DE3727459C2

DE3727459C2 - Ignition system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3727459C2
Application number: DE3727459A
Authority: DE
Inventors: Alfred Krappel; Johannes Guggenmos; Josef Holzmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2007-08-19
Also published as: DE3727459A1; DE3876716D1; EP0304037A2; ES2037160T3; EP0304037A3; EP0304037B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to an ignition system with the features of the preamble of claim 1.

Bei einem derartigen Zündsystem dient der Kondensator dazu, die im Funkenkopf des Zündfunkens enthaltene Energie zu vergrößern und damit eine Zündung auch besonders magerer Gemische bereits mit Hilfe dieses Funkenkopfs zu erreichen. Seit einiger Zeit sind sog. Durchbruchszündkerzen bekannt, bei denen der Konden sator in der Zündkerze integriert ist. Dies führt einerseits zu einer deutlich vergrö ßerten Bauhöhe der Zündkerze und andererseits dazu, daß derartige Zündkerzen nur eine geringe Lebensdauer aufweisen. Beide Probleme bereiten im heutigen mo dernen Kraftfahrzeugbau erhebliche Schwierigkeiten und haben dazu geführt, daß derartige Zündkerzen keine Verwendung gefunden haben.In such an ignition system, the capacitor is used in the spark head to increase the energy contained in the spark and therefore also an ignition to achieve particularly lean mixtures with the help of this spark head. So-called breakthrough spark plugs have been known for some time, in which the condensate sator is integrated in the spark plug. On the one hand, this leads to a significant increase essened overall height of the spark plug and on the other hand that such spark plugs have a short lifespan. Both problems cause mo their motor vehicle construction considerable difficulties and have led to the fact that such spark plugs have not been used.

Ein Zündsystem mit den eingangs genannten Merkmalen geht aus der US 4,487,192 und auch aus der US 4,324,219 hervor. Bei den beiden bekannten Zünd systemen ist ein separater Kondensator vorhanden, der die im Funkenkopf des Zündfunkens enthaltene Zündenergie vergrößert. Der Kondensator ist integraler Bestandteil der Zündkerze selbst (US 4,487,192) bzw. eines der Zündkerze zuge ordneten Vorschaltkörpers (US 4,324,219).An ignition system with the features mentioned at the outset is from the US 4,487,192 and also from US 4,324,219. In the two known Zünd systems, there is a separate capacitor, which in the spark head of the Ignition spark contained ignition energy increased. The capacitor is more integral Part of the spark plug itself (US 4,487,192) or one of the spark plugs ordered ballast (US 4,324,219).

Bei beiden US-Dokumenten ist es auch erforderlich, beide Elektroden des Konden sators im Bereich der Zündkerze bzw. des Vorschaltkörpers auszubilden. Dies er fordert bei der US 4,324,219 einen erheblichen Montageaufwand, da der Vorschalt körper mit elektrischen Leitungen verbunden werden muß und erst dadurch die Funktionalität der Elektroden geschaffen wird. Die US 4,487,192 erfordert eine be sondere Ausgestaltung der Zündkerze.Both U.S. documents also require both electrodes of the condenser sators in the area of the spark plug or the ballast. This he calls for a significant assembly effort in the US 4,324,219, because the ballast body must be connected to electrical lines and only then the Functionality of the electrodes is created. The US 4,487,192 requires a be special design of the spark plug.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf konstruktiv einfache Weise und unter Verwendung konven tioneller Zündkerzen die Kondensatorwirkung erreicht.The invention has for its object an ignition system of the aforementioned To create kind that convents in a constructively simple manner and using tional spark plugs achieved the capacitor effect.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem with the features of claim 1.

Durch die Erfindung ist es möglich, den Aufbau des gesamten Zündsystems und die Anordnung innerhalb des Zylinderkopf unverändert beizubehalten und mit konven tionellen Zündkerzen zu arbeiten. Ein besonderer Montageaufwand ist hierzu nicht erforderlich. Der Kondensator wird durch die Anordnung und Ausgestaltung der an sich ohnehin bereits vorhandenen Bauteile gebildet. The invention makes it possible to construct the entire ignition system and the To keep the arrangement within the cylinder head unchanged and with convents tional spark plugs to work. There is no special installation effort required. The capacitor is due to the arrangement and design of the existing components are formed anyway.

Zwischen dem Hohlkörper und dem Kanal bildet sich somit der Kondensator aus. Der dazwischenliegende Isolationskörper verhindert Überschläge zwischen dem Hohlkörper und dem Kanal. Auf diese Weise ist es möglich, ohne Veränderung der handelsüblichen Zündkerze einen derartigen Kondensator auf konstruktive Weise zu erzeugen und damit die gewünschte Energieanreicherung des Funkenkopfs zu erzielen. Durch die bauliche Möglichkeit, die Hülse in relativ weiten Bereichen hinsichtlich ihrer Länge zu verändern ist es möglich, Kondensatoren definierter Kapazität zu erzeugen. Diese Möglichkeit wird unterstützt durch die Wahl eines geeigneten Dialektrikums als Material für den Isolationskörper. Auf diese Weise ist es möglich, den Kondensator hinsichtlich seiner Kapazität durch konstruktive Gestaltung von Hülse und Auswahl des geeigneten Isolationskörpers in weitem Bereich zu variieren.This forms between the hollow body and the channel the capacitor off. The one in between Insulation body prevents flashovers between the Hollow body and the channel. That way it is possible without changing the standard spark plug such a capacitor in a constructive manner generate and thus the desired energy enrichment to achieve the spark head. Due to the structural Possibility of covering the sleeve in relatively wide areas changing their length it is possible Generate capacitors of defined capacitance. This Possibility is supported by choosing one suitable dialectric as material for the Insulation body. In this way it is possible to Capacitor in terms of its capacity constructive design of sleeve and selection of suitable insulation body in a wide range vary.

Konstruktive Ausgestaltungen, die besondere Vorteile bieten, sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 4 beschrieben. Die Merkmale der Patentansprüche 2 und 3 ermöglichen, eine Anpassung des Kondensators in der jeweils erforderlichen Weise vorzunehmen. Die Merkmale des Patentanspruchs 4 zeigen eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung in Verbindung mit einem sog. Einzelspulenzündsystem, das zunehmend an Bedeutung gewinnt und beispielsweise durch die Publikation in Automobil-Revue 1984, Nr. 4, Seite 29 bekannt ist.Structural designs, the special advantages offer, are in the further claims 2 to 4 described. The features of claims 2 and 3 allow adjustment of the capacitor in the in each case necessary manner. The characteristics of claim 4 show a particularly advantageous Training of the invention in connection with a so-called. Single coil ignition system, which is becoming increasingly important wins and for example through the publication in Automobil-Revue 1984, No. 4, page 29 is known.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is in the Drawing shown.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist im Schnitt ein Zündsystem für eine Brennkraftmaschine gezeigt, die teilweise als Schnitt dargestellt ist. Das Zündsystem ist als Einzelspulenzündsystem 1 ausgebildet und in einem Zylinderkopf 2 einer nur teilweise dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet. Von dieser Brennkraftmaschine ist ein Zylinder teilweise mit seinen Lagerstellen 3 und 4 für nicht dargestellte Nockenwelle gezeigt, die sich auf der Ein- und Auslaßseite befinden.In the single figure of the drawing, an ignition system for an internal combustion engine is shown in section, which is partially shown as a section. The ignition system is designed as a single coil ignition system 1 and is arranged in a cylinder head 2 of an internal combustion engine which is only partially shown. Of this internal combustion engine, a cylinder is partially shown with its bearings 3 and 4 for camshafts, not shown, which are located on the intake and exhaust sides.

Das Einzelspulenzündsystem 1 besteht aus einer obenliegenden schematisch gezeigten Zündspule 5 sowie einer Hochspannungszuführung in Form einer Hülse 6 sowie einem Anschlußkontakt 7. Die Hülse 6 ist stufig ausgebildet und befindet sich in einem Kanal 8 der Brennkraftmaschine. Sie übergreift den Anschlußkontakt 7 sowie den oberen Teil einer Zündkerze 9, die mit dem Anschlußkontakt 7 über einen Gegenkontakt 10 elektrisch verbunden ist. Zwischen der Hülse 6 und dem Kanal 8 befindet sich ein Isolationskörper 11, der unabhängig vom Einzelspulenzündsystem 1 in den Kanal 8 eingesetzt ist. Der Isolationskörper 11 besteht aus einem Material hoher Dielektrizitätskonstante.The single-coil ignition system 1 consists of an ignition coil 5, shown schematically at the top, and a high-voltage supply in the form of a sleeve 6 and a connection contact 7 . The sleeve 6 is formed in stages and is located in a channel 8 of the internal combustion engine. It overlaps the connector 7 and the upper part of a spark plug 9 , which is electrically connected to the connector 7 via a mating contact 10 . Between the sleeve 6 and the channel 8 there is an insulation body 11 which is inserted into the channel 8 independently of the single coil ignition system 1 . The insulation body 11 consists of a material with a high dielectric constant.

Die Hülse 6 bildet zusammen mit dem Isolationskörper 11 ein Kondensator, dessen Elektroden durch die Hülse 6 sowie die Innenseite des Kanals 8 im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine gebildet sind. Der Zylinderkopf 2 besteht aus Metall und befindet sich auf demselben elektrischen Potential wie die - nicht dargestellte - Masseelektrode der Zündkerze 9.The sleeve 6 together with the insulation body 11 forms a capacitor, the electrodes of which are formed by the sleeve 6 and the inside of the channel 8 in the cylinder head 2 of the internal combustion engine. The cylinder head 2 is made of metal and is at the same electrical potential as the - not shown - ground electrode of the spark plug 9 .

Der auf diese Weise gebildete Kondensator führt zu einer deutlichen Erhöhung der im Funkenkopf des Zündfunkens enthaltenen Energie, der sich in der Zündkerze zwischen den beiden Elektroden ausbildet. Auf diese Weise wird es möglich, auch besonders magere Gemische nach Art einer Durchbruchszündung bereits mit Hilfe des Funkenkopfs zu zünden. Auf diese Weise werden reproduzierbare und exakte Zündverhältnisse innerhalb der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht.The capacitor formed in this way leads to one significant increase in the spark head of the ignition spark contained energy, which is in the spark plug between the two electrodes. That way it will possible, also particularly lean mixtures like a Breakthrough ignition already with the help of the spark head ignite. In this way, reproducible and exact ignition conditions within the individual cylinders the internal combustion engine reached.

Die Hülse 6, die im wesentlichen als Hochspannungszuführung und elektrische Verbindung zwischen der Zündspule 1 und der Zündkerze 9 dient, ist einstückig mit der Zündspule 1 bzw. den diese umschließenden Isolationskörper (nicht im einzelnen dargestellt). Auf diese Weise ist es möglich, nach vorbereitetem Einführen des Isolationskörpers 11 in den Kanal 8 durch Befestigen des Einzelspulenzündsystems 1 den Kondensator auszubilden und ohne zusätzliche Maßnahmen und unter Verwendung einer handelsüblichen und nicht im weiteren veränderten Zündkerze 9 die gewünschte Zündwirkung zu erzielen.The sleeve 6 , which essentially serves as a high-voltage supply and electrical connection between the ignition coil 1 and the spark plug 9 , is in one piece with the ignition coil 1 or the insulating body surrounding it (not shown in detail). In this way it is possible, after a prepared insertion of the insulation body 11 into the channel 8 by attaching the single-coil ignition system 1, to form the capacitor and to achieve the desired ignition effect without additional measures and using a commercially available spark plug 9 which is not changed further.

Claims

1.Ignition system for internal combustion engines with an ignition coil, with a spark plug connected to it via a high-voltage supply partially running in a channel of the internal combustion engine, for an ignition spark forming in a spark gap, and with a capacitor connected in parallel with the spark gap to increase the ignition energy contained in the spark head of the spark, characterized in that the high-voltage supply in the course of the channel ( 8 ) located in the cylinder head of the internal combustion engine is at least partially as a hollow body ( 6 ) and that between the hollow body ( 6 ) and the channel ( 8 ) a sleeve-shaped insulation body ( 11 ) is formed, so that the capacitor is formed from the high-voltage supply, the insulation body and the cylinder head.

2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the hollow body ( 6 ) overlaps the connecting contact ( 7 , 10 ) between the high-voltage supply and the spark plug ( 9 ).

3. Ignition system according to claim 1 or 2, characterized in that the insulation body ( 11 ) is used independently of the high voltage supply in the channel ( 8 ).

4. Ignition system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow body ( 6 ) is integral with an ignition coil ( 5 ) assigned to the respective cylinder of the internal combustion engine.