DE2153219A1 - IGNITION DEVICE FOR COMBUSTION MACHINERY - Google Patents

IGNITION DEVICE FOR COMBUSTION MACHINERY

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Description

Prof. Dr.-Ing. Kurt Schnauffer, 8022 Grünwald/München, Wilhelm-Humser-Straße 11Prof. Dr.-Ing. Kurt Schnauffer, 8022 Grünwald / Munich, Wilhelm-Humser-Strasse 11

Zündvorrichtung für BrennkraftmaschinenIgnition device for internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei welcher ein armes Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Verbrennungsraum zugeführt und ein einen weiteren Zündbereich aufweisendes Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Vorkammer zugeführt wird, in der die Zündung mittels einer in der Vorkammer angeordneten Elektrode erfolgt.The invention relates to an ignition device for internal combustion engines, in which a poor fuel-air mixture supplied to the combustion chamber and a fuel-air mixture having a further ignition area is fed to an antechamber in which the ignition takes place by means of an electrode arranged in the antechamber.

Die gegenwärtig in weitem Umfang verwendeten Brennkraftmaschinen, die sogenannten Ottomotoren, haben den Nachteil, daß ihre Abgase die Luft mit Kohlenwasserstoffen, Stickoxyden und Kohlenoxyd verunreinigen, was durch die steigende Zahl der durch diese Motoren angetriebenen Kraftfahrzeuge in zunehmendem Maße zu Unzuträglichkeiten führt. Die bei diesen Motoren üblicherweise benützten Zündvorrichtungen mit Zündkerzen erfordern für beste Wirksamkeit ein Kraftstoff-Luft-Gemisch mit zehn bis über fünfzehn Prozent Kraftstoff-Anteil. Bei dieser Zusammensetzung wird die höchste Motorleistung erzielt. Bei ärmeren Gemischen, welche im Hinblick auf einen möglichst geringen Gehalt an störenden Abgasen an sich wünschenswert wären, ist die Verbrennungsgeschwindigkeit erheblich herabgesetzt und die Durchzündung unvollständig. The internal combustion engines currently widely used, The so-called Otto engines have the disadvantage that their exhaust gases mix the air with hydrocarbons, nitrogen oxides and carbon dioxide contaminate as a result of the increasing number of motor vehicles powered by these engines increasingly leads to inconveniences. The ignition devices commonly used in these engines with spark plugs require a fuel-air mixture with ten to over fifteen percent fuel for the best effectiveness. With this composition, the highest engine performance is achieved. With poorer mixtures, which with regard to It would be desirable to have the lowest possible content of disruptive exhaust gases per se, is the combustion rate considerably reduced and the ignition incomplete.

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Bei den üblicherweise verwendeten Brennkraftmaschinen führt der Überschuß an Kraftstoff zu unverbrannten Abgasen im Auspuff. Diese unvollständig verbrannten Kohlenwasserstoffe werden zusammen mit Stickoxyden und dem aus dem Kurbelgehäuse stammenden Schmieröldämpfen in die Atmosphäre ausgestoßen. In the commonly used internal combustion engines, the excess fuel leads to unburned exhaust gases in the Exhaust. These incompletely burned hydrocarbons are released from the crankcase along with nitrogen oxides emitted lubricating oil vapors into the atmosphere.

Bei den gegenwärtigen Bemühungen zur Verringerung der störenden Abgase wird üblicherweise einer der beiden nachstehend beschriebenen Wege beschritten:In current efforts to reduce nuisance emissions, one of the two following is commonly used described paths followed:

Der erste Weg zielt darauf, möglichst gleichartiges Gemisch in allen Zylindern zu erhalten und auf eine Reduzierung des Kraftstoff-Anteils im Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei allerdings die Verbrennung verschlechtert und die Schwierigkeit einer gleichmäßigen Durchzündung vergrößert wird. Hierbei wird eine stärkere Vorzündung notwendig, um schon bei Beginn des Krafthubes eine möglichst vollständige Verbrennung zu erreichen. Stärkere Vorzündung erhöht jedoch den Gehalt von Stickoxyden im Abgas.The first way aims to obtain the most homogeneous mixture possible in all cylinders and to reduce it the proportion of fuel in the fuel-air mixture, although the combustion deteriorates and the difficulty an even ignition is increased. A stronger pre-ignition is necessary in order to achieve this to achieve as complete a combustion as possible at the start of the power stroke. However, stronger pre-ignition increases the content of nitrogen oxides in the exhaust gas.

Der zweite Weg betrifft im wesentlichen eine Nachverbrennung der Abgase durch Einblasen von Luft, beispielsweise mittels Gebläsen. Diese Nachverbrennung ist aber nur unvollständig wirksam, und es hat sich gezeigt, daß dabei der Gehalt an Stickoxyden zunimmt.The second way relates essentially to an afterburning of the exhaust gases by blowing in air, for example by means of Blowers. However, this afterburning is only incompletely effective, and it has been shown that the content increases in nitrogen oxides.

Deshalb werden auch Katalysatoren benützt, um die unverbrannten Kraftstoff-Reste besser zu oxydieren. Hierbei stören jedoch die zur Verhinderung des Klopfens dem Kraftstoff beigefügten Bleizusätze die Wirksamkeit der Katalysatoren.That is why catalysts are also used to reduce the unburned Better to oxidize fuel residues. However, those added to the fuel to prevent knocking interfere with this Lead additives reduce the effectiveness of the catalysts.

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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine neuartige Zündvorrichtung und neuartige Verfahren zum Zünden einer Brennkraftmaschine mit diesen Zündvorrichtungen anzugeben, wobei durch eine neuartige, einfache und zweckentsprechende Ausführung der Zündvorrichtung die vorstehend erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten weitgehend vermieden werden.The present invention aims to provide a novel ignition device and novel methods of igniting an internal combustion engine indicate with these ignition devices, with a novel, simple and appropriate Execution of the ignition device the above-mentioned disadvantages and difficulties are largely avoided.

Es wird daher zu diesem Zweck eine Zündvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß als ein die Vorkammer enthaltender, in eine Bohrung des Zylinderkopfes einschraubbarer Bauteil ausgeführt, auf dessen vom Zylinderkopf abgewandter Seite eine mit ihrer Z'indeleketrode in die Vorkammer befindliche Zündkerze eingesetzt ist und ein in die Zuführungsleitung für das einen weiteren Zündbereich aufweisende Kraftstoff-Luft-Gemisch eingesetzter beweglicher Ventilkörper derart angeordnet ist, daß er die Zuführungsleitung bei Überdruck in der Vorkammer verschließt. Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung enthält der in den Zylinderkopf einschraubbare Teil einen sich in Richtung von der Vorkammer zum Zylinderkopf trichterförmig erweiternden Ausströmkanal, dessen Wand scharfkantig in die Innenwand der Vorkammer übergeht, vorzugsweise kragenförmig ins Innere der Vorkammer hineinragt. For this purpose, therefore, an ignition device of the type mentioned at the outset is used according to the invention as an antechamber containing, designed to be screwed into a bore of the cylinder head, on its from the cylinder head remote side a spark plug located with its Z'indeleketrode in the prechamber is inserted and one inserted into the supply line for the fuel-air mixture having a further ignition area movable valve body is arranged such that it closes the supply line in the event of excess pressure in the antechamber. According to a further essential feature of the invention, contains the screwable into the cylinder head Part of an outflow channel widening in the shape of a funnel in the direction from the prechamber to the cylinder head Wall merges with sharp edges into the inner wall of the antechamber, preferably protruding into the interior of the antechamber in the form of a collar.

Die Wirksamkeit des Verfahrens beruht auf einer starken Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit durch Erhöhung der Verwirbelung in der Hauptbrennkammer.The effectiveness of the procedure is based on a strong one Increase the combustion speed by increasing the turbulence in the main combustion chamber.

Es ist zweckmäßig, wenn der Ventilkörper aus einem in die Zuführungsleitung für das einen weiten Zündbereich aufweisende Kraftstoff-Luft-Gemisch eingesetzten Führungsstück und einem die Wandung und vorzugsweise auch deren unmittelbare Umgebung abdeckenden Kopfstück besteht.It is useful if the valve body consists of one in the supply line for the one having a wide ignition range Fuel-air mixture used guide piece and a wall and preferably also their head piece covering the immediate area.

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Vorteilhafterweise ist die Achse des Ventilkörpers parallel zur Achse der Zündkerze und achsparallel zur Achse des sich trichterförmig erweiternden Kanals.The axis of the valve body is advantageously parallel to the axis of the spark plug and axially parallel to the axis of the funnel-shaped widening canal.

In manchen Fällen ist es günstig, wenn der Ventilkörper, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse der Zündkerze ist, im Raum zwischen dieser Zündkerze und der Einströmöffnung des trichterförmig erweiterten Ausströmkanals angeordnet ist.In some cases it is advantageous if the valve body has its axis essentially perpendicular to the axis of the spark plug is, in the space between this spark plug and the inflow opening of the funnel-shaped widened outflow channel is arranged.

Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Achse des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals einen spitzen Winkel mit der Achse der Zündkerze einschließt. Here it has proven to be useful if the axis of the funnel-shaped widening outflow channel forms an acute angle with the axis of the spark plug.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Mitte der Mündung bzw. Einströmöffnung des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals in unmittelbarer Nähe der Achse der Vorkammer.In a preferred embodiment, the center of the mouth or inflow opening is the one that widens in a funnel shape Outlet duct in the immediate vicinity of the axis the antechamber.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Ventil in bekannter Weise vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch cjesteuert wird.It has proven to be advantageous if the valve is preferably electrically or pneumatically operated in a known manner is controlled.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn zwecks Erweiterung des Zündbereichs des der Vorkammer zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemirehes dieses Gemisch vor dem Eintritt in die Vorkammer in einem Wärmeaustauscher von den heißen Motorabgasen der Brennkraftmaschine aufgeheizt wird.Particularly good results are achieved when for the purpose Extension of the ignition range of that supplied to the antechamber Fuel-air-Gemirehes this mixture before entry into the antechamber in a heat exchanger from the hot Engine exhaust from the internal combustion engine is heated.

In manchen Fällen kann es zive&mäßig sein, wenn Wanrerctoffgas in die Vorkammer zugeführt wird.In some cases it can be moderate when Wanrerctoffgas is fed into the antechamber.

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Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren beschrieben, wobei alle zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Einzelheiten der besseren Übersicht halber fortgelassen sind. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren in gleicher Weise bezeichnet.
Es zeigt:In the following, the invention is described in connection with the figures representing an exemplary embodiment, all details not required for understanding the invention being omitted for the sake of clarity. Corresponding parts are identified in the same way in all figures.
It shows:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung mit seitlich neben der Zündkerze angeordnetem Ventil,Fig. 1 shows an embodiment of the ignition device according to the invention with valve arranged on the side of the spark plug,

Fig. 2 eine Variante des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels mit unterhalb der Zündkerze angeordnetem Ventil,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der für den Betrieb der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung erforderlichen Hilfseinrichtungen,FIG. 2 shows a variant of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 with a valve arranged below the spark plug,
3 shows a schematic representation of the auxiliary devices required for the operation of the ignition device according to the invention,

Fig. 4 eine weitere Variante der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele mit neben dem Ausströmkanal angeordnetem Ventil.4 shows a further variant of the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2, with one arranged next to the outflow channel Valve.

Fig. 1 zeigt einen Bauteil 1, der an seinem unteren Ende mit einem Gewinde 2 versehen und dadurch in einen mit entsprechendem Gegengewinde versehenen, schematisch angedeuteten Zylinderkopf 3 einschraubbar ist. Dieser Bauteil 1 enthält eine Vorkammer 4, an deren oberer seitlicher Begrenzung ein vereinfacht dargestelltes Ventil mit einem Ventilkörper 5 angeordnet ist. Dieses Ventil ist dazu bestimmt, die Mündung des Zuleitungsrohres 6 zu verschließen und besteht aus einem in die Zuführungsleitung bzw. in eine entsprechende Bohrung des Bauteiles 1 eingesetzten Führungsstück 7 und einem Kopfstück 8. Die Vorkammer besitzt ferner eine weitere Bohrung 9, die mit Gewinde M 10 χ 1,25 versehen ist, in welches eine Zündkerze 10 üblicher Bauart derart eingeschraubt ist, daß deren Zündelektroden sich im Inneren der Vorkammer 4 befinden· In diese Vorkammer ragt ferner die Mündung 11 eines sich in Richtung von der Vorkammer zum Zylinderkopf hrich-Fig. 1 shows a component 1, which is provided at its lower end with a thread 2 and thereby in a with a corresponding Mating thread provided, schematically indicated cylinder head 3 is screwed. This component 1 contains an antechamber 4, at the upper lateral boundary of which a valve (shown in simplified form) with a valve body 5 is arranged. This valve is intended to close the mouth of the supply pipe 6 and consists of one in the supply line or in a corresponding bore of the component 1 inserted guide piece 7 and a Head piece 8. The prechamber also has a further bore 9, which is provided with a thread M 10 χ 1.25, in which a spark plug 10 of conventional design is screwed in such that its ignition electrodes are located inside the prechamber 4 In this prechamber, the mouth 11 of a hrich-

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terförmig erweiternden Ausstromungskanales 12. Der Vorkammer 4 wird über das Zuleitungsrohr 6 während des Ansaughubes aus einem Hilfsvergaser oder einer anderen geeigneten Vorrichtung ein gut zündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt* Der Brennkraftmaschine wird mit an sich bekannten Vorrichtungen ein mageres Gemisch zugeführt, das durch den Hauptvergaser in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingesaugt wird. Während des Verdichtungshubes wird das Ventil 5 geschlossen und ein Teil dieses mageren Gemisches wird durch den Kanal 12 in die Vorkammer 4 gefördert und verdünnt das dort vorhandene reiche Kraftstoff-Luft-Gemisch, so daß ein gut zündbares Gemisch entsteht, welches in bekannter Weise durch den Zündfunken der , Zündkerze 10 gezündet wird. Nach der Zündung bildet sich in der Vorkammer zunächst ein höherer Druck aus als in der Brennkammer vorhanden ist und das heiße Gas strömt in die Brennkammer und aündet das dort vorhandene magere Gemisch.ter-shaped widening outflow channel 12. The antechamber 4 is supplied via the supply pipe 6 during the intake stroke from an auxiliary carburetor or another suitable device an easily ignitable fuel-air mixture is supplied * to the internal combustion engine a lean mixture is supplied with devices known per se, which is fed through the main carburetor into the Combustion chamber of the internal combustion engine is sucked in. During the compression stroke, the valve 5 is closed and on Part of this lean mixture is conveyed through the channel 12 into the antechamber 4 and dilutes the rich mixture present there Fuel-air mixture, so that a readily ignitable mixture is created, which is produced in a known manner by the ignition spark of the, Spark plug 10 is ignited. After ignition, the pressure in the antechamber is initially higher than in the combustion chamber is present and the hot gas flows into the combustion chamber and ends the lean mixture present there.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, welche sich von der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß das Ventil nicht neben, sondern unterhalb der Zündkerze angeordnet ist. Dadurch wird die Verwendung einer zündkerze 10' mit größerem Außendurchmesser möglich. Dementsprechend ist die zur Aufnahme der Zündkerze bestimmte Bohrung des Teiles 1» mit einem Gewinde M 14 x 1,25 versehen. Bei dieser Ausführungsform schließt die Achse des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals 12' einen spitzen Winkel mit der Achse der Zündkerze 10* ein.Fig. 2 shows another embodiment, which differs from the 1 essentially differs in that the valve is not next to, but below the spark plug is arranged. This will allow the use of a 10 'spark plug possible with a larger outer diameter. Accordingly is the hole in part 1 intended to accommodate the spark plug » provided with a thread M 14 x 1.25. In this embodiment the axis of the funnel-shaped widening outflow channel 12 'closes an acute angle with the axis of the Spark plug 10 * on.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform hat grundsätzlich die gleiche Wirkungsweise wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform, ermöglicht jedoch nicht nux* die Verwendung einer Zündkerze von größerem Durchmesser, sondern erleichtert auch den Einbau einer ( in der Figur nicht dargestellten) Steuerung für die Bewegung des Ventilkörpers 5«The embodiment shown in Fig. 2 has basically the same mode of operation as the embodiment shown in FIG. 1, but does not allow nux * to be used a spark plug of larger diameter, but also facilitates the installation of a (not shown in the figure) Control for the movement of the valve body 5 «

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Bei den in Pig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen wird durch die spezielle Ausbildung der Mündung des Ausströmkanals 12 "bzw. 12' erreicht, daß während des Ladevorganges "beim Verdichtungshub, also beim Einströmen des mageren Gemisches aus der Hauptbrennkammer in die Vorkammer der volle Kanal-Querschnitt ausgenützt wird, jedoch während der Entladung -der Vorkammer nach der Zündung durch die besondere Ausbildung der dann auftretenden Strömung nur teilweise ausgenützt wird. Dadurch wird während des Verbrennungsvorganges in der Vorkammer die Entladung der Vorkammer in Richtung zur Brennkammer der Brennkraftmaschine verzögert und das Entweichen von unverbranntem Gemisch aus der Vorkammer in die BrennkammerWith those in Pig. 1 and 2 illustrated embodiments is due to the special design of the mouth of the outflow channel 12 "or 12 'achieved that during the loading process" at Compression stroke, i.e. the full channel cross-section when the lean mixture flows into the antechamber from the main combustion chamber is exploited, but during the discharge -the prechamber after ignition due to the special training the then occurring flow is only partially exploited. This is in the antechamber during the combustion process the discharge of the prechamber in the direction of the combustion chamber of the internal combustion engine is delayed and the escape of unburned mixture from the antechamber into the combustion chamber

. ^„ --gleichmäßigen bau**:**? verringert, was zur Ausbildung eines aast<iscxea Druckes führt.. ^ "- even construction **: **? reduced, which leads to the development of aast <iscxea pressure.

Unter einem mageren Gemisch im Sinne der Erfindung wird ein Gemisch verstanden, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer ist als 15:1«A lean mixture in the context of the invention is understood to mean a mixture in which the air-fuel ratio is greater than 15: 1 "

Fig. 3 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung die Anordnung der zugehörigen wichtigsten Hilfseinrichtungen bei einem Ottomotor mit.sechs Zylindern in Aufriß und Grundriß. Bin Kraftstoff-Luft-Gemisch wird bei 20 in einem Hilfsvergaser, z.B./eines nadelventil erzeugt und der Kupferleitung zugeführt, welche sich in direktem wärmeleitendem Kontakt mit dkm Abgassammler befindet. Die damit erreichte Aufheizung den Gemisches führt zu einer Erweiterung des Zündbereiches.3 shows the arrangement of the associated most important auxiliary devices in a schematically simplified representation a gasoline engine with six cylinders in elevation and plan. A fuel-air mixture is generated at 20 in an auxiliary carburetor, e.g. / a needle valve, and the copper line supplied, which is in direct thermal contact with the dkm exhaust manifold. The resulting heating the mixture leads to an expansion of the ignition range.

Das Kupferrohr 21 führt das Kraftstoff-Luft-Gemisch entlang dem Abgacsammler und dann zurück zur Mitte des Motors, wo ein Verteiler 23 das vorgewärmte reiche Gemisch über die ZuiührungiQfcitunguii 6 den in den Figuren 1 bzw. 2 dargestellten und in Figur 3 nur schematisch angedeuteten Vorkammern 24 zuführt. Eine weitere Erweiterung des Zündbereiches kann durch "Beimiuchuug von Wasserstoff erzielt werden.The copper pipe 21 leads the fuel-air mixture along the exhaust manifold and then back to the center of the engine, where a manifold 23 the preheated rich mixture over the Supply 6 that shown in Figures 1 and 2, respectively and only schematically indicated antechambers 24 in FIG. Another extension of the ignition range can be achieved by adding hydrogen.

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Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist der sich trichterförmig erweiternde Ausströmkanal 12" koaxial zur Achse der im wesentlichen zylindrischen Vorkammer 4 und auch koaxial mit der Zündkerze 10 angeordnet. Letztere ist mit einem 14 mm-Gewinde versehen. Bei dieser Ausführungsform ist der Ventilkörper 5 in -einer seitlichen Ausnehmung 26 der Vorkammer angeordnet. Hierbei befindet sich der Sitz für den Ventilkörper 5 seitlich neben der in die Vorkammer 4 hineinreichenden Viand des Ausströmkanals 12", wobei die Achse des Ventilkörpers mit der Achse des Ausströmkanals einen spitzen Winkel von weniger als 30° einschließt. Diese Aus- ^ führungsform hat sich im Betrieb besonders gut bewährt.In the embodiment of the invention shown in FIG The ignition device is the funnel-shaped widening outflow channel 12 ″ coaxial to the axis of the im essentially cylindrical prechamber 4 and also arranged coaxially with the spark plug 10. The latter is with a 14 mm thread Mistake. In this embodiment, the valve body 5 is in a lateral recess 26 of the antechamber arranged. Here, the seat for the valve body 5 is located laterally next to that which extends into the antechamber 4 Viand of the outflow channel 12 ", the axis of the valve body with the axis of the outflow channel one includes acute angles of less than 30 °. This embodiment has proven itself particularly well in operation.

Bei der praktischen Erprobung der vorstehend beschriebenen Zündvorrichtung hat sich gezeigt, daß die Abgasanalysen der den einzelnen Zylindern entnommenen Gase sehr gleichförmig sind und insbesondere der Gehalt an Kohlenmonoxyd praktisch völlig beseitigt ist. Bei diesen Versuchen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Hauptvergaser der Brennkraftmaschine ein Kraftstoff-Luft-Gemisch von 1:18 den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zuführt und wenn der Hilfsvergaser ein reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch im Verhältnis 1:7 während des Ansaughubes den Brennkammern zuführt.In practical testing of the ignition device described above, it has been shown that the exhaust gas analyzes the gases extracted from the individual cylinders are very uniform, and especially the content of carbon monoxide is practically completely eliminated. In these experiments it has proven to be useful if the main carburetor the internal combustion engine supplies a fuel-air mixture of 1:18 to the individual cylinders of the internal combustion engine and when the auxiliary carburetor is a rich fuel-air mixture in a ratio of 1: 7 to the combustion chambers during the intake stroke.

Während des Verdichtungshubes wird, wie vorstehend erwähnt, das reiche Gemisch in den Vorkammern bei mittlerer Leistung auf etwa 1:13,5 verdünnt. Während des Verbrennungshubes kann der Druck in den Brennkammern unter Umständen höher werden als der Druck in den Vorkammern, und es kann infolgedessen ein Rückströmen in letztere erfolgen. Die rückströmenden Gase bestehen aus einem kraftstoffarmen Gemisch, so daß etwaige Rückstände des verhältnismäßig reichen Gemisches in den Zündkammern weggebrannt werden.During the compression stroke, as mentioned above, the rich mixture in the antechambers is at medium power diluted to about 1: 13.5. During the combustion stroke, the pressure in the combustion chambers can under certain circumstances be higher than the pressure in the antechambers, and as a result there can be a backflow into the latter. The backflowing Gases consist of a fuel-poor mixture, so that any residues of the relatively rich Mixture are burned away in the ignition chambers.

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Da sich bei Leistungsänderungen die Gemisch-Zusammensetzung in der Vorkammer ändert, ist es vorteilhaft, einen weiten Zündbereich anzustreben. Dies wird durch Verdampfung und Vorheizung des der Vorkammer zugeführten Kraftstoffes durch die heißen Abgase oder Beimischung von Wasserstoff erzielt. Es hat sich gezeigt, daß die Abgase bei Anwendung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung merklich kühler sind als bei üblichen Ottomotoren (eine Folge des Abschlusses der Verbrennung nahe dem oberen Totpunkt). Dies ist bemerkenswert, weil mit kraftstoffarmem Gemisch gespeiste Ottomotoren bei üblicher Zündung mit Zündkerzen ohne die erfindungsgemäße Anordnung der Vorkammern heißere Abgase liefern.Since the mixture composition in the antechamber changes with changes in performance, it is advantageous to use a wide Strive for ignition range. This is done by evaporation and preheating of the fuel supplied to the prechamber achieved by the hot exhaust gases or admixture of hydrogen. It has been shown that the exhaust gases when applied of the ignition device according to the invention are noticeably cooler than with conventional Otto engines (a consequence of the conclusion combustion near top dead center). This is noteworthy because fed with a fuel-poor mixture Otto engines with conventional ignition with spark plugs without the inventive arrangement of the prechamber hotter exhaust gases deliver.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims / 1. !zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei welcher ein ^—^ armes Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Verbrennungsraum zugeführt und ein einen weiteren Zündbereich aufweisendes Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Vorkammer zugeführt wird, in der die Zündung mittels einer in der Vorkammer angeordneten Elektrode erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ein die Vorkammer enthaltender, in eine Bohrung des Zylinderkopfes einschraubbarer Bauteil (l) ausgeführt ist, auf dessen vom Zylinderkopf (3) abgewandter Seite eine mit ihrer Zündelektrode in der Vorkammer (4) befindliche Zündkerze (10) eingesetzt ist und ein in die Zuführungsleitung (6) für das einen weiteren Zündbereich aufweisende Kraftstoff-Luft-Gemisch eingesetzter beweglicher Ventilkörper (5) derart angeordnet ist, daß er die Zuführungsleitung bei Überdruck in der Vorkammer (4) verschließt und der in den Zylinderkopf (3) einschraubbare Teil einen sich in Richtung von der Vorkammer zum Zylinderkopf trichterförmig erweiternden Ausströmkanal (12) enthält, dessen Wand scharfkantig in die Innenwand der Vorkammer (4) übergeht.! / 1st ignition device for internal combustion engines, in which a ^ - ^ poor fuel-air mixture supplied to the combustion room and another ignition area exhibiting fuel-air mixture of a pre-chamber is supplied, in which the ignition means, arranged in the pre-chamber electrode takes place, characterized in that it is designed as a component (l) containing the prechamber and screwable into a bore of the cylinder head, on the side of which is remote from the cylinder head (3) a spark plug (10) with its ignition electrode located in the prechamber (4) is inserted and a movable valve body (5) inserted into the supply line (6) for the fuel-air mixture having a further ignition area is arranged in such a way that it closes the supply line when there is overpressure in the prechamber (4) and the cylinder head ( 3) a screw-in part has an outflow that widens in a funnel-shaped manner in the direction from the prechamber to the cylinder head nal (12), the wall of which merges with sharp edges into the inner wall of the antechamber (4). 2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Ausströmkanals kragenförmig ins Innere der Vorkammer (4) hineinragt.2. Ignition device according to claim 1, characterized in that the wall of the outflow channel is collar-shaped into the interior of the Antechamber (4) protrudes. 3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (5) aus einem in die Zuführungsleitung für das einen weiten Zündbereich aufweisende Kraftstoff-Luft-Gemisch eingesetzten Führungsstück (7) und einem die Mündung (11) und vorzugsweise auch deren unmittelbare Umgebung abdeckenden Kopfstück (8) besteht.3. Ignition device according to claim 1, characterized in that the valve body (5) consists of one in the supply line for the fuel-air mixture having a wide ignition range inserted guide piece (7) and one the mouth (11) and preferably also its immediate Surrounding head piece (8) is made. - 11 -- 11 - 309818/0074309818/0074 4. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Ventilkörpers parallel zur Achse der Zündkerze (10) und achsparallel zur Achse des sich trichterförmig erv/eiternden Kanals (12) ist (Fig. l) .4. Ignition device according to claim 1, characterized in that the axis of the valve body is parallel to the axis of the Spark plug (10) and axially parallel to the axis of the funnel-shaped widening / suppurating channel (12) (Fig. 1). 5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,5. Ignition device according to claim 1, characterized in that daß der Ventilkörper, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse der Zündkerze (lO1) ist, im Raum zwischen dieser Zündkerze und der Einströmöffnung des trichterförmig erweiterten Ausströmkanals (121) angeordnet ist (Fig. 2).that the valve body, the axis of which is essentially perpendicular to the axis of the spark plug (10 1 ), is arranged in the space between this spark plug and the inflow opening of the funnel-shaped widened outflow channel (12 1 ) (FIG. 2). 6. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals (12*) einen spitzen Winkel mit der Achse der Zündkerze (10f) einschließt (Fig. 2).6. Ignition device according to claim 1 and 5, characterized in that the axis of the funnel-shaped widening outflow channel (12 *) forms an acute angle with the axis of the spark plug (10 f ) (Fig. 2). 7. Zündvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Mündung bzw. Einströmöffnung (11) des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals (121) in unmittelbarer Nähe der Achse der Vorkammer (4) ist (Fig. 2).7. Ignition device according to claim 5 and 6, characterized in that the center of the mouth or inflow opening (11) of the funnel-shaped widening outflow channel (12 1 ) is in the immediate vicinity of the axis of the antechamber (4) (Fig. 2). 8. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des sich trichterförmig erweiternden Ausströmkanals (12") konzentrisch zur Achse der im wesentlichen zylindrischen Vorkammer (4) ist (Fig. 4).8. Ignition device according to claim 1, characterized in that the axis of the funnel-shaped widening outflow channel (12 ") is concentric to the axis of the essentially cylindrical antechamber (4) (Fig. 4). 9. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der Ventilkörper (5) in einer Ausnehmung (26) der Vorkammer (4) seitlich neben dem Ausströmkanal (12") derart angeordnet ist, daß die Achse des Ventilkörpers (5) einen spitzen, vorzugsweise weniger als 30 betragenden Winkel mit der Achse des Ausströmkanals (12") einschließt (Fig. 4).9. Ignition device according to claim 1, characterized. That the valve body (5) in a recess (26) of the prechamber (4) is arranged laterally next to the outflow channel (12 ") in such a way that the axis of the valve body (5) has a pointed, preferably includes an angle of less than 30 with the axis of the outflow channel (12 ") (FIG. 4). 10. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in bekannter Weise vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch gesteuert wird.10. Ignition device according to claim 1, characterized in that the valve is preferably electrically or in a known manner is pneumatically controlled. - 1 2 -- 1 2 - 309818/007/.309818/007 /. 6AD ORfGfNAt6AD ORfGfNAt 11. Verfahren zum Zünden einer Brennkraftmaschine mit einer Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erweiterung des- Zündbereichs des der Vorkammer zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches dieses Gemisch vor dem Eintritt in die Vorkammer (4) in einem Wärmeaustauscher von den heißen Motorabgasen der Brennkraftmaschine aufgeheizt wird.11. A method for igniting an internal combustion engine with an ignition device according to any one of the preceding claims, characterized in that for the purpose of expanding the ignition range of the fuel-air mixture supplied to the prechamber this mixture from the hot engine exhaust gases in a heat exchanger before entering the prechamber (4) the internal combustion engine is heated up. 12. Verfahren zum Zünden einer Brennkraftmaschine mit einer Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erweiterung des Zündbereichs des der Vorkammer zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches dieses Gemisch vor dem Eintritt in die Vorkammer (4) durch elektrische Energie aufgeheizt wird.12. A method for igniting an internal combustion engine with an ignition device according to any one of the preceding claims, characterized in that for the purpose of expanding the ignition range of the fuel-air mixture supplied to the prechamber this mixture is heated by electrical energy before entering the antechamber (4). 13. Verfahren zum Zünden einer Brennkraftmaschine mit einer Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Zuführung von Wasserstoffgas in die Vorkammer (4).13. A method for igniting an internal combustion engine with a Ignition device according to one of the preceding claims, characterized by the supply of hydrogen gas into the antechamber (4). 14. Verfahren zum Zünden einer Brennkraftmaschine mit einer Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt des Kraftstoff-Luft-Gemisches überhitzter Kraftstoffdampf der Vorkammer zugeführt wird.14. A method for igniting an internal combustion engine with a Ignition device according to Claims 1 and 11, characterized in that, instead of the fuel-air mixture, superheated Fuel vapor is supplied to the prechamber. 30981 8/0Q7430981 8 / 0Q74 43 .43. LeerseiteBlank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5533476A (en) * 1995-06-14 1996-07-09 Dresser-Rand Company Walled precombustion chamber unit
US5791374A (en) * 1995-12-07 1998-08-11 Black; Art Check valve for the pre-combustion chamber of an internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5045133A (en) * 1973-08-27 1975-04-23
JPS5289732A (en) * 1976-01-21 1977-07-27 Takao Shinohara Ignition plug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5533476A (en) * 1995-06-14 1996-07-09 Dresser-Rand Company Walled precombustion chamber unit
US5791374A (en) * 1995-12-07 1998-08-11 Black; Art Check valve for the pre-combustion chamber of an internal combustion engine

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