichen.Furthermore, it should be noted that the antechamber 3 is preferably designed as a vortex chamber to a good gas mixing in the prechamber 3 to reach.

Claims (12)

  1. Zündanordnung, umfassend – eine Zündvorrichtung (2) zur Erzeugung wenigstens eines Zündfunkens, – eine Vorkammer (3), und – eine Heizeinrichtung (4), – wobei die Heizeinrichtung (4) eingerichtet ist, in der Vorkammer (3) befindliches Gas und/oder Wände (10) der Vorkammer (3) zu erwärmen, und – wobei die Heizeinrichtung (4) ein Glühstift ist.Ignition assembly comprising - an ignition device ( 2 ) for generating at least one ignition spark, - an antechamber ( 3 ), and - a heating device ( 4 ), - whereby the heating device ( 4 ) is set up in the antechamber ( 3 ) gas and / or walls ( 10 ) the antechamber ( 3 ), and - wherein the heating device ( 4 ) is a glow plug.
  2. Zündanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung eine Zündkerze oder eine Laserzündkerze ist.Ignition assembly according to claim 1, characterized in that the ignition device is a spark plug or a laser spark plug.
  3. Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung, wobei die Kühleinrichtung eingerichtet ist, die Vorkammer (2) und/oder Wände (10) der Vorkammer (3) zu kühlen.Ignition arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a cooling device, wherein the cooling device is arranged, the antechamber ( 2 ) and / or walls ( 10 ) the antechamber ( 3 ) to cool.
  4. Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) ohne direkten Kontakt zu einem Innenraum der Vorkammer (3) angeordnet ist.Ignition arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 4 ) without direct contact with an interior of the antechamber ( 3 ) is arranged.
  5. Zündanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) in einem Sackloch (7) angeordnet ist.Ignition arrangement according to claim 4, characterized in that the heating device ( 4 ) in a blind hole ( 7 ) is arranged.
  6. Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (2) und die Heizeinrichtung (4) nebeneinander, insbesondere parallel zueinander, angeordnet sind.Ignition arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the ignition device ( 2 ) and the heater ( 4 ) are arranged side by side, in particular parallel to each other.
  7. Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (8), welche eingerichtet ist, die Heizeinrichtung (4) in Abhängigkeit einer Temperatur einer Wand (10) der Vorkammer (3) und/oder einer Temperatur im Inneren der Vorkammer (3) zu steuern.Ignition arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a control unit ( 8th ), which is set up, the heating device ( 4 ) as a function of a temperature of a wall ( 10 ) the antechamber ( 3 ) and / or a temperature inside the antechamber ( 3 ) to control.
  8. Zündanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) in die Vorkammer (3) vorsteht.Ignition arrangement according to one of claims 1 to 3 or 6, 7, characterized in that the heating device ( 4 ) in the antechamber ( 3 ) protrudes.
  9. Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Isolierung (13) an einer Innenwand der Vorkammer (3), wobei die Isolierung insbesondere nur einen Teilbereich der Innenwand der Vorkammer (3) überdeckt.Ignition arrangement according to one of the preceding claims, characterized by insulation ( 13 ) on an inner wall of the antechamber ( 3 ), wherein the insulation in particular only a portion of the inner wall of the antechamber ( 3 ) covered.
  10. Brennkraftmaschine, umfassend eine Zündanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Internal combustion engine, comprising an ignition arrangement according to one of the preceding claims.
  11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Gasbrennkraftmaschine ist.Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the internal combustion engine is a gas internal combustion engine.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, umfassend – eine Vielzahl von Zylindern, wobei an jedem Zylinder eine Zündanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet ist, und – eine gemeinsame Steuereinheit (8), welche eingerichtet ist, jede Heizeinrichtung (4) jeder Vorkammer (3) jedes Zylinders in Abhängigkeit einer Wandtemperatur und/oder einer Temperatur im Inneren jeder Vorkammer (3) individuell anzusteuern.Internal combustion engine according to claim 10 or 11, comprising - a plurality of cylinders, wherein on each cylinder an ignition arrangement according to one of claims 1 to 9 is arranged, and - a common control unit ( 8th ), which is set up, each heating device ( 4 ) every antechamber ( 3 ) of each cylinder depending on a wall temperature and / or a temperature inside each pre-chamber ( 3 ) individually.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2715943A1 (en) * 1977-04-09 1978-10-12 Bosch Gmbh Robert COMBUSTION ENGINE WITH A MAIN COMBUSTION CHAMBER AND AN IGNITION CHAMBER

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2715943A1 (en) * 1977-04-09 1978-10-12 Bosch Gmbh Robert COMBUSTION ENGINE WITH A MAIN COMBUSTION CHAMBER AND AN IGNITION CHAMBER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017210398A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Vorkammereinsatz for an internal combustion engine, cylinder head of an internal combustion engine and method for producing an internal combustion engine

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