DE3241697A1

DE3241697A1 - Zuendvorrichtung mit einer zuendkammer und zuendelektroden

Info

Publication number: DE3241697A1
Application number: DE19823241697
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Breuser; Wilhelm Grözinger; Reinhard Dipl.-Ing. Dr. 7143 Vaihingen Latsch; Gernot Dipl.-Ing. 6920 Sinsheim Würfel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1984-05-17
Also published as: US4509476A; JPS59101533A

Description

■. H -^R· 18191

20.9.1982 Sp/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Zündvorrichtung mit einer Zundkammer und Zündelektroden

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch die DE-OS 30 25 896, GB-PS 1U1 877, US-PS 1 531 130 und US-PS 1 955 628 sind für Otto-Brennkraftmaschinen bestimmte und mit deren Hauptbrennräumen in Verbindung stehende Zündvorrichtungen mit in Zündkammern angeordneten Zündelektroden bekannt. Diese Vorrichtungen erzeugen Zündfackeln, die in die Hauptbrennräume schlagen. Wenn Brenkraftmaschinen mit erhöhten Luftüberschüssen oder mit hohen Beimischungen von Auspuffgasen zu Gemischen aus Brennstoff und Luft betrieben werden sollen, sind Zündfackeln, die' insbesondere während des Leerlaufs der Maschinen während längerer Zeiten brennen, vorteilhaft. Die Brennzeiten von mittels der vorbekannten Zündvorrichtungen erzeugten und aus ihren Vorwärmrohren herausschlagenden Zündfackeln sind nämlich so kurz, daß sich die Aufgabe stellte, Maßnahmen zu suchen, die zu längeren Fackelbrennzeiten führen.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß während eines Verdichtungshubes der Brennkraftmaschine wenigstens eine Teilmenge von in die Zündkammer eingeströmten Gemisch in oder durch einen oder mehrere sehr enge Kanäle abgezweigt wird.Die abgezweigten Teilmengen werden von einer von den Zündelektroden ausge-Ä henden Flammenfront nicht entflammt. Diese engen Kanäle sind nämlich in der Lage, dem von ihnen umschlossenen Gemisch so große Wärmemengen zu entziehen, daß dieses Gemisch nicht brennen kann oder eine Flammenfront in diesem verlöscht. Sinkt bei fortgeschrittener Verbrennung von Gemisch und durch eine Vergrößerung des Hauptbrennraums infolge einer Hubbewegung seines Kolbens innerhalb des Zündkammer der Druck ab, so strömt das abgezweigte und gespeicherte Gemisch zurück in die Zündkammer und bildet Nachschub jzum Verlängern der Brenndauer der Zündfackeln, die aus den Überströmöffnungen der Zündkammer heraus und in den! Hauptbrennraum schießen, um dort befindliches Gemisch anzuzünden.

Die Zündvorrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 2 hat die Vorteile, daß das Zünden des Gemisches in der Zündkammer nicht gestört wird, und daß vergrößerte Teilmengen von Gemisch gespeichert werden, was zu einer weiteren Verlängerung der Fackelbrenndauer führt.

Das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 3 gibt ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel an.

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« ψ

Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs U geben ein Ausführungsbeispiel an, bei dem die Kanäle auch als Speicherräume dienen und deshalb das Speichervolumen in wirtschaftlicher Weise bei der Herstellung der Kanäle entsteht.

Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 5 bis 13 geben weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele an. Insbesondere die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 9 bis 12 ergeben wirtschaftliche Herstellungsmöglichkeiten für die Flammensperre. Die Weiterbildung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 ergibt eine kompakte und leicht in eine Brennkraftmaschine einbaubare Zündvorrichtung. ;

Zeichnung

Sechs Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1, Figur 3 das zweite Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, die Figuren h und 5 Querschnitte durch die Vorrichtung gemäß der Figur 3, Figur 6 das dritte Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur T das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 6 im Querschnitt, Figur 8 das vierte Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 9 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 8 in der Seitenansicht, Figuren JO, IJ und 12 das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur '8 in Querschni-

IS 1§H

ten, Figur 13 das fünfte Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 1h das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 13 im Querschnitt, Figur 15 das sechste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und Figur 16 das Ausführungsbei spiel gemäß der Figur 15 in der Seitenansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das erste Ausführungsbeispiel 2 der Zündvorrichtung hat eine Einschraubfassung 3, einen in diese eingesetzten Isolator h, einen in diesem verankerten und aus diesem herausragenden Elektrodenhalter 5, eine an dem Elektrodenhalter 5 befestigte Elektrode 6 und einen rohrartigen Einsatz 7·

Angrenzend an den Isolator k hat die Fassung 3 einen Hohlraum 8. An denjenigen Bereich der Fassung 3, in dem sich der Hohlraum 8 befindet, schließt sich ein hohler Hals' 9 mit eimern Einschraubgewinde 10 an. Der Hals 9 und der Isolator k sowie der Elektrodenhalter 5 sind gleichachsig ausgerichtet. Der rohrförmige Teil des Einsatzes T ist in den Hals 9 eingesteckt. Der herausragende Teil des Einsatzes 7 hat eine Stirnwand 1 1 , die einen kappenartigen Abschluß bildet. Wenn die Zündvorrichtung 2 in eine Wand 12 einer Brennkraftmaschine eingeschraubt ist, ragt die Stirnwand 11 in einen Hauptbrennraum 13 dieser Brennkraftmaschine. Angrenzend an die Stirnwand befindet sich innerhalb des Einsatzes 7 ein in Richtung des Isolators h offener Hohlraum 1U mit kreisrundem Querschnitt. Nahe dem Übergang vom rohrartigen Teil des Einsatzes 7 zu seiner Stirnwand 11 ist dieser mittels einer Schweißnaht 15 mit dem freien Ende 16 des Halses 9 verbunden. Oberhalb

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J14 Ί b a Υ

dieses Endes 1 6 hat der Einsatz 7 an seinem Umfang Ausnehmungen 17 j die' nutförmig gestaltet und parallel zur Längsachse des Einsatzes verlaufen. Zwischen den Ausnehmungen verbleiben Stege 18, die am inneren Umfang des Halses 9 anliegen:. Die Ausnehmungen 17 und der Hals bilden enge Kanäle. Diese sind zum Hohlraum 8 hin offen. Das diesem" Hohlraum 8 zugekehrte obere Ende 19 des Einsatzes 7 bildet gegenüberliegend zur Elektrode 6 eine Masseelektrode. Die Elektrode 6 endet in einem Abstand, der die Länge einer Funkenstrecke 20 bestimmt, von dem Ende 19· Zwischen dem Hohlraum 8 und dem Einsatz 7 befindet sich innerhalb des Halses 9 ein weiterer Hohlraum 21. Die innerhalb der Ausnehmungen 17 befindlichen Kanäle bilden Gasspeicherräume. Die Hohlräume 8, 3k und 21 bilden eine Zündkammer. In den Hohlraum lh hinein mündet ein in die Stirnwand 1.1 gebohrter Überströmkanal 22, der in der Längsachse des Hohlraums lh ausgerichtet ist und dadurch gegen den Elektrodenhalter 5 zielt. Vier weitere Überströmkanäle 23 sind im wesentlichen tangential zu dem Querschnitt des Hohlraums 1U in die Stirnwand 11 eingearbeitet.

Bei einem Verdichtungshub der Brennkraftmaschine strömt aus dem Hauptbrennraum 13 brennbares Gemisch, durch d,ie Überströmöffnungen 22 und 23 hindurch in die Zündvorrichtung 2. Die durch die axial ausgerichtete Überströmöffnung 22 einströmende Gemischmenge bewegt sich als- freier Strahl in Richtung des Elektrodenhalters 5 und gelangt nach dem Austritt aus dem Hohlraum 2k in den Hohlraum 2J. Durch die Überströmöffnungen 23 einströmende Gemischmengen fließen zunächst als Wandstrahlen auf wendeiförmigen Bahnen am Umfang des Hohlraums lU entlang zu seinem Ende 19. Dabei vereinigen sich Wandstrahlen zu einer Strömungs—

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schicht. Infolge der Krümmung der wendelartigen Bahnen der Gemischbestandteile entstehen innerhalb des Gemisches radiale Beschleunigungen, die die Brennstoffanteil© des Gemisches, die spezifisch schwerer als Luft sind, in Richtung des Umfangs des Hohlraums 1^ bewegen. Dadurch entsteht entlang dem Umfang eine Brennstoffanreicherung innerhalb des Gemisches, so daß das Gemisch, das aus dem Hauptbrennraum 13 der Brennkraftmaschine stammt, im Durchschnitt einen Luftüberschutz haben kann. Das Ende Ί9 bildet eine Masseelektrode. Die Zündung d'es angereicherten Gemisches erfolgt, wenn der geeignete Zeitpunkt herangerückt ist. Dieser Zeitpunkt wird normalerweise erreicht, bevor ein Kolben, der den Hauptbrennraum 13 der Brennkraftmaschine nach unten begrenzt, in seinen oberen Totpunkt gelangt ist. Vor dem Zündzeitpunkt gelangt eine Teilmenge des Gemisches, das durch das Ende 19 in den Hohlraum 21 geströmt ist, in die Ausnehmungen 17· Zum Zündzeitpunkt springt zwischen den Elektroden 6 und 19 ein Zündfunke über und entzündet das Gemisch, das dann von dieser Zündfunkenstrecke 20 ausgehend eine Flammenfront bildet. Die sich ausbreitende Flammenf-ront bewirkt über eine Temperaturerhöhung des entflammten Gemisches einen Druckanstieg, der sowohl in Richtung der Ausnehmungen 17 als auch der Überströmkanäle 22, 23 wirkt. Sobald der entstehende Druck den Druck, der in dem Hauptbrennraum 13 herrscht, übersteigt, beginnt Gemisch aus den Überströmkanälen 22 und zurück in den Hauptbrennraum 13 zu strömen. Schließlieh erreicht die Flammenfront diese Überströmkanäle 22 und und schlägt in Form von Zündfackeln in den Hauptbrennraum 13· Die Flammenfront erreicht auch schließlich die offenen Enden der Ausnehmungen 17. Die Ausnehmungen 17 sind in der erfindungsgemäßen Weise eng gestaltet. Dadurch entziehen die die Ausnehmungen 17 umgrenzenden Teile 7, 9, die im

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wesentlichen die Temperatur der Wand 12 haben, der Flammenfront so viel Wärme, daß die Flammenfront im Bereich der offenen Enden der Ausnehmungen 17 ausgelöscht wird. Innerhalb der Ausnehmungen 17 gespeichertes Gemisch wird an der Verbrennung gehindert. Wenn die Verbrennung des übrigen in der Zündkammer 8, 1U, 21 befindlichen Gemisches genügend weit fortgeschritten ist, steht nicht mehr genügend Energie zur Verfügung, um einem Druckabfall innerhalb der Zündvorrichtung, der durch das Ausströmen der Zündfackeln in den Hauptbrennraum 13 bedingt ist, entgegenzuwirken. Von da ab expandiert das in die Ausnehmungen 17» die als Speicher dienen, hineingedrängte Gemisch in den Hohlraum 21 und bildet dort Nachschub zur Aufrechterhaltung bzw. Erzeugung von Flammen, die die 3renndauer der Zündfackeln verlängern oder bewirken, daß nach den Zündfackeln glühend heiße Gase aus den Überströmkanälen 22, 23 heraus und in den Hauptbrennraum 13 schießen und auf dort befindliches Gemisch wirken. In modernen Brennkraftmaschinen wird dafür gesorgt, daß das in deren Hauptbrennräumen eingeschlossene und verdichtete Gemisch mit hohen Geschwindigkeiten auf geschlossenen Bahnen beispielsweise in Form von Ringwirbeln umläuft. Diese Strömungen werden so gelegt und/oder die Überströmkanäle 22, 23 werden so ausgerichtet, daß möglichst viel des Gemisches von den Zündfackeln erfaßt wird. Dies bewirkt eine schnellere Entflammung des Gemisches in dem Hauptbrennraum 13 und einen schnelleren Druckanstieg, als dies durch die übliche kurze Zündfackeleinwirkung auf das im Hauptbrennraum befindliche Gemisch und eine anschließende Flammenausbreitung innerhalb des Gemisches möglich wäre. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Zündvorrichtung wirkt sich umso vorteilhafter aus, je größer der Luftüberschuß

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-η-

in dem im Hauptbrennraum befindlichen Gemisch ist oder je mehr Auspuffgas dem Gemisch beigegeben wird. Die in Umfangsrichtung des Einsatzes 7 gemessene Weite der Ausnehmungen 17 ist kleiner gewählt als die radial zur Längsachse des Einsatzes gemessene Abmessung der Ausnehmungen 17 und auch kleiner als der doppelte Abstand, bis auf den sich die Flammenfront an eine Wand annähern kann, bevor sie verlöscht. Dadurch wirken die Ausnehmungen 17 als Flammensperren.

Γ ;

Das zweite Ausführungsbeispiel eine" Zündvorrichtung 32 hat eine Einschraubfassung 33, einen Isolator 34, einen Elektrodenhalter 35, eine an diesem befestigten Elektrode 36 und einen rohrartigen Einsatz 37· Innerhalb der Fassung 33 befindet sich angrenzend an den Isolator 34 ein Hohlraum 38. An die Fassung 33 ist gleichachsig zu dem Hohlraum 38 ein hohler Hals 39 angeformt. Am äußeren Umfang trägt dieser hohle Hals 39 ein Einschraubgewinde 40. Der Einsatz 37 ist in den Hals 39 in dessen Längsachse eingesteckt. Ein aus dem Hals 39 herausragender Teil des Einsatzes 37 bildet eine; kappenartig verlaufende Stirnwand 41. Wenn die Zündvorrichtung 32 in eine Wand 42 mittels des Gewindes 40 eingeschraubt wird, ragt die Stirnwand in einen Hauptbrennraum 43 dieser Brennkraftmaschine. Angrenzend an die Stirnwand 41 erstreckt sich in der Längsachse des Halses 39 ein Hohlraum 44, der einen kreisrunden Querschnitt hat und zum Elektrodenhalter 35 hin offen ist. Angrenzend an die Stirnwand 11 ist der Einsatz 37 mittels einer Schweißnaht i+5 am unteren Ende U6 des Halses 39 befestigt. Ein offenes Ende 49 des Einsatzes 37 erstreckt sich bis in die Höhe der Elektrode

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ι oa /

4 Γ-

und bildet dieser gegenüberliegend eine Masseelektrode. Zwischen dieser Masseelektrode und der Elektrode 36 verbleibt ein Abstand, der eine Funkenstrecke 50 bildet. Im Bereich des Endes U9 befindet sich innerhalb des Halses 39 ein weiterer Hohlraum 51, der mit dem Hohlraum 38 kommuniziert. In Richtung des Endes U6 des Halses 39 hin ist der Hohlraum 51 von einem an den Hals 39 angeformten und einwärts gerichteten und bis an den Einsatz 37 heranreichenden Flansch U8 begrenzt. In den Flansch U8 sind entlang von dessem inneren Umfang verteilt mehrere Ausnehmungen U7, die wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel enge Kanäle bilden und als Flammensperren wirken, angeordnet. Unterhalb dieser Ausnehmungen, also in Richtung des Endes k6 gelegen, befindet sich, zwischen dem Einsatz 37 und dem Hals 39 ein Ringraum 5U. Nach unten hin ist dieser Ringraum 5U durch einen ebenfalls vom Hals 39 ausgehenden und radial einwärts gerichteten Flansch U8a begrenzt. Auch in diesen Flansch sind Ausnehmungen U7a eingearbeitet, die in einen weiteren Ringraum 5Ua münden. Die Ringräume 5U, 5Ua dienen zum Speichern von brennbarem Gemisch. In d'ie Stirnwand U] ist ebenfalls eine Überströmöffnung 52, die in der Längsachse des Einsatzes 37 liegt und gegen den Elektrodenhalter 35 zielt, eingearbeitet. Weitere Überströmöff-nungen 53 sind nahe bei der Schweißnaht in die Stirnwand Ul eingebohrt und münden im wesentlichen tangential in den runden Querschnitt des Hohlraums hk.

Wie bereits zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert, bewirken diese engen Kanäle, daß eine Flammenfront, die aus durch die Öffnungen 52 und 53 eingeströmtem Gemisch durch Zünden mittels der Elektroden 36 und hg gebildet

BAD QBiGiMAL

wird und sich durch den Hohlraum 51 zu den Ausnehmungen 1+7 hin fortpflanzt, im Bereich der Ausnehmungen 1+7 gelöscht wird. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel schließt sich an die Ausnehmungen 1+7, wie bereits erwähnt ein Ringraum 5^ an. Dieser Ringraum 5k umschließt einen größeren Querschnitt als die Ausnehmungen 1+7 und ist deshalb in der Lage, wesentlich größere Gemischmengen als die Ausnehmungen 1+7 aufzunehmen. Der Ringraum 51+a, der ebenfalls Gemischmengen aufnimmt, ist über die Ausnehmungen l+7a mit dem Ringraum 5^ verbunden. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind deshalb größere über enge Kanäle an den Hohlraum 51 angrenzende Räume zur Gemischaufnahme angeordnet. Wegen dieser Ringräume Jh, 51+a speichert das zweite Ausführungsbeispiel wesentlich mehr Gemisch als das erste Ausführungsbeispiel. Die sich bei einem Verdichtungshub der Brennkraftmaschine und nach dem Überspringen eines Zündfunkens zwischen den Elektroden 36 und 1+9 ereignenden Vorgänge sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Es wird deshalb lediglich darauf hingewiesen, daß infolge des größeren Volumens der Ringräume 5^, 5ka wähirend längerer Zeitspannen Zündfackeln aufrechterhalten werden. Dies ermöglicht aas schnelle Entflammen von noch größeren Mengen Gemisch im Hauptbrennraum 1+3 der Brennkraftmaschine oder eine weitere Abmagerung die ses Gemisches.

Das Dritte Ausführungsbeispiel der Zündvorrichtung 62 hat ebenfalls eine Einschraubfassung 63, einen in die Einschraubfassung in deren Längsrichtung eingesetzten Isolator 61+, einen im Isolator 6k verankerten Elektrodenhalter 65, eine an dem Elektrodenhalter befestigte Elektrode 66 und einen im wesentlichen rohrförmigen

BAD

Einsatz 67· Der Einsatz 67 ist in einen hohen Hals 69s der gleichachsig zu dem Isolator 6h ausgerichtet und an die Einschraubfassung 63 angeformt ist, eingesteckt. Der Hals 69 trägt an seinem Umfang ein Gewinde 70. Außerhalb des Halses 69 hat der rohrförmige Einsatz 67 eine gewölbte Stirnwand 71· Koaxial zum Hals 69 befindet sich innerhalb des Einsatzes 67 ein Hohlraum 7^₅ der einen kreisrunden Querschnitt besitzt. Im Bereich angrenzend an die Stirnwand 71 ist der Einsatz 67 mittels einer Schweißnaht 75 am unteren Ende 76 des Halses 69 befestigt. Oberhalb einer Zone 79 des Einsatzes 67 sind in den äußeren Umfang des Einsatzes 67 Ausnehmungen 77 eingeformt. Diese Ausnehmungen erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Einsatzes 67 und sind in der erfindungsgemäßen Weise eng ausgebildet. Zwischen den Ausnehmungen 77 befinden sich an dem Einsatz 67 Stege 78, die am inneren Umfang des Halses 69 anliegen und dadurch einen wärmeleitenden Kontakt zu dem Hals 69 haben. In Richtung des unteren Endes 76 des Halses münden die Ausnehmungen 77 in einen Ringraum 8U, der von dem Hals 69 und dem Einsatz 67 umgrenzt wird. Im Bereich der Zone 79 geht der Hohlraum 7^ in eine Erweiterung 7¹^a über. Oberhalb dieser Erweiterung 7^a umschließen der Hals 69 und der Isolator 6h einen Hohlraum 81. Dieser Hohlraum verbindet die Erweiterung 7^+a mit den Ausnehmungen 77· An der Zone 79 bildet der Einsatz 67 eine der Elektrode 66 zugeordnete Masseelektrode. Die Elektrode 66 hat von der Zone 79 einen Abstand, der eine Funkenstrecke 80 bildet. In die Stirnwand 71 ist in der Längsachse des Einsatzes 67 ebenfalls eine Überströmöffnung 82 eingebohrt. Zwischen dieser Überströmöffnung 82 und der Schweißnaht 75 sind in die Stirnwand 71 weitere Überströmöffnungen 83 einge-

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bohrt. Diese Überströmöffnungen 83 münden im wesentlichen tangential in den Hohlraum 7^.

Wie schon zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben, dienen die Ausnehmungen 77 und auch der sich daran anschließende Ringraum 8U dazu, Teilmengen des aus einem Hauptbrennraum einer Brennkraftmaschine durch die Überströmöffnungen 82, 83 in die Zündvorrichtung 62 einströmenden brennbaren Gemisches aufzunehmen und vorübergehend einer Entflammung zu entziehen.

Das vierte Ausführungsbeispiel, die Zündvorrichtung 92, hat ebenfalls eine Einschraubfassung 93, einen zentrisch zu dieser ausgerichteten Isolator 9^·, einen in der Längsrichtung des Isolators innerhalb von diesem befestigten Elektrodenhalter 95, eine an dem Elektrodenhalter 95 angeordnete Elektrode 96 und einen Einsatz 97. In Längsrichtung des Isolators 9^ ist an die Einschraubfassung 93 ein hohler Hals 99 angeformt. An seinem äußeren Umfang trägt der Hals 9^[9 ein Einschraubgewinde 100. Der Einsatz 97 ragt zum Teil auf dem Hals 99 heraus und hat dort eine heispeilsweise kalottenartig gewölbte

Stirnwand 101. Mittels des Gewindes 100 ist die Zündle :

Vorrichtung 92 in einte Wand 102 einer Brennkraftmaschine eingeschraubt. An die Wand 102 grenzt ein Hauptbrennraum 103 dieser Brennkraftmaschine an. Die Stirnwand 101 ragt in diesen Hauptbrennraum 103 hinein. Angrenzend an die Stirnwand 101 erstreckt sich in Richtung des Isolators 9^ ein gleichachsig zu diesem ausgerichteter Hohlraum '\0k mit kreisrundem Querschnitt, der zu dem Elektrodenhalter 95 hin offen ist. Angrenzend an die Stirnwand 101 ist der Einsatz 97 mittels einer Schweißnaht 105 mit dem unteren Ende 10.6 des Halses 99

BAD ORiGaNAL

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fest vereinigt. Vom Gewinde 100 her ist in der Längsrichtung des Halses 99 eine Ausnehmung 107 eingearbeitet. Etwa in der Höhe des frei aus dem Isolator 9^ herausstehenden Elektrodenhalters 95 ist, ausgehend von dieser Ausnehmung 107> eine Überströmöffnung 107a, die in einen Hohlraum 111, der sich im Hals 99 befindet, führt, eingebohrt. Die Längsachse 107c dieser Überströmöffnung 107a ist so ausgerichtet, daß sie die Längsachse des Elektrodenhalters 95 in- einem Abstand kreuzt. Unterhalb eines ringförmig verlaufenden Steges 108, der den Hohlraum 111 in Richtung des unteren Endes 106 des Halses 99 begrenzt und vom Hals 99 radial einwärts verläuft und an dem Einsatz 97 anliegt, ist eine weitere Überströmöffnung 107b, die von der Ausnehmung 107 ausgeht und durch den Hals 99 in dessen Inneres hineinführt, angeordnet. Die Tiefe der Ausnehmung 107 ist so gewählt, daß von der Ausnehmung 107 und einem Einschraubgewinde 102a in der Wand 102 ein erfindungsgemäß enger Kanal, der eine Flammensperre bildet, umschlossen wird. In Ausrichtung zu dieser Überströmöffnung 107b befindet sich unterhalb des Steges 108 und innerhalb des Halses 99 ein Ringraum 11k, der den rohrförmigen Teil des Einsatzes 97 umgibt. An den Einsatz 97 sind oberhalb des Endes 106 des Halses 99 radial gegen den inneren Umfang des Halses 99 gerichtete Wärmeableitstege 115 angeordnet. Wie aus den Figuren 10 und 11 hervorgeht, haben die Stege in unterschiedlichen Entfernungen von der Stirnseite 101 unterschiedliche Dicken. Diese Dicken werden derart gewählt, daß während des Betriebs, wenn der Einsatz 97 von brennenden Gasen erwärmt wird, dieser Einsatz eine vorteilhafte Temperatur entlang seiner Längsrichtung aufweist. Anstelle der durchgehend dargestellten Wärmeableitstege 115 könnten auch analog

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D ö

zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 mehrere kurze Stege übereinander, d.h. in Längsrichtung der Zündvorrichtung einander nachgeordnet, an den Einsatz 97 angeformt sein. In die Stirnwand 101 des Einsatzes 97 ist eine in der Längsachse des Einsatzes 97 liegende Überströmöffnung 112 eingebohrt. Mehrere -weitere Überströmöffnungen 113 sind in die Stirnwand 101 derart eingebohrt, daß sie im wesentlichen tangential in den Hohlraum 10^ münden. Der Einsatz 97 ragt mit einem oberen Ende 119 über den Steg 108 empor und bildet mittels dieses Endes 119 eine Masseelektrode. Die Elektrode 96 hat von dieser Masseelektrode einen Abstand, der eine Funkenstrecke 120 bildet. Die Hohlräume TOU und 111 bilden zusammen das vom Hauptbrennraum 103 über die Stirnwand 101 abgetrennte Zündkammervolumen.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine, in die die Zündvorrichtung 92 eingebaut ist, strömt aus dem Hauptbrennraum 103 durch die Überströmöffnungen 112 und J13 hindurch brennbares Gemisch in den Hohlraum lOU, von dort aus in den Hohlraum 111 und Teilmengen davon auch durch die Überströmöffnung 107a, die Ausnehmung 107 und die Überströmöffnung 107b in den Ringraum ]1U. Infolge der bereits beschriebenen tangentialen Ausrichtung der Überströmöffnungen 113 wird das durch sie einströmende Gemisch auf dem Weg zur Funkenstrecke 1.20 zentrifugiert, so daß diejenigen Teilmengen des Gemisches, die durch die Funkenstrecke 120 strömen, mit Brennstoff angereichert sind zum Zwecke der Verbesserung der Zündwilligkeit des Gemisches. Wenn, so wie dies bei den vorangegangenen Beispielen bereits beschrieben ist, innerhalb der Zündfunkenstrecke 120 ein Zündfunke überspringt, so breitet sich von dort aus eine Flammenfront aus. Diese Flammenfront pflanzt sich in den Hohlraum 111 und in Richtung der Über-

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.χ.

Strömöffnung 10Ta und auch zu den Überströmöffnungen 112 und 113 fort. Schließlich erreicht die Flammenfront die Überströmöffnungen 107a, 112 und 113. Aus den Überströmöffnungen 112 und 113 schlagen dann Zündfackeln heraus, die innerhalb des Hauptbrennraums 103 befindliches Gemisch anfackeln. Die Überströmöffnungen 107a und die sich an diese anschließende Ausnehmung 107 sind, vie dies ebenfalls bei den vorangegangenen Ausfuhrungsbeispielen beschrieben wurde, so eng ausgebildet, daß ein Teil der Flaminenf ront , der auf die Überströmöffnung 107a zuläuft, gelöscht wird. In den Ringraum 114 und zwischen die Stege 115 eingeströmtes Gemisch wird deshalb nicht entzündet und verbleibt in ungezündetem Zustand, bis, wie dies bereits bei den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, der Druck in den Hohlräumen 104 und 111 soweit gesunken ist, daß das Gemisch aus dem Ringraum 114 durch die Überströmöffnung 107b, die Ausnehmung 107 und schließlich die Überströmöffnung 107a zurück in den Hohlraum 111 strömt. Das in- dem· Ringraum 114 vorübergehend gespeicherte Gemisch bildet also auch wieder einen Gemischnachschub für eine Verlängerungen der Brenndauer von Zündfackeln.

Das fünfte Ausführungsbeispiel, die Zündvorrichtung 132, hat wie das dritte eine Einschraubfassung 63, einen Isolator 04, einen Elektrodenhalter 65 und eine Elektrode 66. Ein Einsatz 67a unterscheidet sich von dem Einsatz des anderen Beispiels dadurch, daß Ausnehmungen 77a mit größeren Weiten angeordnet sind, und daß in den Umfang des Einsatzes b7a eine Nut 133, die die Ausnehmungen 77a kreuzt, eingearbeitet ist. In diese Nut 133 ist ein ringförmiger Flammenlöscheinsatζ 134, der im Grund der Nut 133 und innen am hohlen Hals 69 der Einschraubfassung 63 anliegt, eingefügt. Der Flammenlöscheinsatζ 134 besteht aus Metallwolle, Metalldrahtgeflecht, Gesteinsvolle,

BAD

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poröser Keramik od-;r gesintertem Metall. Die engen Kanäle befinden sich zwischen den Fasern der Metall- oder Gesteinswolle oder den Dränten des Metall,£ef lec ht es , oder werden von Poren in der Keramik oder dem gesinterten Metall gebildet.

Das sechste Ausführungsbeispiel, die Zündvorrichtung Iö2, hat ebenfalls eine Einschraubfassung 93a, einen Isolator 9^₅ einen Elektrodenhalter 95> eine Elektrode 96, einen Einsatz 97a und einen Hals 99a. In dem Hals 99a befindet sich ein Hohlraum 111. Ein Ringraum 108a ist zwischen dem Hals 99^a und dem Einsatz 97a angeordnet und über eine Öffnung 107^a, eine Ausnehmung 107c und eine öffnung 107d, die sich alle im Hals 99a befinden, mit dem Hohlraum 111 verbunden. Die Ausnehmung 107c kann tiefer ausgebildet sein als die Ausnehmung 107 des vierten Ausführungsbeispiels. Die öffnung 107d ist größer als die Öffnung 107"b des vierten Beispiels und nimmt einen Flammenlöscheinsatz 16U auf. Dieser besteht wie der FlammenlÖscheinsatζ 13*+ wahlweise beispielsweise aus Metallwolle oder Keramik. Die Verwendung von Flammenlösche insätzen 13^, 1 6*+ erleichtert die Herstellung der Zündvorrichtungen 132, 16U -

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Leerseite

Claims

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Sp/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

1/ Zündvorrichtung mit einer Zündkammer und mit in dieser angeordneten Zündelektroden zum Zünden eines Gemisches aus Brennstoff und Luft und mit wenigstens einer Überströmöffnung, die in einen Hauptbrennraum einer zugeordneten Brennkraftmaschine mündet, und mit wenigstens einem Speicherraum, der mit der Zündkammer kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speicherraum und der Zündkammer eine gasdurchlässige Flammensperre angeordnet ist.

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2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß von der Überströmöffnung, durch die Gemisch aus dem

Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine m die Zundkammer einströmt, aus gesehen der wenigstens eine Speicherraum den Zündelektroden nachgeordnet ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammensperre aus wenigstens einem engen Kanal besteht.

BAD

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k. Zündvorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle von Ausnehmungen (1T)₅ die sich in einem Bauteil (T) befinden, und einem benachbarten Bauteil (9) umgrenzt sind und die Speicherräume bilden.

5· Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle in einen gemeinsamen Speicherraum münden.

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum als Ringraum (5k, 5^β.·_} 8U, 8Ua; 1 1 k, 1iUa) ausgebildet ist.

T. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch .gekennzeichnet, daß in den Ringraum (1 1 k) Stege (TI 5) hineinragen. '

8. Zündvorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (115) im wesentlichen- parallel zu einer Symmetrieachse der Zündkammer (10U, 111) verlaufen und längs ihres Verlaufes unterschiedliche Dicken haben.

9· Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammensperre als wenigstens ein Flammenlöscheinsat ζ (13¹+; 16¹Oj der in einen Verbindungskanal (TTaI 1OT, 10Ta, 10Tb) eingebaut ist,'ausgebildet ist.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenlö scheinsat ζ ( 1 3¹+; "IGk) aus Metallwolle besteht.

11. Zündvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichr· net, daß der Flammenlö scheinsat ζ (13¹+; i6U) aus porösem Metall besteht.

ORIGINAL

MACHQEREICHT

— Q _

Patentanmeldung P 32 U1 697.0 R. I819I

Robert Bosch GmbH, Stuttgart h.2.1983 Sp/Pi

Ansprüche 12 und 13

12. Zündvorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Flammenloscheinsatz (13^; \6k) aus poröser Keramik besteht.

13. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Speicherraum (5¹J, 5Ua; Qk, öiia; 11 It, 11 Ua) innerhalb eines in die Brennkraftmaschine einschraubbaren Halses ($9, 69, 99, 99a) der Zündvorrichtung
untergebracht ist.

BAD ORlGiNAL