具有无偏移地可旋转地与点火源耦合的预燃室的点火装置、具有点火装置的内燃机、具有内燃机的机动车的制作方法

1.本发明涉及一种用于内燃机的点火装置，所述点火装置具有至少一个预燃室和至少一个点火源。本发明的另外方面涉及一种具有这样的点火装置的内燃机以及一种具有内燃机的机动车。


背景技术：

2.点火装置用于在汽油机式的并且因此以外部点火的方式运行的内燃机中提供点火源(例如以点火火花的形式)并且因此用于引起燃料与空气的混合物(也称为燃料-空气-混合物)的点火。构造为火花塞的点火装置是尤其普遍的，然而用于点燃混合物的另外的点火装置(例如所谓的激光点火)也是已知的。
3.由at 522050a1已知用液体冷却的内燃机，所述内燃机具有气缸盖和设置在该气缸盖处的预燃室，所述气缸盖具有冷却剂室，所述预燃室通过至少一个预燃室构件形成。与所述预燃室构件连接的燃料供应设备通入到该预燃室内。所述燃料供应设备设置在与所述预燃室构件固定地连接的密封套中，所述密封套在其朝向所述预燃室构件的第一端部处液密地与所述预燃室构件连接。


技术实现要素：

4.本发明的任务是提供一种开头所述类型的点火装置，所述点火装置能低成本地安装并且定向，本发明的任务还提供一种具有这样的点火装置的内燃机和一种具有内燃机的机动车。
5.所述任务通过具有权利要求1的特征的点火装置，通过具有权利要求9的特征的内燃机以及通过具有权利要求10的特征的机动车解决。本发明的有利的设计方案连同本发明的有利的拓展方案在从属权利要求中限定。
6.本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的点火装置，该点火装置具有至少一个预燃室和至少一个点火源。
7.根据本发明规定，所述至少一个预燃室在所述点火装置的纵向延伸方向上无偏移地在该预燃室的至少两个旋转定向位置之间相对于所述点火源以能围绕该点火装置的中轴线旋转的方式与至少一个点火源耦合，并且在至少一个解耦旋转定向位置中能可逆地从所述至少一个点火源拆卸并且能在纵向延伸方向上与该点火源间隔开距离。
8.在所述点火装置同时能无偏移地围绕该点火装置的中轴线旋转的情况下，所述至少一个预燃室与所述至少一个点火源的耦合与以下优点一起出现：在所述点火装置的安装过程中，一方面能将所述至少一个点火源以及所述至少一个预燃室共同并且因此毫不费力地例如固定在内燃机的气缸盖处，并且另一方面，所述预燃室能相对于所述点火源相对旋转并且所述预燃室因此能在所述点火装置安装好的状态下或安装过程中毫不费力地相对于所述点火源定向，而不会在所述相对旋转过程中发生所述预燃室与所述点火源之间在所
述点火装置的纵向延伸方向上的移位。也能毫不费力地实现所述预燃室与所述点火源的拆卸(也就是说解耦)。
9.关于所述预燃室在纵向延伸方向上无偏移地在该预燃室的所述至少两个旋转定向位置之间相对于所述点火源以能围绕所述点火装置的中轴线旋转的表达在本发明的范围内应理解为，在所述预燃室相对于所述点火装置的旋转过程中不会出现在所述预燃室与所述点火装置之间在所述点火装置的纵向延伸方向上的距离变化，这至少适用于在所述旋转定向位置之间的相对旋转。换句话说，因此，所述至少一个预燃室与所述至少一个点火装置能无距离变化地相对于彼此旋转地相互耦合。因此，所述至少一个预燃室和所述至少一个点火源可尤其是无螺纹地相互耦合。
10.术语旋转定向位置在本发明的范围内应理解为所述预燃室的如下位置，通过在所述预燃室与所述点火源之间围绕所述中轴线的相对旋转，所述预燃室能占有所述位置，而不会因此发生所述点火源与所述预燃室之间在纵向延伸方向上的移位。尤其地，在所有旋转定向位置中所述预燃室与所述点火源能可逆地且防失落地相互耦合。
11.术语解耦旋转定向位置在本发明的范围内应理解为所述预燃室的与所述旋转定向位置不同的位置，通过所述预燃室与所述点火源之间围绕所述中轴线的相对旋转，所述预燃室能占有所述耦旋旋转定向位置，在所述解耦旋转定向位置中，所述预燃室能与所述点火源解耦，并且所述点火源与所述预燃室之间在纵向延伸方向上可实现移位。因此，在所述解耦旋转定向位置中可发生在所述预燃室与所述点火源之间在纵向延伸方向上的距离变化，然而所述距离变化在各个旋转定向位置中是禁止的。换句话说，所述预燃室与所述点火装置在所述解耦旋转定向位置中能相互可逆地分离并且能在纵向延伸方向上相对于彼此移位，而在所述各个旋转定向位置中相互耦合。
12.本发明基于以下构思：在由现有技术已知的装置中可在火花塞与预燃室套筒之间设置有螺纹连接，使得在所述火花塞相对于所述预燃室套筒旋转或相反的情况下，由于所述螺纹连接的各个螺纹的螺距也同时发生在火花塞与预燃室套筒之间的纵长偏移。这给所述预燃室套筒相对于所述火花塞的定位造成困难。本发明从这里出发，因为通过上述点火装置的设计方案，在所述相对旋转的情况下也能排除如在这样的螺纹连接中常见的这样的偏移，只要所述预燃室处于所述至少两个旋转定向位置中的一个旋转定向位置中。
13.在本发明的一个有利的拓展方案中，所述点火装置包括至少一个耦合元件，通过所述耦合元件，所述至少一个预燃室与所述至少一个点火源至少在所述至少两个旋转定向位置中在纵向延伸方向上无偏移地以能围绕所述中轴线旋转的方式相互耦合。这是有利的，因为所述耦合元件与此相应地可承担在所述预燃室与所述点火源之间耦合的任务，因此，所述至少一个预燃室以及所述至少一个点火源能具有各自简单的构造。
14.在本发明的另一个有利的拓展方案中，所述点火装置包括设置在所述至少一个预燃室上并且在所述至少一个点火装置的周向方向上局部地环绕的凸缘，至少在所述至少两个旋转定向位置中，所述至少一个点火源通过所述耦合元件能在纵向延伸方向上支撑在所述凸缘上。在本发明的一个替代的有利的拓展方案中，所述点火装置包括设置在所述至少一个点火源上并且在所述至少一个点火装置的周向方向上局部地环绕的凸缘，至少在所述至少两个旋转定向位置中，所述至少一个预燃室通过所述耦合元件能在纵向延伸方向上支撑在所述凸缘上。所述凸缘以有利的方式呈现特别简单的结构上的解决方案，所述解决方
案允许所述耦合元件能支撑在所述各个旋转定向位置中。在各个不同的旋转定向位置之间相对旋转的情况下，所述耦合元件能简单地沿所述凸缘滑动，而不会发生在预燃室与点火源之间在纵向延伸方向上的偏移或甚至于发生所述预燃室与所述点火源的解耦。
15.在本发明的另一个有利的拓展方案中，所述局部地环绕的凸缘被缺口中断，在所述至少一个解耦旋转定向位置中，所述耦合元件能在纵向延伸方向上穿过所述缺口并且所述至少一个点火源与所述至少一个预燃室因此能可逆地相互分离。所述缺口呈现特别简单的结构上的解决方案，所述凸缘可在周向方向上被所述缺口中断并且因此可仅局部地环绕。
16.在本发明的另一个有利的拓展方案中，所述至少一个耦合元件构造为销(尤其是圆柱销)或构造为通过卷边制成的凸起(尤其是鼻部)。这是有利的，因为这样的销(尤其是圆柱销)或这样的通过卷边制成的凸起(尤其是鼻部)实现在所述至少一个点火源与所述至少一个预燃室之间特别牢固并且结构上简单的耦合。
17.在本发明的另一个有利的拓展方案中，所述至少一个点火源构造为火花塞。这是有利的，因为由此能实现特别可靠的点火，亦即借助于所述点火源能使得燃料-空气-混合物可靠地可再现地点燃。
18.在此优选地，所述至少一个预燃室可至少局部地设计为用于所述至少一个构造为火花塞的点火源的对电极。
19.在本发明的另一个有利的拓展方案中，所述至少一个点火源与所述至少一个预燃室彼此形成密封座。这是有利的，因为由此在没有另外的密封元件(例如密封圈)的情况下也在所述预燃室与所述点火源之间实现可靠的密封。所述密封座可以是气密的，亦即阻止气体在所述点火源区域中从所述预燃室溢出。优选地，所述预燃室和/或所述点火源可在所述密封座处具有锥形的接触区域，所述预燃室与所述点火源在所述锥形的接触区域处彼此贴靠以形成所述密封座。通过所述锥形的接触区域能提供特别可靠的密封。所述密封座可至少存在于所述点火装置在所述内燃机处的安装位置中，亦即例如在所述气缸盖处。
20.本发明的第二方面涉及一种内燃机，该内燃机具有至少一个根据本发明第一方面的点火装置。这是有利的，因为在这样的内燃机中使得所述点火装置能毫不费力地安装以及毫不费力地调整。
21.本发明的第三方面涉及一种机动车，该机动车具有根据本发明第二方面的内燃机，其中，在所述内燃机中使得所述点火装置能毫不费力地安装以及毫不费力地调整，尤其是使得所述预燃室能通过相对于所述点火源的旋转而定向。
22.就所述方面中的一个方面而言所介绍的优选的实施形式及其优点相应地适用于本发明所述的每个另外的方面并且反之亦然。
23.前面在说明书中提及的特征和特征组合，以及后面在附图说明中提及和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不是仅能以相应所给出的组合使用，而是也能以另外的组合使用或单独使用而不超出本发明的范围。
24.本发明的另外的优点、特征和细节由权利要求、随后对优选的实施形式的描述以及根据附图得出。
附图说明
25.随后再次根据具体的实施例对本发明进行解释。为此，附图中：
26.图1示出点火装置的示意性分解图，所述点火装置包括预燃室和构造为火花塞构造的点火源，并且在所述图中示出在解耦旋转定向位置中的所述预燃室，在所述解耦旋转定向位置中，所述预燃室能可逆地与所述点火源分离并且能在纵向延伸方向上与所述点火源间隔开距离；
27.图2示出所述点火装置的另外的示意性分解图，与图1相比，所述预燃室在所述点火装置中相对于所述点火源绕所述点火装置的中轴线旋转，因此，所述预燃室位于第一旋转定向位置中；以及
28.图3示出高度抽象地示出的机动车以及内燃机部分区域的示意性的剖面图，所述内燃机具有气缸盖，在所述气缸盖处安装有点火装置并且所述预燃室在此相对于所述点火源旋转到第二旋转定向位置中。
具体实施方式
29.图1示出用于内燃机100的点火装置10的示意性的分解图。所述点火装置10可设置在图3中部分示出的内燃机100的气缸盖102处并且在此能可逆地以可拆卸的方式固定。所述内燃机100用于驱动机动车k，所述机动车高度抽象地在图3中示出。换句话说，所述机动车k因此包括所述内燃机100并且因此也包括所述点火装置10。
30.所述点火装置10包括预燃室20和点火源30。所述点火源30构造为火花塞并且包括中心电极36，并且所述点火源当前也包括对电极38(也被称为接地电极)，如根据图1、图2或图3所看到的那样。
31.所述预燃室20包括预燃室壁22，在所述预燃室壁处，在该预燃室20背离点火源30的端部处设置有贯通开口24。在图3所示的所述点火装置10在所述气缸盖102处的安装位置中，所述贯通开口24将由所述预燃室壁22至少局部地限定的预燃室内部空间26与所述内燃机100的燃烧室104连接。在所述内燃机100运行中，流体或流体混合物(例如以燃料-空气-混合物的形式)能自所述燃烧室104通过所述贯通开口24进入到所述预燃室内部空间26中并且能在那里借助所述构造为火花塞的点火源30被点燃，由于所述中心电极36和所述对电极38设置在所述预燃室内部空间26中。
32.所述预燃室20在所述点火装置10的纵向延伸方向l上无偏移地且在所述预燃室20的相对于点火源30的多个旋转定向位置之间以能围绕点火装置10的中轴线m旋转的方式与所述点火源30耦合。仅示例性地示出所述多个旋转定向位置中的两个旋转定向位置pk1、pk2。第一旋转定向位置pk1在图2中示出，而第二旋转定向位置pk2在图3中示出。所述旋转定向位置中的每一个旋转定向位置的特征在于，虽然能通过各自的旋转定向(亦即例如以点火源30与预燃室20之间相对转动的形式的所述预燃室20的旋转)占有并且因此调整所述旋转定向位置，因此尤其地，在将所述点火装置10安装在所述内燃机100上的情况下能实现所述贯通开口24相对于所述燃烧室104的定向，但是在各旋转定向位置之间旋转的情况下不发生纵向偏移，也就是说不发生在所述预燃室20与所述点火源30之间的在纵向延伸方向l上的偏移。
33.所述点火装置10包括耦合元件40，通过所述耦合元件，所述预燃室20与所述点火
源30在所有旋转定向位置中并且因此也在所示的两个旋转定向位置pk1、pk2中在纵向延伸方向l上无偏移地以能围绕所述中轴线m旋转的方式相互耦合。如在图1至图3中所示的那样，所述耦合元件40可构造为销(尤其是圆柱销)。替代于此地，所述耦合元件40可构造为通过卷边制成的凸起(尤其是鼻部)，这在当前没有示出。在图2中为了能更清楚地看到所述耦合元件40，在所述点火源30处示出了剖切口。
34.所述耦合元件40局部地被导入到设置在所述点火源30的点火源壁32上的开口33中，而局部地从所述开口33中伸出。
35.所述点火装置10包括设置在所述预燃室20上并且在所述点火装置10的周向方向u上局部地环绕的凸缘50，在所有旋转定向位置中并且因此也在所示的两个旋转定向位置pk1、pk2中，所述点火源30能通过所述耦合元件40在纵向延伸方向l上支撑在所述凸缘处。尽管当前没有进一步示出，但是替代地可设置为使得所述点火装置10包括设置在所述点火源30上并且在所述点火装置10的周向方向u上局部地环绕的凸缘50，在所有旋转定向位置中并且因此也在所示的两个旋转定向位置pk1、pk2中，所述预燃室20能通过所述耦合元件40在纵向延伸方向上支撑在所述凸缘处。所述耦合元件40局部地从所述开口33中伸出，因此使得所述耦合元件40(所述耦合元件40伸出的区域)能支撑在所述凸缘50上。
36.相对于图2和图3，图1示出在解耦旋转定向位置pke中的所述预燃室20，在所述解耦旋转定向位置中，所述预燃室20能可逆地与所述点火源30分离并且能在纵向延伸方向l上与所述点火源30间隔开距离。在此能看到的是，所述局部地环绕的凸缘50被缺口52中断，所述耦合元件40在所述解耦旋转定向位置pke中能在纵向延伸方向l上穿过所述缺口通过，并且所述点火源30与所述预燃室20因此能可逆地相互分离。根据图1显而易见的是，所述缺口52与所述耦合元件40在通过双箭头加以说明的纵向延伸方向l上对齐。从在图1中所示的解耦旋转定向位置pke出发，所述点火源30与所述预燃室能在纵向延伸方向l上朝向彼此移动并且在此所述耦合元件40被引导穿过所述缺口52。在所述耦合元件40穿过所述缺口52通过之后，可进行在所述预燃室20与所述点火源30之间围绕所述中轴线m的相对旋转，直到所述缺口52与所述耦合元件40不再在纵向延伸方向l上对齐，而是所述耦合元件替代地能支撑在所述凸缘50上并且因此所述预燃室20防失落地与所述点火源30耦合。这在所有旋转定向位置中并且因此也在所示的两个旋转定向位置pk1、pk2中是所述情况。通过进行所述预燃室20从所述旋转定向位置之一到所述解耦旋转定向位置pke(在该解耦旋转定向位置中所述预燃室20与所述点火源30可彼此间隔开距离)中的相对旋转，所述点火装置10的拆卸(亦即所述预燃室20与所述点火源30的所述可逆的分离)也能以相反的方式特别毫不费力地实现。
37.此外，根据图1至图3看到，所述点火源壁32包括螺纹区域34，在所述螺纹区域处设置有外螺纹。所述螺纹区域34以及因此所述外螺纹用于将所述点火装置10以可逆地可拆卸的方式固定在所述气缸盖102处。也就是说，所述点火装置10可通过所述螺纹区域34与所述气缸盖102拧在一起并且因此与所述气缸盖102以可逆地可拆卸的方式连接。
38.在此，所述螺纹区域34具有的直径大于所述点火源30的不同于该螺纹区域34的区域的直径(垂直于所述中轴线m测量)。
39.所述耦合元件40能特别节省空间地在纵向延伸方向l上设置在所述螺纹区域34的高度上，如根据图2或图3能看到的那样。在此，利用所述螺纹区域34的所述大的直径，使得
所述预燃室20通过所述耦合元件40与所述点火源30在径向上在所述螺纹区域34内部(因此换句话说在所述螺纹区域34与所述中轴线m之间)耦合。
40.在所述预燃室20与所述点火源30实现耦合之后，所述预燃室可处于所述旋转定向位置pk1中(参见图2)并且所述整个点火装置10可插入到在图3中所示的在所述气缸盖102处的接收开口106中。在观察图2时要注意的是，图2(也如图1)示出所述点火装置10的分解图，在所述分解图中，所述预燃室20与所述点火源30由原则决定地显示为彼此分离并且间隔开距离。对所述预燃室20与所述点火源30的耦合的实际呈现仅能在图3中看到，所述图3示出在其安装位置中的所述点火装置10。
41.此外，至少在所述安装位置中，所述点火源30与所述预燃室20能彼此形成密封座12，以便至少局部地密封所述预燃室内部空间26。所述密封座12可气密地构造并且也在所述内燃机100的点火运行过程中阻止在高压下存在于所述燃烧室104中的气体(尤其是废气)可能自所述预燃室内部空间26并且沿纵向延伸方向l离开燃烧室104的溢出。
42.为了安装所述点火装置10，所述点火装置在设置在所述气缸盖102处的所述接收开口106中的期间通过所述螺纹区域34与所述气缸盖102的设置在所述接收开口106处的内螺纹108拧接。因此，所述预燃室20在所述燃烧室104的方向上在所述气缸盖102处压入。至少在时间上在所述预燃室20与所述气缸盖102压入之前，也就是说例如在时间上在所述螺纹区域34与所述内螺纹108的拧接开始与所述拧接结束之间，所述预燃室20与所述点火源30由于其通过所述耦合元件40的耦合能相对于彼此在所述旋转定向位置pk1、pk2之间并且围绕所说中轴线m相对于所述点火源30旋转，因此实现对所述预燃室20定向的安装。因此，所述贯通开口24例如也能相对于当前未进一步示出的所述内燃机100的喷射器定向，所述喷射器能构造用于将燃料直接注入到所述燃烧室104中。在可发生的所述点火装置10从所述气缸盖102拆卸的情况下，亦即在所述点火装置10与所述气缸盖102分离的情况下，所述耦合元件(在这里：销)与所述凸缘50(该凸缘总体可构造为凸肩)在所述预燃室20处的耦合负责使得在所述点火装置10拧下来的情况下(亦即在所述螺纹区域34与所述内螺纹108的螺纹连接分离的情况下)所述预燃室20能和所述点火源30一起与所述气缸盖102分离，只要所述预燃室20位于所述旋转定向位置中的一个旋转定向位置中。
43.通过所述耦合元件40和凸缘50，至少能在所述预燃室20与所述点火源30之间传递拉力。因此，如果所述点火装置10与所述气缸盖102分离，那么所述预燃室20能与所述点火源30一起自所述气缸盖102处的所述接收开口106中被拉出。由于在所述旋转定向位置中的一个旋转定向位置中所述耦合元件40支撑在所述凸缘50上，拉力能从所述点火源30传递到所述预燃室20上并且所述预燃室20因此能与所述点火源30一起自所述接收开口106中被拉出。
44.附图标记列表
45.10点火装置
46.12密封座
47.20预燃室
48.22预燃室壁
49.24贯通开口
50.26预燃室内部空间
51.30点火源
52.32点火源壁
53.33开口
54.34螺纹区域
55.36中心电极
56.38对电极
57.40耦合元件
58.50凸缘
59.52缺口
60.100内燃机
61.102气缸盖
62.104燃烧室
63.106接收开口
64.108内螺纹
65.k机动车
66.l纵向延伸方向
67.m中轴线
68.pk1第一旋转定向位置
69.pk2第二旋转定向位置
70.pke解耦旋转定向位置
71.u周向方向

技术特征：
1.用于内燃机(100)的点火装置(10)，该点火装置具有至少一个预燃室(20)和至少一个点火源(30)，其特征在于，所述至少一个预燃室(20)在所述点火装置(10)的纵向延伸方向(l)上无偏移地在所述预燃室(20)的至少两个旋转定向位置(pk1，pk2)之间相对于所述点火源(30)以能围绕所述点火装置(10)的中轴线(m)旋转的方式与所述至少一个点火源(30)耦合并且在至少一个解耦旋转定向位置(pke)中能可逆地从所述至少一个点火源(30)拆卸并且能在纵向延伸方向(l)上与所述点火源(30)间隔开距离。2.根据权利要求1所述的点火装置(10)，其特征在于，所述点火装置(10)包括至少一个耦合元件(40)，所述至少一个预燃室(20)和所述至少一个点火源(30)通过所述耦合元件至少在所述至少两个旋转定向位置(pk1，pk2)中在纵向延伸方向(l)上无偏移地以能围绕所述中轴线(m)旋转的方式相互耦合。3.根据权利要求2所述的点火装置(10)，其特征在于，所述点火装置(10)包括设置在所述至少一个预燃室(20)上并且在所述至少一个点火装置(10)的周向方向(u)上局部地环绕的凸缘(50)，至少在所述至少两个旋转定向位置(pk1，pk2)中，所述至少一个点火源(30)能通过所述耦合元件(40)在纵向延伸方向(l)上支撑在所述凸缘上。4.根据权利要求2所述的点火装置(10)，其特征在于，所述点火装置(10)包括设置在所述至少一个点火源(30)上并且在所述至少一个点火装置(10)的周向方向(u)上局部地环绕的凸缘(50)，至少在所述至少两个旋转定向位置(pk1，pk2)中，所述至少一个预燃室(20)能通过所述耦合元件(40)在纵向延伸方向(l)上支撑在所述凸缘上。5.根据权利要求3或4所述的点火装置(10)，其特征在于，所述局部地环绕的凸缘(50)被缺口(52)中断，所述耦合元件(40)在所述至少一个解耦旋转定向位置(pke)中能沿纵向延伸方向(l)穿过所述缺口，并且因此，所述至少一个点火源(30)与所述至少一个预燃室(20)能可逆地相互分离。6.根据权利要求2至5之一所述的点火装置(10)，其特征在于，所述至少一个耦合元件(40)构造为销，尤其是构造为圆柱销，或者构造为通过卷边制成的凸起，尤其是构造为鼻部。7.根据前述权利要求之一所述的点火装置(10)，其特征在于，所述至少一个点火源(30)构造为火花塞。8.根据前述权利要求之一所述的点火装置(10)，其特征在于，所述至少一个点火源(30)与所述至少一个预燃室(20)彼此形成密封座(12)。9.内燃机(100)，所述内燃机具有根据权利要求1至8之一所述的点火装置(10)。10.机动车(k)，所述机动车具有根据权利要求9所述的内燃机(100)。

技术总结
本发明涉及一种用于内燃机(100)的点火装置(10)，其具有至少一个预燃室(20)和至少一个点火源(30)。所述预燃室(20)在点火装置(10)的纵向延伸方向(L)上无偏移地在所述预燃室(20)的至少两个旋转定向位置(PK1，PK2)之间相对于所述点火源(30)以能围绕所述点火装置(10)的中轴线(M)旋转的方式与所述点火源(30)耦合。所述预燃室(20)在至少一个解耦旋转定向位置(PKE)中能可逆地从所述点火源(30)拆卸并且能在纵向延伸方向(L)上与所述点火源(30)间隔开距离。本发明的另外的方面涉及一种具有点火装置(10)的内燃机(100)以及一种具有内燃机(100)的机动车(K)。(100)的机动车(K)。(100)的机动车(K)。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2023/6/29