DE3230462A1

DE3230462A1 - Zuendsystem einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3230462A1
Application number: DE19823230462
Authority: DE
Inventors: Norihiko Mishima Shizuoka Nakamura; Yoshiaki Susono Shizuoka Shibata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1983-05-11
Also published as: US4436068A; JPS5871581A; DE3230462C2

Description

Zündsystem einer Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündsystem einer Brennkraftmaschine.

Bei Benzinmotoren ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch und die Menge an schädlichen NO— und CO-Bestandteilen im Abgas herabzusetzen, indem man das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in die Zylinder des Motors eingeführten Kraftstoffgemisches erhöht bzw. ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verwendet. Der Einsatz eines ^O derartigen mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches für die Verbrennung wird daher gegenwärtig als eines der günstigsten Verbrennungsverfahren angesehen. Man kann jedoch ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch weniger leicht zünden. Wenn man ein derartiges mageres Luft-IS Kraftstoff-Gemisch zündet, erhält man eine niedrige Verbrennungsgeschwindigkeit des Gemisches, da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme niedrig ist. Folglich treten beim Einsatz eines derartigen mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches Probleme in Bezug auf die Erzielung einer guten Verbrennung auf, die eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauches und der Menge an

unvcrlmmntcn Kohlenwasserstoffen im Abgas mit sich bringen, Verfahren zur Beseitigung dieser Probleme, indem man dite Zündenergie oder die Größe des Elektrodenabstandes der Zündkerzen erhöht, sind bekannt. Obwohl man durch ' diese Verfahren die Zündung verbessern kann, ist es jedoch unmöglich, damit die Verbrennungsgeschwindigkeit eines · mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches zu erhöhen. Auch ein Verfahren zur Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches durch die Erzeugung von starken Turbulenzen in dem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch ist bekannt. Zu starke Turbulenzen des Gemisches führen jedoch zu einem Erlöschen der durch die Zündkerze erzeugten Flamme, so daß man keine allzu starken Turbulenzen in dem Gemisch erzeugen kann.

Ein Motor, der in der Lage ist, die Verbrennungsgeschwindigkeit eines Luft-Kraftstoff-Gemisches zu erhöhen, ist in dem japanischen Gebrauchsmuster 49-42322 beschrieben. Bei diesem Motor ist eine Vielzahl von Elektroden im Abstand zueinander und in einer Reihe zueinander ausgerichtet vorgesehen, so daß zwischen benachbarten Elektroden Zündspalte gebildet werden. An die Elektroden wird eine hohe Spannung angelegt, so daß innerhalb der zwischen benachbarten Elektroden gebildeten Zündspalte ein Entladungsbogen erzeugt wird. Da bei diesem Motor die Verbrennung in der Brennkammer gleichzeitig von einer Vielzahl von Punkten aus initiiert

wird
wird, / die Zeitdauer, während der die Verbrennung stattfindet, verkürzt, obwohl die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme die gleiche ist wie bei einem herkömmlich ausgebildeten Motor. Dadurch kann die Verbrennungsgeschwindigkeit eines Luft-Kraftstoff-Gemisches erhöht werden. Da jedoch bei diesem Motor jede Elektrode

Element
nur durch ein stabförmiges gebildet wird und da ein Entladungsbogen in einer Vielzahl von Zündspalten erzeugt wird, die in Reihe angeordnet sind, tritt das Problem

auf, daß an die Elektroden eine erhöhte Spannung angelegt werden muß, um einen Entladungsbogen zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, einen Entladungsbogen in einer Vielzahl von in Reihe angeordneten Zündspalten durch Anlegen einer extrem niedrigen Spannung an die Elektrodenteile zu erzeugen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine gelöst, die die nachfolgenden Bestandteile aufweist:

Einen Zylinderblock mit einer darin befindlichen Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung hin- und herbeweglichen Kolben, einen am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf, der eine innere Brennkammer aufweist, eine Spannungsquelle zur Erzeugung einer hohen Spannung, eine zwischen den Zylinderblock und den Zylinderkopf eingesetzte Metallplatte, die elektrisch mit dem Zylinderblock verbunden ist, eine öffnung aufweist, die die Zylinderbohrung mit der inneren Brennkammer verbindet und eine innere Umfangswand umfaßt, die zu der Zylinderbohrung und der inneren Brennkammer freiliegt und die eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, die in der inneren Umfangswand der öffnung ausgebildet und in Reihe angeordnet sind, eine erste Elektrode, die an der inneren Umfangswand der öffnung angeordnet und elektrisch mit dem Zylinderblock verbunden ist, eine zweite Elektrode, die an der inneren Umfangswand der öffnungen angeordnet ist und mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden ist, eine Vielzahl von dritten Elektroden, die in Reihe an der inneren Umfangswand der öffnung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind und jeweils ein Elektrodenteil aufweisen, das mit gegenüberliegenden Enden versehen ist, die von der benachbarten Elektrode eine vorgegebene Strecke entfernt angeordnet sind, so daß dazwischen ein Zündspalt gebildet wird, wobei jede

dritte Elektrode ein elektrisch leitendes Stabelement ,aufweist, das mit dem Elektrodenteil verbunden ist und sich durch die entsprechende Bohrung der Metallplatte erstreckt,und eine Vielzahl von rohrförmigen Isolationselementen, die jeweils ein elektrisch leitendes Stabelement umgeben und in die Bohrungen der Metallplatte eingesetzt sind, um einen Kondensator zwischen dem elektrisch leitenden Stabelement und der Metallplatte zu bilden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliche TeiLe können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zwischenlage;

Figur 2 einen vergrößerten Horizontalschnitt durch einen Abschnitt der in Figur 1 dargestellten Zwischenlage;

Figur 3 einen seitlichen Schnitt durch eine Brennkraftmaschine, die mit der in Figur 1 dargestellten Zwischenlage ausgestattet ist;

Figur 4 eine schematische Darstellung eines herkömmlich ausgebildeten Zündsystems;

Figur 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zündsystems;

Figur 6 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zündsystems; und

Figur 7 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zwischenlage.

Die Figuren 1 und 3 zeigen einen Zylinderblock 1, einen in dem Zylinderblock hin- und herbeweglichen Kolben 2, einen am Zylinderblock 1 über eine flache plattenförmige Zwischenlage 4 befestigten Zylinderkopf 3 und eine Dichtung 5, die zwischen den Zylinderblock 1 und die Zwischenlage 4 eingesetzt ist. Mit 6 ist eine Dichtung bezeichnet, die zwischen den Zylinderkopf 3 und die Zwischenlage 4 eingesetzt ist.

Eine keilförmige Brennkammer 7 ist zwischen dem Zylinderkopf 3 und dem Kolben 2 ausgebildet. Mit 8 ist ein Einlaßventil und mit 9 ein Einlaßkanal bezeichnet. Wie man den Figuren 1 und 3 entnehmen kann, umfaßt die Zwischenlage 4 eine Isolationsplatte 4a, die aus einem Kunstharz besteht, und eine Vielzahl von scheibenförmigen Platten 4b, die aus metallischem Material bestehen. Die Isolationsplatte 4a weist eine Vielzahl von kreisförmigen Löchern 10 auf, die jeweils für die entsprechenden Zylinder vorgesehen sind. Die Metallplatten 4b sind in den entsprechenden kreisförmigen Löchern 10 befestigt. Wie man aus Figur 3 entnehmen kann, besitzen die Metallplatten 4b eine Dicke, die nahezu der der Isolationsplatte 4a entspricht, und weisen einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der des Kolbens 2. Jede Metallplatte 4b ist an den Zylinderkopf 3 und den Zylinderblock 1 über Metallrahmen (nicht gezeigt), die jeweils die Umfangskanten der Dichtungen 5 und 6 abdecken, elektrisch geerdet. Wie in Figur 1 gezeigt, besitzt jede Metallplatte 4b eine ellipsenförmige Öffnung 11 an ihrem Mittelabschnitt. Eine Vielzahl von T-förmigen Elektroden 12, 13, 14, 15^, 16 und zwei L-förmige Elektroden 17, 18 sind derart an der inneren

Umfangswand der öffnung 11 angeordnet, daß jede Elektrode ' 12·, 13, 14, 15, 16, 17, 18 einen vorgegebenen Abstand zu der benachbarten Elektrode aufweist. Die Elektroden 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 bilden eine erste Elektrodengruppe. Desweiteren sind eine Vielzahl von T-förmigen Elektroden 20, 21, 22, 23, 24 und zwei L-förmige Elektroden 25, 26 an der inneren Umfangswand der öffnung 11, die gegenüber der ersten Elektrodengruppe angeordnet ist, vorgesehen, und zwar derart, daß jede Elektrode 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 einen vorgegebenen Abstand zur benachbarten Elektrode aufweist. Die Elektroden 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 bilden eine zweite Elektrodengruppe. Wie vorstehend erwähnt,sind die erste Elektrodengruppe und die zweite Elektrodengruppe für jede Metallplatte 4b vorgesehen. Die zweite Elektrodengruppe ist ähnlich angeordnet und konstruiert wie die erste Elektrodengruppe. Es wird somit nachfolgend nur auf die Anordnung und Konstruktion der ersten Elektrodengruppe eingegangen.

Wie man den Figuren 1 bis 3 entnehmen kann, ist in der Metallplatte 4b eine Vielzahl von Bohrungen 28, 29, 30, 31, 32 ausgebildet, die sich jeweils von der öffnung 11 zur äußeren Umfangswand der Metallplatte 4b erstrecken. Rohrförmige Isolationselemente 33, die jeweils eine entsprechende T-förmige Elektrode 12, 13, 14, 15, 16 lagern, sind in die Bohrungen 28, 29, 30, 31, 32 eingesetzt. Die rohrförmigen Isolationselemente 32 und die T-förmigen Elektroden 12, 13, 14, 15, 16 besitzen jeweils eine entsprechende Konstruktion. Es wird daher nachfolgend in Verbindung mit Figur 2 nur die Konstruktion T-förmigen Elektrode 14 beschrieben. Wie man aus Figur 2 entnehmen kann, umfaßt die Bohrung 30 einen Abschnitt 30a mit reduziertem Durchmesser, der zur öffnung 11 hin offen ist, einen Abschnitt 30b mit erhöhtem Durchmesser, der zur Außenseite der Metallplatte 4b zu deren äußeren Umfangswand hin offen ist, und einen kegelstumpfförmigen Stufen-

abschnitt 30c, der zwischen dem Abschnitt 30a mit '. reduziertem Durchmesser und dem Abschnitt 30b mit erhöhtem Durchmesser vorgesehen ist. Das rohrförmige Isolationselement 33 umfaßt einen Abschnitt 33a mit reduziertem Durchmesser, der sich durch den Abschnitt 30a der Bohrung 30 mit reduziertem Durchmesser erstreckt, einen Abschnitt 33b mit erhöhtem Durchmesser, der sich durch den Abschnitt 30b der Bohrung 30 mit erhöhtem Durchmesser erstreckt und einen kegelstumpfförmigen Stufenabschnitt 33c, der zwischen dem Abschnitt 33a mit reduziertem Durchmesser und dem Abschnitt 33b mit erhöhtem Durchmesser ausgebildet ist. Eine ringförmige Dichtung 34 ist zwischen den Stufenabschnitt 30c der Bohrung 30 und den Stufenabschnitt 33c des rohrförmigen Isolationselementes 33 eingesetzt. Der Abschnitt 33a mit reduziertem Durchmesser des rohrförmigen Isolationselementes 33 steht in die öffnung 11 hinein vor, und der Abschnitt 33b mit erhöhtem Durchmesser des rohrförmigen Isolationselementes 33 ist in den Abschnitt 30b mit erhöhtem Durchmesser der Bohrung 30 zurückgezogen. Ein Schraubengewinde 35 ist an der Innenwand des Abschnittes 30b mit erhöhtem Durchmesser der Bohrung 30 vorgesehen. Eine Schraube 36 ist mit dem Schraubengewinde 35 verschraubi. Die T-förmige Elektrode 14 umfaßt einen Elektrodenteil A, ein elektrisch leitendes Stabelement B, das sich von dem mittleren Abschnitt des Elektrodenteils A unter einem rechten Winkel zu demselben erstreckt,und einen vergrößerten Abschnitt C, der in einem Teil am freien Ende des elektrisch leitenden Stabelementes B ausgebildet ist. Das rohrförmige Isolationselement 33 weist eine axial verlaufende mittlere Bohrung 37 auf,und das elektrisch leitende Stabelement B erstreckt sich durch die mittlere Bohrung 37. Die mittlere Bohrung 37 besitzt einen vergrößerten Abschnitt 38 am äußersten Ende derselben,und der ver-

, größerte Abschnitt C der T-förmigen Elektrode 14 ist im'tiefen Inneren des vergrößerten Abschnittes 38 angeordnet. Der vergrößerte Abschnitt 38 ist mit einem elektrisch isolierenden Material 39, wie beispielsweise Glas, ausgefüllt.

Das rohrförmige Isolationselement 33 besteht aus keramischem Material. Das elektrisch·leitende Stabelement B und der vergrößerte Abschnitt C der T-förmigen Elektrode 14 werden in das rohrförmige Isolationselement 33 eingebettet, wenn dieses hergestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der vergrößerte Abschnitt 38 der mittleren Bohrung 37 ausgebildet. Danach wird der vergrößerte Abschnitt 31 mit Glaspulver gefüllt,und das rohrförmige Isolationselement 33 wird erhitzt, bis das Glaspulver schmilzt. Danach wird das rohrförmige Isolationselement 33 gekühlt, und der vergrößerte Abschnitt 38 wird mit dem Glas 39 gefüllt, wie in Figur 2 gezeigt. Das rohrförmige Isolationselement 33 wird in die Bohrung 30 eingesetzt,und die Schraube 36 wird in den Abschnitt

30b mit vergößertem Durchmesser der Bhrung 30 eingeschraubt. Das rohrförmige Isolationselement 33 ist damit an der Metallplatte 4b befestigt. Da die Dichtung 34 zwischen den Stufenabschnitt 33c des rohrförmigen Isolationselementes 33 und den Stufenabschnitt 30c der Bohrung 30 eingesetzt ist, kann ein Entweichen der verbrannten Gase über die Bohrung 30 vermieden werden.

Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind die Elektrodenteile A der T-förmigen Elektroden 12, 13, 14, 15, 16 in Reihe entlang der inneren Umfangswand der öffnung 11 so angeordnet, daß jedes Elektrodenteil A im Abstand zu dem benachbarten Elektrodenteil angeordnet ist. Es ist somit ein Zündspalt K zwischen benachbarten Elektrodcnteiien A vorhanden. Die L-förmigc Elektrode 17,

die benachbart zu dem Elektrodenteil A der T-förmigen Elektrode 12 angeordnet ist, erstreckt sich durch die Metallplatte 14b und dann durch die Isolationsplatte 4a und steht mit einem Anschluß 40 in Verbindung, der an der Außenwand der Isolationsplatte 4a befestigt ist. Die L-förmige Elektrode 17 ist mit Ausnahme ihres Spitzenabschnittes, der in die Öffnung 11 vorsteht, von einem Isolationselement 41 umgeben, und der Anschluß 40 steht mit einer Quelle 42 hoher Spannung in Verbindung. Die L-förmige Elektrode 18, die benachbart zu dem Elektrodenteil A der T-förmigen Elektrode 16 angeordnet ist, ist an der Metallplatte 4b befestigt und somit über die Metallplatte zum Zylinderkopf 3 und dem Zylinderblock 1 geerdet. Wenn eine hohe Spannung an den Anschluß 40 angelegt wird, wird in jedem Zündspalt K ein Entladungsbogen erzeugt. Der Zündspalt K kann als Kondensator angesehen werden. Figur 4 verdeutlicht eine Anordnung, bei der die Zündspalte K in Reihe angeordnet sind, wie dies bei einem herkömmlich ausgebildeten Zündsystem der Fall ist. Wenn eine hohe Spannung V^ an zwei Zündspalte K, d.h. die beiden Kondensatoren C₁ und C angelegt wird, wird die an den Kondensatoren C₁ und C₇ anstehende Spannung V₁ und V₉ durch die nachfolgenden Gleichungen wiedergegeben:

V= i V₀

C + C L + L

C₁

V₂ = —V

Unter der Annahme, daß die Kapazität des Kondensators C₁ der des Kondensators C₂ entspricht, können die obigen

- 14 -

Gleichungen wie folgt geschrieben werden: • V₁ ο V₀ / 2

^VZ = ^V0 / ²

Wenn ein Entladungsbogen in den Zündspalten A erzeugt wird, wenn V. und V₇ gleich V₆, werden, erhält man folgende Spannung V_n:

Zur Erzeugung eines Entladungsbogens in den Züdspalten K ist es daher bei einem herkömmlich ausgebildeten Zündsystem erforderlich, die Spannung V₀, die der doppelten Entladungsspannung Vg entspricht, an die Zündspalte K anzulegen.

Im Gegensatz dazu sind bei der vorliegenden Erfindung, wie in Figur 3 gezeigt, das elektrisch leitende Stabelement B und der vergrößerte Abschnitt C von dem rohrförmigen Isolationselement 33 umgeben,und das rohrförmige Isolationselement 33 ist durch die Metallplatte 4b umgeben. Folglich wird zwischen dem elektrisch leitenden Stab- ;g element B und der Metallplatte 4b ein Kondensator ausgebildet. Wenn man diesen Kondensator mit C, bezeichnet und nur zwei Zündspalte K vorhanden sind, erhält man die in Figur 5 dargestellte Anordnung. Wenn eine hohe Spannung V₀ an die beiden Zündspalte K, d.h. die beiden ■zn Kondensatoren C₁ und C₂ angelegt wird, kann man die an den Kondensatoren C. und C₉ anstehende Spannung V₁ und

I Li 1

V₂ durch die nachfolgenden Gleichungen wiedergeben:

C₂ + C

V = - — V „

¹ C₊C₊C °

1 Z 3

^C1
V₂ = Ϊ V ₀

L₁₊L₂₊ L₃

Unter der Annahme, daß die Kapazität des Kondensators ; C-..der des Kondensators C₇ entspricht und daß die Kapazität des Kondensators C, etwa zehnmal so groß ist, wie die Kapazitäten der Kondensatoren C₁ und C₇,können die obigen Gleichungen wie folgt gesehrieben werden:

^V1 = H ^vo

12

^V2 ⁼ — ^V0
/ 12 ^u

ic Wenn die zur Erzeugung eines Entladungsbogens in den Zündspalten K erforderliche Spannung mit V„ bezeichnet wird, beträgt die zur Erzeugung eines Entladungsbogens in dem Zündspalt K, der durch den Kondensator C₁ wiedergegeben wird, erforderliche Spannung Vq :

^V0 ⁼ — ^{X V}S

Die zur Erzeugung eines Entladungsbogens in den Zündspalt K, der durch den Kondensator C₇ wiedergegeben wird, er-

forderliche Spannung Vg beträgt

^V0 ^{= 12 V}S

,η Wenn daher die Spannung Vq geringfügig größer wird als die Entladungsspannung V ,wird ein Entladungsbogcn in dem durch den Kondensator C₁ wiedergegebenen Zündspalt K erzeugt,und zu diesem Zeitpunkt wird der durch den Kondensator C₇ wiedergegebene Zündspalt K im isolierten Zustand gehalten.

ist es erforderlich, das rohrförmige Isolationselement ■33 aus einem Material herzustellen, das eine große Dielektrizitätskonstante besitzt. Um darüber hinaus den Verbrauch der Elektroden 12 - 18 zu reduzieren, sollten vorzugsweise Platinplättchcn an den Spitzen der Elektroden 12-18 befestigt sein.

In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Platte 4 ein einziges rechtcckförmiges Loch 50,und eine einzige Metallplatte 4b ist in das Loch 50 eingepaßt. Eine Vielzahl von öffnungen 11 ist auf der Metallplatte 4b ausgebildet, und eine erste und eine zweite Elektrodengruppe sind für jede öffnung 11 vorgesehen. Anstatt die Platte 4 aus zwei getrennten Platten herzustellen, wie in Figur 7 gezeigt, kann die gesamte Platte 4 aus einem einzigen metallischen Material hergestellt sein.

Erfindungsgemäß ist es somit möglich, einen Entladungsbogen in einer Vielzahl der in Reihe angeordneten Zündspalte zu erzeugen, indem eine hohe Spannung an die Zündspalte angelegt wird, die geringfügig größer ist, als die zur Erzeugung eines Entladungsbogens in einem einzigen Entladungsspalt erforderliche Spannung. Da die zur Erzeugung eines Entladungsbogens in den Zündspalten erforderliche hohe Spannung auch dann nicht erhöht wird, wenn die Anzahl der Zündspaltc ansteigt, ist es möglich, im Vergleich zu herkömmlich ausgebildeten Zündsystemen die Anzahl der Zündspalte zu vergrößern. Da Cerner der Kondensator zwischen dem elektrisch leitenden Stabelement der T-förmigen Elektrode und der das Stabelement umgebenden Metallplatte ausgebildet ist, ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, daß es in einfacher Weise möglich ist, die Kapazität des Kondensators zu erhöhen.

In Figur 6 ist die in Figur 1 gezeigte erste Elektroden-■ gruppe schematisch wiedergegeben. Wenn eine hohe Spannung V₀, die geringfügig größer ist als die Entladungsspannung V„, an die L-förmige Elektrode 17 angelegt wird, wird ein Entladungsbogen im Zündspalt K. erzeugt. Wenn der Entladungsbogen im Zündspalt K. erzeugt wird, fließt elektrischer Strom in den Kondensator C,, der eine große Kapazität besitzt,und die Spannung des Elektrodenteils A der T-förmigen Elektrode 12 steigt auf Vq an, da der Zündspalt K. leitend wird. Wenn diese Spannung auf Vq ansteigt, wird ein Entladungsbogen im Zündspalt K₂ erzeugt. Wenn daher die hohe Spannung V_Q, die geringfügig größer ist als die Entladungsspannung V^, an die L-förmige Elektrode 17 angelegt wird, werden Entladungsbögen nacheinander in den Zündspalten K₁, K^, K,, K., Kr undK_fi erzeugt. Um diese Ehtladungsbögen in den Zündspalten K₁ - K, durch Anlegen der Spannung V_n, die geringfügig größer ist als die Entladungsspannung V,-,, zu erzeugen, ist es erforderlich, das rohrförmige Isolationselement 33 so auszubilden, daß der Kondensator C, eine Kapazität besitzt, die mehr als zehnmal so groß ist wie die Kapazität der Zündspalte K₁ - Kö■ Die Kapazität des Kondensators C, ist umgekehrt proportional zur Dicke des rohrförmigen Isolationselementes 33 und proportional zur Länge des elektrisch leitenden Stabelementes B, das innerhalb der Metallplatte 4b angeordnet ist. Um daher die Entladungsbogen in den 'Zündspalten K₁ - K,- durch Anlegen der Spannung V~, die geringfügig größer ist, als die Entladungsspannung V₁-, ,zu erzeugen, ist es erforderlich, das rohrförmige Isolationselement 33 und die T-förmigen Elektroden 12, 13, 14, 15, 16 so zu konstruieren, daß die Dicke des rohrförmigen Isolationselementes 33 geringer als 2 mm und die Länge des elektrisch leitenden Stabelementes B,das in der Metallplatte 4b angeordnet ist, größer als 10 mm ist. Um die Erzeugung eines Entladungsbogens im Kondensator C, zu verhindern,

Erfindungsgemäß wird somit ein Zündsystem für eine Brennkraftmaschine beschrieben, das eine zwischen den Zylinderblock und den Zylinderkopf eingesetzte Metallplatte umfaßt. Die Metallplatte ist mit einer öffnung versehen, an deren innerer Umfangswand eine Vielzahl von T-förmigen Elektroden ausgebildet ist. Jede T-förmige Elektrode umfaßt einen Elektrodenteil und ein elektrisch leitendes Stabelement, das mit dem Elektrodenteil verbunden ist. Das elektrischleitende Stabelement wird von einem rohrförmigen Isolationselement umgeben. Das rohrförmige Isolationselement ist in Bohrungen eingesetzt, die in der Metallplatte ausgebildet sind, so daß zwischen dem elektrisch leitenden Stabelement und der Metallplatte ein Kondensator gebildet wird. Die Elektrodenteile sind in Reihe angeorndet, so daß zwischen benachbarten Elektrodenteilen Zündspalte gebildet werden,und eine hohe Spannung wird an die Elektrodenteile angelegt.

Leerseite

Claims

case TYT-3196-DE Patentansprüche ·

Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock, in dem eine Zylinderbohrung ausgebildet ist, einem in der Zylinderbohrung hin-und herbeweglichen Kolben, einem am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf, der eine innere Brennkammer aufweist,und einer Spannungsquelle zur Erzeugung einer hohen Spannung, gekennzeichnet durch:

eine Metallplatte (4b), die zwischen den Zylinderblock (1) Ό und den Zylinderkopf (3) eingesetzt und mit dem Zylinderblock elektrisch verbunden ist, eine öffnung (11) aufweist, die die Zylinderbohrung mit der Brennkammer (7) verbindet,und eine innere Umfangswand umfaßt, die zu der Zylinderbohrung und der Brennkammer freiliegt und eine ^5 Vielzahl von Bohrungen (28 - 32) aufweist, die an der innenen Umfangswand der öffnung (11) ausgebildet und in Reihe angeordnet sind,

eine erste Elektrode (17, 25), die an der inneren Umfangswand der öffnung angeordnet und mit dem Zylinderblock elektrisch verbunden ist,

eine zweite Elektrode (18, 26) die an der inneren Umfangswand der öffnung angeordnet und mit der Spannungsquelle elektrisch verbunden ist,

eine Vielzahl von dritten Elektroden (12 - 16, 20 - 24),

die in Reihe an der inneren Umfangswand der öffnung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet sind und jeweils einen Elektrodenteil A aufweisen, dessen gegenüberliegende Enden einen vorgegebenen Abstand zu der benachbarten Elektrode aufweisen, um dazwischen einen Zündspalt zu bilden,·und die jeweils mit einem elektrisch leitenden Stabelement B versehen sind, das mit dem Elektrodenteil A verbunden ist und sich durch die entsprechende Bohrung der Metallplatte erstreckt^und

eine Vielzahl von rohrförmigen Isolationselementen (33), die jeweils ein elektrisch leitendes Stabelement B umgeben und in die Bohrung der Metallplatte eingesetzt sind, so daß ein Kondensator zwischen dem elektrisch leitenden Stabelement und der Metallplatte gebildet wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (17, 25) L-förmig ausgebildet ist und unmittelbar an der Metallplatte befestigt ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (18, 26) L-förmig ausgebildet ist und einen .Abschnitt aufweist, der sich durch die entsprechende Bohrung der Metallplatte erstreckt und von einem isolierenden Material umgeben ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dritte Elektrode (12 - 16; 20 - 24) T-förmig ausgebildet ist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Stabelement B an seinem Ende, das dem Elektrodenteil A

gegenüberliegt, einen vergrößerten Abschnitt (38) aufweist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß das rohrförmige Isolationselement (33) eine mittlere Bohrung (37) umfaßt, durch die sich das elektrisch leitende Stabelement B erstreckt und die einen vergrößerten Abschnitt (38) aufweist, in dem der vergrößerte Abschnitt C des elektrisch leitenden Stabelementes angeordnet ist, wobei der vergrößerte Abschnitt (38) der mittleren Bohrung mit einem Isolationsmaterial ausgefüllt ist, um den vergrößerten Abschnitt C des elektrisch leitenden Stabelementes mit dem Isolationsmaterial abzudecken.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Isolationselement (33) eine geringere Dicke als 2 mm aufweist und daß die Länge des mit der Metallplatte angeordneten rohrförmigen Isolationselementes größer als 10 mm ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrung (28 -

32) der Metallplatte (4b) einen Anschnitt (30a) mit reduziertem Durchmesser, einen Abschnitt (30 b) mit erhöhtem Durchmesser und einen kegelstumpfförmig ausgebildeten Stufenabschnitt (30 c) aufweist, der zwischen dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser und dem Abschnitt mit erhöhtem Durchmesser ausgebildet ist, daß jedes rohrförmige Isolationsclcment (33) einen Abschnitt (33a) mit reduziertem Durchmesser, der sich durch den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser der Bohrung erstreckt, einen Abschnitt (33b) mit erhöhtem Durchmesser, der sich durch den Abschnitt mit erhöhtem

T^ , , pinen

Durchmesser der Bohrung erstreckt und kegelstumpfförmig

ausgebildeten Stufenabschnitt (33c) aufweist, der zwischen dem.Abschnitt mit reduziertem Durchmesser und dem Abschnitt mit erhöhtem Durchmesser des rohrförmigen Isolationselementes ausgebildet ist,und daß eine Dichtung (34) zwischen den Stufenabschnitt der Bohrung und den Stufenabschnitt des rohrförmigen Isolationselementes eingesetzt ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch *8, dadurch

gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Abschnittes mit erhöhtem Durchmesser der Bohrung ein Schraubengewinde (35) ausgebildet ist und daß eine Schraube (36) in diesen Bohrungsabschnitt eingeschraubt ist, um das rohrförmige Isolationselement an der Metallplatte zu befestigen.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, d a u r c h gekennzeichnet, daß jede Elektrode eine Spitze aufweist, an der ein Platinplättchen befestigt ist.
. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung einen Querschnittsbereich aufweist, der kleiner ist als der der Zylinderbohrung.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte innere Umfangswand der öffnung von Innenwandungen der Zylinderbohrung und der Brennkammer vorsteht.
13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenlage (4) aus Isolationsmaterial, die ein Loch (10) aufweist, zwischen den Zylinderblock (1) und den Zylinderkopf (3) eingesetzt ist und daß die Metallplatte (4b) in das Loch (10) eingepaßt ist.