EP1887218A2 - Laserzündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1887218A2
EP1887218A2 EP07015487A EP07015487A EP1887218A2 EP 1887218 A2 EP1887218 A2 EP 1887218A2 EP 07015487 A EP07015487 A EP 07015487A EP 07015487 A EP07015487 A EP 07015487A EP 1887218 A2 EP1887218 A2 EP 1887218A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
laser light
laser
intensity
ignition device
Prior art date
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Withdrawn
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EP07015487A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1887218A3 (de
Inventor
Johann Klausner
Heinrich Kofler
Martin Weinrotter
Josef Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
GE Jenbacher GmbH and Co OHG
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Publication date
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Publication of EP1887218A2 publication Critical patent/EP1887218A2/de
Publication of EP1887218A3 publication Critical patent/EP1887218A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays

Definitions

  • the present invention relates to a laser ignition device for an internal combustion engine with a laser light generating device and a combustion chamber window, can be introduced by the laser light for igniting a combustible mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine. Moreover, the invention relates to an internal combustion engine with a corresponding laser ignition device.
  • the object of the invention is to develop a generic laser-ignited internal combustion engine such that undesired laser-induced changes in the combustion chamber window are minimized.
  • the laser light generating device is adapted to introduce laser light with an intensity of at most 0.15 mJ / mm 2 (millijoules per square millimeter) or of at least 3 mJ / mm 2 in the combustion chamber, the intensity on a combustion chamber facing side of the clean combustion chamber window is achieved.
  • laser-induced changes in the combustion chamber window can essentially be subdivided into three areas which differ in different radiation intensities.
  • a first range with an intensity less than or equal to 0.15 mJ / mm 2 no laser-induced coating effect occurs on the combustion chamber window.
  • a second region of medium intensity that is to say in the range of greater than 0.15 mJ / mm 2 and less than 3 mJ / mm 2 .
  • the laser light acts as a coating through photochemical processes, whereby the light transmissivity is impaired.
  • any coating that may be present or that has been conveyed by the laser light is removed again by the laser light.
  • FIG. 1 shows a cylinder 2 of an internal combustion engine 1 which generally has a plurality of cylinders.
  • Laser light 5 is introduced into the combustion chamber 11 by means of the laser light generating device 3 and focused on the focus volume 6.
  • the laser light generating device 3 comprises in this embodiment of the invention, a laser resonator 4, a light guide 8 and a through the lenses 9 and 10 formed Aufweiteoptik.
  • the combustion chamber window 7 ' is formed on the combustion chamber side for focusing the laser light 5 in the form of a converging lens. In this variant, the focusing optics is thus integrated into the combustion chamber window 7 '.
  • the transmission device for transmitting the laser light 5 to the combustion chamber window 7 'in this embodiment comprises both the light guide 8 and the lenses 9 and 10.
  • any other known in the prior art, suitable for laser light transmission devices can be used.
  • the laser light generating device 3 introduces pulsed laser light 5 into the combustion chamber 11.
  • the pulse durations are favorably between 0.1 ns and 20 ns, preferably between 0.5 ns and 10 ns.
  • the inventively mentioned intensities favorably over the pulse duration time averaged energy intensities.
  • the pulse duration can be defined as the time span of a pulse which lies between the 50% values of the rising and falling pulse edge with respect to the maximum amplitude . This definition is commonly referred to as Full Width At Half Maximum Definition.
  • the laser light generating device 3 for example, known in the art, flashed and actively Q-switched Nd: YAG lasers having pulse durations between 5 and 10 ns and laser energies between 0 and 200 mJ or diode-pumped and passively Q-switched Nd: YAG lasers with pulse durations between 0.5 and 5 ns and laser energies between 0 and 20 mJ are used.
  • the laser light generating device 3 is shown in greatly simplified form in the form of a rectangle.
  • the focusing optics in the combustion chamber window 7 'as in the embodiment of FIG. 1 is integrated, but arranged on the side remote from the combustion chamber 11 side.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the combustion chamber window 7 and the focusing lens or optics 10 are designed as separate components.
  • the focusing optics 10 'upstream of the combustion chamber window on its side facing away from the combustion chamber 11 side.
  • F denotes in both embodiments, the focal length of the focusing optics, so in the embodiment of FIG. 2, the focal length of the self-focusing combustion chamber window 7 'and in Fig. 3, the focal length of the focusing lens 10'.
  • X denotes the distance of the combustion chamber side beam exit surface 12 from the focal point or focus volume 6 in the beam direction.
  • the laser light 5 enters the combustion chamber window 7 or 7 'on the side facing away from the combustion chamber 11 with the beam entry surface 13 and a beam intrusion diameter D 0 attributable thereto and a laser energy E 0 . It leaves this area in the area of the beam exit fi ces 12 with a jet exit diameter D 1 and a laser energy E 1 .
  • the intensities I according to the invention are not only temporally but also spatially averaged energy intensities.
  • spatially averaged intensity I is meant the intensity averaged over the beam exit surface 12 of the laser light beam 5.
  • the calculation of the beam exit surface 12 takes place via the jet outlet diameter D 1 .
  • the beam exit diameter D 1 can be calculated like any beam diameter from the optical data and the geometric arrangement.
  • the beam diameter or the actual beam surface be measured along the beam propagation direction, so as to extrapolate the jet outlet diameter D 1 and the beam exit surface 12 at the combustion chamber window 7 and 7 '.
  • the definition of the beam diameter - in particular also for the beam exit diameter D 1 - the definition of the Gaussian beam is generally used.
  • the beam diameter is defined as the value at which the power density [W / m 2 ] drops to 1 / e 2 ( ⁇ 13.5%) of the maximum value.
  • the determination of the energies E 0 and E 1 takes place via a commercially available pulse energy measuring device, for example a pyroelectric detector.
  • a pulse energy measuring device for example a pyroelectric detector.
  • a beam profile can be determined by means of beam profiler, which normalizes with the pulse energy, the absolute energy intensity profile.
  • the intensities 1 according to the invention can be achieved with different spatial intensity distributions. It is favorable if the intensity distribution over the beam diameter D 1 is substantially constant. This is generally assumed if, as shown in FIG. 4 by way of example, the intensity I in a core region 14 of the beam exit surface 12 is at most 20%, preferably at most 10%, compared to the maximum intensity value I occurring in the beam exit surface 12 max decreases, wherein the surface of the core region 14 at least 80%, preferably at least 90%, the Strahlaustrittsffowne 12 is. 4 is a graph showing a radial section through the intensity distribution at the beam exit surface 12. Ideally, such an intensity distribution has essentially the shape of a rectangle.
  • the height of the rectangle is chosen so that it is either less than or equal to 0.15 mJ / mm 2 or at least 3 mJ / mm 2 .
  • the spatial extent or width of the rectangle is essentially given by the beam diameter D 1 or its core region 12. Such a profile represents the intensity distribution with maximum energy input without having to fear local intensities in the value range to be avoided between 0.15 mJ / mm 2 and 3 mJ / mm 2 .
  • the invention is not limited to such interference distributions.
  • a Gaussian intensity distribution profile (TEM 00 profile) would also be conceivable, as shown in FIG. 5.
  • Such a profile has the advantage of easiest to lead to a laser-induced breakthrough.
  • the rectangular profile according to FIG. 4 has the advantage of enabling a maximum total energy with a minimum intensity peak.
  • the inventive concept is suitable for the ignition of all fuel-air mixtures, but especially for methane-air mixtures with an air-fuel ratio ⁇ of about 1.5 to 2.5, preferably 1.8 to 2.2.

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Abstract

Laserzündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) mit einer Laserlichterzeugungsvorrichtung (3) und einem Brennraumfenster (7, 7'), durch das Laserlicht (5) zur Zündung eines brennbaren Gemisches in einen Brennraum (11) der Brennkraftmaschine (1) einbringbar ist, wobei die Laserlichterzeugungsvorrichtung (3) dazu geeignet ist, Laserlicht mit einer Intensität (1) von höchstens 0,15 mJ/mm2 oder von mindestens 3 mJ/mm2 in den Brennraum (11) einzubringen, wobei die Intensität (I) auf einer dem Brennraum (11) zugewandten Seite des sauberen Brennraumfensters (7, 7') erzielbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserzündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Laserlichterzeugungsvorrichtung und einem Brennraumfenster, durch das Laserlicht zur Zündung eines brennbaren Gemisches in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einbringbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer entsprechenden Laserzündvorrichtung.
  • Ein wesentliches Hindernis für den massentauglichen Einsatz gattungsgemäßer Laserzündvorrichtungen für Verbrennungsmotoren besteht in unerwünschten Wechselwirkungen zwischen dem Laserlicht und dem Brennraumfenster. Diese Verschlechterungen der Lichttransmissivität treten beim Eintritt in das Brennraumfenster, bei der Transmission und beim brennraumseitigen Austritt aus dem Brennraumfenster auf.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen lasergezündeten Verbrennungsmotor derart weiterzuentwickeln, dass unerwünschte laserinduzierte Veränderungen des Brennraumfensters minimiert werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Laserlichterzeugungsvorrichtung dazu geeignet ist, Laserlicht mit einer Intensität von höchstens 0,15 mJ/mm2 (Millijoule pro Quadratmillimeter) oder von mindestens 3 mJ/mm2 in den Brennraum einzubringen, wobei die Intensität auf einer dem Brennraum zugewandten Seite des sauberen Brennraumfensters erzielbar ist.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich laserinduzierte Veränderungen des Brennraumfensters im Wesentlichen in drei Bereiche unterteilen lassen, die sich durch unterschiedliche Strahlungsintensitäten unterscheiden. In einem ersten Bereich mit einer Intensität kleiner oder gleich 0,15 mJ/mm2 tritt kein laserinduzierter Beschichtungseffekt am Brennraumfenster auf. In einem zweiten Bereich mittlerer Intensität, also im Bereich größer 0,15 mJ/mm2 und kleiner 3 mJ/mm2, wirkt das Laserlicht durch photochemische Prozesse beschichtungsfördemd, wodurch sich die Lichttransmissivität verschlechtert. In dem dritten Bereich mit Intensitäten von 3 mJ/mm2 und mehr, wird eine eventuell vorhandene oder durch das Laserlicht geförderte Beschichtung durch das Laserlicht wieder entfernt. Insgesamt ergibt sich damit überraschender Weise, dass es zur Vermeidung von laserinduzierter Beschichtung des Brennraumfensters entweder möglich ist, im oben genannten ersten Bereich zu arbeiten, in dem solche laserinduzierten Ablagerungen und Verschmutzungen erst gar nicht auftreten oder im dritten Bereich zu arbeiten, in dem die gegebenenfalls vorhandenen Verschmutzungen des Brennraumfensters durch die Laserenergie weggebrannt werden. Im zweiten Bereich zwischen 0,15 und 3 mJ/mm2 bilden sich im Bereich des Stahidurchtritts Ablagerungen aus Kohlenstoff, welche die Laserenergie absorbieren und zum Ausfall des Zündsystems führen.
  • Versuche der Anmelderin haben ergeben, dass auch im ersten Bereich kleiner 0.15 mJ/mm2 die zur Verfügung gestellten Intensitäten dazu ausreichen, ein für die Laserzündung notwendiges laserinduziertes Plasma im Kraftstoffluftgemisch zu erzeugen. Bei Intensitäten größer 3 mJ/mm2 ist die Plasmaerzeugung natürlich auch sichergestellt.
  • Von einem sauberen Brennraumfenster im Sinne des Patentanspruchs 1 ist auszugehen, wenn mindestens 70% der auf die vom Brennraum abgewandte Seite des Brennraumfensters auftreffenden Laserenergie auf der Brennraumseite des Brennraumfensters wieder austreten, also durch das Brennraumfenster und seine Oberflächen hindurch transmittiert werden.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    einen schematisch dargestellten Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Laserzündvorrichtung,
    Fig. 2
    ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Laserzündvorrichtung mit linsenartig ausgeformtem Brennraumfenster,
    Fig. 3
    eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsvariante, bei der die fokussierende Optik und das Brennraumfenster als getrennte Bauteile ausgeführt sind und
    Fig. 4 und 5
    schematische Darstellungen zu verschiedenen räumlichen Intensitätsverteilungen des Laserlichtstrahls.
  • Fig. 1 zeigt einen Zylinder 2 einer im allgemeinen mehrere Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine 1. In den Brennraum 11 wird mittels der Laserlichterzeugungsvorrichtung 3 Laserlicht 5 eingebracht und auf das Fokusvolumen 6 fokussiert. Die Laserlichterzeugungsvorrichtung 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Laserresonator 4, einen Lichtleiter 8 sowie eine durch die Linsen 9 und 10 gebildete Aufweiteoptik. Das Brennraumfenster 7' ist brennraumseitig zur Fokussierung des Laserlichts 5 in Form einer Sammellinse ausgebildet. Bei dieser Variante ist die fokussierende Optik also in das Brennraumfenster 7' integriert.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist somit vorgesehen, den Laserresonator 4 nicht unmittelbar am Brennraumfenster anzuordnen. Dies hat den Vorteil, dass das Ausmaß der mechanischen und thermischen Belastungen gering gehalten wird. Die Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Laserlichts 5 zum Brennraumfenster 7' umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl den Lichtleiter 8 als auch die Linsen 9 und 10. Es können aber auch beliebig andere, beim Stand der Technik bekannte, für Laserlicht geeignete Übertragungsvorrichtungen verwendet werden. Natürlich ist es alternativ auch möglich, die durch den Laserresonator 4 und die genannten optischen Bauteile gebildete Lasertichterzeugungsvorrichtung 3 direkt am Brennraumfenster 7' anzuordnen, woraus sich eine insgesamt hoch integrierte Laserzündvorrichtung ergibt.
  • Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Laserlichterzeugungsvorrichtung 3 gepulstes Laserlicht 5 in den Brennraum 11 einbringt. Die Pulsdauern liegen dabei günstigerweise zwischen 0,1 ns und 20 ns, vorzugsweise zwischen 0,5 ns und 10 ns. Bei gepulstem Laserlicht 5 sind die erfindungsgemäß genannten Intensitäten, dann günstiger Weise über die Pulsdauer zeitlich gemittelte Energieintensitäten. Die Pulsdauer kann dabei als die Zeitspanne eines Pulses definiert werden, die zwischen den 50%-Werten der ansteigenden und fallenden Pulsflanke bezogen auf die Maximalamplitude liegt. Diese Definition wird im Allgemeinen als Full Width At Half Maximum - Definition bezeichnet.
  • Als Laserlichterzeugungsvorrichtung 3 können zum Beispiel beim Stand der Technik bekannte, mittels Blitzlampen gepumpte und aktiv gütegeschaltete Nd: YAG-Laser mit Pulsdauern zwischen 5 und 10 ns und Laserenergien zwischen 0 und 200 mJ oder diodengepumpte und passiv gütegeschaltete Nd: YAG-Laser mit Pulsdauern zwischen 0,5 und 5 ns und Laserenergien zwischen 0 und 20 mJ eingesetzt werden.
  • In den Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Laserzündvorrichtungen gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Laserlichterzeugungsvorrichtung 3 jeweils stark vereinfacht in Form eines Rechtecks dargestellt. Sie kann zum Beispiel wie in Fig. 1 gezeigt ausgeführt sein. In Fig. 2 ist die fokussierende Optik in das Brennraumfenster 7' wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 integriert, jedoch auf der vom Brennraum 11 abgewandten Seite angeordnet.
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Brennraumfenster 7 und die fokussierende Linse bzw. Optik 10 als getrennte Bauteile ausgeführt sind. Hier ist die fokussierende Optik 10' dem Brennraumfenster auf seiner vom Brennraum 11 abgewandten Seite vorgeschaltet. F bezeichnet in beiden Ausführungsbeispielen die Brennweite der fokussierenden Optik, also im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Brennweite des selbst fokussierenden Brennraumfensters 7' und in Fig. 3 die Brennweite der fokussierenden Linse 10'. X bezeichnet den Abstand der brennraumseitigen Strahlaustrittsfläche 12 vom Brennpunkt bzw. Fokusvolumen 6 in Strahlrichtung. Das Laserlicht 5 tritt auf der vom Brennraum 11 abgewandten Seite mit der Strahleintrittsfläche 13 und einem dieser zuzuordnenden Strahleintriftsdurchmesser D0 und einer Laserenergie E0 in das Brennraumfenster 7 bzw. 7' ein. Es verlässt dieses im Bereich der Strahtaustrittsfiäcne 12 mit einem Strahlaustrittsdurchmesser D1 und einer Laserenergie E1. Wie eingangs bereits erläutert, ist von einem ausreichend sauberen Brennraumfenster 7 bzw. 7' auszugehen, wenn folgendes gilt: E 1 E 0 ≥ 0 , 7
    Figure imgb0001
  • Für den Strahlaustrittsdurchmesser gilt: D 1 = D 0 ⋅ X / F
    Figure imgb0002
  • Wie erfindungsgemäß festgestellt, ist eine entscheidende Größe für das Sauberhalten des Brennraumfensters 7 bzw. 7' die Intensität bzw. Energieintensität I. Diese ergibt sich aus dem Quotient von Laserenergie E1 und Strahlaustrittsfläche 12 an der brennraumseitigen Oberfläche des Brennraumfensters 7 bzw. 7': I = 4 ⋅ E 1 / D 1 2 ⋅ π = 4 ⋅ E 1 ⋅ F 2 / D 0 2 ⋅ X 2 ⋅ π
    Figure imgb0003
  • Günstiger Weise handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Intensitäten I nicht nur um zeitlich sondern auch räumlich gemittelte Energieintensitäten. Unter räumlich gemittelter Intensität I ist dabei die über die Strahlaustrittsfläche 12 des Laserlichtstrahls 5 gemittelte Intensität gemeint. Die Berechnung der Strahlaustrittsfläche 12 erfolgt über den Strahlaustrittsdurchmesser D1. Der Strahlaustrittsdurchmesser D1 lässt sich wie jeder Strahldurchmesser aus den optischen Daten und der geometrischen Anordnung berechnen. Alternativ kann mit einem Beamprofiler der Strahldurchmesser bzw. die wirkliche Strahlfläche entlang der Strahlausbreitungsrichtung gemessen werden, um so den Strahlaustrittsdurchmesser D1 bzw. die Strahlaustrittsfläche 12 am Brennraumfenster 7 bzw. 7' zu extrapolieren. Für die Definition des Strahldurchmessers - wie im speziellen auch für den Strahlaustrittsdurchmesser D1 - ist dabei im Allgemeinen die Definition des gauß' schen Strahles heranzuziehen. Der Strahldurchmesser ist als derjenige Wert definiert, bei dem die Leistungsdichte [W/m2] auf 1/e2 (≈ 13,5%) des Maximalwertes abfällt. Die Bestimmung der Energien E0 bzw. E1 erfolgt über ein handelsübliches Pulsenergiemessgerät, zum Beispiel einen pyroelektrischen Detektor. Alternativ ist es auch möglich, die zeitlich gemittelte Energieintensität 1 am Brennraumfenster 7 bzw. 7' zu bestimmen. Hierzu kann mittels Beamprofiler ein Strahlprofil bestimmt werden, welches normalisiert mit der Pulsenergie das absolute Energleintensitätsprofil ergibt.
  • Die erfindungsgemäßen Intensitäten 1 können mit verschiedenen räumlichen Intensitätsverteilungen erreicht werden. Günstig ist, wenn die Intensitätsverteilung über den Strahldurchmesser D1 im Wesentlichen konstant ist. Hiervon ist in der Regel auszugehen, wenn - wie in Fig. 4 anhand eines Beispiels dargestellt - die Intensität I in einem Kernbereich 14 der Strahlaustrittsfläche 12 höchstens um 20%, vorzugsweise höchstens um 10%, gegenüber dem in der Strahlaustrittsfläche 12 maximal auftretenden Intensitätswert Imax abfällt, wobei die Fläche des Kernbereichs 14 mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, der Strahlaustrittsffäche 12 beträgt. Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die einen radialen Schnitt durch die Intensitätsverteilung an der Strahlaustrittsfläche 12 zeigt. Im ldealfall hat eine solche Intensitätsverteilung im Wesentlichen die Form eines Rechtecks. Die Höhe des Rechtecks ist dabei so gewählt, dass sie entweder kleiner gleich 0,15 mJ/mm2 oder mindestens 3 mJ/mm2 beträgt. Die räumliche Ausdehnung bzw. Breite des Rechtecks ist im Wesentlichen durch den Strahldurchmesser D1 bzw. dessen Kernbereich 12 gegeben. Ein solches Profil stellt die Intensitätsverteilung mit maximalen Energieeintrag dar, ohne dass Lokalintensitäten im zu vermeidenden Wertebereich zwischen 0,15 mJ/mm2 und 3 mJ/mm2 befürchtet werden müssen.
  • Obwohl eine im Wesentlichen rechteckige Intensitätsverteilung gemäß Fig. 4 bevorzugt ist, ist die Erfindung nicht auf derartige Interisitätsverteilungen beschränkt. Denkbar wäre beispielsweise auch ein gauß' sches Intensitätsverteilungsprofil (TEM00-Profil), wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Ein derartiges Profil hat den Vorzug, am Leichtesten zu einem laserinduzierten Durchbruch zu führen. Andererseits hat das Rechteckprofil gemäß Fig. 4 den Vorteil eine maximale Gesamtenergie bei minimaler Intensitätsspitze zu ermöglichen.
  • Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich zur Zündung aller Kraftstoff-Luft-Gemische, besonders aber für Methan-Luft-Gemische mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ von etwa 1,5 bis 2,5, vorzugsweise 1,8 bis 2,2.

Claims (10)

  1. Laserzündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Laserlichterzeugungsvorrichtung und einem Brennraumfenster, durch das Laserlicht zur Zündung eines brennbaren Gemisches in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichterzeugungsvorrichtung (3) dazu geeignet ist, Laserlicht mit einer Intensität (I) von höchstens 0,15 mJ/mm2 oder von mindestens 3 mJ/mm2 in den Brennraum (11) einzubringen, wobei die Intensität (I) auf einer dem Brennraum (11)zugewandten Seite des sauberen Brennraumfensters (7, 7') erzielbar ist.
  2. Laserzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichterzeugungsvorrichtung (3) dazu vorgesehen ist, gepulstes Laserlicht (5) in den Brennraum (11) einzubringen.
  3. Laserzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichterzeugungsvorrichtung dazu vorgesehen ist, gepulstes Laserlicht (5) mit einer Pulsdauer zwischen 0,1 ns und 20 ns, vorzugsweise zwischen 0,5 ns und 10 ns, in den Brennraum (11) einzubringen.
  4. Laserzündvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität (I) eine über die Pulsdauer zeitlich gemittelte Intensität (I) ist.
  5. Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität (I) eine über eine Strahlaustrittsfläche (12) des Laserlichts (5) auf der dem Brennraum (11) zugewandten Seite des Brennraumfensters (7, 7') gemittelte Intensität (I) ist.
  6. Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität (I) in einem Kernbereich (14) einer brennraumseitig am Brennraumfenster (7, 7') angeordneten Strahlaustrittsfläche (12) höchstens um 20%, vorzugsweise höchstens um 10%, gegenüber dem in der Strahlaustrittsfläche (12) maximal auftretenden Intensitätswert abfällt, wobei die Fläche des Kernbereiches mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 90%, der Strahlaustrittsfläche (12) beträgt.
  7. Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennraumfenster (7) eine fokussierende Optik (10') auf seiner dem Brennraum (11) entgegengesetzten Seite vorgeschaltet hat oder eine fokussierende Optik in das Brennraumfenster (7') integriert ist.
  8. Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtenergie eines Laserlichtpulses derart groß ist, dass ein Methan-Luft-Gemisch mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (λ) von etwa 1,5 bis 2,5, vorzugsweise von etwa 1,8 bis 2,2, zündbar ist.
  9. Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserlichterzeugungsvorrichtung (3) eine Übertragungseinrichtung, vorzugsweise mindestens ein Lichtleiter (5) und/oder mindestens eine Linse (9, 10), zur Übertragung des Laserlichts (5) zum Brennraumfenster (11) umfasst.
  10. Brennkraftmaschine mit einer Laserzündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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