DE102019123695A1 - Zündanordnung und Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Zündanordnung 1 für einen Verbrennungsmotor 2 mit einer Vorbrennkammer 3 bereitgestellt, wobei die Vorbrennkammer 3 Verbindungseinrichtungen 4 zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer 3 und einem Einlasskanal 5 und/oder einem Auslasskanal 6 einer Hauptbrennkammer 7 des Verbrennungsmotors 2 aufweist.Außerdem wird eine weitere Zündanordnung 1 für einen Verbrennungsmotor 2 mit einer Vorbrennkammer 3 bereitgestellt, wobei die Vorbrennkammer 3 mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe A, B, C von Öffnungen 9 zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer 3 und einer Hauptbrennkammer 7 des Verbrennungsmotors 2 aufweist.Zudem betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor 2 mit einer solchen Zündanordnung 1.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Zündanordnungen für eine Verbrennungsmotor sowie einen Verbrennungsmotor.
  • Zur effizienteren Verbrennung von mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen können Vorbrennkammern mit Vorkammerzündkerzen eingesetzt werden. Das Funktionsprinzip basiert darauf, dass während des Verdichtens des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Verbrennungsraum ein Teil des Luft-Kraftstoff-Gemischs durch Öffnungen, z. B. Löcher, in die vom Verbrennungsraum abgetrennte Vorkammer gepresst wird. Dadurch entstehende Strömungsverhältnisse sowie der Dichteunterschied zwischen Kraftstoff und Luft führen zu einer Schichtbildung in der Vorkammer, so dass kraftstoffreiche Bereiche entstehen, in denen eine Zündung erleichtert ist.
  • Nach Zündung in der Vorkammer breiten sich Flammen durch die Öffnungen in den Verbrennungsraum aus und führen dort zur Zündung des übrigen Luft-Kraftstoff-Gemischs. Die Gestaltung der Öffnungen zwischen Verbrennungsraum (Hauptbrennkammer) und Vorkammer in Hinblick auf Anzahl, Anordnung, Geometrie etc. stellt üblicherweise einen Kompromiss für die Funktionen Einlass eines Teils des Luft-Kraftstoff-Gemischs vom Verbrennungsraum in die Vorkammer, Ausbreitung von Flammen aus der Vorkammer in den Verbrennungsraum und Auslass von Restgasen aus der Vorkammer in den Verbrennungsraum dar. Unter bestimmten Betriebsbedingungen und bei bestimmten Luft-Kraftstoff-Gemischen kann das Zündverhalten daher unzureichend sein, so dass es zu Fehlzündungen und einem erhöhtem Verschleiß der beteiligten Komponenten kommen kann.
  • Zur Optimierung sind aus der DE 11 2010 003 410 T5 und der US 7 659 655 B2 Vorkammerzündkerzen bekannt, die über ein gerades Mittelloch, dass sich parallel zur Längsachse der Zündkerze erstreckt, und abgewinkelte Umfangslöcher verfügen. Die Umfangslöcher dienen vordergründig dem Einlass des Luft-Kraftstoff-Gemischs in die Vorbrennkammer. Sie sind derart gestaltet, dass die Strömung während des Ausströmens vermindert ist, so dass das Ausströmen der Heißgase vorrangig durch das Mittelloch erfolgt.
  • Die EP 1 701 419 A1 offenbart eine Vorkammerzündkerze mit Öffnungen, die eine Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und dem Verbrennungsraum herstellen und dem Auslass der Restgase sowie der Ausbreitung von Flammen in den Verbrennungsraum dienen. Diese Öffnungen können unterschiedlich ausgebildet und angeordnet sein, z. B. zentral und seitlich, um eine einfaches Einlassen von Fluiden in die Vorbrennkammer zu ermöglichen und die Strömungsverhältnisse gezielt beeinflussen zu können. Außerdem weist die in EP 1 701 419 A1 beschriebene Vorkammerzündkerze einen sich in der Zündkerze entlang erstreckenden Fluidkanal auf, der in einer Öffnung zur Zufuhr des Fluids, z. B. Kraftstoff, in die Vorbrennkammer mündet.
  • Die DE 10 2011 053 530 A1 offenbart eine Vorkammerzündkerze mit einer Vorkammer, die eine vordere und eine hintere Kammer aufweist. Der Ein- und Auslass des Luft-Kraftstoff-Gemischs bzw. der Restgase sowie die Ausbreitung der Flammen erfolgt über ein mittleres Loch und eine Vielzahl von Randlöchern, die die Vorbrennkammer mit dem Verbrennungsraum verbinden. durch diese Ausgestaltung wird der Verbrennungsprozess optim iert.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündanordnung und einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, mit denen die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs weiter optimiert werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft Zündanordnung für einen Verbrennungsmotor weist eine Vorbrennkammer auf. Die Vorbrennkammer verfügt über Verbindungseinrichtungen zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einem Einlasskanal und/oder einem Auslasskanal einer Hauptbrennkammer des Verbrennungsmotors.
  • Unter einem Verbrennungsmotor, teilweise auch als Brennkraftmaschine bezeichnet, ist eine Verbrennungskraftmaschine zur Umwandlung von im Kraftstoff enthaltener chemischer Energie in mechanische Arbeit zu verstehen. Die Kraftstoffverbrennung findet in einem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors, nachfolgend auch als Hauptbrennkammer bezeichnet, statt, der durch das von Zylinder, Kolben und Zylinderkopf eingeschlossene Volumen gebildet wird. Zum Einleiten eines Fluids, z. B. eines Luft-Kraftstoff-Gemischs, in die Hauptbrennkammer ist ein Einlasskanal vorgesehen. Das Ausleiten der Verbrennungsgase aus der Hauptbrennkammer erfolgt über einen Auslasskanal. Der Verbrennungsmotor kann beispielsweise als selbstzündender oder fremdgezündeter Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Als Kraftstoff kann beispielsweise Motorbenzin oder Diesel genutzt werden.
  • Wie aus dem Stand der Technik bekannt, weist die Zündanordnung eine Vorbrennkammer auf, zu deren Funktionsweise auf die einleitende Beschreibung verwiesen wird.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine direkte Verbindung der Vorbrennkammer mit dem Einlasskanal, dem Auslasskanal oder sowohl dem Einlass- als auch dem Auslasskanal mittels Verbindungseinrichtungen ermöglicht wird, um ein Fluid, z. B. ein Luft-Kraftstoff-Gemisch oder Restgase in die Vorbrennkammer einleiten bzw. ausleiten zu können. Die Verbindungseinrichtungen können z. B. als Verbindungskanäle ausgebildet sein oder auch als Öffnungen, die mit einem Verbindungskanal verbunden werden können.
  • Mittels der Verbindungseinrichtungen können zusätzliche Funktionen realisiert werden, die sich vorteilhaft auf die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs auswirken können oder anderweitige Vorteile, z. B. in Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch oder die Lebensdauer der beteiligten Komponenten, bieten können.
  • Beispielsweise kann die direkte Verbindung der Vorbrennkammer mit dem Einlass- und/oder Auslasskanal im Rahmen einer Scavenging-Betriebsweise des Verbrennungsmotors genutzt werden, bei der sich die Öffnungszeitdauern der Einlass- und Auslassventile teilweise überschneiden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die direkte Verbindung der Vorbrennkammer mit dem Einlass- und/oder Auslasskanal im Rahmen einer Blowthrough-Betriebsweise des Verbrennungsmotors genutzt werden, bei der ein Vergaser in Kombination mit einem Turbolader verwendet wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die direkte Verbindung der Vorbrennkammer mit dem Einlass- und/oder Auslasskanal im Rahmen einer Decompression-Betriebsweise des Verbrennungsmotors genutzt werden, mit der das Startverhalten des Verbrennungsmotors verbessert werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die direkte Verbindung der Vorbrennkammer mit dem Einlass- und/oder Auslasskanal im Rahmen einer Millering-Betriebsweise des Verbrennungsmotors mittels Spätverstellung der Ventile genutzt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann zumindest einer der Verbindungseinrichtungen eine Durchflusssteuereinrichtung, z. B. ein Ventil, zugeordnet sein. Beispielsweise kann die Verbindungseinrichtung eine Durchflusssteuereinrichtung aufweisen.
  • Dadurch kann die Verbindung zwischen Vorbrennkammer und Einlass- bzw. Auslasskanal gezielt hergestellt oder unterbrochen werden. Auch ein teilweises Öffnen bzw. Schließen der Verbindung ist möglich.
  • Indem eine Durchflusssteuereinrichtung, die der Verbindungseinrichtung zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und dem Einlasskanal zugeordnet, zumindest teilweise während eines Kompressionshubs des Verbrennungsmotors geöffnet ist, so dass eine Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und dem Einlasskanal hergestellt ist, kann das effektive Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors reduziert werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Zündanordnung für einen Verbrennungsmotor mit einer Vorbrennkammer. Die Vorbrennkammer weist mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe von Öffnungen zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einer Hauptbrennkammer des Verbrennungsmotors auf.
  • Beispielsweise können die Öffnungen der ersten Gruppe zum Auslass von Restgasen aus der Vorbrennkammer, die Öffnungen der zweiten Gruppe zum Einlass eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in die Vorbrennkammer und/oder die Öffnungen der dritten Gruppe zur Flammenausbreitung in die Hauptbrennkammer ausgebildet sein.
  • Mit anderen Worten können die Öffnungen einer Gruppe jeweils für eine bestimmte Funktion optimiert sein, so dass die Nachteile der eingangs beschriebenen Kompromisslösung vermieden werden können.
  • Die beiden erfindungsgemäßen Lösungen, nämlich eine Zündanordnung mit einer Vorbrennkammer die Verbindungseinrichtungen zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einem Einlasskanal und/oder einem Auslasskanal sowie eine Zündanordnung mit einer Vorbrennkammer, die mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe von Öffnungen zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einer Hauptbrennkammer aufweist, können auch miteinander kombiniert sein. Mit anderen Worten wird von der Erfindung auch eine Zündanordnung umfasst, bei der die Vorbrennkammer Verbindungseinrichtungen zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einem Einlasskanal und/oder einem Auslasskanal sowie mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe von Öffnungen zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer und einer Hauptbrennkammer aufweist. Mit einer solchen Zündanordnung sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Zündanordnung zusammen realisierbar.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten können die Öffnungen einer Gruppe den gleichen Durchmesser aufweisen. Die Öffnungen der ersten, zweiten und dritten Gruppe unterscheiden sich hingegen aufgrund eines unterschiedlichen Durchmessers von den Öffnungen der jeweils anderen Gruppen.
  • So können die Öffnungen der ersten Gruppe den größten Durchmesser, die Öffnungen der zweiten Gruppe einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der Öffnungen der ersten Gruppe und größer als der Durchmesser der Öffnungen der dritten Gruppen ist, und die Öffnungen der dritten Gruppe den kleinsten Durchmesser aufweisen.
  • Beispielsweise können die Öffnungen der ersten Gruppe einen Durchmesser im Bereich zwischen 3 und 4 mm, die Öffnungen der zweiten Gruppe einen Durchmesser im Bereich zwischen 1,5 mm und 2,5 mm, bevorzugt von 2 mm, und die Öffnungen der dritten Gruppe einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 mm und 2 mm aufweisen.
  • Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Vorbrennkammer einen Boden, ein Brennraumdach und eine seitliche Begrenzung, die den Boden mit dem Brennraumdach verbindet, aufweisen. Hierbei können die Öffnungen der ersten Gruppe in einem Bereich des Brennraumdachs, die Öffnungen der zweiten Gruppe im Boden und/oder die Öffnungen der dritten Gruppe in der seitlichen Begrenzung angeordnet sein.
  • Boden kann die Begrenzung der Vorbrennkammer in Richtung eines in der Hauptbrennkammer angeordneten Kolbens bezeichnen. Gegenüber des Bodens befindet sich das Brennraumdach der Vorbrennkammer.
  • Diese Lokalisierung der Öffnungen ist an die jeweilige Funktion der Öffnungen angepasst. So können die Restgase bevorzugt über Öffnungen im Bereich des Brennraumdachs ausgelassen werden. Der Einlass des Luft-Kraftstoff-Gemischs kann bevorzugt über Öffnungen im Boden erfolgen und die Flammausbreitung in die Hauptbrennkammer kann bevorzugt über Öffnungen in der seitlichen Begrenzung erfolgen.
  • Die konkrete Anordnung, Größe und Funktion der Öffnungen kann für eine konkrete Zündanordnung durch Testversuche oder Simulationen, z. B. CAE-Untersuchungen (engl. computer-aided engineering, dt. rechnergestützte Entwicklung), ermittelt werden.
  • Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann zumindest ein Teil der Öffnungen eine Durchflusssteuereinrichtung aufweisen.
  • Die Durchflusssteuereinrichtung kann beispielsweise als (Absperr-)Ventil zum Öffnen und Schließen der jeweiligen Öffnung ausgebildet sein. Der Antrieb der Durchflusssteuereinrichtung kann mittels Nockenantrieb, elektromagnetischem Antrieb oder Magnetantrieb erfolgen.
  • Beispielsweise können die Durchflusssteuereinrichtungen der Öffnungen einer Gruppe simultan geöffnet bzw. geschlossen werden. Weiterhin kann das Öffnen und Schließen der Öffnungen der verschiedenen Gruppen gleichzeitig oder zeitlich versetzt, z. B. kontinuierlich, erfolgen.
  • In einer Ausgestaltung können die Durchflusssteuereinrichtungen in Abhängigkeit eines Motorzyklus des Verbrennungsmotors, einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder einer Motorlast des Verbrennungsmotors ansteuerbar sein. Dies kann eine verbesserte Abstimmung des Zündvorgangs mit dem Motorbetriebszustand ermöglichen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Zündanordnung eine Vorkammerzündkerze aufweisen, wobei die Vorbrennkammer Teil der Vorkammerzündkerze ist. Dabei kann die Vorbrennkammer in die Hauptbrennkammer hineinragen.
  • Alternativ kann die Vorbrennkammer Teil des Zylinderkopfs sein. Dabei kann die Vorbrennkammer derart gestaltet sein, dass sie nicht in die Hauptbrennkammer hineinragt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der eine Hauptbrennkammer, die durch ein von einem Zylinder, einem Kolben und einem Zylinderkopf eingeschlossene Volumen gebildet wird, einen Einlasskanal zum Einleiten eines Fluids, z. B. eines Luft-Kraftstoff-Gemischs, in die Hauptbrennkammer, einen Auslasskanal zum Ausleiten eines Fluids, z. B. von Verbrennungsgasen, aus der Hauptbrennkammer und eine Zündanordnung gemäß vorstehender Beschreibung aufweist.
  • Folglich sind mit dem Verbrennungsmotor die Vorteile der Zündanordnung entsprechend verbunden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein beispielhafter Verbrennungsmotor mit einer Zündanordnung,
    • 2 ein weiterer beispielhafter Verbrennungsmotor mit einer Zündanordnung, und
    • 3 eine beispielhafte Zündanordnung.
  • In der 1 ist ein Verbrennungsmotor 2 in einer beispielhaften Ausführungsvariante dargestellt. Der Verbrennungsmotor 2 weist eine Hauptbrennkammer 7 auf, die durch ein von dem Zylinder 15, dem Kolben 16 und dem Zylinderkopf 14 eingeschlossenes Volumen gebildet wird. Der Hauptbrennkammer 7 kann Kraftstoff oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch über einen Einlasskanal 5 zugeführt werden, wobei die Zuführung mittels Öffnen und Schließen des Einlassventils 18 gesteuert wird. Während des Verbrennungsvorgangs in der Hauptbrennkammer 7 entstehende Verbrennungsgase können aus der Hauptbrennkammer 7 mittels eines Auslasskanals 6, der mittels eines Auslassventils 19 geöffnet und verschlossen werden kann, abgeführt werden.
  • Der Verbrennungsmotor 2 weist eine Zündanordnung 1 auf, um ein in der Hauptbrennkammer 7 vorhandenes Luft-Kraftstoff-Gemisch zünden und so den Verbrennungsvorgang herbeiführen zu können. Die Zündanordnung 1 weist eine Vorbrennkammer 3 auf, wobei die Vorbrennkammer 3 Teil des Zylinderkopfs 14 ist, jedoch nicht in die Hauptbrennkammer 7 hineinragt. Alternativ kann die Vorbrennkammer 3 Teil der Vorkammerzündkerze 13 sein und in die Hauptbrennkammer 7 hineinragen (nicht dargestellt).
  • Die Vorbrennkammer 3 wird in Richtung des Kolbens 16 von einem Boden 10 begrenzt. Gegenüberliegend zum Boden befindet sich das Brennraumdach 11 der Vorbrennkammer 3, welches über die seitliche Begrenzung 12 mit dem Boden 10 verbunden ist. Die Vorbrennkammer 3 kann beispielsweise in Form eines kreiszylinderförmigen Hohlraums ausgebildet sein.
  • In der Vorbrennkammer 3 kann ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer abweichenden Zusammensetzung im Vergleich zu einem Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 7 bereitgestellt werden, so dass dessen Zündung erleichtert ist. Die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Vorbrennkammer 3 erfolgt wie üblich mittels der Vorkammerzündkerze 13, deren allgemeiner Aufbau dem Fachmann bekannt ist.
  • Die Vorbrennkammer 3 ist über Öffnungen 9 im Boden 10 der Vorbrennkammer 3 mit der Hauptbrennkammer 7 verbunden. Beispielsweise können der Zylinderkopf 14 und die Vorbrennkammer 3 über eine circa 3 mm dicke Materialschicht miteinander verbunden sein, in die die Öffnungen 9 eingearbeitet sind. Über die Öffnungen 9 kann ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Vorkammer 3 einströmen, Restgase können ausströmen und bei der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Vorbrennkammer 3 entstehende Flammen können sich von der Vorbrennkammer 3 in die Hauptbrennkammer 7 ausbreiten.
  • Außerdem ist die Vorbrennkammer 3 mittels einer Verbindungseinrichtung 4, z. B. einem Verbindungskanal, mit dem Einlasskanal 5 direkt fluidleitend verbunden, wobei die Verbindungseinrichtung 4 an einer seitlichen Begrenzung 12 der Vorbrennkammer 3 angeordnet ist. Über die Verbindungseinrichtung 4 kann der Vorbrennkammer 3 Kraftstoff oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt werden.
  • Optional kann der Verbindungseinrichtung 4 eine Durchflusssteuereinrichtung 8 zugeordnet sein (nicht dargestellt), so dass die Verbindungseinrichtung 4 gezielt geöffnet und verschlossen werden kann. Eine solche Durchflusssteuereinrichtung 8 kann beispielsweise in Abhängigkeit eines Motorzyklus des Verbrennungsmotors 2, einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 und/oder einer Motorlast des Verbrennungsmotors 2 ansteuerbar ausgebildet sein. Mittels der Verbindungseinrichtung 4 können zusätzliche Funktionen, z. B. im Rahmen einer Scavenging-Betriebsweise, einer Blowthrough-Betriebsweise, einer Decompression-Betriebsweise oder einer Millering-Betriebsweise des Verbrennungsmotors 2, realisiert werden. Indem eine Durchflusssteuereinrichtung 8 zumindest teilweise während eines Kompressionshubs des Verbrennungsmotors 2 geöffnet ist, kann das effektive Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors 2 reduziert werden.
  • 2 zeigt eine alternative Ausführungsvariante der Zündanordnung 1 des Verbrennungsmotors 2. Im Vergleich zur Zündanordnung 1 der 1 ist zusätzlich eine weitere Verbindungseinrichtung 4 vorgesehen, die die Vorbrennkammer 3 und den Auslasskanal 6 direkt fluidleitend miteinander verbindet. Auch dieser Verbindungseinrichtung 4 kann optional eine Durchflusssteuereinrichtung zugeordnet sein (nicht dargestellt). Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu 1 verwiesen. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante ist lediglich der Auslasskanal 6, nicht jedoch der Einlasskanal 5 über eine Verbindungseinrichtung 4 direkt fluidleitend mit der Vorbrennkammer 3 verbunden.
  • 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Zündanordnung 1, die beispielsweise Teil eines wie zu 1 beschriebenen Verbrennungsmotors 2 sein kann. Diese Zündanordnung 1 weist eine Vorkammerzündkerze 13 mit einer Vorbrennkammer 3 auf, d. h. die Vorbrennkammer 3 ist Teil der Vorkammerzündkerze 13. Eine solche Vorkammerzündkerze 13 ragt bei Verwendung als Teil eines Verbrennungsmotors 2 in die Hauptbrennkammer 7 hinein.
  • Die Vorbrennkammer 3 weist mehrere Öffnungen 9 auf, die einer ersten Gruppe A, einer zweiten Gruppe B und einer dritten Gruppe C zugeordnet sind. Die Öffnungen 9 dienen der fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer 3 und der Hauptbrennkammer 7. Die Öffnungen 9 einer Gruppe A, B, C weisen den gleichen Durchmesser auf, während die Durchmesser der Öffnungen 9 zwischen den drei Gruppen A, B, C unterschiedlich sind.
  • Die Öffnungen 9 der ersten Gruppe A sind im Bereich des Brennraumdachs 11 der Vorbrennkammer 3 angeordnet und weisen einen Durchmesser zwischen 3 und 4 mm auf. Sie dienen dem Auslass von Restgasen aus der Vorbrennkam mer.
  • Die Öffnungen 9 der zweiten Gruppe B sind im Boden 10 der Vorbrennkammer 3 angeordnet und weisen einen Durchmesser im Bereich zwischen 1,5 mm und 2,5 mm, bevorzugt einen Durchmesser von 2 mm auf. Sie dienen dem Einlass eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in die Vorbrennkammer 3.
  • Die Öffnungen 9 der dritten Gruppe C sind in der seitlichen Begrenzung 12 angeordnet und weisen einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 mm und 2 mm auf. Sie dienen der Flammausbreitung in die Hauptbrennkammer 7.
  • Die Öffnungen 9 der dritten Gruppe C weisen zudem Durchflusssteuereinrichtungen 8 auf, die als Absperrventile ausgebildet sind und in Abhängigkeit eines Motorzyklus des Verbrennungsmotors, einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder einer Motorlast des Verbrennungsmotors ansteuerbar sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zündanordnung
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Vorbrennkammer
    4
    Verbindungseinrichtung
    5
    Einlasskanal
    6
    Auslasskanal
    7
    Hauptbrennkammer
    8
    Durchflusssteuereinrichtung
    9
    Öffnung
    10
    Boden
    11
    Brennraumdach
    12
    seitliche Begrenzung
    13
    Vorkammerzündkerze
    14
    Zylinderkopf
    15
    Zylinder
    16
    Kolben
    17
    Gehäuse
    18
    Einlassventil
    19
    Auslassventil
    A
    erste Gruppe
    B
    zweite Gruppe
    C
    dritte Gruppe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112010003410 T5 [0004]
    • US 7659655 B2 [0004]
    • EP 1701419 A1 [0005]
    • DE 102011053530 A1 [0006]

Claims (13)

  1. Zündanordnung (1) für einen Verbrennungsmotor (2) mit einer Vorbrennkammer (3), wobei die Vorbrennkammer (3) Verbindungseinrichtungen (4) zur direkten fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer (3) und einem Einlasskanal (5) und/oder einem Auslasskanal (6) einer Hauptbrennkammer (7) des Verbrennungsmotors (2) aufweist.
  2. Zündanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei zumindest einer der Verbindungseinrichtungen (4) eine Durchflusssteuereinrichtung (8) zugeordnet ist.
  3. Zündanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorbrennkammer (3) mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe (A, B, C) von Öffnungen (9) zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer (3) und der Hauptbrennkammer (7) aufweist.
  4. Zündanordnung (1) für einen Verbrennungsmotor (2) mit einer Vorbrennkammer (3), wobei die Vorbrennkammer (3) mindestens eine erste, eine zweite und eine dritte Gruppe (A, B, C) von Öffnungen (9) zur fluidleitenden Verbindung zwischen der Vorbrennkammer (3) und einer Hauptbrennkammer (7) des Verbrennungsmotors (2) aufweist.
  5. Zündanordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Öffnungen (9) einer Gruppe (A, B, C) den gleichen Durchmesser aufweisen und wobei sich die Öffnungen (9) der ersten, zweiten und dritten Gruppe (A, B, C) aufgrund eines unterschiedlichen Durchmessers von den Öffnungen (9) der jeweils anderen Gruppen (A, B, C) unterscheiden.
  6. Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Öffnungen (9) der ersten Gruppe (A) einen Durchmesser im Bereich zwischen 3 und 4 mm, die Öffnungen (9) der zweiten Gruppe (B) einen Durchmesser im Bereich zwischen 1,5 mm und 2,5 mm, bevorzugt von 2 mm, und die Öffnungen (9) der dritten Gruppe (C) einen Durchmesser im Bereich zwischen 1 mm und 2 mm aufweisen.
  7. Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Vorbrennkammer (3) einen Boden (10), ein Brennraumdach (11) und eine seitliche Begrenzung (12), die den Boden (10) mit dem Brennraumdach (11) verbindet, aufweist, und wobei die Öffnungen (9) der ersten Gruppe (A) in einem Bereich des Brennraumdachs (11), die Öffnungen (9) der zweiten Gruppe (B) im Boden (10) und/oder die Öffnungen (9) der dritten Gruppe (C) in der seitlichen Begrenzung (12) angeordnet sind.
  8. Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Öffnungen (9) der ersten Gruppe (A) zum Auslass von Restgasen aus der Vorbrennkammer (3), die Öffnungen (9) der zweiten Gruppe (B) zum Einlass eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in die Vorbrennkammer (3) und/oder die Öffnungen (9) der dritten Gruppe (C) zur Flammenausbreitung in die Hauptbrennkammer (7) ausgebildet sind.
  9. Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei zumindest ein Teil der Öffnungen (9) eine Durchflusssteuereinrichtung (8) aufweist.
  10. Zündanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 9, wobei die Durchflusssteuereinrichtungen (8) in Abhängigkeit eines Motorzyklus des Verbrennungsmotors (2), einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) und/oder einer Motorlast des Verbrennungsmotors (2) ansteuerbar sind.
  11. Zündanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend eine Vorkammerzündkerze (13), wobei die Vorbrennkammer (3) Teil der Vorkammerzündkerze (13) ist.
  12. Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorbrennkammer (3) Teil eines Zylinderkopfes (14) ist.
  13. Verbrennungsmotor (2), aufweisend: - eine Hauptbrennkammer (7), die durch ein von einem Zylinder (15), einem Kolben (16) und einem Zylinderkopf (14) eingeschlossene Volumen gebildet wird, - einen Einlasskanal (5) zum Einleiten eines Fluids in die Hauptbrennkammer (7), - einen Auslasskanal (6) zum Ausleiten eines Fluids aus der Hauptbrennkammer (7) und - eine Zündanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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