WO2003064850A1 - Combustion chamber system - Google Patents

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WO2003064850A1
WO2003064850A1 PCT/DE2002/004257 DE0204257W WO03064850A1 WO 2003064850 A1 WO2003064850 A1 WO 2003064850A1 DE 0204257 W DE0204257 W DE 0204257W WO 03064850 A1 WO03064850 A1 WO 03064850A1
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Manfred Vogel
Hans Schlembach
Werner Herden
Gernot Wuerfel
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Robert Bosch Gmbh
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Abstract

The invention relates to a combustion chamber system, particularly in the cylinder head (1) of a gasoline direct injection engine, comprising an injection device (3) injecting streams (7) of a combustible mixture into a combustion chamber (10). The injection device (3) is provided with at least one injection valve (4) and at least one ignition device (11) which comprises a central electrode (12) extending into the combustion chamber (10) so as to form a spark gap (15) between the central electrode (12) and a shell electrode (8) assigned thereto. Said shell electrode (8) is fixed to the injection device (11) or to a wall (2) of the combustion chamber (2).

Description

BrennraumanordnungCombustion chamber arrangement
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf eines direkt einspnt- zenden Benzinmotors.The present invention relates to a combustion chamber arrangement, in particular in a cylinder head of a direct-injection gasoline engine.
Obwohl auf beliebige Verbrennungskonzepte mit einer Zündeinrichtung und einer Einspritzeinrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffes anwendbar, werden die vorliegende Erfm- düng sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf eine Zündeinrichtung und eine Benzm-Direktemspritzung nach dem strahlgefuhrten Brennverfahren erläutert.Although applicable to any combustion concept with an ignition device and an injection device for injecting a fuel, the present invention and the problems on which it is based are explained in relation to an ignition device and a direct Benzm injection according to the jet-guided combustion process.
Bisher sind dem Anmelder Konzepte bekannt, bei denen eine konventionelle Zündkerze am Rand des Strahls oder des Strahlenbundels angeordnet ist.So far, the applicant is aware of concepts in which a conventional spark plug is arranged at the edge of the beam or the beam.
Als nachteilig bei einem solchen konventionellen Einbau einer Zündkerze in einem Brennraum, insbesondere bei direkt einspritzende Benzinmotoren, hat sich die Tatsache herausgestellt, dass Probleme mit Verbrennungsablagerungen m den Innenwanden der Spritzlocher von Einspritzventilen der Einspritzeinrichtung auftreten. Über eine längere Betriebsdauer vergrößern sich diese Verbrennungsruckstande in den Spritzlochern und verringern somit die Kraftstoffzufuhr des brennbaren Gemisches in den Brennraum. Im Extremfall können diese Ablagerungen den Kraftstoffzufluss vom Einspritzventil in dem Brennraum derart beeinträchtigen, dass der Motor in Folge eines Kraftstoffmangels betriebsunfahig wird.A disadvantage of such a conventional installation of a spark plug in a combustion chamber, in particular in the case of direct-injection gasoline engines, has been the fact that problems with combustion deposits occur in the inner walls of the spray holes of injection valves of the injection device. Over a longer period of operation, these combustion pressure residues increase in the Spray holes and thus reduce the fuel supply of the combustible mixture into the combustion chamber. In extreme cases, these deposits can impair the fuel flow from the injection valve in the combustion chamber in such a way that the engine becomes inoperative as a result of a lack of fuel.
Ferner hat sich die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass Zundprobleme auftreten können, falls Teile der Zund- kerze, insbesondere die Elektroden oder der Keramikisolator vom Kraftstoffgemischstrahl direkt getroffen werden. Dadurch wird einerseits die Gemischaufbereitung bzw. die Verdampfung des brennbaren Gemisches behindert und es entstehen Kraftstofffilme, die ungenügend verbrennen. Anderer- seits wird der armehaushalt der Zündkerze erheblich gestört, was entweder zu Nebenschlussproblemen oder zu Selbstzundungen fuhren kann.Furthermore, the fact that disadvantageous ignition problems can occur if parts of the ignition candle, in particular the electrodes or the ceramic insulator, are directly hit by the fuel mixture jet has proven to be disadvantageous. This, on the one hand, hinders the mixture preparation or the evaporation of the combustible mixture and fuel films are formed which do not burn adequately. On the other hand, the arm budget of the spark plug is considerably disturbed, which can either lead to shunt problems or to self-ignition.
Zudem kann das Auftreffen energiereicher Kraftstofftropf- chen starke Verschleißerschemungen an den Kerzenelektroden bzw. dem Isolator verursachen.In addition, the impact of high-energy fuel droplets can cause severe wear on the candle electrodes or the insulator.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, eine Brennraumanordnung zu schaffen, bei der unter Vermeidung der oben erwähnten Probleme eine zuverlässige Zündung gewährleistet wird, das heißt, dass die brennbaren Gemischstrahlen bzw. bei Mehr- lochdusen jeder Gemischstrahl sicher entflammbar ist, und bei der gleichzeitig Ablagerungen an der Emspritzanlage verhindert bzw. beseitigt werden.The problem underlying the present invention therefore generally consists in creating a combustion chamber arrangement in which reliable ignition is ensured while avoiding the problems mentioned above, that is to say that the combustible mixture jets or, in the case of multi-hole nozzles, each mixture jet is reliably inflammable, and in which deposits on the spraying system are simultaneously prevented or eliminated.
VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION
Die erfindungsgemaße Brennraumanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 17 weisen gegenüber dem bekannten Losungsansatz den Vorteil auf, dass eine sichere Entflammung sichergestellt und ein Freizunden von Verbren- nungsablagerungen gewährleistet wird.The combustion chamber arrangement according to the invention with the features of claims 1 and 17 has the advantage over the known solution approach that reliable ignition is ensured and combustion deposits are guaranteed to be exposed.
Ein weiterer Vorteil ist die kompakte Anordnung von Injektor und Zündeinrichtung.Another advantage is the compact arrangement of the injector and ignition device.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass die Brennraumanordnung eine Einspritzeinrichtung für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen in einen Brennraum, wobei die Einspritzeinrichtung mindestens ein E spπtzventil aufweist, und mindestens ei- ne Zündeinrichtung besitzt, die eine in den Brennraum hineinragende Mittelelektrode zum Bilden einer Funkenstrecke zwischen der Mittelelektrode und einer zugeordneten Masseelektrode aufweist; wobei die zugeordnete Masseelektrode an der Einspritzeinrichtung und/oder einer Wandung des Brenn- raums anbringbar ist.The idea on which the present invention is based is that the combustion chamber arrangement has an injection device for injecting combustible mixture jets into a combustion chamber, the injection device having at least one injection valve, and at least one ignition device which has a central electrode protruding into the combustion chamber to form one Spark gap between the center electrode and an associated ground electrode; the associated ground electrode being attachable to the injection device and / or a wall of the combustion chamber.
Somit wird eine Brennraumanordnung geschaffen, bei der die Funkenstrecke bezuglich der Gemischstrahlene spr tzung gunstig vorsehbar ist und bei der Verbrennungsablagerungen - Δ -Thus, a combustion chamber arrangement is created in which the spark gap with respect to the mixture radiation injection can be provided in a favorable manner and in the case of combustion deposits - Δ -
im E spritzlochbereicn der Einspritzeinrichtung wegzundbar sind.in the injection hole area of the injection device are ignitable.
In den Unteranspruchen finden sich vorteilhafte Weiterbil- düngen und Verbesserungen der in Anspruch 1 und Anspruch 17 angegebenen Brennraumanordnung.Advantageous further developments and improvements of the combustion chamber arrangement specified in claims 1 and 17 are found in the subclaims.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist ein Bereich des E spritzventils, insbesondere eine Lochscheibe eines Mehr- loch-Emspritzventils der Einspritzeinrichtung, als Masseelektrode ausgebildet.According to a preferred development, an area of the injection valve, in particular a perforated disk of a multi-hole injection valve of the injection device, is designed as a ground electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode axialer Richtung des Einspritzventils mittig an derselben angeordnet und erstreckt sich in den Brennraum hinein.According to a further preferred development, the ground electrode is arranged centrally on the injection valve in the axial direction thereof and extends into the combustion chamber.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das E spritzventil der Einspπtzeinrichtung eine Spritzloch- kuppe auf, welche als Masseelektrode dient.According to a further preferred development, the injection valve of the injection device has a spray hole tip which serves as a ground electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die als Masseelektrode dienende Spritzlochkuppe des Einspritzventils nadelformig ausgebildet und in den Brennraum hinein verlängert.According to a further preferred development, the spray hole tip of the injection valve, which serves as the ground electrode, is needle-shaped and extended into the combustion chamber.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode fest am Gehäuse der Einspritzeinrichtung angebracht . Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Tragereinrichtung zum Tragen der Masseelektrode an der Einspritzeinrichtung angebracht.According to a further preferred development, the ground electrode is fixedly attached to the housing of the injection device. According to a further preferred development, a carrier device for carrying the ground electrode is attached to the injection device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mehrere Masseelektroden symmetrisch an der Tragereinrichtung und/ oder mehrere Zündeinrichtungen an geeigneten Stellen angebracht .According to a further preferred development, a plurality of ground electrodes are attached symmetrically to the carrier device and / or a plurality of ignition devices at suitable locations.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Trägereinrichtung zwischen Einspritzeinrichtung und Zylinderkopf einspannbar.According to a further preferred development, the carrier device can be clamped between the injection device and the cylinder head.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mas- seelektrode an dem Trager angebracht und umgibt die Mittelelektrode konturangepasst von mindestens zwei Seiten.According to a further preferred development, the ground electrode is attached to the carrier and surrounds the center electrode in a contour-adapted manner from at least two sides.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mas- seelektrode an dem Trager angebracht und stiftformig ausgebildet.According to a further preferred development, the ground electrode is attached to the carrier and is in the form of a pin.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode unterhalb der Masseelektrode in den Brennraum hinein verlängert.According to a further preferred development, the center electrode is extended into the combustion chamber below the ground electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine Masseelektrode an dem Trager befestigt und in Richtung des Einspritzventils der Einspritzeinrichtung abgewinkelt .According to a further preferred development, at least one ground electrode is attached to the support and in Angled in the direction of the injector of the injector.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Mittelelektrode einen parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode verlaufenden Abschnitt und vorzugsweise einen in Höhe der Funkenstrecke zur Masseelektrode abgewinkelten Abschnitt auf.According to a further preferred development, the center electrode has a section running parallel to the angled section of the ground electrode and preferably a section angled at the height of the spark gap to the ground electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode zwischen mindestens zwei Masseelektroden angeordnet .According to a further preferred development, the center electrode is arranged between at least two ground electrodes.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist am Ende des parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode verlaufenden Abschnitts der Mittelelektrode ein Stift, beispielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Langsachse der Mittelelektrode anschweißbar.According to a further preferred development, a pin, for example a platinum pin, can be welded in the direction transverse to the longitudinal axis of the central electrode at the end of the section of the central electrode which runs parallel to the angled section of the ground electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Masseelektrode gegenüberliegend der Mittelelektrode an einer Wandung des Brennraums angebracht.According to a further preferred development, the ground electrode is attached to a wall of the combustion chamber opposite the center electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich die Mittel- und/oder die Masseelektrode in eine Aussparung der in den Brennraum eingespritzten Gemischstrahlenwolke . Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung als Zundkerzenstöpsel aus einem Isolator, an dem die Mittelelektrode angebracht ist, ausgebildet.According to a further preferred development, the center and / or the ground electrode extends into a recess in the mixture jet cloud injected into the combustion chamber. According to a further preferred development, the ignition device is designed as a spark plug plug made of an insulator to which the central electrode is attached.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Einspritzventil als Drallventil, Mehrlochventil, A-Ventil oder dergleichen ausgebildet.According to a further preferred development, the injection valve is designed as a swirl valve, multi-hole valve, A valve or the like.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung und/oder die Einspritzeinrichtung rotati- onssymmetrisch .According to a further preferred development, the ignition device and / or the injection device is rotationally symmetrical.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mittelelektrode der Zündeinrichtung in Richtung der Masse- elektrode gebogen bzw. abgewinkelt ausgebildet. Ebenso kann die Masseelektrode vorzugsweise in Richtung der Mittelelektrode gebogen ausgebildet sein.According to a further preferred development, the center electrode of the ignition device is bent or angled in the direction of the ground electrode. Likewise, the ground electrode can preferably be curved in the direction of the center electrode.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Mit- telelektrode unterhalb des Einspritzventils der Einspritzeinrichtung für eine Anordnung der Funkenlage unterhalb der Zentralachse der Gemischstrahlenwolke angeordnet.According to a further preferred development, the center electrode is arranged below the injection valve of the injection device for arranging the spark position below the central axis of the mixture jet cloud.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mindes- tens zwei Zündeinrichtungen gegenüberliegend in den Brennraum hineinragend angeordnet, wobei die Masseelektrode zwischen den mindestens zwei Zündeinrichtungen vorgesehen ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Zündeinrichtung an einer Trägereinrichtung der Einspritzeinrichtung angebracht. Somit kann zusätzlich Bauraum eingespart werden.According to a further preferred development, at least two ignition devices are arranged opposite one another and project into the combustion chamber, the ground electrode being provided between the at least two ignition devices. According to a further preferred development, the ignition device is attached to a carrier device of the injection device. In this way, additional installation space can be saved.
ZEICHNUNGENDRAWINGS
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description.
In den Figuren zeigen:The figures show:
Fig. la ein Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;La shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a first exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 1b eine Ansicht der Brennraumanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang der Linie B-B in Fig. la;1b shows a view of the combustion chamber arrangement according to the first exemplary embodiment along the line B-B in FIG.
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;2 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a second exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 3a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3b eine Schnittansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entlang der Linie C-C in Figur 3a;3a shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a third exemplary embodiment of the present invention; 3b shows a sectional view of a combustion chamber arrangement according to the third exemplary embodiment along the line CC in FIG. 3a;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;4 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a fourth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;5 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a fifth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vor- liegenden Erfindung;6 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a sixth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 7 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;7 shows a bottom view of a combustion chamber arrangement according to a seventh exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 8 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;8 shows a bottom view of a combustion chamber arrangement according to an eighth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 9 eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 10 . eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;9 is a bottom view of a combustion chamber arrangement according to a ninth exemplary embodiment of the present invention; Fig. 10. a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a tenth embodiment of the present invention;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;11 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to an eleventh exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 12a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;12a shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a twelfth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 12b eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel in bzgl. Fig. 12a um 90° gedrehter Ansicht;12b shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to the thirteenth exemplary embodiment in a view rotated by 90 ° with respect to FIG. 12a;
Fig. 13a eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;13a shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a thirteenth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 13b eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in bzgl. Fig. 13a um 90° gedrehter Ansicht;13b shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to the thirteenth exemplary embodiment of the present invention in a view rotated by 90 ° with respect to FIG. 13a;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 15 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem fünfzehnten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;14 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a fourteenth exemplary embodiment of the present invention; 15 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a fifteenth exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechzehnten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und16 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a sixteenth exemplary embodiment of the present invention; and
Fig. 17 eine Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem siebzehnten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.17 shows a cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a seventeenth exemplary embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche o- der funktionsgleiche Komponenten.In the figures, the same reference symbols designate the same or functionally identical components.
Die Figuren la und lb zeigen eine Seitenquerschnitts- bzw. eine Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Figures la and lb show a side cross-sectional view and a bottom view of a combustion chamber arrangement according to a first exemplary embodiment of the present invention.
Figur la zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Zylinderkopfabschnitt 1 mit Wandungen 2, wobei mittig eine Em- spritzemrichtung 3 mit einem in einen Brennraum 10 hineinragenden Emspritzventil 4 angeordnet ist. Seitlich der Einspritzeinrichtung 3 ist eine Zündeinrichtung 11 in Form einer Zündkerze 11 mit einer Mittelelektrode 12 derart an- gebracht, dass die Mittelelektrode 12 in den Brennraum 10 zum Bilden einer geeigneten Funkenstrecke 15 hineinragt.FIG. 1 a shows schematically a section through a cylinder head section 1 with walls 2, an injection device 3 with an injection valve 4 projecting into a combustion chamber 10 being arranged in the center. An ignition device 11 in the form of a spark plug 11 with a central electrode 12 is attached to the side of the injection device 3. brought that the center electrode 12 protrudes into the combustion chamber 10 to form a suitable spark gap 15.
Die Funkenstrecke 15 wird gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise zwischen der Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 und einer Masseelektrode 8 gebildet, wobei beispielsweise die Lochscheibe des Einspritzventils 4 bei Mehrlochventilen als Masseelektrode 8 dient.According to the first exemplary embodiment of the present invention, the spark gap 15 is preferably formed between the center electrode 12 of the ignition device 11 and a ground electrode 8, the perforated disk of the injection valve 4 serving as the ground electrode 8 in the case of multi-hole valves.
Vorteilhaft ragt die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11, wie in Figur 1b dargestellt, in eine Aussparung der Ge- mischstrahlenwolke 7. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel besteht die Mehrlochduse dazu aus fünf Lochern, die in ei- ner 6-teιlιgen Symmetrie angeordnet sind und somit eine Lücke der Gemischstrahlenwolke 7 bilden. Dadurch wird vermieden, dass die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 von einem brennbaren Gemischstrahl angespritzt wird. Gemäß dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel durchquert vorzugswei- se der Funke den Zentralstrahl 70 des brennbaren Gemisches, der sich mit den Umfangsstrahlen 71 überlappt, derart, dass der Flammkern auf die restliche Strahlen 71 des brennbaren Gemisches übergreifen und diese entzünden kann.The central electrode 12 of the ignition device 11, as shown in FIG. 1b, advantageously projects into a recess in the mixed jet cloud 7. In the present exemplary embodiment, the multi-hole nozzle consists of five holes arranged in a 6-part symmetry and thus a gap form the mixture jet cloud 7. This prevents the central electrode 12 of the ignition device 11 from being sprayed on by a combustible mixture jet. According to the present exemplary embodiment, the spark preferably traverses the central jet 70 of the combustible mixture, which overlaps with the peripheral rays 71, in such a way that the flame core can spread over the remaining rays 71 of the combustible mixture and ignite them.
Die Zündeinrichtung bzw. Zündkerze 11 weist vorzugsweise keine Masseelektrode auf und ist insbesondere als Zundstop- sel ausgebildet, da diese, wie vorher bereits erläutert, beispielsweise durch das Einspritzventil 4 bzw. die Lochscheibe des E spritzventils 4 gebildet werden kann. Die Zündkerze 11 ist gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel rotationssymmetrisch ausgebildet.The ignition device or spark plug 11 preferably has no ground electrode and is designed in particular as a ignition plug, since, as already explained above, this can be formed, for example, by the injection valve 4 or the perforated disk of the injection valve 4. The spark plug 11 is rotationally symmetrical in accordance with the first exemplary embodiment.
Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass beim Einbau der Zündkerze 11 nicht auf eine genaue Positionierung derselben geachtet werden muss und dass aufgrund des Fehlens einer Masseelektrode Bauraum eingespart werden kann. Zusätzlich erfolgt mit einer derartigen Anordnung eine sichere Ent- flammung sämtlicher Einzelstrahlen 70, 71 in der Gemischstrahlenwolke 7 und zusatzlich ein Freizunden von Ablagerungen des Spritzlochbereichs des Einspritzventils 4 aufgrund der Zündung gegen das Einspritzventils 4 in seiner Eigenschaft als Masseelektrode 8.This arrangement offers the advantage that when the spark plug 11 is installed, it is not necessary to ensure that it is exactly positioned and that space can be saved due to the lack of a ground electrode. In addition, with such an arrangement, all individual jets 70, 71 in the mixture jet cloud 7 are reliably ignited and, in addition, deposits in the spray hole area of the injection valve 4 are ignited due to the ignition against the injection valve 4 in its capacity as a ground electrode 8.
Es sei erwähnt, dass der in Figur la dargestellte Querschnitt durch eine Gemischstrahlenwolke lediglich eine Augenblicksaufnahme darstellt, da sich diese selbstverständlich in einer hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit fortbewegen. Die Einspritzung des brennbaren Gemisches induziert einen rotationssymmetrischen Gaswirbel im Brennraum 10, wobei diese Luftströmung, die sogenannte Entrainment- Stromung, den Funken auslenkt und in den Bereich des Zentralstrahls hineinzieht.It should be mentioned that the cross section shown in FIG. 1 a through a mixture of cloud of rays represents only a snapshot, since, of course, it travels at a high rate of propagation. The injection of the combustible mixture induces a rotationally symmetrical gas vortex in the combustion chamber 10, this air flow, the so-called entrainment flow, deflecting the spark and drawing it into the area of the central jet.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Spitze 13 der Mittelelekt¬ rode 12 der Zündkerze 11 in Richtung des Einspritzventils 4 der Einspritzeinrichtung 3 abgewinkelt bzw. gebogen ist. In diesem Fall ist die Zündkerze 11 orientiert einzubauen. Dasselbe gilt im Übrigen auch für Einspritzventile 4 mit Aussparungen in der Gemischstrahlenwolke .Figure 2 shows a schematic view of a combustion chamber assembly according to a second exemplary embodiment of the present invention, in which the tip 13 of the Mittelelekt ¬ rode 12 of the spark plug 11 in the direction of the injection valve 4 the injector 3 is angled or bent. In this case, the spark plug 11 must be installed in an oriented manner. The same also applies to injection valves 4 with cutouts in the mixture jet cloud.
Figuren 3a und 3b zeigen eine schematische Seitenquerschnitts- bzw. Unteransicht einer Brennraumanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Masse- elektrode 8 vorteilhaft fest an einer Wandung 2, beispielsweise am Brennraumdach, angebracht. Denkbar wäre ebenso eine Anbringung der Masseelektrode 8 am Gehäuseumfang des Einspritzventils 4.Figures 3a and 3b show a schematic side cross-sectional or bottom view of a combustion chamber arrangement according to a third embodiment of the present invention. In this exemplary embodiment, the ground electrode 8 is advantageously firmly attached to a wall 2, for example on the roof of the combustion chamber. It would also be conceivable to attach the ground electrode 8 to the housing circumference of the injection valve 4.
Wie in Figur 3b ersichtlich, besitzt die Gemischstrahlenwolke 7 vorteilhaft zwei Aussparungen, beispielsweise mittels einer Mehrlochdüse mit 6 Löchern in einer 8-teiligen Symmetrie, in welche zum einen die Masseelektrode 8 und zum anderen die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 hin- einragen. Dabei springt der Funke durch Bildung der Funkenstrecke 15 zwischen der Mittelelektrode 12 und der Masseelektrode 8 durch den Zentralstrahl 70 und entzündet diesen. Der Zentralstrahl 70 steht in Verbindung mit den Um- fangsstrahlen 71 und entflammt diese somit ebenfalls.As can be seen in FIG. 3b, the mixture jet cloud 7 advantageously has two cutouts, for example by means of a multi-hole nozzle with 6 holes in an 8-part symmetry, into which the ground electrode 8 and the center electrode 12 of the ignition device 11 protrude. The spark jumps by forming the spark gap 15 between the center electrode 12 and the ground electrode 8 through the central beam 70 and ignites it. The central beam 70 is connected to the peripheral beams 71 and thus also ignites them.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 axial im Zentrum des Einspritzventils 4 der Einspritzeinrichtung 3 beispielsweise stiftför- mig angebracht. Bei einem Mehrlochventil ohne zentral austretendem Teilstrahl ist die Masseelektrode 8 beispielsweise mittig an der Lochscheibe angeschweißt. Bei einem A- Ventil hingegen kann sie die Verlängerung des Ventilschaf- tes in den Brennraum 10 darstellen. Allerdings muss auch bei einem Mehrlochventil nicht auf eine zentrale Füllung des Brennraums 10 mit einem brennbaren Gemisch verzichtet werden, denn diese Aufgabe kann ein exzentrisch angeordnetes Loch ersatzweise erfüllen.A fourth exemplary embodiment of the present invention is shown in FIG. In this exemplary embodiment, the ground electrode 8 is axially in the center of the injection valve 4 of the injection device 3, for example pin-shaped. mig attached. In the case of a multi-hole valve without a centrally emerging partial jet, the ground electrode 8 is welded to the center of the perforated disk, for example. With an A valve, however, it can represent the extension of the valve stem into the combustion chamber 10. However, even with a multi-hole valve, it is not necessary to do without central filling of the combustion chamber 10 with a combustible mixture, since an eccentrically arranged hole can serve as a substitute for this task.
In diesem Ausfuhrungsbeispiel entflammt der Funke zunächst einen Umfangsstrahl des Mehrlochventils, welcher mit den anderen Umfangsstrahlen in Verbindung steht und entzündet somit alle vorhandenen Teilstrahlen.In this exemplary embodiment, the spark first ignites a circumferential jet of the multi-hole valve, which is connected to the other circumferential jets, and thus ignites all existing partial jets.
Die Masseelektrode 8 ist vorteilhaft als Stift ausgebildet und derart auf dem Einspritzventil 4 angebracht, dass die Masseelektrode 8 in den Brennraum 10 mit einem ausreichend langen Abschnitt hineinragt.The ground electrode 8 is advantageously designed as a pin and is attached to the injection valve 4 in such a way that the ground electrode 8 projects into the combustion chamber 10 with a sufficiently long section.
Figur 5 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Aus- fuhrungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wonach die Masseelektrode 8 analog zum vierten Ausfuhrungsbeispiel mittig auf dem E nspπtzventil 4 angebracht ist. Jedoch ist die Masseelektrode 8 nicht symmetrisch ausgebildet, sondern in Richtung der Mittelelektrode 12 abgewinkelt ausgebildet. Ein derartiges Einspritzventil 4 muss folglich vorzugsweise orientiert eingebaut werden. Selbstverständlich kann ebenfalls oder alternativ die Mittelelektrode 12 der Zundem- richtung 11 in Richtung der Masseelektrode 8 gekrümmt sein, was einen orientierten Einbau der Zündkerze 11 erfordern wurde .FIG. 5 shows a schematic view of a further exemplary embodiment of the present invention, according to which the ground electrode 8 is attached to the center of the expansion valve 4 analogously to the fourth exemplary embodiment. However, the ground electrode 8 is not symmetrical, but is angled in the direction of the center electrode 12. Such an injection valve 4 must therefore preferably be installed in an oriented manner. Of course, likewise or alternatively, the center electrode 12 of the ignition direction 11 be curved in the direction of the ground electrode 8, which would require an oriented installation of the spark plug 11.
Figur 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem sechsten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a combustion chamber arrangement according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
Die Zündeinrichtung 11 ist vorzugsweise als Zundkerzen- stopsel 11 ohne Kerzengehause und Masseelektrode ausgebildet. Die Zündeinrichtung 11 besteht lediglich aus einem. I- solator 14, an dem am brennraumseitigen Ende eine Mittelelektrode 12 in den Brennraum 10 hineinragend angebrachtThe ignition device 11 is preferably designed as a spark plug stopper 11 without a candle housing and ground electrode. The ignition device 11 consists of only one. Isolator 14, on which a central electrode 12 is attached to the combustion chamber 10 and projects into the combustion chamber 10
Die Masseelektrode 8 ist analog zu oben bereits ausgeführten Ausfuhrungsbeispielen vorzugsweise am Einspritzventil 4 der Einspritzeinrichtung 3 vorgesehen.Analogous to the exemplary embodiments already explained above, the ground electrode 8 is preferably provided on the injection valve 4 of the injection device 3.
Ein Vorteil einer Anordnung gemäß dem sechsten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die platzsparenden Einbauverhaltnisse aufgrund der Einsparung eines Kerzengehauses und einer Masseelektrode der Zündeinrichtung 11. Wie Figur 6 ersichtlich, ist der Kopf des Einspritzventils 4 m den Brennraum hinein in der Langsachse verlängert und bildet bzw. ersetzt somit die gegenzundende Masseelektrode .An advantage of an arrangement according to the sixth exemplary embodiment of the present invention are the space-saving installation conditions due to the saving of a candle housing and a ground electrode of the ignition device 11. As can be seen in FIG. 6, the head of the injection valve is 4 m extended and forms the combustion chamber in the longitudinal axis, thus replaces the counter-grounding electrode.
Emspritzventil 4 bzw. Masseelektrode 8 und Zundstopsel 11 bzw. Mittelelektrode 12 können einander derart zugeordnet werden, dass ein Teil der aktiven Funkenstrecke 15 direkt von der Stirnseite der Isolationskeramik 14 gegen das Ein- spritzventil 4 zündet. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass sich auf der Isolationskeramik 14 keine Verbrennungs- ruckstande bilden können, da diese weggezundet werden. Somit können auch keine elektrischen Nebenschlüsse zur Umgebung des Zundstopsels entstehen.Injection valve 4 or ground electrode 8 and ignition plug 11 or central electrode 12 can be assigned to one another in this way that part of the active spark gap 15 ignites directly from the end face of the insulation ceramic 14 against the injection valve 4. This arrangement has the advantage that no combustion residues can form on the insulation ceramic 14 since these are ignited away. This means that no electrical shunts to the area around the ignition stop can occur.
Figur 7 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel, bei dem die Mittelelektrode 12 für eine zuverlässige Zündung und Entflammung des eingespritzten brennbaren Kraftstoffgemisches sowie einer wirksamen Reinigung aller Einspritzlocher des Einspritzventils 4 von Verbrennungsablagerungen geeignet zur Masseelektrode 4 angeordnet ist. Die verlängerte Mit- telelektrode 12 ragt vorzugsweise über den Umfang der Einspritzlochanordnung hinaus und gewahrleistet demnach eine Zündung zu allen Einspritzlochbereichen .FIG. 7 shows a further exemplary embodiment in which the center electrode 12 is arranged in a manner suitable for the ground electrode 4 for reliable ignition and ignition of the injected combustible fuel mixture and for effective cleaning of all injection holes in the injection valve 4 from combustion deposits. The elongated center electrode 12 preferably projects beyond the circumference of the injection hole arrangement and accordingly ensures ignition to all injection hole areas.
Vorzugsweise sind die Einspritzlocher des Einspritzventils 4 derart angeordnet, dass im Bereich der Mittelelektrode 12 eine Lücke vorgesehen ist, um eine direkte Anspritzung der Mittelelektrode 12 mit brennbarem Gemisch zu vermeiden.The injection holes of the injection valve 4 are preferably arranged in such a way that a gap is provided in the region of the central electrode 12 in order to avoid direct injection of the central electrode 12 with a combustible mixture.
In Figur 7 ist beispielhaft ein Mehrlochventil dargestellt, es sei jedoch an dieser Stelle erwähnt, dass generell auch andere Ventilarten, beispielsweise ein nach außen öffnendes Schirmstrahlventil mit einer kegelförmigen Mischstrahlenwolke verwendet werden können. - UA multi-hole valve is shown by way of example in FIG. 7, but it should be mentioned at this point that other types of valve, for example an outward-opening umbrella jet valve with a conical mixed jet cloud, can generally be used. - U
Im Brennraum ist stets eine mehr oder weniger starke Ladungsbewegung vorhanden. Diese wird überwiegend durch die Kolbenbewegung und den Einspritzvorgang des brennbaren Gemisches generiert, sofern keine weiteren sekundären Maßnah- men zur Erzeugung einer Ladungsbewegung über beispielsweise Drall- und/oder Tumble-Klappen im Ansaugbereich vorgesehen sind. Daher können die primär über die Kolbenbewegung und die Einspritzung erzeugte Ladungsbewegung ausreichen, um einen Zündfunken nach verschiedenen Richtungen hin auszu- lenken, derart, dass alle Einspritzlocher in Reichweite des Funkens zu liegen kommen.There is always a more or less strong charge movement in the combustion chamber. This is predominantly generated by the piston movement and the injection process of the combustible mixture, provided that no further secondary measures are provided for generating a charge movement via, for example, swirl and / or tumble flaps in the intake area. Therefore, the charge movement generated primarily via the piston movement and the injection can be sufficient to deflect an ignition spark in different directions, in such a way that all injection holes come to lie within the range of the spark.
Demnach kann es bauraumgunstig genügen, die Mittelelektrode 12 lediglich bis in die Mitte des Spritzlochkranzes des Einspritzventils 4 zu verlangern, wie in Fig. 8 gemäß einem achten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei besitzt der Spritzlochkranz analog zum siebten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Lücke im Bereich der Masseelektrode 12.Accordingly, it can be sufficient in terms of installation space to extend the center electrode 12 only to the middle of the spray hole rim of the injection valve 4, as shown in FIG. 8 according to an eighth exemplary embodiment of the present invention. As with the seventh exemplary embodiment of the present invention, the spray hole rim preferably has a gap in the area of the ground electrode 12.
In Figur 9 ist ein neuntes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, bei dem die Mittelelektrode 12 ringförmig ausgebildet ist, wobei die Ringflache vorzugsweise parallel zur Einspritzventilflache an- geordnet ist. Dadurch wird die Geometrie der Mittelelektrode 12 an die Anordnung der Einspritzlocher des Einspritzventils 4 angepasst und eine optimale Zündung gewahrleistet. Ein zehntes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist m Figur 10 dargestellt. Gemäß dem zehnten Ausfuhrungsbeispiel ist das Einspritzventil 4 als nach außen öffnendes Schirmstrahlventil ausgebildet, das eine kegelförmige Ge- mischstrahlenwolke 7 bildet. Die Mittelelektrode 12 ist an diese Geometrie angepasst vorzugsweise entsprechend abgewinkelt. Somit werden parallel gegenüber liegender Flachen gebildet und es kann eine optimale Funkenstrecke 15 zwischen der Mittelelektrode 12 und der Masseelektrode 8 des Einspritzventils 4 hergestellt werden.A ninth exemplary embodiment of the present invention is shown schematically in FIG. 9, in which the central electrode 12 is of annular design, the annular surface preferably being arranged parallel to the injection valve surface. As a result, the geometry of the center electrode 12 is adapted to the arrangement of the injection holes in the injection valve 4 and optimal ignition is ensured. A tenth exemplary embodiment of the present invention is shown in FIG. 10. According to the tenth exemplary embodiment, the injection valve 4 is designed as an outwardly opening screen jet valve, which forms a conical mixed jet cloud 7. The center electrode 12 is adapted to this geometry, preferably angled accordingly. Thus, opposing surfaces are formed in parallel and an optimal spark gap 15 can be produced between the center electrode 12 and the ground electrode 8 of the injection valve 4.
In Figur 11 ist eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem elften Ausfuhrungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem Ausfuhrungsbei- spiel sind das als gegenzundende Masseelektrode dienende E spritzventil 4 und die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 derart zueinander angeordnet, dass ein Teil der aktiven Funkenstrecke 15 auch direkt von der Stirnseite der Isolationskeramik gegen das Emspritzventil 4 zünden kann. Dafür ist die Mittelelektrode unterhalb des E spritzven- tils 4 bis etwa in die Mitte des Einspritzventils 4 in den Brennraum 10 hinein verlängert.FIG. 11 shows a schematic view of a combustion chamber arrangement in accordance with an eleventh exemplary embodiment of the present invention. In this exemplary embodiment, the injection valve 4 serving as the opposing ground electrode and the center electrode 12 of the ignition device 11 are arranged relative to one another in such a way that part of the active spark gap 15 can also ignite against the injection valve 4 directly from the end face of the insulation ceramic. For this purpose, the center electrode below the injection valve 4 is extended into the combustion chamber 10 approximately into the middle of the injection valve 4.
Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass sich auf der Iso- lationskeramik keine Verbrennungsruckstande bilden können, da diese freigezundet werden, und somit auch keine elektrischen Nebenschlüsse zur Umgebung des Zundstopsels bzw. der Mittelelektrode 12 überspringen können. Eine zwölfte Ausfuhrungsform ist in den Figuren 12a und 12b dargestellt. Gemäß diesem Ausfuhrungsbeispiel ist am Gehau- seumfang der Einspritzeinrichtung 3 eine Tragereinrichtung 5, beispielsweise in Form eines Hulsentragers, vorgesehen, an der eine speziell ausgebildete Masseelektrode 8, beispielsweise mittels Schweißen, angeformt ist.This arrangement has the advantage that no combustion residues can form on the insulation ceramic, since these are ignited, and therefore no electrical shunts to the surroundings of the ignition plug or the center electrode 12 can jump over. A twelfth embodiment is shown in FIGS. 12a and 12b. According to this exemplary embodiment, a carrier device 5, for example in the form of a sleeve carrier, is provided on the housing circumference of the injection device 3, on which a specially designed ground electrode 8 is molded, for example by means of welding.
Die Tragereinrichtung 5 kann gleichzeitig als Dichtung beispielsweise zwischen Einspritzeinrichtung 3 und Zylinder- köpf 1 dienen.The carrier device 5 can simultaneously serve as a seal, for example between the injection device 3 and the cylinder head 1.
Somit kann direkt von der Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 gegen die an der Tragereinrichtung 5 angebrachten Masseelektrode 8 gezündet werden. Dabei sind samt- liehe Elektrodenkombinationen zwischen Trager 5 und Zund- stopsel 11 denkbar, die eine nebenschlusssichere Zündung und eine gute Entflammbarkeit des Kraftstoff-Luftgemisches sicherstellen.Thus, the center electrode 12 of the ignition device 11 can ignite directly against the ground electrode 8 attached to the carrier device 5. Velvet-like electrode combinations between the carrier 5 and the ignition plug 11 are conceivable, which ensure a shunt-proof ignition and good flammability of the fuel-air mixture.
Im Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Figuren 12a und 12b ist die Masseelektrode 8, wie in Figur 12b ersichtlich, als zwei parallel zueinander in den Brennraum 10 geführten stiftformigen Masseelektroden 8 ausgebildet, welche die in einem spitzen Winkel dazu verlaufende Mittelelektrode 12 symmetrisch umschließen. Dadurch ist eine nebenschlusssichere Entflammung gewahrleistet, da in diesem Fall die Gemischwolke 7 durch die senkrecht stehende Masseelektrode 8 abgelenkt und zur entsprechenden Funkenstrecke 15 abgelenkt wird. Die Verbesserung der Gemischentflammung beruht zudem auf der Tatsache, dass die Gemischwolke 7 durch die Umlen- kung an der Masseelektrode 8 abgebremst wird und demzufolge der Zündfunke nicht ausgeblasen bzw. ausgespritzt werden kann. Dadurch erreicht die Gemischstrahlenwolke 7 an der Funkenstrecke die für eine stabile Entflammung und eine schnelle Ausbreitung der Flammenfront gunstige Geschwindigkeit.In the exemplary embodiment according to FIGS. 12a and 12b, the ground electrode 8, as can be seen in FIG. 12b, is designed as two pin-shaped ground electrodes 8 which run parallel to one another into the combustion chamber 10 and which symmetrically enclose the center electrode 12 which extends at an acute angle thereto. This ensures a flameproof ignition, since in this case the mixture cloud 7 is deflected by the vertical ground electrode 8 and is deflected to the corresponding spark gap 15. The improvement in the ignition of the mixture is also based on the fact that the mixture cloud 7 is braked by the deflection at the ground electrode 8 and consequently the ignition spark cannot be blown out or sprayed out. As a result, the mixture jet cloud 7 at the spark gap achieves the speed which is favorable for stable ignition and rapid spread of the flame front.
Vorzugsweise wird an der Zundstelle durch die beiden flan- kierenden Einspritzstrahlen eine im Vergleich zur übrigen Einspritzstrahlverteilung größere Strahllucke erzeugt, um zu vermeiden, dass die Mittelelektrode 12 der Zündkerze 11 direkt mit dem Zentralstrahl angespritzt wird.Preferably, at the ignition point, the two flanking injection jets generate a larger jet gap than the rest of the injection jet distribution in order to avoid that the central electrode 12 of the spark plug 11 is sprayed directly with the central jet.
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel gemäß den Figuren 13a und 13b wird die Masseelektrode 8 analog zum zwölften Ausfuhrungsbeispiel an beispielsweise einem Hülsentrager 5 montiert, wobei die Masseelektrode 8 die Mittelelektrode 12 konturangepasst von drei Seiten, beispielsweise halbkreis- formig umschließt. Dadurch wird ein gleichmaßiger Verschleißabtrag über die Lebensdauer der beiden Elektrodenpaare 8, 12 gewahrleistet. In dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel zündet die Mittelelektrode 12 seitlich zur Masseelektrode 8.In a further exemplary embodiment according to FIGS. 13a and 13b, the ground electrode 8 is mounted analogously to the twelfth exemplary embodiment on, for example, a sleeve carrier 5, the ground electrode 8 enclosing the center electrode 12 in a contour-adapted manner on three sides, for example in a semicircular shape. This ensures uniform wear removal over the service life of the two pairs of electrodes 8, 12. In the present exemplary embodiment, the center electrode 12 ignites laterally to the ground electrode 8.
Selbstverständlich ist auch eine vereinfachte Ausfuhrungsform mit nur einem Masseelektrodenstift denkbar. Dadurch konnte die Strahllucke an der Zündkerze kleiner gehalten werden . Figur 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Brennraumanordnung gemäß einem vierzehnten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, gemäß dem die Masseelektrode 8 stiftformig ausgebildet und axial im Umfangbereich des Einspritzventils in dem Brennraum 10 verlängert ist. Analog zum vorherigen Ausfuhrungsbeispiel kann die Masseelektrode 8 wiederum, beispielsweise mittels Schweißen, an einem Trager 5, vorzugsweise einem Hulsentrager 5, angeformt sein.Of course, a simplified embodiment with only one ground electrode pin is also conceivable. This allowed the beam gap at the spark plug to be kept smaller. FIG. 14 shows a schematic view of a combustion chamber arrangement according to a fourteenth exemplary embodiment of the present invention, according to which the ground electrode 8 is in the form of a pin and is axially extended in the combustion chamber 10 in the peripheral region of the injection valve. Analogous to the previous exemplary embodiment, the ground electrode 8 can in turn be molded onto a support 5, preferably a sleeve support 5, for example by means of welding.
Die Mittelelektrode 12 ist derart in Richtung Masseelektrode 8 abgewinkelt, dass sie mit ihrem brennraumseitigen Ende unterhalb der Masseelektrode 8 endet. Somit zündet die Mittelelektrode 12 von unten zur Masseelektrode 8.The center electrode 12 is angled in the direction of the ground electrode 8 in such a way that its end on the combustion chamber side ends below the ground electrode 8. The center electrode 12 thus ignites from below to the ground electrode 8.
Selbstverständlich sind auch Zuordnungsvarianten zwischen Masseelektrode 8 und Mittelelektrode 12 denkbar, die gegen die Stirnseite des keramischen Isolators 14 zünden und dort den Isolator 14 von eventuellen Verbrennungsablagerungen freizunden.Of course, assignment variants between the ground electrode 8 and the center electrode 12 are also conceivable, which ignite against the end face of the ceramic insulator 14 and free the insulator 14 there from possible combustion deposits.
In Figur 15 ist eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In diesem fünfzehnten Ausfuhrungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 analog zum vorheri- gen Ausfuhrungsbeispiel am Umfangsrand der Einspritzeinrichtung 3 axial den Brennraum 10 verlängert und m Richtung des Einspritzventils 4 abgewinkelt. Analog zum vorherigen Ausfuhrungsbeispiel ist die Masseelektrode 8 wiederum an einer Tragereinrichtung 5, beispielsweise einem Hulsentrager, der Einspritzeinrichtung 3 fest montiert.A further embodiment of the present invention is illustrated in FIG. In this fifteenth exemplary embodiment, the ground electrode 8 is axially extended, analogously to the previous exemplary embodiment, on the peripheral edge of the injection device 3, the combustion chamber 10 and angled in the direction of the injection valve 4. The ground electrode 8 is analogous to the previous exemplary embodiment again on a support device 5, for example a sleeve support, the injection device 3 permanently mounted.
Die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung 11 verlauft zu- nächst parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelekt- rode 8, wobei die Mittelelektrode 12 zusatzlich etwa in Hohe der Funkenstrecke zur Masseelektrode 8 hin abgewinkeltThe center electrode 12 of the ignition device 11 initially runs parallel to the angled section of the ground electrode 8, the center electrode 12 additionally being angled approximately at the height of the spark gap to the ground electrode 8
An Stelle eines Abwinkeins kann vorzugsweise e Stift, beispielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Langsachse des Zundstopsels 11 am brennraumseitigen Ende der Mittelelektrode 12 angeformt werden.Instead of being bent, a pin, for example a platinum pin, can preferably be formed on the end of the center electrode 12 on the combustion chamber side in the transverse direction to the longitudinal axis of the ignition plug 11.
Somit wird wiederum eine gute Entflammung der Gemischstrahlenwolke 7 gewährleistet.This in turn ensures good ignition of the mixture jet cloud 7.
Figur 16 illustriert ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Brennraumanordnung, wobei analog zum 15. Ausfuhrungsbei- spiel die Masseelektrode 8 wiederum an einer Trägereinrichtung 5, beispielsweise einem Hulsentrager, fest montiert ist und in den Brennraum 10 axial verlängert ist. Wie in Figur 16 ersichtlich, ist die Masseelektrode 8 am Brennraumseitigen Ende in Richtung des E spπtzventils 4 abge- winkelt bzw. hingebogen.FIG. 16 illustrates a further exemplary embodiment of a combustion chamber arrangement, analogous to the 15th exemplary embodiment, the ground electrode 8 is in turn fixedly mounted on a carrier device 5, for example a sleeve carrier, and is axially extended into the combustion chamber 10. As can be seen in FIG. 16, the ground electrode 8 is angled or bent at the end on the combustion chamber side in the direction of the discharge valve 4.
Die Mittelelektrode 12 des Zundstopsels ist derart in den Brennraum 10 eingeführt, dass die Mittelelektrode 12 parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode 8 ver- lauft. Analog zu einem vorherigen Ausfuhrungsbeispiel kann die Mittelelektrode von zwei symmetrisch zueinander angeordneten Masseelektroden umgeben sein.The center electrode 12 of the ignition plug is inserted into the combustion chamber 10 such that the center electrode 12 is parallel to the angled section of the ground electrode 8. running. Analogous to a previous exemplary embodiment, the center electrode can be surrounded by two ground electrodes arranged symmetrically to one another.
In diesem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel zündet die Mittelelektrode 12 seitlich gegen die Masseelektrode 8.In this exemplary embodiment, the center electrode 12 ignites laterally against the ground electrode 8.
Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass die Masseelektroden 8 gegenüber einer beispielsweise senkrechten An- Ordnung verkürzt ausgebildet werden können. Somit kann der Schacht für den Zundstopsel weiter oben im Zylinderkopf ausgespart werden, wo er vorhandene Gaskanale weniger stört .This arrangement has the advantage that the ground electrodes 8 can be made shorter than, for example, a vertical arrangement. This means that the shaft for the ignition plug can be cut out further up in the cylinder head, where it does not disturb existing gas channels.
In dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 17 ist die Mittelelektrode 12 der Zündeinrichtung gegenüber dem folgenden Ausfuhrungsbeispiel in den Brennraum 10 hinein verlängert.In the exemplary embodiment according to FIG. 17, the central electrode 12 of the ignition device is extended into the combustion chamber 10 compared to the following exemplary embodiment.
Die Masseelektrode 8 ist wiederum vorzugsweise an einem Hulsentrager 5 im Umfangsbereich der Einspritzeinrichtung 3 angeformt und erstreckt sich axial in den Brennraum hinein.The ground electrode 8 is in turn preferably molded onto a sleeve carrier 5 in the peripheral region of the injection device 3 and extends axially into the combustion chamber.
Somit kann eine Zündung sowohl gegen beispielsweise die Spritzlochkuppe des Einspritzventils 4 als auch gegen die Masseelektrode 8 erfolgen. In der Praxis erfolgt der Zund- vorgang stochastisch, das heißt es wird bei einigen Arbeitsvorgängen gegen die Spritzlochkuppe, bei anderen Arbeitsvorgängen gegen die Masseelektrode 8 gezündet. Eine derartige Anordnung weist den Vorteil auf, dass sowohl die Spritzlocher des Einspritzventils 4 als auch die Isolationskeramik des Zundstopsels 11 von Verbrennungsablagerungen freizundbar sind. Eine Verlängerung der Mit- telelektrode 12 des Zundstopsels 11 in den Brennraum 10 ist gefahrlos realisierbar, da in diesem Bereich die Kraftstoffkonzentration äußerst hoch ist und die durch die intensive Verdampfung entstehende Verdampfungskühlung die E- lektroden vor Uberhitzung schützt, ohne dass diese direkt angespritzt werden müssen.Ignition can thus take place both against, for example, the spray hole tip of the injection valve 4 and against the ground electrode 8. In practice, the ignition process takes place stochastically, that is, it is ignited against the tip of the spray hole in some work processes and against the ground electrode 8 in other work processes. Such an arrangement has the advantage that both the spray holes of the injection valve 4 and the insulation ceramic of the ignition plug 11 can be freed from combustion deposits. An extension of the center electrode 12 of the ignition plug 11 into the combustion chamber 10 can be implemented safely since the fuel concentration is extremely high in this area and the evaporation cooling resulting from the intensive evaporation protects the electrodes from overheating without the need to be sprayed directly on ,
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Brennraumanordnung, die eine Reinigung der Spritzlocher von Verbrennungsablagerungen und gleichzeitig eine zuverlässige Zun- düng und Entflammung des eingespritzten brennbaren Kraftstoffs trotz kurzem Gemischbildungsweg und kleiner Gemischbildungszeit gewährleistet.The present invention thus creates a combustion chamber arrangement which ensures that the spray holes are cleaned of combustion deposits and, at the same time, that the injected combustible fuel is reliably increased and ignited despite the short mixture formation path and short mixture formation time.
Zusatzlich weist die erfindungsgemaße Anordnung mit einem Zündstopsel aufgrund des Verzichts auf eine Masseelektrode am Kerzengehause und eines Zundkerzengehauses einen geringen Bauraumbedarf im Zylinderkopf auf. Erfahrungen aus der Zundkerzenproduktion, beispielsweise variable Warmeuber- gangswerte mit unterschiedlich großem Atmungsvolumen, kon- nen übernommen werden.In addition, the arrangement according to the invention with an ignition plug has a small space requirement in the cylinder head due to the omission of a ground electrode on the candle housing and a spark plug housing. Experience from spark plug production, for example variable heat transfer values with differently large respiratory volumes, can be adopted.
Ferner ist der Einsatz eines Zundstopsels für den Endverbraucher wesentlich preiswerter, da lediglich der Zündstopsel und nicht die gesamte Zündkerze mit Gehäuse und daran angeschweißter Masseelektrode im Falle eines Verschleißes ersetzt werden muss.Furthermore, the use of a ignition plug for the end user is considerably cheaper, since only the ignition plug and not the entire spark plug with housing and ground electrode welded to it must be replaced in the event of wear.
Die vorgeschlagene Anordnung ist auch kompatibel zu Zyl - derkopfen von Dieselmotoren, wobei der Gluhstift der Dieselmotoren durch beispielsweise einen Zündstopsel ersetzt werden kann. Dies gewährleistet einen Dieselstoffbetrieb.The proposed arrangement is also compatible with cylinder heads of diesel engines, it being possible for the glow plug of the diesel engines to be replaced by an ignition plug, for example. This ensures diesel operation.
Gleichzeitig ist die vorgeschlagene Anordnung auch kompati- bei zu Zylinderkopfen von direkteinspritzenden Ottomotoren mit einem strahlgefuhrten Brennverfahren. Da Zylinderkopfe von direkteinspritzenden Automotoren aufgrund einer besseren Füllung mit Verbrennungsluft eine ausgeprägte Dachform besitzen, kann der Zündstopsel nahezu waagerecht von der Seite her eingeführt werden. Die Elektrode kann in diesem Fall an ihrer Spitze geringfügig gebogen werden.At the same time, the proposed arrangement is also compatible with cylinder heads of direct-injection gasoline engines with a jet-guided combustion process. Since cylinder heads of direct-injection car engines have a distinctive roof shape due to better filling with combustion air, the ignition plug can be inserted almost horizontally from the side. In this case, the tip of the electrode can be bent slightly.
Ferner entspannt sich für den Motorenhersteller die Raumenge in der Langsachse des Zylinderkopfes, insbesondere bei 4-Ventιl-Zylmderkopfen, da lediglich die Bohrung für die Einspritzeinrichtung vorzusehen ist.Furthermore, the space in the longitudinal axis of the cylinder head relaxes for the engine manufacturer, particularly in the case of 4-valve cylinder heads, since only the bore for the injection device has to be provided.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfuh- rungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschrankt, sondern auf ielfaltige Weise modifizier- bar .Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to this but can be modified in a variety of ways.
Beispielsweise lasst sich die vorgeschlagene Brennraumanordnung mit Zündstopsel und Einspritzeinrichtung auf Syste- me mit einer sogenannten Doppelzundung erweitern. Zu diesem Zweck wird em zweiter Zündstopsel bzw. eine zweite Zündeinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Zundstopsels bzw. der ersten Zündeinrichtung in den Zylin- derkopf derart eingebaut, dass sich die Einspritzeinrichtung genau in der Mitte zwischen diesen beiden Zundstopseln bzw. Zündeinrichtungen befindet. Die Doppelzundung bewirkt eine höhere Entflammungsstabilitat .For example, the proposed combustion chamber arrangement with ignition plug and injection device can be systematically extend me with a so-called double ignition. For this purpose, a second ignition plug or a second ignition device is installed in the cylinder head on the opposite side of the first ignition plug or the first ignition device such that the injection device is located exactly in the middle between these two ignition plugs or ignition devices. The double ignition causes a higher flame resistance.
Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, dass vorzugsweise die Funkenstrecke unterhalb der Zentralachse der Strahlenkeule für eine optimale Gemischentzundung liegen sollte.It should also be noted at this point that the spark gap should preferably be below the central axis of the beam lobe for optimal mixture ignition.
Für eine Uberbruckung größerer Elektrodenabstande als der heute üblichen von ca. 1mm, kann vorzugsweise das Ende derFor bridging larger electrode spacings than the usual one of approx. 1mm, the end of the
Mittelelektrode der Zündkerze als Spitze oder Kranz mit mehreren Spitzen ausgeführt werden, wobei diesen Spitzen bei einer unipolaren Zündspannung vorzugsweise die positiveThe center electrode of the spark plug can be designed as a tip or ring with several tips, these tips preferably being the positive in the case of a unipolar ignition voltage
Polarität zuzuordnen ist. Als Werkstoff der Spitzen ist vorzugsweise Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung zu verwenden. Die Hohe oder Anstiegsgeschwindigkeit der an diePolarity is to be assigned. Precious metal or a precious metal alloy is preferably used as the material of the tips. The high or slew rate of the to the
Zündkerze angelegten Hochspannung ist vorzugsweise derart einzustellen, dass der Funkendurchbruch ca. 20-50μs nach dem Anlegen der Spannung erfolgt. Zur Uberbruckung größerer Elektrodenabstande kann vorzugsweise eine Wechselspannung mit einer Frequenz im Bereich von 20kHz bis 2GHz angelegt werden. Ergänzend sei noch angemerkt, dass selbstverständlich sämtliche Kombinationen der oben ausführlich beschriebenen Aus- fuhrungsbeispiele realisierbar sind.Spark plug applied high voltage should preferably be set such that the spark breakdown occurs about 20-50μs after the voltage is applied. To bridge larger electrode spacings, an alternating voltage with a frequency in the range from 20 kHz to 2 GHz can preferably be applied. In addition, it should also be noted that, of course, all combinations of the exemplary embodiments described in detail above can be implemented.
Ferner sind die Zündkerze und die Einspritzeinrichtung vorzugsweise eng benachbart anzuordnen, um eine gegenseitige optimale Orientierung bewerkstelligen zu können. Beispielsweise kann die Zündeinrichtung oder die Einspritzeinrichtung am Umfang ihres Gehäuses eine Nut aufweisen, in welche eine Nase des Gehäuses der jeweils anderen Komponente für eine Befestigung eingreift.Furthermore, the spark plug and the injection device are preferably to be arranged closely adjacent in order to be able to achieve a mutual optimal orientation. For example, the ignition device or the injection device can have a groove on the circumference of its housing, into which a nose of the housing of the respective other component engages for fastening.
Beispielsweise können die Zündkerze und die Einspritzeinrichtung über einen beide Komponenten umfassenden Bügel be- festigt und zueinander orientiert werden.For example, the spark plug and the injection device can be attached via a bracket comprising both components and can be oriented to one another.
In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel weist die Zündeinrichtung kein eigenes Gehäuse auf, sondern sie ist in einer zweiten Bohrung des Gehäuses der Einspritzeinrichtung ange- ordnet.In a further exemplary embodiment, the ignition device does not have its own housing, but is arranged in a second bore in the housing of the injection device.
Beispielsweise wird im Zylinderkopf eine Aufnahmebohrung für den Zündstopsel vorgesehen, dessen Innenkontur der Geometrie des Innengehauses der Zündkerze entspricht. Die Ein- baulage ist vorzugsweise waagerecht ausgebildet. Die Zund- elektrode liegt vorzugsweise unterhalb der Kuppel des Einspritzventils . Vorzugsweise weist die Einspritzeinrichtung Aussparungen im Spritzlochkranz auf, wodurch die Elektrode nicht durch das eingespritzte brennbare Gemisch angespritzt wird.For example, a receiving bore for the ignition plug is provided in the cylinder head, the inner contour of which corresponds to the geometry of the inner housing of the spark plug. The installation position is preferably horizontal. The ignition electrode is preferably located below the dome of the injection valve. The injection device preferably has cutouts in the spray hole rim, as a result of which the electrode is not sprayed on by the injected combustible mixture.
Vorzugsweise wird der Zündstopsel mittels eines schraubbaren Überwurfrmges, der beispielsweise über em Gegengewinde am Zylinderkopf angeschraubt ist, im Zylinderkopf befestigt. Der Überwurfring entspricht vorzugsweise der Borde- lung einer herkömmlichen Zündkerze und kann beispielsweise mit einem Steckschlüssel angezogen und wieder gelost werden. Der Hochspannungsanschluss ist vorzugsweise gleich dem Hochspannungsanschluss der Zündkerze. The ignition plug is preferably fastened in the cylinder head by means of a screwable collar which is screwed onto the cylinder head, for example, via a counter thread. The coupling ring preferably corresponds to the configuration of a conventional spark plug and can be tightened and released again with a socket wrench, for example. The high voltage connection is preferably equal to the high voltage connection of the spark plug.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf (1) eines direkt einspritzenden Benzinmotors, mit: einer Einspritzeinrichtung (3) für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen (7) in einen Brennraum (10), wobei die Einspritzeinrichtung (3) mindestens ein Einspritzventil (4) aufweist; und mit mindestens einer Zündeinrichtung (11), die eine in den Brennraum (10) hineinragende Mittelelektrode (12) zum Bilden einer Funkenstrecke (15) zwischen der Mittelelektrode (12) und einer zugeordneten Masseelektrode (8) aufweist; wobei die zugeordnete Masseelektrode (8) an der Einspritzeinrichtung (3) fest anbringbar ist.1. Combustion chamber arrangement, in particular in a cylinder head (1) of a direct-injection gasoline engine, comprising: an injection device (3) for injecting combustible mixture jets (7) into a combustion chamber (10), the injection device (3) having at least one injection valve (4) having; and with at least one ignition device (11) which has a central electrode (12) projecting into the combustion chamber (10) for forming a spark gap (15) between the central electrode (12) and an associated ground electrode (8); the associated ground electrode (8) being securely attachable to the injection device (3).
2. Brennraumanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des Einspritzventils (4) als Masseelektrode (8) ausgebildet ist.2. Combustion chamber arrangement according to claim 1, characterized in that an area of the injection valve (4) is designed as a ground electrode (8).
3. Brennraumanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) in axialer Richtung des Einspritzventils (4) mittig an demselben sich in den Brennraum (10) hinein erstreckend angeordnet ist. 3. Combustion chamber arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the ground electrode (8) in the axial direction of the injection valve (4) is arranged centrally on the same extending into the combustion chamber (10).
4. Brennraumanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (4) der Einspritzeinrichtung (3) eine Spritzlochkuppe, insbesondere eine Lochscheibe eines Mehrloch-Einspritzventils, aufweist, welche als Masseelektrode (8) dient.4. Combustion chamber arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the injection valve (4) of the injection device (3) has a spray hole cap, in particular a perforated disk of a multi-hole injection valve, which serves as a ground electrode (8).
5. Brennraumanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Masseelektrode (8) dienende Spritzlochkuppe des Einspritzventils (4) nadeiförmig und in den Brennraum (10) hinein verlängert ausgebildet ist.5. Combustion chamber arrangement according to claim 4, characterized in that the spray hole tip of the injection valve (4) serving as the ground electrode (8) is needle-shaped and extended into the combustion chamber (10).
6. Brennraumanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) fest am Gehäuse der Einspritzeinrichtung (3) angebracht ist.6. Combustion chamber arrangement according to claim 1, characterized in that the ground electrode (8) is fixedly attached to the housing of the injection device (3).
7. Brennraumanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägereinrichtung (5) an der Einspritzeinrichtung (3) zum Tragen der Masseelektrode (8) angebracht ist.7. Combustion chamber arrangement according to claim 6, characterized in that a carrier device (5) on the injection device (3) for carrying the ground electrode (8) is attached.
8. Brennraumanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Masseelektroden (8) symmetrisch an der Trägereinrichtung (5) und/oder mehrere Zündeinrichtungen (11) an geeigneten Stellen angebracht sind.8. Combustion chamber arrangement according to claim 7, characterized in that a plurality of ground electrodes (8) are mounted symmetrically on the carrier device (5) and / or a plurality of ignition devices (11) at suitable locations.
9. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (5) zwischen Einspritzeinrichtung (3) und Zylinderkopf (1) einspannbar ist. 9. Combustion chamber arrangement according to one of claims 7 or 8, characterized in that the carrier device (5) between the injection device (3) and cylinder head (1) can be clamped.
10. Brennraumanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass d e an der Trägereinrichtung (5) angebrachte Masseelektrode (8) die Mittel- elektrode (12) konturangepasst von mindestens zwei Seiten umgibt .10. Combustion chamber arrangement according to at least one of claims 7 to 9, characterized in that the ground electrode (8) attached to the carrier device (5) surrounds the center electrode (12) in a contour-adapted manner from at least two sides.
11. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Trägereinrichtung (5) angebrachte Masseelektrode (8) stiftformig ausgebildet11. Combustion chamber arrangement according to one of claims 7 or 8, characterized in that the ground electrode (8) attached to the carrier device (5) is in the form of a pin
12. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel- elektrode (12) unterhalb der Masseelektrode (8) m den Brennraum (10) hmem verlangerbar ist.12. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central electrode (12) below the ground electrode (8) m the combustion chamber (10) can be extended.
13. Brennraumanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine an der Trägereinrichtung (5) befestigte Masseelektrode (8) in Richtung des Emspritzven- tils (4) abgewinkelt ist.13. Combustion chamber arrangement according to claim 7, characterized in that at least one ground electrode (8) attached to the carrier device (5) is angled in the direction of the injection valve (4).
14. Brennraumanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) einen parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode (8) verlaufenden Abschnitt und vorzugsweise einen in Hohe der Funkenstrecke (15) zur Masseelektrode (8) abgewinkelten Abschnitt aufweist . 14. Combustion chamber arrangement according to claim 13, characterized in that the center electrode (12) has a section running parallel to the angled section of the ground electrode (8) and preferably a section angled at the height of the spark gap (15) to the ground electrode (8).
15. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) zwischen mindestens zwei Masseelektroden (8) angeordnet ist.15. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central electrode (12) is arranged between at least two ground electrodes (8).
16. Brennraumanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende (13) des parallel zum abgewinkelten Abschnitt der Masseelektrode (8) verlaufenden Abschnitts der Mittelelektrode (12) ein Stift, bei- spielsweise ein Platinstift, in Querrichtung zur Langsachse der Zündeinrichtung (11) anbringbar ist.16. Combustion chamber arrangement according to one of claims 14 or 15, characterized in that at the end (13) of the section of the central electrode (12) running parallel to the angled section of the ground electrode (8) there is a pin, for example a platinum pin, in the transverse direction to the longitudinal axis the ignition device (11) can be attached.
17. Brennraumanordnung, insbesondere in einem Zylinderkopf17. Combustion chamber arrangement, in particular in a cylinder head
(1) eines direkt einspritzenden Benzinmotors, mit: einer Einspritzeinrichtung (3) für eine Einspritzung brennbarer Gemischstrahlen (7) in einen Brennraum (10), wobei die Einspritzeinrichtung (3) mindestens ein Emspritzventil (4) aufweist; und mit mindestens einer Zündeinrichtung (11), die eine in den Brennraum (10) hineinragende Mittelelektrode (12) zum Bilden einer Funkenstrecke (15) zwischen der Mittelelektrode (12) und einer zugeordneten Masseelektrode (8) aufweist; wobei die zugeordnete Masseelektrode (8) an einer Wandung(1) a direct-injection gasoline engine, comprising: an injection device (3) for injecting combustible mixture jets (7) into a combustion chamber (10), the injection device (3) having at least one injection valve (4); and with at least one ignition device (11) which has a central electrode (12) projecting into the combustion chamber (10) for forming a spark gap (15) between the central electrode (12) and an associated ground electrode (8); the associated ground electrode (8) on a wall
(2) des Brennraums (10) fest anbringbar ist.(2) the combustion chamber (10) can be fixedly attached.
18. Brennraumanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) gegenüberliegend der Mittelelektrode (12) an einer Wandung (2) des Brennraums (10) anbringbar ist. 18. Combustion chamber arrangement according to claim 17, characterized in that the ground electrode (8) opposite the center electrode (12) on a wall (2) of the combustion chamber (10) can be attached.
19. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittelelektrode (12) und/oder die Masseelektrode (8) in ei- ner Aussparung der in dem Brennraum (10) eingespritzten Gemischstrahlenwolke (7) erstreckt.19. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the center electrode (12) and / or the ground electrode (8) extends in a recess of the mixture jet cloud (7) injected into the combustion chamber (10).
20. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunde - richtung (11) als Zundkerzenstopsel aus einem Isolator (14) und einer an dem Isolator (14) angebrachten Mittelelektrode (12) ausgebildet ist.20. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ignition direction (11) is designed as a spark plug stopper from an insulator (14) and a center electrode (12) attached to the insulator (14).
21. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorange- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Emspritzventil (4) als Drallventil, Mehrlochventil, A-Ventil oder dergleichen ausgebildet ist.21. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (4) is designed as a swirl valve, multi-hole valve, A valve or the like.
22. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorange- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung (11) und/oder die Einspritzeinrichtung (3) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.22. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ignition device (11) and / or the injection device (3) is designed to be rotationally symmetrical.
23. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorange- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) der Zündeinrichtung (11) in Richtung der Masseelektrode (8) gebogen bzw. abgewinkelt ausgebildet ist . 23. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the center electrode (12) of the ignition device (11) is designed to be bent or angled in the direction of the ground electrode (8).
24. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masseelektrode (8) in Richtung der Mittelelektrode (12) gebogen bzw. abgewinkelt ist.24. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ground electrode (8) is bent or angled in the direction of the center electrode (12).
25. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelelektrode (12) unterhalb des Einspritzventils (4) für eine Anordnung der Funkenstrecke (15) unterhalb der Zentralachse der Gemischstrahlenwolke (7) angeordnet ist.25. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the center electrode (12) is arranged below the injection valve (4) for an arrangement of the spark gap (15) below the central axis of the mixture jet cloud (7).
26. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens zwei Zündeinrichtungen gegenüberliegend in den Brenn- räum (10) erstrecken, wobei die Masseelektrode (8) zwischen den mindestens zwei Zündeinrichtungen (11) vorgesehen ist.26. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two ignition devices extend opposite one another into the combustion chamber (10), the ground electrode (8) being provided between the at least two ignition devices (11).
27. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zundein- richtung (11) und die Einspritzeinrichtung (3) mittels einer Verbindungseinrichtung fest miteinander verbindbar sind.27. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ignition device (11) and the injection device (3) can be firmly connected to one another by means of a connecting device.
28. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorange- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Elektro- denabstanden großer 1 mm eine unipolare Hochspannung an der Mittelelektrode (12) vorgesehen ist. 28. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that a unipolar high voltage is provided on the central electrode (12) if the electrode spacing is greater than 1 mm.
29. Brennraumanordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Elektrodenabständen größer 1 mm eine Wechselspannung mit einer Frequenz im Bereich von 20 kHz bis 2 GHz vorgesehen ist. 29. Combustion chamber arrangement according to at least one of the preceding claims, characterized in that an AC voltage with a frequency in the range from 20 kHz to 2 GHz is provided for electrode spacings greater than 1 mm.
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