SE522013C2 - Förfarande för alstring av tändgnista och tändelektrodarrangemang vid en förbränningsmotor - Google Patents

Description

25 30 522 013 Uppfinningens ändamål Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat tändelektrodarrangemang.

Ett annat syfte är att möjliggöra en förbättrad gniststyming och därigenom en för- bättrad förbränningsstyrning. Ytterligare ett syfte är att åstadkomma ett varierbart gnistläge.

Redogörelse för unnfinningen Dessa syften uppnås med hjälp av ett tändelektrodarrangemang som givits de i pa- tentkrav 1 angivna särdragen och genom ett förfarande som givits de i patentkrav 14-15 angivna särdragen.

Genom att göra de båda elektrodema rörliga ges möjlighet att ändra gnistgapets storlek och/eller läge. Genom att vidare styra gnistgapets storlek såsom funktion av den aktuella driftsituationen blir det möjligt att åstadkomma optimal tändgnista för aktuell driftsituation, något som i sin tur medför fördelar beträffande möjligheten att i kombination med andra förbränningsrelaterade parametrar, såsom t.ex. tändtid- punkt, typ av bränsle-luft-blandning, turbulens-konfiguration i cylindern, tempera- tur, grad av överladdning, kompression, etc. förfina förbränningsprocessen för att uppnå fördelar beträffande miljö, bränsleförbrukning, körbarhet i olika situationer, etc.

Ytterligare fördelar och särdrag hos uppfinningen framgår av efterföljande beskriv- ning och patentkrav.

Uppfinningen förklaras i det följ ande närmare med hjälp av på bifogade ritning vi- sade utföringsexempel. 10 15 20 25 30 522 013 Figlrbeskrivning På ritningen visar: Fig.1 en schematisk vy av en cylinder i en motor med ett tändelektrodaxrangemang enligt uppfinningen, Fig.2-4 varianter på utförandet i fig. 1, Fig.5a och 5b en vy V-V i fig.4, med delar i olika lägen, Fig.6 en variant av utförandet i fig.4, Fig.7 en förenklad delvy i fig.6, och Fig.8 ett snitt VIII-VIII i fig 7.

Beskrivning av utiöringsexemgel I fig.l visas schemafiskt en cylinder 1 i en i övrigt ej närmare visad förbrännings- motor med gnisttändning, här av Otto-typ. I ett cylinderblock 2, som upptill är täckt med ett cylinderhuvud 3, löper en kolv 4 fram och åter. Cylindem 1 är försedd med ett tändelektrodarrangemang 5 för antändning av en i cylindern införd bränslebland- ning. Sedvanliga inlopps- och utloppsventiler i cylindem, liksom andra konventio- nella detaljer, har här i iörenklande och förtydligande syfte ntelänmatls, men ingår naturligtvis i den beskrivna motom.

I tändelektrodarrangemanget 5 ingår ett i cylinderhuvudet 3 löstagbart infäst tändor- gan 6, som bildar en första elektrod 7, och en av cylinderhuvudet 3 uppburen andra elektrod 8. Förutom den andra eleklroden 8 fmns det även en på kolven 4 anordnad andra elektrod 9, som här är utfonnad såsom en relativt tändorganet 6 sidofiårskjuten upphöjning.

Den första elektroden 7 är anordnad rörlig i tändorganet 6 och kan medelst ett på tändorganet 6 anordnat manöverdon 10 iörskjutas fram och åter i riktning av dub- 10 15 20 25 30 522 013 4 belpilen ll, väsentligen i cylindems längdriktning. Genom att den första elektroden 7 således är rörlig relativt cylinderhuvudet 3 och relativt kolven 4 är det möjligt att variera storleken på gnistgapet med hjälp av manöverdonet 10, som för ändamålet lämpligen kan vara styrt av en i fordonets tändsystem ingående styrenhet 13 för att därigenom variera gnistgapets storlek såsom funktion av lämpliga driftparametrar, alltefter önskemål. Det är vidare möjligt att låta styrenheten 13 styra även tändspän- ningen såsom fxmktion av lämpliga driftparametrar, alltefter önskemål, och på så sätt uppnå en ytterligare förbättrad styming av tändningen. Även den andra elektroden 8 är monterad rörlig och är medelst ett manöverdon 14 förskjutbar frarn och åter i riktning av dubbelpilen 15. Den löper för detta ändamål tätad i en krökt styming 12 i cylinderhuvudet. Även manöverdonet 14 är, liksom manöverdonet 10, med fördel styrt av den i tändsystemet ingående styrenheten 13.

Den andra elektroden 8 bildar härvid en jordelektrod och kan eventuellt vara lagrad på en rulle i manöverdonet 14.

Genom att även den i cylinderhuvudet monterade andra elektroden 8 är rörlig för- bättras möjligheten att ställa in en för en aktuell driftsituation lämlig storlek på gnistgapet, så att gnistan får optimal verkan.

Vid det i fig.2 visade utförandet är den första elektroden 7 rörlig på samma sätt som i fig. 1, medan den andra elektroden 8 är svängbart lagrad i cylinderhuvudet 3, i ett plan väsentligen parallellt med cylindems längdriktning, för att därigenom kunna ändra storleken på gnistgapet till tändorganet 6. Svängrörelsen styrs medelst manö- verorganet 14 för att ge en rörelse enligt dubbelpilen 15. Den erforderliga tämingen mellan den andra elektroden 8 och cylinderhuvudet 3 har här utelämnats i förtyd- ligande syfte.

I fig.3 är den andra elektroden 8 axiellt förskjutbar fram och åter i en styrning 12 i cylinderhuvudet 3. F örskjutning i riktning av dubbelpilen 15 åstadkoms med hjälp av manöverorganet 14. Den första elektroden 7 är rörlig på samma sätt som i fig. 1. 10 15 20 25 30 522 013 I fig.4 är den första elektroden 7 inte endast axiellt förskjutbar i riktning av dubbel- pilen 11, utan är dessutom svängbar i riktning av dubbelpilen 16, väsentligen kring längdrikmingen för tändorganet 6. På motsvarande sätt är även den andra elektroden 8, förutom att den är axiellt förskjutbar i riktning av dubbelpilen 15, svängbar i rikt- ning av dubbelpilen 17. Den första elektroden 7 utgör här en arm som sticker ut ra- diellt från änden på ett i tändorganet 6 rörligt monterat skaft 7a. På motsvarande sätt utgör den andra elektroden 8 en arm som sticker ut radiellt från änden på ett i cylin- derhuvudet 3 rörligt monterat skaft 8a. Den inbördes rörelsen mellan den första och den andra elektroden 7,8 enligt dubbelpilarna 16,17 framgår närmare av fig.5a, där elektrodema intar ett av många möjliga inbördes lägen.

Enligt fig.4 har den andra elektroden 8 sitt skaft 8a monterat i en i cylinderhuvudet 3 vridbart lagrad hållare 18, som medelst manöverorganet 14 är vridbar kring en axel väsentligen parallell med axeln till cylindern 1. Genom vridning av hållaren 18 enligt dubbelpilen 20 i fig.5a kan den andra elektroden 8 även förflyttas i sidled re- lativt den första elektroden 7, t.ex från ett i fig.5a visat läge till ett i fig.5b visat läge närmare den första elektroden 7. Fortfarande är dock även rörelse enligt dubbelpi- larna 16 och 17 möjlig.

I det i fig.6 visade utförandet har den andra elektroden 8 sitt skaft 8a monterat direkt i cylinderhuvudet 3, för rörelse enligt dubbelpilama 15,17 med hjälp av manöveror- ganet 14. Den första elektroden 7 är rörlig på samma sätt som i fig.4 och är således rörlig enligt dubbelpilama 11,16. Möjliga rörelser för elektroderna 7 och 8 visas närmare i fig.7 och 8.

Utöver de ovan visade utföringsexemplen är naturligtvis ett antal andra utföranden möjliga inom ramen för uppfrrmingen, alltefter önskemål och förutsättningar.

Tändorganet 6 kan eventuellt vara kombinerat med ett don för bränsleinsprutning, varvid lämpligen spetsen på detta don är utförd för att kunna förskjutas/vridas allt- 10 15 20 25 30 522 013 6 efter behov. Även den andra elektroden 8 kan eventuellt vara kombinerad med ett fast eller rörligt anordnat bränsleinsprutningsdon.

Uppfirmingen är, såsom visats, tillämpbar på gnisttända motorer av Otto-typ, men ingenting hindrar naturligtvis att uppfinningen i stället tillämpas på t. ex. en två- taktsmotor eller arman typ av gnisttänd motor.

Den enligt uppfinningen föreslagna ställbarheten av elektrodema och därigenom ställbarheten av gnistgapets storlek och/eller läge gör det möjligt att på lärnpligt sätt ändra gnistgapet och gnistläget såsom funktion av den aktuella driftsituationen, eventuellt i kombination med styrning av tändspänningen. Härigenom ges möjlighet att påverka förbränningen i cylindern fördelaktigt så att förbättringar avseende t. ex. bränsleförbrukning, körbarhet och miljöaspekter kan uppnås.

I det visade utförandet är den första elektroden avsedd att vara positiv och den andra elektroden negativ. Även ett omvänt utförande är dock tänkbart. Det är vidare möj- ligt att anbringa både den första och den andra elektroden i tändorganet och att där- vid göra båda rörliga på angivet sätt.

Claims (16)

10 15 20 25 30 522 013 Patentkrav:

1. l. Tändelektrodarrangemang vid en cylinder i en förbränningsmotor, t.ex. en Otto- motor, där ett cylinderhuvud (3) uppbär en första elektrod (7) och en andra elektrod (8), som samverkar med varandra, varvid åtminstone den första elektroden (7) är anordnad på ett i cylinderhuvudet infäst tändorgan (6), kännetecknat av att både den forsta elektroden (7) och den andra elektroden (8) är anordnade rörliga relativt eylinderhuvudet, för att möjliggöra ett variabelt gnistgap och/eller variabelt gnistlä- ge.

2. Tändelektrodarrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att den andra elektro- den (8) är anordnad skild från tänddonet (6).

3.Tändelektrodarrangemang enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den första elektroden (7) är rörlig väsentligen i cylindems längdriktning.

4. Tändelektrodarrangemang enligt krav l eller 2, kännetecknat av att den första elektroden (7) är rörlig väsentligen i ett plan vinkelrätt mot cylindems längdriktning.

5. Tändelektrodarrangemang enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den första elektroden (7) är rörlig både i cylindems längdriktning och i ett plan vinkelrätt mot cylindems längdriktning.

6. Tändelektrodarrangemang enligt något av kraven 1-5, kännetecknat av att den första elektroden (7) är ansluten till ett manöverdon (10) med vars hjälp den kan för- flyttas.

7. Tändelektrodarrangemang enligt krav 6, kännetecknat av att manöverdonet (10) styrs av en i fordonets tändsystem ingående styrenhet (13). o - ø u -o 10 15 20 25 522 013 n n n. fo» 8

8. Tändelektrodarrangemang enligt något av kraven 2-7, kännetecknat av att den andra elektroden (8) är trådforrnad och är axiellt rörlig i en i cylinderhuvudet (3) an- ordnad styming (12).

9. Tändelektrodarrangemang enligt något av kraven 2-7, kännetecknat av att den andra elektroden (8) är svängbart lagrad i cylinderhuvudet (3) och är svängbar i ett plan väsentligen parallellt med cylindems längdriktning.

10. Tändelektrodarrangemang enligt något av kraven 2-7, kännetecknat av att den andra elektroden (8) är svängbart lagrad i cylinderhuvudet (3) och är svängbar i ett plan väsentligen vinkelrätt mot cylindems längdriktning.

11. Tändelektrodarrangemang enligt krav 10, kännetecknat av att den andra elek- troden (8) är fórskjutbar i cylindems längdriktning.

12. Tändelektrodarrangemang enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra elektroden (8) är ansluten till ett manöverdon (14) med vars hjälp den kan forflyttas.

13. Tändelektrodarrangemang enligt krav 12, kännetecknat av att manöverdonet (14) styrs av en i fordonets tändsystem ingående styrenhet (13).

14. Förfarande för alstring av tändgnista i en fórbränningsmotontex. en Otto-motor, där tändgnista alstras mellan en forsta elektrod (7) på ett i ett cylinderhuvud (3) in- fäst tändorgan (6) och en andra elektrod (8), varvid läget av åtminstone den ena av elektrodema (7,8) varieras under drift för att ändra storleken på gnistgapet och/eller ändra gnistläget, kännetecknat av att läget av båda elektrodema (7,8) varieras un- der drift for att ändra storleken på gnistgapet. | v o ~ nu ~ n | u .- 10 15 | o o n n. 522 013 9

15. Förfarande for alstring av tändgnista i en förbränningsmotortex. en Otto-motor, där tändgnista alstras mellan en forsta elektrod (7) på ett i ett cylinderhuvud (3) in- fäst tändorgan (6) och en andra elektrod (8), varvid läget av åtminstone den ena av elektrodema (7,8) varieras under drift for att ändra storleken på gnistgapet och/eller ändra gnistläget, kännetecknat av att läget av båda elektrodema (7,8) varieras un- der drift for att ändra läget på gnistgapet.

16. F örfarande enligt krav 14 eller 15, kännetecknat av att gnistgapets storlek vari- eras såsom fiinktion av aktuell drifisituation, på basis av styrinformation från en i fordonets tändsystem ingående styrenhet (13). o : n o n -n