DE3151547A1 - Zuendverfahren und zuendanlage fuer einen dieselmotor - Google Patents

Zuendverfahren und zuendanlage fuer einen dieselmotor

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DE3151547A1
DE3151547A1 DE19813151547 DE3151547A DE3151547A1 DE 3151547 A1 DE3151547 A1 DE 3151547A1 DE 19813151547 DE19813151547 DE 19813151547 DE 3151547 A DE3151547 A DE 3151547A DE 3151547 A1 DE3151547 A1 DE 3151547A1
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Germany
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fuel
spark plug
ignition system
central electrode
plasma spark
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Withdrawn
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DE19813151547
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Kyugo Yokosuka Kanagawa Hamai
Ryuzaburou Yokohama Kanagawa Inoue
Yasuhiko Kamakura Kanagawa Nakagawa
Meroji Yokosuka Kanagawa Nakai
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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Description

  • Zündverfahren und Zündanlage für einen Dieselmotor
  • Die Erfindung betrifft ein Zündverfahren und eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine vom Typ eines Dieselmotors und insbesondere eine Plasmazündanlage, die die Standardglühkerzenvorwärmanlagen ersetzen soll, wodurch die Zündverzögerung insbesondere beim Anlassen der Maschine bei niedrigen Umgebungstemperaturen oder im Leerlauf so klein wie möglich gehalten werden kann.
  • Eine herkömmliche Hilfsanlage zum Zünden des Kraftstoffes in einer Brennkraftmaschine vom Typ eines Dieselmotors enthält eine Glühkerze, die in einer Wirbelkammer oder Vorverbrennungskammer vorgesehen ist, um die angesaugte Luft vorzuwärmen und dadurch die Mischung und die Zündung des in die Wirbelkammer usw. über ein Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoffes zu erleichtern.
  • Wenn jedoch bei einem Dieselmotor der oben beschriebenen Art mit einer Wirbelkammer die Aussenlufttemperatur abfällt, benötigt die Glühkerze eine längere Aufwärmzeit und mehr Energie, um ein gleichmässiges Anlassen der Maschine sicherzustellen. Bei beispielsweise -25DC muss elektrische Energie (gewöhnlich 8 A bei 12 V) an der Glühkerze 30 bis 60 s vor dem Beginn des Anlassens der Maschine liegen. Der Startschalter kann zum Anlassen der Maschine vom herkömmlichen Typ solange nicht angeschaltet werden, bis die elektrische Energie an der Glühkerze zum Vorwärmen der angesaugten Luft gelegen hat, so dass das Anlassen der Maschine bei niedrigen Aussentemperaturen ziemlich beschwerlich sein kann. Da im Leerlauf ein Dieselmotor mit einer schnellen Druckzunahme gezündet wird, die zu einer verlängerten Zündverzögerungszeit führt, werden die beim Zünden der Maschine erzeugten Geräusche lauter.
  • Die obige Schwierigkeit stellt einen der verschiedenen Nachteile eines Dieselmotors dar, wenn dieser in eine Kraftfahrzeug eingebaut wird.
  • In Hinblick darauf soll durch die Erfindung eine Plasmazündanlage geschaffen werden, die die Notwendigkeit, eine Vorwärmanlage mit einer Glühkerze vorzusehen, vermeidet, wobei eine Plasmazündkerze für jeden Zylinder an einer Stelle eingebaut ist, auf die ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes oder der gesamte eingespritzte Kraftstoff gerichtet wird, um die Wirksamkeit der Zündung des über ein Kraftstoffeinspritzventil, d.h. über eine Einrichtung zum Zuführen des Kraftstoffes zum Dieselmotor eingespritzten Kraftstoffes zu erhöhen.
  • Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt in einer Teilschnittansicht ein Beispiel einer Hilfszündkammer bei einem herkömmlichen Dieselmotor.
  • Fig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht desselben Teils wie in Fig. 1, jedoch eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Fig. 3 zeigt eine vergrösserte Querschnittsansicht von Fig. 2.
  • Fig. 4a,b u.c zeigen Schnittansichten eines Kraftstoffeinspritzventiles für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Fig. 4d,e u.f zeigen Ausführungsbeispiele weiterer Plasmazündkerzen für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Teilquerschnittsansichten.
  • Fig. 5A u. 5B zeigen gemeinsam das Schaltbild eines Beispiels einer Plasmazündanlagevum der Reihe nach eine Vielzahl von Plasmazündkerzen bei bevorzugten ÅusfUhrungsbeispielen der Erfindung zu zünden.
  • Fig. 6A zeigt ein Signalzeitdiagramm der Arbeitsweise der in Fig. 5A und 5B dargestellten Plasmazündanlage.
  • Fig. 6B zeigt den Innenaufbau des in Fig. 5A dargestellten Gleichspannurigswandler.
  • Fig. 6C zeigt den Innenaufbau des in Fig. 5A dargestellten Zündzeitdetektors.
  • Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Hilfszündkammer für eine Brennkraftmaschine vom Typ eines Dieselmotors1 in der kleine Partikel des in die Wirbelkammer 2 während des Kompressionshubes vom Kraftstoffeinspritzventil 1 eingespritzten Kraftstoffes gezündet werden, wenn sie sich einer Glühkerze 3 nähern, die in dem Dieselmotor benutzt wird. In Fig. 1 sind weiterhin ein Zylinderkopf 4, eine Einspritzöffnung 5, eine Hauptverbrennungskammer 6 und ein Kolben 7 dargestellt.
  • Bei einem derartigen Dieselmotor mit Wirbelkammer besteht jedoch der Nachteil, dass dann, wenn die Aussenlufttemperatur abfällt und etwa -250C erreicht, elektrische Energie (12 V x 8 A) fortlaufend an der Glühkerze 3 für ein Zeitintervall zwischen 30 und 60 s vor dem Anlassen mittels des Startschalters liegen muss, um die Oberfläche zum Glühen zu bringen, woraufhin das Anlassen erfolgt, um eine vollkommene Verbrennung zu liefern.
  • In dieser Weise muss beim Anlassen des herkömmlichen Dieselmotors die Glühkerze 3 durch das Anlegen einer beträchtlichen elektrischen Energie zum Glühen gebracht werden, bevor der nicht dargestellte Startschalter in die Startstellung gedreht wird. Dieses Verfahren ist beschwerlich.
  • Da zusätzlich das Zündverzögerungsintervall verlängert ist und der eingespritzte Kraftstoff mit einer schnellen Zunahme des Luftdruckes während des Leerlaufes gezündet wird, werden die Verbrennungsgeräusche lauter. Folglich stellt das oben beschriebene Problem einen Nachteil des herkömmlichen Dieselmotors dar.
  • Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche Bauteile in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, sind an der Spitze 8 einer Lochdüse des Kraftstoffeinspritzventiles 1 zwei Löcher, nämlich ein Hauptkraftstoffloch 10, das in dieselbe Richtung wie das Loch im Kraftstoffeinspritzventil 1 in Fig. 1 weist, und ein F§benkraftstoffloch 11 ausgebildet, das in die Richtung der Spitze der Plasmazünd- kerze 9 weist.
  • Wie es in Fig. 3 dargestellt ist,die eine vergrösserte Ansicht von Fig. 2 darstellt, umfasst die Plasmazündkerze 9 eine zentrale axiale Elektrode 14, eine Umfangsmasseelektrode 12, ein Isolierelement 15 aus einem keramischen Material und ein Halbleiterelement 13, das aus einem keramischen Material besteht, das mit pulverförmigen metallischen Kupfer oder Eisen (Cu, Fe) gemischt ist.
  • Das Halbleiterelement 13 deckt das Isolierelement 15 entlang des Entladeweges zwischen der zentralen Elektrode und der Umfangselektrode 14 und 12 ab, wobei es bei diesem Aufbau möglich ist, dass die Plasmazündkerze 9 bei einer niedrigeren Spannung entladen wird1 und eine Fehlzündung selbst dann vermieden wird, wenn etwas eingespritzter Kraftstoff an der Oberfläche der Plasmazündkerze 9 zwischen den Elektroden 14 und 12 haftet, da etwas Strom immer durch das Halbleiterelement 13 fliesst, so dass der Zwischen raum zwischen den Elektroden 14 und 12 ionisiert bleibt.
  • Die Plasmazündkerze 9 arbeitet synchron mit dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 1. Diese synchrone Arbeit erfolgt über eine Plasmazündanlage, die später beschrieben wird.
  • Obwohl nahezu der gesamte Kraftstoff in die Wirbelkammer 2 durch das Hauptkraftstoffloch 10 eingespritzt wird, wird auch etwas Kraftstoff durch das Nebenkraftstoffloch 11 in Richtung auf die Plasmazündkerze 9 eingespritzt. Der Kraftstoff kann daher immer mittels der Plasmazündkerze 9 unabhängig davon gezündet werden, ob die Maschine bei sehr niedrigen Aussentemperaturen oder bei normaler Temperatur gestartet wird, so dass ein gleichmässiges Anlassen augenblicklich erfolgen kann.
  • Obwohl anhand von Fig. 2 ein Dieselmotor mit Wirbelkammer beschrieben wurde, ist bei einem Dieselmotor mit direkter Einspritzung, der ein gutes Startverhalten zeigt, bei Verwendung von Leichtöl mit niedriger Cetanzahl und schlechten Zündeigenschaften die Plasmazündkerze so angeordnet, dass sie der Richtung der Einspritzung des gesamten Kraftstoffes zugewandt ist.
  • Während des Leerlaufes der Maschine, bei dem die Verbrennungsgeräusche ein ernstes Problem darstellen, ist die oben beschriebene Plasmazündung insofern sehr wirkungsvoll, als das Zündverzögerungsintervall verkürzt wird, so dass ein ruhiger Lauf mit einer lanasamen Druckzunahme möglich ist.
  • Beim Lauf unter normaler Last kann vorzugsweise die Plasmazündung ausgesetzt werden und kann statt dessen eine Selbstzündung durchgeführt werden.
  • Als eine Alternative zu der Lochdüse, wie sie bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Kraftstoffeinspritzventil 1 vorgesehen ist, istin Fig. 4a eine Pintaux-Düse in ihrer Ruhestellung dargestellt, an deren Spitze ein Nebenkraftstoffloch 11 vorgesehen ist, das der Spitze der Plasmazündkerze zugewandt ist. Wenn sich die Ventilnadel 1a des Kraftstoffeinspritzventiles der oben beschriebenen Art in der in Fig. 4b dargestellten Stellung befindet, kann der Kraftstoff nur durch das Nebenkraftstoffloch 11 eingespritzt werden Wenn die Ventilnadel 1a weiter geöffnet wird, wie es in Fig. 4c dargestellt ist, kann der Kraftstoff sowohl durch das Hauptloch 10 als auch das Nebenloch 11 eingespritzt werden.
  • Die Fig. 4d, 4e und 4f zeigen weitere Beispiele von Plasmazündkerzen 9, die anstelle der in Fig. 3 dargestellten Zündkerze verwandt werden können.
  • Fig. 4d zeigt eines dieser Beispiele einer Plasmaæündkerze 9 Die zentrale Elektrode 14 verläuft axial durch die Mitte einer ersten und einer zweiten Isolierschicht 15a, 15b, wobei ein ringförmiger Entladespalt oder Zwischenraum 17 zwischen dem Ende der zentralen Elektrode 14 und der Masseelektrode 12 gebildet ist, die so geformt ist dass sie die zentrale Elektrode 14 umgibt Eine flanschförmige Gegenelektrode 16 ist in einem Steck mit der zentralen Elektrode 14 so ausgebildet, dass sie von der zentralen Elektrode 14 an einer Stelle in einem geringen Abstand von der Rückfläche der Masseelektrode 12 ausgeht. Ein Teil der zweiten Isolierschicht trennt die Gegenelektrode 16 und die Masseelektrode 12. Die flanschförmige Gegenelektrode 16 hat eine bestimmte Form wenigstens so breit wie der Entladezwischenraum 17, um eine Kriechentladung auf der Keramikfläche der zweiten Isolierschicht herbeizuführen, die dem Entladespalt 17 zugewandt ist, wie es oben beschrieben wurde Wenn ein Potential mit einer gewissen Höhe zwischen der zentralen Elektrode und der Masseelektrode 14 und 12 erzeugt wird, werden längs des Kriechentladeweges 18 freie Elektroden an dem Teil der zweiten Isolierschicht 15b entladen, der sandwichartig zwischen der flanschförmigen Gegenelektrode 16 und der Masseelelctrode 12 liegt.
  • Die Durchbruchs spannung zwischen den Elektroden wird daher herabgesetzt, so dass ein Funken bei einer niedrigen Spannung von etwa 1 bis 2 kV erzeugt wird.
  • Bei dem in Fig. 4e dargestellten Ausführungsbeispiel ist die flanschförmige Gegenelektrode 16 so ausgebildet, dass sie vom axialen Teil 12a der Masseelektrode 12 ausgehend radial nach innen auf die zentrale Elektrode 14a zu verläuft, wohingegen das Ende 14b der zentralen Elektrode 14a in Form eines Flansches verbreitert ist.
  • Ein Flanschteil der zweiten Isolierschicht 15b-trennt die Gegenelektrode 16, das Ende 14b der zentralen Elektrode 14a und die Masseelektrode 12 voneinander. Dieser Aufbau funktioniert in gleicher Weise, wie der in Fig.
  • 4d dargestellt Aufbau.
  • In Fig. 4f ist ein Entladehohlraum 17 mit kleinem Volumen von rohrförmigen Wänden der zweiten Isolierschicht 15b begrenzt und ist das zurückgesetzte Ende der zentralen Elektrode 14a durch die Masseelektrode 12 eingefasst.
  • Ionisiertes Gas (Plasmagas), das im Entladehohlraum 17 während einer Hochenergieentladung erzeugt wirdr wird aufgrund seiner Eigenexpansion in die Hauptverbrennungskammer 6 ausgestossen, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
  • Die zentrale Elektrode 14a ist koaxial in der rohrförmigen zweiten Isolierschicht 15b angeordnet, wobei der Entladehohlraum 17, der innerhalb der Masseelektrode 12 gebildet ist, ein Ausstossloch 19 aufweist, das im wesentlichen denselben Innendurchmesser wie die Wände der zweiten Isolierschicht 15b hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gegenelektrode 16 in einem Stück mit der Masseelektrode 12.
  • so ausgebildet, dass der Kriechentladeweg 18 längs des Aussenumfanges des Entladehohlraumes 17 durch die zweite Isolierschicht 75b und die erste Isollrhicht 15a eingeschlossen ist.
  • In den Fig. 5A und 5B ist ein Beispiel einer Plasmazündanlage für eine Brennkraftmaschine in Form eines Vierzylinder-Dieselmotors dargestellt. Die Gleichstromenergieversorgung 51 in Fig. 5A und Fig. 5B kann beispielsweise die Batterie eines Fahrzeuges sein. In Fig. 5A und Fig. 5B sind weiterhin die gesamte Plasmazündanlage 52 zum Betätigen einer Vielzahl von Plasmazündkerzen 9a bis 9d mit einem Aufbau, wie er In Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, eine Steuerschaltung 53 für den Zündzeitpunkt, ein Detektor 54 für den ZUndzeitpunkt e Triggersignalgeneratoren 55a bis 55d, von denen jeder beispielsweise einen monostabilen Multivibrator umfasst, eine Schwingungsunterbrechungsschaltung 56, die beispielsweise einen monostabilen Multivibrator umfasst, ein Spannungskomparator 57, ein Operationsverstärker 58, der den Spannungskomparator 57 unter Verwendung eines einzigen Vorspannungsversorgung bildet, ein als öffner ausgebildeter Relaisschalter, der mit dem negativen Pol der Gleichstromversorgung 51 verbunden ist, und ein Energieversorgungsschalter 60 dargestellt, der mit dem positiven Pol der Gleichstromversorgung 51 verbunden ist. Wenn der Energieversorgungsschalter 60 angeschaltet wird, beginnt die gesamte Plasmazündanlage 52 zu arbeiten. In Fig. 5A und Fig. SB sind weiterhin ein erstes elektromagnetisches Relais 61, dessen elektromagnetiWsche Spule mit einem Ende mit dem Zündschalter 59 und mit dem anderen Ende mit dem Energieversorgungsschalter 60 verbunden ist, ein zweites, drittes, viertes und fünftes elektromagnetisches Relais 62a bis 62d, deren Kontakte als Schliesser ausgebildet sind und geschlossen werden, um entsprechende Kondensatoren 65a bis 65d zu entladen, wenn der Zündschalter 59 ausgeschaltet wird, eine Freilaufdiode die die über die elektromagnetischen Spulen 62a bis 62d geschaltet ist, und ein Gleichspannungswandler 63 dargestellt, dessen Eingangsklemmen mit dem Energieversorgungsschalter 60 verbunden sind. Der innere Schaltungsaufbau des Gleichspannungswandlers 63 ist im einzelnen in Fig. 6B dargestellt. Die Spannung der Gleichstromversdrgung wird durch eine erste Z-Diode ZD1 herabtransformiert, die mit dem Energieversorgungsschalter 60 verbunden ist, um eine konstante Gleichspannung von beispielsweise 12 V für den Gleichspannungswandler 63 zu liefern, wie es in Fig.
  • 5A dargestellt ist. Vier in Gegenrichtung sperrende Thyristortrioden, die im folgenden einfach als Thyristoren bezeichnet werden, dienen als Schaltelemente, deren Gateklemmen mit den entsprechenden Ausgangsklemmen der Triggersignalgeneratoren 55a bis 55d verbunden sind, deren Kathodenklemmen an Masse lieqen und deren Anodenklemmen mit der Ausgangsklemme des Gleichspannungswandlers 63 jeweils über die Dioden d1 bis d4 verbunden sind. Kondensatoren 65a bis 65d werden mit Zündenergie vom Ausgang des Gleichspannungswandlers 63 über entsprechende Diodend1 bis d4 aufgeladen. Induktionsspulen 66a bis 66d sind mit einem Anschluss entsprechender Kondensatoren 65a bis 65d verbunden.
  • Hochspannungskabel 67a bis 67d sind jeweils mit den entsprechenden Induktionsspulen 66a bis 66d verbunden, um eine Abstrahlung einer hochfrequenten Schwingung zu verhindern. Plasmazündkerzen 9a bis 9d, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, liegen zwischen dem entsprechenden Hochspannungskabel 67a bis 67d und Masse. Widerstände R1 bis R4 sind jeweils zwischen den entsprechenden Kondensator 65a bis 65d und den Kontakt des entsprechenden Relais 62a bis 62d geschaltet, um die Entladung des entsprechenden Kondensators 65a bis 65d über die entsprechende Diode d5 bis d8 zur Masse zu verzögern, wenn der Zündschalter 59 ausgeschaltet wird. Ein IC-Spannungsregler 68 ist mit dem Energieversorgungsschalter 60 und der Eingangsklemme des Gleichspannungswandlers 63 verbunden, um eine Gleichspannung von 8 V, die als der logische Wert 1 dieser Plasmazündanlage definiert ist, für die Steuerschaltung 53 für den Zündzeitpunkt und den Spannungskomparator 57 zu liefern. Ein Signal A für den Plasmazündzeitpunkt, das an eine Taktimpulseingangsklemme CLK des Detektors 54 für den Zündzeitpunkt zu legen ist, besteht aus einer Impulskette, deren Periode einer halben Umdrehung der Vierzylindermaschine entspricht, wie es in Fig. 6A dargestellt ist. Das Signal A kann dadurch erhalten werden, dass der Zündzeitpunkt wahrgenommen wird, an dem die Ventilnadel 1a jedes Kraftstoffeinspritzventiles 1 über einen nicht dargestellten Arbeitstransformator angehoben wird, um den Kraftstoff einzuspritzen. Ein Einzyklussignal B0 das an die Rücksetzklemme R des Detektors 54 für den Zündzeitpunkt zu legen ist, stellt ein Impulssignal dar, dessen Periode zwei Umdrehungen der Vierzylindermaschine entspricht, wie es in Fig. 6A dargestellt ist. Das Signal B wird mittels eines Sensors erhalten, der eine Scheibe mit einem am Aussenumfang vorstehenden Zahn, die an der Nockenwelle befestigt ist, die sich mit der Kurbelwelle mit der halben Frequenz der Kurbelwelle dreht, und einen elektromagnetischen Aufnehmer umfasst, der eine induzierte elektromotorische Kraft immer dann erzeugt, wenn der Zahn vorbeigeht. Bei einer Vierzylindermaschine hat das Signal B eine Periode von zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d.h. einen Drehwinkel von 720"0 Der Detektor 54 für den Zündzeitpunkt umfasst beispielsweise einen 4-Bit-Rìngzähler oder ein 4-Bit-Schieberegister mit vier in Reihe geschalteten D-Flip-Flop-SchaItungen und einem NOR-Glied, dessen Eingangsklemmen mit den Q-Ausgangsklemmen der ersten, zweiten und dritten D-Flip-Flop-Schaltung verbunden sind, während seine Ausgangsklemme an der Eingangsklemme der ersten D-Flip-Flop-Schaltung lIegt Das Signal B wird i ein Rücksetzimpulssignal H an der nachlaufenden Flanke des Signales B umgewandelt, wie es in Fig. 6A dargestellt ist.
  • Der Schaltungsaufbau des Detektors 54 für den Zündzeitpunkt ist in Fig. 6C dargestellt. Das Signal A liegt gleichfalls am Detektor 54 für den Zündzeitpunkt. Einer der zyklischen Impulse D, E, F und G wird der Reihe nach immer dann ausgegeben, wenn das Signal A für den Plasmazündzeitpunkt auf einen hohen Pegel kommt. Jeder Ausgangsimpuls D, E, F und G vom Detektor 54 für den Zündzeitpunkt liegt am entsprechenden Triggersignalgenerator 55a bis 55d.
  • Jeder Triggersignalgenerator 55a bis 55d umfasst beispielsweise einen monostabilen Multivibrator. Wenn einer der Ausgangs impulse D bis G am entsprechenden Triggersignalgenerator 55a bis 55d liegt, wird ein Triggersignal d bis g erzeugt und an den Gate-Anschluss des entsprechenden Thyristors 64a bis 64d gelegt. Zu diesem Zeitpunkt schaltet der entsprechende Thyristor 64a bis 64d durch, so dass die elektrische Ladung am entsprechenden Kondensator 65a bis 65d , die für die vier Zylinder vorgesehen sind, über den entsprechenden Thyristor 64a bis 64d,die entsprechende Plasmazündkerze 9a bis 9d, das Hochspannungskabel 67a bis 67d und die Induktionsspulen 66a bis 66d entladen wird.
  • Es tritt daher eine Plasmazündung an jedem der vier Zylinder entsprechend der vorgeschriebenen Zündfolge auf.
  • Das Signal A für den Plasmazündzeitpunkt liegt auch an der Schwingungsunterbrechungsschaltung 56 als ein Signal C über den Detektor 54 für den Zündzeitpunkt, wie es in Fig 5A dargestellt ist, der beispielsweise einen monostabilen Multivibrator umfasst. Wenn das Signal A auf den logischen Wert 1 kommt, gibt die Schwingungsunterbrechungsschaltung 56 ein Impulssignal J mit einer Impulsbreite von etwa einer Millisekunde an die Unterbrechungsklemme des Gleichspannungswandlers 63 aus, so dass die Schwingung des Gleichspannungswandlers 63 unterbrochen wird und keine Gleichhochspannung einem der Kondensatoren 65a bis 65d während der Periode der Dauer des Impulssignales ausgegeben wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt einer der entsprechenden Thyristoren 64a bis 64d aufgrund eines anliegenden Triggersignales durchgeschaltet ist, sperrt dieser Thyristor 64a bis 64d wieder, wenn die entsprechende Diode d1 bis dd sperrt, da der hochfrequente Schwingunysstrom unter den Haltestrom jedes Thyristors 64a bis 64d abfällt Die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 63 liegt auch am Spannungskomparator 57. Im Spannungskomparator 57 wird die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 63 geteilt und an den nicht-invertierenden, d.h. positiven Eingang des Operationsverstärkers 58 gelegt. Die Gleichspannung von 8 V vom Regler 68 wird gleichfalls geteilt und an den invertierenden, d.h. negativen Eingang des Operationsverstärkers 58 gelegt. Wenn die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 63 unter eine vorgeschriebene hohe Gleichspannung fällt, gibt der Operationsverstärker 58 eine unter dem SChwellenwert liegende Spannung über eine Diode d an die Unterbrechungsklemme des Gleichspannungswandlers 63 aus, so dass der Gleichspannungswandler 63 seinen Schwingungsbetrieb wieder aufnimmt. Wenn andererseits die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 63 über die vorgeschriebene Spannung ansteigt, gibt der Operationsverstärker 58 eine Spannung mit hohem Pegel (8 V) über die Diode d10 aus, so dass der Gleichspannungswandler 63 seinen Schwingungsbetrieb beendet.
  • Das als öffner ausgebildete Relais 59, das in Verbindung mit der Gleichstromversorgung vorgesehen ist, öffnet auf ein Ausgangssignal des Maschinendrehzahldetektors 69 ansprechend, das anzeigt, dass die Maschinendrehzahl einen Wert Uberschritten hat, der dem T.eerlauf cntspricht, so dass die Spannungsversorgung für den Gleichspannungswandler 63 unterbrochen wird. Folglich können die Plasmazündke:rzen 9a bis 9d keine Plasmazündungen bewirken, so dass der Dieselmotor auf die Selbstzündung übergeht.
  • Da in der oben beschriebenen Weise gemäss der Erfindung der Kraftstoff in Richtung auf die Plasmazündkerze eingespritzt wird, so dass die Plasmazündung immer ausreicht, den Kraftstoff zu zünden, kann zum Zeitpunkt des Startes eine augenblickliche Verbrennung des Kraftstoffes sichergestellt werden und können die Verbrennungsgeräusche herabgesetzt werden.
  • Da weiterhin ein Teil des Kraftstoffes während des Laufes der Maschine unter Last in Richtung auf die Plasmazündkerze eingespritzt wird, kann die Dauerhaftigkeit, d.h.
  • die Lebensdauer erhöht werden.
  • Leerseite

Claims (9)

  1. PATENTANSPRUCHE 1. Zündanlage für eine Brennkraftmaschine vom Typ indes Dieselimotors, g e k e n n z e i c h n e t durch a) eine Einrichtung (8) zum Zuführen des Kraftstoffes in eine Verbrennungskammer (2), und b) eine Plasmazündkerze (9), auf die wenigstens ein Teil des Kraftstoffes von der Kraftstoffzuführungseinrichtung (8) gerichtet ist und die synchron mit dem Zeitpunkt der Kraftstoffzuführung durch die Kraftstoffzuführungseinrichtung (8) entlädt 2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k en n -z e i c h n e t , dass die Kraftstoffzuführungseinrichtung (8) ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem zusätzlichen Loch (11) in der Nähe desjenigen Loches (10) ist, durch das der Kraftstoff hauptsächlich eingespritzt wird, um Kraftstoff auf das vordere Ende der Plasmazündkerze (9) einzuspritzen.
  2. 3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Plasmazündkerze (9) umfasst: a) einen zentralen Elektrodenstab (14a) mit einem Flanschteil (14b)am vorderen Ende, b) einen Masseelektrodenstab (12) mit einem Ring am vorderen Ende, wobei ein Spalt (17) zwischen dem Ring und dem Flanschteil (14b) der zentralen Elektrode (14a) vorgesehen ist, und c) ein erstes Isolierelement (1 ob)1 das zwischen und neben den äusseren Enden der Masseelektrode und der zentralen Elektrode (12, 14a) so vorgesehen ist, dass ein Kriechentladeweg (18) gebildet ist.
  3. 4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das erste Isolierelement (15b) eine Halbleitereinrichtung aus einem keramischen Material ist, das mit einem pulverförmigen leitenden Metall gemischt ist.
  4. 5. Zündanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n -e i c h 1'L n e t , dass die Plasmazündkerze (9) umfasst: a} einen zentralen Elektrodenstab (14) mit einem Flanschteil (16) in einem gegebenen kurzen Abstand von seinem vorderen Ende, b) einen Masseelektrodenstab (12) mit einem Ring am vorderen Ende, wobei ein Spalt (17) zwischen dem Ring und dem vorderen Ende der zentralen Elektrode (14) gebildet ist, und c) ein erstes Isolierelement (15bug, von dem ein Endteil in Sandwichbauweise zwischen dem Ring des Masseelektrodenstabes (12) und dem Flanschteil (16) der zentralen Elektrode (14) liegt, so dass ein Kriechentladeweg (18) gebildet ist.
  5. 6. Zündanlage nach Anspruch 1 und 2,dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Plasmazündkerze (9) umfasst: a) einen zentralen Elektrodenstab (14a) b) ein erstes Isolierelement (15b) mit einem rohrförmigen Teil,der länger als der zentrale Elektrodenstab (14a) ist und konzentrisch darum verläuft, und c) eine Masseelektrode (12), die einen Ring am vorderen Ende und einen rohrförmigen Teil (16) aufweist, der vom Umfang des Ringes aus so verläuft, dass das erste Isolierelement (15b) in Sandwichbauweise zwischen dem zentralen Elektrodenstab (14a) und dem rohrförmigen Teil (16) der Masseelektrode liegt, so dass ein Entladehohiraum (17) zwischen den Enden der zentralen Elektrode (14a)und der Masseelektrode (12) gebildet ist.
  6. 7. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Isolierelement (15b) eine Halbleitereinrichtung aus einem keramischen Material ist, das mit einem pulverförmigen leitenden Metall gemischt ist.
  7. 8. Zündanlage nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Isolierelement (15b) eine Halbleitereinrichtung aus einem keramischen Material ist, das mit einem pulverförmigen leitenden Metall gemischt ist.
  8. 9. Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine vom Typ eines Dieselmotors mit einer Plasmazündkerze, deren Arbeitsspitze in einer Verbrennungskammer angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass a) Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, wobei wenigstens ein Teil des Kraftstoffes auf die Spitze der Plasmazündkerze gerichtet wird, b) die Plasmazündkerze synchron mit dem Verfahrensschritt a) entladen wird, um den Kraftstoff zu zünden, und c) die Verfahrensschritte a) und b) wiederholt werden, bis der Dieselmotor eine Drehzahl erreicht, bei der eine Selbstzündung des eingespritzten Kraftstoffes unterhalten werden kann.
DE19813151547 1980-12-29 1981-12-28 Zuendverfahren und zuendanlage fuer einen dieselmotor Withdrawn DE3151547A1 (de)

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