DE2363804A1 - Kondensatorzuendkerze - Google Patents
KondensatorzuendkerzeInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Description
Uwe Holtin ,501.1 Laatzen, Hohenrode 19
Dieter Weide,jOGO Hannover, Heidegrün 8
Dieter Weide,jOGO Hannover, Heidegrün 8
Kondensatorzündkerze .
Bei Ottomotoren wird die Verbrennung des.Kraftstoff-Luft-Gemisches
allgemein durch einen elektrischen Funken eingeleitet. Im
-Interesse einer hohen spezifischen Motorleistung und guter thermodynamischer
.Energieumsetzung soll der zwischen den Elektroden der
Zündkerze überspringende. Funke das Kraftstoff-Luft-Gemisch möglichst schnell entzünden und eine schnell fortschreitende Flammenfront
bewirken. Um größere Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erzielen und so eine schnellere Ausbreitung der Flammenfront
zu erreichen, überfettet man das Gemisch. Der Luftsauerstoffmangel bewirkt jedoch nur eine teilweise Verbrennung des
Kraftstoffes, so daß unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlen-
. monoxid ausgestoßen werden. Die in der Praxis übliche Überfettung
des Gemisches zur Verbesserung der Zündwilligkeit und zur Erhöhung der thermodynamischen Energieumsetzung führt zu einer unvollständigen
Ausnutzung der im Kraftstoff gebundenen chemischen Energie. .
Andererseits gelingt es, mit einem in seiher Anfangsphase besonders
viel· Energie freisetzenden Funken auch zündunwilligere Gemische zu
entzünden, ohne auf ein schnelles Ausbreiten der Flammenfront zu
verzichten, (hierzu: Schmidt,Fritz. A.F. Verbrennungskraftmaschine]!.
4. Auf lage, Berlin, Heidelberg, New York 1%7. Seite 45,46,47)
Damit kann man zu mageren. Gemischen übergehen und Ottomotoren
wirtschaftlicher und mit geringerem Ausstoß an unyerbrannten Kohlenwasserstoffen
und Kohlenmonoxid betreiben.
Bei den allgemein gebräuchlichen Zündanlagen, deren Sekundärkreis
aus Zündspule, Hauptzündkabel, Überschlagsverteiler, Kerzenzündkabel ,Zündkerze und Masserückführung besteht, wird die Energiefreisetzung
in der Anfangsphase des Zündfunkens durch das zeitlicheübergangsverhalten
des Sekundärkreises und durch die strombegrenzende Wirkung sowohl der Entstörwiderstände als auch des
Lichtbogenwiderstandes am Überschlags verteiler beeinträchtigt. Die
Induktivität des Zündkreises bewirkt ein Voreilen der Spannung
gegenüber dem Strom, so daß die Zündelektrodenstrecke durch die zeitlich früher auftretende hohe Spannung bereits durchschlagen ''
'509826/0154
wird, während noch gär nicht genügend Ladungsträger an den Zündelektroden
vorhanden sind, um im Zündfunken in dessen Anfangsphase eine größere Energieumsetzung zu bewirken, und so einen heißeren
Zündfunken zu erzeugen. .
Um einen in seiner Anfangsphase energiereicheren Funken zu erzeugen,
kann man - das ist bekannt - parallel zur Zündelektrodenstrecke' eine Kapazität schalten. Hierzu werden Zündkabel mit kapazitativer
Wirkung und zu Kondensatoren ausgebildete. Zündkerzenstecker verwendet. (Deutsche Patentanmeldung Kr. P 19 02 199·.9-33;
F 20 00 049.1-13)
Diese Lösungen können jedoch aus folgenden Gründen nicht befriedigen:
."."-.
(1) Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen ist abhängig von der Art der
verwendeten Zündkerze.
(2) Diese Lösungen erfordern Eingriffe in den Sekundärkreis der . . Zündanlage.
Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in unmittelbarer Nähe
der Zündelektroden elektrische Energie in einer Menge zwischenzuspeichern, die es erlaubt, in der Anfangsptiase des Zündfunkens
in diesem einen gegenüber der Verwendung bisheriger Zündkerzen in herkömmlichen Zündanlagen erheblich erhöhten Energieumsatz zu bewirken.
Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Elemente,
die die Funktionen eines Kondensators und die einer Zündkerze erfüllen^
in einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind, wobei durch Formgebung oder Materialauswahl der Konstruktionselemente
oder durch An- oder Einfügen sonstwie gefertigter kondensatoren
oder durch Kombination dieser Maßnahmen die Kondensatorwirkung bewußt gestaltet ist. "...'■
Bei den allgemein gebräuchlichen Zündkerzen entsteht zwangsläufig
durch die Durchführung der Mittelelektrode durch den äußeren metallischen Befestigungssockel und das dazwischenliegende, als
Dielektrikum auffaßbare Isoliermaterial auch eine den Zündelektroden
parallel geschaltete Kapazität. Dieser Effekt wird bis
509826/0154
O'etzt hingenommen, seine Bedeutung im Zusammenhang mit dem Ablauf
des Zündens - Zwischenspeicherung elektrischer Energie in unmittelbarer
Nähe der Elektroden - ist fuiitionell nicht erkannt
und auch konstruktiv weder nach Formgebung noch nach Materialauswahl genützt. Bei den gebräuchlichen Zündkerzen wird die Durchführung der Mittelelektrode durch den metallischen Befestigungssockel nur als Erfüllung der Punktion der Isolierung gesehen. Die
auftretende Kapazität bewegt sich denn auch bei den gebräuchlichen Zündkerzen bei einer für den Zündvorgang unerheblichen Größe von
ca. 10 - 15
Damit das Speichervermögen des Kondensators für elektrische Ener-
2
gie gemäß V/ =0,5 Cu (t) unabhängig von der In weiten Grenzen schwankenden Spannungsfestigkeit der Zündfunkenstrecke im' Verbrennungsraum gehalten wird, wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung zwischen die nicht mit Kasse verbundenen Elektrode des Kondensators und der Mittelzündelektrode im Fuße der Kerze eine Funkenstrecke geschaltet. Die Spannungsfestigkeit dieser Funkenstrecke ist unabhängig vom Zustand der Funkenstrecke im Verbrennungsraum und gewährleistet die Aufladung des Kondensators auf einen Wert, der die Nutzung des Kondensatoreffektes besonders günstig gestalten kann.
gie gemäß V/ =0,5 Cu (t) unabhängig von der In weiten Grenzen schwankenden Spannungsfestigkeit der Zündfunkenstrecke im' Verbrennungsraum gehalten wird, wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung zwischen die nicht mit Kasse verbundenen Elektrode des Kondensators und der Mittelzündelektrode im Fuße der Kerze eine Funkenstrecke geschaltet. Die Spannungsfestigkeit dieser Funkenstrecke ist unabhängig vom Zustand der Funkenstrecke im Verbrennungsraum und gewährleistet die Aufladung des Kondensators auf einen Wert, der die Nutzung des Kondensatoreffektes besonders günstig gestalten kann.
Die mit der Erfindung .erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere
darin:
(1) Es können zündunwilligere, magere Kraftstoff-Luft-Gemische
verwendet v/erden, mit der Folge .der besseren Energieausbeute
des Kraftstoffes. '
(2) Die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches verläuft vollständiger,
mit der Folge■günstigerer Abgasweute des Motors«
(3) Die Verwendung der Erfindung führt zu keinerlei Änderung in
den übrigen Teilen der gebräuchlichen Zündsysteme.
E:*,ne mögliche Ausführungsform der Kondensat or-Zündkerze ohne Funkonstrecke
zeigt Abbildung 1. Der Sockel(1) ist so gestaltet, daß er die mit Masse verbundene Kondensatcrelektrode darstellt. Zur
Erhöhung der Kapazität ist mit Ihm die Elektrode(4) leitend verbunden.
Die Mttelelektrode(2) und die mit ihr leitend verbundene
E3ektrode(5) stellen die andere Kondensatorelektrode dar. Die
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Isöliermasse(3) "bildet das Dielektrikum des Kondensators. Abbildung 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Kondensator-Zündkerze mit Funkenstrecke. Der Aufbau ist der gleiche wie bei Abbildung
1. Die Mittelelektrode(6) geht jedoch in eine Funkenstrecke(7)
über; die Entladung des aus den Elektrdden(1) und (4) einerseits und deri Elektroden(6 ) und (5) andererseits sowie dem Dielektrikum
(3) gebildeten Kondensators kann nur in Abhängigkeit von der Spannungsfestigkeit dieser Funkenstrecke über die Mittelelektrode
(8) im Fuß der Kerze zur Masseelektrode erfolgen.Abbildung 3 zeigt
die Wirkungsweise einer Kondensator-Zündkerze, die durch den Induktionsvorgang
in der Sekundärseite(9) der Zündspule aus dem magnetischen Feld gewonnene Energie bewegt sich über den Überschlagsverteiler
(10) zur Kondensator-Zündkerze und wird mittels Kondensators(12) gespeichert. Die Spannung, auf die der Kondensator
dabei aufgeladen wird ist u(t) = Q(t) : C. Überschreitet die
Kondensatorspannung die Spannungsfestigkeit der Zündelektrodenstrecke(13):
im Verbrennungsraum, entlädt sich der Kondensator, Abbildung 4 zeigt die Wirkungsweise einer Kondensator·Zündkerze
mit Funkenstrecke. Der '--ondensator kann sich hierbei nur entladen,
wenn seine Spannung die Spannungsfestigkeit der außerhalb des Verbrennungsräume
s liegenden Funkenstrecke(i4-) überschreitet, die der
im Verbrennungsraum liegende Zündelektrodenstrecke (13) vorgeschaltet
ist.
50982 6/0154
Claims (2)
- Uwe Holtin ,3011 Laatzen, Hohenrode 19
Dieter Weide ,3000 Hannover, Heidegrün 8Kondens ator zündker zePatentansprüche:M./Zündkerze dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente, die die ~/ Funktionen eines Kondensators und die einer Zündkerze erfüllen . zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind, wobei durch Formgebung oder Materialauswahl der Konstruktionselemente oder durch An- oder Einfügen sonstwie gefertigter Kondensatoren eine gegenüber herkömmlichen Zündkerzen erheblich gesteigerte, den Zündelektroden parallel geschaltete Kapazität erreicht wird. - 2. Zündkerze nach Anspruch'1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Kondensator über eine Reihenschaltung von Funkenstrecke außerhalb des Verbrennungsraumes und Zündelektrodenstrecke im Fuß der Kerze entlädt.509826/0154Leerseite
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2363804A DE2363804A1 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Kondensatorzuendkerze |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2363804A DE2363804A1 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Kondensatorzuendkerze |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2363804A1 true DE2363804A1 (de) | 1975-06-26 |
Family
ID=5901540
Family Applications (1)
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DE2363804A Pending DE2363804A1 (de) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Kondensatorzuendkerze |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2363804A1 (de) |
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- 1973-12-21 DE DE2363804A patent/DE2363804A1/de active Pending
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