DE3742321C2 - Einrichtung zur Verdichtungssteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Verdichtungs­ verhältnisses einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Einrichtung zur Verdichtungssteuerung ist beispielsweise aus der DE-OS 33 39 578 bekannt. Dort ist ebenso wie bei anderen bekannten Einrichtungen dieser Art die Zündkerze in dem als gesonderten Bauteil ausgeführten Stellkolben durch Eindrehen in ein dafür vorgesehenes Gewinde befestigt. Stellkolben und Zündkerze sind also getrennte Bauteile, wobei infolge der Trennung dieser Bau­ teile der Wärmeübergang von dem einen auf das andere Bauteil beeinträchtigt ist. Dies führt beispielsweise dazu, daß die Wärmeabfuhr von der unter erhöhten thermischen Belastungen stehenden Zündkerze auf den Stellkolben und von dort auf die umgebenden Wände des Zylinderkopfes nicht besonders günstig ist, so daß während des Betriebes einer derartigen Brennkraftmaschine Glühzündungen am Kerzenfuß auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verdichtungssteuerung zu schaffen, die eine Verbesserung der ungünstigen Wärmeabfuhrverhältnisse bewirkt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß soll also das Kerzengehäuse der Zündkerze unmittelbar den Stell­ kolben bilden, so daß Zündkerze und Stellkolben aus einem Teil bestehen. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß die insbesondere im Bereich des Zündfunkens auftretenden erhöhten Temperaturen am Fuß der Zündkerze schnell und leicht über das einteilige, den Stellkolben bildende Kerzengehäuse auf die umgebenden Wände des Zylinderkopfes übertragen werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei einen Querschnitt durch den Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Kolben-Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zur Verdichtungssteuerung.

In der Zeichnung ist mit 1 der Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine angegeben, die als Antriebsmotor beispielsweise für ein Personen­ kraftfahrzeug dienen soll. Jedem Zylinder dieser Brennkraftmaschine ist dabei eine Einrichtung zur Steuerung des Verdichtungsverhältnisses zugeordnet, die aus einem insgesamt mit 5 bezeichneten Stellkolben besteht, der in einem zylindri­ schen Nebenraum 4 des Zylinderkopfes 1 mit Hilfe eines Stellantriebes 14 verstellbar gehalten ist. Der zylindrische Nebenraum 4 steht mit einem dem jeweiligen Zylinder 2 der Brennkraftmaschine zugeordneten Hauptbrennraum 3 in Verbindung, wobei durch lastabhängige Verstellung des Stellkolbens 5 das Volumen des Nebenbrenn­ raums und damit auch das sich in dem gesamten Brennraum einstellende Verdichtungs­ verhältnis veränderbar ist. Die Verstellung des Stellkolbens erfolgt dabei in der Weise, daß bei niedrigen Lasten der Brennkraftmaschine das Volumen des Neben­ brennraums klein, bei Vollast dagegen am größten ist.

Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich ist, weist der Stellkolben 5 einen beispiels­ weise mit zwei Kolbenringen 13 versehenen Kolbenbund 6 auf, der in der zylindri­ schen Bohrung des Nebenbrennraums 4 gleitet, sowie einen Kolbenhals 7, an dem der insgesamt mit 14 bezeichnete Stellantrieb zum Angriff kommt. Der Kolben­ bund 6 und der Kolbenhals 7 bilden dabei das metallische Kerzengehäuse der Zünd­ kerze, indem ein mit 8 bezeichneter Isolator gasdruckdicht gehalten ist. Diese Halterung des Isolators kann dabei durch Eingießen oder dgl. erfolgen. Innerhalb des Isolators 8 ist in bekannter Weise und zwar ebenfalls gasdruckdicht eine Mittel­ elektrode 11 gehalten, die an ihrem in der Zeichnung unteren Ende in den Brenn­ raum hineinragt und gegenüber einer mit dem durch den Kolbenbund 6 gebildeten Kerzengehäuse verbundenen Masseelektrode 12 die Zündfunkenstrecke bildet. Die Zufuhr des Zündstroms zu der Zündkerze erfolgt mit Hilfe eines üblichen Kerzensteckers 9, der auf das aus dem Kolbenhals 7 herausragende Ende des Isolators 8 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Kontaktende 10 der Mittelelektrode 11 aufgesteckt werden kann.

Die Mittelelektrode 11 kann im übrigen mittig oder auch außermittig bezüglich der Achse 18 des Stellkolbens 5 angeordnet sein.

Der Stellantrieb 14, von dem hier nur das Gehäuse 15 angedeutet ist, kann im übrigen als an sich bekannter elektromechanischer Antrieb ausgebildet sein, der in Abhängigkeit von dem Lastzustand der Brennkraftmaschine den Verstellkolben betätigt. Dazu kann beispielsweise ein Elektromotor über eine Stirnradverzahnung seine Drehbewegung über eine durchgehende Sechskantwelle an den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnete Schraubradgetriebe abgeben, die in jeweils separaten und fest mit dem Zylinderkopf 1 verschraubten Gehäusen 15 gelagert sind. Die Hubbewegung des Stellkolbens 5 kann dann über einen Spindel­ trieb erzeugt werden, wozu die Nabe eines in dem Gehäuse gelagerten Antriebs­ rades mit einem Innengewinde an einem mit dem Verstellkolben verbundenen Außengewinde angreift. Um eine Drehbewegung der Stellkolben zu verhindern kann an ihrem Außengewinde eine in der Zeichnung beispielsweise mit 16 angedeutete Längsnut eingefräst sein, in die eine am Gehäuse 15 angebrachte Nase 17 eingreift. Das gesamte Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsmotor und dem Steuer­ kolben ist dabei so gewählt, daß unter Berücksichtigung des im Zylinder herrschenden Druckes eine Selbsthemmung erzielt wird.

Dadurch, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Zündkerze bzw. deren Gehäuse unmittelbar als Stellkolben ausgebildet wird, wird zum einen die Zahl der verwendeten Bauteile verringert, zum anderen aber in entscheidender Weise die Wärmeabfuhr von den besonders hoch belasteten Stellen des Zündkerzenfußes verbessert. Dadurch, daß Zündkerzengehäuse und Stellkolben ein Teil sind, entfallen nämlich die sonst vorhandenen Hindernisse für den Wärmeübergang an den Stoßstellen, was zu einem verbesserten Wärmetransport zu den umgebenden Wänden des Zylinderkopfes führt. Die Gefahr des Entstehens von Glühzündungen am Fuße der Zündkerze wird damit also verringert.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Steuerung des Verdichtungsverhältnisses einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, mit einem jedem Zylinder zugeordneten Stellkolben, der von einem Stellantrieb in einem mit dem Zylinderbrennraum verbundenen Nebenbrennraum in Abhängig­ keit von der Belastung der Brennkraftmaschine verstellbar gehalten ist und mit einer mit dem Stellkolben verstellbaren Zündkerze, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Zündkerze unmittelbar als Stellkolben (5) ausgebildet ist mit einem in dem zylindrischen Nebenbrennraum (4) gleitenden Kolbenbund (6) und mit einem mit dem Stellantrieb (14) in Eingriff befindlichen Kolbenhals (7).