DE3544726A1

DE3544726A1 - Fuer eine brennkraftmaschine bestimmte zuendkerze

Info

Publication number: DE3544726A1
Application number: DE19853544726
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Dr Herden; Siegert Dipl Ing Schwab
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-12-18
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1987-06-19

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündkerze nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Es ist (nach der DE-OS 33 33 891) 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 bei Verwendung einer solchen Zündkerze in dem Anfangsabschnitt der Durchbruchsphase des Zündfunkens besonders viel Energie umgesetzt wird. Es hat sich jedoch bei den bekannten Kerzen dieser Art gezeigt, daß der in der Durchbruchsphase wirksame Energiebetrag starke Schwankungen aufweist und demzufolge nicht jeder elektrische Überschlag an der Zündfunkenstrecke die gewünschte Qualität hat.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Zündkerze wird durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angeführten Maßnahmen die vorerwähnte Unzulänglichkeit in befriedigendem Maß vermieden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Realisiserung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die schaltungsmäßige Darstellung der erfindungsgemäßen Zündkerze, Fig. 2 den konstruktiven Aufbau dieser Kerze und Fig. 3 ein Spannungs(U)- Zeit(t)-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der elektrischen Schaltung nach Fig. 1 ist mit 1 ein Hochspannungsanschluß bezeichnet, an dem von einer herkömmlichen Zündanlage, vorzugsweise von einer Hochspannungs- Kondensator-Zündanlage, Zündspannungsimpulse zugeführt werden. Der Hochspannungsanschluß 1 hat mit der Anode einer Blockierdiode 2 Verbindung, deren Kathode an dem einen Anschluß eines Zündkondensators 3, an dem einen Anschluß eines RC-Gliedes 4 und an dem einen Anschluß einer Vorfunkenstrecke 5 liegt. Der andere Anschluß des Zündkondensators 3 ist - ebenso wie der andere Anschluß des RC-Gliedes 4 - an Masse angeschlossen. Der andere Anschluß der Vorfunkenstrecke 5 hat über die Parallelschaltung eines Widerstandes 6 und einer Zündfunkenstrecke 7 ebenfalls mit Masse Verbindung. Die Vorfunkenstrecke 5 ist nach der Erfindung eine triggerbare Gasentladungsstrecke 8. Das RC-Glied 4 ist eine Serienschaltung eines Widerstandes 9 und eines Kondensators 10, wobei der RC-Widerstand 9 an der zwischen Zündkondensator 3 und Gasentladungsstrecke 8 vorhandenen Verbindung und der RC-Kondensator 10 an Masse liegt und wobei ferner die zwischen dem RC-Widerstand 9 und dem RC-Kondensator 10 vorhandene Verbindung an die Triggerelektrode 11 der Gasentladungsstrecke 8 angeschlossen ist.

Der Hochspannungsanschluß 1, die Blockierdiode 2, der Zündkondensator 3, der Widerstand 9, der Kondensator 10, die Gasentladungssstrecke 8, der Widerstand 6 und die Zündfunkenstrecke 7 sind zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die nach herkömmlicher Art in den Motorblock der Brennkraftmaschine einschraubbar ist. Als weitere wesentliche Teile gehören noch ein Isolator 12 und ein die Einzelteile zusammenhaltendes Metallgehäuse 13 zu dieser Baueinheit. Der im wesentlichen stabförmige Isolator 12 kreisrunden Querschnitts setzt sich aus einem Kopfteil 14, einem Mittelteil 15 und einem Fußteil 16 zusammen.

Der Hochspannungsanschluß 1 wird durch einen fest in dem Kopfteil 14 sitzenden Schraubenbolzen 17 gebildet, der mit einem Gewindeabschnitt aus dem Kopfteil 14 herausragt. Innerhalb des Kopfteiles 14 schließt sich an den Hochspannungsanschluß 1 die Anode der Blockierdiode 2 an. Von der Kathode der Blockierdiode 2 setzt sich der erste Abschnitt 18 einer Mittelelektrode 19 fort. Der erste Abschnitt 18 der Mittelelektrode 19 hat kreisförmigen Querschnitt und in einem der Blockierdiode 2 abgewandten Bereich einen grösseren Durchmesser. Dieser Bereich mit größerem Durchmesser wird von dem Zündkondensator 3 umschlossen. Dabei hat der eine Anschluß des Zündkondensators 3 mit dem ersten Abschnitt 18 der Mittelelektrode 19 und der andere Anschluß des Zündkondensators 3 mit dem Gehäuse 13 Verbindung. Unterhalb des Zündkondensators 3 setzt sich das Mittelteil 15 des Isolators 12 fort, das Hülsenform hat und zu einem Teil den ersten Abschnitt 18 der Mittelektrode 19 und zum anderen Teil die sich an den ersten Abschnitt 18 der Mittelelektrode 19 anschließende Vorfunkenstrecke 5 umgibt. Dabei berührt die der Blockierdiode 2 abgewandten Stirnseite des zur Mittelelektrode 19 gehörenden ersten Abschnittes 18 eine Elektrode 20 der die Vorfunkenstrecke 5 bildenden Gasentladungsstrecke 8. Die andere Elektrode 21 der Gasentladungsstrecke 8 hat mit der einen Stirnseite eines zweiten Abschnittes 2 der Mittelelektrode 19 Verbindung, wobei die andere Stirnseite dieses Abschnittes 22 an der dem Hochspannungsanschluß 1 abgewandten Stirnseite des Fußteiles 16 hervorsteht. Dieses herausragende Ende 23 bildet mit einer hornförmig gebogenen Gegenelektrode 24 die Zündfunkenstrecke 7. Die hornförmige Gegenelektrode 24 steht von der dem Hochspannungsanschluß 1 abgewandten Stirnseite des hülsenförmigen Metallgehäuses 13 ab, das den Fußteil 16 und den Fuß des Kopfteiles 14 so umschließt, daß die Einzelteile der Zündkerze fest zusammengehalten werden.

Die zu der Gasentladungsstrecke 8 gehörenden Elektroden 20, 21 ragen in einen Hohlraum, der von einer Hülse 25 aus Isolierstoff umschlossen wird. Die Hülse 25, mit deren Hilfe gleichzeitig der Abstand der Elektroden 21, 22 festgelegt ist, ist in die einander zugewandten Stirnseiten des Mittelteiles 15 und des Fußteiles 16 eingelassen. Der von der Hülse 25 eingeschlossene Hohlraum steht unter Gasdruck, wobei als Gas im bevorzugten Fall Stickstoff Verwendung finden soll. Der RC-Widerstand 9 wird durch einen auf die Hülse 25 aufgebrachten Widerstandsbelag gebildet. Die Triggerelektrode 11 wird durch einen auf die Hülse 25 aufgebrachten Belag aus elektrisch gut leitendem Material gebildet.

Zwischen den einander zugewandten Stirnseiten des Mittelteiles 15 und des Fußteiles 16 ist auch der RC-Kondensator 10 eingefügt, wobei der eine Anschluß des Kondensators 10 mit der Triggerelektrode 11 und über den Widerstandsbelag 9 mit dem ersten Abschnitt 18 der Mittelelektrode 19 und der andere Anschluß des Kondensators 10 mit dem Gehäuse 13 Verbindung hat.

Der Widerstand 6 wird durch einen Widerstandsbelag gebildet, der auf einen aus dem Gehäuse 13 vorspringenden Teil des Fußteiles 16 aufgebracht ist und mit dem Gehäuse 13 einerseits und dem vorspringenden Abschnitt 23 andererseits in elektrischer Verbindung steht.

Der den Hochspannungsanschluß 1 bildende Schraubenbolzen 17, die Diode 2, der erste Abschnitt 8 der Mittelelektrode 19, die zylinderförmigen, an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten abgerundeten Elektroden 20, 21 der Gasentladungsstrecke 8, die Kondensatoren 3, 10 und der zweite Abschnitt 22 der Mittelelektrode 19 sind so in dem Isolator 12 angeordnet, daß ihre gedachten Längsmittelachsen mit der gedachten Längsmittelachse des Isolators 12 zusammenfallen.

Mit 26 sind Silikonzwischenlagen bezeichnet. Das Gewinde 27 dient zum Einschrauben der Kerze in den Motorblock.

Die soeben beschriebene Zündkerze hat folgende Wirkungsweise:

Sobald dem Hochspannungsanschluß 1 ein Zündspannungsimpuls Uz (Fig. 3) zugeführt und dabei unterstellt wird, daß diese Zündspannungsimpulse Uz in bezug auf ihren Scheitelwert Us immer wenigstens nahezu gleich groß sind, ist sichergestellt, daß der Zündkondensator 3 immer eine hinreichend gleiche Ladespannung Ul erhält. Wird dann schließlich im Zeitpunkt t′ die Gasentladungsstrecke 8 durch die am Kondensator 10 vorhandene Triggerspannung Ut getriggert, so läßt sich aus der Formel: leicht erkennen, daß der bei der Zündung wirksame Energiebetrag E immer hinreichend gleich bleibt. Dabei ist C die Kapazität des Zündkondensators 3, also eine Konstante, und Ul die besagte Ladespannung.

Der Widerstand 6 ist hochohmig und hat die Aufgabe ein definiertes Potential an der Gasentladungsstrecke 8 sicherzustellen.

Claims

1. Für eine Brennkraftmaschine bestimmte Zündkerze, welche einen Hochspannungsanschluß hat und durch die bauliche Vereinigung von einer in den Brennraum der Brennkraftmaschine einführbaren und einseitig an Masse liegenden Zündfunkenstrecke, von einem durch die Hochspannung aufladbaren, über die Zündfunkenstrecke entladbaren und einseitig an Masse liegenden Zündkondensator sowie von einer bei elektrischem Durchbruch die Kondensatorentladung bewirkenden Vorfunkenstrecke gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorfunkenstrecke (5) eine triggerbare Gasentladungsstrecke (8) Verwendung findet, die zwischen dem nicht an Masse liegenden Anschluß des Zündkondensators (3) und dem nicht an Masse liegenden Anschluß der Zündfunkenstrecke (7) eingefügt ist, daß ferner im Nebenschluß des Zündkondensators (3) ein RC- Glied (4) liegt, mit dessen Hilfe sich die Gasentladungsstrecke (8) triggern läßt, und daß schließlich die Aufladung des Zündkondensators (3) über eine Blockierdiode (2) erfolgt.

2. Zündkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das RC-Glied (4) die Serienschaltung eines Widerstandes (9) und eines Kondensators (10) ist, wobei der RC-Widerstand (9) an der zwischen Zündkondensator (3) und Gasentladungsstrecke (8) vorhandenen Verbindung und der RC-Kondensator (10) an Masse liegt und wobei ferner die zwischen dem RC- Widerstand (9) und dem RC-Kondensator (10) vorhandene Verbindung an die Triggerelektrode (11) der Gasentladungsstrecke (8) angeschlossen ist.

3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündfunkenstrecke (7) ein Widerstand (6) parallel geschaltet ist.