Title:
High energy ignition uses light arc light between ignition plug electrodes instead of spark; ignition plugs and injection valves are combined to aid electrode cooling using injected fuel
Kind Code:
A1


Abstract:
The ignition arrangement uses a light arc between the electrodes (1,2) of the ignition plug instead of a spark. This enables the use of conical electrodes in the ignition plugs. The ignition plugs and injection valves are combined to aid cooling of high temp. electrode tips by subjecting them to the injected fuel.



Inventors:
WAGNER VIKTOR (DE)
BURDINA GALINA (DE)
Application Number:
DE19855036A
Publication Date:
05/31/2000
Filing Date:
11/28/1998
Assignee:
WAGNER, VIKTOR
International Classes:



Claims:
Die Erfindung erhebt Anspruche auf die Brenn­prozessverbesserung bei Ottomotoren durch Hochenergiezündung mit Hilfe Lichtbogenzünd­kerzen.Kennzeichnen der Erfindung sind:

1. ÷Zwischen Elektroden der Zündkerzen, statt einen Funken, besteht das Lichtbogen,

2. ÷das machen erreichbar die konusförmige Elektroden der Zündkerzen,

3. ÷zweck Abkühlung hocherhitzten Elektroden­spitzen sind die Konstruktionen der Zündker­zen und des Einspritzventils vereignet,

4. ÷als Folge trifft die eingespritzte Menge des Kraftstoffes beide Elektrodenspitzen und kühlt sie ab.

Description:
Die Erfindung liegt in Gebit Ottomotorenbau und hat auch dasselbe Andwendungsbereich. Es ist bekannt, daß Effektive Zündung spielt eine bestimmte rolle beim Arbeitsgang des Ottomotores, und bestimmt teilweise die Motorenwerten wie Umweltsauberkeit, Sparsamkeit, Dreimoment, Leistungen. Im Gebiet Hochenergiezündung sind uns zur Zeit nur zwei Verfahren bekannt:1.÷durch Ionisierung den Elektrodenabstand mit einem radioaktiven Stoff,2.÷durch Zuführung von Hochfreqenzspannung zur einen Sonderzündkerze. Die beiden Metoden sind noch schwach entwickelt und in der Praksis nicht benutzbar. Damit schlagen wir das Verfahren vor, das in der Praksis austestiert wurde und gute Ergebnisse gezeigt hat. Von der Gebiet Elektrotechnik ist es bekannt, daß die elektrischen Ladungen an scharfen kanten und Ecken besser konzentriert sind, als an flachen und runden Ebenen, am stärksten aber an Konusspitzen. Diese Wirkung wurde bei unserer Erfindung benutzt, wo die Konus­elektrodenspitzen als zusetzlicher Transformator gelten, dadurch sind die Gasen des Elektrodensabstandes so stark ionisiert, daß statt einen Funke folgt das Lichtbogen, da ist der Hitzeneffekt meherfach versterkt, wodurch explodiert es bei Zündung auch stärker, wobei der ganze Brennprozeß wessentlich besser ist und der Grad des Verbesserung hängt an Lichtbogenleistungen, die man auf Wunsch regeln kann. Als Folge bekommt man, bei gleichen übrigen Bediengungen, mehr von Kolbendruk, Drehmoment und Leistung, die Sparsamcheit und Umweltfreudlichkeit verbessert, CO-Emission reduziert, oder andere­seitens fur gleiche Leistung braucht man weniger Kraftstoffgemisch. Das Lichtbogen kommt zwischen den Kerzenelektroden immer an gleichen Stellen, deswegen die Elektrodenspitzen extrem erhitzt sind. Auf diesem Grund, trotzt eines hitzenstarkes Elektodenmateriales ä Wol­framm, braucht man noch Elektrodenabkülung. Die erreicht man durch Vereinigung einer Einspritzventile mit einer Zündkerze, damit haben die Zündkerzen benötigten Hitzen ä Verschleißschutz und verlenegten Lebensdauer. Bei allen Zyllinder folgt die Einspritzung wärend der Ansaugung oder Kompressionstakt. Der Kraftstoff wird durch die Lichtbogenzündkerze direkt in Zyllinderraum eingespritzt. Bei der Einspritzung trifft der Kraftstoff die beide Elektrodenspitzen, daß, beseitigt, durch Abkülung, den Überhitzungsgefahr und erwärmt, in bestimmte Masse, den Kraftstoff. Das führt zum besseren Explosion auch. Das Verfahren ist so gestaltet, daß es man mit ganz geringten Nachprogrammirungen, b. z. w. Änderungen der Enspritz und Zünd­anlagen bei modernen Ottomotoren, benutzen kann, d. h., daß dies auch bei Motoren, die in Betrib sind, verwendbar ist. Die Konstruktion besteht aus:1.÷Lichtbogenzündkerze 1,2.÷Kerzenkappe 2, (Fig. 2). Die Lichtbogenzündkerze besteht von:1.÷1.1. Keramiksteinisolator 7, mit:1.÷1.1.1. Elekrodennadelsitz 4, der durch eine rendelierte Ebene 10 eingebaut ist,2.÷1.1.2. Endstück 20, mit:a)÷Einstekteil des Bajonetverslüses 36,b)÷Kraftstoffkanal des Endstücks 34,c)÷Kraftstoffdurchganglöcher 35,d)÷Hubanschlag des Hubbegrenzers 17,2.÷1.2. Kerzengehäuse 5 die eine Massenelektrode 3 mit konusför­mige Spitze 2 hat,3.÷1.3. Druckfeder 14,4.÷1.4. Elektrodennadel 6, mit:1.÷1.4.1. Konusförmige Spitze der Zentralelektrode 1,2.÷1.4.2. Elektrodennadelummantel 9,3.÷1.4.3. Magnetanker 12, der von eines Magnetmaterial gefertigt ist,4.÷1.4.4. Hubbegrenzer des Elektrodennadels 15,5.÷1.4.5. Führungsstück des Elektrodennadels 16,5.÷1.5. Dichtungen 11 und 19 (Fig. 1.). Die Kerzenkappe besteht aus:1.÷2.1. Gehäuse der Kerzenkappe 18, mit:1.÷2.1.1. Magnetwiklung 13,2.÷2.1.2. Baionetverschlus 22,3.÷2.1.3. Steuerungskabel 33, der ein Abschirmung des Steuerungskabel 25 hat,4.÷2.1.4. Abschirmung der Kerzenkappe 21,5.÷2.1.5. Dichtung 31,2.÷2.2. Einslüßstück der Kerzenkappe 27, mit:1.÷2.2.1. Einslüßteil des Bajonetverschlüßes 23,2.÷2.2.2. Hochspannungskabel 32 mit Abschirmung des Hochspannungskabels 29,3.÷2.2.3. Kraftstoffzuführung 28 (Fig. 1.). Die Anschlußschema der Kerzenkappe ist auf der Fig. 2 dargestellt Die folgende teilen solten von Sondermaterialen gefertigt werden: 1. von Wolframm:1.÷1.1. Maseenelektrode 3,2.÷1.2. Elektrodennadel 6,1.÷von Hartmetal:1.÷2.1. Elektrodennadelsitz 4,2.÷2.2. Hubbegrenzer des Elektrodennadels 15,3.÷2.3. Hubanschlag des Hubbegrenzers 17 (Fig. 1.). Das Vervahren funkzioniert wie folgt:Am bestimmte Zeit, während der Einsaug oder Kompressionstakt, vom elektronischen Steuergerät kommt Einspritzsignal, der induziert im Wiklung ein Magnetfeld, der hebt den Magnetanker zusammen mit dem Elektrodennadel auf. Damit bekomt man die Öffnung des Nadelsitz auf, das Kraftstoff folgt von Verteilüngsrohr, über Krafstoffzuführung zum Bajonetverslüß weiter durch Kraftstoffkanal, über Kraftstoffdurch­ganglöscher, flüst den Druckfehder um, kommt durch den Abstand zwischen den Magnetanker und Wänder des Keramisteinisolator zum Öffnung des Elektrodennadelsitz, trifft beide konusförmige Elektroden­spitzen, die sind wärend vorkommende Zündung erchizt, kült die ab und direkt Zyliderraum eingespritzt ist. Als Bemerkung kan man sagen, daß folgt es beim Einspritzung keine Zündung auf zwei Gründen:1.÷die Elektrodenspitzen haben, während enzige Zündung, nicht genug Energie gespeichert,2.÷Es gibt, im diesem Rampunkt und im diesem Zeitpunkt, Lüftkraftstoffgemisch ä nur das Kraftstoff aleine, ohne Sauerstoff des Lüftes explodiert niemals. Das Arbeitsgang des Motores läuft weiter wie sonst, bis zum Zündpunkt. Von der Zündanlage kommt Hochspannung und erreicht die Elektrodenspitzen. Wegen stärkerer Konzentrierung elektrischer Ladun­gen an den Konussptzen der Kerzenelektroden sind die Gasen des Elek­trodenabstandes viel sterker ionisirtsirt als am sonst, der Elektrodenab­stand ist mit einem energievollem Funke durchgestost, da besteht eine ver­sterkte Hitzenwirkung des Funke, die Gasen des Elektrodenabstandes wegen die Hitze sind noch mehr ionisiert, die weitere Ionisirug der Gasen ist von der erzeugten Hitze unterstüzt, der elekrischer Widerstand der Plasma des Elektrodenabstandes bis zum Niveau der einigen Om reduziert ist. Der LICHTBOGEN ist angezündet. Das Entladung der Zündanlage folgt bis zur vellen Entladung der Zündanlage, in Form von einem Lichtbogen, der einen supper starken Hitzeneffekt hat. Die effektvolle Leistung, b. z. w. der Hitzeneffekkt des Lichtbogens, hängt an der Leistung der Zündanlage und am elektrischen Widerstand der Hochspannungs­leitungen. Als Ergebniss: die Zündenergie ist mehrfach multipliziert, die Zün­dung initiirt, bei gleichen sonstigen Bedingungen, so wie Lüftkraftstoff­gemischmenge, Verdichtung, Lüftung, u. s. w., gut verbesserten Explosion. Der Kobendruck, der Drehmoment und die Leistung sind auch gut verbessert, CO-Emmision reduziert, oder für den gleichen Kolbendruck, Drehmoment und Leistung braucht man weniger Lüftkraftstoffgemisch, d. h. Kraftstoffverbrauchreduzierung. Zum Einbau der Lichtbogenzündkerzen in den Motor muß man folgende Maßnamen unternemen:1.÷der Steurungskabel 6, und die Kraftstoffzufürung 7 statt Einspritzventille, zur Kerzenkappe 2 angeschlossen sind,2.÷bei manchen Motoren, wo Einspritzung nicht wärend der Einsaug oder Kompressionstakten läuft, sollte die Einspritz­steuerungsprogramm geändert werden.VORTEILE 1. realer Durchschnitkraftstoffverbrauch ist auf ca. 20ä30% reduziert, 2. die Abgase sind sauber geworden, 3. realer Kraftstoffverbrauch im Leistungsbereich neben maximalen ist auf ca. 40% reduziert, 4. maximale Leistung ist auf ca. 40% verbessert, 5. die Motoren, die testiert worden sind, bekammen keinen Schaden, 6. Eibau des Verfaren in Motoren, die in betrieb sind, ist auch möglich, 7. das Verfahren, durch Leistungsversterkerung der Zünd­anlage, hat starken Verbesserungsreserven.NACHTEILE 1. die Konstruktion der Lichtbogenzündkerzen, gegen jetzige, ist bestimte menge verkompliziert, 2. dadurch die produktionskosten werden auch einigermassen steigen.BEZUGSLISTE Zur Fig. 11 Konusförmige Spitze der Zentralelektrode2 Konusförmige Spitze der Massenelektrode.3 Massenelektrode4 Elektrodennadelsitz5 Kerzengehäuse6 Elektrodennadel7 Keramiksteinisolator8 Schweißenaht9 Elektrodennadelummantel10 Rendelierte Ebene des Elektrodennadfelsitz11 Dichtung12 Magnetanker13 Magnetwiklung14 Druckfeder15 Hubbegrenzer der Elektrodennadel16 Fürungsstück der Elektrodennadel17 Hubanschlag des Hubbegrenzers18 Gehäuse der Kerzenkappe19 Dichtung20 Endstück der Kerze21 Abschirmung der Kerzenkappe22 Bajonetverschluss23 Einschlüssteil des Bajonetverschlüsses24 Hochspannungsklemme25 Abschirmung des Steuerungskabels26 Steuerungsleitungen27 Einschlüsstück der Kerzenkappe28 Kraftstoffzufürung29 Abschirmung des Hochspanungskabels30 Kraftstoffzufürungsklemme31 Dichtung32 Hochspanunskabel33 Steuerunskabel34 Kraftstoffkanal des Endstückes35 Kraftstoffdurchgangsloch36 Einsteckteil des Bajonetverschlusses Zur Fig. 21 Lichtbogenzündkerze2 Kerzenkappe3 Elektronischessteuerungsgerät4 Kraftstoffverteiligungsrohr5 Zündanlage6 Steuerungskabel7 Kraftstoffzuführungskabel8 Hochspannungskabel9 Weitere Hochspannungsverkabelung10 Weitere Kraftstoffzufürungslpitungen11 Weitere Steuerungsverkabelung12 Zündanlageanslüß des Steuerungsgerätes13 Weitere Anschlüße des Steuerungsgerätes14 Weitere Funktione der Zündanlage15 Weitere Einschlüsse des Kraftstoffverteiligungsrohres