用于内燃机的点火单元
阅读：890发布：2020-05-25
专利汇可以提供用于内燃机的点火单元专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提出了用于 内燃机 的 燃烧室 的点火装置，该点火装置具有第一 电极 和借助于执行机构可移动的第二电极。在此，所述点火装置被设计用于：在中断所述第一电极与所述第二电极之间的 接触 时产生第一点火火花。为此，将所述第二电极从所述第一电极处移开。按照本 发明 ，还设置有第三电极，所述第三电极相对于所述第一电极具有间距。借助于所述第三电极，可以额外地产生第二点火火花，方法是：将所述第二电极从其他两个电极处移开。借助于所述三个电极，所述点火单元被设计用于：在所述第二电极运动的过程中让所述两个点火火花沿着横向于所述点火火花的纵向延伸的方向穿过在所述电极之间形成的空间。，下面是用于内燃机的点火单元专利的具体信息内容。
1.用于内燃机的燃烧室（II）的点火装置，包括
第一电极（E1），
借助于执行机构可移动的第二电极（E2），其中
所述点火装置被设计用于：在中断所述第一电极（E1）与所述第二电极（E2）之间的接触时产生第一点火火花（F1），方法是将所述第二电极（E2）从所述第一电极（E1）处移开，第三电极（E3），该第三电极相对于所述第一电极（E1）有间距地布置，其中在所述第二电极（E2）远离其他两个电极（E1、E3）运动时额外地产生第二点火火花（F2），
所述三个电极（E1、E2、E3）如此布置，使得所述可移动的第二电极（E2）在其运动之前分别在接触位置（11、12）处与所述第一电极（E1）和所述第三电极（E3）相接触，其特征在于，
所述第一电极（E1）和所述第三电极（E3）具有共同的狭窄部位（10），在该狭窄部位处布置有其彼此间最小的间距，并且
所述第一电极（E1）和所述第三电极（E3）之间的间距朝向所述狭窄部位（10）如此减小，使得两个所述点火火花（F1、F2）彼此分开地或者作为合并的点火火花朝向所述狭窄部位（10）运动，并且沿着横向于所述点火火花的纵向延伸的方向穿过在所述三个电极（E1、E2、E3）之间形成的空间。
2.按权利要求1所述的点火装置，其特征在于，从所述接触位置（11、12）来看，所述第二电极（E2）以一区段朝所述第一电极（E1）和所述第三电极（E3）的方向或者朝所述狭窄部位（10）的方向伸出。
3.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，在所述点火火花（F1、F2）的两个端部上分别具有火花底点（FF11、FF12、FF21、FF22），其中在所述第二电极（E2）运动的过程中所述火花底点（FF11、FF12、FF21、FF22）在第一和第二电极（E1、E2）的表面上朝所述狭窄部位（10）运动。
4.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，所述三个电极（E1、E2、E3）被设计用于，在所述第二电极（E2）运动的过程中在所述狭窄部位（10）的附近使所述第一点火火花（F1）和所述第二点火火花（F2）合并。
5.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，
所述第一电极（E1）与电源（u1）的负极电连接并且所述第三电极（E3）与所述电源的电接地部或相应的正极电连接，其中在所述负极与所述第一电极（E1）之间设置有电感（L），或者
所述第一电极（E1）与电源（u1）的正极电连接并且所述第三电极（E3）与所述电源的电接地部或相应的负极电连接，其中在所述正极与所述第一电极（E1）之间设置有电感（L）。
6.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，所述第二电极（E2）构造为圆筒形或印章形并且/或者具有平坦的、尖的、锥形的或拱形的端面，该端面朝向其他两个电极（E1、E3），并且/或者
所述第一电极（E1）和所述第三电极（E3）构造为圆筒形、方形、L形或弧形。
7.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，所述执行机构包括至少一个电的线圈（S1、S2），所述线圈与磁芯（M）共同作用，所述磁芯则与所述第二电极（E2）机械地连接。
8.按权利要求1或2所述的点火装置，其特征在于，所述第一和第三电极（E1、E3）布置在虚拟的空心锥的侧面上，其中所述第二电极（E2）至少部分地布置在所述虚拟的空心锥的内部。
9.按权利要求7所述的点火装置，其特征在于，所述执行机构还包括复位弹簧（17），所述复位弹簧抵抗通过所述线圈（S1、S2）和所述磁芯（M）所产生的力。
10.具有至少一个燃烧室（II）并且具有至少一个按前述权利要求中任一项所述的点火装置的内燃机，其特征在于，所述点火装置的三个电极（E1、E2、E3）布置在所述燃烧室（II）的内部并且所述点火装置的执行机构布置在所述燃烧室（II）的外部（I）。
用于内燃机的点火单元
技术领域
背景技术
[0002] 在现有技术中已知用于外部点火的内燃机的点火单元。经常借助于电感来缓存的电能穿过两个电极之间的燃烧室空间，由此点燃燃烧室内的可点燃的混合物。通常所述两个电极在此相对于彼此固定地布置。由此预定义所述电极之间的同样固定的火花间隙。为了能够成功地点燃所述混合物，在所述点火火花间隙的区域中必须存在至少部分可点燃的混合物，所述点火火花间隙仅仅具有随机分布的位置方差。尤其在内燃机的部分负荷范围内使用稀薄的混合物的趋势在此向所述点火火花间隙的区域中的混合物分层提出了更高的要求。
[0004] US 4,757,788公开了一种不是通过所述活塞运动而是借助于单独的继电器进行触点分离的方案。
[0005] 此外，已知在燃烧室的内部设置多个点火火花间隙并且/或者者为相同的点火间隙设置重复的点火的方案，以提高成功的点火的可能性。但是这提高了对用于点火过程的材料以及电能的需求。
发明内容
[0006] 现有技术的前面所提到的缺点按照本发明通过一种用于内燃机的点火单元得到解决。相应地，所述点火单元具有第一电极和第二电极，其中所述点火单元被设计用于：在所述第一电极与所述第二电极之间提供第一点火火花。为此所述第一电极和所述第二电极被设计用于：布置在内燃机的燃烧腔或燃烧室的内部。所述点火单元可选地能够包括其他如从现有技术中（例如电感和/或变压器的形式）所已知的那样的、用于产生第一点火火花的元件。所述第二电极以相对于所述第一电极可移动的方式来布置。换言之，所述第二电极可以相对于所述点火单元或相对于所述第一电极来移动、转动或摆动。这例如可以借助于执行机构（“马达”）来进行，所述执行机构是所述点火单元的可选的组成部分，并且所述第二电极根据电磁原理（例如从电动力学的扬声器中已知）并且/或者通过压电陶瓷而运动。按照本发明，所述点火单元在此被设计用于：在所述第二电极运动的过程中用所述第一点火火花来扫过所述燃烧室的预定义的面。换言之，所述第一电极和所述第二电极被设计用于：使所述点火火花关于其纵向延伸方向以横向分量来运动。此外，所述点火单元包括第三电极，其中所述第三电极和所述第二电极被设计用于形成第二点火火花。换言之，也可以在所述第三电极与所述第二电极之间产生点火火花，附加地并且特别地该点火火花可以与所述第一点火火花同时存在。在此，对于所述第三电极来说可以相应地适用前面结合所述第一电极所作的描述。通过这种方式扩大了潜在地被所述点火火花扫过的面，而不必过量地提高为产生所述点火火花所需要的点火电压。按照本发明，可以如此相对于所述第一电极和/或第三电极来导引所述第二电极，使得所述火花间隙通过预定义的面来运动或摆动。换言之，所述点火火花间隙的总和描绘了所述燃烧室内部的、通过一个或多个电极的运动来预定义的面。按照本发明，所述第二电极被设计用于在运动的开始接触所述第一电极和/或所述第三电极。换言之，在所述燃烧室的内部在所述第二电极与所述第一电极或所述第三电极之间建立导电的连接，这能够产生用作断电火花的点火火花，方法是：将所述第二电极从所述第一电极和/或所述第三电极处移开。通过这种方式降低了为了产生点火火花所需要的点火电压以及能量开销，并且绝缘措施可以不那么麻烦。此外，设置有电磁的和/或机电的执行机构，并且所述执行机构被设计用于使所述第二电极运动。换言之，用于使第二电极运动的执行机构可以使用机电的和/或电磁的作用原理。作为替代方案或补充方案，也可以使用压电陶瓷。可以设置控制单元，以便根据与点火时刻相匹配的时间顺序向所述执行机构供给电能。这种控制例如可以由控制内燃机的发动机控制器来承担。
[0008] 进一步优选如此布置所述三个电极，使得可移动的第二电极在其运动之前相应地在接触位置处与所述第一电极接触并且额外地与所述第三电极接触。换言之，所述第二电极在其运动之前相应地与所述第一电极和第三电极处于接触之中。这提供以下优点：所述第一和第三电极同时形成相应的点火火花，从而在达到最大由所述两个点火火花扫过的面时可以尽可能好地将点火电压降低到最低限度。
[0009] 有利地，所述第一电极和所述第三电极具有共同的狭窄部位（Engstelle），在该狭窄部位处布置有所述两个电极彼此间的最小间距。这样的狭窄部位在此提供了预定义的、用于形成共同的点火火花的位置。在此，可以如此选择所述狭窄部位处的材料参数，从而存在特别高的火花侵蚀抵抗力。此外，可以让布置在其他火花间隙上的火花自动地朝所述共同的狭窄部位的方向移动，这一点例如在沿着所述电极线性地减小间距时是可能的。通过这种方式，可以使所述第一与第三电极之间的点火火花在满足能量最小化原理的情况下穿过所述燃烧室，而为此不需要所述电极之一的进一步的运动。通过这种方式降低了火花侵蚀，并且能够在所述燃烧室的内部在不同的点上进行点火。
[0010] 优选所述第二电极如此构造，使得其朝与所述第一电极或第三电极的接触位置的方向具有凸出的表面。换言之，与所述第一电极或第三电极最近的点相对于所述第二电极的表面上的相邻的点而突出。这样的表面几何体即使在所述第二电极进行线性的运动时也能够使布置在所述第二电极上的点火火花底点（Zündfunkenfußpunkt）有针对性地移动。通过这种方式可以使用线性的执行机构，该线性的执行机构的机械装置可以构造得较结实。
[0011] 进一步优选所述电极如此构造，使得所述点火火花在其两个端部上分别具有火花底点，在所述第二电极运动的过程中所述火花底点在第一和第二的电极的表面上朝狭窄部位运动。在此，例如可以在第一时刻在两个电极之间形成点火火花，所述点火火花的长度在所述第二电极的运动过程中减小，方法是：所述火花底点沿着所述电极的表面移动。在此，所述第二电极的运动要么负责总的来说在两个电极之间的位置上产生点火火花，在所述位置上所述两个电极彼此间不具有最小的间距。另一方面，由于所述第二电极的运动所述点火火花在相应的时刻可以布置在狭窄部位处，但是所述狭窄部位本身与所述火花一起移到所述电极的表面上面。
[0012] 这种设计方案也能够实现为了在不同的空间点上点燃所述混合物而降低在所述燃烧室的同一个位置上的火花侵蚀。
[0013] 进一步优选所述三个电极如此构造并且通过所述第二电极的运动来设计用于：在所述第二电极的运动的过程中在所述狭窄部位的附近让所述第一点火火花和所述第二点火火花合并。换言之，有利地如此相对于彼此来布置所述第一、第二和第三电极并且额外地如此移动所述第二电极，使得例如两个不同的点火火花的两个火花底点在所述电极之一（例如所述第二电极）的表面上彼此接近并且随后彼此结合。这样的情况引起以下结果：新产生的点火火花不再满足能量最小化原则，因为所述新产生的点火火花在所述第一点火火花的起点与所述第二点火火花的终点之间（沿着电流方向观察）没有直接的连接。因此共同的（结合的）点火火花底点松开，并且沿着现在所产生的共同的点火火花的第一火花底点与第二火花底点之间的线性的连接的方向来扫过所述燃烧室。这种情景也扩大了所述位置的数目或所述空间，在所述空间可以进行点火。
[0014] 例如所述第一电极可以与电源的负极电连接并且所述第三电极可以与所述电源的接地线电连接。
[0015] 在此所述（活动的）第二电极可以具有处于所述负极与电接地部之间的电位，该电位将所述负极与所述电接地部之间的电压大致对半分。这能够如前面已经描述的那样实现两个点火火花的、特别容易的结合。特别地，可以在所述负极与所述第一电极之间设置电感，该电感被设计用于形成磁场，借助于该磁场可以缓存所需要的火花能量。所述电位的、前面所描述的布置当然也可以在没有功能限制的情况下颠倒，使得所述第一电极与电源的负极电连接并且所述第三电极与所述电接地部（或其他相应的电位）电连接。
[0016] 优选所述第二电极构造为圆筒形或印章形。作为“印章形”例如是指一种横截面，对于该横截面来说较窄的杆部逐渐变为较宽的、主要为凸出的端部区域。这样的印章形状提供了大量可能的、相邻的电极的火花间隙，所述相邻的电极在与所述凸出的端部区域的连接中可以具有狭窄部位。
[0017] 附加地，所述第二电极可以具有平坦的、尖的、锥形的或拱形的端面，所述端面面向其他两个电极。作为替代方案或补充方案，所述第一电极和所述第三电极可以构造为圆筒形、方形、L形或弧形。按照相对的运动方向，所述电极表面的前面提到的设计方案是合适的可行方案，用于在所述第二电极的运动过程中使火花间隙移动穿过所述燃烧室并且实现可靠的点火以及避免火花侵蚀。
[0018] 十分优选地，所述第一和第三电极布置在虚拟的空心锥的侧面上，其中所述第二电极至少部分地布置在虚拟的空心锥的内部。这能够实现在所述第二电极离开所述第一与第三电极之间的预定义的位置之前避免所述第一与第三电极之间的直接的且不受欢迎的点火火花间隙。
[0019] 优选所述点火单元被设计用于：在所述第二电极运动的过程中使所述第一和/或第二电极上的火花底点沿着所述第一电极和/或第二电极的表面移动预定义的距离。换言之，所述第二电极的运动此外引起以下结果：在存在所述点火火花期间至少一个火花底点在所述第一和/或第二电极的表面上经过预定义的路程。相应的情况可以适用于所述第二电极和所述第三电极。通过这种方式，所述电极表面的侵蚀减小或分布到较大的面区域内，由此可以避免或推迟对于所述点火单元的使用寿命来说相关的损坏。
[0020] 进一步优选所述第一和第二电极的表面可以相对于彼此如此构造，从而在所述第二电极的运动过程中不同的表面点对彼此间具有最短的距离。换言之，两个属于彼此的、至少关于预定义的区段对所述电极之间的最短的距离进行定义的表面点的位置取决于所述第二电极的当前的位置。这可以通过对于所述电极几何体的合适的选择并且/或者通过由所述第二电极所完成的轨迹来实现。相应的情况可以适用于所述第二电极和所述第三电极。因为点火火花倾向于必须经过尽可能短的火花间隙，所以可以-如前面所描述的那样-迫使所述第一点火火花扫过所述燃烧室并且另一方面迫使所述火花底点在所述电极的表面上移动。提高了成功的点火的可能性并且可以抵制侵蚀。
[0021] 优选处于所述第一电极与所述第三电极之间的空间大面积地朝所述燃烧室敞开。换言之，布置在所述电极之间的空间与其朝向燃烧室的方向的耦合面相比具有相对小的容积。这例如可以通过所述各个电极的紧凑的（例如圆筒形的）结构形式来实现。通过这种方式来保证，所述电极一方面被尽可能多的混合气从四面冲刷，另一方面所述电极的机械载荷通过在其之间形成的空间的膨胀在点火过程中在很大程度上得到阻止。按照所述执行机构的结构，燃烧热可能导致损坏或功能障碍。因此有利的是，将包围所述执行机构的壳体构造为热绝缘的结构。
[0022] 按照本发明的另一个方面，提出一种具有至少一个燃烧室和至少一个如上面已经详细描述的那样的点火装置的内燃机。按照本发明，所述三个电极在此在所述燃烧室的内部具有区段，而所述点火装置的执行机构则布置在所述燃烧室的外部。通过这种方式可以保护所述执行机构不受所述燃烧室内部的热的、化学的和机械的载荷的损害。
[0023] 如果在前面的说明的范围内仅仅对作为可运动的电极的电极（第二电极）进行探讨，那么对于本领域的技术人员来说清楚的是，当然可以将两个或甚至三个电极构造为可运动的结构，而不脱离本发明的范围。在此可以考虑用于电极的许多不同的设计方案、表面几何体和运动轨迹，它们实现了被要求权利的主题。附图说明
[0024] 下面参照附图对本发明的实施例进行详细描述。在附图中：
[0025] 图1是用于对在电极相互接触时借助于活动的电极产生断电火花的情况进行解释的原理线路图；
[0026] 图2是用于对在电极彼此分开时借助于活动的电极产生断电火花的情况进行解释的原理线路图；
[0027] 图3是在接触的状态中固定的和可移动的电极的空间布置的原理草图；
[0028] 图4是在彼此分开的状态中固定的和可移动的电极的空间布置的原理草图；
[0029] 图5a到5e是一系列原理草图，这些草图显示了三个电极之间的两个点火火花通过一个电极的运动进行合并的情况；
[0030] 图6是替代的、具有线性地收敛的缝隙的电极几何体的原理草图；
[0031] 图7是替代的、具有沿着锥状的侧面收敛的缝隙的电极几何体的原理草图；并且[0032] 图8是替代的、具有沿着空心球面收敛的缝隙的电极几何体的原理草图。
具体实施方式
[0033] 图1示出了电能源U1，该电能源被设计用于：通过电感L1来驱送电流i1。为此，在所述电感L1的后面借助于执行机构A1对地连接开关S1。所述开关S1在此包括第一电极E1和第二电极E2。在图1中，所述两个电极E1、E2彼此处于电接触之中。所述电感L1通过电流i1用磁能来充电。
[0034] 图2示出了在借助于所述执行机构A1断开所述开关S1之后在图1中示出的布置结构。由于现在断开的开关S1，在现在在空间上彼此分开的电极E1和E2之间已经形成点火火花F。其能量通过所述电感L1的磁场来提供。如果所述开关S1或所述电极E1、E2的布置结构处于燃烧室II的内部并且可点燃的混合物处于所述点火火花F的区域中，那就可以将所述点火火花用于点燃所述混合物。
[0035] 图3示出了两个电极E1、E2的一种可能的空间的设计方案的原理草图。所述第一电极E1至少部分地（在所述燃烧室II的内部）构造为弧形，并且在远侧的端部上通过可移动的第二电极E2在接触位置11处接触。所述第二电极E2沿着箭头P的方向可移动地支承，从而可以在所述第一电极E1与所述第二电极E2之间产生间距。例如可以通过借助于在图1和2中所示出的布置结构来向在图3中所示出的布置结构供给电流。所述第二电极E2借助于磁芯M与包围所述磁芯M的、作为执行机构的线圈S1而被设计用于：通过电源12的电压信号u（t）以预定义的方式来运动。所述执行机构布置在所述燃烧室的外部，从而防止其受到热的、化学的和机械的影响。
[0036] 图4示出了在沿着箭头P的方向移动所述第二电极E2之后在图3中示出的布置结构。在图3中示出的接触位置11上，现在产生一狭窄部位10，在该狭窄部位上所述电极E1、E2彼此间具有最小的间距。在这种情况下电流导致点火火花F，其长度随着所述第二电极E2的移动幅度的增加而增加。所述点火火花F的底点FF1、FF2在此不是沿着所述电极E1、E2的表面移动。通过这种方式，虽然可以降低所需的点火电压，但是固定的点火火花底点对FF1、FF2导致位置固定的火花侵蚀。此外，火花间隙（除了其长度之外）基本上是静止的或不能以预定义的方式运动。为了进行成功的点火，因此需要将可点燃的混合物置于所述点火火花F的非常有限的空间区域上。
[0037] 图5a示出了点火单元的点火布置结构的一种按本发明的设计方案，该点火单元包括固定的第一电极E1、可移动的第二电极E2和固定的第三电极E3。所述第一电极E1和所述第三电极E3在此具有两个基本上平行的区段13、14，在所述区段的外面的/远侧的端部上所述电极E1、E3通过基本上山墙状的结构15、16相互接近。所述第二电极E2与所述第一电极E1的端部区段（15）以及所述第三电极E3的端部区段（16）处于电接触之中。所述第二电极E2在此具有面向所述端部区段15、16的凸出的表面，所述凸出的表面使人想起透镜的顶面。所述点火单元的（未示出的）电流流过所述第一电极E1与所述第二电极E2之间以及所述第二电极E2与所述第三电极E3之间的电连接部。通过电源U1来产生流过所述第一电极E1和所述第二电极E3的电流，其中以与所述电源U1串联的方式设置有电感L，该电感被用作蓄能器。如果所述可移动的电极E2在所示出的情况中与所述第一电极E1和所述第三电极E3相接触，那么电流就流过所述电感L，在将所述第二电极E2从所述第一和第三电极E1、E3处移开时所述电流各产生一个如结合接下来的附图所要讨论的那样的断电火花。所述第二电极E2的运动能够通过两个线圈S1和S2来实现。这两个线圈围绕着壳体18布置在所述燃烧室II的外部。在所述壳体18的内部有一磁芯M，该磁芯机械地、优选刚性地与所述第二电极E2相耦合。流过所述第一线圈S1的电流根据电动力学原理引起所述磁芯M在穿过所述线圈S1的磁场的内部朝第一方向运动。该方向例如可以指向所述复位弹簧元件17 的方向，所述复位弹簧在这样的运动过程中被压缩并且产生复位力。相应的情况适用于流过所述第二线圈S2的电流。该第二线圈被设计用于：根据电流的方向就像所述复位弹簧17一样发挥力作用，由于所述力作用所述第二电极E2朝所述狭窄部位10的方向移动。替代地使用或操控所述第二线圈S2这种方式在此能够实现将所述第一线圈S1和所述第二线圈S2的电磁力相加，并且由此在很大程度上线性的力扩展（Kraftenfaltung）的情况下能够实现较大的升程，并且额外地能够实现使用两种彼此独立地产生的电流。使用第二个线圈S2的另一个优点（作为所述复位弹簧17的补充方案或替代方案）在于其对所述磁芯M的定心作用。在所示出的示例中，所述电流i1、i2由（未示出的）控制单元来提供。例如发动机控制器或为了点火而设置的控制单元也可以被设计用于产生所述两种线圈电流i1、i2。
[0038] 图5b示出了在所述第二电极E2沿着箭头P的方向离开了所述第一电极E1和第三电极E3的端部区段的山墙状的结构之后在图5a中示出的布置结构。由于所述第二电极E2从所述第一电极E1处移开，在这两个电极之间在构造为狭窄部位10形式的、具有最小间距的区域中形成了第一点火火花F1，在所述狭窄部位的区域中具有所述第一电极E1上的第一点火火花底点FF11并且具有所述第二电极E2上的第二点火火花底点FF12。该第一点火火花布置在所述第一电极E1与所述第二电极E2之间的狭窄部位10的区域中。相应地，由于所述第二电极E2从所述第三电极E3处移开，在所述第二电极E2与所述第三电极E3之间在狭窄部位10的区域中形成了第二点火火花F2，在所述狭窄部位的区域中具有所述第二电极E2上的第三点火火花底点FF22并且具有所述第三电极E3上的第四点火火花底点FF21。所述布置结构明显地构造为对称的结构。
[0039] 图5c示出了在所述第二电极E2已经进一步沿着箭头P的方向离开所述第一电极E1和所述第三电极E3的端部区段之后在图5b中示出的布置结构。所述第一点火火花F1和所述第二点火火花F2在此朝所述第一电极E1和所述第三电极E3之间的最小的间距的方向、也就是沿着箭头P1或P2的方向移动。所述电极E1、E2和E3的表面几何体在此如此构成，使得所述点火火花底点FF11-FF22在所述第二电极E2运动的过程中沿着所述箭头P的方向移动。如果布置在所述第二电极E2上的点火火花底点FF12、FF22进一步沿着所述箭头P1、P2的方向移动，那么所述点火火花F1、F2的底点在所述第二电极E2的表面上相碰，由此所述火花F1、F2合并。
[0040] 图5d示出了所述第二电极E2沿着箭头P的方向的运动的结果。布置在第二电极E2上的点火火花底点FF12、FF22已经相碰，作为响应所述第一点火火花F1和所述第二点火火花F2被合并成一个唯一的点火火花F。因为现在V形地移动的点火火花F力求根据能量最小化原理来相应地缩短，所以出现在图5e中示出的情况。
[0041] 在图5e中，所述点火火花的底点在所述第一电极E1和第三电极E3的相对于彼此具有最小间距的点上移动。仅仅该火花间隙满足用于所述点火火花F的能量最小化原理。在图5a至5e的一览中清楚地看出，所述点火火花F1、F2或所述点火火花F由于所述第二电极E2的运动而已经扫过哪个面区域。相对于如现有技术所教导的那样的位置固定的火花间隙，明显地提高了为了一个或多个点火火花将可点燃的混合物点燃的可能性。
[0042] 图6示出了一种作为在图5中示出的电极布置结构的替代方案的电极几何体。所述电极E1、E3的处于燃烧室II中的电极区段例如构造为圆筒形或棒形，其中其横截面可以为圆形、椭圆形或矩形。这两个电极朝所述燃烧室的方向线性地彼此接近通过所述执行机构或通过所述第二电极E2的运动方向来假想的轴线。同样结合图5对所述布置结构的作用原理进行讨论。
[0043] 图7示出了三个电极E1、E2、E3的替代的布置结构和设计方案。第一电极E1和第三电极E3沿着锥形的（或“圆锥形的”）包络面螺旋状地布置。在所述两个电极E1、E3的下方布置有第二电极E2，所述第二电极在所示出的情况中首先接触这两个电极E1、E3。尽管所述电极E1、E3关于所述锥体的轴线径向彼此对置，所述第一电极E1与所述第三电极E3之间的间距朝着所述锥体的尖端S的方向收窄。在第一时刻t=t0（如结合图5a）-e）所解释的那样）两个断电火花分别在所述第一电极E1与所述第二电极E2之间以及在所述第二电极E2与所述第三电极E3之间产生，并且随后由于所述第二电极E2从所述第一电极E1和第三电极E3处移开而在所述锥体的底部合并。该过程已经结合图5a）-5e）进行了描述。
[0044] 在所述第一电极E1与所述第三电极E3之间产生了合并的点火火花Ft1之后，该点火火花就力求减小有待克服的火花间隙，以便满足能量最小化原理。相应地，所述点火火花Ft1在所述锥体中向上朝所述尖端S的方向移动，其中所述点火火花如通过箭头P3所勾画出来的那样围绕着所述锥体的旋转对称轴线进行旋转。在时刻t=t2，所述点火火花Ft1将所述电极螺旋线进一步向上“拧紧”，使得其从现在起作为点火火花Ft2具有比以前更小的长度。为了满足能量最小化原理，所述电极E1、E3的点火火花底点FF1、FF2进一步向上移动，直至其在后来的时刻t=t3形成点火火花Ft3，该点火火花在间距最小的两个点之间到达所述电极E1、E3之间的狭窄部位10处。
[0045] 图8示出了三个燃烧室电极E1、E2、E3的替代的布置结构。所述第一电极E1和所述第三电极E3基本上相对于对称轴线y对称地布置并且相对于所述第二电极E2的运动轴线对称地布置。在此，所述第一电极E1和所述第三电极E3具有两个局部的狭窄部位10a、10b，在这两个局部的狭窄部位之间所述两个电极E1、E3具有凹入的区段。换言之，所述电极之间的间距在所述局部的狭窄部位10a、10b之间的区域中洞状地扩大。在如此构成的洞的内部示出了可移动的第二电极E2处于三个可能的位置a）、b）、c）中的情况。所述第二电极E2在此具有基本上为球形的端部区段，所述球形的端部区段具有比在所述第一电极E1与所述第三电极E3之间形成的洞更小的半径。通过这种方式可能的是，在所述位置a）中的所述第二电极E2与所述第一电极E1和第三电极E3在其最外面的端部上具有相应的接触位置11、12，而所述第二电极（在沿着所述箭头P的方向运动之后）沿着其悬架的方向具有相应的接触位置11、12。在所示出的位置b）中，所述第二电极E2处于所述位置a）与b）之间，其中所述第二电极尤其与所述凹入的电极表面的、距所述对称轴线y有最大间距的位置之间具有狭窄部位。
在位置a）中可以在所述第一电极E1与所述第二电极E2之间或在所述第三电极E3与所述第二电极E2之间产生相应的断电火花。如果现在所述第二电极E2从位置a）运动到位置b）中，那么所述第二电极E2与所述固定的电极E1、E3之间的相应的狭窄部位就沿着所述第二电极E2的球形的表面以及所述第一电极E1或第三电极E3的空心球状的表面上的相应的点移动。
最后，所述第二电极E2到达其最终位置c）中，在所述最终位置中所述第二电极重新与所述固定的电极E1、E3相接触。在该位置中，因而可以产生另一个断电火花，方法是：掉转所述第二电极E2的运动方向，直至其最后在所述位置a）中重新与所述第一电极E1和所述第三电极E3达到相接触的状态。通过这种方式，不仅所述第二电极的去程运动而且其回程运动（例如在两个彼此连续的点火周期中）都可以按照本发明来设计。
在位置a）中可以在所述第一电极E1与所述第二电极E2之间或在所述第三电极E3与所述第二电极E2之间产生相应的断电火花。如果现在所述第二电极E2从位置a）运动到位置b）中，那么所述第二电极E2与所述固定的电极E1、E3之间的相应的狭窄部位就沿着所述第二电极E2的球形的表面以及所述第一电极E1或第三电极E3的空心球状的表面上的相应的点移动。
最后，所述第二电极E2到达其最终位置c）中，在所述最终位置中所述第二电极重新与所述固定的电极E1、E3相接触。在该位置中，因而可以产生另一个断电火花，方法是：掉转所述第二电极E2的运动方向，直至其最后在所述位置a）中重新与所述第一电极E1和所述第三电极E3达到相接触的状态。通过这种方式，不仅所述第二电极的去程运动而且其回程运动（例如在两个彼此连续的点火周期中）都可以按照本发明来设计。
[0046] 本发明的核心构思是，通过至少一个电极的可移动的布置结构以预定义的方式位置可变地产生用于内燃机的点火单元的点火火花。在此在第一时刻相对于第二时刻以预定义的方式使所述火花间隙移动、转动、摆动或以其他方式改动，以便在不同的时刻突破不同的燃烧室空间。成功地点燃可点燃的混合物的可能性由此得到提高，从而可以使用稀薄的混合物或不太均匀的混合物。额外地可以避免电极侵蚀，方法是：相应的电极上的点火火花底点随着时间而在所述电极的表面上移动。
[0047] 即使借助于结合附图所解释的实施例对按本发明的方面和有利的实施方式进行了详细描述，但是对于本领域的技术人员来说可以考虑所示出的实施例的特征的改动和组合，而不脱离本发明的范围，其保护范围通过随附的权利要求来定义。
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