DE3309256A1 - Vorrichtung zum starten eines dieselmotors mit plasma-zuendkerzen - Google Patents
Vorrichtung zum starten eines dieselmotors mit plasma-zuendkerzenInfo
- Publication number
- DE3309256A1 DE3309256A1 DE19833309256 DE3309256A DE3309256A1 DE 3309256 A1 DE3309256 A1 DE 3309256A1 DE 19833309256 DE19833309256 DE 19833309256 DE 3309256 A DE3309256 A DE 3309256A DE 3309256 A1 DE3309256 A1 DE 3309256A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- insulator
- ignition energy
- spark
- fuel
- center electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/12—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having means for strengthening spark during starting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/46—Sparking plugs having two or more spark gaps
- H01T13/467—Sparking plugs having two or more spark gaps in parallel connection
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorri:itung zum Starten
eines Dieselmotors bei Drehen eines Anlassermotors, wobei eine Zündkerze in einer Vor- oder Hi Ifsbreinkammer, z.B.
einer Wirbelkammer, eines jeden Motorzylidlers anstelle
einer üblichen Glühkerze angeordnet ist, so daß der Motor sofort und ohne Anwärmvorgang, der bei Verwendung einer
Glühkerze erforderlich ist, starten kann.
Startvorrichtungenmit Glühkerzen wurden herkömmlicherweise dazu benutzt, Brennkraftmaschinen der Diesel-Bauart zu starten.
Hierbei ist ein Brennstoffeinspritzventil in einer oberhalb
einer Hauptbrennkammer befindlichen Wirbelkammer, die über eine Einspritzöffnung mit der Hauptbrenn'<
= -imer verbunden iö ist, angeordnet. Die Glühkerze ist mit Hilfe eines Gewindestücks
in der Wirbelkammer so gehalten, ca3 ihr Heizteil
in der Wirbelkammer dem vom Brennstoffeinspritzventil ein-
gedüsten Brennstoffnebel ausgesetzt ist. Von einer Batterie
wird über einen Zündschalter der Glühkerze eine Gleichspannung zugeführt. Der Pluspol der Batterie ist mit dem Zündschalter,
der einen "Start"-, "An"-, "Anwärm"- und "Stop"-
s Anschluß hat, verbunden. Der "Start"- und der mit einer
Kontrollampe verbundene "AnwärnT'-Anschluß sind an die Glüht
ersten, von denen jede einem Zylinder zugeordnet ist, geführt.
Bei dem herkömmlichen, oben beschriebenen Motorstartsystem
fließt ein Gleichstrom von der Batterie über den auf die "Anwärm"-Stellung eingestellten Zündschalter zu jeder Glühkerze,
um den Dieselmotor zu starten. Jede der Glühkerzen glüht nach Anlegen des Gleichstroms für einige Zehntelbis
einige Sekunden unter ausreichender Wärmeentwicklung. Nach Anwärmen der Glühkerzen wird der Zündschalter in die
"Start"-Stellung gebracht, um einen Anlassermotor zum Drehen
zu bringen, der den Motor anwirft, während die Gleichspannungszufuhr
zu den Glühkerzen aufrechterhalten bleibt.
Eine bestimmte Menge an Brennstoff wird vom Einspritzventil
in die Wirbelkammer, in der komprimierte Luft von hoher Temperatur wirbelt, eingespritzt, so daß die Verbrennung des
Brennstoffs ausgelöst wird.
Jedoch liegt hier ein Problem insofern vor, als das Starten des Motors lange Zeit dauert, weil einige Zehntel- bis einige
Sekunden vor dem Anwerfen des Motors erforderlich sind, um die Glühkerzen anzuwärmen. Darüber hinaus muß ein großer
Strom von etwa 10 - 15 A durch die Glühkerzen für eine derart lange Zeitspanne geschickt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit
der Batterie stark herabgesetzt wird. Das tritt ganz besonders in Erscheinung, wenn der Motor bei Umgebungsbedingungen mit niedriger Temperatur gestartet wird.
Ausgehend von dem geschilderten Problem ist es ein Ziel der
Erfindung, eine neuartige Startvorrichtung für einen Dieselmotor zu schaffen, die den Anwärmvorgang sowie die einen
hohen Verbrauch für die Batterie darstellende und unwirtschaftliche
Leistungsaufnahme unnötig macht.
Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, daß anstelle der" herkömmlichen Glühkerze innerhalb der Wirbelkammer eine. Zündkerze
angeordnet wird, die eine Mittelektrode, einen aus keramischem Werkstoff gebildeten Isolator sowie mehrere
Masseelektroden umfaßt und zwischen der Mittelel&trode sowie
den Masseelektroden einen einen Luftspalt der Isolatoroberfläche einschließenden Entladungsweg aufweist. Eine am Entladungsteil
oder -weg auftretende Entladung zündet und verbrennt einen Teil des von der Oberfläche des Isolators adsorbierten
Brennstoffs, und die durch eine Kriechentladung auf einem Teil der Oberfläche des Isolators erzeugte Flamme
zündet und verbrennt den Brennstoffnebel.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungenerläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen abgebrochenen Schnitt eines Diesel-motor-Zylinders
mit einer Glühkerze zum Starten des Motors;
Fig. 2 ein elektrisches Schaltschema zur Energieversorgung einer Mehrzahl von Glühkerzen, wie eine solche in
Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Zündkerze, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung kommt;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Zündkerze, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung kommt;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Kopfes der Zündkerze
von Fig. 3, gesehen in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Kopfes einer Zündkerze gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der
Erfindung ;
Fig. 6 einen abgebrochenen Schnitt eines Dieselmotor-Zylinders,
der die in Fig. 3 gezeigte Zündkerze enthält;
Fig. 7(A) ein elektrisches Schaltscherna einer Dieselmotor-Startvorri-chtung,
mit der einer Mehrzahl von Zündkerzen, wie sie in Fig. 3 und 6 gezeigt sind, Zündenergie
zugeführt wird;
Fig. 7(B) ein Blockbild einer Schaltung, die in Fig. 7A gezeigten Schalungselementen zuzuführende Impulssignale
erzeugt;
Fig. 8 ein weiteres elektrisches Schaltschema einer Dieselmotor-Startvorrichtung,
mit der einer Mehrzahl von Zündkerzen, wie sie in Fig. 3 und 6 gezeigt sind,
Zündenergie zugeführt wird.
Die Fig. 1 zeigt eine typische Dieselmotor-Konstruktion, bei der eine Glühkerze vorhanden ist.
Ein Hauptbrennraum 3 ist teilweise vom Boden des im Motorzylinder
1 befindlichen Kolbens 2 begrenzt. Oberhalb des Hauptbrennraumes 3 ist bei dem Dieselmotor von Fig. 1 eine
Wirbelkammer 4 von im wesentlichen kuegelförmiger Gestalt
2C angeordnet. In die Wirbelkammer 4 wird über eine Ansaugöffnung
Luft eingeführt, so daß ein Wirbel entsteht. Am Zylinder 1 ist ein Brennstoffeinspritzventil 5 so befestigt, daß
eine Einspritzdüse dieses Ventils in die Wirbelkammer 4 gerichtet ist. An einer Wand 4a der Wirbelkammer 4 ist eine
Glühkerze 6 mit Hilfe eines Gewindestücks 7 so angebracht, daß ihr Glührohr 8 in die Wirbelkammer 4 hineinragt, wobei
also das Glührohr 8 dem vom Einspritzventil 5 ausgehenden Brennstoffnebel ausgesetzt ist. Dem Zylinder 1 ist u.a.
auch ein Auslaßventil 10 zugeordnet. SO
Die Fig. 2 zeigt eine Schaltung zur Zufuhr von Gleichstrom zu jeder der Glühkerzen 6a-6d, wobei je eine solche Glühkerze
jeweils in einem entspr-echenden Zylinder, wie in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet ist.
Α
χ Gemäß Fig. 2 ist zwischen einer Batterie 11 und den vier
Glühkerzen 6a - 6d (im Fall eines Vierzylindermotors) ein Zündschalter 12 vorhanden, der vier Stellungen aufweist,
und zwar "Start", "An", "Vorwärmen" und "Halt". Es ist klar, daß der "Starf-Anschluß mit dem (nicht gezeigten)
Anlassermotor verbunden ist. Ein Ende einer jeden Glühkerze 6a - 6d ist einerseits direkt mit der "Starf'-Klemme und
andererseits über eine Kontrollampe 13 mit dem "Vorwärm"-Anschluß des Zündschalters 12 verbunden.
Wenn der Zündschalter 12 auf die "Vorwärm"-Stellung eingestellt
wird, dann fließt ein Gleichstrom von der Batterie 11 über den Zündschalter und die Kontrollampe 13 zu jeder
der vier Glühkerzen 6a - 6d, die daraufhin zu glühen beginnen. Nach dem Anwärmen jeder Kerze 6a - 6d für einige
Zehntel- oder Sekunden wird der Zündschalter 12 in die "Start"-Stellung gebracht, um einen (nicht gezeigten) Anlassermotor
zum Drehen zu bringen, während die Glühkerzen 6a - 6d weiterhin Gleichstrom von der Batterie 11 abnehmen.
Dann wird ein Brennstoffnebel mit komprimierter Luft in
der Wirbelkammer 4 vermischt, so daß die Verbrennung des Brennstoffs einsetzt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Zündkerze 14 von bevorzugter Ausführungsform gemäß der Erfindung, die in einen Motorzylinder
nach Fig. 1 eingesetzt wird.
Die Zündkerze 14 hat eine Mittelektrode 15, einen diese umschließenden Isolator 16 von im wesentlichen zylindrischer
oder leicht kegelstumpfförrniger Gestalt, wobei lediglich
die Spitze der Mittelektrode 15 aus dem Isolator herausragt, und Mne Mehrzahl von Masseelektroden 17a - 17d, die
rund um den Isolator angeordnet sind (bei der Zündkerze von Fig. 3 und 4 sind vier Masseelektroden vorhanden, von
ΰί) denen die Elektrode 17d jedoch nicht sichtbar ist).
Die Mittelelektrode 15 ist mit einem Hochspannungsansch Iu':
19 verbunden und gegenüber dem Schaft 18 elektrisch isolis'
Die Masseelektroden 17a - 17d sind dagegen elektrisch und pechanisch mit einem Befestigungsstück 20, z.B. einem Gewit.bestück,
der Zündkerze 14 verbunden, das dazu dient,
die Kerze in der Wand 4a der Wirbelkammer, wie Fi g. 1 zeigt, zu halten. Der Motorblock wirkt für die Masseelektroden al: Erde. Von der aus dem Isolator 16 vorragenden Spitze der
mittelelektrode 15 und den gegenüberliegenden Stirnflächen
die Kerze in der Wand 4a der Wirbelkammer, wie Fi g. 1 zeigt, zu halten. Der Motorblock wirkt für die Masseelektroden al: Erde. Von der aus dem Isolator 16 vorragenden Spitze der
mittelelektrode 15 und den gegenüberliegenden Stirnflächen
der f'iasseelektroden 17a - 17d wird ein Entladungsweg bestimmt,
auf dem eine Funkenentladung auftritt, wenn eine die
dielektrische Durchschlagspannung überschreitende Spannung an den Hochspannungsanschluß 19 gelegt wird. Der Entladung
weg schließt die Flächen des Isolators 16, die zwischen
den freien Enden der Masseelektroden und der Spitze der Mitelelektroden
15 liegen, sowie die vom freien Ende jeder
Masseelektrode und der gegenüberliegenden Fläche des Isclc tors 16 abgegrenzten Luftspalte G ein. Insofern müssen cie Lagen des freien Endes der Mittelektrode 15, des Isolator 16 und jeder Masseelektrode 17a - 17d zueinander in der
richtigen Weise ausgewählt werden. Die axiale Versetzung zwischen der Frontfläche des Isolators 16 und den freien
Enden der Masseelektroden 17a - 17d beträgt vorzugsweise
1 mm oder mehr.
Masseelektrode und der gegenüberliegenden Fläche des Isclc tors 16 abgegrenzten Luftspalte G ein. Insofern müssen cie Lagen des freien Endes der Mittelektrode 15, des Isolator 16 und jeder Masseelektrode 17a - 17d zueinander in der
richtigen Weise ausgewählt werden. Die axiale Versetzung zwischen der Frontfläche des Isolators 16 und den freien
Enden der Masseelektroden 17a - 17d beträgt vorzugsweise
1 mm oder mehr.
Es ist darauf hinzuweisen, daß für den Isolator ein Materi erforderlich ist, das Brennstoff an seiner Oberfläche adso
bieren oder anlagern kann; vorzugsweise kommt ein poröser
Keramikwerkstoff, z.B. eine Al-Oxid-Keramik, zur Anwendung.
30
Andererseits wird für die Elektroden ein Metall mit hohem
Schmelzpunkt, z.B. Wolfram oder eine Legierung dessen,
um die Standfestigkeit zu steigern, vorgezogen.
um die Standfestigkeit zu steigern, vorgezogen.
Die Fig. 6 zeigt einen Motorzylinder 1, bei dem die Zünckerze
14 über ihr Befestigungsstück 20 in die Wand 4a der Wirbelkammer 4 eingesetzt ist. In diesem Fall ist die Ken-
/IO
14 so in der Wirbelkammer 4 gehalten, daß ihr zwischen der
Stirnfläche des Isolators 16 und dem Luftspalt G gebildeter Entladungsbereich im wesentlichen mit der Mitte des vom
Einspritzventil 5 ausgehenden BrennstoffnebelprofiIs oder
δ -Schemas zusammenfällt.
Eine typische Schaltung zur Speisung der Zündkerzen 14a 14d ist in Fig. 7(A) gezeigt, die auf den Fall eines Vierzylinder-Dieselmotors
mit je einer in jedem Zylinder ange-IC ordneten Zündkerze abgestellt ist.
In Fig. 7(A) ist ein Spannungsverstärker 21 angedeutet, dessen Arbeitsweise über ein Impulssignal So gesteuert wird.
Ferner weist die Schaltung Dioden D1 und D2, Thyristoren Qa - Qd, deren Aktivierung über Impulssignale Sa - Sd gesteuert
wird, erste Kondensatoren C1 a - C1d und zweite Kondensatoren
C2a - C2d auf.
Darüber hinaus sind Zusatz-oder Saugtransformatoren 22 mit
2C einer Primärwicklung L1 und einer Sekundärwicklung L2 vorhanden.
Die Zündkerzen 14a - 14d weisen jeweils einen Aufbau auf,
wie er oben erläutert wurde.
Das in Fig. 7(A) gezeigte Zündsystem arbeitet in der nachstehend beschriebenen Weise.
Um den Motor zu starten, wird der Anlassermotor erregt, wobei die in Fig. 7(A) gezeigte Schaltung zur Lieferung von
Zündenergie tätig wird.
Wenn der Motor dreht, wird der von der (nicht gezeigten) Brennstoffpumpe unter Druck zugeführte Brennstoff durch
zz das Einspritzventil 5 als ein Nebel zu vorgegebenen Zeitpunkten
in die Wirbelkammer 4 eingespritzt. Da zur Zeit des Motorstarts (insbesondere bei relativ niedriger Umge-
bungstemperatur) die Temperatur in der Wirbelkammer 4 sowie
im Hauptbrennraum 3 niedrig ist und der v:i Ventil 5 eingespritzte
Brennstoff während des Starts ni'.-.t vollständig zerstäubt werden kann, wird der eingespritzte Brennstoff
nicht spontan zünden.er wird vielmehr in c~r Wirbelkammer
■i und dem. Hauptbrennraum. 3 rundum verstre-" und lagert sich
an 1er Oberfläche des Isolators 16 jeder cer Zündkerzen
14a - 14d an.
Die niedrige Gleichspannung (12 V) der Batterie 11 wird bei
dem System von Fig. 7(A) zu einer hohen Spannung (+ 1500 V) mit Hilfe des Spannungsverstärkers 21 angehoben, und mit
dieser Spannung wird über die jeweilige erste Diode D1 jeder der ersten Kondensatoren C1a - C1d geladen. Zu dieser
Zeit liegt, der andere Anschluß jedes der eisten Kondensatoren
C1a - C1d, der zu den Stellen Ya - -i, wie Fig. 7(A)
zeigt, Verbindung hat, an Masse.
Wenn jedes Impulssignal Sa - Sd an den Ga--eranschluß
des zugehörigen Thyristors Qa - Qd in Aufeinanderfolge zu einem Zeitpunkt, der mit dem Zeitpunkt jer Brennstoffeinspritzung
vom jeweiligen Brennstoffventil 5 synchronisiert
ist, gelegt wird, so schaltet der das entsprechende Impulssignal Sa - Sd empfangende Thyristor Qa - Qd an, und das
Potential an der zugehörigen Stelle Xa - Xd wird abrupt an Masse gelegt. Damit ändert sich das Potential an den jeweiligen
Stellen Ya - Yd von 0 V auf -15G0 V.
Auf diese Weise wird wegen der Potentialä^derun.g an den einzelnen
Stellen Ya - Yd von 0 V auf -1500 V parallel zum Saugtransformator 22 eine Spannung gelegt. Ein die Primärwicklung
L1 jedes Transformators 22 und den zugeordneten
zweiten Kondensator C2a - C2d umfassender 3rimärkreis erzeugt
eine Dämpfungsschwingung,worauf eine Sekundärwicklung L2 des
jeweiligen Transformators 22 eine abrupt nohe Stoßspannung
mit einem Spitzenwert von etwa -20 kV erzeugt, der dem
Wicklungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung
L1 bzw. L2 direkt proportional ist. Diese hohe Stoßspannung mit dem Spitzenwert von -20 kV wird an die jeweilige Zündkerze
14a - Hd gelegt, so daß längs des Entl adungsweges zwischen der Mittelelektrode 16 und den Masseelektroden
17a - 17d eine Funkenentladung erzeugt wird. Demzufolge wird
der an der Oberfläche des Isolators 16 angelagerte Brennstoff entzündet. Da auf Grund der beschriebenen Entladung der
Isolationswiderstand zwischen den Elektroden auf im wesentlichen Null vermindert wird, wird die im jeweiligen Kondensator
gespeicherte hohe Energie mit einem Aert von annähernd
0,5 - 2 J in die zugeordnete Zündkerze 14a - 14d über die Sekundärwicklung L2 des Saugtransformators 22 in einer sehr
kurzen Zeitspanne (etwa 0,1 ms) abgegeben. Deshalb tritt längs der Stirnfläche des Isolators 16 eine Kriedentladung
in Form eines flammenartigen Plasmastrahls von hoher Energie auf. Die Kriechentladung bewirkt eine Zündung sowie Verbrennung
des eingespritzten Brennstoffs, und de Wuch-. der Verbrennung
bringt den Motor zum Anlaufen.
Die oben beschriebene Betriebsweise wird für jeden Zylinder
des Dieselmotors durchgeführt, da jedes de·* Impuissignale
Sa - Sd den jeweiligen Thyristor Qa - Qd in Übereinstimmung
mit der Einstellung der Zündung für jeden Motorzylinder zugeschickt wird.
Des weiteren beendet der Spannungsverstärker 21 (z.B. ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler) seine Verstärkungstätigkeit
bei Empfang des Impulssignals So, so daß demzufolge die
Thyristoren Qa - Qd abschalten, nachdem die Entladung der elektrischen Ladung vom jeweils zugehörigen ersten Kondensator
C1 a - C1d beendet ist.
Es ist zu bemerken, daß jedes Impulssignal So und Sa - Sd
von einem Zündsignalerzeuger S, für den die Fig. 7(B) ein d5 Beispiel zeigt, zum vorbestimmten Zeitpunkt geliefert wird.
Ein Signalerzeuger SG weist einen Kurbelwinkelf üMar auf,
der ein 180°-Signal ausgibt, wann immer der Motor 180°
durchläuft, und ein 72O°-Signal ausgibt, wann immer die Kurbelwelle
um 720° dreht. Das 180°- und 720°-Signal kann auch vom Zeitpunkt der Brennstoffzufuhr durch die Brennstoffpumpe
abgeleitet werden.
5
5
1Me Fig. 5 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform
für- eine Zündkerze gemäß der Erfindung, wobei die freiliegende Spitze der Mittelekektrode 15' eine sich verjüngende
Form hat, d.li. eine schwach yeneiyte Kegelstumpf form.
Mit dieser Gestaltung der Mittelekttrode 15' kann an der Zündkerze 14· nur derjenige Teil der freien Spitze der Mittelelektrode
15* eine« Verschleiß unterliegen, der dem Isolator 16 benachbart ist, und es kann nicht die Umfangskante
der Stirnfläche der Mittel elektrode 15' wegerodieren.
Bei einem herkömmlichen Dieselmotor-Startsystem mit Glühkerzen tritt (im Fall eines Vierzylindermotors) eine große
Temperaturdifferenz zwischen dem ersten sowie vierten, an den Enden der Kurbelwelle gelegenen Zylinder und dem zweiten
sowie dritten Zylinder, die längs der Kurbelwelle zwischen dem ersten sowie vierten Zylinder liegen, auf, wenn
die Kennwerte der Abgastemperatur mit Bezug zur verstrichenen Zeit während des Startvorgangs des Motors gemessen
werden. Es besteht folglich eine Ungleichheit in der Zylindertemperatur
und dem Verbrennungszustand unter den Motorzylindern.
Um diese Situation zu meistern, kann beispielweise die Kapazität der ersten, dem ersten und vierten Zylinder #1
und #4 zugeordneten Kondensatoren 1yF und diejenige der
dem zweiten sowie dritten Zylinder #2 und #3 zugeordneten Kondensatoren 0,5 uF sein. Auf diese Weise wird ein Unterschied
in der Kapazität der ersten Kondensatoren für die außen- sowie innenliegenden Zylinder geschaffen, so daß die
elektrische Ladung innerhalb der ersten Kondensatoren C1a sowie C1d und C1b sowie CIc9 d.h. die durch jede Zünd-
Αψ
-γ-
kerze 14a - 14d zu entladende Energiemenge, in geeigneter
Weise eingestellt wird. Das hat zum Ergebnis, daß die Temperatur eines jeden Motorzylinders und sein Verbrennungszustand
ausgeglichen werden und somit eine günstige Brennstoffverbrennung
für alle Motorzylinder erreicht werden kann.
Die Fig. 8 zeigt eine weitere Schaltung zur Lieferung von Zündenergie, wobei ein Verteiler DIST und eine Zündspule
IC zur Anwendung kommen. Hierbei erfolgt die Furkenentladung
an jeder Zündkerze 14a - 14d in Aufeinanderfolge gemäß der
vorgegebenen Zündfolge aufgrund der hohen Stoßspannung von der Zündspule IC, wenn ein Transistor Tr abgeschaltet wird.
Die anschließende Kriechentladung tritt auf, wenn die Erie rgie
in jedem der dritten Kondensatoren C3a und C3b in das zugehörige Paar von Zündkerzen 14a, 14c und 14b, 1 4d entladen
wird. Da die beiden Zündkerzen derart zusammengefaßt sind,
daß jeweils im einen zugeordneten Zylinder der Verbrennungshub abläuft, während im anderen der Auspuffhub erfolgt,
so erzeugt die zusätzliche Zündkerze nur eine überflüssige Kriechentladung. Die in Fig. 8 gezeigte Zündenergieschaltung
ist in der JP-A-57-186 065 offenbart. Die Zahl der dritten
Kondensatoren kann auf die Hälfte der Zündkerzen 14a - 14d herabgesetzt werden.
Gleicherweise kann in diesem Fall der Kapazitätswert des einen dritten Kondensators C3a, der dem ersten und dritten
Zylinder #1 und #3 zugeordnet ist, auf die Hälfte des Werts des anderen dritten Kondensators C3b vermindert werden.
Es ist zu bemerken, daß zwei Fühler Sri und Sr2 rund um
einen Rotor r, der eine Halbdrehung bei halber Drehzahl der Motorkurbelwelle ausführt, und rechtwinklig zueinander
angeordnet sind, so daß, wann immer der Rotor r um 90° dreht, ein Fühler ein Sprung- oder Stoßsignal in eine ent-
a5 sprechende WeIlenformungs- und Verzögerungsschaltung 24
oder 24' abgibt.
Wie beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung eine Zündkerze mit einer Mittelelektrode, mit einem Isolator aus einem
Material, das adsorbierende Eigenschaften in bezug auf den Brennstoff hat, und mit einer Mehrzahl von Masseelektroden
^ an <ler Stelle von Glühkerzen für das Starten eines Dieselmtors
verwendet. An die Zündkerze wird eine hohe Spannung jeltgt, so daß eine zwischen den Elektroden erzeugte Entladung
bewirkt, daß der am Isolator angelagerte Brennstoff entzündet sowie verbrannt wird, und die durch die Kerze
geschickte hohe Energie ruft längs der zwischen den Elektroden
gelegenen Oberfläche des Isolators eine Kriechentladung in Form eines flammenähnlichen Plasmastrahls hervor, so daß
der eingespritzte Brennstoff gezündet und verbrannt wird. Demzufolge kann eine vollständige Verbrennung des in die
Wirbelkammer eingedüsten Brennstoffnebels erreicht werden, und zwar insbesondere im Fall des Motoranlassens bei niedriger
Umgebungstemperatur, wodurch der Motor sofort und ohne einen Vorwärmvorgang starten kann. Ferner wird ein sparsamer
Umgang mit der elektrischen Energie der Batterie erreich"
Claims (6)
- Patentansprüchea). durch eine Mehrzahl von Zündkerzen (14), von denen jede innerhalb einer ein Brennstoffeinspritzventil (5) aufweisenden Kammer (4) im Weg des vom Einspritzventil eingedüsten Brennstoffs liegt und i) eine längliche Mittelelektrode (15), ii) einen aus einem Werkstoff mit brennstoffadsorbierenden Eigenschaften gefertigten, die Mittelelektrode bis auf nur eine vorragende Spitzeumschließenden Isolator (16) undiii) eine Mehrzahl von länglichen, symmetrisch rund um den Isolator angeordneten Masseelektroden (17a-17d), die zusammen mit der vom Isolator vorragenden Spitze der Mittelelektrode einen Entladungsweg bestimmen, wobei der Entladungsweg so angeordnet ist, daß er einen Teil der Oberfläche des Isolators (16) und einen zwischeneiner Stirnfläche jeder Masseelektrode sowie der gegenüberliegenden Isolatorfläche gebildeten Luftspalt (6) einschließt, umfaßt, und b) durch eine mit den Zündkerzen (14a-14d) verbundene, Zündenergie zuführende Schaltung, die zusammen mit einem Anlassermotor betätigt wird sowie eine hohe Stoßspannung erzeugt und diese entsprechend einer vorgegebenen, mit der Einspritzzeiteinstellung des Brennstoffeinspritzventils synchronisierten Zündfolge durch jede der Zündkerzen schickt, so daß längs deren Entladungsweg eine Funkenentladung auftritt, und die durch die eine der Zündkerzen, an der die Funkenentladung auftritt, eine hohe Zündenergie führt, um längs der Umfangsflache des Isolators zwischen den Elektroden eine Kriechentladung zu erzeugen.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (16) aus einem Aluminiumoxid-Keramikwerkstoff besteht.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehende Spitze der Mittelelektrode (15) eine kegelstumpfförmige Gestalt hat.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (15) und die Masseelektroden (17a-17d) aus Wolfram oder einer Wolframlegierung gefertigt sind.QQ
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zündenergieschaltung erzeugte hohe Zündenergie in Abhängigkeit von der jeweils mit Energie versorgten Zündkerze unterschiedlich ist, um den Wert an dem zugeordneten Zylinder zuzuführender Zündenergie so einzustellen, daß der Verbrennungszustand und die Temperatur der Zylinder untereinander ausgeglichen sind.1
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den an den äußersten Enden der Kurbelwelle angeordneten Zylindern zugeführte Zündenergie höher ist als die den anderen, längs des mitt-5 leren Teils der Kurbelwelle liegenden Zylindern zugeführte Zündenergie.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57044707A JPS58162718A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | ディーゼルエンジン始動用点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3309256A1 true DE3309256A1 (de) | 1983-10-06 |
DE3309256C2 DE3309256C2 (de) | 1988-01-07 |
Family
ID=12698884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833309256 Granted DE3309256A1 (de) | 1982-03-23 | 1983-03-15 | Vorrichtung zum starten eines dieselmotors mit plasma-zuendkerzen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4487177A (de) |
JP (1) | JPS58162718A (de) |
CA (1) | CA1209426A (de) |
DE (1) | DE3309256A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3736630A1 (de) * | 1987-10-29 | 1989-05-11 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Brennverfahren |
DE4422939A1 (de) * | 1994-06-30 | 1996-01-04 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für Brennkraftmaschinen |
DE102004052705B4 (de) * | 2003-10-31 | 2010-06-17 | Woodward Governor Co., Fort Collins | Vorrichtung zur Erfassung von Ionisationssignalen in Diesel- und Zwei-Modus-Motoren mit Plasmaentladungssystemen |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4730582A (en) * | 1986-12-15 | 1988-03-15 | Lindsay Maurice E | Performing spark plug |
US4757788A (en) * | 1987-03-06 | 1988-07-19 | Sylvan Simons | Ignition system |
US4748947A (en) * | 1987-06-22 | 1988-06-07 | Ford Motor Company | Ignition system and method for multi-fuel combustion engines |
DE3807841A1 (de) * | 1988-03-10 | 1989-09-21 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine mit einem haupt- und hilfsbrennraum |
US4996967A (en) * | 1989-11-21 | 1991-03-05 | Cummins Engine Company, Inc. | Apparatus and method for generating a highly conductive channel for the flow of plasma current |
US5362800A (en) * | 1990-05-16 | 1994-11-08 | Alusuisse Italia S.P.A. | Unsaturated polyester resins |
GB2286633B (en) * | 1992-08-10 | 1997-11-12 | Mark Alan Cherry | Method and apparatus for compression timed ignition |
DE4431477C2 (de) * | 1994-09-03 | 1996-09-26 | Bosch Gmbh Robert | Starthilfevorrichtung, insbesondere für einen Dieselmotor |
US5704321A (en) * | 1996-05-29 | 1998-01-06 | The Trustees Of Princeton University | Traveling spark ignition system |
DE19645385C2 (de) * | 1996-11-04 | 2002-11-21 | Daimler Chrysler Ag | Anordnung einer Zündkerze zur Ausbildung eines zwischen zwei Elektroden überspringenden Zündfunkens im Zylinder einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine |
DE19743060A1 (de) * | 1997-09-30 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Kraftstoffeinspritzsystem zur Durchführung des Verfahrens |
JP3592567B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2004-11-24 | 本田技研工業株式会社 | 圧縮着火式内燃機関の制御方法 |
US7469662B2 (en) * | 1999-03-23 | 2008-12-30 | Thomas Engine Company, Llc | Homogeneous charge compression ignition engine with combustion phasing |
EP1192354B1 (de) | 1999-06-16 | 2006-08-16 | Knite, Inc. | Zwei-mode zündsystem, das reisenden funken zünder verwendet |
MXPA02002941A (es) | 1999-09-15 | 2003-07-14 | Knite Inc | Circuitos electronicos para aparatos generadores de plasma. |
ATE321206T1 (de) | 1999-09-15 | 2006-04-15 | Knite Inc | Zündkerze mit vorwärtstreibendem funken und langer lebensdauer und zugehörige zündschaltung |
US6289868B1 (en) * | 2000-02-11 | 2001-09-18 | Michael E. Jayne | Plasma ignition for direct injected internal combustion engines |
US7435082B2 (en) * | 2000-02-11 | 2008-10-14 | Michael E. Jayne | Furnace using plasma ignition system for hydrocarbon combustion |
JP3843217B2 (ja) * | 2001-04-25 | 2006-11-08 | 靖雄 磯野 | 内燃機関用点火装置および燃料室内に充填された燃料への点火方法 |
GB2404422B (en) * | 2003-07-29 | 2006-07-05 | Federal Mogul Ignition Uk Ltd | Spark plug |
US20050127809A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-06-16 | Lindsay Maurice E. | Spark plug |
US20050040749A1 (en) * | 2003-08-20 | 2005-02-24 | Lindsay Maurice E. | Spark plug |
US20060033411A1 (en) * | 2003-08-20 | 2006-02-16 | Lindsay Maurice E | Spark plug |
JP5377958B2 (ja) | 2005-04-19 | 2013-12-25 | ナイト・インコーポレーテッド | 走行スパーク・イグナイタを高圧で動作させる方法及び装置 |
DE102010045175B4 (de) * | 2010-09-04 | 2014-03-27 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Zünder zum Zünden eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels einer HF-Korona-Entladung und Motor mit solchen Zündern |
WO2013016592A1 (en) | 2011-07-26 | 2013-01-31 | Knite, Inc. | Traveling spark igniter |
WO2014130697A1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | University Of Southern California | Transient plasma electrode for radical generation |
US9377002B2 (en) | 2013-02-20 | 2016-06-28 | University Of Southern California | Electrodes for multi-point ignition using single or multiple transient plasma discharges |
US9534575B2 (en) * | 2013-07-31 | 2017-01-03 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Method for igniting a fuel/air mixture, ignition system and glow plug |
CN106567772B (zh) * | 2015-10-13 | 2019-08-02 | 钱爱芬 | 一种发动机 |
US10066580B2 (en) * | 2015-10-15 | 2018-09-04 | The Regents Of The University Of Michigan | Lean burn internal combustion engine |
JP7102151B2 (ja) * | 2018-01-11 | 2022-07-19 | 株式会社Soken | 内燃機関用の点火装置 |
JP7058193B2 (ja) * | 2018-07-25 | 2022-04-21 | 株式会社Soken | 内燃機関用のスパークプラグ |
CN109555593A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-02 | 上海交通大学 | 一种用于内燃机的预燃烧室结构 |
CN111765032B (zh) * | 2020-06-12 | 2022-06-14 | 沈阳航空航天大学 | 一种滑动弧等离子体-高扰动交叉结构的燃油雾化喷嘴 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE421464C (de) * | 1922-09-22 | 1925-11-12 | Egbert V Lepel | Zuendvorrichtung fuer Verbrennungskraftmaschinen |
CH220289A (de) * | 1940-08-30 | 1942-03-31 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Zündkerzen. |
DE846638C (de) * | 1945-03-29 | 1952-08-14 | Bosch Gmbh Robert | Zuendkerze mit einem Isolator in der Funkenstrecke |
DE861622C (de) * | 1949-06-14 | 1953-01-05 | Smitsvonk Nv | Zuendvorrichtung, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen mit einer oder mehreren Gleitfunkenzuendkerzen, ueber die ein Kondensator entladen wird |
DE873460C (de) * | 1941-03-05 | 1953-04-13 | Daimler Benz Ag | Diesel-Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselflugmotor mit elektrischer Zuendhilfe |
DE2811049A1 (de) * | 1977-03-15 | 1978-09-21 | Ngk Spark Plug Co | Zuendsystem fuer einen verbrennungsmotor |
DE2843119A1 (de) * | 1977-10-03 | 1979-04-05 | Nippon Soken | Brennkraftmaschine |
JPS5547025A (en) * | 1978-09-26 | 1980-04-02 | Lucas Industries Ltd | Expansion disc brake |
DE2937091A1 (de) * | 1978-10-31 | 1980-05-14 | Nippon Soken | Starthilfesystem fuer dieselmaschinen |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3032683A (en) * | 1959-01-06 | 1962-05-01 | John G Ruckelshaus | Ignition system |
JPS5141969Y2 (de) * | 1972-12-04 | 1976-10-13 | ||
JPS5142245B2 (de) * | 1974-07-08 | 1976-11-15 | ||
JPS5141969U (de) * | 1974-08-28 | 1976-03-29 | ||
JPS5312920Y2 (de) * | 1974-10-08 | 1978-04-07 | ||
JPS56156465A (en) * | 1980-05-01 | 1981-12-03 | Nissan Motor Co Ltd | Igniter for diesel engine |
JPS5725686A (en) * | 1980-07-23 | 1982-02-10 | Nippon Soken | Long distance discharge gap ignition plug |
JPS5732069A (en) * | 1980-07-31 | 1982-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Igniter for internal combustion engine |
JPS57146059A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | Ignition device for internal-combustion engine |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP57044707A patent/JPS58162718A/ja active Granted
-
1983
- 1983-01-26 US US06/461,125 patent/US4487177A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-17 CA CA000421846A patent/CA1209426A/en not_active Expired
- 1983-03-15 DE DE19833309256 patent/DE3309256A1/de active Granted
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE421464C (de) * | 1922-09-22 | 1925-11-12 | Egbert V Lepel | Zuendvorrichtung fuer Verbrennungskraftmaschinen |
CH220289A (de) * | 1940-08-30 | 1942-03-31 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Zündkerzen. |
DE873460C (de) * | 1941-03-05 | 1953-04-13 | Daimler Benz Ag | Diesel-Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselflugmotor mit elektrischer Zuendhilfe |
DE846638C (de) * | 1945-03-29 | 1952-08-14 | Bosch Gmbh Robert | Zuendkerze mit einem Isolator in der Funkenstrecke |
DE861622C (de) * | 1949-06-14 | 1953-01-05 | Smitsvonk Nv | Zuendvorrichtung, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen mit einer oder mehreren Gleitfunkenzuendkerzen, ueber die ein Kondensator entladen wird |
DE2811049A1 (de) * | 1977-03-15 | 1978-09-21 | Ngk Spark Plug Co | Zuendsystem fuer einen verbrennungsmotor |
DE2843119A1 (de) * | 1977-10-03 | 1979-04-05 | Nippon Soken | Brennkraftmaschine |
JPS5547025A (en) * | 1978-09-26 | 1980-04-02 | Lucas Industries Ltd | Expansion disc brake |
DE2937091A1 (de) * | 1978-10-31 | 1980-05-14 | Nippon Soken | Starthilfesystem fuer dieselmaschinen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PCT-OS 30 50 180 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3736630A1 (de) * | 1987-10-29 | 1989-05-11 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Brennverfahren |
DE4422939A1 (de) * | 1994-06-30 | 1996-01-04 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für Brennkraftmaschinen |
DE4422939C2 (de) * | 1994-06-30 | 2000-05-31 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine |
DE102004052705B4 (de) * | 2003-10-31 | 2010-06-17 | Woodward Governor Co., Fort Collins | Vorrichtung zur Erfassung von Ionisationssignalen in Diesel- und Zwei-Modus-Motoren mit Plasmaentladungssystemen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4487177A (en) | 1984-12-11 |
DE3309256C2 (de) | 1988-01-07 |
JPH0547956B2 (de) | 1993-07-20 |
JPS58162718A (ja) | 1983-09-27 |
CA1209426A (en) | 1986-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3309256A1 (de) | Vorrichtung zum starten eines dieselmotors mit plasma-zuendkerzen | |
DE102007034390B4 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems für einen fremdzündbaren Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs und Zündsystem | |
DE10057076B4 (de) | Zündsteuerungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen | |
EP0892172B1 (de) | Verfahren zum Betrieb einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine | |
AT403615B (de) | Luftverdichtende, ventilgesteuerte brennkraftmaschine | |
DE2744237A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ansammlung von kraftstoffteilchen in einem bereich einer brennkammer | |
DE3221885A1 (de) | Plasma-zuendsystem fuer eine waermekraftmaschine | |
DE2456217A1 (de) | Zuendeinrichtung | |
DE19708154C2 (de) | Otto-Brennkraftmaschine | |
EP1644637A1 (de) | Plasmastrahl-zündkerze | |
DE2937091C2 (de) | Starthilfesystem für Dieselbrennkraftmaschinen | |
DE102010024396B4 (de) | Verfahren zum Zünden eines Brennstoff-Luft-Gemisches einer Verbrennungskammer, insbesondere in einem Verbrennungsmotor durch Erzeugen einer Korona-Entladung | |
EP3636916A1 (de) | Zündsystem mit einem durch ein hf-plasma vergrösserten zündfunken einer zündkerze mit einer vorkammer sowie ein zugehöriges verfahren | |
DE19711876A1 (de) | Hochleistungs-Zündhilfsvorrichtung für einen Motor | |
DE2739413A1 (de) | Zuendkerze | |
DE102009046092A1 (de) | Stufenkerze | |
DE4028869A1 (de) | Plasmastrahl-zuendsystem | |
DE3407951C2 (de) | ||
EP0591686B1 (de) | Verbindungsteil einer Zündanlage | |
DE1182473B (de) | Verteiler- und unterbrecherlose Zuendanlage fuer Mehrzylinderbrennkraftmaschinen | |
DE10046693B4 (de) | Verfahren zum Betrieb einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine | |
EP0642627A1 (de) | Vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine oder feuerungsstätte | |
DE2811049A1 (de) | Zuendsystem fuer einen verbrennungsmotor | |
DE4204731C2 (de) | Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen | |
DE3837901A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum zuenden eines gas-kraftstoff-gemisches in einem verbrennungsraum einer verbrennungskraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: PATENT UNBESCHRAENKT AUFRECHTERHALTEN, ES WIRD EINE NEUE PATENTSCHRIFT GEDRUCKT |