DE3709976A1 - Verfahren und zuendkerze zur entflammung sehr magerer kraftstoff-luft-gemische, insbesondere fuer gasmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entflammung sehr ma­ gerer Kraftstoff-Luft-Gemische mittels einer im Hauptbrenn­ raum einer Brennkraftmaschine angeordneten fremdgezündeten Zündkammer, die über vorzugsweise tangential verlaufende Überströmkanäle mit dem Hauptbrennraum verbunden ist, wobei fettes Kraftstoff-Luft-Zusatzgemisch oder Zusatzkraftstoff ventilgesteuert in die Zündkammer eingebracht wird, und be­ trifft weiterhin eine zur Durchführung dieses Verfahrens ge­ eignete Zündkerze, insbesondere für Gasmotoren, mit einer eine Zündstrecke umgebenden Zündkammer, die zum Hauptbrenn­ raum führende, vorzugsweise tangential verlaufende Überström­ kanäle aufweist, und mit einem fettes Kraftstoff-Luft-Zu­ satzgemisch oder Zusatzkraftstoff zuführenden, ventilgesteuer­ ten Versorgungskanal.

Zum Zünden von mit Luft und/oder Abgas verdünnten bzw. ab­ gemagerten Kraftstoff-Luft-Gemischen in Brennkraftmaschinen ist es bekannt auch als Vorkammern bezeichnete Zündkammern oder Wirbelkammern zu verwenden. Bei mittlerer Verdünnung haben sich dabei z.B. aus der US-PS 11 27 512 oder der DE-PS 29 16 285 bekannte Systeme mit homogener Ladung bewährt, bei der das Gemisch zur Zündung aus dem Hauptbrennraum in die mit einer Zündkerze versehenen Kammer während des Kompres­ sionstakts gedrückt wird.

Zur Zündung eines Gemisches mit sehr großer Verdünnung ist es beispielsweise aus der VDI-Z, Band 18, 1976, S. 885 ff. oder aus der Zeitschrift Automobil-Industrie 4, 1976, S. 23 ff. bekannt, Zusatzkraftstoff oder ein fettes Kraftstoff-Luft- Zusatzgemisch als sogenannte Schichtladung in die Kammer ein­ zubringen. Diese beiden bekannten Verfahren erfordern eine aufwendige Kleinstmengeneinspritzung bzw. ein zusätzliches Ge­ mischbildungsorgan mit einer komplizierten Ventilsteuerung. Um diesen Aufwand zu verhindern, wurde in der DE-OS 24 50 980 bereits vorgeschlagen, selbständig über den Kammerdruck ge­ steuerte Ventile zu verwenden.

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist die hohe ther­ mische Belastung des mit der Vorkammer verbundenen und über den Kammerdruck gesteuerten Ventiles, da in der Vorkammer sehr hohe Temperaturen auftreten. Ein weiterer Nachteil be­ steht darin, daß die Vermischung des in die Vorkammer einge­ gebenen Zusatzkraftstoffes bzw. Zusatzgemischs nur ungenü­ gend und zu langsam stattfindet, so daß es zu schwankenden Entflammungen und damit zu schwankender Energieumsetzung im Hauptbrennraum kommt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Zündkerze zu schaffen, durch das bzw. durch die eine verbesserte Vermischung des Zusatzkraftstoffes oder des Zusatzgemisches in der Zündkam­ mer erzielbar ist, wobei die im Versorgungskanal auftreten­ de Temperaturen gegenüber den bekannten Verfahren abgesenkt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren ge­ löst, bei dem das Zusatzgemisch oder der Zusatzkraftstoff in den Hauptbrennraum im Mündungsbereich wenigstens eines Überströmkanals oder direkt in wenigstens einen Überström­ kanal eingeleitet wird. Weiterhin wird diese Aufgabe durch eine Zündkerze gelöst, bei der wenigstens eine Mündung des Versorgungskanals außerhalb der Zündkammer im Bereich minde­ stens eines Überströmkanals vorgesehen ist.

Durch die Zuführung des Zusatzkraftstoffes oder Zusatzge­ misches unmittelbar vor wenigstens einen Überströmkanal der Zündkammer wird dieser Zusatzkraftstoff bzw. das Zusatge­ misch beim Kompressionsvorgang durch den oder die Überström­ kanäle in die Zündkammer hineingedrückt, wodurch wegen der längeren Anströmstrecke zur Zündstelle und der infolge der Durchströmung durch die engen Kanäle erreichten Verwirbelung eine gute Vermischung mit dem extrem mageren Gemisch des Hauptbrennraumes und ein homogenes Zündgemisch erzielt wird. Vor allem bei tangential in die als Wirbelkammer ausgebil­ dete Zündkammer einmündenden Überströmkanälen wird eine opti­ male Vermischung erreicht. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß beim Kompressionstakt lediglich das sehr magere Gemisch des Hauptbrennraumes, das eine wesentlich niedrigere Temperatur im Vergleich zum Gemisch der Zündkammer aufweist, in den Versorgungskanal hineingedrückt wird. Darin angeord­ nete Ventile, Anschlüsse, Gitterstrukturen, Austrittsdüsen od. dgl. sind daher einer wesentlich geringeren Temperatur­ belastung ausgesetzt. Diese Bauteile können dadurch konstruk­ tiv und materialmäßig einfacher und kostengünstiger gestal­ tet werden und weisen eine deutlich erhöhte Lebensdauer auf.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im An­ spruch 1 angegebenen Verfahrens und der im Anspruch 5 ange­ gebenen Zündkerze möglich.

Der Versorgungskanal verläuft zweckmäßigerweise seitlich der Zündkammer und mündet vor einer Mündung eines Überströmkanals oder in wenigstens einem Überströmkanal. Der Zusatzkraftstoff oder das Zusatzgemisch können von diesen Stellen aus beson­ ders einfach und verlustarm in die Zündkammer hineingebracht werden.

Als Ventil zur Steuerung der Eingabe des Zusatzkraftstoffes oder des Zusatzgemisches eignet sich insbesondere ein selbst­ gesteuertes Kugelventil, das in der brennraumseitigen Mün­ dung und/oder der außenseitigen Mündung des Versorgungskanals angeordnet und/oder mit der außenseitigen Mündung des Ver­ sorgungskanals verbunden ist. Es können also ein Ventil oder mehrere hintereinander geschaltete Ventile zur Erhöhung der Sicherheit und Eingabegenauigkeit vorgesehen sein. Dabei er­ fährt ein in oder an der außenseitigen Mündung des Versor­ gungskanals angeordnetes Ventil die geringste Temperaturbe­ lastung. An der außenseitigen Mündung des Versorgungskanals oder in der Zuleitung zu dieser Mündung kann auch ein elek­ tronisch gesteuertes Magnetventil vorgesehen sein, durch das eine noch exaktere Dosierung möglich ist. Ein in Reihe dazu geschaltetes selbststeuerndes Ventil im Versorgungskanal verhindert dabei eine Belastung des Magnetventiles durch das heiße Gemisch.

Zur Eingabe des Zusatzkraftstoffes oder des Zusatzgemisches direkt in wenigstens einen Überströmkanal ist dieser in vor­ teilhafter Weise über einen Verbindungskanal mit dem in der brennraumseitigen Mündung des Versorgungskanals angeordneten, als 3/2-Wegeventil ausgebildeten Ventil verbunden, wobei in einer ersten Ventilstellung bei im wesentlichen verschlos­ sener, brennraumseitiger Ventilmündung der Versorgungskanal mit dem Verbindungskanal verbunden ist und in einer zweiten Ventilstellung der Versorgungskanal verschlossen ist. Hier­ durch ist zum einen eine technisch leicht realisierbare Mon­ tage des Ventils möglich, und dieses kann über einen größe­ ren Querschnitt direkt über den Hauptbrennraum gesteuert werden.

Sollen zur Verbesserung der Vermischung und der Zuführung mehrere Versorgungskanäle direkt mit Zusatzkraftstoff oder Zusatzgemisch beaufschlagt werden, so wird zweckmäßigerweise ein mit dem verbindungskanalseitigen Anschluß des Ventiles verbundener Ringraum in der Zündkammerwandung geschaffen, in den wenigstens zwei Verbindungskanäle münden. Eine strömungs­ günstige Lösung ergibt sich auch durch Ausbildung der Über­ strömkanäle nach Art einer Venturi-Düse, da hierdurch eine zusätzliche Saugwirkung erzielt wird.

Durch eine brauseartig ausgebildete Austrittsöffnung der brennraumseitigen Mündung des Versorgungskanals wird verhin­ dert, daß der Zusatzkraftstoff oder das Zusatzgemisch in ei­ nem zu scharfen Strahl zu weit ins Innere des Hauptbrenn­ raumes hineinströmt, da durch feines Versprühen ei­ ne Wolke vor wenigstens einer Eintrittsöffnung eines Über­ strömkanals gebildet wird. Auf diese Weise kann in der Zünd­ kammer mit einer minimalen Menge von eingegebenem Zusatz­ kraftstoff oder Zusatzgemisch ein ausreichend fettes Gemisch erreicht werden.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Versor­ gungskanal wenigstens teilweise mit Mitteln zur Wärmeabfuhr zu versehen, die vorzugsweise als Maschengeflecht oder als mit Längsnuten und/oder Längskanälen versehener Stab mit gu­ ter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sind. Auf diese Weise kühlt sich das gegebenenfalls in den Versorgungskanal eingedrun­ gene heiße Gemisch über diese Wärmeabfuhrmittel soweit ab, daß ein dahinterliegendes Ventil oder ähnliches keiner zu hohen Temperatur ausgesetzt wird. Diese Wärmeabfuhrmittel dienen zusätzlich auch als Flammenrückschlagssicherung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zündkerze in der Schnittdarstellung mit außerhalb angeordnetem Ventil,

Fig. 2 ein Horizontalschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Zündkerze entlang der Schnittlinie I-I,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Zündkerze im Teilschnitt mit einem an der Austrittsöffnung des Versorgungs­ kanals angeordneten Ventil,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Zündkerze im Teilschnitt mit einem an der Eintrittsöffnung des Versorgungs­ kanals angeordneten Ventil,

Fig. 5 eine brauseartig ausgebildete Austritts­ öffnung am Versorgungskanal,

Fig. 6 ein Horizontalschnitt durch die in Fig. 5 dargestellte Austrittsöffnung,

Fig. 7 eine alternative Ausgestaltung dieser Austrittsöffnung im Horizontalschnitt,

Fig. 8 eine Zündkerze im Teilschnitt mit einem Maschengeflecht im Versorgungskanal,

Fig. 9 ein Horizontalschnitt durch einen mit Längsnuten versehenen Stab im Versor­ gungskanal zur Wärmeabfuhr,

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zündkerze im Teilschnitt mit einer Mün­ dung des Versorgungskanals in einem Überströmkanal,

Fig. 11 ein Horizontalschnitt durch die in Fig. 10 dargestellte Zündkerze entlang der Schnittlinie II-II und

Fig. 12 ein als Venturi-Düse ausgebildeter Über­ strömkanal.

Die in Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel dargestellte Zündkerze ist in üblicher Weise in eine Wandung 10 eines Zylinderkopfes eingeschraubt. Sie besteht aus einem mit ei­ nem Außengewinde 11 versehenen Gehäuse 12, das im unteren Bereich der Figur im Schnitt dargestellt ist. Im oberen, in der Seitenansicht dargestellten Bereich ist dieses Gehäuse 12 als Sechskant 13 ausgebildet, um das Ein- und Ausschrau­ ben mittels eines Schraubenschlüssels zu gewährleisten. In diesem Gehäuse 12 ist dichtend ein Isolierkörper 14 einge­ lassen, der wiederum dichtend und isolierend eine stabförmi­ ge Anschlußelektrode 15 umgibt, die bis in eine Zündkammer 16 hineinreicht. Diese Zündkammer 16 wird durch ein von un­ ten her in eine entsprechende Öffnung im Gehäuse 12 einge­ setztes Zündkammergehäuse 17 gebildet. Dieses ist mit dem Gehäuse 12 fest verbunden, insbesondere verschraubt, ver­ schweißt, eingepreßt od. dgl. und ragt unten aus dem Gehäu­ se 12 der Zündkerze teilweise heraus. Im Zündkammergehäuse 17 ist die Anschlußelektrode 15 mit einer seitlich zum Zünd­ kammergehäuse 17 hin gerichteten Zündelektrode 18 versehen, wobei zwischen dieser und einer entsprechend angeordneten Gegenelektrode 19 am Zündkammergehäuse 17 eine Zündstrecke gebildet wird. Selbstverständlich kann die Zündstrecke auch eine andere, bekannte Ausbildung aufweisen.

Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 hervorgeht, weist das Zünd­ kammergehäuse 17 im unteren Bereich 4 schräg nach unten zum Hauptbrennraum 20 verlaufende, tangential in die Zündkammer 16 einmündende Überströmkanäle 21 sowie einen zusätzlichen axial nach unten verlaufenden Überströmkanal 22 auf. Das Zündkammer­ gehäuse 17 weist im oberen Bereich einen erweiternden Absatz 23 auf, wobei die Zündstrecke im erweiterten Bereich der Zündkammer 16 angeordnet ist. Hierdurch werden besonders günstige Strömungsverhältnisse und eine gute Durchmischung erreicht, es können jedoch auch einfacher gestaltete Zünd­ kammern verwendet werden.

Zur Vereinfachung sind die Überströmkanäle 21 in Fig. 1 so dargestellt, wie dies für einen radialen Verlauf an sich üblich ist. Nichts desto weniger münden sie gemäß Fig. 2 tangential in die Zündkammer 16 ein.

Ein im Gehäuse 12 der Zündkerze verlaufender Versorgungs­ kanal 24 mündet brennraumseitig im Bereich unmittelbar vor der Öffnung eines Überströmkanals 21 und ist außenseitig mit einem Anschlußgewinde 25 versehen. In dieses ist ein Ventilkörper 26 eingeschraubt, der an seinem gegenüberlie­ genden Ende mit einem Anschlußnippel 27 für einen nicht dar­ gestellten Verbindungsschlauch versehen ist. Der Ventil­ körper 26 kann ein selbstständig durch den Druck gesteuer­ tes Ventil und/oder ein Magnetventil aufweisen. Es kann auch ausschließlich ein selbststeuerndes Ventil im Ventilkörper 26 vorgesehen sein, während ein Magnetventil weiter entfernt im Verbindungsschlauch oder an dessen anderem Ende ange­ ordnet ist.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiels besteht darin, daß dem Ventilkörper 26 über den Anschlußnippel 27 ein Zusatzkraftstoff oder ein fettes Kraft­ stoff-Luft-Zusatzgemisch unter einem bestimmten Druck zuge­ führt wird. Im Falle der bevorzugten Anwendung bei einem Gas­ motor handelt es sich hierbei um ein Gas oder um ein Gasge­ misch. Selbstverständlich ist auch eine Verwendung für Ben­ zinmotoren oder Dieselmotoren möglich.

Ist lediglich ein selbststeuerndes Ventil im Ventilkörper 26 vorgesehen, so ergibt sich jeweils zwischen zwei Kompressions­ takten der Brennkraftmaschine ein negativer Differenzdruck durch den unter Öffnung des Ventils Zusatzbrennstoff oder Zusatzgemisch durch den Versorgungskanal 24 in den Haupt­ brennraum gelangen kann. Die Menge braucht dabei nur sehr gering zu sein, beispielsweise kleiner als 1% der Hauptkraft­ stoffmenge. Beim nachfolgenden Kompressionstakt schließt das Ventil im Ventilkörper 26 und der Zusatzkraftstoff, der un­ mittelbar vor einem Überströmkanal 21 in den Hauptbrennraum eingeleitet wurde, wird durch diesen Überströmkanal 21 in die Zündkammer 16 hineingedrückt. Infolge der tangentialen Einmündung erfolgt dabei eine Verwirbelung und eine gute Durchmischung mit dem übrigen, sehr mageren Kraftstoffgemisch des Hauptbrennraumes. Da der Weg zur Zündstrecke dabei sehr lang ist, liegt im Bereich dieser Zündstrecke dann ein sehr homogenes und gut zündfähiges Gemisch vor, das nach erfolg­ ter Zündung dann über die Überströmkanäle 21, 22 als das ma­ gere Zündgemisch im Hauptbrennraum entzündende, hoch erhitz­ te Gasstrahlen bzw. Fackelstrahlen explosionsartig in den Hauptbrennraum gelangt.

Da die Zugabe von Zusatzkraftstoff oder Zusatzgemisch ledig­ lich unmittelbar vor einem Kompressionstakt erforderlich ist, kann das Eingabezeitintervall über ein Magnetventil im oder vor dem Ventilkörper 26 optimiert werden. Dieses kann bei­ spielsweise durch ein Zündsignal geschlossen werden und wäh­ rend einer drehzahlabhängigen Zeitdauer im geschlossenen Zu­ stand gehalten werden, wie dies in ähnlicher Weise bei der elektronischen Benzinanspritzung bekannt ist. Eine alter­ native Möglichkeit besteht darin, das Ventil durch ein Zünd­ signal für die zugeordnete Zündkerze zu schließen und durch ein Zündsignal für die Zündkerze eines anderen Zylinders oder durch eine Kurbelwellenmarke wieder zu öffnen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist ein selbststeuerndes Ventil 28 an der brennraumseitigen Mündung des Versorgungskanals 24 angeordnet. Die im übrigen gleich aufgebaute Zündkerze ist lediglich in diesem Bereich ausschnittsweise dargestellt. Entsprechende Bauteile oder Bereiche sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Ven­ til 28 ist in der erweiterten Mündung des Versorgungskanals 24 untergebracht, beispielsweise eingepresst oder einge­ schraubt. In einer Ventilkammer 29 ist ein kugelförmig ausge­ bildetes Ventilglied 30 frei beweglich angeordnet. Übersteigt der Hauptbrennraumdruck den Druck des Zusatzkraftstoffes, so wird das Ventilglied 30 gegen einen oberen Ventilsitz 31 gepreßt und verhindert das Eindringen des heißen Gemisches in den Versorgungskanal 24. Bei umgekehrten Druckverhältnis­ sen liegt das Ventilglied 30 an der dem Ventilsitz 31 gegen­ überliegenden unteren Auslaßmündung 32 an, wobei Zusatzkraft­ stoff oder Zusatzgemisch durch Bypassnuten 33 am Ventilglied 30 vorbeigelangen können. Anstelle der Bypassnuten 33 kön­ nen auch Bypasskanäle im Ventilgehäuse vorgesehen sein.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist ein selbststeuerndes Ventil 34 am außenseitigen Ende des Versorgungskanals 24 im Gehäuse 12 der Zündkerze eingelassen. Dieses Ventil weist wiederum ein in einer Ventilkammer 35 angeordnetes, kugelförmiges Ventilglied 36 auf, das mit der Kraft einer Feder 37 gegen einen am außenseitigen Ende an­ geordneten Ventilsitz 38 gedrückt wird. Der Druck des Ge­ misches im Hauptbrennraum wirkt dabei in Richtung der Feder­ kraft auf das Ventilglied 36 ein. Bei geringem Druck im Hauptbrennraum wird das Ventilglied 36 gegen die Kraft der Feder 37 durch den Druck des Zusatzkraftstoffes oder Zusatz­ gemisches vom Ventilsitz 38 abgehoben, so daß ein Durchlaß durch das Ventil 34 erzeugt wird.

Wegen der temperaturempfindlicheren Feder 37 ist die Anord­ nung des Ventils 34 am außenseitigen Ende des Versorgungs­ kanals 24 vorgesehen. Prinzipiell ist der Anbringungsort der Ventile 28, 34 austauschbar, wobei derartige Ventile auch im Ventilkörper 26 vorgesehen sein können. Insgesamt genügt selbstverständlich ein einziges, derartiges Ventil 28 bzw. 34, es können jedoch auch mehrere Ventile in Reihe geschal­ tet werden, z.B. gemäß den Fig. 3 und 4 das Ventil 28 an der brennraumseitigen Mündung und das Ventil 34 an der außensei­ tigen Mündung des Versorgungskanals 24. In allen Fällen kann ein zusätzliches Magnetventil in Reihe dazugeschaltet wer­ den.

Gemäß Fig. 5 kann die brennraumseitige Mündung des Versor­ gungskanals 24 auch mit einer brauseartig ausgebildeten Aus­ trittsöffnung 39 versehen sein. Hierzu ist in die erweiterte Mündung des Versorgungskanals 24 ein scheiben- bzw. zylin­ derförmiges Mündungsstück 40 eingesetzt, insbesondere einge­ preßt oder eingeschraubt, das gemäß Fig. 6 eine Vielzahl von Axialkanälen 41 aufweist, die als Axialbohrungen ausge­ bildet sind. Hierdurch wird ein zu scharfer und weitreichen­ der Austrittsstrahl aus dem Versorgungskanal 24 verhindert. Der Zusatzkraftstoff oder das Zusatzgemisch tritt durch die­ ses Mündungsstück 40 fein verteilt und breit gefächert aus und verteilt sich vor der Mündung des zugeordneten Überström­ kanals 21.

Gemäß Fig. 7 können in einer alternativen Ausgestaltung bei einem Mündungsstück 42 als Kanäle auch außenseitige Längs­ nuten 43 vorgesehen sein.

In Fig. 8 ist in einer Teilschnittdarstellung ein Bereich des Versorgungskanals 24 dargestellt, in den ein Maschenge­ flecht 44 mit guter Wärmeleitfähigkeit eingesetzt ist. An­ stelle eines Maschengeflechts können auch andere Gitterstruk­ turen oder Strukturen mit engen Durchlaßöffnungen treten, beispielsweise ein Stab 45 mit außenseitigen Längsnuten 46, wie er in Fig. 9 im Querschnitt dargestellt ist. Derartige Vorrichtungen dienen zur besseren Wärmeabfuhr für evtl. in den Versorgungskanals 24 eingedrücktes heißes Abgas oder Ge­ misch, wodurch zum einen ein besserer Schutz eines am außen­ seitigen Ende des Versorgungskanals 24 angeordneten Ventils und gleichzeitig eine Flammenrückschlagsicherung gegeben ist.

Bei dem in den Fig. 10 und 11 dargestellten weiteren Ausfüh­ rungsbeispiel ist die brennraumseitige Mündung des Versor­ gungskanals 24 wiederum mit einem Ventil 47 versehen, in dessen Ventilkammer 48 ein kugelförmiges Ventilglied 49 frei beweglich angeordnet ist. Dieses Ventilglied weist einen oberen, das Eindringen von Gasen in den Versorgungskanal 24 vom Brennraum her verhindernden Ventilsitz 50 und einen un­ teren, das Eindringen von Zusatzkraftstoff oder Zusatzge­ misch in den Hauptbrennraum verhindernden Ventilsitz 51 auf. Der untere Ventilsitz 51 ist an einer Öffnung 52 zum Haupt­ brennraum angeordnet, so daß das Ventil über diese Öffnung 52 vom Hauptbrennraum aus betätigbar ist.

Die Ventilkammer 48 ist etwa im mittleren Bereich mit ei­ nem Ringraum 53 verbunden, der zum Teil im Gehäuse 12 und zum Teil im Zündkammergehäuse 17 verläuft und sich über ei­ nen Winkel von etwa 90° erstreckt. Von diesem Ringraum 53 aus verlaufen zwei Verbindungskanäle 54 zu zwei Überströmka­ nälen 21, in deren mittleren Bereich sie jeweils münden. Hierdurch kann Zusatzkraftstoff oder Zusatzgemisch direkt in die Überströmkanäle 21 eingegeben werden und wird dann beim Kompressionstakt durch das magere Gemisch in die Zünd­ kammer 16 eingedrückt und verwirbelt. Auf diese Weise kann Zusatzkraftstoff oder Zusatzgemisch unmittelbar in die Über­ strömkanäle 21 eingegeben werden, wobei die Ventilsteuerung nach wie vor direkt durch den Druck des Hauptbrennraumes er­ folgt.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann in einer einfacheren Ausgestaltung die Ventilkammer 48 auch nur über einen Verbindungskanal 54 mit einem Überströmkanal 21 verbunden sein. Der Ringraum 53 kann sich jedoch auch über einen größeren Winkelbereich erstrecken, so daß weitere Ver­ bindungskanäle 54 für weitere Überströmkanäle 51 vorgesehen sein können.

Besonders günstig hat sich die Ausbildung der Überströmkanäle 21 nach Art einer Venturi-Düse gemäß Fig. 12 erwiesen. Hier­ durch wird bei der Einströmung von sehr magerem Gemisch durch den Überströmkanal 21 noch verbleibender Zusatzkraftstoff oder Zusatzgemisch aus dem mit der engsten Stelle verbun­ denen Verbindungskanal 54 herausgesaugt werden. Weiterhin wird hierdurch eine noch bessere Vermischung erreicht.

Auch bei der direkten Eingabe von Zusatzkraftstoff oder Zu­ satzgemisch in den Hauptbrennraum vor die Mündungen der Überströmkanäle 21 kann eine ähnliche Ausgestaltung mit ei­ nem Ringraum im Gehäuse 12 vorgesehen sein, wobei ein ein­ zelner Versorgungskanal 24 von außen her in diesen Ringkanal mündet und von diesem Ringkanal aus mehrere weiterführende Versorgungskanäle vor den Mündungen der Überströmkanäle 21 im Hauptbrennraum münden.

Claims (22)

1. Verfahren zur Entflammung sehr magerer Kraftstoff-Luft- Gemische mittels einer im Hauptbrennraum einer Brennkraft­ maschine angeordneten, fremdgezündeten Zündkammer, die über vorzugsweise tangential verlaufende Überströmkanäle mit dem Hauptbrennraum verbunden ist, wobei fettes Kraftstoff-Luft- Zusatzgemisch oder Zusatzkraftstoff ventilgesteuert in die Zündkammer eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgemisch oder Zusatzkraftstoff in den Hauptbrennraum (20) im Mündungsbereich wenigstens eines Überströmkanals (21) oder direkt in wenigstens einen Überströmkanal (21) eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ventilgesteuerte Einleiten selbständig druckgesteuert durch das sehr magere Gemisch im Hauptbrennraum erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung von außen gesteuert erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung magnetisch erfolgt.

5. Zündkerze zur Entflammung sehr magerer Kraftstoff-Luft- Gemische, insbesondere von Gasmotoren, mit einer eine Zünd­ strecke umgebenden Zündkammer, die zum Hauptbrennraum führende, vorzugsweise tangential verlaufende Überströmkanäle aufweist, und mit einem fettes Kraftstoff-Luft-Zusatzgemisch oder Zu­ satzkraftstoff zuführenden, ventilgesteuerten Versorgungska­ nal, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Mündung des Versorgungskanals (24) außerhalb der Zündkammer (16) im Be­ reich mindestens eines Überströmkanals (21) vorgesehen ist.

6. Zündkerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungskanal (24) seitlich der Zündkammer (16) ver­ läuft und vor einer Mündung eines Überströmkanals (21) mün­ det.

7. Zündkerze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Versorgungskanal (24) in wenigstens einem Über­ strömkanal (21) mündet.

8. Zündkerze nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der durch das Zündkerzengehäuse (12) ver­ laufende Versorgungskanal (24) mit wenigstens einem Ventil (28, 34, 47) versehen ist.

9. Zündkerze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (28, 34, 47) als in Abhängigkeit des von beiden Seiten einwirkenden Druckes selbststeuernd ausgebildet ist.

10. Zündkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (34) mit einer auf ein Ventilglied (38) in glei­ cher Richtung wie der brennraumseitige Druck einwirkenden Feder (37) versehen ist.

11. Zündkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (28) eine Ventilkammer (29) mit einem frei beweg­ lichen Ventilglied (30) aufweist, die an ihrem brennraum­ seitigen Anschluß mit wenigstens einem Bypasskanal (33) und an ihrem entgegengesetzt angeordneten Anschluß mit einem Ven­ tilsitz (31) versehen ist.

12. Zündkerze nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilglied (36, 30) kugelförmig ausge­ bildet ist.

13. Zündkerze nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in der brennraumseitigen Mün­ dung und/oder der außenseitigen Mündung des Versorgungska­ nals (24) angeordnet und/oder mit der außenseitigen Mündung des Versorgungskanals (24) verbunden ist.

14. Zündkerze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Überströmkanal (21) über einen Verbin­ dungskanal (54) mit dem in der brennraumseitigen Mündung des Versorgungskanals (24) angeordneten, als 3/2-Wegeventil aus­ gebildeten Ventil (47) verbunden ist, wobei in einer ersten Ventilstellung bei im wesentlichen verschlossener brennraum­ seitiger Ventilmündung der Versorgungskanal (24) mit dem Ver­ bindungskanal (54) verbunden ist und in einer zweiten Ventil­ stellung der Versorgungskanal (24) verschlossen ist.

15. Zündkerze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (47) ein frei bewegliches Ventilglied (49) sowie eine Ventilkammer (48) mit zwei Ventilsitzen (50, 51) aufweist, die an gegenüberliegenden, mit Anschlüssen versehe­ nen Enden angeordnet sind, und daß der Verbindungskanal (54) seitlich zwischen den Ventilsitzen (50, 51) mündet.

16. Zündkerze nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein mit dem verbindungskanalseitigen Anschluß des Ventils (47) verbundener Ringraum (53) in der Zündkammer­ wandung und/oder dem Zündkerzengehäuse (12) vorgesehen ist, in den wenigstens zwei Verbindungskanäle (54) münden.

17. Zündkerze nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die mit einem Verbindungska­ nal (54) verbundenen Überströmkanäle (21) nach Art einer Venturi-Düse ausgebildet sind.

18. Zündkerze nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die brennraumseitige Mündung des Versor­ gungskanals (24) mit einer brauseartig ausgebildeten Aus­ trittsöffnung (39) versehen ist.

19. Zündkerze nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungskanal (24) wenigstens teilweise mit Mitteln (44, 45) zur Wärmeabfuhr versehen ist.

20. Zündkerze nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (44) zur Wärmeabfuhr eine Gitterstruktur mit guter Wärmeleitfähigkeit aufweisen und vorzugsweise als Ma­ schengeflecht ausgebildet sind.

21. Zündkerze nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (45) zur Wärmeabfuhr stabförmig ausgebildet und mit Längsnuten (46) und/oder Längskanälen versehen sind.

22. Zündkerze nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitige Mündung des Überström­ kanals (24) mit einem elektronisch gesteuerten Magnetventil verbunden ist.