WO2004001221A1 - Starting aid for an internal combustion engine - Google Patents

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WO2004001221A1
WO2004001221A1 PCT/DE2003/000693 DE0300693W WO2004001221A1 WO 2004001221 A1 WO2004001221 A1 WO 2004001221A1 DE 0300693 W DE0300693 W DE 0300693W WO 2004001221 A1 WO2004001221 A1 WO 2004001221A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion chamber
heating element
starting aid
laser beam
light guide
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/000693
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Bauer
Albrecht Geissinger
Christoph Haluschka
Sven Geiger
Steffen Carbon
Christoph Kern
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2004001221A1 publication Critical patent/WO2004001221A1/en

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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
    • 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
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition

Definitions

  • the invention is based on a starting aid for an internal combustion engine according to the preamble of the main claim
  • a start control method for an internal combustion engine is known from JP 101 96 508 A, in which a laser beam is used, the wavelength of which lies in the excitation band of a hydroxide group and a hydrocarbon group.
  • the starting aid according to the invention for an internal combustion engine with the features of the main claim has the advantage over the fact that means are provided which direct the laser beam onto a heating element arranged in the combustion chamber. In this way the
  • Combustion process initiated in that the gas molecules are excited not directly by the light energy of the laser element but indirectly by the thermal energy generated by the laser element.
  • the combustion can thus be carried out in a conventional manner by heating the gas mixture in the
  • this heating does not use conventional starting aids such as glow plugs, glow wire candles, flame start systems, etc., but a laser element.
  • the energy control can also take place outside the internal combustion engine. Since the energy supplied is laser light, there is no risk of a short circuit since there is no need to lay an electrically insulated cable with the positive pole of the battery voltage near the motor block, which represents the reference potential. This is particularly advantageous when installing the energy supply under the valve cover, since this space has oil mist at elevated temperatures and can thus impair the insulation of a current-carrying cable.
  • Another advantage is that due to a suitably chosen directivity of the light guide on the laser beam, the position for introducing the laser beam into the combustion chamber using the
  • the light guide can be selected relatively freely and can also be carried out, for example, in the cylinder wall.
  • the supply of the laser beam into the combustion chamber by using a light guide means requires only a small amount of space in the cylinder head of the internal combustion engine and allows flexible beam guidance.
  • the light guide comprises a deflecting surface on which the laser beam is deflected.
  • the laser beam can be guided in the desired direction in the combustion chamber in a particularly simple manner.
  • the light guide comprises a reflection surface on which the laser beam is reflected. It is advantageous if the heating element is a glow plug protruding into the combustion chamber. In this way it is possible to use a conventional glow element for the starting aid according to the invention.
  • a particularly compact and space-saving solution for heating the glow plug is obtained if the light guide is arranged inside the glow plug.
  • the heating element is an integral part of a combustion chamber wall. In this way, the starting aid can be realized in a particularly material-saving and inexpensive manner.
  • heating element is an integral part of the piston, the injection nozzle or the valve.
  • Highlighting is formed from the piston surface. In this way, the heating element can be heated more quickly.
  • Another advantage is that means are provided for thermally decoupling the heating element from the combustion chamber wall. In this way, it is prevented that the heat dissipation via the combustion chamber wall leads to a relevant temperature drop during the irradiation of the heating element with the laser beam.
  • Another advantage is that the laser beam is introduced into the combustion chamber as a function of a Operating state of the internal combustion engine takes place. In this way, the energy for heating the heating element does not have to be kept permanently available.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a starting aid according to the invention
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a starting aid according to the invention
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a starting aid according to the invention
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a starting aid according to the invention
  • FIG. 5a shows a first exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall
  • FIG. 5b shows a second exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall
  • FIG. 5c shows a third exemplary embodiment for attaching a heating element to a firing wall
  • FIG. 5d shows a fourth exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall
  • Figure 6a shows a first embodiment for the supply of a light guide to a combustion chamber wall
  • Figure 6b shows a second embodiment for the supply of a light guide to a combustion chamber wall.
  • the invention now describes a new type, the starting process and the warm-up behavior of internal combustion engines, in particular diesel engines, by using a
  • 5 denotes a section of an internal combustion engine, which in the following is to be designed as a diesel engine, for example.
  • the selected section 5 of the diesel engine is a cylinder head.
  • the cylinder head 5 comprises a combustion chamber 20 which is formed on the one hand by an upper combustion chamber wall 45 and two lateral combustion chamber walls 46 and on the other hand by a piston 50.
  • a heating element 30 in the form of a glow plug is guided into the combustion chamber 20 via a first bore 75 in the upper combustion chamber wall 45.
  • An injection nozzle 60 is guided into the combustion chamber 20 via a second bore 80 in the upper combustion chamber wall 45.
  • a valve 65 for supplying the combustion air to the combustion chamber 20 is guided via a third bore 85 in the upper combustion chamber wall 45.
  • the glow plug 30 is hollow on the inside, so that it comprises a receptacle 90 for a light guide 25 designed as a light guide.
  • the light guide 25 takes a laser beam 15 of a laser element, for example as a laser diode is formed, and leads it into the area of the tip of the glow plug 30 protruding into the combustion chamber 20.
  • Glow plug 30, light guide 25 and laser diode 10 form a starting aid according to the invention, which is identified in FIG. 1 by reference number 1.
  • the laser beam 15 is largely absorbed by the glow plug 30 in the area of its tip projecting into the combustion chamber 20 and converted into thermal energy, which is used to heat the diesel-air mixture in the combustion chamber 20 and thus to initiate a combustion process for the diesel-air mixture in the combustion chamber 20 leads.
  • the optical energy of the laser beam 15 is most effectively converted into thermal energy when the laser beam 15 strikes a well-absorbing, solid mass element, which in this case is formed by the tip of the glow plug 30 projecting into the combustion chamber 20 and by the reference symbol 95 is marked.
  • the material, in particular on the surface on which the laser beam 15 strikes in the region of the tip 95 of the glow plug 30, must be selected such that it absorbs the optical energy of the laser beam 15 as completely as possible and as little optical as possible at the mainly occurring wavelengths of the laser beam 15 Energy of the laser beam 15 is reflected.
  • the laser diode can also be selected such that its laser beam 15 mainly comprises wavelengths that are absorbed as completely as possible by the material used in the tip 95 of the glow plug 30 and reflected as little as possible.
  • the material of the tip 95 of the glow plug 30 protruding into the combustion chamber 20 can be adapted to the mainly occurring wavelengths of the laser beam 15.
  • the laser diode 10 can be selected so that the wavelengths mainly present in the laser beam 15 are present the material of the tip 95 of the heating element 30 protruding into the combustion chamber 20 is adapted.
  • the material of the glow plug 30 can, in particular in the area of the tip 95, consist of an iron or non-ferrous metal or of alloys of such metals, of ceramic or of a composite of the materials mentioned.
  • the thermal energy generated at the tip 95 of the glow plug 30 is dissipated only insignificantly via the upper combustion chamber wall 45, especially during its main requirement at the beginning of the combustion process, so that there is only an insignificant temperature drop at the tip 95 of the glow plug 30 , This can be done either by a thermal
  • Decoupling of the tip 95 of the glow plug 30 from the upper combustion chamber wall 45 or by a suitable choice of the material and its surface in the area of the tip 95 of the glow plug 30 can be ensured.
  • optical energy emitted by the laser diode 10 in the form of the laser beam 15 should be dimensioned such that there is no significant material removal in the area of the laser beam 15 on the tip 95 of the glow pencil 30.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a starting aid according to the invention, with the same reference numerals in FIG. 2 denoting the same elements as in FIG. 1.
  • the heating element 30 is designed as a heating element anchored in the interior of the combustion chamber 20.
  • no hole is required in the upper combustion chamber wall 45 in order to be able to lead the heating element into the combustion chamber 20 from the outside, as in the first exemplary embodiment.
  • the heater 30 according to FIG. 2 can be formed from the same material as in the first embodiment according to FIG. 1.
  • a fourth bore 100 in the upper combustion chamber wall 45 serves to guide the light guide 25 into the combustion chamber 20 from the outside.
  • the heating element 30 is now anchored in the area of the upper combustion chamber wall 45 in the combustion chamber 20.
  • the fourth bore 100 with the light guide 25 now does not run perpendicularly, but obliquely to the upper combustion chamber wall 45.
  • the laser beam 15 from the laser diode 10 becomes parallel to the fourth bore 100 and thus also not perpendicular, but rather obliquely to the upper combustion chamber wall 45 in the Combustion chamber 20 introduced.
  • the light guide 25 projects deeper into the combustion chamber 20 than the radiator 30.
  • the light guide 25 At its end facing the combustion chamber 20, the light guide 25 comprises an approximately parallel to the upper combustion chamber wall 45 reflection surface 40, on which the laser beam 15 is reflected, so that it follows Exit from the light guide 25 hits the surface of the radiator 30. The majority of the optical energy of the laser beam 15 is then absorbed by the radiator 30 in the manner described and converted into thermal energy for initiating the combustion process in the combustion chamber 20.
  • means 70 are provided for thermally decoupling the radiator 30 from the upper combustion chamber wall 45, so that the thermal energy formed on the radiator 30 cannot be released to the upper combustion chamber wall 45 to any significant extent.
  • Thermal insulation is implemented by means 70 for thermal decoupling.
  • the means 70 for thermal decoupling can be a ceramic, for example zirconium dioxide
  • Figure 3 shows a third embodiment, in which again the same reference numerals designate the same elements as in the previous figures.
  • the light guide 25 is fed into the combustion chamber 20 via a fifth bore 105 in one of the two lateral combustion chamber walls 46.
  • the light guide 25 is fed via the fifth bore 105 approximately perpendicular to this side combustion chamber wall 46
  • Light exit of the laser beam 15 from the light guide 25 takes place via a beveled end surface of the light guide 25, which forms a deflection surface 35 and deflects the laser beam 15 guided into the combustion chamber 20 approximately perpendicular to the lateral combustion chamber wall 46 in the direction of the upper combustion chamber wall 45 such that the Laser beam 15 strikes approximately a tip of the injector 60, this tip of the injector 60 forming the heating element 30.
  • the tip region of the injection nozzle 60 protruding into the combustion chamber 20 was chosen as the heating element 30 because, due to its cross-section tapering into the combustion chamber 20, it can be heated particularly quickly by the incident laser beam 15.
  • the heating element 30 can be placed on the tip of the injection nozzle 60 or can be an integral part of the injection nozzle 60.
  • the material of the heating element 30 can be selected as already described in the previous exemplary embodiments. It is also in the third embodiment according to the figure 3 in the manner described for the previously described exemplary embodiments, the optical energy of the laser beam 15 on the heating element 30 is largely converted into thermal energy by absorption, which is emitted to the diesel / air mixture in the combustion chamber 20 and initiates the combustion process.
  • a sixth bore 110 which does not run perpendicularly but obliquely to one of the two lateral combustion chamber walls 46 is provided for receiving the light guide 25, so that the laser beam 15 initiated by the laser diode 10 leads obliquely to this lateral boundary wall 46 into the combustion chamber 20 is and directly meets an end surface 115 of the valve 65 facing the combustion chamber 20 without a deflection surface at the end of the light guide 25 being required.
  • the end face 115 of the valve 65 then represents the heating element, in particular in the area where the laser beam 15 strikes
  • Material for the end surface 115 can be selected as for the heating elements in the previous exemplary embodiments. Accordingly, a large part of the optical energy of the laser beam 15 is described as in the previous exemplary embodiments, of which
  • FIG. 4 shows a fifth exemplary embodiment, in which the same reference numerals designate the same elements as in the previous exemplary embodiments.
  • the light guide 25 is supplied to the combustion chamber 20 from the outside and extends approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45.
  • the light guide 25 and the laser beam 15 thus also run approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45.
  • the laser beam 15 leaves the light guide 25 approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45 and thus strikes the piston 50.
  • the piston 50 can, as shown in FIG. 4, have a highlight from the piston surface 55 which forms the heating element 30.
  • the cross section of this highlight 30 can taper towards the combustion chamber 20, as is also shown in FIG. 4. This enables faster heating, with a large part of the optical energy of the laser beam 15 being absorbed by the heating element 30 in the manner described in the previous exemplary embodiments and thus being converted into thermal energy for initiating the combustion process in the combustion chamber 20.
  • Laser beam 15 is directed through the light guide 25 not to the end face 115 but to the upper combustion chamber wall 45 or the opposite side combustion chamber wall 46.
  • a heating element 30 designed as a heating element can be arranged according to the second embodiment, or the upper combustion chamber wall 45 or the opposite combustion chamber wall 46 itself acts as a heating element in the area, in which the laser beam 15 strikes.
  • the heating element can also be an integral part of the upper one Combustion chamber wall 45 or the opposite lateral combustion chamber wall 46.
  • the heating element can be formed by the end surface 115 itself and thus as an integral part of the valve 65 or by a separate heating element which is arranged in the region of the incidence of the laser beam 15 on the end surface 115 on the combustion chamber side.
  • Emphasis 30 can be an integral part of the piston 50 or can be placed on the piston 50 as a separate heating element.
  • heating element 30 is not an integral part of the upper combustion chamber wall 45, one of the two side combustion chamber walls 46, the injection nozzle 60, the valve 65 or the piston 50, it can be attached to the elements mentioned by screwing, shrinking, gluing, vapor deposition or sintering , According to Figure 5a)
  • the heating element 30 can be formed from a different material than the element receiving the heating element, for example the upper combustion chamber wall 45.
  • the heating element can be designed as a coating of one of the elements mentioned, for example the upper combustion chamber wall 45, the upper combustion chamber wall 45 in the Area of the heating element 30 protrude into the combustion chamber 20 and can taper in cross section in order to enable faster heating when the laser beam strikes the heating element 30.
  • This highlighting is identified in FIG. 5b) by reference number 125.
  • the heating element is integrated in the receiving element, for example the upper combustion chamber wall 45, and can protrude into the combustion chamber 20 as an accentuated cross section. According to FIG.
  • the heating element 30 can be attached to the receiving element, for example the upper one Combustion chamber wall 45 can be fastened, for example by means of a screw connection and for example made of a different material than the receiving element.
  • the attachment can also be done in any other way, for example by a plug connection, an adhesive connection, or the like.
  • a first exemplary embodiment for laying the light guide 25 in one of the combustion chamber walls 45, 46 is shown.
  • the light guide 25 can be fastened, for example, by means of an adhesive connection 135 in a bore 140 in one of the side combustion chamber walls 46, the light guide 25 being able to be closed off on the combustion chamber side, that is to say the combustion chamber 20, by an optical window 130, for example a lens.
  • the optical window 130 for example a lens.
  • the light guide 45 can of course also be supplied via the upper combustion chamber wall 45.
  • it can be selected for the fifth exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • the light guide 25 does not have to protrude into the combustion chamber 20, but can terminate with the upper combustion chamber wall 45, corresponding to the embodiment according to FIG. 6b), or can according to FIG. 6a) through the optical window 130 to the combustion chamber 20 to be finished.
  • the light guide 25 is located between the injection nozzle 60 and the valve 65.
  • the injection nozzle 60 and the valve 65 are also adjacent to one another in the fifth embodiment according to FIG. 4 and the light guide 25 obliquely in the upper combustion chamber wall 45 is laid in order to be able to direct the laser beam 15 onto the heating element 30 of the piston 50.
  • the laser diode 10 for emitting the laser beam 15 is then suitably arranged at a suitable location so that the laser beam 15 can be coupled into the light guide 25.
  • the operation of the laser diode 10 can take place depending on an operating state of the diesel engine, so that the laser beam 15 is introduced into the combustion chamber 20 and onto the heating element 30 only if the combustion chamber 20 needs to be heated during the starting process or for the warm-up behavior of the diesel engine is so that the energy of the laser diode 10 does not have to be kept permanently available and energy can be saved.
  • the optimal period for heating the heating element 30 by the laser beam 15 by appropriately controlling the laser diode 10 can take place, for example, as a function of the crank angle of the diesel engine 5.
  • the diameter for the bores in the combustion chamber walls 45, 46, which only have to guide the light guide 25 and not also the heating element 30, can be in the region of 3 mm.
  • a deflection of the laser beam 15 by a deflection surface or a reflection surface of the light guide 25 is only necessary if the axis of the light guide 25 does not hit the heating element 30 in its extension, so that the laser beam 15 cannot be guided onto the heating element 30 without deflection measures.
  • the light guide 25 itself is not required if there is a free straight light path between the laser element and the heating element 30.
  • the laser beam 15 is directed via the free linear light path without the light guide 25 onto the heating element 30 and thus directly coupled onto the heating element 30.
  • the laser element 10 is oriented, for example, by means of an adjusting device indicated by the reference numeral 1000 in FIG. 1, in such a way that the laser beam 15 emitted by it is directed over the free straight line
  • Light path is directed to the heating element 30.
  • the receptacle 90 in FIG. 1 can form the free straight light path and the light guide 25 can be omitted.
  • the laser element 10 should be able to be oriented such that the laser beam coincides approximately with the optical axis of the free straight light path and the heating element 30 should also lie in this optical axis. Otherwise, reflectors are required on the walls of the free linear light path, with the aid of which the laser beam 15 from the laser element 10 can be directed onto the heating element 30 via the free linear light path. In this case, the free light path does not necessarily have to be straight.

Abstract

The invention relates to a starting aid (1) for an internal combustion engine (5), especially a diesel engine, which allows to heat the combustion chamber (20) of the internal combustion engine (5) with relatively little complication. The starting aid (1) comprises a laser element (10) that emits a laser beam (15) into the combustion chamber (20) of the internal combustion engine (5). Means (25) are provided that direct the laser beam (15) onto a heating element (30) disposed in the combustion chamber (20).

Description

Starthilfsmittel für einen VerbrennungsmotorStarting aids for an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Starthilfsmittel für einen Verbrennungsmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs ausThe invention is based on a starting aid for an internal combustion engine according to the preamble of the main claim
Aus der JP 101 96 508 A ist ein Startsteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein Laserstrahl verwendet wird, dessen Wellenlänge im Anregungsband einer Hydroxidgruppe und einer Hydrocarbongruppe liegt.A start control method for an internal combustion engine is known from JP 101 96 508 A, in which a laser beam is used, the wavelength of which lies in the excitation band of a hydroxide group and a hydrocarbon group.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Starthilfsmittel für einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass Mittel vorgesehen sind, die den Laserstrahl auf ein im Brennraum angeordnetes Heizelement richten. Auf diese Weise wird derThe starting aid according to the invention for an internal combustion engine with the features of the main claim has the advantage over the fact that means are provided which direct the laser beam onto a heating element arranged in the combustion chamber. In this way the
Verbrennungsvorgang eingeleitet, indem die Gasmoleküle nicht direkt durch die Lichtenergie des Laserelements sondern indirekt durch die von dem Laserelement erzeugte, thermische Energie angeregt werden. Somit läßt sich die Verbrennung auf herkömmliche Weise durch Erwärmung des Gasgemisches imCombustion process initiated in that the gas molecules are excited not directly by the light energy of the laser element but indirectly by the thermal energy generated by the laser element. The combustion can thus be carried out in a conventional manner by heating the gas mixture in the
Brennraum einleiten, wobei jedoch für diese Erwärmung nicht die herkömmlichen Starthilfsmittel wie Glühstiftkerzen, Glühdrahtkerzen, Flammstartanlagen, usw. zum Einsatz kommen, sondern ein Laserelement. Dies hat zum Vorteil, dass die Energiebereitstellung mittels des Laserelementes außerhalb des Verbrennungsmotors erfolgen kann. Die Energiesteuerung kann ebenfalls außerhalb des Verbrennungsmotors erfolgen. Da es sich bei der zugeführten Energie um Laserlicht handelt, entfällt das Kurzschlußrisiko, da kein elektrisch isoliertes Kabel mit dem Pluspol der BatterieSpannung nahe des Motorblocks, der das Bezugspotential darstellt, verlegt werden muß. Dies ist besonders bei der Montage der Energiezuführung unter der Ventilabdeckung vorteilhaft, da dieser Raum Ölnebel mit erhöhten Temperaturen aufweist und somit die Isolation eines stromführenden Kabels beeinträchtigen kann.Initiate the combustion chamber, however this heating does not use conventional starting aids such as glow plugs, glow wire candles, flame start systems, etc., but a laser element. This has the advantage that the energy can be provided outside the internal combustion engine by means of the laser element. The energy control can also take place outside the internal combustion engine. Since the energy supplied is laser light, there is no risk of a short circuit since there is no need to lay an electrically insulated cable with the positive pole of the battery voltage near the motor block, which represents the reference potential. This is particularly advantageous when installing the energy supply under the valve cover, since this space has oil mist at elevated temperatures and can thus impair the insulation of a current-carrying cable.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund einer geeignet gewählten Richtwirkung des Lichtleitmittels auf den Laserstrahl die Position für die Einbringung des Laserstrahls in den Brennraum unter Verwendung desAnother advantage is that due to a suitably chosen directivity of the light guide on the laser beam, the position for introducing the laser beam into the combustion chamber using the
Lichtleitmittels relativ frei wählbar ist und beispielsweise auch in der Zylinderwand erfolgen kann.The light guide can be selected relatively freely and can also be carried out, for example, in the cylinder wall.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des imThe measures listed in the dependent claims are advantageous further developments and improvements in
Hauptanspruch angegebenen Starthilfsmittels möglich.Main claim specified starting aid possible.
Die Zuführung des Laserstrahls in den Brennraum durch Verwendung eines Lichtleitmittels erfordert nur einen geringen Bauraum im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors und erlaubt eine flexible Strahlführung.The supply of the laser beam into the combustion chamber by using a light guide means requires only a small amount of space in the cylinder head of the internal combustion engine and allows flexible beam guidance.
Besonders vorteilhaft ist es, dass das Lichtleitmittel eine Ablenkfläche umfaßt, an der der Laserstrahl abgelenkt wird. Auf diese Weise läßt sich der Laserstrahl besonders einfach in die gewünschte Richtung im Brennraum führen.It is particularly advantageous that the light guide comprises a deflecting surface on which the laser beam is deflected. In this way, the laser beam can be guided in the desired direction in the combustion chamber in a particularly simple manner.
Dieser Vorteil kann auch dadurch bewirkt werden, dass das Lichtleitmittel eine Reflexionsfläche umfaßt, an der der Laserstrahl reflektiert wird. Vorteilhaft ist es, wenn das Heizelement ein in den Brennraum hineinragender Glühstift ist. Auf diese Weise ist die Verwendung eines herkömmlichen Glühelementes für das erfindungsgemäße Starthilfsmittel möglich.This advantage can also be brought about in that the light guide comprises a reflection surface on which the laser beam is reflected. It is advantageous if the heating element is a glow plug protruding into the combustion chamber. In this way it is possible to use a conventional glow element for the starting aid according to the invention.
Eine besonders kompakte und platzsparende Lösung zur Beheizung des Glühstiftes ergibt sich, wenn das Lichtleitmittel im Inneren des Glühstiftes angeordnet ist.A particularly compact and space-saving solution for heating the glow plug is obtained if the light guide is arranged inside the glow plug.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Heizelement integraler Bestandteil einer Brennraumwand ist. Auf diese Weise kann das Starthilfsmittel besonders materialsparend und wenig aufwendig, sowie kostengünstig realisiert werden.It is particularly advantageous if the heating element is an integral part of a combustion chamber wall. In this way, the starting aid can be realized in a particularly material-saving and inexpensive manner.
Dieser Vorteil ergibt sich auch, wenn das Heizelement integraler Bestandteil des Kolbens, der Einspritzdüse oder des Ventils ist.This advantage also arises if the heating element is an integral part of the piston, the injection nozzle or the valve.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn das Heizelement durch eine, vorzugsweise sich im Querschnitt verjüngende,A further advantage is obtained if the heating element is provided with a cross-section that preferably tapers
Hervorhebung aus der Kolbenoberfläche gebildet ist. Auf diese Weise läßt sich eine schnellere Erwärmung des Heizelementes realisieren.Highlighting is formed from the piston surface. In this way, the heating element can be heated more quickly.
Dieser Vorteil ergibt sich auch dann, wenn das Heizelement durch eine Spitze der Einspritzdüse gebildet ist.This advantage also arises when the heating element is formed by a tip of the injection nozzle.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Mittel zur thermischen Entkopplung des Heizelementes von der Brennraumwand vorgesehen sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Wärmeableitung über die Brennraumwand während der Bestrahlung des Heizelementes mit dem Laserstrahl zu einem relevanten Temperaturabfall führt.Another advantage is that means are provided for thermally decoupling the heating element from the combustion chamber wall. In this way, it is prevented that the heat dissipation via the combustion chamber wall leads to a relevant temperature drop during the irradiation of the heating element with the laser beam.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Einbringung des Laserstrahls in den Brennraum in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Verbrennungsmotors erfolgt. Auf diese Weise muß die Energie zur Erwärmung des Heizelementes nicht dauerhaft vorgehalten werden.Another advantage is that the laser beam is introduced into the combustion chamber as a function of a Operating state of the internal combustion engine takes place. In this way, the energy for heating the heating element does not have to be kept permanently available.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Starthilfsmittels, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Starthilfsmittels, Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Starthilfsmittels,Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a starting aid according to the invention, FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a starting aid according to the invention, FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a starting aid according to the invention,
Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Starthilfsmittels,FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a starting aid according to the invention,
Figur 5a ein erstes Ausführungsbeispiel für die Anbringung eines Heizelementes an einer Brennraumwand, Figur 5b ein zweites Ausführungsbeispiel für die Anbringung eines Heizelementes an einer Brennraumwand,5a shows a first exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall, FIG. 5b shows a second exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall,
Figur 5c ein drittes Ausführungsbeispiel für die Anbringung eines Heizelementes an einer Brennrauwand, Figur 5d ein viertes Ausführungsbeispiel für die Anbringung eines Heizelementes an einer Brennraumwand,5c shows a third exemplary embodiment for attaching a heating element to a firing wall, FIG. 5d shows a fourth exemplary embodiment for attaching a heating element to a combustion chamber wall,
Figur 6a ein erstes Ausführungsbeispiel für die Zuführung eines Lichtleitmittels zu einer Brennraumwand und Figur 6b ein zweites Ausführungsbeispiel für die Zuführung eines Lichtleitmittels zu einer Brennraumwand.Figure 6a shows a first embodiment for the supply of a light guide to a combustion chamber wall and Figure 6b shows a second embodiment for the supply of a light guide to a combustion chamber wall.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Als Starthilfsmittel für Verbrennungsmotoren, insbesondere für Dieselmotoren, werden bisher verschiedene Systeme genutzt. Dazu gehören die Verwendung einer Glühstiftkerze, einer Glühdrahtkerze, einer Flammstartanlage usw. Besonders Dieselmotoren benötigen für ein gutes Start- und Warmlaufverhalten bei tiefen Temperaturen eine Wärmequelle, die entweder das Gasgemisch, die Ansaugluft oder den Brennraum vorwärmen. Bei der Glühstiftkerze beispielsweise ragt der Heizkörper der Glühstiftkerze etwa 4 mm in den Brennraum hinein und erwärmt das Diesel-Luftgemisch.Various systems have so far been used as starting aids for internal combustion engines, especially for diesel engines. These include the use of a glow plug, a glow wire candle, a flame start system, etc. In particular For good start-up and warm-up behavior at low temperatures, diesel engines require a heat source that preheats either the gas mixture, the intake air or the combustion chamber. In the glow plug, for example, the heating element of the glow plug protrudes about 4 mm into the combustion chamber and heats the diesel / air mixture.
Die Erfindung beschreibt nun eine neue Art, den Startvorgang und das Warmlaufverhalten von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Dieselmotoren durch den Einsatz einesThe invention now describes a new type, the starting process and the warm-up behavior of internal combustion engines, in particular diesel engines, by using a
Laserelementes zu beeinflussen. Dabei werden verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben, die eine Erwärmung im Brennraum durch die vom Laserelement zur Verfügung gestellte Energie ermöglichen.To influence the laser element. Various exemplary embodiments are described that enable heating in the combustion chamber by the energy provided by the laser element.
In Figur 1 kennzeichnet 5 einen Ausschnitt aus einem Verbrennungsmotor, der im Folgenden beispielhaft als Dieselmotor ausgebildet sein soll. Der gewählte Ausschnitt 5 des Dieselmotors ist dabei ein Zylinderkopf. Der Zylinderkopf 5 umfaßt einen Brennraum 20, der einerseits durch eine obere Brennraumwand 45 und zwei seitliche Brennraumwände 46 und andererseits durch einen Kolben 50 gebildet wird. Über eine erste Bohrung 75 in der oberen Brennraumwand 45 ist ein Heizelement 30 in Form eines Glühstiftes in den Brennraum 20 geführt. Über eine zweite Bohrung 80 der oberen Brennraumwand 45 ist eine Einspritzdüse 60 in den Brennraum 20 geführt. Über eine dritte Bohrung 85 der oberen Brennraumwand 45 ist ein Ventil 65 für die Zuführung der Verbrennungsluft bis zum Brennraum 20 geführt.In FIG. 1, 5 denotes a section of an internal combustion engine, which in the following is to be designed as a diesel engine, for example. The selected section 5 of the diesel engine is a cylinder head. The cylinder head 5 comprises a combustion chamber 20 which is formed on the one hand by an upper combustion chamber wall 45 and two lateral combustion chamber walls 46 and on the other hand by a piston 50. A heating element 30 in the form of a glow plug is guided into the combustion chamber 20 via a first bore 75 in the upper combustion chamber wall 45. An injection nozzle 60 is guided into the combustion chamber 20 via a second bore 80 in the upper combustion chamber wall 45. A valve 65 for supplying the combustion air to the combustion chamber 20 is guided via a third bore 85 in the upper combustion chamber wall 45.
Der Glühstift 30 ist innen hohl, so dass er eine Aufnahme 90 für ein als Lichtleiter ausgebildetes Lichtleitmittel 25 umfaßt. Der Lichtleiter 25 nimmt einen Laserstrahl 15 eines Laserelementes, das beispielsweise als Laserdiode ausgebildet ist, auf und führt es bis in den Bereich der in den Brennraum 20 hineinragenden Spitze des Glühstifts 30.The glow plug 30 is hollow on the inside, so that it comprises a receptacle 90 for a light guide 25 designed as a light guide. The light guide 25 takes a laser beam 15 of a laser element, for example as a laser diode is formed, and leads it into the area of the tip of the glow plug 30 protruding into the combustion chamber 20.
Der Glühstift 30, der Lichtleiter 25 und die Laserdiode 10 bilden ein erfindungsgemäßes Starthilfsmittel, das in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist.Glow plug 30, light guide 25 and laser diode 10 form a starting aid according to the invention, which is identified in FIG. 1 by reference number 1.
Der Laserstrahl 15 wird vom Glühstift 30 im Bereich seiner in den Brennraum 20 hineinragenden Spitze zum großen Teil absorbiert und in thermische Energie umgewandelt, die für eine Erwärmung des Diesel-Luftgemisches im Brennraum 20 und somit zum Einleiten eines Verbrennungsvorgangs des Diesel- Luftgemisches im Brennraum 20 führt. Generell wird die optische Energie des Laserstrahls 15 am wirkungsvollsten in thermische Energie umgesetzt, wenn der Laserstrahl 15 auf ein gut absorbierendes, festes Massenelement trifft, das in diesem Fall durch die in den Brennraum 20 hineinragende Spitze des Glühstifts 30 gebildet ist und durch das Bezugszeichen 95 gekennzeichnet ist. Dazu muß das Material insbesondere an der Oberfläche, an der der Laserstrahl 15 im Bereich der Spitze 95 des Glühstifts 30 auftrifft so gewählt sein, dass es bei den hauptsächlich auftretenden Wellenlängen des Laserstrahls 15 die optische Energie des Laserstrahls 15 möglichst vollständig absorbiert und möglichst wenig optische Energie des Laserstrahls 15 reflektiert. Dazu kann auch die Laserdiode so gewählt werden, dass ihr Laserstrahl 15 hauptsächlich Wellenlängen umfaßt, die von dem verwendeten Material in der Spitze 95 des Glühstifts 30 möglichst vollständig absorbiert und möglichst wenig reflektiert werden. So kann das Material der in den Brennraum 20 hineinragenden Spitze 95 des Glühstifts 30 an die hauptsächlich auftretenden Wellenlängen des Laserstrahls 15 angepaßt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Laserdiode 10 so gewählt werden, dass die hauptsächlich im Laserstrahl 15 vorhandenen Wellenlängen an das Material der in den Brennraum 20 hineinragenden Spitze 95 des Heizelementes 30 angepaßt sind.The laser beam 15 is largely absorbed by the glow plug 30 in the area of its tip projecting into the combustion chamber 20 and converted into thermal energy, which is used to heat the diesel-air mixture in the combustion chamber 20 and thus to initiate a combustion process for the diesel-air mixture in the combustion chamber 20 leads. In general, the optical energy of the laser beam 15 is most effectively converted into thermal energy when the laser beam 15 strikes a well-absorbing, solid mass element, which in this case is formed by the tip of the glow plug 30 projecting into the combustion chamber 20 and by the reference symbol 95 is marked. For this purpose, the material, in particular on the surface on which the laser beam 15 strikes in the region of the tip 95 of the glow plug 30, must be selected such that it absorbs the optical energy of the laser beam 15 as completely as possible and as little optical as possible at the mainly occurring wavelengths of the laser beam 15 Energy of the laser beam 15 is reflected. For this purpose, the laser diode can also be selected such that its laser beam 15 mainly comprises wavelengths that are absorbed as completely as possible by the material used in the tip 95 of the glow plug 30 and reflected as little as possible. Thus, the material of the tip 95 of the glow plug 30 protruding into the combustion chamber 20 can be adapted to the mainly occurring wavelengths of the laser beam 15. Alternatively or additionally, the laser diode 10 can be selected so that the wavelengths mainly present in the laser beam 15 are present the material of the tip 95 of the heating element 30 protruding into the combustion chamber 20 is adapted.
Das Material des Glühstifts 30 kann dabei insbesondere im Bereich der Spitze 95 aus einem Eisen- oder Nichteisenmetall bzw. aus Legierungen solcher Metalle, aus Keramik oder aus einem Verbund der genannten Werkstoffe bestehen.The material of the glow plug 30 can, in particular in the area of the tip 95, consist of an iron or non-ferrous metal or of alloys of such metals, of ceramic or of a composite of the materials mentioned.
Weiterhin sollte beachtet werden, dass die an der Spitze 95 des Glühstifts 30 erzeugte thermische Energie vor allem während ihres hauptsächlichen Bedarfs zu Beginn des Verbrennungsvorgangs nur unwesentlich über die obere Brennraumwand 45 abgeleitet wird, damit an der Spitze 95 des Glühstifts 30 nur ein unwesentlicher Temperaturabfall stattfindet. Dies kann entweder durch ein thermischeIt should also be noted that the thermal energy generated at the tip 95 of the glow plug 30 is dissipated only insignificantly via the upper combustion chamber wall 45, especially during its main requirement at the beginning of the combustion process, so that there is only an insignificant temperature drop at the tip 95 of the glow plug 30 , This can be done either by a thermal
Entkopplung der Spitze 95 des Glühstifts 30 von der oberen Brennraumwand 45 oder durch geeignete Wahl des Materials und dessen Oberfläche im Bereich der Spitze 95 des Glühstifts 30 sichergestellt werden. Zu diesem Zweck eignet sich gleichfalls die Verwendung eines Eisen- oderDecoupling of the tip 95 of the glow plug 30 from the upper combustion chamber wall 45 or by a suitable choice of the material and its surface in the area of the tip 95 of the glow plug 30 can be ensured. The use of an iron or is also suitable for this purpose
Nichteisenmetalls, von Legierungen aus diesen Metallen, von Keramik oder eines Verbundes aus den genannten Werkstoffen für das Material der in den Brennraum 20 hineinragenden Spitze 95 des Glühstifts 30, insbesondere an der von dem Laserstrahl 15 bestrahlten Oberfläche.Non-ferrous metal, alloys made of these metals, ceramic or a composite of the materials mentioned for the material of the tip 95 of the glow plug 30 protruding into the combustion chamber 20, in particular on the surface irradiated by the laser beam 15.
Weiterhin sollte die von der Laserdiode 10 in Form des Laserstrahls 15 abgestrahlte optische Energie so bemessen sein, dass es zu keinem erheblichen Materialabtrag im Bereich des Laserstrahls 15 auf der Spitze 95 des Glühstifts 30 kommt .Furthermore, the optical energy emitted by the laser diode 10 in the form of the laser beam 15 should be dimensioned such that there is no significant material removal in the area of the laser beam 15 on the tip 95 of the glow pencil 30.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Starthilfsmittels, wobei in Figur 2 gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, wie in Figur 1. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 das Heizelement 30 als ein im Innern des Brennraums 20 verankerter Heizkörper ausgebildet. Somit ist keine Bohrung in der oberen Brennraumwand 45 erforderlich, um das Heizelement wie noch beim ersten Ausführungsbeispiel von außen in den Brennraum 20 hineinführen zu können. Der Heizkörper 30 gemäß Figur 2 kann dabei aus demselben Material gebildet sein wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1. Eine vierte Bohrung 100 in der oberen Brennraumwand 45 dient dazu, den Lichtleiter 25 von außen in den Brennraum 20 zu führen. Da sie nur den Lichtleiter 25 führen muß, kann sie mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet sein, als dies für die erste Bohrung 75 gemäß Figur 1 der Fall ist. Der Heizkörper 30 ist nun beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 im Bereich der oberen Brennraumwand 45 im Brennraum 20 verankert. Die vierte Bohrung 100 mit dem Lichtleiter 25 verläuft nun nicht senkrecht, sondern schräg zur oberen Brennraumwand 45. Auf diese Weise wird der Laserstrahl 15 von der Laserdiode 10 parallel zur vierten Bohrung 100 und somit ebenfalls nicht senkrecht, sondern schräg zur oberen Brennraumwand 45 in den Brennraum 20 eingeführt. Der Lichtleiter 25 ragt dabei tiefer in den Brennraum 20 hinein als der Heizkörper 30. An seinem dem Brennraum 20 zugewandten Ende umfaßt der Lichtleiter 25 eine etwa parallel zur oberen Brennraumwand 45 verlaufende Reflexionsfläche 40, an der der Laserstrahl 15 reflektiert wird, so dass er nach Austritt aus dem Lichtleiter 25 auf die Oberfläche des Heizkörpers 30 trifft. Die optische Energie des Laserstrahls 15 wird dann in der beschriebenen Weise zu ihrem Großteil vom Heizkörper 30 absorbiert und in thermische Energie zur Einleitung des Verbrennungsvorgangs im Brennraum 20 umgewandelt.FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a starting aid according to the invention, with the same reference numerals in FIG. 2 denoting the same elements as in FIG. 1. In contrast to the first exemplary embodiment in the second exemplary embodiment according to FIG. 2, the heating element 30 is designed as a heating element anchored in the interior of the combustion chamber 20. Thus, no hole is required in the upper combustion chamber wall 45 in order to be able to lead the heating element into the combustion chamber 20 from the outside, as in the first exemplary embodiment. The heater 30 according to FIG. 2 can be formed from the same material as in the first embodiment according to FIG. 1. A fourth bore 100 in the upper combustion chamber wall 45 serves to guide the light guide 25 into the combustion chamber 20 from the outside. Since it only has to guide the light guide 25, it can be designed with a smaller diameter than is the case for the first bore 75 according to FIG. 1. In the second exemplary embodiment according to FIG. 2, the heating element 30 is now anchored in the area of the upper combustion chamber wall 45 in the combustion chamber 20. The fourth bore 100 with the light guide 25 now does not run perpendicularly, but obliquely to the upper combustion chamber wall 45. In this way, the laser beam 15 from the laser diode 10 becomes parallel to the fourth bore 100 and thus also not perpendicular, but rather obliquely to the upper combustion chamber wall 45 in the Combustion chamber 20 introduced. The light guide 25 projects deeper into the combustion chamber 20 than the radiator 30. At its end facing the combustion chamber 20, the light guide 25 comprises an approximately parallel to the upper combustion chamber wall 45 reflection surface 40, on which the laser beam 15 is reflected, so that it follows Exit from the light guide 25 hits the surface of the radiator 30. The majority of the optical energy of the laser beam 15 is then absorbed by the radiator 30 in the manner described and converted into thermal energy for initiating the combustion process in the combustion chamber 20.
Gemäß Figur 2 sind Mittel 70 zur thermischen Entkopplung des Heizkörpers 30 von der oberen Brennraumwand 45 vorgesehen, so dass die am Heizkörper 30 gebildete thermische Energie nicht in nennenswertem Ausmaß an die obere Brennraumwand 45 abgegeben werden kann. Durch die Mittel 70 zur thermischen Entkopplung wird eine Wärmeisolation realisiert. Die Mittel 70 zur thermischen Entkopplung können dabei eine aus Keramik, beispielsweise Zirkondioxid gebildeteAccording to FIG. 2, means 70 are provided for thermally decoupling the radiator 30 from the upper combustion chamber wall 45, so that the thermal energy formed on the radiator 30 cannot be released to the upper combustion chamber wall 45 to any significant extent. Thermal insulation is implemented by means 70 for thermal decoupling. The means 70 for thermal decoupling can be a ceramic, for example zirconium dioxide
Isolierschicht darstellen, die den Heizkörper 30 nahezu vollständig von der oberen Brennraumwand 45 thermisch isoliert .Represent insulating layer that thermally insulates the radiator 30 almost completely from the upper combustion chamber wall 45.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen wie in den vorherigen Figuren. Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 erfolgt die Zuführung des Lichtleiters 25 in den Brennraum 20 über eine fünfte Bohrung 105 in einer der beiden seitlichen Brennraumwände 46. Die Zuführung des Lichtleiters 25 über die fünfte Bohrung 105 erfolgt dabei etwa senkrecht zu dieser seitlichen Brennraumwand 46. Der Lichtaustritt des Laserstrahls 15 aus dem Lichtleiter 25 erfolgt dabei über eine angeschrägte Endfläche des Lichtleiters 25, die eine Ablenkfläche 35 bildet und den etwa senkrecht zu der seitlichen Brennraumwand 46 in den Brennraum 20 geführten Laserstrahl 15 in Richtung zur oberen Brennraumwand 45 derart ablenkt, dass der Laserstrahl 15 etwa auf eine Spitze der Einspritzdüse 60 trifft, wobei diese Spitze der Einspritzdüse 60 das Heizelement 30 bildet. Der Spitzenbereich der in den Brennraum 20 hineinragenden Einspritzdüse 60 wurde deshalb als Heizelement 30 gewählt, weil er sich aufgrund seines in den Brennraum 20 hinein verjüngenden Querschnitts besonders schnell durch den auftreffenden Laserstrahl 15 erwärmen läßt. Das Heizelement 30 kann dabei auf die Spitze der Einspritzdüse 60 aufgesetzt oder integraler Bestandteil der Einspritzdüse 60 sein. Das Material des Heizelementes 30 kann dabei wie bereits in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben gewählt werden. Dabei wird auch beim dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 in der zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise die optische Energie des Laserstrahls 15 am Heizelement 30 durch Absorption zu einem Großteil in thermische Energie umgewandelt, die an das Diesel- Luftgemisch im Brennraum 20 abgegeben wird und für ein Einleiten des Verbrennungsvorgangs sorgt.Figure 3 shows a third embodiment, in which again the same reference numerals designate the same elements as in the previous figures. In the third exemplary embodiment according to FIG. 3, the light guide 25 is fed into the combustion chamber 20 via a fifth bore 105 in one of the two lateral combustion chamber walls 46. The light guide 25 is fed via the fifth bore 105 approximately perpendicular to this side combustion chamber wall 46 Light exit of the laser beam 15 from the light guide 25 takes place via a beveled end surface of the light guide 25, which forms a deflection surface 35 and deflects the laser beam 15 guided into the combustion chamber 20 approximately perpendicular to the lateral combustion chamber wall 46 in the direction of the upper combustion chamber wall 45 such that the Laser beam 15 strikes approximately a tip of the injector 60, this tip of the injector 60 forming the heating element 30. The tip region of the injection nozzle 60 protruding into the combustion chamber 20 was chosen as the heating element 30 because, due to its cross-section tapering into the combustion chamber 20, it can be heated particularly quickly by the incident laser beam 15. The heating element 30 can be placed on the tip of the injection nozzle 60 or can be an integral part of the injection nozzle 60. The material of the heating element 30 can be selected as already described in the previous exemplary embodiments. It is also in the third embodiment according to the figure 3 in the manner described for the previously described exemplary embodiments, the optical energy of the laser beam 15 on the heating element 30 is largely converted into thermal energy by absorption, which is emitted to the diesel / air mixture in the combustion chamber 20 and initiates the combustion process.
In Figur 3 ist in gestrichelter Form eine vierteIn Figure 3 is a fourth in dashed form
Ausführungsform angedeutet, bei der eine nicht senkrecht sondern schräg zu einer der beiden seitlichen Brennraumwände 46 verlaufende sechste Bohrung 110 zur Aufnahme des Lichtleiters 25 vorgesehen ist, so dass der von der Laserdiode 10 initiierte Laserstrahl 15 schräg zu dieser seitliche Begrenzungswand 46 in den Brennraum 20 geführt wird und direkt auf eine dem Brennraum 20 zugewandte Endfläche 115 des Ventils 65 trifft, ohne dass eine Ablenkfläche am Ende des Lichtleiters 25 erforderlich ist. In diesem vierten Ausführungsbeispiel stellt dann die Endfläche 115 des Ventils 65 das Heizelement insbesondere im Bereich des Auftreffens des Laserstrahls 15 dar. DasEmbodiment indicated, in which a sixth bore 110 which does not run perpendicularly but obliquely to one of the two lateral combustion chamber walls 46 is provided for receiving the light guide 25, so that the laser beam 15 initiated by the laser diode 10 leads obliquely to this lateral boundary wall 46 into the combustion chamber 20 is and directly meets an end surface 115 of the valve 65 facing the combustion chamber 20 without a deflection surface at the end of the light guide 25 being required. In this fourth exemplary embodiment, the end face 115 of the valve 65 then represents the heating element, in particular in the area where the laser beam 15 strikes
Material für die Endfläche 115 kann dabei so gewählt werden, wie für die Heizelemente in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Entsprechend wird ein Großteil der optischen Energie des Laserstrahls 15 wie auch in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, von derMaterial for the end surface 115 can be selected as for the heating elements in the previous exemplary embodiments. Accordingly, a large part of the optical energy of the laser beam 15 is described as in the previous exemplary embodiments, of which
Endfläche 15 absorbiert und in thermische Energie zum Einleiten des Verbrennungsvorgangs im Brennraum 20 umgewandelt. Da der Lichtleiter 25 auf die Endfläche 115 des Ventils 65 gerichtet ist, ist an dem dem Brennraum zugewandten Ende des Lichtleiters 25 keine Ablenkfläche erforderlich. Im Gegensatz zum dritten Ausführungsbeispiel ist somit die dem Brennraum 20 zugewandte Endfläche des Lichtleiters 25 beim vierten Ausführungsbeispiel nicht angeschrägt, sondern senkrecht zum Verlauf der sechsten Bohrung 110 bzw. zum Verlauf des Lichtleiters 25 angebracht. In Figur 4 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Über eine siebte Bohrung 120 in der oberen Brennraumwand 45 ist der Lichtleiter 25 von außen dem Brennraum 20 zugeführt und verläuft etwa senkrecht zur oberen Brennraumwand 45. Somit verläuft auch der Lichtleiter 25 und der Laserstrahl 15 etwa senkrecht zur oberen Brennraumwand 45. Der Laserstrahl 15 verläßt den Lichtleiter 25 etwa senkrecht zur oberen Brennraumwand 45 und trifft somit auf den Kolben 50 auf. Im Bereich des Auftreffens des Laserstrahls 15 auf den Kolben 50 kann der Kolben 50 wie in Figur 4 dargestellt eine Hervorhebung aus der Kolbenoberfläche 55 aufweisen, die das Heizelement 30 bildet. Der Querschnitt dieser Hervorhebung 30 kann sich dabei zum Brennraum 20 hin verjüngen, wie dies ebenfalls in Figur 4 dargestellt ist. Dadurch wird eine schnellere Erwärmung ermöglicht, wobei ein Großteil der optischen Energie des Laserstrahls 15 in der zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise vom Heizelement 30 absorbiert und somit in thermische Energie zur Einleitung des Verbrennungsvorgangs im Brennraum 20 umgewandelt wird.End surface 15 is absorbed and converted into thermal energy to initiate the combustion process in the combustion chamber 20. Since the light guide 25 is directed towards the end surface 115 of the valve 65, no deflection surface is required at the end of the light guide 25 facing the combustion chamber. In contrast to the third exemplary embodiment, the end face of the light guide 25 facing the combustion chamber 20 is not beveled in the fourth exemplary embodiment, but is attached perpendicular to the course of the sixth bore 110 or to the course of the light guide 25. FIG. 4 shows a fifth exemplary embodiment, in which the same reference numerals designate the same elements as in the previous exemplary embodiments. Via a seventh bore 120 in the upper combustion chamber wall 45, the light guide 25 is supplied to the combustion chamber 20 from the outside and extends approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45. The light guide 25 and the laser beam 15 thus also run approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45. The laser beam 15 leaves the light guide 25 approximately perpendicular to the upper combustion chamber wall 45 and thus strikes the piston 50. In the area where the laser beam 15 strikes the piston 50, the piston 50 can, as shown in FIG. 4, have a highlight from the piston surface 55 which forms the heating element 30. The cross section of this highlight 30 can taper towards the combustion chamber 20, as is also shown in FIG. 4. This enables faster heating, with a large part of the optical energy of the laser beam 15 being absorbed by the heating element 30 in the manner described in the previous exemplary embodiments and thus being converted into thermal energy for initiating the combustion process in the combustion chamber 20.
In einer zur vierten Ausführungsform alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass derIn an alternative embodiment to the fourth embodiment, it can be provided that the
Laserstrahl 15 durch den Lichtleiter 25 nicht auf die Endfläche 115 sondern auf die obere Brennraumwand 45 oder die gegenüberliegende seitliche Brennraumwand 46 gerichtet wird. Dort wo der Laserstrahl 15 auf die obere Brennraumwand 45 oder die gegenüberliegende seitliche Brennraumwand 46 auftrifft, kann gemäß der zweiten Ausführungsform ein als Heizkörper ausgebildetes Heizelement 30 angeordnet werden oder die obere Brennraumwand 45 bzw. die gegenüberliegende Brennraumwand 46 selbst fungiert als Heizelement in dem Bereich, in dem der Laserstrahl 15 auftrifft. Somit kann das Heizelement auch integraler Bestandteil der oberen Brennraumwand 45 bzw. der gegenüberliegenden seitlichen Brennraumwand 46 sein.Laser beam 15 is directed through the light guide 25 not to the end face 115 but to the upper combustion chamber wall 45 or the opposite side combustion chamber wall 46. Where the laser beam 15 strikes the upper combustion chamber wall 45 or the opposite lateral combustion chamber wall 46, a heating element 30 designed as a heating element can be arranged according to the second embodiment, or the upper combustion chamber wall 45 or the opposite combustion chamber wall 46 itself acts as a heating element in the area, in which the laser beam 15 strikes. Thus the heating element can also be an integral part of the upper one Combustion chamber wall 45 or the opposite lateral combustion chamber wall 46.
Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 kann das Heizelement durch die Endfläche 115 selbst und damit als integraler Bestandteil des Ventils 65 gebildet sein oder durch ein separates Heizelement, das im Bereich des Auftreffens des Laserstrahls 15 auf der Endfläche 115 brennraumseitig angeordnet ist. Entsprechendes gilt für das fünfte Ausführungsbeispiel nach Figur 4, bei dem dieIn the fourth exemplary embodiment according to FIG. 3, the heating element can be formed by the end surface 115 itself and thus as an integral part of the valve 65 or by a separate heating element which is arranged in the region of the incidence of the laser beam 15 on the end surface 115 on the combustion chamber side. The same applies to the fifth embodiment of Figure 4, in which the
Hervorhebung 30 integraler Bestandteil des Kolbens 50 sein kann oder als separates Heizelement auf den Kolben 50 aufgesetzt sein kann.Emphasis 30 can be an integral part of the piston 50 or can be placed on the piston 50 as a separate heating element.
Ist das Heizelement 30 nicht integraler Bestandteil der oberen Brennraumwand 45, einer der beiden seitlichen Brennraumwände 46, der Einspritzdüse 60, des Ventils 65 oder des Kolbens 50, so kann es an den genannten Elementen durch Einschrauben, Einschrumpfen, Einkleben, Aufdampfen oder Einsintern befestigt werden. Gemäß Figur 5a) kann dasIf the heating element 30 is not an integral part of the upper combustion chamber wall 45, one of the two side combustion chamber walls 46, the injection nozzle 60, the valve 65 or the piston 50, it can be attached to the elements mentioned by screwing, shrinking, gluing, vapor deposition or sintering , According to Figure 5a)
Heizelement 30 aus einem anderen Stoff gebildet sein, als das das Heizelement aufnehmende Element, beispielsweise die obere Brennraumwand 45. Gemäß Figur 5b) kann das Heizelement als Beschichtung eines der genannten Elemente, beispielsweise der oberen Brennraumwand 45 ausgebildet sein, wobei die obere Brennraumwand 45 im Bereich des Heizelementes 30 in den Brennraum 20 hineinragen und sich im Querschnitt verjüngen kann, um eine schnellere Erwärmung bei Auftreffen des Laserstrahls auf das Heizelement 30 zu ermöglichen. Diese Hervorhebung ist in Figur 5b) durch das Bezugszeichen 125 gekennzeichnet. Gemäß Figur 5c) ist das Heizelement in das aufnehmende Element, beispielsweise die obere Brennraumwand 45 integriert und kann in den Brennraum 20 als sich im Querschnitt verjüngende Hervorhebung hineinragen. Gemäß Figur 5d) kann das Heizelement 30 an dem aufnehmenden Element, beispielsweise der oberen Brennraumwand 45 befestigt sein, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung und beispielsweise aus einem anderen Stoff gebildet sein als das aufnehmende Element. Die Befestigung kann auch auf beliebige andere Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch eine Steckverbindung, eine Klebeverbindung, oder dergleichen.The heating element 30 can be formed from a different material than the element receiving the heating element, for example the upper combustion chamber wall 45. According to FIG. 5b), the heating element can be designed as a coating of one of the elements mentioned, for example the upper combustion chamber wall 45, the upper combustion chamber wall 45 in the Area of the heating element 30 protrude into the combustion chamber 20 and can taper in cross section in order to enable faster heating when the laser beam strikes the heating element 30. This highlighting is identified in FIG. 5b) by reference number 125. According to FIG. 5 c), the heating element is integrated in the receiving element, for example the upper combustion chamber wall 45, and can protrude into the combustion chamber 20 as an accentuated cross section. According to FIG. 5d), the heating element 30 can be attached to the receiving element, for example the upper one Combustion chamber wall 45 can be fastened, for example by means of a screw connection and for example made of a different material than the receiving element. The attachment can also be done in any other way, for example by a plug connection, an adhesive connection, or the like.
Gemäß Figur 6a) ist ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Verlegung des Lichtleiters 25 in einer der Brennraumwände 45, 46 dargestellt. Dabei kann der Lichtleiter 25 beispielsweise über ein Klebeverbindung 135 in einer Bohrung 140 einer der seitlichen Brennraumwände 46 befestigt sein, wobei der Lichtleiter 25 brennraumseitig, also dem Brennraum 20 zugewandt durch ein optisches Fenster 130, beispielsweise eine Linse abgeschlossen sein kann. Alternativ kann derAccording to FIG. 6a), a first exemplary embodiment for laying the light guide 25 in one of the combustion chamber walls 45, 46 is shown. In this case, the light guide 25 can be fastened, for example, by means of an adhesive connection 135 in a bore 140 in one of the side combustion chamber walls 46, the light guide 25 being able to be closed off on the combustion chamber side, that is to say the combustion chamber 20, by an optical window 130, for example a lens. Alternatively, the
Lichtleiter 25 gemäß Figur 6b) ohne Verwendung des optischen Fensters 130 bis an oder in den Brennraum 20 durch die Bohrung 140 einer der seitlichen Brennraumwände 46 geführt sein und zur Befestigung in die Bohrung 140 ohne Klebeverbindung 135 eingepreßt sein. Eine entsprechendeLight guide 25 according to FIG. 6b) without using the optical window 130 up to or into the combustion chamber 20 through the bore 140 of one of the side combustion chamber walls 46 and pressed into the bore 140 without an adhesive connection 135. A corresponding
Zuführung des Lichtleiters 45 ist natürlich auch über die obere Brennraumwand 45 möglich. Sie kann beispielsweise für das fünfte Ausführungsbeispiel nach Figur 4 gewählt werden. Beim fünften Ausführungsbeispiel nach Figur 4 muß der Lichtleiter 25 nicht bis in den Brennraum 20 hineinragen, sondern kann mit der oberen Brennraumwand 45 abschließen, entsprechend der Ausführungsform nach Figur 6b) , oder kann gemäß Figur 6a) durch das optische Fenster 130 zum Brennraum 20 hin abgeschlossen sein.The light guide 45 can of course also be supplied via the upper combustion chamber wall 45. For example, it can be selected for the fifth exemplary embodiment according to FIG. 4. In the fifth exemplary embodiment according to FIG. 4, the light guide 25 does not have to protrude into the combustion chamber 20, but can terminate with the upper combustion chamber wall 45, corresponding to the embodiment according to FIG. 6b), or can according to FIG. 6a) through the optical window 130 to the combustion chamber 20 to be finished.
Gemäß der fünften Ausführungsform nach Figur 4 befindet sich der Lichtleiter 25 zwischen der Einspritzdüse 60 und dem Ventil 65. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Einspritzdüse 60 und das Ventil 65 auch bei der fünften Ausführungsform nach Figur 4 einander benachbart sind und der Lichtleiter 25 schräg in der oberen Brennraumwand 45 verlegt wird, um den Laserstrahl 15 auf das Heizelement 30 des Kolbens 50 richten zu können. Natürlich ist dann auch die Laserdiode 10 zur Aussendung des Laserstrahls 15 entsprechend an geeigneter Stelle angeordnet, damit der Laserstrahl 15 in den Lichtleiter 25 eingekoppelt werden kann.According to the fifth embodiment according to FIG. 4, the light guide 25 is located between the injection nozzle 60 and the valve 65. However, it can also be provided that the injection nozzle 60 and the valve 65 are also adjacent to one another in the fifth embodiment according to FIG. 4 and the light guide 25 obliquely in the upper combustion chamber wall 45 is laid in order to be able to direct the laser beam 15 onto the heating element 30 of the piston 50. Of course, the laser diode 10 for emitting the laser beam 15 is then suitably arranged at a suitable location so that the laser beam 15 can be coupled into the light guide 25.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen wurde die Einkopplung des Laserstrahls 15 in den Lichtleiter 25 nicht beschrieben und erfolgt in dem Fachmann bekannter Art und Weise.In all of the exemplary embodiments, the coupling of the laser beam 15 into the light guide 25 has not been described and is carried out in a manner known to the person skilled in the art.
Der Betrieb der Laserdiode 10 kann in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Dieselmotors erfolgen, so dass eine Einbringung des Laserstrahls 15 in den Brennraum 20 und auf das Heizelement 30 nur dann erfolgt, wenn eine Erwärmung des Brennraums 20 während des Startvorgangs oder für das Warmlaufverhalten des Dieselmotors erforderlich ist, so dass die Energie der Laserdiode 10 nicht dauerhaft vorgehalten werden muß und Energie eingespart werden kann. Der optimale Zeitraum für die Erwärmung des Heizelementes 30 durch den Laserstrahl 15 durch entsprechende Ansteuerung der Laserdiode 10 kann dabei beispielsweise in Abhängigkeit des Kurbelwinkels des Dieselmotors 5 erfolgen.The operation of the laser diode 10 can take place depending on an operating state of the diesel engine, so that the laser beam 15 is introduced into the combustion chamber 20 and onto the heating element 30 only if the combustion chamber 20 needs to be heated during the starting process or for the warm-up behavior of the diesel engine is so that the energy of the laser diode 10 does not have to be kept permanently available and energy can be saved. The optimal period for heating the heating element 30 by the laser beam 15 by appropriately controlling the laser diode 10 can take place, for example, as a function of the crank angle of the diesel engine 5.
Der Durchmesser für die Bohrungen in den Brennraumwänden 45, 46, die nur den Lichtleiter 25 und nicht auch das Heizelement 30 führen müssen, kann etwa im Bereich von 3 mm liegen.The diameter for the bores in the combustion chamber walls 45, 46, which only have to guide the light guide 25 and not also the heating element 30, can be in the region of 3 mm.
Eine Ablenkung des Laserstrahls 15 durch eine Ablenkfläche oder eine Reflexionsflache des Lichtleiters 25 ist nur erforderlich, wenn die Achse des Lichtleiters 25 in ihrer Verlängerung nicht das Heizelement 30 trifft, so dass der Laserstrahl 15 nicht ohne Umlenkmaßnahmen auf das Heizelement 30 geführt werden kann. Der Lichtleiter 25 selbst ist nicht erforderlich, wenn zwischen dem Laserelement und dem Heizelement 30 ein freier geradliniger Lichtpfad besteht. In diesem Fall wird der Laserstrahl 15 über den freien geradlinigen Lichtpfad ohne Lichtleiter 25 auf das Heizelement 30 gerichtet und somit direkt auf das Heizelement 30 eingekoppelt. Dazu ist das Laserelement 10 beispielsweise mittels einer in Figur 1 durch das Bezugszeichen 1000 angedeuteten Versteileinrichtung so ausgerichtet, dass der von ihm abgestrahlte Laserstrahl 15 über den freien geradlinigenA deflection of the laser beam 15 by a deflection surface or a reflection surface of the light guide 25 is only necessary if the axis of the light guide 25 does not hit the heating element 30 in its extension, so that the laser beam 15 cannot be guided onto the heating element 30 without deflection measures. The light guide 25 itself is not required if there is a free straight light path between the laser element and the heating element 30. In this case, the laser beam 15 is directed via the free linear light path without the light guide 25 onto the heating element 30 and thus directly coupled onto the heating element 30. For this purpose, the laser element 10 is oriented, for example, by means of an adjusting device indicated by the reference numeral 1000 in FIG. 1, in such a way that the laser beam 15 emitted by it is directed over the free straight line
Lichtpfad auf das Heizelement 30 gerichtet wird. Dabei kann die Aufnahme 90 in Figur 1 den freien geradlinigen Lichtpfad bilden und der Lichtleiter 25 weggelassen werden. Mittels der VerStelleinrichtung 1000 sollte das Laserelement 10 so ausgerichtet werden können, dass der Laserstrahl etwa mit der optischen Achse des freien geradlinigen Lichtpfades zusammenfällt und auch das Heizelement 30 sollte in dieser optischen Achse liegen. Andernfalls sind Reflektoren an den Wänden des freien geradlinigen Lichtpfades erforderlich, mit deren Hilfe der Laserstrahl 15 vom Laserelement 10 über den freien geradlinigen Lichtpfad auf das Heizelement 30 gerichtet werden kann. In diesem Fall muss der freie Lichtpfad auch nicht unbedingt geradlinig sein. Light path is directed to the heating element 30. The receptacle 90 in FIG. 1 can form the free straight light path and the light guide 25 can be omitted. By means of the adjusting device 1000, the laser element 10 should be able to be oriented such that the laser beam coincides approximately with the optical axis of the free straight light path and the heating element 30 should also lie in this optical axis. Otherwise, reflectors are required on the walls of the free linear light path, with the aid of which the laser beam 15 from the laser element 10 can be directed onto the heating element 30 via the free linear light path. In this case, the free light path does not necessarily have to be straight.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Starthilfsmittel (1) für einen Verbrennungsmotor (5), insbesondere einen Dieselmotor, mit einem Laserelement1. Starting aids (1) for an internal combustion engine (5), in particular a diesel engine, with a laser element
(10), das einen Laserstrahl (15) in einen Brennraum (20) des Verbrennungsmotors (5) emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (25) vorgesehen sind, die den Laserstrahl (15) auf ein im Brennraum (20) angeordnetes Heizelement (30, 115) richten.(10) which emits a laser beam (15) into a combustion chamber (20) of the internal combustion engine (5), characterized in that means (25) are provided which direct the laser beam (15) onto a heating element (20) arranged in the combustion chamber (20). 30, 115).
2. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (25) als Lichtleitmittel ausgebildet sind.2. Starting aid (1) according to claim 1, characterized in that the means (25) are designed as light guide means.
3. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitmittel (25) eine Ablenkfläche (35) umfaßt, an der der Laserstrahl (15) abgelenkt wird.3. starting aid (1) according to claim 2, characterized in that the light guide means (25) comprises a deflection surface (35) on which the laser beam (15) is deflected.
4. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitmittel (25) eine Reflexionsfläche (40) umfaßt, an der der Laserstrahl (15) reflektiert wird.4. starting aid (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the light guide means (25) comprises a reflection surface (40) on which the laser beam (15) is reflected.
5. Starthilfsmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) ein in den Brennraum (20) hineinragender Glühstift ist.5. starting aid (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating element (30) is a glow pencil protruding into the combustion chamber (20).
6. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 5, soweit dieser auf einen der Ansprüche 2 bis 4 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitmittel (25) im Innern des Glühstiftes (30) angeordnet ist.6. starting aid (1) according to claim 5, insofar as this is related to one of claims 2 to 4, thereby characterized in that the light guide means (25) is arranged inside the glow plug (30).
7. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) ein im7. starting aid (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element (30) an im
Brennraum (20) verankerter Heizkörper ist.Combustion chamber (20) is anchored radiator.
8. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) integraler Bestandteil einer Brennraumwand (45, 46) ist.8. starting aid (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element (30) is an integral part of a combustion chamber wall (45, 46).
9. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) an einem Kolben (50) des Brennraums (20) angeordnet ist.9. starting aid (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element (30) on a piston (50) of the combustion chamber (20) is arranged.
10. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) integraler Bestandteil des Kolbens (50) ist.10. starting aid (1) according to claim 9, characterized in that the heating element (30) is an integral part of the piston (50).
11. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) durch eine, vorzugsweise sich im Querschnitt verjüngende, Hervorhebung aus der Kolbenoberfläche (55) gebildet ist.11. starting aid (1) according to claim 9 or 10, characterized in that the heating element (30) is formed by a, preferably tapering in cross-section, highlighting from the piston surface (55).
12. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) an einer Einspritzdüse (60) des Brennraums (20) angeordnet ist .12. Starting aid (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element (30) is arranged on an injection nozzle (60) of the combustion chamber (20).
13. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) integraler Bestandteil der Einspritzdüse (60) ist.13. Starting aid (1) according to claim 12, characterized in that the heating element (30) is an integral part of the injection nozzle (60).
14. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30) durch eine14. starting aid (1) according to claim 13, characterized in that the heating element (30) by a
Spitze der Einspritzdüse (60) gebildet ist. Tip of the injector (60) is formed.
15. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30, 115) an einem Ventil (65) des Brennraums (20) angeordnet ist.15. Starting aid (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element (30, 115) is arranged on a valve (65) of the combustion chamber (20).
16. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (30, 115) integraler Bestandteil des Ventils (65) ist.16. Starting aid (1) according to claim 15, characterized in that the heating element (30, 115) is an integral part of the valve (65).
17. Starthilfsmittel nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (70) zur thermischen Entkopplung des Heizelementes (30) von der Brennraumwand (45, 46) vorgesehen sind.17. Starting aid according to one of the preceding claims, characterized in that means (70) for thermal decoupling of the heating element (30) from the combustion chamber wall (45, 46) are provided.
18. Starthilfsmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einbringung des Laserstrahls (15) in den Brennraum (20) in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (5) erfolgt .18. Starting aid (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the laser beam (15) is introduced into the combustion chamber (20) as a function of an operating state of the internal combustion engine (5).
19. Starthilfsmittel (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung des Laserstrahls (15) in den Brennraum (20), insbesondere gepulst, in Abhängigkeit des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors (5) erfolgt.19. Starting aid (1) according to claim 18, characterized in that the laser beam (15) is introduced into the combustion chamber (20), in particular in a pulsed manner, as a function of the crank angle of the internal combustion engine (5).
20. Starthilfsmittel (1) nach einem der Ansprüche 5, 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (25) einen freien, insbesondere geradlinigen, Lichtpfad zwischen dem Laserelement (10) und dem Heizelement (30, 115) umfassen. 20. Starting aid (1) according to one of claims 5, 7 to 19, characterized in that the means (25) comprise a free, in particular rectilinear, light path between the laser element (10) and the heating element (30, 115).
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