DE2843119A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf fremdgezündete bzw. nach dem Otto-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschinen und betrifft insbesondere ein System, das einen eine bessere Brennstoffausnutzung bzw. einen geringeren Brennstoffverbrauch sowie eine geringere Menge an NO Emissionen gewährleistenden Betrieb einer solchen Brennkraft-

30 maschine ermöglicht.

Bei einem mit Gemischverdichtung arbeitenden Ottomotor bekannter Art findet ein Zündverfahren Verwendung, bei dem eine von dem Zündsystem nahe dem oberen Totpunkt des jeweiligen Kolbens der Brennkraftmaschine erzeugte Hochspannung von 10 bis 15 kV der entsprechenden Zündkerze zugeführt und eine im wesentlichen kapazitive Entladung zwischen den Elektroden der Zündkerze bewirkt wird,

X/ma

Deutsche Bank (Mühchen) Kto. 51/61070

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

Postscheck (München) Kto 670-43-804

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wodurch sich ein elektrischer Zündfunken bildet, durch den die Zündung des verdichteten Luft/Brennstoff-Gemisches erfolgt.

Ein Verfahren dieser Art des Standes der Technik, insbesondere ein Verfahren, bei dem periodisch das Anlegen einer Hochspannung erfolgt, weist jedoch den Nachteil auf, daß bei einem sehr mageren bzw. abgemagerten Gemisch oder bei einer starken Steigerung eines Betrages an Abgasrückführung eine unzureichende Zündung des Gemisches erfolgt, was dazu führt, daß Fehlzündungen auftreten, die Verbrennung instabil verläuft, die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch weiterhin nicht zufriedenstellend ist und außerdem der Betrag an NO -Emissionen hohe Werte aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine zwangsweise erfolgende vorgegebene Zündung des Luft/Brennstof f~Gemisch.es zu gewährleisten und dadurch die Brennstoffausnutzung bzw. den Brennstoffverbrauch zu verbessern und die Menge an NO -Emissionen zu verringern.

Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst, wobei in den Unteransprüchen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird somit eine induktive Entladung von den in der jeweiligen Verbrennungskammer angeordneten Entladungselektroden bzw. Zündelektroden vor der Explosivverbrennung oder nahe dem unteren Totpunkt beim Übergang von dem Ansaughub auf den Verdichtungshub eingeleitet, um damit eine Umsetzung eines Teiles des Luft/Brennstoff-Gemisches in Radikale und deren chemische Aktivierung zu erzielen, wodurch in Fällen, bei denen das Gemisch abgemagert oder der Betrag an Abgasrückführung stark gesteigert ist, bessere Zündeigenschaften und eine stabile Verbrennung gewährleistet werden können. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, daß eine bessere Brennstoffausnutzung bzw. ein geringerer Brennstoffverbrauch und reduzierte NO -Emissionen erzielbar sind.

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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist über der Verbrennungskammer eine getrennte, Radikale bildende Kammer angeordnet, wodurch auch dann, wenn eine Radikale erzeugende Zündkerze kontinuierlich erregt wird, das Auftreten eines sog. Klopfens der Brennkraftmaschine und eine vorzeitige Zündung durch das vorher gebildete Verbrennungsgas verhindert werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind außerdem ein erster Hochspannungsgenerator zur Herbeiführung einer periodischen Entladung zwischen den Entladungselektroden bzw. Zündelektroden und ein zweiter Hochspannungsgenerator zur Herbeiführung einer kontinuierlichen Entladung zwischen den Entladungselektroden bzw. Zündelektroden vorgesehen, wodurch das LUft/Brennstoff-Gemisch durch die Kombination der intermittierend erfolgenden Entladung und der kontinuierlichen Entladung aktiviert wird, was eine zwangsläufigere bzw. bestimmtere und zufriedenstellende Aktivierung des Luft/Brennstoff-Gemisches durch die Kombinationswirkung der beiden Entladungen gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Radikale von einer in der Radikale erzeugenden Kammer angeordneten ersten Zündkerze gebildet, während das die Radikale enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch von einer in der Verbrennungskammer angeordneten zweiten Zündkerze gezündet wird, was eine bessere Verbrennung gewährleistet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die •Erregung der die Radikale erzeugenden Zündkerze kein Klopfen und keine anormale Frühzündung der Brennkraftmaschine bewirkt. Darüberhinaus kann diese Zündkerze· auf einfache Weise derart angeordnet werden, daß der die Verbrennung der Radikale umfassende Betrieb nur dann erfolgt, wenn er erwünscht ist, während der übliche Fremdzündungsbetrieb mit Zündfunken bei Betrieb der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl usw. erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Systems zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens, 5

Fig. 1B ein Teilblockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Systems gem. Fig. 1A,

Fig. 2 und 3 Diagramme zur Veranschaulichung des Verlaufs von Zündsignalen bei dem System gem. Fig. 1A,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 eine Draufsicht entlang der Linie VI-VI gem. Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Durchlaßkanals gem. Fig. 6,

Fig. 8 und 10 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen einer Nebenverbrennungskammer,
25

•Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX gem. Fig. 8,

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI gem. Fig. 10,

Fig. 12 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus, einer dritten Ausführungsform des Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 13 eine vergrößerte Schnittansicht der Hauptteile des Zünd-Verteilers gem. Fig. 12,

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Fig, 14 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer vierten Ausführungsform des Systems/

Fig. 15 eine Schnittansicht der die Radikale bildenden Kammer gem. Fig. 14,

Fig. 16 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Systems,

Fig. 17 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer fünften Ausführungsform des Systems,

Fig. 18 eine Schnittansicht des Synchronisationsschalters gem.

Fig. 17,
Z^-

Fig. 19 eine Schnittansicht entlang der Linie XIX-XIX gem. Fig.18,

Fig. 20 ein Blockschaltbild, das die Hauptteile einer weiteren Ausführungsform des Systems veranschaulicht, 20

Fig. 21 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 22 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer weiteren Ausführungsform der die Radikale erzeugenden Kammer,

Fig. 23 eine Schnittansicht der Hauptteile einer weiteren Ausführungsform der Drosselkanäle gem. Fig. 21,

Fig. 24 eine Schnittansicht der Hauptteile einer weiteren Ausführungsform der Drosselkanäle gem. Fig. 22,

Fig. 25 eine Schnittansicht entlang der Linie XXV-XXV gem. Fig.24,

Fig. 26 eine graphische Darstellung zur Erläuterung von Betrieb ' und Wirkungsweise des Systems,

Fig. 27 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der

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Drosselkanäle gem. Fig. 21,

Fig. 28 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems und 5

Fig. 29 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.

Erste Ausführungsform:

Die in den Fig. 1A und 1B dargestellte, mit Gemischverdichtung nach dem Otto-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschine 10 ist eine Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine bekannter Art, deren Verbrennungskammer 11 jeweils von einem Zylinderkopf 12, einem Zylinderblock 13 und einem Kolben 14 gebildet wird^Λ . Der Kolben 14 bewegt sich in einem in dem Zylinderblock 13 vorgesehenen Zylinder hin und her und gibt seine Bewegungsenergie über eine Pleuelstange und eine Kurbelwelle ab, die nicht dargestellt sind.

Der Zylinderblock 12 ist mit einer Einlaßöffnung 16 und einem Einlaßventil 17 versehen, so daß das von einem nicht dargestellten Vergaser gebildete Luft/Brennstoff-Gemisch in die Verbißrtnungskammer 11 und den Zylinder 15 gesaugt wird, wenn sich der Kolben 14 beim Ansaughub, bei dem das Einlaßventil 17 geöffnet wird, abwärts bewegt.

In den Zylinderkopf 12 ist eine Zündkerze 18 eingeschraubt, deren Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 19 in der Verbrennungskammer 11 angeordnet sind.
30

Nachstehend soll nun ein Zündsystem näher beschrieben werden, das Entladungen an den Zündelektroden 19 herbeiführt. Ein Hochspannungsgenerator 20 bekannter Art führt der Zündkerze 18 eine Hochspannung von 10 bis 15 kV zu und umfaßt eine Zündspule 22, einen Kondensator 23, ein synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedrehtes Nockenstück 24, Kontakte 25, die von dem Nockenstück 24

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geöffnet und geschlossen werden, und einen Zündverteiler 26. Der Hochspannung ,generator 20 ist mit einer Batterie 21 und außerdem über eine Diode 27 mit der Zündkerze 18 verbunden. Dieser erste Hochspannungsgenerator 20 führt der Zündkerze 18 in der Nähe von 20° vor dem oberen Totpunkt (BTDC) des Kolbens 14 bei dessen Verdichtungshub eine Hochspannung zu.

Zur Herbeiführung einer induktiven Entladung an der Zündkerze 18 ist ein zweiter Hochspannungsgenerator 30 vorgesehen, der einen Synchronisationsimpulsgenerator 31 zur Erzeugung von Synchronisationsimpulsen synchron mit der Drehbewegung der Brennkraftmaschine 10, einen Treiberimpulsgenerator 32 zur Erzeugung von Treiberimpulsen in Abhängigkeit von den Synchronisationsimpulsen, einen Transistor 33 mit hoher Spannungsfestigkeit, der von den Treiberimpulsen durchgeschaltet und in den Sperrzustand geschaltet wird, und einen Gleichspannungswandler bzw. Gleichumrichter 34 mit einer Ausgangsleistung von ungefähr 4 W, der eine Hochspannung von ungefähr 6 kV erzeugt, aufweist. Der zweite Hochspannungsgenerator 30 ist über eine Diode 35 mit der Zündkerze 18 verbunden. Obwohl dies nicht näher dargestellt ist, ist der zweite Hochspannungsgenerator 30 jeweils einzeln für jeden der Zylinder vorgesehen.

Der Synchronisatiönsimpulsgenerator 31 weist eine mit einem einzigen Vorsprung versehene Nockenscheibe 36, die sich einmal bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine synchron mit deren Drehbewegung dreht, sowie Kontakt 37, die von der Nockenscheibe 36 geöffnet und geschlossen werden, auf und erzeugt im oberen Totpunkt nach der Beendigung des Verdichtungshubes in der unter (A) in Fig. 2 dargestellten Weise einen Synchronisationsimpuls.

Der Treiberimpulsgenerator 32 umfaßt eine Verzögerungsschaltung bekannter Art, einen monostabilen Multivibrator, usw. und erzeugt in Abhängigkeit von dem Synchronisationsimpuls von 20° vor dem unteren Totpunkt bis 20° vor dem oberen Totpunkt beim Übergang von dem Ansaughub auf den Verdichtungshub einen Rechteck-Treiberimpuls in der unter (B) in Fig. 2 dargestellten Weise.

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Der Gleichumrichter 34 ist mit der Zündkerze 18 als Last verbunden und erzeugt bei der Öffnung des Ausgangsanschlusses bzw. der Sperrung des Transistors eine Hochspannung von ungefähr 6 kV. Entsprechend der Entladungs-Widerstandscharakteristik der Zündkerze wird somit eine Zündspannung mit dem unter (C) gem. Fig. 2 dargestellten Verlauf erzeugt, die auf ungefähr 2 kV ansteigt und dann auf 600 V abfällt. Das heißt, wenn die anliegende Spannung auf 2 kV ansteigt, leitet die Zündkerze 18 einen Entladungsvorgang ein, so daß nach einmal eingeleiteter Entladung zwischen den Zündelektroden 19 Ionen gebildet werden, was einen entsprechenden Widerstandsabfall zur Folge hat, so daß ein Strom von 6,6 mA bei ungefähr 600 V fließt, wodurch die induktive Entladung aufrechterhalten wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Mittelelektrode der Zündkerze 18 eine negative Elektrode, so daß die Spannung jeweils unter (C), (D) und (E) gem. den Fig. 2 und 3 als negative Spannung dargestellt ist.

Der zweite Hochspannungsgenerator 30 kann den in Fig. 1A dargestellten Aufbau aufweisen. Im einzelnen kann er derart aufgebaut sein, daß der Synchronisationsimpulsgenerator 31 z.B. bei 20° vor dem unteren Totpunkt nach dem Ende des Ansaughubes einen Triggerimpuls erzeugt und ihn als Setzsignal dem aus einem bistabilen Multivibrator bestehenden Treiberimpulsgenerator 32 zuführt, während das von den Kontakten 25 des ersten Hochspannungsgenerators 20 abgegebene Signal dem' bistabilen Multivibrator als Rückstellsignal zugeführt wird. Auf diese Weise wird ein Signal vom Ende des Ansaughubes bis zu dem Ende des Verdichtungshubes, d.h., der unter (B) gem. Fig. 2 dargestellte Treiberimpuls, erzeugt. In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 33 eine Schalteinrichtung, die auch ein Thyristor sein kann.

Während des Ansaughubes der Brennkraftmaschine 10 wird das Einlaßventil 17 geöffnet und das Luft/Brennstoff-Gemisch über die Einlaßöffnung 16 in die Verbrennungskammer 11 eingeführt. Obwohl der Druck in der Verbrennungskammer 11 in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine unterschiedlich ist, beträgt er bei einer

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benzinbetriebenen Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine mit hängenden Ventilen und einem Hubraum von 1600cm³ bei einer Maschinendrehzahl von 1600min und einer
moment) von 2kpm ungefähr -36OmHiHg.

nendrehzahl von 1600min und einer Belastung (Ausgangsdreh-

Wenn bei dem Ansaughub 20° vor dem unteren Totpunkt (BBDC) erreicht sind, geht der von dem Treiberimpulsgenerator 32 des zweiten Hochspannungsgenerators 30 abgegebene Treiberimpuls auf den Wert "1" über, so daß der Transistor 33 durchgeschaltet und das Ausgangssignal des Gleichumrichters 34 der Zündkerze 18 zugeführt werden.

Einsetzend mit 20° vor dem unteren Totpunkt führt somit der zweite Hochspannungsgenerator 30 der Zündkerze 18 eine Zündspannpng mit dem unter (C) in Fig. 2 oder in Fig. 3 dargestellten Verlauf zu, woraufhin die Zündkerze 18 eine dieser'Spannung entsprechende Entladung einleitet.

Da diese Entladung vor bzw. nahe dem unteren Totpunkt bei dem Ansaughub und nicht unter dem hohen Druck nach der Verdichtung des Luft/Brennstoff-Gemisches wie bei Zündsystemendes Standes der Technik stattfindet, kann die Zündkerze 18 leicht eine Entladung in Abhängigkeit von einer Spannung von ungefähr 2 kV einleiten.

Auch findet die Entladung aufgrund der Tatsache, daß sie bei einer niedrigen Spannung von ungefähr 2 kV in der vorstehend beschriebenen Weise eingeleitet wird, als induktive Entladung statt, die sich von der üblichen kapazitiven Entladung unterscheidet. Nachdem die induktive Entladung eingesetzt hat, fällt aufgrund der Bildung von Ionen zwischen den Zündelektroden 19 die Elektrodenspannung durch diesen Durchbruch in der Entladungsstrecke auf eine niedrige Spannung von ungefähr 600 V =ab, jedoch wird die Entladung durch diese Spannung zufriedenstellend aufrechterhalten.

In diesem Zustand, bei dem das Gemisch in die Verbrennungskammer eingeführt ist und die induktive Entladung über die Zündkerze 18 eingesetzt hat, findet aufgrund der niedrigen Druckbedingungen vor der

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Verdichtung des Gemisches keine Explosiwerbrennung statt. Nach einer gewissen Zeitverzögerung vom Zeitpunkt des Beginns der induktiven Entladung, z.B. bei einem Kurbelwellen-Drehwinkel von ungefähr 30° nach dem unteren Totpunkt, wird daher eine einen Semi-Oxidationszustand herbeiführende chemische Reaktion eingeleitet, die nicht als Explosivverbrennung angesehen werden kann.

Diese Reaktion stellt eine sog. Radikale erzeugende Reaktion dar, bei der ein Teil des in dem Luft/Brennstoff-Gemisch enthaltenen Benzins durch die Radikale bildende Reaktion verändert und in chemisch hochaktive Radikale (Zwischenverbrennungsprodukte), die C₂, CH, CHO, OOH, H, usw., enthalten, umgesetzt wird.

Wenn sodann ein Kurbelwellen-Drehwinkel von 20° vor dem oberen Totpunkt erreicht ist, geht der von dem Treiberimpulsgenerator 32 des zweiten Hochspannungsgenerators 30 erzeugte Treiberimpuls auf den Wert "0" über, so daß der Transistor 33 sperrt und die induktive Entladung an der Zündkerze 18 unterbrochen bzw. beendet wird.

Gleichzeitig werden die Kontakte 25 des ersten Hochspannungsgenerators 20 geöffnet, so daß die in der Zündspule 22 induzierte Hochspannung über den Zündverteiler 26 und die Diode 27 der Zündkerze zugeführt wird.

Wenn die anliegende Spannung ungefähr 10 kV erreicht, wie dies unter (D) in Fig. 2 sowie in Fig. 3 dargestellt ist, erfolgt an der Zündkerze 18 eine kapazitive Entladung, wodurch ein Spannungsdurchbruch in der Entladungsstrecke bewirkt und eine Spannung von ungefähr 1 kV für eine gewisse Zeitdauer aufrechterhalten werden. Diese Entladung wird bei einem in der Nähe von 10° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel beendet. Das Zeitintervall hängt von der in der Zündspule 22 gespeicherten Energie ab und endet nach vollständiger Abgabe bzw. Entladung dieser Energie.

Die von der vorstehend beschriebenen induktiven Entladung gebildeten Radikale werden dagegen in ihrem chemisch aktivierten Zustand während des Verdichtungshubes der Brennkraftmaschine 10 über die

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gesamte Verbrennungskammer 11 oder einen Teilbereich der Verbrennungskammer 11 verteilt. Die Radikale werden von dem Kolben 14 auf einen höheren Aktivierungsgrad verdichtet, so daß äußerst zufriedenstellende Zündeigenschaften gewährleistet sind. 5

Dies hat zur Folge, daß die von dem ersten Hochspannungsgenerator 20 bei einem in der Nähe von 20° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel an der Zündkerze 18 bewirkte Zündfunkenentladung zwangsweise das die Radikale enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch in zufriedenstellender Weise zündet und daß praktisch keine Zündverzögerung auftritt.

Wenn durch diese Zündung die Explosivverbrennung eingeleitet wird, werden die Radikale mit einer niedrigeren Verbrennungsrate als das übliche Luft/Brennstoff-Gemisch verbrannt, da sie sich bereits in einem halboxidierten Zustand befinden, so daß der Druck in dem Zylinder 15 kontinuierlich ansteigt und die Verbrennungsenergie mit gutem Wirkungsgrad auf den Kolben 14 übertragen und damit ein zufriedenstellender Antrieb in Bezug auf die Belastung erhalten wird.

Aufgrund der Tatsache, daß das Luft/Brennstoff-Gemisch die Radikale enthält und damit ausgezeichnete Zündeigenschaften aufweist, wird in Fällen, bei denen das Gemisch abgemagert ist oder die Abgase in großer Menge zum Einlaßsystem zurückgeführt werden, eine zwangsweise erfolgende Zündung des Gemisches gewährleistet.

Hierdurch verbessert sich die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 10 und darüberhinaus läßt sich in Verbindung mit der langsamen Verbrennung eine Verringerung der Menge an NO -Emissionen erzielen.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die induktive Entladung unter Vorgabe des unteren Totpunktes (BDC) während des Überganges von dem Ansaughub auf den Verdichtungshub als Bezugspunkt bei 20° vor dem unteren Totpunkt (BBDC) eingeleitet wird,

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besteht auch die Möglichkeit einer Bildung von Radikalen, indem eine Entladung zumindest in dem Bereich von 90° vor dem unteren Totpunkt (BBDC) bis 90° hinter dem unteren Totpunkt (ABDC) herbeigeführt wird.
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Außerdem können anstelle der Verwendung der Elektroden 19 der Zündkerze 18 als Entladung .^elektroden auch andere Arten von Entladungselektroden Verwendung finden, wobei z.B. die Wandfläche der Verbrennungskammer als eine der beiden Elektroden dienen kann. 10

Auch kann anstelle der bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erfolgenden Zündung des die Radikale enthaltenden Luft/Brennstoff-Gemisches durch die mittels des ersten Hochspannungsgenerators 20 herbeigeführte Fremdzündung durch Zündfunken die Zündung auch durch Kompressionszündung oder mittels einer Glühkerze erfolgen. Auch bei Verwendung einer Kampressionszündung besteht natürlich in keiner Weise das Erfordernis einer Erhöhung des Kompressionsverhältnisses wie im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen, sondern es kann weiterhin ein Kompressionsverhältnis etwa der gleichen Größen-Ordnung wie bei üblichen Ottomotoren in zufriedenstellender Weise verwendet werden.

Obwohl das vorstehend beschriebene Verfahren sich auf den Betrieb einer Viertakt-Brennkraftmaschine bezieht, kann es gleichermaßen auch bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen sowie bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart Verwendung finden. Im Falle der Zweitakt-Brennkraftmaschine kann der Spülhub als Ansaughub angesehen werden, während es im Falle einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der Wankel-Bauart lediglich erforderlich ist, eine Zündkerze derart anzuordnen, daß sie sich in der Arbeitskammer (Verbrennungskammer) befindet, wenn der Rotationskolben bzw. Kreiskolben die Stellung des unteren Totpunktes einnimmt.

Zweite Ausführungsform:
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß eine Nebenverbrennungskammer, d.h.,

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eine Radikale erzeugende Kammer, die mit der Hauptverbrennungskammer zur Verbrennung des verdichteten Luft/Brennstoff-Gemisches in den beiden Verbrennungskammern in Verbindung steht, vorgesehen ist, wobei eine induktive Entladung zwischen in der Nebenverbrennungskammer angeordneten Elektroden vor einer Explosivverbrennung des Gemisches herbeigeführt wird, so daß das Gemisch in der Nebenverbrennungskammer chemisch aktiviert wird und die aktivierten Bestandteile in der Nebenverbrennungskammer zurückgehalten werden. Der erste und zweite Hochspannungsgenerator sind bei der zweiten Ausführungsform in Bezug auf die erste Ausfuhrungsform identisch, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird. Die folgende Beschreibung ist daher hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen gerichtet.

Gemäß Fig. 4 enthält der Zylinderkopf '1'2 eine Nebenverbrennungskammer 61, die ein kleineres Volumen als die Hauptverbrennungskammer 11 aufweist und mit dieser über einen Durchlaßkanal 60 in Verbindung steht. Die Zündkerze 18 ist in den Zylinderkopf 12 derart eingeschraubt, daß ihre Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 19 in der Nebenverbrennungskapimer 61 angeordnet sind.

Wie bereits erwähnt, sind die Hochspannungsgeneratoren zur Herbeiführung von Entladungen zwischen den Elektroden 19 der Zündkerze 18 in Aufbau und Wirkungsweise identisch mit ihren Gegenstücken bei der ersten Ausführungsform gem. Fig. 1.

Während des Ansaughubes der Brennkraftmaschine 10 wiid das Einlaßventil 17 geöffnet und das'Luft/Brennstoff-Gemisch über die Einlaßöffnung 16 in die Hauptverbrennungskammer 11 eingeführt. Obwohl der Druck in der Hauptverbrennungskammer 11 und der Nebenverbrennungskammer 61 von der Belastung der Brennkraftmaschine 10 abhängt, nimmt er z.B. im Falle einer benzinbetriebenen fremdgezündeten Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine mit hängenden Ventilen und einem Hubraum von 1600cm³ bei einer Maschinendrehzahl von 1600min und einer Belastung (Ausgangsdrehmoment) von 2 kpm den vorstehend bereits er-

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wähnten Wert von ungefähr -360 mmHg an.

Bei 20° vor dem unteren Totpunkt (BBDC) einsetzend,wird die Zündspannung mit dem unter (C) gem. Fig. 2 sowie in Fig. 3 dargestellten Verlauf von dem zweiten Hochspannungsgenerator 30 der Zündkerze 18 zugeführt, die in Abhängigkeit von dieser Zündspannung eine Entladung einleitet.

Wie vorstehend erwähnt, fällt die Elektrodenspannung nach Einsetzen dieser Entladung aufgrund der zwischen den Elektroden 19 gebildeten Ionen und dem damit verbundenen Durchbruch in der Entladungsstrecke in der in Fig. 3 dargestellten Weise auf eine niedrige Spannung von ungefähr 600 V ab, wobei die Entladung durch diese Spannung in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten wird.

Da bei der vorher erfolgten Einführung des Luft/Brennstoff-Gemisches in die Hauptverbrennungskammer 11 das Gemisch auch in die Nebenverbrennungskammer 61 eingeführt worden ist und die Zündkerze 18 eine induktive Entladung bewirkt, setzt in diesem Falle aufgrund des Niederdruckzustandes vor der Verdichtung des Gemisches keine Explosivverbrennung ein. Nach Ablauf einer gewissen Zeitdauer nach dem Beginn der induktiven Entladung, z.B. bei einem in der Nähe von 30° nach dem unteren Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel, wird eine chemische Semi-Oxidationsreaktion eingeleitet, die nicht als Explosivverbrennung angesehen werden kann, wodurch ein Teil des in dem Luft/Brennstoff-Gemisch enthaltenen Benzins modifiziert und durch diese, Radikale erzeugende Reaktion in Radikale umgesetzt wird.

Wenn sodann ein Kurbe l.wellen-Drehwinkel von 20° vor dem oberen Totpunkt erreicht ist, wird die induktive Entladung an der Zündkerze 18 durch den zweiten Hochspannungsgenerator 30 unterbrochen bzw. beendet. Gleichzeitig wird der Zündkerze 18 die in der Zündspule 22 (Fig. 1) von dem ersten Hochspannungsgenerator 20 erzeugte Hochspannung zugeführt.
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Wenn die anliegende Spannung einen Wert von ungefähr 10 kV erreicht, führt die Zündkerze 18 eine kapazitive Entladung herbei und bewirkt einen Spannungsdurchbruch, so daß für eine gewisse Zeitdauer eine Spannung von ungefähr 1 kV aufrechterhalten und die Entladung bei einem in der Nähe von 10° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel beendet wird.

Die durch die induktive Entladung gebildeten Radikale werden durch die in der Hauptverbrennungskammer 11 durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 verursachten Turbulenzen nicht verwirbelt bzw. verteilt, sondern in ihrem chemisch aktivierten Zustand in der Nebenverbrennungskammer 61 festgehalten. Die Radikale werden daher von dem Kolben 14 auf einen höheren Aktivierungsgrad verdichtet, so daß ausgezeichnete Zündeigenschaften gewährleistet sind.

Dies hat zur Folge, daß die Radikale zwangsweise durch die von dem ersten Hochspannungsgenerator 20 bei einem in der Nähe von 20° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel herbeigeführte Funkenentladung in zufriedenstellender Weise gezündet werden.

Aufgrund dieser Zündung treten die entstehende Flamme und die Radikale aus der Neberiverbrennungskammer 61 über den Durchlaßkanal 60 in die Hauptverbrennungskammer 11 über, so daß eine Explosivverbrennung eingeleitet wird. Da sich die Radikale bereits in einem halboxidierten Zustand befinden, werden sie mit einer geringeren Verbrennungsrate als das übliche Luft/Brennstoff-Gemisch verbrannt, so daß der Druck in dem Zylinder 15 kontinuierlich ansteigt und die Verbrennungsenergie mit gutem Wirkungsgrad auf den Kolben 14 übertragen und damit ein zufriedenstellender Antrieb in Bezug auf die Belastung erzielt wird.

Aufgrund der Tatsache, daß das Luft/Brennstoff-Gemisch unter Verwendung der Radikale gezündet wird, lassen sich ausgezeichnete Zündeigenschaften erzielen, so daß das Gemisch zwangsweise auch in Fällen gezündet werden kann, in denen es abgemagert ist oder eine hohe Menge an Abgas zum Einlaßsystem zurückgeführt wird.

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Hierdurch läßt sich die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch durch die Brennkraftmaschine 10 verbessern, und darüberhinaus in Verbindung mit der langsamen Verbrennung eine Verringerung der Menge an üb -Emissionen erzielen.
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Anordnung und Form der Nebenverbrennungskammer 61 sind nicht auf die Ausführung gem. dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern die Nebenverbrennungskammer 61 kann auch gem.den Fig. 5 und 6 ausgebildet sein. Gem. den Fig. 5 und 6 weist die Nebenverbrennungskammer 61 eine zylindrische Form auf, während der Durchlaßkanal 60 in Form eines runden Loches ausgebildet ist, das tangential in die Nebenverbrennungskammer 61 mündet. Hierbei kann der Durchlaßkanal 60 auch die Form eines elliptischen Loches aufweisen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.

Wain durch diesen Aufbau der Nebenverbrennungskammer 61 das Luft/ Brennstoff-Gemisch während des Anfangsabschnittes des Verdichtungshubes von der Hauptverbrennungskammer 11 in die Nebenverbrennungskammer 61 fließt, bewegt es sich innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61 in einem verwirbelten Strom bzw. Rotationsstrom, wobei das in die Nebenverbrennungskammer 61 strömende und eine niedrige Temperatur aufweisende frische Luft/Brennstoff-Gemisch und das in der Nebenverbrennungskammer 61 verbliebene und eine hohe Temperatur aufweisende Restgas durch eine Zentrifugalkraft derart voneinander getrennt werden, daß das frische Luft/Brennstoff-Gemisch bzw. die Frischgase in dem inneren peripheren Bereich gesammelt werden, wobei die Entladung in dem Bereich des frischen Gemisches bzw. der Frischgase erfolgt und dadurch mit guter Wirkung Radikale gebildet werden. Da die gebildeten Radikale ein geringes Molekulargewicht und eine hohe Temperatur aufweisen, ist die Gasdichte der Radikale gering, so daß sie sich unter der Einwirkung einer trennenden Zentrifugalkraft im Mittelteil der Nebenverbrennungskammer 61 ansammeln. Auf diese Weise werden die gebildeten Radikale in zufriedenstellender Weise innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61 festgehalten. Die Nebenverbrennungskammer 61 kann auch Kugelform aufweisen, wobei der Durchlaßkanal 60 tangential in die Nebenverbrennungskammer mündet, wie dies in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist,

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wodurch in zufriedenstellender Weise die Bildung und das Festhalten der Radikale mit Hilfe eines Wirbelstromes des Gemisches ermöglicht wird. Ferner kann die angestrebte Wirkung gem. den Fig. 10 und 11 auch erzielt werden, indem die Nebenverbrennungskammer 61 von einer gekrümmten Abdeckung 61a gebildet wird und zwei schräg verlaufende Durchlaßkanäle 60 in der Abdeckung 61a vorgesehen werden, um einen Wirbelstrom in der durch die Pfeile in Fig. 11 bezeichneten Weise zu bilden. Außerdem kann anstelle der bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bestehenden Verbindung der Hauptverbrennungskammer mit der Nebenverbrennungskammer 61 über den Durchlaßkanal 60 auch eine Ausnehmung in dem Zylinderkopf 12 ausgebohrt bzw. ausgefräst werden, die als Nebenverbrennungskammer dienen kann.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine induktive Entladung unter Verwendung des unteren Totpunktes als Bezugspunkt beim übergang von demAnsaughub auf den Kompressionshub bei 20° vor dem unteren Totpunkt eingeleitet wird, ist es jedoch lediglich erforderlich, daß die induktive Entladung vor dem Auftreten der Explosivverbrennung erfolgt, so daß eine Entladung vorzugsweise zumindest in dem Bereich von 90° vor dem unteren Totpunkt bis 90° nach dem unteren Totpunkt erfolgen sollte, um eine zufriedenstellende Bildung von Radikalen zu ermöglichen.

Anstelle einer Verwendung der Elektroden 19 der Zündkerze 18 als Entladungselektroden können auch Entladungselektroden anderer Art Verwendung finden, wobei z.B. die Wandflache der Nebenverbrennungskammer 61 als eine der beiden Entladungselektroden dienen kann.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Radikale mittels des ersten Hochspannungsgenerators 20 in Form eines Fremdzündungsvorganges mittels Zündfunken gezündet werden, kann auch eine Kompressionszündung sowie eine Zündung mittels einer Glühkerze erfolgen. Auch im Falle einer Kompressionszündung besteht natürlich keine Notwendigkeit für eine Erhöhung des Kompressionsverhältnisses wie im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen, sondern es ist lediglich erforderlich, ein in der gleichen Größenordnung wie bei üblichen

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Ottomotoren liegendes Kompressionsverhältnis zu verwenden.

Darüberhinaus kann die vorstehend beschriebene Ausführungsform, obwohl in Bezug auf ihre Verwendung bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine erläutert, auch bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen sowie bei Rotationskolben- bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart eingesetzt werden. Im Falle der Zweitakt-Brennkraftmaschine kann der Spülhub als Ansaughub angesehen werden, während im Falle der Kreiskolben-Brennkraftmaschine des Wankel-Typs es lediglich erforderlich ist, eine Zündkerze in einer mit der Arbeitskammer (Verbrennungskammer) in dem unteren Totpunkt des Rotationskolbens bzw. Kreiskolbens in Verbindung stehenden Nebenverbrennungskammer anzubringen.

Dritte Ausführungsform: , -

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Art des Anlegens der Hochspannungen an die Entladungselektroden der Zündkerze.
20

Wie in Bezug auf diese Ausführungsform Fig. 12 zu entnehmen ist, wird ein in einem (nicht dargestellten) Vergaser gebildetes mageres Luft/Brennstoff-Gemisch während des Ansaughubes· bei geöffnetem Einlaßventil 17 in die Verbrennungskammern gesaugt. Die Zündkerze 18 ist derart angebracht, daß ihre Elektroden 19 in der Verbrennungskammer 11 angeordnet sind.

Jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10 wird hierbei das Luft/ Brennstoff-Gemisch sowie eine große Menge an zurückgeführten Abgasen (EGR-Gase) mittels eines (nicht dargestellten)Abgas-Steuerventils bekannter Art von 'dem (ebenfalls nicht dargestellten) Aus laß sy stern der Brennkraftmaschine 10 zugeführt.

Nachstehend sollen nun die Hochspannungsgeneratoren zur Herbeiführung von Entladungen zwischen den Elektroden 19 der Zündkerze näher beschrieben werden. Ein kontinuierlich arbeitender Hochspannungsgenerator 40 basiert auf dem gleichen Funktionsprinzip wie der zweite Hochspannungsgenerator 30 der ersten Ausführungs-

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form und weist einen Gleichumrichter auf, der eine von der Batterie zugeführte Eingangsgleichspannung V_fa in eine Hochspannung von 4 bis 10 kV umsetzt. Bei dem kontinuierlich arbeitenden Hochspannungsgenerator 40 wird die Gleichspannung V_b in eine Impulsspannung umgesetzt, hochtransformiert und sodann zu einer Gleichspannung gleichgerichtet. Hierzu umfaßt der Hochspannungsgenerator 40 einen Gegentakt-Transistoren 41 und 42 sowie Widerstände 43 und 44 aufweisenden Transistor-Schaltkreis, einen Transformator 45 zur Aufwärtstransformation der von dem Transistor-Schaltkreis abgegebenen Impulsspannung und Steuerung des Durchschaltens und Sperrens der Transistoren 41 und 42, eine aus Dioden bestehende Gleichrichter-Brückenschaltung 46 zur Erzielung einer Vollweg-Gleichrichtung der von dem Transformator 45 aufwärts transformierten Wechselspannung, einen Glättungskondensator 47 und einen Widerstand 48.

Ein periodisch arbeitender Hochspannungsgenerator 2OA bekannter Art dient zur periodischen Zuführung einer Hochspannung von 10 bis 20 kV an die Elektroden 19 der Zündkerze 18 und weist mit Ausnahme des Zündverteilers 26 den gleichen Aufbau wie der erste Hochspannungsgenerator 20 der ersten Ausfuhrungsform auf.' Von dem mit vier Nockenstücken ausgestattetenund eine einzige Umdrehung für jeweils zwei Umdrehungen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 10 synchron mit deren Drehbewegung ausführenden Nockenstück 24 und den von dem Nockenstück 24 geöffneten und geschlossenen Kontakten 26 wird ein Unterbrecher gebildet, wobei die Kontakte 25 bei dem Verdichtungshub im Bereich von 40°bis 5° vor dem oberen Totpunkt zur Erzeugung einer Hochspannung über die Zündspule 22 geöffnet werden.

Ein Zündverteiler 50 ist über eine Diode 51 mit dem Hochspannungsgenerator 40 und über eine Diode 52 mit dem Hochspannungsgenerator 2OA verbunden und verteilt die jeweils von den Hochspannungsgeneratoren 40 und 2OA erzeugte Hochspannung synchron mit der Drehbewegung der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 10 auf die Elektroden 19 der in den Zylindern jeweils angeordneten Zündkerzen 18. 35

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Der Zündverteiler 50 umfaßt eine Drehelektrode 52, die sich einmal bei jeweils zwei Umdrehungen der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 10 synchron mit deren Drehbewegung dreht, sowie Festelektroden 54, die jeweils mit einer der in den Zylindern der Brennkraftmaschine jeweils angeordneten Zündkerzen 18 verbunden sind. Hierbei weist der den Festelektroden 54 jeweils gegenüberliegende Teil der Drehelektrode 53 einen auf 90° (entsprechend 180 Kurbelwellen-Winkelgraden = 720°/4 Zylinder) eingestellten Bogenwinkel θ auf. Die vier Festelektroden 54 sind auf demselben Umfangskreis in gleichem Abstand zueinander angeordnet.

Der Zündverteiler 50 kann z.B. gem. Fig. 13 derart aufgebaut sein, daß die Drehelektrode 5 3 an einer von der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 10 in Drehung versetzten Verteilerwelle 55 angebracht ist, während die festen Elektroden 54 der Drehelektrode 53 über einen Luftspalt von ungefähr 0,2 mm gegenüberliegend in einer elektrisch isolierenden Zündverteilerkappe 56 angeordnet sind. Die Drehelektrode 53 ist über einen mittels einer Feder gegen die Elektrode 53 gedrückten Graphit-Kontaktstift 57 und einen Anschluß 58 verbunden, während die Festelektroden 54 jeweils über einen Anschluß 59 mit der jeweiligen Zündkerze 18 eines Zylinders verbunden sind.

Die Drehelektrode 53 und jede Festelektrode 54 beginnen sich bei dem Verdichtungshub bei einem in dem Bereich von 160° bis 60° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel einander gegenüberzuliegen, wodurch die Zuführung der Hochspannung eingeleitat wird.

Bei der vorliegenden Ausfuhrungsform sind die Hochspannungsgeneratoren 40 und 2OA jeweils derart aufgebaut, daß eine negative Hochspannung erzeugt wird.

Bei diesem Aufbau wird während des Ansaughubes eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine 10 das jeweilige Einlaßventil 17 geöffnet und das eine große Menge an zurückgeführten Abgasen enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch über die Einlaßöffnung 16 in die

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Verbrennungskammer 11 eingeführt.

Wenn sich somit der Kolben 14 beim Übergang von dem Ansaughub auf den Verdichtungshub derart bewegt, daß ein Kurbelwellen-Drehwinkel im Bereich zwischen 160° und 60° vor dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub, z.B. ein Kurbelwellen-Drehwinkel von 100° vor dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub, erreicht wird, beginnt die Drehelektrode 53 der Festelektrode 54 in dem Zündverteiler 50 gegenüberzuliegen, so daß eine Hochspannung von ungefähr 4 bis 10 kV von dem kontinuierlich arbeitenden Hochspannungsgenerator 4 0 der Zündkerze 18 des entsprechenden Zylinders zugeführt wird.

Wenn dies der Fall ist, setzt zwischen den Zündelektroden 19 der Zündkerze 18 eine Funkenentladung ein, die durch einen Strom von 5 bis 25mA während der Zeitdauer, bei'der die Drehelektrode 53 der Festelektrode 54 des zugehörigen Zylinders gegenüberliegt, d.h., während einer Dauer von 180°, in Kurbelwellen-Drehwinkelgraden ausgedrückt, aufrechterhalten wird. Wenn daher die Entladung beim Verdichtungshub bei 100° vor dem oberen Totpunkt einsetzt, wird sie während des Verdichtungshubes bis zum Erreichen von 80° nach dem oberen Totpunkt aufrechterhalten.

Die Entladung zwischen den Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 19 bewirken nun verschiedene chemische Reaktionen zwischen der dort befindlichen Luft, dem Brennstoff und den restlichen Abgasen, so daß Radikale und Atome, wie z.B. die hochaktiven Bestandteile C₂, CH, CHO, OOH und H, gebildet werden. Die Radikale werden von dem Kolben 14 auf einen höheren'Aktivierungsgrad verdichtet, so daß ausgezeichnete Zündeigenschaften gewährleistet sind.

Wenn sich sodann der Kolben 14 weiter aufwärts bewegt, so daß ein Kurbelwellen-Drehwinkel im Bereich zwischen 40° und 5° vor dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub, d.h., z.B. ein Kurbelwellen-Drehwinkel von 20° vor dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub, erreicht wird, erzeugt der periodisch arbeitende Hochspannungsgenerator 20A eine Hochspannung von ungefähr 10 bis 20 kV, die über den Zündverteiler 50 der Zündkerze 18 zugeführt wird. Hierdurch

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wird eine Funkenentladung größerer Intensität zwischen den Elektroden 19 der Zündkerze 18 herbeigeführt, wodurch das die Radikale und Atome enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch zwangsweise gezündet wird.
5

Zusätzlich wird die Entladungsenergie kontinuierlich von den Entladungselektroden 19 abgegeben, so daß der Kern der gebildeten Flamme rasch wächst und eine zwangsweise erfolgende Explosivverbrennung herbeigeführt wird, was einen hohen Verbrennungswirkungsgrad und einen stabilen Verbrennungsverlauf gewährleistet.

Wenn der Kurbelwellen-Drehwinkel dieses Zylinders 20°bis 120°, z.B. 80°, nach dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub erreicht, unterbricht der Zündverteiler die Zuführung der Hochspannung zu der Zündkerze 18 in dem Zylinder und die Hochspannung wird wiederum der Zündkerze des nächsten Zylinders zugeführt, dessen Kurbelwellen-Drehwinkel nunmehr 100° vor dem oberen Totpunkt beim Verdichtungshub erreicht hat.

Sodann wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang und die Hochspannung wird den Zündkerzen 18 sämtlicher Zylinder wieder während der beiden nächsten Umdrehungen der Abtriebsachse der Brennkraftmaschine 10 z'ugeführt.

Hierbei kann die Zündkapazität bzw. Zündleistung des Zündsystems aus der Konzentration an HC ermittelt werden, die als unverbrannter Bestandteil der Abgase von der Brennkraftmaschine 10 ausgestoßen wird. Durchgeführte Experimente erwiesen, daß durch Einstellung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches auf einen Verhältniswert, der im Falle eines üblichen Zündsystems zu Fehlzündungen führen würde, d.h., z.B. auf einen Verhältniswert von 18 : 1_#die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems erhaltene Konzentration an HC um ungefähr 27 % geringer als der bei Verwendung des

üblichen Zündsystems erhaltene Konzentrationswert war. 35

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Obwohl die vorstehend beschriebene Ausführungsform in Verbindung mit ihrer Verwendung zum Betrieb einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine beschrieben worden ist und die Dauer der Hochspannungszuführung entsprechend 720°/4 Zylinder gewählt ist, kann diese Ausführungsform natürlich auch bei Zweizylinder-, Dreizylinder-, Fünfzylinder-, Sechszylinder- und Achtzylinder-Brennkraftmaschinen verwendet werden.

Ferner kann die Ausführungsform auch zum Betrieb von Mehrzylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschinen sowie von Rotationskolben- bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart (wobei in diesem Falle die Anzahl der Kolben als Anzahl der Zylinder angesehen wird) verwendet werden. In diesem Falle wird die Dauer der Hochspannungsanlegung derart gewählt, daß sie 360"/Anzahl der Zylinder beträgt. Ira Falle von Viertakt-Brennkraftmaschihen wie Sechszylinder-V-Motoren oder Achtzylinder-V-Motoren, bei denen die Zylinder in zwei Gruppen aus jeweils drei oder vier Zylindern angeordnet sind und zwei Zündverteiler Verwendung finden, kann die Dauer der Hochspannungzuführung bestimmt werden, indem der Wert 720° durch die Anzahl der Zylinder einer Gruppe dividiert wird.

Obwohl bei dieser Ausführungsform ein kontinuierlich arbeitender Hochspannungsgenerator und ein periodisch arbeitender Hochspannungsgenerator verwendet werden, kann für den Fall, daß ein Entladungsstrom von mehr als 20 mA von dem kontinuierlich arbeitenden Hochspannungsgenerator gewährleistet werden kann, eine Explosivverbrennung auch durch einen Kompressionszundungsvorgang ohne Verwendung des periodisch arbeitenden Hochspannungsgenerators erzielt werden. In Abhängigkeit von der Art der verwendeten Brennkraftmaschine sind jedoch Fälle zu berücksichtigen, bei denen die Verwendung des kontinuierlich arbeitenden und des periodisch arbeitenden Hochspannungsgenerators im unbelasteten Zustand sowie bei Betrieb mit geringer Belastung von Vorteil sind,während es bei Vollast vorzuziehen ist, den kontinuierlich arbeitenden Hochspannungsgenerator zu unterbrechen und die Zündung nur unter Verwendung des periodisch arbeitenden Hochspannungsgenerators durchzuführen, so daß in einem solchen Falle beide Generatoren verwendet werden müssen.

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Vierte Ausführungsform:

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, daß außerdem eine Radikale erzeugende Zündkerze vorgesehen ist und daß die Zuführung der Hochspannungen auf unterschiedliche Weise erfolgt.

Wie Fig. 14 zu entnehmen ist, ist bei dieser Ausführungsform in dem Zylinderkopf 12 eine Radikale erzeugende Kammer 61 ausgebildet, die ein geringeres Volumen als die Verbrennungskammer 11 aufweist und mit dieser über einen Durchlaßkanal 60 in Verbindung steht. Ferner sind eine erste Zündkerze 71 und die Zündkerze 18 bzw. eine zweite Zündkerze 18 in den Zylinderkopf 12 derart eingeschraubt, daß die Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 72 der ersten Zündkerze 71 im Innenraum der die Radikale erzeugenden Kammer 71 angeordnet sind, während sich die Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 in der Verbrennungskammer 11 befinden.

Hierbei ist zu beachten, daß der Verbrennungskammer 11 der Brennkraftmaschine 10 das Luft/Brennstoff-Gemisch sowie eine große Menge an zurückgeführten Abgasen über ein nicht dargestelltes Abgas-Steuerventil bekannter Art aus dem (nicht dargestellten) Auslaßsystem der Brennkräftmaschine 10 zugeführt wird.

Nachstehend soll zunächst eine Erregungseinrichtung zur Erregung der ersten Zündkerze 71 näher beschrieben werden. Bei dieser Erregungseinrichtung führt ein erster Hochspannungsgenerator 80 periodisch eine Hochspannung 'von 10 bis 25 kV der Zündkerze 71 unabhängig von der Drehbewegung bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine zur Herbeiführung einer periodischen Entladung zwischen den Elektroden 72 der>rsten Zündkerze 71 zu und umfaßt eine Oszillator-Schaltung 81, eine Signalformerschaltung 82, einen Schalt-Kreis und eine Zündspule 84. Die Verbindung mit der Zündkerze 71 erfolgt über eine Diode 85.

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Die Oszillatorschaltung 81, die grundsätzlich einen astabilen Multivibrator darstellt, umfaßt Inverter 81a und 81b_f Widerstände 81c und .8-id-sowie einen Kondensator 81e und erzeugt Zeitsteuerimpulse mit einer Frequenz in einem Bereich zwischen 200 Hz und 2 kHz.

Die Signalformerschaltung 82 formt die von der Oszillatorschaltung 81 abgegebenen Zeitsteuerimpulse und umfaßt Inverter 82a, 82b und 82c sowie ein Flip-Flop bildende NAND-Verknüpfungsglieder 82d und 82e.

Der Schalt-Kreis 83 umfaßt Widerstände 83a, 83b, 83c und 83d sowie Transistoren 83e und 83f und steuert die Stromzufuhr zu der Primärwicklung der Zündspule 84 in Abhängigkeit von den von der Signalformerschaltung 82 abgegebenen geformten Zeit'steuerimpulsen.

Die Zündspule 84 weist einen bekannten Aufbau mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung auf, wobei der Stromfluß in der Primärwicklung zur Induzierung einer Hochspannung in der Sekundärwicklung ein- und ausgeschaltet wird.

Ein zweiter Hochspannungsgenerator 40 der Erregungseinrichtung ist in Bezug auf seinen Aufbau grundsätzlich identisch mit dem Hochspannungsgenerator 40 der dritten Ausführungsform und führt der ersten Zündkerze 71 eine Hochspannung von ungefähr 2 kV zur Herbeiführung einer kontinuierlichen Entladung zwischen den Elektroden 72 der Zündkerze 71 zu. Hierbei erfolgt die Verbindung des Generators 40 mit der ersten Zündkerze' 71 über eine Diode 86.

Ein dritter Hochspannungsgenerator 20, der eine Hochspannung von 10 bis 25 kV der zweiten Zündkerze 18 zuführt, ist mit dem ersten Hochspannungsgenerator 20 der ersten Ausführungsform identisch und stellt eine bekannte Ausführungsform dar, durch die der Zündkerze synchron mit der Drehbewegung bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine eine Hochspannung zugeführt wird. Die Zündspule 22 ist hierbei über einen Zündschlüsselschalter 28 mit einer Batterie 21 verbunden, während der Zündverteiler 26 über eine Diode 29 mit der Zündkerze verbunden ist. Der dritte Hochspannungsgenerator 20 führt der Zünd_

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kerze 18 beim Verdichtungshub des Kolbens 14 in der Nähe von 20° vor dem oberen Totpunkt eine Hochspannung zu.

Obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist, sind der erste Hochspannungsgenerator 80 und der zweite Hochspannungsgenerator 40 jeweils einzeln für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen, während eine einzelne Einheit des dritten Hochspannungsgenerators 20 die Hochspannung auf ,jeden der Zylinder verteilt. Eine Gleichspannung V wird hierbei von der Batterie 21 oder einer ande-

CC

ren Gleichstromquelle abgegeben.

Während des Ansaughubes der Brennkraftmaschine 10 wird das Einlaßventil 17 geöffnet, so daß das eine große Menge an zurückgeführten Abgasen enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch über die Einlaßöffnungi6 in die Verbrennungskammer 11 gelangt und zuerst die innerhalb der Verbrennungskammer 11 befindlichen Entladungselektroden 19 erreicht.

Während der Zeitdauer von dem Ansaughub zu dem Verdichtungshub und vor dem Auftreten einer Explosiwerbrennung führt dagegen der erste Hochspannungsgenerator 80 periodisch eine Hochspannung von 10 kV mit einer Frequenz von 200 Hz bis 2 kHz den Entladungselektroden 72 der ersten Zündkerze 71 zu, während der zweite Hochspannungsgenerator 40 kontinuierlich eine Hochspannung von 2 kV den Elektroden 72 zuführt. Hierdurch setzt eine Entladung zwischen den Elek-

IS troden 72 der ersten Zündkerze 71 ein. Da jedoch das Gemisch in Form einer Schichtladung gem. Fig. 15 in die die Radikale erzeugende Kammer 61 strömt, ist das aus dem vorhergehenden Taktzyklus stammende verbrannte Gas G nicht nur während des Ansaughubes sondern auch dann, wenn sich der Kolben 14 nach dem Ansaughub in der Nähe des

!0 unteren Totpunktes befindet, um die Entladungselektroden 72 herum vorhanden, während sich das Gemisch M in der Nähe des Durchlaßkanals 60 in der die Radikale erzeugenden Kammer 61 befindet. Demzufolge setzt keine Verbrennung ein und besteht keine Möglichkeit, daß ein Klopfen der Brennkraftmaschine 10 auftritt oder irgendeine anormale Frühzündung bewirkt wird.

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Wenn sich sodann der Kolben 14 aufwärts bewegt, so daß der Verdichtungshub einsetzt, wird das verbrannte Gas in der die Radikale bildenden Kammer 61 allmählich von dem Gemisch ausgespült und das Gemisch zum richtigen Zeitpunkt allmählich in die Nähe der Entladungselektroden 72 der Zündkerze 71 geführt.

Dies hat zur Folge, daß die Entladung zwischen den Entladungselektroden 72 innerhalb der Kammer 61 eine einen Semi-Oxidationszustand herbeiführende chemische Reaktion bzw. eine Radikale erzeugende Reaktion des Gemisches einleitet.

Die entstehenden Radikale werden nicht von der innerhalb der Verbrennungskammer 11 durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 verursachte turbulente Strömung verteilt, sondern in ihrem chemisch aktivierten Zustand innerhalb der Kammer'61 festgehalten. Somit werden die Radikale durch den Kolben 14 auf einen höheren Aktivierungsgrad komprimiert, was ausgezeichnete Zündeigenschaften gewährleistet.

Sodann wird der zweiten Zündkerze 18 über den dritten Hochspannungsgenerator 20 bei einem in der Nähe von 20° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel eine Hochspannung zugeführt, so daß zwischen den Zündelektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 eine Funkenentladung und damit die Verbrennung des Gemisches einsetzt.

Wenn diese Explosiwerbrennung einsetzt, werden die Radikale aus der Kammer 61 in die Verbrennungskammer 11 gewirbelt bzw. gespült, so daß die Verbrennung des Gemisches innerhalb der Verbrennungskammer 11 durch die Radikale verbessert wird. Das heißt, da die Radikale in chemischer Hinsicht hoch aktiviert sind, sind bei der Verbrennung des die Radikale enthaltenden Gemisches in der Verbrennungskammer 11 ausgezeichnete Zündeigenschaften gewährleistet. Auch wenn das Gemisch abgemagert ist oder die Abgase in großer Menge über das (nicht dargestellte) Abgas-Steuerventil in das Einlaßsystem zurückgeführt werden, besteht daher keine Gefahr einer Verzögerung der Verbrennung, so daß eine Abnahme der Verbrennungsrate verhindert wird, was eine ausgezeichnete Explosivverbrennung gewährleistet und dadurch eine

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£§#3119

Verbesserung der Brennstoffausnutzung bzw. des Brennstoffverbrauches sowie eine Verringerung der Menge an NO -Emissionen zur Folge hat.

Obwohl auch ein Hochspannungsgenerator einer beliebigen anderen Art zur Zuführung der erforderlichen Hochspannung zu den Entladungselektroden 72 der Zündkerze 71 verwendet werden kann, ist im Falle der vorstehend beschriebenen Ausführungsform,bei der der periodisch eine Hochspannung abgebende erste Hochspannungsgenerator 80 und der kontinuierlich eine Hochspannung mit dem niedrigen Wert von 2 kV abgebende zweite Hochspannungsgenerator 40 verwendet werden, zu beachten, daß die von dem ersten Hochspannungsgenerator 80 zwischen den Entladungselektroden 72 bewirkte periodische Entladung als Triggersignal für die kontinuierliche Entladung dient, während die von dem zweiten Hochspannungsgenerator 40 abgegebene Hochspannung, obwohl sie nur ungefähr 2 kV beträgt, zwangsweise und stabil eine kontinuierliche Entladung 'einleitet. Das heißt, auch wenn der Druck im Bereich der Entladungselektroden 72 wie während des Verdichtungshubes ansteigt, wird die von dem zweiten Hochspannungsgenerator 40 herbeigeführte kontinuierliche Entladung aufgrund der periodisch von dem ersten Hochspannungsgenerator 80 zugeführten Hochspannung ohne Unterbrechung aufrechterhalten. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Entladung gewährleistet.

Durch die gemeinsame Wirkung des ersten Hochspannungsgenerators 80 und des zweiten Hochspannungsgenerators 40 wird somit eine zufriedenstellende Bildung von Radikalen innerhalb der Kammer 61 erzielt und damit ein Beitrag zu der Explosiwerbrennung innerhalb der Verbrennungskammer 11 geliefert.

Obwohl bei der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform der ersten Zündkerze 71 von dem zweiten Hochspannungsgenerator 40 (Gleichumrichter) eine Hochspannung während sämtlicher Arbeitstakte'der Brennkraftmaschine 10 zugeführt wird, besteht auch die Möglichkeit, das Anlegen der Hochspannung jeweils vondem Verdichtungshub bis zu dem Auslaßhub der Brennkraftmaschine 10 zu unterbrechen, d.h., es ist möglich, das Anlegen der Hochspannung vom Ende des Ansaughubes bis zum Ende des Verdichtungshubes durchzuführen und dadurch den Stromverbrauch zu reduzieren. Dies kann dadurch erfolgen, daß mit dem

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zweiten Hochspannungsgenerator 40 und der Diode 86 ein synchron mit der Drehbewegung der Brennkraftmaschine 10 betätigter Schalter verbunden wird. Der Schalter kann z.B. eine scheibenförmige Drehelektrode, die für jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine synchron mit deren Drehbewegung eine Umdrehung ausführt, sowie eine an einem festen Teil der Brennkraftmaschine gegenüber der Außenfläche der scheibenförmigen Drehelektrode angebrachte Festelektrode aufweisen. Hierbei kann der Aufbau des Schalters derart sein, daß die Drehelektrode an der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Welle angebracht ist und einen ausgeschnittenen Sektor von 90° aufweist, der dem von dem Verdichtungshub bis zu dem Auslaßhub reichenden Funktionsbereich entspricht. Die Festelektrode ist über die Diode 86 mit der Zündkerze 71 verbunden, während die Drehelektrode mit dem Ausgang des Gleichumrichters über einen Graphit—Kontaktstift, der in vertikaler Richtung im wesentlichen den axialen Zentralteil der scheibenförmigen Drehelektrode berührt, verbunden ist.

Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ständig Radikale zur Erzielung einer unter Beteiligung der Radikale verlaufenden Verbrennung während des Betriebs der Brennkraftmaschine gebildet werden, besteht auch die Möglichkeit, die Verbrennung der Radikale nur unter bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, wie z.B.* bei niedriger Drehzahl und geringer Belastung, durchzuführen, bei denen Probleme in Bezug auf den Brennstoffverbrauch und die .NO -Emissionen auftreten.

Anstelle der bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorgenommenen Anordnung der Entladungselektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 in der Verbrennungskammer 11 kann weiterhin gem. Fig. 16 ein zylindrisches Gehäuse 73 in den Zylinderkopf 12 zur Bildung einer Radikale erzeugenden Kammer 61, eines Durchlaßkanals 60 und einer Ausnehmung 74 eingefügt werden, wobei die Entladungselektroden 19 in der Ausnehmung 74 nahe dem Durchlaßkanal 60 angeordnet werden. Auch besteht durch Anordnung des vorstehend genannten Schalters zwischen dem zweiten Hochspannungsgenerator 40 und der ersten Zündkerze 71 die Möglichkeit, eine Unterbrechung der Hochspannungszuführung und Verringerung des Stromverbrauches während des Zeit-

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intervalls von dem Verdichtungshub bis zu dem Auslaßhub der Brennkraftmaschine herbeizuführen.

Obwohl die die Radikale erzeugende Zündkerze bei der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform eine Zündkerze mit Entladungselektroden ist, besteht weiterhin auch die Möglichkeit, eine Zündkerze, die die Wandfläche der Verbrennungskammer als eine der Entladungselektroden verwendet, sowie eine Glühkerze zu verwenden.

0 Außerdem kann anstelle der beschriebenen Verwendung dieser Ausführungsform in Verbindung mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine auch eine Verwendung für den Betrieb von Zweitakt-Brennkraftmaschinen sowie von Rotationskolben-Brennkraftmaschinen bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart erfolgen. Im Falle einer Rotationskolben- bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist es lediglich erforderlich, die Zürid'kerzenöffnung als Kammer zur Bildung von Radikalen zu verwenden. Das heißt, die die Radikale erzeugende Kammer muß nichtständig über einen Durchlaßkanal mit der Verbrennungskammer in Verbindung stehen, sondern kann einfach ein Raum in Form einer Ausnehmung sein.

Durch die Bildung von Radikalen wird somit die vorteilhafte Wirkung erzielt, daß eine ausgezeichnete Verbrennung gewährleistet ist, wodurch auch in Fällen, bei denen das Luft/Brennstoff-Gemisch abgemagert ist oder eine erhöhte Menge an Abgasen zurückgeführt wird, die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch verbessert und die Menge an NO -Emissionen verringert werden.

Fünfte Ausführungsform:

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insofern als eine Nebenverbrennungskammer derart angeordnet ist, daß die Entladungselektroden der Zündkerze sich in der Nebenverbrennungskammer befinden und daß die Hochspannungen der Zündkerze auf unterschiedliche Weise zugeführt werden. Das heißt, zusätzlich zu der üblichen Hochspannung für die Funkenzündung wird der Zündkerze vor dem Auftreten der Explosiwerbrennung zur Herbeiführung einer perio-

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dischen Entladung periodisch eine weitere Hochspannung zugeführt, während darüberhinaus eine weitere Hochspannung der Zündkerze zur Herbeiführung einer kontinuierlichen Entladung kontinuierlich zugeführt wird, wodurch das in die Verbrennungskammern eingeleitete Luft/Brennstoff-Gemisch chemisch aktiviert wird.

Wie in Bezug auf diese Ausführungsform Fig. 17 zu entnehmen ist, ist in dem Zylinderkopf 12 eine Nebenverbrennungskammer 61 ausgebohrt, die mit der Verbrennungskammer 11 über einen Durchlaßkanal 60 in Verbindung steht und ein kleineres Volumen als die Verbrennungskammer 11 aufweist. Die Zündkerze 18 ist derart angeordnet, daß die Entladungelektroden 19 sich in der Nebenverbrennungskammer 61 befinden.

Hierbei ist zu beachten, daß in die Hauptverbrennungskammer 11 der Brennkraftmaschine 10 sowohl die Einleitung des Luft/Brennstoff-Gemisches als auch einer großen Menge an Abgasen, die über ein nicht dargestelltes Abgas-Steuerventil bekannter Bauart aus dem (ebenfalls nicht dargestellten) Auslaßsystem der Brennkraftmaschine zurückgeführt werden, erfolgt.

Nächstehend sollen zunächst die Hochspannungsgeneratoren zur Herbeiführung von Entladungen zwischen den Elektroden 19 der Zündkerze 18 näher beschrieben werden. Der Aufbau eines ersten Hochspannungsgenerators 80 ist identisch mit dem Aufbau des ersten Hochspannungsgenerators 80' gem. der vierten Ausführungsform, d.h., der Hochspannungsgenerator 80 führt der Zündkerze 18 unabhängig von der Drehbewegung bzw. Drehzahl,der Brennkraftmaschine periodisch eine Hochspannung von ungefähr 10 kV zur Herbeiführung einer periodischen Entladung zwischen den Entladungselektroden bzw. Zündelektroden der Zündkerze 18 zu, wobei er mit der Zündkerze 18 über die Diode verbunden ist.

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Ein zweiter Hochspannungsgenerator 4OA besteht aus dem Hochspannungsgenerator 40 (dem. Gleichumrichter gem. Fig. 14) der -dritten und vierten Ausfuhrungsform sowie einem Synchronisationsschalter 49 und ist derart aufgebaut, daß er der Zündkerze ^l^Keine Hochspannung von ungefähr 2 kV zur Herbeiführung einer kontinuierlichen Entladung zw> .ohen den Entladungselektroden 19 der Zündkerze 18 zuführt. Der Hochspannungsgenerator 4OA ist mit der Zündkerze 18 über die Diode 86 verbunden.

Der Synchronisationsschalter 49 ist derart aufgebaut, daß die Zuführung der Hochspannung zu der Zündkerze 18 über den zweiten Hochspannungsgenerator 4OA während des Zeitintervalls von dem Verdichtungshub bis zu dem Auslaßhub der Brennkraftmaschine 10 zur Verringerung des Stromverbrauches unterbrochen wird, und weist eine Drehelektrode 49a, die für jeweils zwei'Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 synchron mit der Drehbewegung der Kurbelwelle eine Umdrehung ausführt, sowie eine mit der Diode 86 verbundene Festelektrode 4 9b auf.

Der Synchronisationsschalter 49 kann z.B. gem. den Fig. 18 und 19 aufgebaut sein, gem. denen die Drehelektrode 49a auf einer von der Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Welle 49c angebracht und mit einer dem Zeitintervall von dem Verdichtungshub bis zu dem Auslaßhub entsprechenden Ausnehmung von 90° versehen ist.

Die Festelektrode 49b ist fest an einer isolierenden Kappe 49d angebracht und liegt der Drehelektrode 49a durch einen Spalt von ungefähr 0,2 mm getrennt gegenüber. Die Drehelektrode 49a ist über einen Anschluß 49e und einen Graphit-Kontaktstift 49f mit dem Gleichumrichter verbunden, während die Festelektrode 49b über einen Anschluß 4 9g mit der Diode 86 verbunden ist.

Wie Fig. 17 zu entnehmen ist, ist ein dritter Hochspannungsgenerator 20 vorgesehen, der in Bezug auf seinen Aufbau mit dem ersten Hochspannungsgenerator 20 gemäß der ersten Ausführungsform (Fig. 1) identisch ist und einen bekannten Aufbau aufweist, bei dem der Zündkerze 18 eine Hochspannung von 10 bis 25 kV synchron mit der

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Drehbewegung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Der die Hochspannung auf jeden Zylinder verteilende Zündverteiler 26 (Fig. 1)

^:"-. ist über eine Diode 87 mit der Zündkerze 18 verbunden. Der dritte Hochspannungsgenerator 20 führt der Zündkerze 18 bei dem Verdichtungshub des Kolbens 14 im Bereich von 20° vor dem oberen Totpunkt eine Hochspannung zu.

Obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist, sind der erste Hochspannungsgenerator 80 und der zweite Hochspannungsgenerator 4OA jeweils einzeln für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen, während eine einzige Einheit des dritten Hochspannungsgenerators 20 die erforderliche Hochspannung auf jeden Zylinder über den Zündverteiler 26 verteilt.

während des Ansaughubes der Brennkraftmaschine 10 wird das Einlaßventil 17 geöffnet und das eine große Menge an zurückgeführten Abgasen enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch über die Einlaßöffnung in die Hauptverbrennungskainmer eingeführt. Wenn der Kolben 14 sich bei dem Verdichtungshub aufwärts bewegt, wird das Gemisch sodann in die Nebenverbrennungskammer 61 eingeführt.

Während des Zeitintervalls von dem Ansaughub bis zu dem Verdichtungshub führt der erste Hochspannungsgenerator 80 der Zündkerze 18 periodisch eine Hochspannung von 10 kV mit einer Frequenz von 200 Hz bis 2 kHz zu, während der zweite Hochspannungsgenerator 4OA der Zündkerze 18 kontinuierlich eine Hochspannung von 2 kV zuführt.

Dementsprechend setzt eine Entladung zwischen den Elektroden 19 und der Zündkerze 18 ein. Da jedoch das Gemisch vor dem Verdichtungshub einen Niederdrückzustand aufweist und um die Entladungselektroden 19 herum die Restgase vorhanden sind, setzt keine Exploxivverbrennung ein und innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61 wird eine einen Semi-Oxidationszustand herbeiführende chemische Reaktion eingeleitet, die nicht als Explosivverbrennung angesehen werden kann, durch die jedoch Radikale gebildet werden.

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Die Radikale werden von der bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 in der Hauptverbrennungskammer 11 verursachten turbulenten Strömung nicht, verteilt bzw. verwirbelt/ sondern innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61 in ihrem chemisch aktivierten Zustand festgehalten. Sodann werden die Radikale von dem Kolben 14 auf einen höheren Aktivierungsgrad verdichtet/ so daß ausgezeichnete Zündeigenschaften gewährleistet sind.

Daraufhin führt der dritte Hochspannungsgenerator 20 der Zündkerze 18 bei einem nahe 20° vor dem oberen Totpunkt liegenden Kurbelwellen-Drehwinkel eine Hochspannung zu, so daß die Zündkerze 18 eine Funkenentladung bildet und die Radikale zwangsweise gezündet werden.

Wenn die Zündung auf diese Weise erfolgt, werden die Flamme und die Radikale durch den Durchlaßkanal 60 aus der Nebenverbrennungskammer 61 in die Hauptverbrennungskammer 11 gespült und in der Hauptverbrennungskammer 11 wird eine Explosivverbrennung des Gemisches eingeleitet. Da die Zündung des Gemisches in der Hauptverbrennungskammer 11 durch die die Radikale enthaltende Flamme auch dann bewirkt wird, wenn das Gemisch abgemagert ist oder die Abgase in großer Menge über das (nicht dargestellte) Abgas-Steuerventil in das Einlaßsystem zurückgeführt werden, werden eine Zündverzögerung sowie eine Abnahme der Verbrennungsrate verhindert und dadurch eine zufriedenstellende Verbrennung gewährleistet.

Durch diese verbesserten Zündeigenschaften läßt sich vorteilhafterweise die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch der Brennkraftmaschine 10 verbessern und außerdem die Menge anNO -Emissio-

nen verringern.

Zur Aktivierung des Luft/Brennstoff-Gemisches und Bildung von Radikalen wird vorzugsweise kontinuierlich eine Hochspannung angelegt und zwischen den Entladungselektroden bzw. Zündelektroden eine kontinuierliche Entladung hervorgerufen. Die alleinige Verwendung des Gleichumrichters, der eine Spannung in der Größenordnung von 2 kV erzeugt, ist jedoch unter Berücksichtigung der Reaktion zur

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Erzeugung von Radikalen insofern nachteilig als das Einsetzen der Entladung sowie die anfangs erfolgende Entladung instabil werden und insbesondere zu weiterer Instabilität neigen, wenn der um die Entladungselektroden herum herrschende Druck z.B. während des Verdichtungshubes der Brennkraftmaschine 10 ansteigt. Obwohl diese Schwierigkeit durch Erhöhung der Ausgangsspannung des Gleichumrichters überwunden werden kann, ist eine Vergrößerung der Ausgangsspannung auf einen über 2 kV liegenden Wert unter Berücksichtigung von Kosten, Stromverbrauch, usw. von Nachteil, da hierdurch die Verwendung eines schwereren und größeren Transformators usw. erforderlich wird.

Obwohl andererseits bei dem ersten Hochspannungsgenerator 80 in Bezug auf Kosten und Stromverbrauch keine Probleme auftreten, da er eine über 2 kV liegende Hochspannung erzeugen kann und eine geringe Größe aufweist, wird die Hochspannung 'nur periodisch erzeugt, was dazu führt, daß eine Entladung periodisch zwischen den Entladungselektroden 19 auftritt und die Bildung von Radikalen unterbrochen wird, was die Gewährleistung einer kettenartig fortschreitenden Erzeugung von Radikalen erschwert.

Bei der vorliegenden Ausfuhrungsform führt jedoch der zweite Hochspannungsgenerator 4OA zusätzlich zu der über den ersten Hochspannungsgenerator" 80 erfolgenden perdiodischen Zuführung einer Hochspannung eine zwar den niedrigen Wert von 2 kV aufweisende, jedoch kontinuierlich anliegende weitere Hochspannung zu, was dazu führt, daß die zwischen den Entladungselektroden 19 von dem ersten Hochspannungsgenerator 80 herbeigeführte periodische Entladung als auslösendes Element für eine kontinuierliche Entladung dient, wobei diese kontinuierliche Entladung durch die von dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA wenn auch nur in der Größenordnung von 2 kV abgegebene Hochspannung zwangsweise eingeleitet und stabil aufrechterhalten wird. Auch wenn der um die Entladungselektroden 19 herum herrschende Druck ansteigt, was z.B. während des Verdichtungshubes der Fall ist, verhindert die periodische Zuführung einer Hochspannung über den ersten Hochspannungsgenerator 80 natürlich die Unterbrechung der von dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA be-

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wirkten kontinuierlichen Entladung, wodurch eine kontinuierlich erfolgende Entladung gewährleistet wird.

Aufgrund des Zusammenwirkens des ersten Hochspannungsgenerators 80 und das zweiten Hochspannungsgenerators 4OA erfolgt somit eine zufriedenstellende Bildung von Radikalen innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61, was einen Beitrag zu der innerhalb der Hauptverbrennungskammer 11 erfolgenden Explosivverbrennung liefert.

10In Bezug auf die bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zur Verringerung des Stromverbrauchs über den Synchronisationsschalter 49 erfolgende Unterbrechung der von dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zugeführten Hochspannung während des Zeitintervalls von dem Ende des Verdichtungshubes bis zu dem Auslaßhub ist von Bedeutung, daß hier eine kontinuierliche Entladung herbeigeführt und das Luft/Brennstoff-Gemisch während des Zeitintervalles von dem Ansaughub bis zu dem Verdichtungshub aktiviert werden muß, so daß eine lediglich während dieses Zeitintervalls erfolgende Zuführung der Hochspannung möglich ist.

Wenn natürlich keine Notwendigkeit einer Verringerung des Stromverbrauchs besteht, kann die Verwendung eines solchen Synchronisations schalters e'ntfallen. Darüberhinaus kann auch die Zuführung der Gleichspannung V zu dem ersten Hochspannungsgenerator 80 und

CC

dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA über den Synchronisationsschalter gesteuert werden.

Während bei der vorliegenden Ausführungsform die Erzeugung von Radikalen und damit die Verbrennung der Radikale während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 ständig erfolgt, besteht im Falle einer Brennkraftmaschine, bei der Probleme in Bezug auf den Brennstoffverbrauch und die NO -Emissionen bei bestimmten Bs triebsbedingungen, wie z.B. niedriger Drehzahl und geringer Belastung auftreten, die Möglichkeit, die Verbrennung der Radikale lediglich bei solchen Betriebszuständen durchzuführen.

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Zu diesem Zweck kann eine in Fig. 20 dargestellte Steuerschaltung 90 verwendet werden. Hierbei ermittelt ein Drehmomentfühler 91 indirekt die Belastung der Brennkraftmaschine 10, z.B. durch Feststellung des Ansaugunterdruckes oder der öffnung des Drosselventils

5· der Brennkraftmaschine 10. Die Steuerschaltung 90 erhält dann das von dem Belastungsfühler 91 abgegebene Lastsignal sowie das von den Kontakten 25 des dritten Hochspannungsgenerators 20 erzeugte Impulssignal, dessen Frequenz der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist.

Die Steuerschaltung 90 weist einen Verstärker 90a zur Verstärkung des von dem Belastungsfühler 91 abgegebenen Lastsignals, eine Vergleicherschaltung 90b zum Vergleich der Ausgangsspannung des Verstärkers 90a mit einer einen vorgegebenen Drehmoment von z.B. 2,0 kpm entsprechenden vorgegebenen Spannung,'eine Signalformerschaltung 90c zur Formung des von den Kontakten 25 abgegebenen Impulssignals, einen Digital-Analog-Umsetzer 9Od zur Umsetzung der geformten Impulsspannung in eine Analogspannung, eine Vergleicher schaltung 9Oe zum Vergleich der Ausgangsspannung des Digital-Analog-Umsetzers 9Od mit einer einer vorgegebenen Drehzahl von z.B. 1200 min entsprechenden vorgegebenen Spannung, eine logische Verknüpfungsschaltung 9Of zur Durchführung einer logischen Operation an den Ausgangssignalen der Vergleicherschaltungen 90b und 9Oe und einen auf das Ausgangssignal der logischen Verknüpfungsschaltung 9Of zur Steuerung der Zuführung der Gleichspannung V zu dem ersten Hoch-

CC

spannungsgenerator 80 und dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA ansprechenden Schalt-Kreis 90g auf.

Wenn die Brennkraftmaschine 10 bei geringer Belastung mit niedriger Drehzahl betrieben wird und das Drehmoment geringer als 2,0 kpm und die Drehzahl niedriger als 1200 min sind, geben die Vergleicherschaltungen 90b und 9Oe jeweils ein Signal des Wertes "1" ab, so daß die Transistoren des Schalt-Kreises 90g durchgeschaltet werden und die Spannung der Batterie 21 als Spannung V dem ersten Hoch-

CO spannungsgenerator 80 und dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zugeführt wird, wodurch die Brennkraftmaschine 10 in den Betriebszustand zur Verbrennung der Radikale versetzt wird.

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Wenn sich die Brennkraftmaschine 1O in einem beliebigen anderen Betriebszustand befindet, werden die Transistoren des Schalt-Kreises 90g in den Sperrzustand geschaltet, so daß die Stromzufuhr zu dem ersten Hochspannungsgenerator 80 und dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA unterbrochen und die Brennkraftmaschine 10 in den üblichen Zündbetrieb mit Funkenzündung versetzt wird.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Betrieb die Zündkerzenelektroden als Entladungselektroden Verwendung findet, besteht auch die Möglichkeit, Entladungselektroden anderer Art zu verwenden, wobei z.B. die Wandfläche der Verbrennungskammer als eine der Elektroden dienen kann.

Anstelle der Zündung des Radikale enthaltenden Luft/Brennstoff-Gemisches unter Verwendung des dritten Hochspannungsgenerators 20 durch einen mit Hilfe von Zündfunken erfolgenden Fremdzündungsvorgang kann das Gemisch aufgrund der verbesserten Zündeigenschaften auch durch eine Kompressionszündung gezündet werden. Natürlich besteht auch im Falle einer Kompressionszündung nicht die Notwendigkeit einer Steigerung des Kompressionsverhältnisses wie im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen, sondern es kann ein Kompressionsverhältnis in ungefähr der gleichen Größenordnung wie bei üblichen fremdgezündeten Ottomotoren Verwendung finden.

Obwohl die Ausfuhrungsform in Verbindung mit dem Betrieb einer Viertakt-Brennkraftmaschine beschrieben worden ist, kann sie gleichermaßen auch in Verbindung mit Zweitakt-Brennkraftmaschinen und Rotationskolben-Brennkraftitiaschinen bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart usw. Verwendung finden.

Sechste Ausführungsform;

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform dahingehend, daß eine getrennte Zündkerze zur Funkenzündung vorgesehen ist und daß im Grenzbereich zwischen der Hauptverbrennungskammer und der Nebenverbrennungskammer (der die Radika-

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le bildenden Kammer) eine Flammen-Absperreinrichtung vorgesehen ist, die die Ausbreitung der Flamme aus der Nebenverbrennungskanuner in die Hauptverbrennungskammer aufhält bzw. zum Stillstand bringt und die Radikale von der Nebenverbrennungskammer in Form eines Strahls in die Hauptverbrennungskammer einleitet.

Wie in Bezug auf diese Ausführungsform Fig. 21 zu entnehmen ist, wird der Verbrennungskammer 11 der Brennkraftmaschine 10 sowohl das Luft/Brennstoff-Gemisch als auch das aus dem (nicht dargestellten) Auslaßsystem der Brennkraftmaschine 10 über ein (ebenfalls nicht dargestelltes) Abgas-Steuerventil bekannter Art j__n großer Menge, d. h., z. B. mit einem Anteil von 15 bis 25 % der angesaugten Luftmenge zurückgeführte Abgas zugeführt.

ι *

Der (ebenfalls nicht dargestellte) Vergaser bildet ein Luft/ Brennstoff-Gemisch, das ein über dem Wert 15 : 1 liegendes Gas/ Brennstoff-Verhältnis ergibt. In diesem Falle setzt sich das Gas/Brennstoff-Verhältnis aus der Summe der Luftdurchflußmenge und der Menge an zurückgeführten Abgasen dividiert durch die Brennstoffdurchflußmenge zusammen.

Die die Radikale bildende Kammer 61 ist in dem Zylinderkopf 12 ausgebohrt und weist ein kleineres Volumen als die Verbrennungskammer 11 auf, wobei sie mit dieser über einen Drosselkanal 60a verbunden ist. Der Drosselkanal 60a übt auf die von der die Radikale bildenden Kammer 61 auf die Verbrennungskammer 11 übertretende Flamme eine Absperrwirkung aus und hat die Form einer runden Öffnung mit einem Durchmesser von ungefähr 2 bis 4 mm und

2 einer Querschnittsfläche von ungefähr 13 bis 3 mm . Das in die Verbrennungskammer 11 mündende offene Ende 60b des Drosselkanals 60a weist eine scharfkantige Formgebung auf.

Außerdem sind eine erste Zündkerze 71 und eine zweite Zündkerze 18 derart in den Zylinderkopf 12 eingeschraubt, daß die Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 72 der ersten Zündkerze 71 in dem Innenraum der die Radikale bildenden Kammer 61 angeordnet

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sind, während sich die Entladungselektroden bzw. Zündelektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 in der Verbrennungskammer 11 befinden.

Nachstehend soll nun eine Erregungseinrichtung zur Erregung der ersten Zündkerze 71 näher beschrieben werden. Ein erster Hochspannungsgenerator 80 dieser Erregungseinrichtung ist in Bezug auf seinen Aufbau identisch mit dem ersten Hochspannungsgenerator gem. der vierten Ausführungsform (Fig. 14), d.h., er führt der ersten Zündenkerze 71 unabhängig von der Drehbewegung bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine periodisch eine Hochspannung von ungefähr 10 kV zur Herbeiführung einer periodischen Entladung zwischen den Entladungselektroden 72 der ersten Zündkerze 71 zu und ist mit der ersten Zündkerze 71 über eine Diode 85 verbunden.

Ein zweiter Hochspannungsgenerator 40a der Erregungseinrichtung ist in Bezug auf seinen Aufbau identisch mit dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA der fünften Ausführungsform, d.h., er führt der ersten Zündkerze 71 eine Hochspannung von ungefähr 2 kV zur Herbeiführung einer kontinuierlichen Entladung zwischen den Entladungselektroden 72 der Zündkerze 71 zu und umfaßt den Gleichspannungswandler bzw. Gleichumrichter 40 (Fig. 14) sowie den Synchronisationsschalter 49 und ist mit der ersten Zündkerze 71 über eine Diode 86 verbunden.

Wie vorstehend beschrieben, ist der Synchronisationsschalter 4 9 derart aufgebaut, daß die über den Gleichumrichter 40 erfolgende Zuführung von Hochspannung zu der ersten Zündkerze 71 während des Zeitintervalls von dem Verdichtungshub zu dem Auslaßhub der Brennkraftmaschine zur Verringerung des Stromverbrauches unterbrochen wird.

Ein dritter Hochspannungsgenerator 20, der der zweiten Zündkerze 18 eine Hochspannung von 10 bis 25 kV zuführt, ist in Bezug auf seinen Aufbau identisch mit dem ersten Hochspannungsgenerator gem. der ersten Ausführungsform (Fig. 1), d.h., es handelt sich um einen Hochspannungsgenerator bekannter Art, der eine synchron mit der Drehbewegung bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgen-

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de Zuführung der Hochspannung bewirkt und mit der zweiten Zündkerze 1 8 über eine Diode 87 verbunden ist. Der dritte Hochspannungsgenerator 20 führt die Hochspannung der zweiten Zündkerze 18 bei dem Verdichtungshub des Kolbens 14 im Bereich von 20° vor dem oberen Totpunkt zu.

Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, sind der erste Hochspannungsgenerator 80 und der zweite Hochspannungsgenerator 4OA jeweils einzeln für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen, während die von einer einzigen Einheit des dritten Hochspannungsgenerators 20 abgegebene Hochspannung über einen Zündverteiler jeweils auf die Zylinder verteilt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Hochspannungsgenerator 80, der zweite Hochspannungsgenerator 4OA und der dritte Hochspannungsgenerator 20 jeweils derart aufgebaut, daß der jeweils zugehörigen Zündkerze 71 bzw. 18 eine negative Hochspannung zugeführt wird.

Während des Ansaughubes der Brennkraftmaschine 10 öffnet sich das Einlaßventil 17 und das eine große Menge an zurückgeführten Abgasen enthaltende Luft/Brennstoff-Gemisch wird über die Einlaßöffnung 16 in die Verbrennungskammer 11 eingeführt.

Während des Zeitintervalles von dem Ansaughub zu dem Verdichtungshub und vor dem Auftreten einer Explosivverbrennung des Gemisches führt der erste Hochspannungsgenerator 80 den Entladungselektroden 72 der ersten Zündkerze 71 periodisch eine Hochspannung von 10 kV mit einer Frequenz von 200 Hz bis 2 kHz zu, während der zweite Hochspannungsgenerator 4OA den Entladungselektroden 72 kontinuierlieh eine Hochspannung von 2 kV zuführt. Hierdurch wird eine Entladung zwischen den Entladungselektroden 72 der ersten Zündkerze 71 eingeleitet. Wenn die Entladung auf diese Weise erfolgt, setzt innerhalb der die Radikale bildenden Kammer 61 eine einen Semi-Oxidationszustand herbeiführende und Radikale bildende chemische Reaktion des Gemisches ein, die nicht als Explosivverbrennung angesehen werden kann.

Auch wenn eine gewisse Flammenbildung innerhalb der die Radikale

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bildenden Kammer 61 einsetzt, wird die entstehende Flamme von dem Drosselkanal 60a aufgehalten, so daß innerhalb der Verbrennungskammer 11 keine Verbrennung des Gemisches einsetzt und ein Klopfen der Brennkraftmaschine 10 oder eine anormale vorzeitige Verbrennung verhindert wird.

Die entstandenen Radikale werden von den durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 14 in der Verbrennungskammer 11 entstehenden Turbulenzen nicht verteilt bzw. verwirbelt, sondern in ihrem chemisch aktivierten Zustand in der Nebenverbrennungskammer 61 festgehalten. Durch die mittels des Kolbens 14 erfolgende Verdichtung werden die Radikale sodann in noch höherem Maßeaktiviert, so daß nun ausgezeichnete Zündeigenschaften bzw. eine hohe Zündfreudigkeit gewährtleistet ist. Wenn der Druck innerhalb der Nebenverbrennungskammer 61 durch die Bildung der Radikale ansteigt, dringen die Radikale über den Drosselkanal 60a in die Verbrennungskammer 11 ein.

Im Bereich eines Kurbelwellen-Drehwinkels von 15 bis 20° vor dem oberen Totpunkt führt sodann der dritte Hochspannungsgenerator 20 der zweiten Zündkerze 18 eine Hochspannung zu, so daß an den Entladungselektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 eine Funkenentladung herbeigeführt und in der Verbrennungskammer 11 eine Explosivverbrennung des Gemisch eingeleitet wird. Da die Radikale hierbei chemisch hoch aktiviert sind und ausgezeichnete Zündeigenschaften aufweisen und da das die Radikale enthaltende Gemisch in der Verbrennungskammer 11 verbrannt wird, verwandeln sich die Radikale in eine große Anzahl von Flammpunkten bzw. Verbrennungskernen, was dazu führt, daß auch dann, wenn eine große Abgasmenge über das (nicht dargestellte) Abgas-Steuerventil in das Einlaßsystem zurückgeführt wird, das Auftreten von Verbrennungsverzögerungen und eine Abnahme der Verbrennungsrate verhindert werden, was eine wesentlich bessere Explosivverbrennung gewährleistet.

Diese bessere Verbrennung hat wiederum eine bessere Brennstoffausnutzung bzw. einen geringen Brennstoffverbrauch der Brennkraft-

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maschine 10 zur Folge, wobei darüberhinaus die Menge an NO Emissionen verringert wird.

Obwohl auch andere Ausführungsformen von Hochspannungsgeneratoren zur Zuführung der erforderlichen Hochspannung zu den Entladungselektroden 72 der ersten Zündkerze 71 verwendet werden können, wird durch die bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgende Verwendung des zweiten Hochspannungsgenerators 4OA, der kontinuierlich eine wenn auch nur den niedrigen Wert von 2 kV aufweisende Hochspannung zusätzlich zu dem über den ersten Hochspannungsgenerator 80 erfolgenden Anlegen einer periodischen Hochspannung zuführt, die Wirkung erzielt,daß die von dem ersten Hochspannungsgenerator 80 zwischen den Entladungselektroden herbeigeführte periodische Entladung als Triggermaßnahme für eine kontinuierliche Entladung dient, so daß die von dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zugeführte Hochspannung, obwohl nur in der Größenordnung von 2 kV liegend, zwangsweise die kontinuierliche Entladung einleitet und dadurch eine stabile Erzeugung der Radikale gewährleistet. Das heißt, auch wenn der Druck um die Entladungselektroden 72 herum z.B. während des Verdichtungshubes ansteigt, wird die von dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA herbeigeführte kontinuierliche Entladung aufgrund der periodischen Zuführung der Hochspannung über den ersten Hochspannungsgenerator 80 nicht unterbrochen, sondern die kontinuierliche Entladung zuverlässig aufrechterhalten.

Aufgrund des Zusammenwirkens des ersten Hochspannungsgenerators und des zweiten Hochspannungsgenerators 40A finden daher die erwünschten fsieraischen Reaktionen in einer kettenartig fortschreitenden Weise bzw. Kettenreaktion statt, was zu einer zufriedenstellenden Bildung von Radikalen führt und damit zur Verbesserung der Explosivverbrennung in der Verbrennungskammer beiträgt.

In Bezug auf die bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform während des Zeitintervalls von dem Ende des Verdichtungshubes bis zu dem Auslaßhub erfolgende Unterbrechung der Zuführung von Hochspannung über den zweiten Hochspannnungsgenerator 4OA mittels des Synchronisationsschalters 4 9 zur Verringerung des Stromverbrauches ist von Bedeutung, daß eine kontinuierliche Entladung herbeigeführt und das Gemisch während des Verdichtungshubes vor dem Auftreten

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einer Explosivverbrennung des Gemisches aktiviert wird, so daß die Zuführung der Hochspannung nur während dieses Zeitintervalls erfolgen kann.

Anstelle der Anordnung des Synchronisationsschalters 49 auf der Hochspannungsseite kann auch eine Anordnung auf der Niederspannungsseite vorgenommen werden, d.h., der Schalter kann derart vorgesehen werden, daß er die dem ersten Hochspannungsgenerator 80 und dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zugeführte Gleichspannung V steuert. Wenn keine Notwendigkeit zur Verringerung des Strom-

Verbrauches besteht, kann natürlich die Verwendung eines solchen Synchronisationsschalters entfallen.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die Bildung der Radikale während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 ständig zur Erzielung einer unter Mitwirkung der Radikale erfolgenden Verbrennung durchgeführt wird, kann jedoch im Falle einer Brennkraftmaschine, bei der Probleme in Bezug auf den Brennstoff-Verbrauch sowie HC- und NO -Emissionen bei bestimmten Betriebsbedinungen, wie z.B. bei niedriger Drehzahl und geringer Belastung, auftreten, die unter Mitwirkung der Radikale erfolgende Verbrennung insbesondere bei derartigen Betriebsbedingungen durchgeführt werden.

In einem solchen Falle kann die Steuerschaltung 90 gem. Fig. 20 Verwendung finden. Die Steuerschaltung 90 arbeitet in der gleichen Weise, wie dies bereits in Verbindung mit der fünften Ausführungsform vorstehend beschrieben wurde, d.h., wenn die Brennkraftmaschine 10 mit niedriger Drehzahl und geringer Belastung betrieben wird, wobei das Drehmoment kleiner als 2,0 kpm ist und die Drehzahl 1200 min beträgt, wird die von der Batterie 21 abgegebene Spannung als Spannung V dem ersten Hochspannungsgenerator 80 und dem

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zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zugeführt und die Brennkraftmaschine 10 in den unter Mitwirkung der Radikale erfolgenden Verbrennungsbetrieb versetzt.
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Befindet sich die Brennkraftmaschine 10 in einem beliebigen anderen Betriebszustand, so wird die Erregung des ersten Hochspannungsgenerators 80 und des zweiten Hochspannungsgenerators 4OA

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unterbrochen bzw. beendet und die Brennkraftmaschine 10 in den mittels der zweiten Zündkerze und des dritten Hochspannungsgenerators 20 durchgeführten üblichen Zündbetrieb zurückversetzt.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die Entladungselektroden 19 der zweiten Zündkerze 18 direkt innerhalb der Verbrennungskammer 11 angeordnet sind, kann ferner in der in Fig. 22 dargestellten Weise auch ein zylindrisches Gehäuse 73 in den Zylinderkopf 12 derart eingeführt werden, daß die die Radikale bildende Nebenverbrennungskammer 61, der Drosselkanal 60a und die Ausnehmung 74 von dem Gehäuse 73 gebildet werden, wobei die Entladungselektroden 19 in der einen Teil der Verbrennungskammer 11 in der Nähe des Drosselkanals 60a bildenden Ausnehmung 74 angeordnet sind. Auch in diesem Falle kann der Synchronisationsschalter 49 in Verbindung mit dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA zur' Verringerung des Stromverbrauches verwendet werden.

Darüberhinaus kann anstelle der bei dieser Ausführungsform über den eine Flammen-Absperrfunktion aufweisenden einzelnen Drosselkanal 60a erfolgenden Verbindung der die Radikale bildenen Nebenverbrennungskammer 61 mit der Hauptverbrennungskammer 11 eine Verbindung der beiden Kammern auch in der in Fig. 23 dargestellten Weise über mehrertifyBarosselkanäle 60a (vier gem. Fig. 23) erfolgen. Natürlich muß jeder dieser Drosselkanäle 60a zur Erzielung der Flammen-Absperrwirkung einen Querschnittsbereich von ungefähr

2
13 bis 3 mm aufweisen.

Darüberhinaus können die Verbrennungskammern gem. der Ausführungsform nach Fig. 22 auch über eine Vielzahl von Drosselkanälen 60a miteinander in Verbindung stehen, wie dies in den Fig. 24 und 25 jeweils veranschaulicht ist (wobei die Anzahl der Drosselkanäle in den Fig. 24 und 25 jeweils fünf beträgt). In Verbindung mit den Modifikationen gem. den Fig. 23 bis 25 kann auch der Synchronisationsschalter 49 "zur Verringerung des Stromverbrauches eingesetzt

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ORIGINAL INSPECTED

In Fig. 26 sind Versuchsergebnisse wiedergegeben, die die durch mehrere Drosselkanäle 60a erzielte Flammen-Absperrwirkung belegen. In der Figur bezeichnen die mit O gekennzeichneten Vierte den Fall der Verwendung von vier Drosselkanälen 60a gem. Fig. 23, während die mit Δ gekennzeichneten Daten den Fall der Verwendung von fünf Drosselkanälen 60a gem. den Fig. 24 und 25 bezeichnen.

Aus Fig. 26 ist ersichtlich, daß durch Wahl des Querschnittsbe-

2 reiches eines Drosselkanals 60a unter 13 mm die Möglichkeit besteht, die Zündwahrscheinlichkeit auf wenige Prozentwerte bis herab zu Null % zu verringern und dadurch eine ausgezeichnete Flammen-Absperrwirkung zu erzielen. Außerdem kann anstelle der scharfkantigen Foriujebung des bei der Ausfuhrungsform gem. Fig. 21 in die Verbrennungskammer 11 mündenden offenen Endes 60b des Drosselkanals 60a dieses offene Ende 60b auch Venturi-Form mit der in Fig. 24 dargestellten gekrümmten,Übergangsfläche aufweisen.

In diesem Falle mu ' der Öffnungsquerschnitt des engsten Teiles

2 des Drosselkanals 60a in dem Bereich zwischen 13 und 3 mm liegen.

Da der Drosselkanal 60a bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zur Erzielung einer Flammen-Absperrwirkung dient, kann er auch eine gitterartige oder wabenartige Formgebung aufweisen, wobei sich alternativ der Querschnittsbereich des Drosselkanals derart vergrößern läßt, daß in diesem Bereich ein Flammen-Absperrglied mit einer gitterartigen oder wabenförmigen Struktur eingesetzt werden kann.

Darüberhinaus kann anstelle der bei dieser Ausführungsform aus einer Zündkerze mit Entladungselekt roden bzw. Zündelektroden bestehenden Zündkerze zur Bildung der Radikale auch eine Zündkerze eines Typs, bei dem die Wandfläche der Verbrennungskammer als eine der Elektroden Verwendung findet, oder alternativ eine an ihrem vorderen Ende mit einer Heizeinrichtung 75 versehene Glühkerze 76 gem. Fig. 28 verwendet werden. In diesem Falle sollte die Stromzufuhr für die Glühkerze 76 vorzugsweise von einer Erregungseinrichtung 77 derart gesteuert werden, daß die Temperatur der Heizeinrichtung 75 praktisch konstant gehalten wird.

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Obwohl die Beschreibung der vorstehend erläuterten Ausführungsform sich auf den Betrieb einer Viertakt-Brennkraftmaschine bezieht, kann auch diese Ausführungsform für den Betrieb von Zweitakt-Brennkraftmaschinen, Rotationskolben-Brennkraftmaschinen bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart, usw. Verwendung finden.

Siebte Ausführungsform;

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform dahingehend, daß im Grenzbereich zwischen der Nebenverbrennungskammer (der die Radikale erzeugenden Kammer) und der Hauptverbrennungskammer eine Flammen-Absperreinrichtung zur Verhinderung der Ausbreitung einer Flamme von der Nebenverbrennungskammer in die Hauptverbrennungskammer vorgesehen ist. Darüberhinaus unterscheidet sich diese Ausf ührungsfoifm von der sechsten Ausführungsform dahingehend, daß anstelle der bei der sechsten Ausführungsform zur Zündung des Gemisches in der Verbrennungskammer 11 verwendeten Zündkerze 18 (Fig* 21) nunmehr ein Kompressionszündbetrieb ohne Verwendung der zweiten Zündkerze 18 (unter Verwendung lediglich der ersten Zündkerze) durchgeführt wird, was durch die ausgezeichneten Zündeigenschaften bzw. die Zündfreudigkeit der Radikale ermöglicht wird.

Gem. Fig. 29 ist die Zündkerze 71 sowohl mit dem dritten Hochspannungsgenerator 20 als auch dem ersten Hochspannungsgenerator 80 und dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA verbunden, so daß die von dem dritten Hochspannungsgenerator zugeführte Hochspannung zur Auslösung einer Kompressionszündung dient, durch die die Radikale in der die Radikale bildenden Nebenverbrennungskammer 61 und das Gemisch in der Hauptverbrennungskammer 11 kompressionsgezündet werden. In Abhängigkeit von der Art der verwendeten Brennkraftmaschine besteht natürlich auch die Möglichkeit einer Erzielung des Kompressionszündungsbetriebs ohne Verwendung des dritten Hochspannungsgenerators 20, wobei im übrigen keine Notwendigkeit einer Steigerung des Kompressionsverhältnisses wie im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen besteht, sondern das gleiche Kompressionsverhältnis wie bei üblichen bezinbetriebenen Ottomotoren verwendet werden kann. 909814/1093

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Darüberhinaus kann der Stromverbrauch durch Verwendung des Synchronisationsschalters 49 in Verbindung mit dem zweiten Hochspannungsgenerator 4OA verringert werden.

Außerdem ist auch diese Ausführungsform nicht nur in Verbindung mit einer Viertakt-Brennkraftmaschine verwendbar, sondern kann gleichermaßen auch für den Betrieb von Zweitakt-Brennkraftmaschinen, Rotationskolben-Brennkraftmaschinen bzw. Kreiskolben-Brennkraftmaschinen der sog. Wankel-Bauart usw. Verwendung finden.

Zu den großen Vorteilen der Erfindung zählt somit insbesondere, daß aufgrund der Tatsache, daß eine anhaltende bzw. fortdauernde Entladung zwischen den Entladungselektroden in der die Radikale bildenden Verbrennungskammer zur Erzielung einer zufriedenstellenden Bildung von Radikalen herbeigeführt und die Radikale zur Zündung des Luft/Brennstoff-Gemisches verwendet werden, auch bei einem sehr mageren bzw, abgemagerten Gemisch oder bei einer Steigerung der Menge an zurückgeführten Abgasen eine zufriedenstellende Verbrennung gewährleistet und dadurch die Brennstoffausnutzung bzw. der Brennstoffverbrauch verbessert und die Menge an NO -Emissionen verringert werden. Ein weiterer Vorteil besteht

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darin, daß auch durch die Erregung der zur Bildung der Radikale dienenden Entladungselektroden nicht die Gefahr besteht, daß dies ein Klopfen der Brennkraftmaschine oder eine ungewöhnlich vorzeitige Zündung zur Folge hat.

Bei dem Zündsystem der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine ist somit eine Vorzündungs-Steuerschaltung vorgesehen, die einen Hochspannungsgenerator aufweist, der einer Zündkerze eine Hochspannung zur Bildung eines Vorzündungsfunkens zwischen den Elektroden der Zündkerze zuführt. Der Vorzündungsfunken wird zeitlich derart gesteuert, daß seine Bildung erfolgt, wenn die Brennkraftmaschine ihren Ansaughub annähernd abgeschlossen hat, so daß Radikale aus dem um die Elektroden herum befindlichen Luft/Brennstoff-Gemisch gebildet und dadurch eine zuverlässige Zündung und eine vollständige Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemisches gewährleistet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderblock, einem in dem Zylinderblock angeordneten und darin mit dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer bildenden Kolben, einer Einlaßöffnung zur Einführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer während eines Ansaughubes der Brennkraftmaschine, einer Auslaßöffnung für den Ausstoß von Restgasen und einem in der Einlaßöffnung zu deren Öffnen und Schließen angeordneten Einlaßventil, gekennzeichnet

   2) durch eine in dem Zylinderkopf (12) angeordnete erste Zündkerze (18;71), deren Elektroden (19;72) in Bezug auf die Verbrennungs-. kammer (11) freiliegen, und durch eine mit der Zündkerze (18;71) verbundene erste Vorzünd^.ngssteuerschaltung (30, 35; 40; 40A) , die an den Elektroden (19;72)' beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine ihren Ansaughub annähernd beendet, einen Vorzündungsfunken zur Bildung von Radikalen aus dem um die Elektroden herum befindlichen Luft/Brennstoff-Gemisch erzeugt, wodurch das in die Verbrennungskammer eingeführte Luft/Brennstoff-Gesamtgemisch zündfreudig und vollständig verbrennbar ist.

   2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Zündkerze (18;71) außerdem eine Zündsteuerschaltung (20,21,27;20A) verbunden ist, die an den Elektroden (19;72)

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   einen in Bezug auf den Vorzündungsfunken kürzeren und stärkeren Zündfunken beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub annähernd ihren Verdichtungshub beendet, erzeugt.
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   3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (12) eine mit der Verbrennungskammer (11) in Verbindung stehende Nebenkammer (61) zur Bildung von Radikalen aufweist, und daß die Zündkerze (18;71) derart angebracht ist, daß ihre Elektroden in die Nebenkammer hineinragen und dadurch die gebildeten Radikale in der Nebenkammer (61) festgehalten werden.

   4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Zündkerze (18) außerdem eine Zündsteuerschaltung (20;20A) verbunden ist, die einen in Bezug auf den Vorzündungsfunken kürzeren und stärkeren Zündfunken an den Elektroden (19) beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub annähernd ihren Verdichtungshub beendet, erzeugt.

   5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine zweite Zündkerze (18) angeordnet ist, deren Elektroden (19) in die Verbrennungskammer (11) hineinragen, und daß mit der zweiten Zündkerze (18) eine Zündsteuerschaltung (20;20A) verbunden ist, die an den Elektroden der Zündkerze einen in Bezug auf den Vorzündungsfunken schärferen und größeren Zündfunken zur Gewährleistung einer besseren Zündung des Gemisches in der Verbrennungskammer erzeugt. "~

   6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1,2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Zündkerze (18,-71) außerdem eine zweite Vorzündungssteuerschaltung (80) verbunden ist, die eine Impulsfolge mit einer festen Frequenz erzeugt und der ersten Zündkerze zur Erleichterung der Bildung der Radikale zuführt.

   7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß der Zylinderkopf (12) eine mit der Verbrennungskammer (11) in Verbindung stehende Nebenkammer (61) zur Bildung von Radikalen aufweist, und daß die erste Zündkerze (18;71) derart angeordnet ist,

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   daß ihre Elektroden in die Nebenkammer (61) hineinragen.

   8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkammer (61) eine in der Nähe ihres in die Verbrennunyskammer (11) mündenden Endteiles angeordnete Drosselstelle (60) aufweist,, daß die Elektroden (72) der ersten Zündkerze (71) hinter der Drosselstelle (60) angeordnet sind und daß die Elektroden (19) der zweiten Zündkerze (18) vor der Drosselstelle gegenüber der Verbrennungskammer (11) angeordnet sind, wodurch die Radikale im we~ sentlichen hinter der Drosselstelle (60) und um die zweite Zündkerze (18) herum zur Erzielung einer besseren Zündung über die zweite Zündkerze 18 festgehalten werden.

   9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine ünterbrechereinrichtung (4 9) mit der ersten Vorzündungssteuerschaltung (40;40A) und der ersten Zündkerze (71) verbunden ist, die die Zuführung der Spannung von der ersten Vorzündungssteuerschaltung zu der ersten Zündkerze während der Zeitdauer, in der die Brennkraftmaschine den jeweiligen Verdichtungs- und Auslaßhub durchführt, zur Einsparung des elektrischen Energieverbrauches unterbricht.

   10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Radikale bildende Nebenkammer (61) mit einer Flammen-Absperreinrichtung, (60a) versehen ist, über die die Nebenkammer (61) mit der Verbrennungskammer (11) in Verbindung steht, wodurch eine möglicherweise von dem Vorzündungsfunken verursachte Flamme mittels der Flammen-Absperreinrichtung wirksam löschbar ist.

   Ti. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine zweite Zündkerze (18) angeordnet ist, deren Elektroden (19) in die Verbrennungskammer (11) hineinragen, und daß mit der zweiten Zündkerze (18) eine Zündsteuerschal-

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   tung (20;20A) verbunden ist, die an den Elektroden der Zündkerze einen in Bezug auf den Vorζündungsfunken schärferen und größeren Zündfunken zur Gewährleistung einer besseren Zündung des Gemisches in der Verbrennungskammer erzeugt.
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   12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Zündkerze (18;71) außerdem eine zweite Vorzündungssteuerschaltung (80) verbunden ist, die eine Impulsfolge mit einer festen Frequenz erzeugt und der ersten Zündkerze zur Erleichterung der Bildung der Radikale zuführt.

   13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterbrechereinrichtung (49) mit der ersten Vorzündungssteuerschaltung (40;40A) und der ersten Zündkerze (71) verbunden ist, die die Zuführung der Spannung von der ersten Vorzündungssteuerschaltung zu der ersten Zündkerze während der Zeitdauer, in der die Brennkraftmaschine den jeweiligen Verdichtungs- und Auslaßhub durchführt, zur Einsparung des elektrischen Energieverbrauches unterbricht.

   14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen-Absperreinrichtung aus einer Vielzahl von Löchern (60a) besteht.

   -15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zündkerze (18;71) den Vorzündungsfunken beginnend bei ungefähr 20° vor dem unteren Totpunkt der Kolbenbewegung bis zu ungefähr 20° vor dem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung erzeugt.

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   16. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderblock, einem in dem Zylinderblock angeordneten und darin mit dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer bildenden Kolben, einer Einlaßöffnung zur Einführung eines Luft/ Brennstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer während eines Ansaughubes der Brennkraftmaschine, einer Auslaßöffnung für den Ausstoß von Restgasen und einem in der Einlaßöffnung zu deren öffnen und Schließen angeordneten Einlaßventil, gekennzeichnet durch eine in dem Zylinderkopf (12) zur Erzeugung von Radikalen ausgebildete Nebenkammer (61), die mit einem Endteil in die Verbrennungskammer (11) mündet, durch eine in dem Zylinderkopf (12) angeordnete Glühkerze (76), deren Endteil (75) in die Nebenkammer (61) zur Bildung von Radikalen aus dem Luft/Brennstoff-Gemisch hineinragt, durch eine mit der Glühkerze (76) verbundene Glühkerzen-Steuerschaltung (77), die die Glühkerze beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die

   Brennkraftmaschine ihren Ansaughub annähernd beendet hat, erregt, durch eine in dem Zylinderkopf (12) angebrachte Zündkerze (18), deren Elektroden (19) in die Verbrennungskammer (11) zur Zündung der Radikale und des Luft/Brennstoff-Gemisches hineinragen, und durch eine mit der Zündkerze (18) verbundene Zündsteuerschaltung (20;20A), die zur_sBildung eines Zündfunkens an den Elektroden (19) der Zündkerze eine Hochspannung beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine ihren Verdichtungshub beendet, zuführt.

   17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die die Radikale bildende Nebenkammer (61) eine dicht bei ihrem geöffneten Endteil angeordnete Flammen-Absperreinrichtung (70a) aufweist, vor der ein Zwischenraum (74) verbleibt, und daß das Endteil (75) der Glühkerze (76) hinter der Flammen-Absperreinrichtung (60a) in die die Radikale bildende Nebenkammer (61) hineinragt, während die Elektroden (19) der Zündkerze (18) in den Zwischenraum (74) hineinragen.

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   18. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderblock, einem in dem Zylinderblock angeordneten und darin mit dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer bildenden Kolben, einer Einlaßöffnung zur Einführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer während eines Ansaughubes der Brennkraftmaschine, einer Auslaßöffnung für den Ausstoß von Restgasen und einem in der Einlaßöffnung zu deren öffnen und Schließen angeordneten Einlaßventil,gekennzeichnet durch eine in dem Zylinderkopf (12) angebrachte erste Zündkerze (18; 71), deren Elektroden (19;72) in Bezug auf die Verbrennungskammer (11) ftailiegen, durch eine mit der Zündkerze verbundene erste Vorzündungssteuerschaltung (30;40;40A) die zur Herbeiführung einer Funkenbildung durch die Zündkerze zur Bildung von Radikalen aus dem Luft/Brennstoff-Gemisch kontinuierlich eine relativ niedrige Spannung zuführt, und durch eine mit der Zündkerze verbundene zweite Vorzündungssteuerschaltung (80) , die zur Erleichterung der Bildung der Radikale eine relativ hohe Spannung mit einer festen Frequenz zuführt.

   19. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18_r dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) außerdem eine mit der Verbrennungskammer (11) in Verbindung stehende Nebenkammer (61) zur Bildung von Radikalen ausgebildet ist und daß die Elektroden (19;71) der Zündkerze (18;71) in der die Radikale bildenden Nebenkammer (61) angeordnet sind.

   20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündsteuerschaltung (20;20A) mit der Zündkerze (18;71) verbunden ist, die die Zündkerze derart erregt, daß beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub annähernd ihren Verdichtungshub beendet hat, an den Elektroden (19;72) ein schärferer und größerer Zündfunken zur Zündung der Radikale und des Luft/Brennstoff-Gemisches gebildet wird.

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   21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine zweite Zündkerze (U) angebracht ist, deren Elektroden (19) direkt in die Verbrennungskammer (11) hineinragen, daß die erste Zündkerze (71) derart angeordnet ist, daß ihre Elektroden (72) in die mit der Verbrennungskammer (11) in Verbindung stehende und zur Bildung der Radikale dienende Nebenkammer (61 hineinrage^ und daß eine Zündsteuerschaltung (20;20A) mit der zweiten Zündkerze (18)'verbunden ist, die die zweite Zündkerze (18) zur Bildung eines schärferen und größeren Zündfunkens an ihren Elektroden (19) beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub annähernd ihren Verdichtungshub abgeschlossen hat, zur Zündung der Radikale und des Luft/Brennstoff-Gemisches erregt.

   22. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine zweite Zündkerze (18) angeordnet ist, deren Elektroden (19) direkt in die Verbrennungskammer (12) hineinragen, und daß eine Zündsteuerschaltung (20;20A) mit der zweiten Zündkerze (18) verbunden ist, die die zweite Zündkerze (18) zur Bildung eines schärferen und größeren Zündfunkens an ihren Elektroden (19) beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub ihren Verdichtungshub annähernd beendet hat, zur Zündung der Radikaie und des Luft/Brennstoff-Gemisches erregt.

   23. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 18, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterbrecherschaltung (49) zwischen äsr ersten Zündkerze (71) und der ersten Vorzündungssteuerschaltung (40Ά) zur Unterbrechung der Zuführung der relativ niedrigen Spannung zu der ersten Zündkerze während der Zeitdauer, während der die Brennkraftmaschine ihre jeweiligen Verdichtungs- und Auslaßhübe durchführt, angeordnet ist.

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   24. Brennkraftmaschine nach Anspruch 19 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die die Radikale bildende Nebenkammer (61) mit einer Flammen-Absperreinrichtung (60a) versehen ist und daß die Elektroden (72) der ersten Zündkerze (71) hinter der Flammen-Absperreinrichtung (60a) angeordnet sind, so daß die Flammen-Absperreinrichtung eine möglicherweise von der ersten Zündkerze (71) verursachte Flammenbildung unterdrückt.

   25. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderblock, einem in dem Zylinderblock angeordneten und darin mit dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer bildenden Kolben, einer Einlaßöffnung zur Einführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer während eines Ansaughubes der Brennkraftmaschine, einer Auslaßöffnung für den Ausstoß von Restgasen und einem in der Einlaßöffnung zu deren öffnen und Schließen angeordneten Einlaßventil, gekennzeichnet durch eine in dem Zylinderkopf (12) angeordnete Zündkerze (18), deren Elektroden (19) in Bezug auf die Verbrennungskammer (11) freiliegen, durch eine mit der Zündkerze (18) verbundene Zündsteuerschaltung (20; 20A), die an den Elektroden nahe dem Ende eines auf den Ansaughub folgenden Verdichtungshubes einen Zündfunken erzeugt, und durch eine mit der Zündkerze (18) verbundene Vorzündungssteuerschaltung (30;40), die an den Elektroden (19) von 160° - 60° vor dem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung bis 20° - 120° nach dem oberen Totpunkt der Kolbenbewegung einen Vorzündungsfunken zur Bildung von Radikalen aus dem um die Elektroden herum befindlichen Luft/Brennstoff-Gemi'sch erzeugt, so daß das in die Verbrennungskammer eingeführte Luft/Brennstoff-Gesamtgemisch zündfreudig und vollständig verbrennbar ist.

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   26. Brennkraftmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine Radikale erzeugende Nebenkammer

   (61) ausgebildet ist und daß die Zündkerze (18) derart in dem Zylinderkopf (12) angeordnet ist, daß ihre Elektroden (19) Nebenkammer (61) hineinragen, wodurch die Radikale im wesentlichen in der Nebenkammer (61) gebildet werden.

   27. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Zylinderblock, einem in dem Zylinder-

   XO block angeordneten und darin mit dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer bildenden Kolben, einer Einlaßöffnung zur Einführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer während eines Ansaughubes der Brennkraftmaschine, einer Auslaßöffnung für den Ausstoß von Restgasen und einem in der Einlaßöffnung zu deren öffnen und Schließen-angeordneten Einlaßventil, gekennzeichnet durch eine in dem Zylinderkopf (12) angebrachte Zündkerze (18), deren Elektroden (19) in Bezug auf die Verbrennungskammer (11) freiliegen, durch eine mit der Zündkerze verbundene Zündsteuerschaltung (20; 20A), die am Ende eines auf den Ansaughub folgenden Verdichtungshubes einen.Zündfunken erzeugt, und durch eine mit der Zündkerze (18) verbundene Vorzündungssteuerschaltung (30;40), die von dem Beginn des Ansaughubes bis zu dem Ende eines auf den Ansaughub folgenden Verdichtungshubes an den Elektroden (19) einen Vorζündungsfunken zur Bildung von Radikalen aus dem um die Elektroden (19) herum befindlichen . Luft/Brennstoff-Gemisch herbeiführt, so daß das in die Verbrennungskammer eingeführte Luft/Brennstoff-Gesamtgemisch mit hohem Wirkungsgrad verbrennbar ist.

   28. Brennkraftmaschine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (12) eine Nebenkammer (61) zur Bildung von Radikalen ausgebildet ist und daß die Zündkerze (18) derart in dem Zylinderkopf (12) angeordnet ist, daß ihre Elektroden (19) in die Nebenkammer (61) hineinragen und die Radikale dadurch im wesentlichen in der Nebenkammer (61) gebildet werden.

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   29. Brennkraftmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in die Verbrennungskammer (11) mündenden Endteil der die Radikale bildenden Nebenkammer (61) eine Flammen-Absperreinrichtung (60a) zur Unterdrückung einer möglicherweise in der die Radikale bildenden ,Nebenkammer (61) entstehenden Flammenbildung ausgebildet ist.

   30. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Zündkerze {18) eine Zündsteuerschaltung (20; 20A) verbunden ist, die die Zündkerze (18) zur Bildung eines schärferen und größen Zündfunkens an ihren Elektroden (19) beginnend mit dem Zeitpunkt, bei dem die Brennkraftmaschine nach dem Ansaughub annähernd ihren Verdichtungshub abgeschlossen hat, erregt und dadurch die Radikale und das Luft/Brennstoff-Gemisch zündet_; und daß mit der ersten und der zweiten Vorzündungssteuerschaltung (40;40A bzw. 80) eine Einrichtung (90) zur Erregung der Vorzündungssteuerschaltungenbei bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und Abschaltung der Vorzündungssteuerschaltungen bei anderen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verbunden ist.

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