DE10143194A1

DE10143194A1 - High frequency ignition method for internal combustion engines, involves adjusting voltage and frequency of ignition signal depending on shape of discharge section of electrode

Info

Publication number: DE10143194A1
Application number: DE2001143194
Authority: DE
Inventors: Juergen Gloger; Manfred Weniger; Frank Lienesch; Frank Wildhagen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: DE10143194B4

Abstract

The method involves using a discharge at an electrode in a combustion chamber. The electrode has a discharge section with a shape suitable for producing an inhomogeneous field and is supplied with a high frequency ignition signal in the megahertz range whose voltage and frequency are adjusted depending on the shape of the discharge section so the discharge is formed between the electrode and a counter electrode in the combustion chamber. The method involves using a discharge at an electrode (1) arranged in a combustion chamber (9). The electrode has a discharge section (10) in the chamber with a shape suitable for producing an inhomogeneous field and is supplied with a high frequency ignition signal in the megahertz range. The voltage and frequency of the ignition signal are adjusted depending on the shape of the discharge section of the electrode so that the discharge is formed between the electrode and a counter electrode (2) in the combustion chamber. AN Independent claim is also included for the following: a high frequency ignition device for internal combustion engines and an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in Verbrennungskraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Zündeinrichtung bzw. eine Verbrennungskraftmaschine zur Verwendung in einem Verfahren zur Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 bzw. des Anspruchs 8. The present invention relates to a method for igniting a fuel-air mixture in internal combustion engines according to the preamble of claim 1 and a Ignition device or an internal combustion engine for use in a method for igniting the fuel-air mixture according to the preamble of claim 6 or of claim 8.

Zur Entzündung von Kraftstoff-Luft-Gemischen in Verbrennungskraftmaschinen werden in Ottomotoren fast ausschließlich Zündanlagen mit konventionellen Spulenzündungen und Zündkerzen verwendet. Bei derartigen Systemen erzeugt die von der Zündspule bereitgestellte Zündenergie eine Funkenentladung zwischen eng benachbarten Elektroden der Zündkerzen, bei der als Nachteil die hohe Wärmeverluste an den Zündkerzenelektroden auftreten. Die Übertragung der Zündenergie auf das Kraftstoff-Luft-Gemisch erfolgt durch direkten Kontakt des Zündfunkens mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei der Zündfunke aufgrund des kleineren Elektrodenabstands eine geringe Länge aufweist und somit nur eine geringe Übertragung von Zündenergie auf das Kraftstoff-Luft-Gemisch erreicht wird. Zudem kann durch den Kontakt mit den relativ kalten Zündkerzenelektroden eine partielle Auslöschung der vom Zündfunken hervorgerufenen Flammkerne erfolgen. Derartige als Quenchverluste bezeichnete Verluste lassen sich bei den konventionellen Zündsystemen nicht vermeiden. For the ignition of fuel-air mixtures in internal combustion engines Otto engines almost exclusively ignition systems with conventional coil ignitions and Spark plugs used. In such systems, that generated by the ignition coil provided ignition energy a spark discharge between closely adjacent electrodes the spark plugs, the disadvantage of which is the high heat losses at the spark plug electrodes occur. The ignition energy is transferred to the fuel-air mixture by direct contact of the spark with the fuel-air mixture, the spark has a short length due to the smaller electrode spacing and thus only one low transfer of ignition energy to the fuel-air mixture is achieved. moreover can be a partial contact with the relatively cold spark plug electrodes The flame cores caused by the ignition spark are extinguished. Such as Quench losses are losses with conventional ignition systems do not avoid.

Bei bestimmten Betriebsarten können jedoch Gemischzusammensetzungen auftreten, die mit derartigen Zündverfahren nicht mehr sicher gezündet werden können. Dies sind insbesondere Betriebsarten mit mageren Gemischen, die zunehmend angestrebt werden, um einen verringerten Schadstoffausstoß und einen höheren Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen. Derartige Gemische sind generell aber schwieriger zu zünden, da die Geschwindigkeit der sich nach der Zündung im Gemisch ausbreitenden Flammenfront bei einem mageren Gemisch geringer als bei einem fetten Gemisch ist. Bei konventionellen Zündsystemen kann es dabei infolge mangelhafter Zündung zu einer unvollständigen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches kommen. In certain operating modes, however, mixture compositions can occur that can no longer be safely ignited with such ignition processes. these are especially operating modes with lean mixtures, which are increasingly being sought, to reduce pollutant emissions and increase the efficiency of the To reach the internal combustion engine. Such mixtures are generally more difficult to ignite because of the speed of the mixture after ignition spreading flame front with a lean mixture less than with a rich one Mixture is. With conventional ignition systems, it can be due to poor Ignition lead to incomplete combustion of the fuel-air mixture.

Um eine verbesserte Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erreichen, ist durch die EP 0 211 133 B1 bekannt, mit Hilfe eines Hochfrequenzfeldes eine Plasmaentladung im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine zu erzeugen. Die zum Erzeugen einer Entladung erforderliche Spannung wird dabei durch einen Resonator erzielt, der mit der Hochfrequenz gespeist wird. Dieser Resonator erfordert nachteiligerweise einen hohen Aufwand. Zusätzlich muss der Resonator mit der geeigneten Frequenz gespeist werden, die gerade bei kleinen Resonatoren nachteiligerweise sehr hoch sein kann und zu ihrer Erzeugung ebenfalls einen hohen Aufwand erfordert. In order to achieve an improved ignition of the fuel-air mixture, the EP 0 211 133 B1 discloses a plasma discharge in a high-frequency field Generate combustion chamber of an internal combustion engine. The one to create one Discharge required voltage is achieved by a resonator with the High frequency is fed. This resonator disadvantageously requires a high one Expenditure. In addition, the resonator must be fed with the appropriate frequency disadvantageously, especially with small resonators, and can be very high Generation also requires a lot of effort.

Weiterhin ist durch die DE 197 47 701 A1 eine Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in Verbrennungskraftmaschinen mittels einer Hochfrequenzentladung beschrieben, bei der das Hochfrequenzfeld derart auf hohe Spannung geregelt wird, dass sich an einer Elektrode gleichzeitig eine Mehrzahl hochohmiger Plasmafäden kurzer Dauer ausbilden. Das auf diese Weise erzeugte Plasma ist thermisch nicht im Gleichgewicht und stellt eine Vorentladung dar. Die erzeugten Plasmafäden entstehen großvolumig. Weiterhin beschreibt die vorgenannte Druckschrift, dass die Geometrie der Elektrode Feldstärkeüberhöhungen hervorruft, die zur Bildung kurzzeitiger Plasmafäden führen. Nachteiligerweise ist jedoch in diesem Fall eine hohe Spannung bei gleichzeitig hoher Frequenz erforderlich. Furthermore, DE 197 47 701 A1 ignites the fuel-air mixture in Internal combustion engines described by means of a high-frequency discharge, in which the High-frequency field is regulated to high voltage in such a way that an electrode at the same time form a plurality of high-resistance plasma threads of short duration. That on this Plasma generated in this way is thermally out of balance and provides a pre-discharge The generated plasma threads are large-volume. Furthermore describes the aforementioned document that the geometry of the electrode increases the field strength causes, which lead to the formation of short-term plasma threads. The disadvantage, however, is in In this case, a high voltage with a high frequency is required.

Allen bekannten Hochfrequenzzündeinrichtungen ist dabei gemeinsam, dass eine hohe Frequenz erforderlich ist und der Entstehungsort der Zündentladung nicht genau definiert ist. All known high-frequency ignition devices have in common that a high Frequency is required and the location of the ignition discharge is not precisely defined.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in Verbrennungskraftmaschinen mittels Hochfrequenz bzw. eine zur Verwendung in dem Verfahren geeignete Hochfrequenzzündeinrichtung bzw. Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, mit denen mit geringem Aufwand die Zündenergie gezielt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingebracht werden kann. The present invention has for its object a method for igniting a Fuel-air mixture in internal combustion engines using high frequency or a High-frequency ignition device suitable for use in the method or To create internal combustion engine with which the ignition energy with little effort can be specifically introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Hochfrequenzzündeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 bzw. eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. This object is achieved by a method with the features of Claim 1 and a high-frequency ignition device with the features of Claim 6 and an internal combustion engine with the features of Claim 8 solved.

Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. The subclaims each define preferred and advantageous embodiments of the present invention.

Erfindungsgemäß wird dabei ein inhomogenes Feld verwendet, das zu Feldstärkeüberhöhungen führt, die eine Entladung begünstigen. Aus diesem Grund ist es möglich, mit einer relativ niedrigen Frequenz und einer Spannung in einem Bereich zu arbeiten, in dem sich auch derzeitige konventionelle Gleichstromzündanlagen bewegen und der ohne größere Probleme beherrscht wird. Gleichzeitig wird eine wesentliche Erhöhung der Schlagweite der Entladung bzw. eine größere Länge des Zündfunkens erreicht, so dass die Zündung auch von schwieriger zu zündenden Kraftstoff-Luft-Gemischen möglich wird. Vorteilhafterweise kann dabei auf einen Resonator zur Erhöhung der Spannung verzichtet werden. Eine Zündeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert dabei vorteilhafterweise nur einen geringen Aufwand. According to the invention, an inhomogeneous field is used, which too Increases in field strength lead to a discharge. Because of this, it is possible with a relatively low frequency and a voltage in a range too work in which current conventional direct current ignition systems also operate and that is mastered without major problems. At the same time, a significant increase the stroke distance of the discharge or a greater length of the ignition spark, so that ignition of fuel-air mixtures that are more difficult to ignite is also possible. A resonator for increasing the voltage can advantageously be dispensed with become. An ignition device according to the present invention requires advantageously only a little effort.

Weiterhin wird durch die Verwendung einer Gegenelektrode erreicht, dass sich die Entladung in einem genau definierten Bereich zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode ausbildet. Auf diese Weise kann die Zündenergie gezielt an einem Ort in den Brennraum eingebracht werden, an dem sich die bestmögliche Zündung des Kraftstoff- Luft-Gemisches ergibt. Furthermore, the use of a counter electrode ensures that the Discharge in a precisely defined area between the electrode and the Forms counter electrode. In this way, the ignition energy can be targeted in one place the combustion chamber, where the best possible ignition of the fuel Air mixture results.

Das inhomogene Feld wird durch die Geometrie der Elektrode erreicht. Dazu weist die Elektrode vorzugsweise einen spitzen Abschnitt auf, an dem sich die Feldlinien drängen und es so zu einer Feldstärkeüberhöhung kommt. Diese Spitze kann beispielsweise eine Kugeloberfläche aufweisen, die einen Krümmungsradius von kleiner 1 mm und insbesondere kleiner 0,5 mm aufweist. Durch das inhomogene Feld bildet sich die Entladung vorzugsweise in der Richtung aus, in der die höchsten Feldstärken auftreten. Da diese von der Geometrie des Entladungsabschnitts der Elektrode bestimmt wird, kann durch die Anordnung der Elektrode und insbesondere des Entladungsabschnitts beeinflusst werden, in welche Richtung sich die Entladung vorzugsweise bildet. Diese Vorzugsrichtung ist insbesondere auf die Gegenelektrode hin gerichtet, so dass das Ausbilden der Entladung zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode gefördert werden kann. The inhomogeneous field is achieved through the geometry of the electrode. The Electrode preferably on a pointed section, on which the field lines and push this leads to an increase in field strength. This tip can be, for example Have spherical surface that have a radius of curvature of less than 1 mm and in particular less than 0.5 mm. The discharge is preferably formed by the inhomogeneous field in the direction in which the highest field strengths occur. Since this is from the geometry of the discharge section of the electrode can be determined by the arrangement of the Electrode and in particular the discharge section can be influenced, in which Direction of the discharge preferably forms. This preferred direction is particular directed towards the counter electrode, so that the formation of the discharge between the Electrode and the counter electrode can be promoted.

Die Gegenelektrode kann ein zusätzlich im Brennraum angeordnetes Bauteil sein oder kann aber auch von einem ohnehin im oder am Brennraum vorgesehenen Bauteil gebildet werden. Beispielsweise kann der Kolben als Gegenelektrode dienen. Ebenso kann ein Ein- oder Auslassventil als Gegenelektrode dienen. Wird für die Gegenelektrode ein Teil verwendet, das sich im Brennraum bewegt, kann durch den Zeitpunkt des Zündimpulses der Ort der Entladung beeinflusst werden, da sich die Entladung immer zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode ausbildet. Um die Zündenergie zum Brennraum zu transportieren, ist vorzugsweise die Elektrode isoliert befestigt und wird mit dem Zündimpuls beaufschlagt, wo hingegen die Gegenelektrode auf dem Potential der Verbrennungskraftmaschine bzw. auf Massepotential liegt. The counter electrode may or may be an additional component arranged in the combustion chamber but also formed by a component already provided in or on the combustion chamber become. For example, the piston can serve as a counter electrode. Likewise, an entry or exhaust valve serve as a counter electrode. Becomes a part for the counter electrode used, which moves in the combustion chamber, can by the timing of the ignition pulse The location of the discharge can be influenced since the discharge is always between the electrode and forms the counter electrode. To transport the ignition energy to the combustion chamber, the electrode is preferably attached in an insulated manner and the ignition pulse is applied, where, on the other hand, the counter electrode is at the potential of the internal combustion engine or is at ground potential.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung kann die Spannung in einem Bereich gehalten werden, der dem Spannungsbereich der bisher verwendeten konventionellen Zündanlagen entspricht und der gegenüber dem Stand der Technik keine erhöhten Anforderungen stellt. Vorteilhafterweise können dadurch für die Übertragung des Zündimpulses schon vorher in der Praxis verwendete Bauteile herangezogen werden. Ebenso ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur eine im Vergleich zu den bekannten Hochfrequenzzündungen sehr geringe Frequenz erforderlich, wodurch zusätzlich der Aufwand verringert wird. Gerade in Verbindung mit dem Erfordernis nach einer hohen Spannung ist es sehr schwierig, hohe Frequenzen zu erreichen, so dass die Verringerung der erforderlichen Frequenz erhebliche Einsparungen ermöglicht. So kann die Frequenz beispielsweise im Bereich von 100 kHz bis 2 MHz liegen. Durch die Entladung wird Plasma erzeugt, welches sich thermisch sowohl bevorzugt im Gleichgewicht als auch nicht im Gleichgewicht befinden kann. With the help of the solution according to the invention, the voltage can be kept in a range the voltage range of the conventional ignition systems previously used corresponds and which does not pose any increased requirements compared to the prior art. Advantageously, this allows the transmission of the ignition pulse beforehand components used in practice are used. Likewise, to carry out the inventive method only one compared to the known High frequency ignitions require a very low frequency, which additionally means that Effort is reduced. Especially in connection with the need for a high Voltage it is very difficult to reach high frequencies, so the reduction the required frequency enables considerable savings. So the frequency for example in the range from 100 kHz to 2 MHz. The discharge turns into plasma generated, which is thermally both preferably in equilibrium and not in Balance.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. The invention is described below using a preferred exemplary embodiment Reference to the accompanying drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine mit darin angeordneter erfindungsgemäßer Hochfrequenzzündeinrichtung. Fig. 1 shows a section through the combustion chamber of an internal combustion engine having arranged therein according to the invention high-frequency ignition.

In der einzigen Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Hochfrequenzzündeinrichtung zusammen mit einem Teil einer Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In the single Fig. 1 is a high-frequency ignition of the invention is shown together with a part of an internal combustion engine according to the present invention schematically.

Der Einfachheit halber ist nur ein Zylinder der Verbrennungskraftmaschine dargestellt und wurde ebenso auf die Einrichtungen zum Verteilen und zum Steuern der Erzeugung des Zündimpulses verzichtet. For the sake of simplicity, only one cylinder of the internal combustion engine is shown and was also applied to the facilities for distributing and controlling the generation of the Ignition pulse waived.

Der dargestellte Teil der Verbrennungskraftmaschine weist einen Zylinder 4 mit einem darin angeordneten Kolben 5 auf, die zusammen einen Brennraum 9 begrenzen. Der Zylinder 4 weist weiterhin nicht dargestellte Ventile zum Einlass eines Kraftstoff-Luft-Gemisches 3 sowie zum Auslass der nach der Verbrennung entstandenen Abgase auf. Unten an den im Zylinder 4 beweglichen Kolben 5 schliesst sich ein Pleuel und eine nicht dargestellte Kurbelwelle an. The part of the internal combustion engine shown has a cylinder 4 with a piston 5 arranged therein, which together delimit a combustion chamber 9 . The cylinder 4 also has valves, not shown, for the inlet of a fuel-air mixture 3 and for the outlet of the exhaust gases that are produced after the combustion. A connecting rod and a crankshaft (not shown) adjoins the piston 5 movable in the cylinder 4 .

Oben in Zylinder 4 ist eine Elektrode 1 angeordnet, wobei zwischen der Elektrode 1 und dem Zylinder 4 ein Isolierkörper 6 vorgesehen ist. Die Elektrode 1 ist über ein Verbindungskabel 8 mit einer Hochfrequenzquelle 7 verbunden. Die Hochfrequenzquelle 7 und die Verbrennungskraftmaschine sind über die Masse des Systems miteinander verbunden. Auf diese Weise kann über die Masseverbindung und das Verbindungskabel 8 ein Stromkreis geschlossen werden. Der Stromkreis kann von Elektrode 1 über jedes beliebige Bauteil der Verbrennungskraftmaschine geschlossen weden, das auf Massepotential liegt. Insbesondere bieten sich dazu Teile des Zylinders 4 oder des Kolbens 5 an. An electrode 1 is arranged at the top in cylinder 4 , an insulating body 6 being provided between the electrode 1 and the cylinder 4 . The electrode 1 is connected to a high-frequency source 7 via a connecting cable 8 . The high-frequency source 7 and the internal combustion engine are connected to one another via the mass of the system. In this way, a circuit can be closed via the ground connection and the connecting cable 8 . The circuit can be closed by electrode 1 via any component of the internal combustion engine that is at ground potential. Parts of the cylinder 4 or the piston 5 are particularly suitable for this purpose.

Die Elektrode 1 weist eine feine Spitze auf, die eine kugelförmige Oberfläche mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm aufweist. Diese Spitze führt zu einer Feldstärkeüberhöhung bei Anlegen des Zündimpulses an die Elektrode 1 und bewirkt auf diese Weise, dass eine Entladung schon bei niedrigen Frequenzen und Spannungen erfolgt. Die Spitze der Elektrode 1 ist nach unten in Richtung auf den Kolben 5 hin gerichtet, so dass sich in diese Richtung eine hohe Feldstärke ergibt. An der Stelle auf dem Kolben 5, auf den die Spitze der Elektrode 1 zeigt, ist eine Gegenelektrode 2 vorgesehen, zu der sich die Entladung von der Elektrode 1 hin erstrecken soll. Die Gegenelektrode 2 ist elektrisch mit dem Kolben 5 verbunden und legt wie dieser auf Massepotential. Die Gegenelektrode 1 kann ebenso eine nicht plane Form besitzen, die zu einem inhomogenen Feld in ihrer Nähe und somit infolge Feldstärkenüberhöhung das Auftreten einer Entladung fördert. Beispielsweise kann die Gegenelektrode 2 eine kleine Erhebung auf dem Kolben 5 sein. Eine nicht plane Form der Gegenelektrode 2 weist weiterhin den Vorteil auf, dass sich die Entladung sicher zwischen der Elektrode 1 und der Gegenelektrode 2 und nicht einem anderen Abschnitt des Kolbens 5 ausbildet. The electrode 1 has a fine tip, which has a spherical surface with a radius of curvature of 0.5 mm. This peak leads to an increase in field strength when the ignition pulse is applied to the electrode 1 and in this way has the effect that a discharge takes place even at low frequencies and voltages. The tip of the electrode 1 is directed downwards in the direction of the piston 5 , so that there is a high field strength in this direction. At the point on the piston 5 , to which the tip of the electrode 1 points, a counter electrode 2 is provided, to which the discharge from the electrode 1 is to extend. The counter electrode 2 is electrically connected to the piston 5 and, like the latter, is at ground potential. The counter electrode 1 can also have a non-planar shape, which promotes the occurrence of a discharge to an inhomogeneous field in its vicinity and thus as a result of excessive field strength. For example, the counter electrode 2 can be a small elevation on the piston 5 . A non-planar shape of the counter electrode 2 also has the advantage that the discharge is reliably formed between the electrode 1 and the counter electrode 2 and not another section of the piston 5 .

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Gegenelektrode einen Abschnitt des Zylinders oder einen Einlass- bzw. Auslassventil zu verwenden. Another possibility is to use a section of the cylinder as the counter electrode or to use an inlet or outlet valve.

Die Hochfrequenzquelle 7 erzeugt zum Beaufschlagen der Elektrode 1 Zündimpulse mit einer Spannung von im Wesentlichen 30 000 V und einer Frequenz von im Wesentlichen 400 kHz. Die vorgenannte Spannung entspricht der bei herkömmlichen Zündanlagen verwendeten Spannung und stellt daher im Automobilbereich keine besondere Schwierigkeit dar. Ebenso ist die vorgenannte Frequenz ausreichend niedrig, um die Verwendung von herkömmlichen günstigen Bauteilen zu ermöglichen. Würde der Frequenzbereich beispielsweise im Mikrowellenbereich liegen, so müssten insbesondere bei Berücksichtigung der erforderlichen hohen Spannung bzw. hohen Leistung, falls die Spannung durch nachträgliches Hochtransformieren erzeugt wird, wesentlich teurere schnellschaltende Hochfrequenzbauteile verwendet werden. The high-frequency source 7 generates firing pulses with a voltage of essentially 30,000 V and a frequency of essentially 400 kHz to act on the electrode 1 . The aforementioned voltage corresponds to the voltage used in conventional ignition systems and is therefore not a particular difficulty in the automotive sector. The aforementioned frequency is also sufficiently low to enable the use of conventional, inexpensive components. If the frequency range were in the microwave range, for example, taking into account the required high voltage or high power, if the voltage is generated by subsequent step-up, much more expensive fast-switching high-frequency components would have to be used.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, mit geringem Aufwand eine wesentlich größere Entladung gezielt im Brennraum 9 zu erzeugen und somit die Zündung auch magerer Kraftstoff-Luft-Gemische sicher zu ermöglichen. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Elektrode
2 Gegenelektrode
3 Kraftstoff-Luft-Gemisch
4 Zylinder
5 Kolben
6 Isolator
7 Zündsignalquelle
8 Zündsignalkabel
9 Brennraum
10 Entladungsabschnitt
On the basis of the solution according to the invention, it is possible to generate a substantially larger discharge in the combustion chamber 9 with little effort and thus to enable the ignition of even lean fuel-air mixtures. REFERENCE SIGN LIST 1 electrode
2 counter electrode
3 Air / fuel mixture
4 cylinders
5 pistons
6 isolator
7 ignition signal source
8 ignition signal cables
9 combustion chamber
10 discharge section

Claims

1. Method for igniting a fuel-air mixture ( 3 ) in an internal combustion engine by means of a discharge generated on at least one electrode ( 1 ) arranged at least in regions inside a combustion chamber ( 9 ) of the internal combustion engine, the electrode ( 1 ) being located within the Combustion chamber ( 9 ) arranged discharge section ( 10 ) with a shape which is suitable for generating an inhomogeneous field, in which method the electrode ( 1 ) is acted upon with a high-frequency ignition signal with a frequency in the megahertz range, characterized in that the voltage and the frequency of the ignition signal is set as a function of the shape of the discharge section ( 10 ) of the electrode ( 1 ) so that the discharge is formed between the electrode ( 1 ) and a counter electrode ( 2 ) arranged in the combustion chamber ( 9 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the frequency of the Ignition signal is less than 2 MHz and in particular less than 0.5 MHz.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage of the ignition signal is less than 50,000 V and in particular a maximum of 30,000 V.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Discharge generates plasma, which is thermally balanced.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Discharge generated a low-resistance plasma channel.

6. High-frequency ignition device for use in the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the discharge section ( 10 ) of the electrode ( 1 ) has a spherical surface.

7. High-frequency ignition device according to claim 6, characterized in that the spherical surface of the discharge section ( 10 ) has a radius of at most 1 mm and in particular of at most 0.5 mm.

8. Internal combustion engine with a combustion chamber ( 9 ), which is formed by a cylinder ( 4 ) and a piston ( 5 ) and an at least partially in the combustion chamber ( 9 ) arranged electrode ( 1 ) for use in the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the discharge section ( 10 ) of the electrodes ( 1 ) is arranged such that the area of the discharge section ( 10 ) at which the highest field strength occurs when the electrode ( 1 ) is subjected to the ignition signal increases substantially the counter electrode ( 2 ) is executed.

9. Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the counter electrode ( 2 ) is connected to the piston ( 5 ).

10. Internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the counter electrode ( 2 ) is formed by the piston ( 5 ).

11. Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the counter electrode ( 2 ) is formed by a valve of the internal combustion engine.