DE19625070A1

DE19625070A1 - Zündungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19625070A1
Application number: DE19625070A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-22
Filing date: 1996-06-22
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2016-06-23
Also published as: DE19625070C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündungseinrichtung für Brenn kraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Entflammen oder Zünden des Brennstoffgemisches bei Ottomotoren werden nach dem Stand der Technik Zündkerzen verwendet, die mit der Sekundärwicklung eines Zündübertra gers oder Zündspule verbunden sind über einen Hochspannungs verteiler. Die Primärwicklung des Zündübertragers oder Zündspule wird in Abhängigkeit von der Lage der Kurbelwelle, der Anzahl der Takte und der Anzahl der Zylinder periodisch geladen und durch Unterbrechen des Ladevorgangs, was der Initiierung der Zündung entspricht, entladen.

Diese, dem Stand der Technik zugehörigen Zündungseinrichtungen haben den Nachteil, daß zum Laden der benötigten Zündspule Aufladezeit benötigt wird. Dieser Aufladevorgang der Zünd spule verläuft nach einer Exponentialfunktion und benötigt einige msec, mit der Folge, daß bei einem 4-Takter 8-Zylinder beispielsweise die Zündspule nicht mehr vollständig geladen werden kann, oder daß dann bspw. zwei unterschiedlich ange steuerte Zündspulen notwendig werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei konventionellen Spulenzündein richtungen der Aufladevorgang der Zündspule geregelt werden muß und komplizierte Hardware und Softwarekomponenten bereit gestellt werden müssen.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündungseinrichtung anzugeben, die ohne Zündspulen aus kommt und bei der der Zündvorgang im Brennraum der Brenn kraftmaschine ohne konventionelle Zündkerzen initiiert werden kann und wobei kein Unterbrecherkontakt oder entsprechende Soft- und Hardwarekomponenten benötigt werden.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Die erfindungsgemäße Zündungseinrichtung hat den Vorteil, daß die benötigte Zündspannung ohne Verzugszeit an den Elektroden anliegt, daß keine Zündübertrager oder Zünd spulen benötigt werden mit einer komplizierten Ansteuer schaltung, bestehend aus Hard- und Softwarekomponenten und daß die Bohrung wie bei konventionellen Zündkerzen in den Zylinderboden nicht schräg unter einem bestimmten Winkel erfolgen muß, sondern senkrecht erfolgen kann, was die Fertigungskosten beträchtlich reduziert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Zündungseinrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine Modifikation zu Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Modifikation zu Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Zündungsein richtung zeigt mit dem Bezugszeichen 1 das zu entflammen de oder zu zündende Brennstoffgemisch, das sich in dem Brennraum 2 befindet, in dem der Kolben 3 vermittels der Kurbelwelle 4 und dem Pleuel 5 das Brennstoffgemisch 1 in dem Zylinder 6 verdichtet. Das Brennstoffgemisch 1 wird durch Anlegen einer relativ hohen Spannung an die in den Brennraum 2 ragende Elektroden 7, 8, von denen die eine Elektrode 7 mit der einen Polarität und die Elektrode 8 mit der anderen Polarität der Hochspannungseinheit 9 verbunden sind dann gezündet oder entflammt, wenn der Kolben 3 in den Bereich des oberen Totpunkts gelangt ab einer bestimmten Kurbelwellenlage. Es bildet sich dann selbsttätig eine Funkenstrecke 15, indem der Kolben 3, insbesondere der Kolbenboden 12 in das Potentialfeld der beiden Elektroden 7, 8 taucht und somit ab einem bestimmten kritischen Abstand im Bereich des oberen Tot punkts die Funkenstrecke 15 bildet.

Gemäß einer nicht dargestellten Modifikation kann die Funkenstrecke 15 auch dadurch gebildet werden, daß nur eine Elektrode in den Brennraum 2 ragt, die mit der einen Polarität der Hochspannungseinheit 9 verbunden ist, deren andere Polarität an Massebezugspotential anliegt, mit dem die Brennkraftmaschine verbunden ist, wodurch der Kolben die andere Elektrode darstellt. Durch Annähern des Kol bens 3 im Bereich des oberen Totpunkts an die eine Elek trode wird das Brennstoffgemisch 1 durch eine sich dadurch bildende Funkenstrecke 15 selbsttätig entflammt oder ge zündet.

Gemäß Fig. 2 ist der Kolbenboden 12 im Bereich der Elek troden 7, 8 mit den Vertiefungen 13, 14 versehen. Gemäß der zuvor beschriebenen Modifikation - nicht dargestellt - kann entsprechend der einen in den Brennraum ragenden Elek trode nur eine Vertiefung vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Vertiefungen 13, 14 V-förmig und können aus in den Kolbenboden 12 eingegossenen Blechen bestehen.

Gemäß Fig. 3 ist in den Kolbenboden 12 die Isolierscheibe 16 eingelassen, in der sternförmig angeordnete, aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Funkenteiler 17 angeordnet sind, durch die die Funkenstrecke 15 zwischen den beiden Elektroden 7, 8 in mehrere Teile aufgeteilt wird.

Erfindungsgemäß kann die Hochspannungseinheit 9 die Elektroden 7, 8, die durch die Isolatoren 10,11 vom Gehäuse der Brennkraftmaschine isoliert sind, mit Gleich- oder Wechselspannung versorgen. In einer bevorzugten Ausführungsform liefert die Hochspannungseinheit 9 eine drehzahlabhängige Spannung. Außerdem kann der Betrag der Spannung der Hochspannungseinheit 9 an den Elektroden 7, 8 gesteuert oder geregelt werden zur Bestimmung eines Zündzeitpunktes. Ferner kann die Spannung der Hochspannungs einheit 9 erst ab einer bestimmten Stellung der Kurbelwelle im Bereich des oberen Totpunkts an die Elektroden 7, 8 geschaltet werden. Die Spannung der Hochspannungseinheit 9 an den Elektroden 7, 8 kann zwischen 5000 V und 250 000 V betragen. Die Zündungseinrichtung ist gekennzeichnet durch ihre Verwendung bei Zwei-Takter oder Vier-Takter Ottomotoren. Die Hochspannungseinheit 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hochspannungskaskade enthält.

Bezugszeichenliste

1 Brennstoffgemisch
2 Brennraum
3 Kolben
4 Kurbelwelle
5 Pleuel
6 Zylinder
7 Elektrode
8 Elektrode
9 Hochspannungseinheit
10 Isolator
11 Isolator
12 Kolbenboden
13 Vertiefung
14 Vertiefung
15 Funkenstrecke
16 Isolierscheibe
17 Funkenteiler

Claims

1. Zündungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei der ein zu entflammendes Brennstoffgemisch (1) in einem Brennraum (2), in dem ein Kolben (3) vermittels einer Kur belwelle (4) und einem Pleuel (5) das Brennstoffgemisch (1) in einem Zylinder (6) verdichtet, durch Anlegen einer relativ hohen Spannung an in den Brennraum (2) ragende Elektroden entflammt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden (7, 8) in den Brennraum (2) ragen, von de nen die eine Elektrode (7) mit der einen Polarität und die andere Elektrode (8) mit der anderen Polarität einer Hochspannungseinheit (9) verbunden sind, und daß das Brenn stoffgemisch (1) durch Annäherung des Kolbens (3) im Be reich des oberen Totpunkts an die Elektroden (7, 8) durch eine sich dadurch bildende Funkenstrecke (15) selbsttätig entflammt wird.

2. Zündungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß nur eine Elektrode (7) in den Brennraum (2) ragt, die mit der einen Polarität der Hochspannungsein heit (9) verbunden ist, und die andere Polarität der Hoch spannungseinheit (9) an Massebezugspotential anliegt, mit dem die Brennkraftmaschine verbunden ist, wodurch der Kol ben (3) die andere Elektrode (8) darstellt, und daß das Brennstoffgemisch (1) durch Annäherung des Kolbens (3) als anderer Elektrode (8) im Bereich des oberen Totpunkts an die eine Elektrode (7) durch eine sich dadurch bildende Funkenstrecke (15) selbsttätig entflammt wird.

3. Zündungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kolbenboden (12) im Bereich der Elek troden (7, 8) bzw. der Elektrode (7) mit Vertiefungen (13, 14) bzw. mit einer Vertiefung (13) versehen ist.

4. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13, 14) V-förmig sind.

5. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (13, 14) aus in den Kolbenboden (12) eingegossenen Blechen bestehen.

6. Zündungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß im Kolbenboden (12) in einer Isolierschei be (16) sternförmig angeordnete, aus elektrisch leitfähi gem Material bestehende Funkenteiler (17) angeordnet sind, durch die die Funkenstrecke (15) zwischen den beiden Elek troden (7, 8) in mehrere Teile aufgeteilt wird.

7. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungs einheit (9) die Elektroden (7, 8) mit Gleich- oder Wechsel spannung versorgt.

8. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungs einheit (9) eine drehzahlabhängige Spannung liefert.

9. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Betrag der Spannung der Hochspannungseinheit (9) an den Elektroden (7, 8) der Zündzeitpunkt gesteuert bzw. geregelt werden kann.

10. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Hoch spannungseinheit (9) erst ab einer bestimmten Stellung der Kurbelwelle im Bereich des oberen Totpunkts an die Elektroden (7, 8) geschaltet wird.

11. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Hoch spannungseinheit (9) an den Elektroden (7, 8) zwischen 5000 V und 250 000 V beträgt.

12. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsein heit (9) eine Hochspannungskaskade enthält.

13. Zündungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Zwei-Takter oder Vier-Takter Ottomotoren.