DE3542997A1

DE3542997A1 - Zuendvorrichtung fuer eine fremdgezuendete brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3542997A1
Application number: DE19853542997
Authority: DE
Inventors: Willi Ing.(grad.) 3330 Helmstedt Binnewies; Hans-Joachim Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Oberg; Hermann Dipl.-Ing. Oetting; Dieter Dipl.-Ing. 3171 Calberlah Pundt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1986-06-19
Anticipated expiration: 2005-12-06
Also published as: DE3542997C2

Description

Zündvorrichtung für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Zündvorrichtungen sind aus mehreren Vorschlägen - siehe nur die DE-OS 28 12 029, F02P 3/02 - in der Weise bekannt, daß die an der Karosserie des mit der Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs, insbesondere am Radhaus, festgelegten Bestandteile der Zündvorrichtung, also Zündspule und Schaltgerät (im Falle einer transistorisierten Zündung), in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und damit zu einer Montageeinheit zusammengefaßt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß im Motorraum freiliegende Zündleitungen vermieden sind und die Möglichkeit gegeben ist, auch an der Brennkraftmaschine vorgesehene Bestandteile der Zündvorrichtung, also beispielsweise einen Zündverteiler, in die Montageeinheit zu integrieren.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Ein Vorteil der Erfindung ist in der Sicherheit auch bei hohen Zündspannungen zu sehen, da die Zündleitungen in der Montageeinheit fest und abgedeckt angeordnet werden können. Das gilt besonders dann, wenn das Gehäuse der Montageeinheit zumindest bereichsweise aus elektrisch isolierendem Material besteht.
Bezüglich des nebengeordneten Patentanspruchs 6 ist darauf hinzuweisen, daß eine derartige Zündvorrichtung, die also die üblichen Steckverbindungen an dem der Zündfunkenstrecke abgekehrten, d.h. außenliegenden Ende der Zündkerze bei Montagevorgängen vermeidet, auch dann mit Vorteil Einsatz finden kann, wenn die Zündvorrichtung nicht gemäß einem der anderen Patentansprüche zu einer Montageeinheit zusammengefaßt ist. In jedem Fall ergibt sich der Vorteil, daß zusätzliche Handgriffe zum Herstellen bzw. Aufheben der Steckverbindungen überflüssig sind, da diese Verbindungen sich gleichsam selbsttätig beim Montieren der Kerze oder beim Aufsetzen der Montageeinheit herstellen.
Wie Patentanspruch 3 zum Ausdruck bringt, kann die Montageeinheit in den Zylinderkopf integriert sein, so daß zu ihr auch Ventildeckel, evtl. Nockenwellenlagerdeckel, gehören. Im Hinblick auf den geringen Demontage- und Montageaufwand, beispielsweise bei einem Fehler in der Zündvorrichtung, kann es jedoch zweckmäßig sein, gemäß Patentanspruch 2 die Montageeinheit als zusätzlich zum Zylinderkopf vorhandene Baueinheit, die also nur Aufgaben im Rahmen der Zündvorrichtung löst, auszulegen, wobei beim Aufsetzen dieser Montageeinheit auf den Zylinderkopf über die Steckverbindungen alle elektrischen Verbindungen zwischen der definierten Montageeinheit und den Zündkerzen hergestellt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 perspektivisch eine schräge Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine und die ihr zugeordnete, erfindungsgemäß ausgebildete Zündvorrichtung, Fig. 2 diese Zündvorrichtung perspektivisch von unten, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Brennkraftmaschine im Bereich einer Zündkerze und die Fig. 4, 5 u. 6 Querschnitte durch andere Ausführungen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Figuren nur Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergeben.
Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so erkennt man bei 1 den üblichen Zylinderblock und bei 2 den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine. Erfindungsgemäß sind die hochspannungsseitigen Bestandteile der Zündvorrichtung - hier einer Spulen-Zündvorrichtung - zu der Montageeinheit 3 zusammengefaßt, die in diesem Falle außer allen Zündleitungen bei 4 die Zündspule, Stecker 5 zum Anschluß des hier maschinenseitig angeordneten Zündverteilers 6 sowie Stecker 7 enthält, die mit nicht dargestellten Gegenkontakten Steckverbindungen für vier Zündkerzen der Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine 1 bilden. Wie insbesondere Fig. 1 erkennen läßt, kann man den Bereich 8 der Montageeinheit 3 auch als Zündleiste bezeichnen, da er leistenartig alle Zündkerzen überdeckt.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß es grundsätzlich auch möglich ist, den Zündverteiler 6 ganz oder teilweise in die Montageeinheit 3 zu integrieren.
Die Achsen der verschiedenen Steckverbindungen mit ihren Bestandteilen 5 und 7 sind parallel zueinander ausgerichtet, so daß die Steckverbindungen beim Aufsetzen der Montageeinheit 3, die dann noch beispielsweise mittels Schrauben mit der Brennkraftmaschine verbunden wird, hergestellt werden.
Üblicherweise erfolgt die Spannungszuführung zu den Zündkerzen durch Steckverbindungen im Bereich der äußeren, also den Zündfunkenstrecken abgekehrten Enden der Kerzen. Insbesondere dann, wenn wesentliche Bestandteile der Zündvorrichtung in der beschriebenen Weise zu einer Montageeinheit zusammengefaßt sind, können sich hier Schwierigkeiten ergeben, beispielsweise dann, wenn die Ausrichtung der Achsen der Zündkerzen nicht mit der Montagerichtung der Montageeinheit 3 zusammenfällt oder relativ große Bautoleranzen zu erwarten sind. In diesem Falle kann es, wie nun anhand Fig. 3 erläutert wird, zweckmäßig sein, die Verbindungen gleichsam neben den Zündkerzen vorzusehen, so daß man völlige Freiheit in der Ausrichtung der Achsen der Verbindungen hat, und die Spannungszuführungen zu den Zündkerzen radial an diesen vorzusehen. Auch wenn wesentliche Bestandteile der Zündvorrichtung nicht zu einer Montageeinheit zusammengefaßt sind, bietet eine derartige Ausbildung der Spannungszuführungen den Vorteil, daß zusätzliche Handgriffe zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Verbindungen an den Zündkerzen fortfallen, da diese Verbindungen automatisch beim Einschrauben der Zündkerzen hergestellt werden.
Betrachtet man nun Fig. 3, so ist die Zündkerze 10 mit ihrem Gewinde 11 in üblicher Weise in den Zylinderkopf 12 der Maschine eingeschraubt, während sich ihr oberes, mit dem Sechskant 13 zum Angriff eines Schlüssels versehenes Ende innerhalb der Isolierhülse 14 befindet, die einen Bestandteil der in den Fig. 1 und 2 mit 3 bezeichneten Montageeinheit bildet. Die Spannungszuführung zur Mittelelektrode 15 - die Gegenelektrode ist mit 16 bezeichnet - erfolgt nicht, wie bei Zündkerzen üblich, von einer Steckverbindung am äußeren Ende der Zündkerze 10 her, sondern radial über einen mit dem Zündverteiler in elektrischer Verbindung stehenden Kontaktring 17 an der Isolierhülse 14 und einen Kontaktstift 18, der radial ausgerichtet ist, in Höhe des Kontaktrings 17 liegt und im eingeschraubten Zustand der Zündkerze 10 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Mittelelektrode 15 und Kontaktring 17 herstellt.
Verständlicherweise ist es möglich, insbesondere den radial nach außen weisenden Kontaktstift 18 unter Verwendung von Federn elastisch auf dem Kontaktring 17 aufliegen zu lassen. In diesem Falle erübrigen sich also zusätzliche elektrische Steckverbindungen zwischen der Montageeinheit 3 einerseits und der Brennkraftmaschine andererseits.
Bereits jetzt wird darauf hingewiesen, daß eine derartige Konstruktion für die Spannungszuführung zur Zündkerze in den Ausführungsbeispielen nach den noch zu beschreibenden Fig. 5 und 6 verwendet ist.
Diese beiden Figuren zeigen ebenso wie Fig. 4 Querschnitte durch die Brennkraftmaschine im Bereich eines Gaswechselventils.
Betrachtet man zunächst Fig. 4, so erkennt man oberhalb des Zylinderblocks 20 den Zylinderkopf 21 mit dem Zylinderkopfdeckel 22, der die Steuerung des Gaswechselventils 23, enthaltend im wesentlichen die Nockenwelle 24 mit dem Nocken 25 und den Tassenstößel 26, abdeckt. Das Nockenwellenlager 27 mit dem Lagerdeckel 28 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Bestandteil des eigentlichen Zylinderkopfs 29. Parallel zum Zylinderkopf erstreckt sich wiederum die die wesentlichen Bestandteile der Zündvorrichtung enthaltende Montageeinheit 30, die Sacklöcher 31 zur Aufnahme jeweils einer Zündkerze 32 aufweist. Zylinderkopfdeckel 22 und Außenwände der Montageeinheit 30 bilden zusammen, wie aus der Figur ersichtlich, ein etwa kastenförmiges Gehäuse als obere Abdeckung des eigentlichen Zylinderkopfs 29.
Auch hier sind freiliegende Zündleitungen vermieden. Die Montageeinheit besteht im wesentlichen aus elektrisch isolierendem Material.
Während in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 Zylinderkopf 21 bzw. Zylinderkopfdeckel 22 einerseits und Montageeinheit 30 andererseits voneinander getrennt sind, zeigen die Fig. 5 und 6 eine Zusammenfassung dieser beiden Teile. Betrachtet man zunächst Fig. 5, so ist auch hier die Nockenwelle 40 mit ihrem Lager 41 als Bestandteil des eigentlichen Zylinderkopfs 42 ausgebildet. Wiederum findet sich bei 43 ein demGaswechsel des jeweiligen Zylinders im Zylinderblock 44 dienendes Ventil. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich jedoch die die wesentlichen Bestandteile der Zündvorrichtung enthaltende Montageeinheit 45 mit ihrem Wandfortsatz 46 unter Bildung des Zylinderkopfdeckels über den von der Ventilsteuerung eingenommenen Raum, so daß Montageeinheit 45 und Zylinderkopfdeckel 46 eine einzige, in diesem Ausführungsbeispiel durch Verschraubungen mit dem eigentlichen Zyinderkopf 42 lösbar verbundene Einheit bilden.
Wie bereits oben bemerkt, ist die Zündkerze 47 in diesem Ausführungsbeispiel außen kontaktiert, nämlich über ihren radial weisenden Kontakt 48 und den in der Montageeinheit 45 festgelegten Kontaktring 49. Die Zündkerze ist bei 50 in üblicher Weise in den eigentlichen Zylinderkopf 42 eingeschraubt. Zur Erleichterung des Zündkerzenwechsels ist in der Montageeinheit 45 für jede Zündkerze eine Ausnehmung 51 vorgesehen, die mittels eines abnehmbaren Verschlußstopfens 52 verschließbar ist. Damit ist ein Zündkerzenwechsel ohne Demontage der Montageeinheit 45 allein nach Abnehmen des Stopfgens 52 möglich.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 ist die Integration von Zylinderkopf und Montageeinheit noch weiter getrieben. Der eigentliche Zylinderkopf 60 enthält hier zwar wiederum die Führung für das Gaswechselventil 61, jedoch bildet das gesamte Lager 62 für die Nockenwelle 63, also auch der Nockenwellenlagerdeckel 64, einen Bestandteil der allgemin mit 65 bezeichneten, die wesentlichen Bestandteile der Zündung aufnehmenden und den Zylinderkopfdeckel 66 umfassenden Montageeinheit.
Diese weist auch hier für jede der Zündkerzen 67 eine mit einem Stopfen 68 lösbar abgedeckte Montageöffnung 69 auf, so daß zum Zündkerzenwechsel - oder zur Durchführung von Untersuchungen an der Brennkraftmaschine nach Entfernen der Zündkerze - keine Demontage der Montageeinheit 65 erforderlich ist.
Gegenüber der Zusammenfassung beispielsweise am Radhaus des Fahrzeugs befestigter Bestandteile der Zündvorrichtung bieten alle Ausführungsbeispiele den Vorteil der Vermeidung frei im Motorraum hängender Zündkabel.
Die Spannungszuführungen zu den Zündkerzen können in der Montageeinheit auch, wie an sich bekannt, kontaktlos durch Funkenstrecken gebildet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Zündvorrichtung für eine fremdgezündete, mit Zündkerzen in einem Zylinderkopf ausgerüstete Brennkraftmaschine, enthaltend Hochspannungserzeuger, Zündverteiler, Zündleitungen und elektrische Verbindungen, von denen mehrere Bestandteile zu einer Montageeinheit zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (3) sich längs des Zylinderkopfes (2) über die Zündkerzen erstreckt.
2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (3) auf dem Zylinderkopf (2) lösbar befestigt ist und mit ihren Achsen in Montagerichtung weisende Bestandteile (7; 17) von Steckverbindungen (7; 17,18) trägt.
3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (65) in den Zylinderkopf (2) integriert ist.
4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (65) Bestandteile von Lagern (62) für eine Nockenwelle (63) der Brennkraftmaschine enthält.
5. Zündvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (65) zugleich einen Zylinderkopfdeckel (66) der Brennkraftmaschine bildet.
6. Zündvorrichtung für eine fremdgezündete, mit Zündkerzen ausgerüstete Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungzuführungen zu den Zündkerzen (10) dienende elektrische Verbindungen (17,18) am äußeren Umfang derselben vorgesehen und derart ausgebildet sind, daß beim Einsetzen der Zündkerzen (10) zugleich die Verbindungen (17,18) hergestellt werden.
7. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen jeweils zumindest einen Kontaktring (17) und einen diesem radial gegenüberstehenden Gegenkontakt (18) enthalten, von denen ein Bauteil (18) kerzen- und das andere Bauteil (17) maschinenfest ist.
8. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (45) am Ort der Zündkerzen (47) Montageausnehmungen (51) für diese besitzt.
9. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Montageeinheit (3) zumindest bereichsweise aus elektrisch isolierendem Material besteht.