DE3333891A1 - Zuendkerze fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Zuendkerze fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
R. 18953
8.9-1983 Li/tfl
ROBERT BOSCH GMBH5 7OOO Stuttgart 1
Zündkerze für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Es ist (z.B. nach der DE-OS
2 363 QOk bzw. nach der DE-OS 2 810 159) bereits eine in
dieser Richtung liegende Zündkerze bekannt, die sich bei ihrer Anwendung besonders dadurch auszeichnet, daß auch
magere Kraftstoff-Luft-Gemische mit hinreichender Sicherheit
entflammt werden und sich dabei eine gute Energieausbeute des Kraftstoffes ergibt, daß ferner eine vollständige
Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches eintritt und man
somit günstige Abgaswerte erhält und daß schließlich die Zündspannungsimpulse von herkömmlichen Zündanlagen Verwendung
finden können. Das kommt daher, daß in der Durchbruchsphase der Anfangsphase des Zündfunkens besonders
viel Energie umgesetzt wird. Die verbleibende Restenergie verursacht dann noch Lichtbogen- und Glimmentladungen,
welche die nachteilige Wirkung haben, daß ein starker Abbrand an den Elektroden der Zündfunkenstrecke entsteht
und dadurch die Standzeit der Zündkerze wesentlich herabgesetzt wird.
- R. 18953
Vorteile der Erfindung
Bei der erfindungsgemäßen Zündkerze wird durch Anwendung
der kennzeichnenden Maßnahme im Hauptanspruch der vorerwähnte Nachteil in befriedigendem Maß vermieden.
In dem Unteranspruch ist eine vorteilhafte Maßnahme für die Realisierung der Erfindung angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die schaltungsmäßige Darstellung einer Zündanlage mit einer nach der Erfindung
ausgebildeten Zündkerze und Figur 2 den konstruktiven Aufbau einer solchen Zündkerze in geschnittener Ansicht.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
Die in Figur 1 dargestellte Zündanlage soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls
nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese
als Beispiel gezeichnete Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges
sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine zur Masse führende Leitung 2 und von dem
Pluspol eine über einen Betriebsschalter (Zündschalter) führende Versorgungsleitung h aus. Die Versorgungsleitung
h ist Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst
über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und über einen Unterbrecher schalter 7 zur Masseleitung
2 führt. Der Unt.erbr echerschalter 7» der einen Funkenlöschkondensator
8 in seinem Nebenschluß hat, läßt sich im Zündzeitpunkt durch einen von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Hocken 9 öffnen, d.h., in seinen Sperrzustand bringen.
Die zu der Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 10 ist mit dem einen Wicklungsende an die zwischen Primärwicklung
5 und Unterbrecherschalter 7 vorhandene Verbindung und mi-t dem anderen Wicklungsende an den zur Zündkerze
gehörenden Hochspannungsanschluß 11 angeschlossen.
Selbstverständlich kann statt der bisher beschriebenen Unterbrecher Zündanlage auch .eine Transistor Zündanlage
Verwendung finden.
Von dem Hochspannungsanschluß 11 geht eine Verbindung
aus, die zunächst über einen Entstörwiderstand 12, dann
über einen Kondensator 13 und danach schließlich über eine Zündfunkenstrecke 1^ zur Masse führt. Der zwischen
dem Entstörwiderstand 12 und dem Kondensator 13 vorhandene
Verbindungsabschnitt ist Ausgangspunkt für einen Leitungszug, der über eine Vorfunkenstrecke 15 an Masse
angeschlossen ist. Der Zündfunkenstrecke 1U ist ein
Nebenschlußkreis 16 zugeordnet, der eine induktive Komponente
17 haben soll. Mit 18 ist ein ohmscher Widerstand bezeichnet, der durch den Drahtwiderstand der induktiven
Komponente 17 und/oder durch ein zusätzlich in den Nebenschlußkreis eingefügtes Schaltungselement gebildet sein
kann.
- / - R. 1Ö953
Der Entstörwiderstand 12, der Kondensator 13, die Zündfunkenstrecke
1U, die Vorfunkenstrecke 15 und der Nebenschlußkreis
16 mit seiner induktiven Komponente 17 und seiner ohmschen Komponente 18 sind zu einer Baueinheit
zusammengefaßt, die nach herkömmlicher Art in das Zylindergehäuse
der Brennkraftmaschine einschraubbar ist. Dabei wird der Hochspannunganschluß 11 durch einen fest
in einem ersten Isolierkörper 19 sitzenden und mit einem Abschnitt daraus hervorstehenden Schraubenbolzen 20 gebildet,
an den sich innerhalb des Isolierkörpers 19 der Entstörwiderstand 12 anschließt. Dabei hat der Entstörwiderstand
12 an seinem einen Anschluß mit dem Hochspannungsanschluß 11 und an seinem anderen Anschluß mit dem
ersten Abschnitt 21 einer Mittelelektrode 22 Verbindung.
Der erste Abschnitt 21 der Mittelelektrode 22, der ebenfalls fest in dem Isolierkörper 19 sitzt, ragt mit einem
Abschnitt in den freien Raum einer in dem Isolierkörper 19 vorgesehenen Ausnehmung 23. Der erste Isolierkörper
hat etwa Zylinderform, wobei die gedachte Längsmittelachse
des den Hochspannungsanschluß 11 bildenden Schraubenbolzens 20, die gedachte Längsmittelachse des stiftförmigen
Entstörwiderstandes 12 und die gedachte Längsmittelachse des ebenfalls stiftförmigen Abschnittes 21 der Mittelelektrode
22 etwa mit der gedachten Längsmittelachse des Isolierkörpers 19 übereinstimmen. Die dem Hochspannungsanschluß
11 abgewandte Stirnseite des Isolierkörpers 19
sitzt auf einer metallischen Ringscheibe 2k, die konzentrisch und mit Abstand eine Metallscheibe 25 umgibt, wobei die Ringscheibe 2k mit der Scheibe 25 die Vorfunkenstrecke
15 bildet. Die Scheibe 25 ist elektrisch und mechanisch zwischen der dem Hochspannunganschluß 11 abgewandten
Stirnseite des ersten Abschnittes 21 der Mittelelektrode 22 und der Stirnseite eines zweiten Abschnittes
- / - .R- 1Ö953
• 26 der Mittelelektrode 22 eingefügt. Die andere Stirnseite des zweiten Abschnittes 26 der Mittelektrode 2.2 stützt
sich an dem einen Anschluß des Kondensators 13 ab. Der zweite Abschnitt 26 der Mittelelektrode 22 ist fest in
einem U-förmigen Isolierkörper 27 derart verankert, daß
er mit einem Abschnitt in den Hohlraum dieses U-fÖrmigen Isolierkörpers 27 ragt. Die offene Stirnseite des U-förmigen
Isolierkörpers 27 stützt sich an der Ringscheibe 2k ab, wogegen die gegenüberliegende Stirnseite dieses
Isolierkörpers 27 auf der einen Anschlußseite des Kondensators 13 sitzt. Der Isolierkörper 27 und der Kondensator
13 werden in einer angepaßten Ausnehmung aufgenommen, die sich in einem weiteren Isolierkörper 28 befindet.
Der Isolierkörper 28 hat ebenfalls zylindrische Form, die sich jedoch mit wachsender Entfernung von dem Hochspannungsanschluß 11 im Durchmesser stufenförmig verjüngt. Hierbei
stimmt die gedachte Längsmittelachse des stiftförmigen
zweiten Abschnittes 26 der Mittelelektrode 22, die gedachte Längsmittelachse des Kondensators 13 und die gedachte
Längsmittelachse eines dritten Abschnittes 29 der Mittelelektrode 22 mit der gedachten Längsmittelachse des
weiteren Isolierkörpers- 28 überein. Der dritte Abschnitt, der fest in dem weiteren Isolierkörper 28 sitzt, hat
an einer Stirnseite mit dem dem Hochspannungsanschluß 11 abgewandten Anschluß- des Kondensators 13 elektrische
Verbindung, wogegen die andere Stirnseite dieses Abschnittes 29 aus dem weiteren Isolierkörper 28 herausragt.
Dieses herausragende Ende bildet mit einer hornförmig
gebogenen Gegenelektrode 30 die Zündfunkenstrecke Ik. Die hornförmige Gegenelektrode 30 steht von der
dem Hochspannunganschluß 11 abgewandten Stirnseite eines
hülsenförmigen Metallgehäuses 31 ab, das den weiteren
Isolierkörper 28 und den Fuß des ersten Isolierkörpers
-^- R. 1 8953
19 so umschließt, daß die Einzelteile der Zündkerze fest zusammengehalten werden. Eine zwischen dem Metallgehäuse
31 und dem dritten Abschnitt 29 der Mittelelektrode 22 verlaufende Spirale 32 aus elektrisch leitendem Material
soll als Beispiel den Nebenschlußkreis 16 -bilden, wobei
die Anordnung so gewählt ist, daß sich eine induktive Komponente 17 und eine ohmsche Komponente 18 ergibt.
- Der Entladekreis j bestehend aus den Elementen 13 bis
15s muß nach Höchstfrequenzgesichtspunkten ausgelegt
sein, d.h., daß er möglichst geringe Induktivität und auch einen geringen ohmschen Widerstand hat.
Die soeben beschriebene Zündanlage hat mit der Zündkerze nach der Erfindung folgende Wirkungsweise:
Wird der Betriebs schalt er 3 geschlossen, so ist die Zündanlage
funktionsfähig. Durch Öffnen des Unterbrecherschalters
7 oder im Falle einer Transistorzündanlage durch Betätigung der Auslösung wird der über die Primärwicklung
5 geführte Strom unterbrochen und in der Sekundärwicklung 10 ein Hochspannungsimpuls induziert, der an den Hochspannungsanschluß
11 gelangt. Dadurch wird über den Entstörwiderstand
12 und den Nebenschlußkreis 16 der Kondensator 13 aufgeladen und zwar bis zum elektrischen Durchbruch
der Vorfunkenstrecke 15· Durch diesen Durchbruch wird ein Zündfunke an der Zündfunkenstrecke 1U erzeugt,
weil in dem Nebenschlußkreis die induktive Komponente 17 in Verbindung mit der ohmschen Komponente 18 so gewählt
ist, daß die sich daraus ergebene Zeitkonstante zunächst einmal keinen wesentlichen Stromanstieg zuläßt. Erst wenn
die Energie so weit umgesetzt ist, daß an der Zündfunkenstrecke Ik Lichtbogen- bzw. Glimmentladungen auftreten,
- 7 - R. 18953
wird der Nebenschlußkreis 16 in dem Sinne wirksam, daß
seine Leitfähigkeit bis zum Kurzschluß der Zündfunkenstrecke
lh zunimmt.
Die Zündanlage ist auch funktionsfähig, wenn die schaltungsmäßige
Lage des Kondensators 13 und die schaltungsmäßige Lage der Vorfunkenstrecke 15 miteinander vertauscht
werden.
Die gezeichnete Zündanlage hat jedoch in der Hinsicht einen Vorteil, daß nach Umsetzung der Hauptenergie an der Zündfunkenstrecke
1k nachgelieferte und somit Lichtbogen- bzw.
Glimmentladungen verursachende Restenergie über die Vorfunkenstrecke
15 abfließen kann.
Claims (2)
- R. 189538.9-1983 Li/WlROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1AnsprücheM ./Zündkerze für Brennkraftmaschinen, die durch "bauliche Vereinigung von einer in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Zündfunkenstrecke, von einem über die Zündfunkenstrecke entlad"baren Kondensator sowie von einer die Kondensatorspannu.ng überwachenden und bei elektrischem Durchbruch die Kondensatorentladung bewirkenden Vorfunkenstrecke gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündfunkenstrecke (1U) ein Nebenschlußkreis (ΐβ) mit einer induktiven Komponente (17) zugeordnet ist.
- 2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündfunkenstrecke (1k) samt dem Nebenschlußkreis (16) mit den Kondensator (13) eine Serienschaltung bildet und dieser Serienschaltung die Vorfunkenstrecke (15) parallel ^ geschaltet ist, wobei an der zwischen der Vorfunkenstrecke (15) und dem Kondensator (13) vorhandenen Verbindung Hochspannungsimpulse zuführbar sind.
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