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    公开号:WO1985003109A1
    申请号:PCT/EP1985/000002
    申请日:1985-01-03
    公开日:1985-07-18
    发明作者:Joachim Schick；Herbert Kaniut
    申请人:Joachim Schick；Herbert Kaniut；
    IPC主号:F02P23-00
    专利说明:
    [0001] Brennkraftmaschine mit Zündung durch in die Brennkammer ein¬ führbare hochenergetische Strahlen.
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, bei welcher ein zündbares Brennstoffgemisch während einer Verdichtungs ha¬ se mittels eines Hubkolbens oder- eines Kreiskolbens in einem Brennkammer äum verdichtet wird, mit in diesen Brennkammer¬ raum einmündenden Lichtleitern, über welche von einer Licht¬ quellenanordnung ausgehende hochenergetische Strahlung in Form mehrerer nichtfokussierter Strahlen, insbesondere Laserstrah¬ len in die Brennkammer einführbar ist.
    [0003] Es ist bereits bekannt, ein in einem Brennkammerräum einge¬ schlossenes zündbares Brennstoffgemisch zum ZündZeitpunkt mittels Strahlung zu zünden, welche mittels einer geeigneten Optik auf einen Punkt innerhalb des das verdichtete zündbare Brennstoffgemisch enthaltenden Brennkammerraumes fokussiert wird. Dieser Brennpunkt entspricht dem Lichtbogen oder* Zünd¬ funken zwischen den Elektroden der Zündkerze eines herkömm¬ lichen Zündsystems und bildet den Ausgangspunkt von Flammen¬ fronten, die sich durch das zündbare Brennstoffgemisch hin¬ durch zu den Brennkammerwänd n und zur diesen benachbarten Kolbenstirnfläche hin ausbreiten. Es hat sich gezeigt, daß bei Ausbreitung der Flammenfronten von einem Punkte inner- halb des Brennkammerraumes aus vergleichsweise fette zündba¬ re Brennstoffgemische für eine ordnungsgemäße Wirkungsweise Voraussetzung sind, wobei diese fetten Gemische wiederum die Ursache für eine vergleichsweise hohe Schadstoffemission durch- die Abgase der betreffenden Brennkraftmaschine sind.
    [0004] Breitet sich aber bei Verwendung magererer zündbarer Brennstoff¬ gemische die Flammenfront langsamer aus oder kommt es bereichs¬ weise zu einem Erlöschen der Flammenfront, so kann ein voll¬ ständiges Durchzünden des verdichteten zündbaren Brennstoffge- misches gestört werden und mitunter läuft der Kolben bei Be¬ ginn des Expansionstaktes der Flammenfront gleichsam davon, wodurch die Leistung der Brennkraftmaschine herabgesetzt wird und sich wiederum die Schadstoffemission erhöht.
    [0005] Aus der US-Patentschrift 4 314 530 ist eine Brennkraftma¬ schine der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der über mehrere Lichtleiter von mehreren Lichtquellen aus Laserstrah¬ len in den das verdichtete zündbare Brennstoffgemisch enthal¬ tenden Brennkammerraum mit dem Ziele eingeleitet werden, an mehreren Punkten, die sich längs der Laserstrahlen in ihrem den Brennkammerraum durchsetzenden Abschnitt aneinanderreihen, elementare ZündVorgänge auszulösen, um auf diese Weise eine vollstän igere Verbrennung durch die hochenergetische Strah¬ lung auslösen zu können. Bei diesem bekannten System kann es jedoch vorkommen, daß insbesondere bei der Verwendung magerer zündbarer Brennstoffgemische bevorzugt nur bestimmte Flächen¬ bereiche des Querschnittes des Zylinders mit Punkten belegt werden, in denen elementare Zündvorgänge ausgelöst werden, so daß eine stark unregelmäßige Beanspruchung des Kolbens und der Zylinderwände auftritt und eine angestrebte gleich¬ mäßige Zündung des verdichteten zündbaren Brennstoffgemisches nicht erreicht wird.
    [0006] Ferner ist es aus der japanischen Patentanmeldung 56-173934 bekannt, in einen ein zündbares Brennstoffgemisch enthalten- den Brennkammerraum Laserstrahlen in solcher Weise einzulei¬ ten und innerhalb des Brennkammerraumes zu führen, daß eine iFokussierung der Laserstrahlen an einer Mehrzahl von Brennpunk- ' ten innerhalb des Brennkammerraumes erfolgt. Auch diese bekann- ι te Art und Weise der StrahlungsZündung ermöglicht nicht ein Jim wesentlichen gleichmäßiges Zünden des verdichteten zündba-
    [0007] ! ren Brennstoffgemisches und hat überdies den Nachteil eines i beträchtlichen technischen Aufwandes.
    [0008] I I
    [0009] Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine .Brennkraftmaschine der eingangs kurz beschriebenen allgemei- I nen Art in solcher Weise auszugestalten, daß auch bei Verwen¬ dung magerer und sehr magerer zündbarer Brennstoffgemische gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad, eine geringe Schadstoff¬ emission durch die Abgase und ein vergleichsweise einfacher Aufbau der Brennkraftmaschine erreicht werden.
    [0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß inde- | stens zum ZündZeitpunkt in der Brennkammer eine von einer | Vielzahl der Strahlen durchsetzte Schicht erzeugbar ist und :die Anordnung so getroffen ist, daß die Brennkammerwände und, ! in der Verdichtungsphase, die diesen gegenüberliegende Kol¬ benstirnfläche nahe dieser Schicht gelegen sind und daß fer¬ ner zum ZündZeitpunkt mindestens in einem wesentlichen Flä¬ chenbereich der Schicht elementare Zündvorgänge solchermaßen auslösbar sind, daß die von benachbarten elementaren Zündvor-
    [0011] I
    [0012] 1 gangen ausgehenden Flammenfronten sich vor einer wesentlichen ■ Verlagerung der Kolbenstirnfläche im Expansionstakt treffen.
    [0013] Dies bedeutet, daß erfindungsgemäß in dem das verdichtete r zündbare Brennstoffgemisch enthaltenden Brennkammervolumen
    [0014] 1 in Gestalt eines flachen, beispielsweise scheibenförmigen ι
    [0015] Raumgebildes eine Schicht geschaffen wird, die netzartig oder gitterartig von einer Vielzahl von hochenergetischen Strahlen durchsetzt ist, so daß im ZündZeitpunkt in dieser Schicht eine sich im wesentlichen über den gesamten Zylinder- - li -
    [0016] Querschnitt oder Brennkammerquerschnitt erstreckende Zünd¬ schicht erzeugt werden kann, von der aus sich dem Brennkam¬ merquerschnitt im wesentlichen entsprechende Flammenfronten zum einen zu den Brennkammerwänden hin und zum anderen zur Kolbenstirnfläche hin stabile Flammenfronten ausbreiten, be¬ vor eine wesentliche Bewegung der Kolbenstirnfläche in der Expansionsphase stattgefunden hat.
    [0017] Erfindungsgemäß kann die Erzeugung der ZündSchicht im vorge¬ nannten Sinne durch eine Anzahl von Maßnahmen unterstützt werden.
    [0018] Eine dieser Maßnahmen sieht vor, daß eine besonders hohe Ver¬ dichtung des zündbaren Brennstoffgemisches stattfindet, so daß die Molekularbewegung innerhalb des das verdichtete zünd¬ bare Brennstoffgemisch enthaltenden Brennkammerraumes mit ho¬ her statistischer Wahrscheinlichkeit eine ausreichend große Anzahl von die Zündung bewirkenden Molekülkom inationen in die Vielzahl hochenergetischer Strahlen innerhalb des Brenn¬ kammerraumes treibt.
    [0019] Eine weitere Möglichkeit zur Unterstützung der Bildung der Zündschicht besteht in der Beigabe von Strahlungsabsorptions- mitteln zum zündbaren Brennstoffgemisch, wobei entsprechende Absorptionsmittels weiter unten im einzelnen angegeben seien.
    [0020] Außerdem kann eine Verbesserung der Auslösung der Zündvor¬ gänge durch ein Pulsieren der zündauslösenden Strahlung er¬ reicht werden. Je nach verwendetem Brennstoffgemisch und je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine können Pulsfrequenzen im Bereich von 500 Hz bis 1 MHz zur Anwendung kommen.
    [0021] Weiterhin ist es für eine verbesserte Wirkungsweise der Brennkraftmaschine der hier vorgeschlagenen Art bedeutsam, wenn die Brennkammerwände und die Kolbenstirnfläche so ge¬ formt sind, daß sie mindestens bereichsweise zu der von den Strahlen durchsetzten Schicht in geringem Abstand parallel verlaufen. Die Brennkammerform ist also vorzugsweise so ge¬ wählt, daß sie an die von Strahlen durchsetzte Schicht des Brennkammerraumes optimal angepaßt ist, so daß die Wände der Brennkammer die zündenden Lichtstrahlen kleinräumig umschlies- sen. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die zün¬ denden Lichtstrahlen den Brennkammerraum in der Verdichtungs- phase raumfüllend bestreichen. Auf diese Weise erhält man eine zuverlässige Zündung bei mageren Luft-Kraftstoff-Gemi¬ schen, z. B. bis etwa gleich 1,7 sowie auch bei superma- geren Luft-Kraftstoff-Gemischen, z. B. bis / über etwa 2,0.
    [0022] Wie bereits gesagt, können die Strahlen in großer Anzahl mit¬ tels Lichtleitern in den Brennkammerraum eingeführt werden, wobei die Lichtleiter außerhalb des Brennkammerraumes von einer gemeinsamen Lichtquelle, insbesondere einem Laser, weg¬ führen. Besondere Kühlvorrichtungen schützen zweckmäßig so¬ wohl die Lichtleiter als auch die Lichtquelle vor der Tempe¬ ratureinwi kung aufgrund der Wärme, welche vom Motorblock durch Strahlung oder Wärmeleitung übertragen wird. Dabei kön¬ nen die Lichtleiter in ortsfest oder auswechselbar ausgebil¬ deten Lichtleitergehäusen geführt sein.
    [0023] Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform für Hubkolben- Brennkraftmaschinen sieht vor, daß die einzelnen Lichtleiter in einem Lichtleitergehäuse in Gestalt eines Lichtleiterrin¬ ges geführt sind, wobei eine gemeinsame Lichtquelle sich an einem Punkt am Außenumfang des Lichtleiterringes befindet und die Lichtleiter von der Lichtquelle ausgehend und sich umfangsmäßig verteilend schließlich radial nach einwärts in Richtung auf die Bohrung des Lichtleiterringes verlaufen, welche dem Zylinderquerschnitt entspricht, um schließlich in der Bohrungsinnenwand des Lichtleiterringes von allen Seiten her an einer Vielzahl von Punkten einzumünden. Eine andere Ausführungsform, welche sich sowohl für Hubkol- ben-Brennkraftmaschinen als auch für Kreiskolben-Brennkraft¬ maschinen eignet, enthält als Lichtleitergehäuse einen rota¬ tionssymmetrischen Körper mit einer Strahleintrittsfläche und einer Strahlaustrittsfläche, von der aufgrund eines diver¬ gierenden Verlaufes der einzelnen Lichtleiter in den rotations¬ symmetrischen Körper ein Strahlenfächer in den Brennkammerraum hinein austritt.
    [0024] Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    [0025] Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hubkolben- Brennkraftmaschine mit einem ZündSystem der hier angegebenen Art und in einer Bauart ohne Zylinderkopfdichtung,
    [0026] Fig. 2 einen Querschnitt durch die Brennkraft¬ maschine nach Figur 1 entsprechend der in Figur* 1 angedeuteten Schnittlinie A-A,
    [0027] Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Hubkolben- Brennkraftmaschine in einer anderen Aus¬ führungsform sowie in einer Bauart mit Zylinderkopfdichtung,
    [0028] Fig. 4 eine Hälfte eines Lichtleitereinsatzes zur Einleitung der zündenden Lichtstrah¬ len in den Brennkammerraum der Hubkolben- Brennkraftmaschinen nach den Figuren 1 und 3,
    [0029] Fig. 5 eine Stirnansicht zweier zusammengefügter Hälften des Lichtleiter-Einsatzes gemäß Figur 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine wiederum andere Ausführungsform einer Hubkolben- Brennkraftmaschine mit einem Lichtleiter¬ gehäuse in Gestalt eines Lichtleiterringes, , der mit Hilfe eines Lichtleiterkabels an
    [0030] I i ein entfernt angeordnetes strahlenerzeu-
    [0031] ■ gendes Gerät angeschlossen ist,
    [0032] ! Fig. 7 eine teilweise im Schnitt gezeichnete ! Ansicht des Lichtleiterringes der Brenn- i kraftmaschine gemäß Figur 6 entsprechend
    [0033] | der in dieser Zeichnungsfigur angedeuteten
    [0034] ' Schnittebene C-C,
    [0035] Fig. 8 einen Schnitt durch eine Kreiskolben- Brennkraftmaschine mit einem ZündSystem i der hier angegebenen Art,
    [0036] Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch die Brenn¬ kraftmaschine gemäß Figur 8 entsprechend der in dieser Zeichnungsfigur angedeuteten Schnittebene D-D,
    [0037] Fig. 10 eine Teilansicht des Kreiskolbens der Brennkraftmaschine gemäß Figur 8 ent¬ sprechend der in Figur 8 durch den Pfeil E angedeuteten Blickrichtung und
    [0038] Fig. 11 ein Doppeldiagramm zur Erläuterung der
    [0039] Zusammenhänge bei der Verbrennung super¬ magerer zündbarer Gemische.
    [0040] Die Brennkraftmaschine nach Figur 1 weist einen Motorzylinder 12 auf, dessen Zylinderkopf einstückig mit dem Zylinderblock verbunden ist. Innerhalb des Zylinders ist der in üblicher Weise mit der Pleuelstange 16 verbundene Hubkolben 14 geführt. Der Hubkolben 14 besitzt eine ebene Stirnfläche, welche einer ent¬ sprechenden ebenen Brennkammerwand gegenübersteht, wobei die im Zylinderkopfteil 17 befindlichen Ventile in diese Ebenen, in einer Radialfläche relativ zur Zylinderachse gelegenen Brenn¬ kammerwand ausmünden, wodurch sich eine sehr einfache Bauweise ergibt. Zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf 17 befindet sich eine in den oberen Bereich des Zylinderraumes einmündende, etwa radial zur Zylinderachse orientierte Bohrung mit kegeligem Grund, in die ein ein kegelstumpfförmiges Vorder¬ ende aufweisender Lichtleitereinsatz 1 als Lichtleitergehäuse über eine kegelförmige Ringdichtung 22, beispielsweise aus Kupfer, eingesetzt ist. Der Lichtleitereinsatz 1 ist unter Zwischenlage eines Druck-Ausgleichsringes 46, der punktförmige . Druckkonzentrationen am Lichtleitereinsatz 1 vermeidet, ver¬ mittels eines mit Stützbeinen 21 ausgerüsteten Halteflansches 20 in der aus Figur 1 ersichtlichen Weise an dem Zylinder¬ block 12 bzw. dem Zylinderkopf 17 befestigt. In dem Lichtlei¬ tereinsatz 1 verlaufen Vielfachlichtleiter 31 von einer Strahl¬ eintrittsfläche 38 des Lichtleitereinsatzes zu einer konvex gekrümmten Strahlaustrittsfläche 36 in der aus Figur 2 er¬ sichtlichen Weise solchermaßen, daß die in dem flachscheiben¬ förmigen Brennkammerräum bzw. Zylinderraum verlaufenden zün¬ denden Lichtstrahlen 30 innerhalb des genannten Raumes eine von Lichtstrahlen vielfach durchsetzte dünne Schicht erfüllen.
    [0041] Im einzelnen ist zu dem Lichtleitereinsatz 1 festzustellen, daß dieser aus technischer Keramik oder aus Invar-Stahl gefer¬ tigt sein kann, während die Lichtleiter im Inneren aus Quarz gefertigt sein können. Wie weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 ausgeführt wird, ist der Lichtleiterein¬ satz 1 vorzugsweise aus zwei Hälften 33 gefertigt, die an ihren zueinander gekehrten Berührungsflächen eingearbeitete Rillen für die Aufnahme der Lichtleiter 31 haben. Vorzugsweise werden zwei Halbfächer der Lichtleiter gebildet, die in zwei Ebenen dicht übereinander austreten. Die Strahlaustrittsfläche 36 hat kleinen Durchmesser, um eine geringe Wärmeaufnahme zu erreichen. Die konvexe Form dient der leichteren Säuberung.
    [0042] Die beiden Hälften 33 des Lichtleitereinsatzes 1 werden nach dem Zusammenfügen beispielsweise durch Verkleben oder Ver¬ böten mit Silberlot insbesondere an den Dichtflächen und den j Krafteinleitungsflächen bearbeitet. Die Strahleintrittsfläche ; 38 und die Strahlaustrittsfläche 36 werden feinst bearbeitet. : Die erwähnte, beispielsweise aus Kupfer bestehende Ringdich¬ tung 22 bewirkt eine gute Wärmeableitung von dem Lichtleiter- . einsatz zum Kühlwassermantel der Brennkraftmaschine hin. Die ; Kühlung ist so eingestellt, daß einerseits die Strahlaus- ! trittsflache 36 von Kraftstofftröpfchen freigehalten wird, andererseits aber ein Glühen der Strahlaustrittsfläche 36 • verhindert wird.
    [0043] Der Halteflansch 20 ist vorzugsweise als Dreiecksflansch mit drei Halteschrauben und drei Stützbeinen 21 ausgebildet. Durch die mittlere Öffnung des Halteflansches reicht ein hinterer zylindrischer Ansatz des Lichtleitereinsatzes 1 hindurch und der Halteflansch übt eine Druck-Haltekraft auf die planare Ringfläche JPS Lichtleitereinsatzes 1 über den Druckausgleichs¬ ring 46 aus, der aus Aluminium oder Kupfer gefertigt sein kann. Das Tiefenmaß der mit kegeligem Grund ausgebildeten Aufnahme- bohrung für den Lichtleiteransatz 1 von der Abstützfläche des Halteflansches 20 aus ist so toleriert, daß die Ringdichtung 22 dann abdichtet, wenn die Stützbeine 21 des Halteflansches 20 sich gegen die Abstützfläche kraftschlüssig aufsetzen. Außer¬ dem hat der Halteflansch 20 einen äußeren Zentrierbund 24, auf den eine Zentrierkappe 29 eines Gehäuses 25 mit Schiebe¬ sitz paßt, wobei das Gehäuse 25 ein strahlenerzeugendes Gerät 5, insbesondere einen Laser umschließt. Aus dem strahlener¬ zeugenden Gerät 5 tritt ein Strahlenbündel mittig aus und wird auf die Eintrittsenden der Lichtleiter 31 in der Mitte der Strahleneintrittsfläche 38 des Lichtleitereinsatzes 1 zentriert. Das Gehäuse 25 für das strahlenerzeugende Gerät 5 hat drei Kühleinrichtungen, um die Wärme der Brennkraftmaschine vom strahlenerzeugenden Gerät 5 abzuhalten und auch die im strahlenerzeugenden Gerät 5 selbst erzeugte Wärme wirksam abzuleiten. Eine Kühleinrichtung bildet die aus den Figuren 1 und 2 ersichtliche Anordnung äußerer Kühlrippen, die dafür ; sorgen, daß das hintere Ende des Gehäuses, an das das strah¬ lenerzeugende Gerät 5 angeschlossen ist, kühler ist, als das an der Brennkraftmaschine befestigte vordere Ende des Ge¬ häuses 25.
    [0044] 1 Die zweite Kühleinrichtung ist durch eine solche Gestaltung ! des Gehäuses 25 geschaffen, daß ein Kühlluftstrom durch das '. Gehäuse zustande kommt, der am hinteren Ende in das Gehäuse ; bei 26 eintritt und am vorderen, am brennkraftmaschinensei- ■ tigen Ende des Gehäuses bei 28 austritt.
    [0045] Schließlich hat eine dritte Kühleinrichtung die Gestalt eines Strahlungs-Schutzringes und Kühlluft-Leitringes 27 mit polierter Oberfläche, der die Wärmestrahlung des Halteflan¬ sches 20 vom strahlenerzeugenden Gerät 5 abhält und die Kühl¬ luft auf das Geräteende richtet.
    [0046] Wird das hier vorgeschlagene ZündSystem auf eine Hubkolben- Brennkraftmaschine angewendet, welche eine Zylinderkopf ich- tung aufweist, so kann der Lichtleitereinsatz 1 und das strah¬ lenerzeugende Gerät 5 gemäß Figur 3 eine von der lotrechten Stellung mit Bezug auf die Zylinderachse verschiedene Stellung einnehmen und das System kann in der aus der Zeichnung er¬ sichtlichen Weise an den Zylinderkopf 17 angeschlossen sein. . Die Zylinderkopfdichtung ist in Figur 3 mit 23 bezeichnet. Im übrigen sind in Figur 3 dieselben Bezugszeichen verwendet, wie sie in den Figuren 1 und 2 für entsprechende Bauteile einge¬ tragen sind. Während bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 der Brennkammerräum in der Verdichtungsphase die Gestalt einer : flachen Scheibe hat, in die der Fächer der zündenden Strahlen ; von der Scheibenperipherie radial nach innen auf der halben ' Scheibenhöhe eingeleitet wird, kann eine entsprechende enge . ' Umschließung des Strahlenfächers durch die Brennkammerwände [ und die Kolbenstirnfläche bei der Ausführungsform nach Figur 3 ; dadurch erreicht werden, daß der Kolbenboden einen rotations- ; symmetrischen Höcker 18 erhält, der eine sphärische Kuppe und ! ausgerundete Übergänge zum Kolbenboden aufweist und dessen
    [0047] Achse zur Kolbenachse einen bei 19 angedeuteten e zentrischen ! Abstand besitzt.
    [0048] Im übrigen ist zu den Ausführungsformen nach den Figuren 1 ; und 2 sowie nach Figur 3 zu bemerken, daß ein Speisegerät 7 ■ zur Beaufschlagung des strahlenerzeugenden Gerätes 5 über eine Zuleitung vom Zündkontakt an der Nockenwelle her gesteuert wird. Die Stromversorgung ist mit 10 bezeichnet und bei 11 ist der Zündschalter am Zündschlüssel angedeutet. ,
    [0049] Die Figuren 6 und 7 zeigen eine besonders zweckmäßige Ausfüh¬ rungsform des Lichtleitergehäuses für eine Brennkraftmaschine mit einem vom Zylinderblock 12 getrennten Zylinderkopf 17. Das Lichtleitergehäuse hat bei dieser Ausführungsform die Gestalt eines Lichtleiterringes 2, welcher, wie aus Figur 6 ersichtlich,, aus zwei Hälften 35 zusammengesetzt ist. Diese Hälften weisen wiederum an ihren einander zugekehrten Berühungsflachen einge¬ arbeitete Rillen für die Aufnahme von Lichtleitern 32 auf und die darin untergebrachten Lichtleiter führen von der Strahlein¬ trittsfläche 39 zu der der Zylinderinnenfläche angepaßten Strahlaustrittsfläche 37. Die bei der zuvor beschriebenen Aus¬ führungsform gemäß Figur 4 mit 34 bezeichneten Rillen haben eine Tiefe entsprechend dem Durchmesser der Lichtleiter, so daß die eine Hälfte des Lichtleiterkörpers die Lichtleiter zur Ausbildung eines Strahlenfächers trägt, während die jeweils andere Hälfte des Lichtleiterkörpers die Lichtleiter zur Aus- bildung des zweiten Strahlenfächers beherbergt. In dem Licht¬ leiterring 2 können an den einander zugekehrten Flächen der Hälften 35 Halbrillen ausgebildet sein, so daß Kanäle zum Aus¬ legen der Lichtleiter 32 in einer einzigen Ebene nach dem Zu- sammensetzen der Lichtleiterringhälften entstehen. Der Licht- ! leiterring 2 hat eine geringe Gesamthöhe, um eine kleine Strahl¬ austrittsfläche 37 zum Zwecke einer nur geringen Wärmeaufnahme zu verwirklichen.
    [0050] Die beiden Lichtleiterringhälften 35 können wiederum aus tech¬ nischer Keramik oder aus Invar-Stahl gefertigt sein und mitein¬ ander verklebt oder mit Silberlot verlötet werden. Die Zylinder¬ kopf ichtungen 23 zu beiden Seiten des Lichtleiterringes 2 be¬ wirken eine angemessene Kühlung des Ringes durch entsprechende Wärmeabfuhr zum Kühlwassermantel der Brennkraftmaschine hin, wobei- ähnliche Verhältnisse herrschen wie dies für den Licht¬ leitereinsatz 1 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen dar¬ gelegt wurde.
    [0051] Fernerhin ist bemerkenswert, daß bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 ein strahlenerzeugendes Gerät, beispiels¬ weise ein Laser 6, welcher von dem Speisegerät 7 beaufschlagt, wird, von der Brennkraftmaschine entfernt angeordnet und mit dem Lichtleiterring 2 über ein Lichtleiterkabel 3 sowie eine Lichtleiterkupplung 4 verbunden ist.
    [0052] Es sei aber darauf hingewiesen, daß diese Ausbildung auch bei Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 oder nach Figur 3 angewendet werden kann, während umgekehrt die Verbindung des Lichtleitereinsatzes 1 der zuvor beschriebenen Ausführungs¬ formen mit dem strahlenerzeugenden Gerät auch über Lichtlei¬ terkabel und Lichtleiterkupplung, wie in Figur 6 und Figur 7 gezeigt, vorgenommen werden kann.
    [0053] Wie in den Figuren 8 bis 10 gezeigt, kann der Lichtleiter¬ einsatz 1 auch für Wankel-Kreiskolben-Brennkraft aschinen verwendet werden, hat jedoch eine größere Länge als bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen, weil die nach der Epitrochoide ' geformte Gehäusewand des mit Zu- und Abstromkanälen versehenen j Motorgehäuses 13 einen flachen Eintrittswinkel für die Licht- ; strahlen fordert, wie in Figur 8 gezeigt. Deshalb ist es zweck- | mäßig, am Halteflansch 20 einen zusätzlichen Zentrieranatz 47 : vorzusehen, der in eine entsprechende Ausdrehung im Gehäuse i der Brennkraftmaschine mit engem Schiebesitz Aufnahme findet. Der Zentrieransatz kann aber auch bei kürzeren Lichtleiterein- j sätzen für Hubkolben-Brennkraftmaschinen vorgesehen werden.
    [0054] I I
    [0055] : Der Kreiskolben 15, welcher mit Umfangs-Dichtleisten 41 und ! einem Flammenrückhalter 42 in Form zusätzlicher Dichtleisten ! mit begrenztem Hub versehen ist, wobei Haltestücke 43 die Hub- ' begrenzung der Elammenrückhalter 42 vornehmen, ist am Kreis- : kolbenboden mit Brennraum-Längsrillen 40 ausgestattet, die ; I auf jeder Seite des dreieckigen Kolbens von annähernd einer
    [0056] | Umfangsdichtleiste bis zur anderen Umfangsdichtleiste reichen. In diese Längsrillen 40, die mit der trochoiden Wand eine
    [0057] ; flache rechteckige Brennkammer bilden, werden vom Mittelbe¬ reich einer Rechtecksseite der Brennkammer in halber Brenn¬ kammerhöhe die zündenden Lichtstrahlen 30 eingeleitet.
    [0058] Eine Besondeχ-heit des gezeigten Wankel-Kreiskolben-Brennkraft- motors ist der zusätzliche Flammen-Rückhalter 42 in Form der nur am Umfang abdichtenden zusätzlichen Dichtleiste mit be¬ grenztem Hub jeweils vor den Ümfangsdichtleisten 41, d. h. , den Ümfangsdichtleisten voreilend. Durch die Hubbegrenzung berühren die Flammen-Rückhalter 42 nicht die ganze trochoidal geformte Gehäusewand, sondern nur die abgeflachten Teile der Trochoide.
    [0059] Die Wirkung der Flammen-Rückhalter veranschaulicht Figur 10. Wenn die Ümfangs ichtleisten 41 den Brennkammerschlitz 44 zur Einleitung der zündenden Lichtstrahlen passieren, wobei der Schlitz breiter ist als die sogenannte Schußöffnung bei fun- kenelektrischex" Zündung, umströmen die Verbrennungsgase 45 die Flammenrückhalterleisten an beiden Seiten, sodann den schmalen Spalt zwischen Kreiskolben und Trochoide zwischen den beiden Dichtleisten 41 und 42 nach innen und gelangen schlie߬ lich außerhalb der Umfangsdichtleiste 41 und auf der Breite des Schlitzes 44 in das Frischgas der nachfolgenden Kammer. Dabei werden die Brenngase durch die kühlen Maschinenteile und insbesondere durch die Trochoidenwand abgekühlt und die Flamme verlöscht. Gleichzeitig wird aus dem Raum zwischen den beiden Dichtleisten das Frischgas in die nachfolgende Kammer zurück¬ geblasen und kann im weiteren Verlauf des Kreiskolbenprozesses nicht mehr als unverbrannter Kohlenwasserstoffanteil in die Auspuffgase gelangen, wodurch die Kohlenwasserstoffemission in den Auspuffgasen herabgesetzt wird. Die Flammenrückhalter¬ leisten 42 können aus Kohle oder aus technischer Keramik ge¬ fertigt sein.
    [0060] • In Figur 10 sind die Zusammenhänge des super-mageren Ver¬ brennungs-Konzeptes mit Hilfe bekannter Brennkraftmaschinen- Diagramme und bei einer mittleren Turbulenz in der Brennkammer dargesteilt. Die Entflammungsgrenze ist mit 62, die Klopf¬ grenze bei z. B. ROZ = 92 mit 63 bezeichnet. Ferner sind bei 64 die Abmagerungsgrenze bei elektrischer Einpunkt-Funkenzün- dung und bei 65 der Arbeitsbereich bei elektrischer Einpunkt- Funkenzündung angedeutet. Der Bereich 66 ist der Arbeitsbe¬ reich bei LichtstrahlZündung unter Verwirklichung einer Viel¬ zahl von Punkten mit elementaren ZündVorgängen. Der Pfeil 67 kennzeichnet die Verschiebung der Abmagerungsgrenze 64 durch die Lichtstrahlzündung. Bei 68 ist ein Konstruktionspunkt für eine lichtstrahlgezündete Brennkraftmaschine beispielsweise eingetragen. Mit 69, 70, 71 und 72 sind die Kennlinien der Kohlenwasserstoffemission bei Zündung mit einem Zündfunken bzw. mit zwei Zündfunken bzw. mit drei Zündfunken bzw. mit fünf Zündfunken in das Diagramm eingezeichnet.
    [0061] Die Figur 10 ist ein Doppel-Diagramm, das im oberen Teil die bekannten Beziehungen zwischen dem Luft-Kraftstoff-VerhältnisJζ und der Verdichtung darstellt, und das im unteren Teil die Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ^ und den Abgas- Emissionen CO, O und CH veranschaulicht. Da das Luft- ! Kraftstoff-Verhältnis in beiden Teil-Diagrammen auf den horizontalen Achsen angeordnet ist, kann man dessen Wert aus ! dem oberen Teil direkt in den unteren Teil übertragen, und ; umgekehrt. I ι
    [0062] Das super-magere Verbrennungs-Konzept aufgrund der hier ange- ι gebenen Konstruktion ist in der rechten Hälfte beider Teil- Diagramme, rechts von der Abmagerungsgrenze 64, angesiedelt.
    [0063] , In diesem Bereich kann die konventionelle Einpunkt-Funkenzün- ! düng nicht mehr vorteilhaft angewendet werden, weil in dem sehr : , mageren Lu t-Kraftstoff-Gemisch die Abbrand front vorzeitig ver- { , löscht, viel unverbrannte Kohlenwasserstoffe als Restgase übrig bleiben, und die CH-Emissionen erhöhen. Eine Verbesserung durch | Verbrennung der ganzen Zylinderladung kann nur- durch eine Viel- : fachzündung erreicht werden, die in vielen Punkten das Gemisch gleichzeitig anzündet. Dafür wären z. B. zehn oder noch mehr Zündkerzen dienlich, die aber im Zylinderkopf nicht unterzu¬ bringen sind, und deren Stromversorgung sehr teuer und schwierig sein würde.
    [0064] Um die gleiche Wirkung mit bedeutend einfacheren Mitteln zu erzielen, wird die Lichtstrahl-Zündung vorgeschlagen, die die maschinenbautechnische Grundlage für das super-magere Verbren¬ nungs-Konzept darstellt.
    [0065] Die Lichtstrahl-Zündung ist von vornherein dafür ausgelegt, viele Zündpunkte zu erzeugen, die in der Brennkammer auch noch räumlich verteilt sind. Vergleichbar dazu, ist z. B. eine räumliche Verteilung der Zünd punkte bei Zündkerzen nicht mög¬ lich. Insbesondere eine Lichtstrahl-Zündung mit einem Strahlen- Fächer ist geeignet, die in der Brennkammer durch eine mitt¬ lere Turbulenz in räumliche Schwirr-Bewegungen versetzten Klein-und Kleinst-Kraftstofftröpfchen nacheinander in den zündenden Lichtstrahlen zu treffen und deren Einzelabbrand oder Abbrand mit mehreren kleinen Abbrand fronten zu bewirken. Dabei ist von Bedeutung, daß die zur Erzielung der Zündung in den Lichtstrahlen erforderliche Temperatur-Erhöhung nicht groß ist, da die Zündtemperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches
    [0066] . bei erhöhter Verdichtung schon bei ca. 250 °C liegt, und dem auch noch die Temperatur- Er höhung infolge der Verdichtung
    [0067] > entgegenkommt. Durch die räumliche Vielpunkt-Zündung bei einer mittleren Turbulenz in der Brennkammer können unver¬ brannte Kohlenwasserstoffe als Restgase im wesentlichen nicht übrig bleiben, so. daß, wie bei 74 und 73 angedeutet, die CH-Emission dieses Bereiches 66 wirksam gesenkt werden können.
    [0068] Auf dieser Grundlage ist in beiden Teil-Diagrammen ein Kon¬ struktionspunkt 68 für eine lichtstrahlgezündete Brennkraft¬ maschine eingetragen, mit z. B. Luft-Kraftstoff-Verhältnis von +~ 1,9; einer Verdichtung ζ von ^» 13 und einer CH-Emission von**l,5 g/KWh. Dabei wird angenommen, daß auch noch höhere Abmagerungen und Verdichtungen realisierbar sind, wie bei 75 eingetragen.
    [0069] Außerdem bietet die Lichtstrahl-Zündung noch folgende betriebs¬ technische Möglichkeiten:
    [0070] a) der Abgas-Katalysator ist überflüssig und kann wegge¬ lassen werden, wobei die super-magere Verbrennung für geringe schädliche Abgas-Emissionen sorgt, die noch günstiger ausfallen dürfen als bei Verwendung eines Katalysators. Dadurch wird die Brennkraftmaschine billiger in der Herstellung und in der Wartung; b* das Kraftfahrzeug kann (vorübergehend) auch mit verbleiten Kraftstoffen betrieben werden, ohne einen Schaden zu erleiden;
    [0071] c) der Kraftstoff-Verbrauch sinkt weiter ab, weil das Luft-Kraftstoff-Gemisch noch einmal abgemagert wird;
    [0072] d) die klopfende Verbrennung wird gänzlich wegfallen, weil durch die gleichzeitige räumliche Vielpunkt- Zündung bei mittlerer Turbulenz keine Gemisch- Restbereiche übrig bleiben, die durch die Zündungs- Druckerhöhung in der Brennkammer von selbst zünden;
    [0073] e) der Oktan-Zahl-Bedarf der Brennkraftmaschine wird gesenkt (ersichtlich im oberen Teil-Diagramm der Figur 10), wodurch man im Kraftstoff kein Blei- etraäthyl und vielleicht auch kaum andere Klopf¬ bremsen benötigt:
    [0074] f) die leichtstrahlgezündete Brennkraftmaschine kann bei z. B. Einspritzung des Kraftstoffes auch mit Dieselöl oder mit Kerosin betrieben werden.
    [0075] Wie bereits angemerkt, können dem Treibstoff Farbstoffe bei¬ gemengt werden, welche die Strahlungsabsorption erhöhen und dadurch die Zündbereitschaft verbessern und welche sich bei Verbrennung aufhellen, um für den zündenden Lichtstrahl den Weg zu weiteren, noch unverbrannten Gemischbereichen freizu¬ geben. Als solche Farbstoffe kommen beispielsweise Crypto- cyamin-Methanollösungen in Verbindungen mit Rubinlasern als Strahlungsquelle oder Phtalocyanin-Nitrobenzenlösungen in Verbindung mit Nd-Gaslasern oder Sprengstoffe, wie Pikrinsäure für Laser im gelben Spektrumsbereich oder für Breitbandlaser in Frage. Außerdem kann, wie bereits gesagt, eine Verbesserung der ZündVorgänge durch Pulsieren der Laserstrahlen im Fre¬ quenzbereich von 500 Hz bis 1 MHz erreicht werden.
    权利要求:
    Claims
    Patentansprüche
    1 1. Brennkraftmaschine, welcher ein zündbares Brennstof fgemisch j
    I währenä einer Verdichtungsphase mittels eines Hubkolbens (14) J oder eines Kreiskolbens (15) in einem Brennkammerraum verdichtet wird, mit in diesem Brennkammerräum einmündenden Lichtleitern
    (31, 32), über welche von einer Lichtquellenanordnung (5, 6) ausgehende, hochenergetische Strahlung in Form mehrerer, nicht1
    ! fokussierter Strahlen (30) insbesondere Laserstrahlen, in die
    > Brennkammer einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in-
    I destens zum ZündZeitpunkt in der Brennkammer eine von einer ι ι i i Vielzahl der Strahlen (30) durchsetzte Schicht erzeugbar ist I j und die Anordnung so getroffen ist, daß die Brennkammerwände |
    I und, in der Verdichtungsphase, die diesen gegenüberliegende j
    I Kolbenstirnfläche nahe dieser Schicht gelegen sind und daß j j ferner zum Zündzeitpunkt mindestens in einem wesentlichen Flä-i
    ' chenbereich der Schicht elementare ZündVorgänge solchermaßen I
    I j
    ' auslösbar sind, daß die von benachbarten elementaren Zündvor- j
    ! gangen ausgehenden Flammenfronten sich vor einer wesentlichen ;
    Verlagerung der Kolbenstirnfläche im E pansionstakt treffen. !
    . 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den elementaren ZündVorgängen ausgehenden Flammen¬ fronten die Brennkammerwände und die Kolbenstirnfläche treffen, bevor die Kolbenstirnfläche sich im E pansionstakt wesentlich verlagert hat.
    3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine hohe Verdichtung, zweckmäßig über 1:10, insbeson¬ dere über 1:13.
    4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ge¬ kennzeichnet durch eine solche Gestaltung des Kolbenbodens, des Hubkolbens bzw. des Kreiskolbens der Brennkraftmaschine, daß ein durch die Vielzahl der Strahlen im Brennkammerräum gebildeter Strahlenfächer von den Brennkammerwänden und der diesen gegenüberliegenden Kolbenstirnfläche kleinräumig um¬ schlossen wird .
    5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge¬ kennzeichnet durch Mittel zur Farbstof fbeimengung zum Treib¬ stoff, insbesondere zur Beimengung von Cryptocyamin-Methanol- lösungen oder Phtalocyanin-Nitrobenzenlösungen oder von flüssi-j gen Brennstoffen, beispielsweise von Pikrinsäure.
    6. Hubkolben-Brennkraftmaschinen und Wankel-Kreiskolben-Brenn- kraftmaschinen, die nach dem Otto-Verfahren arbeiten und eine zeitlich gesteuerte Fremd Zündung des verdichteten Luft-Kraft¬ stoff-Gemisches in ihren Brennkammern durch wärmeerzeugende Lichtstrahlen (30; 53) aufweisen, wobei die Lichtstrahlen z.B. Laser-Strahlen sind, und die strahlenerzeugenden Geräte außer¬ halb der Brennkammer der Brennkra tmaschine angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen in die Brennkammern mit Hilfe von Lichtleitern eingeführt werden, die in angemes¬ sen gekühlten Lichtleiter-Gehäusen untergebracht sind, die Ge¬ häuse ortsfest oder auswechselbar sind, und Zentriereinrich¬ tungen für die strahlenerzeugenden Geräte oder für Lichtlei¬ ter-Kabel aufweisen, und daß die Brennkammer-Formen der Brenn¬ kraftmaschinen an die Zündung durch Lichtstrahlen dadurch op¬ timal angepasst sind, daß die Wände der Brennkammern die zün¬ denden Lichtstrahlen kleinräumig umschließen, und bei mehre¬ ren Lichtstrahlen, die Strahlen nahe aneinander liegen; -da¬ gegen bei vorgegebenen Brannkammer-Umrissen, die Strahlen- Bündel an die Kammer- Umrisse so angepasst sind, daß die zün¬ denden Lichtstrahlen die Brennkammern raumfüllend bestreichen; um bei mageren Luft-Kraftstoff-Gemischen, z.B. bis «£'-'1,7, den Abbrand der Gemische mit fortschreitender Abbrandfront zu be¬ schleunigen, und um bei super-mageren Luft-Kraftstoff-Gemi¬ schen, z.B.jG~l,7 bis £ über 2,0, den Abbrand dieser Gemische nach einem neuen Verbrennungs-Konzept, und ohne, oder mit nur fragmentarisch fortschreitenden Abbrabd fronten zu ermöglichen, wobei das neue Verbrennungs-Konzept darauf beruht, daß bei Sauerstoff-Überschuß in den Brennkammern und bei wesentlich höherer Verdichtung als gegenwärtig, die in den Brennkammern in eine räumliche Schwirr-Bewegung versetzten Klein- und
    Kleinst-Kraftstoff tropf chen nacheinander in die zündenden Lichtstrahlen gelangen und einzeln oder mit mehreren Abbrand- ' fronten abbrennen.
    ■ 7. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl-Zündung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleiter-Gehäuse in erster Ausführung ( Fig .6 und 7 ) ein Lichtleiter-Ring ( 2 ) ist, der eine kleine Gesamthöhe hat und der insbesondere für Hubkolben- Maschinen vorgesehen ist, wobei der innere Bohrungsdurchmesser des Lichtleiter-Ringes dem Zylinderdurchmesser der Brennkraft¬ maschine entspricht, der Lichtleiter-Ring zwischen den Motor- Zylinder (12 ) und den Zylinderkopf (17) mit Hilfe von zwei Zylinderkopf-Dichtungen ( 23 ) eingebaut ist, d ie für eine ange¬ messene Kühlung des Lichtleiter-Ring auf seiner Peripherie eine Strahl-Eintrittsfläche (39 ) hat, von der d ie Lichtleiter innerhalb des Ringkörpers und in halber Ringhöhe in einer Ebe¬ ne zum inneren Bohrungsdurchmesser, der die Strahl-Aus tritts- fläche (37 ) bildet, führen und in die innere Bohrung von allen Seiten einmünden, d ie Strahl-Eintrittsfläche (39 ) mit Hilfe eines z .B. flex iblen Lichtleiter-Kabels (3 ) mit dem weggebau¬ ten strahlenerzeugenden Gerät, das z.B. ein Laser (6 ) ist, ver¬ bunden ist (Fig. 6 ) , oder das strahlenerzeugende Gerät d icht an der Strahl-Eintrittsfläche ( 39 ) montiert ist; und zur Her¬ stellung des Lichtleiter-Ringes der Ringkörper in der Licht¬ leiter-Ebene in zwei gleiche Hälften (35 ) unterteilt ist, um d ie Lichtleiter (32 ) aus z .B. Quarz in eingearbeitete Halb¬ rillen in den zueinand ergekehrten Berührungsflächen der bei¬ den Ringhälften aufzunehmen, wobei die zwei Ringhälften, die z .B. aus technischer Keramik oder aus Invar-Stahl sind , zusam¬ mengeklebt oder mit Silberlot zusamengelötet, und die Strahl- Austrittsfläche (37 ) feinstbearbeitet werden. 8. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl- Zündung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleiter-Gehäuse in zweiter Ausführung (Fig. 1; 2; 3; 4;.5; 8 und 9) ein Lichtleiter-Ein¬ satz (1) ist, der für Hubkolben- und Kreiskolben-Maschinen vor¬ gesehen ist, und die Form eines rotationssymmetrischen Körpers mit der Strahl-Eintrittsfläche (38), einem zylindrischen Zap¬ fen, einer planen Ringfläche, ringsum und am Ende des Zapfens, einem zylindrischen größten Durchmesser-Teil, einer sich ver¬ jüngenden kegeligen Dichtfläche und der Strahl-Austrittsflä¬ che (36) hat; wobei die Lichtleiter innerhalb des Einsatz-Kör¬ pers von der Strahl-Eintrittsfläche (38) zur Strahl-Austritts¬ fläche (36) führen, das strahlenerzeugende Gerät, das z.B. ein ! Laser (5) ist, dicht an der Strahl-Eintrittsfläche (38) mon- ; tiert ist (Fig. 1; 2; 3; 8 und 9), oder mit Hilfe eines z.B. ; flexiblen Lichtleiter-Kabels mit dem weggebauten strahl ener- ι zeugenden Gerät verbunden ist; und zur Herstellung des Licht¬ leiter-Einsatzes der Einsatz-Körper längs seiner Rotations- j
    Symmetrieachse in zwei gleiche Hälften (33) geteilt ist, wo¬ bei in den zueinandergekehrten Berührungsflächen der beiden Hälften Rillen für die Aufnahme der Lichtleiter (31), die z.B. j aus Quarz sind, eingearbeitet sind, die radial gesehen so tief sind, wie die Durchmesser der Lichtleiter (31), und in jeder Einsatz-Hälfte nur Rillen für einen halben Lichtleiter-Fächer (34) vorgesehen sind, der mit den aus den Lichtleitern austre¬ tenden und divergierenden Zündstrahlen nur eine Seite der Brennkammer bestreicht (Fig. 2 und 9),- jedoch bei Zusammen¬ fügung beider Einsatzhälften (33) mit den dann aus beiden Halb— Fächern der eingelegten Lichtleiter austretenden Zündstrahlen einen ganzen flachen Strahlen-Fächer bilden, der beide Seiten der Brennkammer, und somit die ganze Brennkammer bestreicht (Fig. 2 und 9), wobei die zwei Halb-Fächer der Lichtleiter und der austretenden Strahlen in zwei Ebenen dicht übereinander liegen, die Strahl-Austrittsfläche (36) einen kleinen Durch¬ messer und eine gewölbte Form hat; und wobei die zwei Einsatz¬ körper-Hälften (33), die z.B. aus technischer Keramik oder aus ; Invar-Stahl sind, zusammengeklebt oder mit Silberlot zusammen- gelötet werden, und der ganze Lichtleiter-Einsatz (1) an seinen Außenflächen bearbeitet, und an der Strahl-Eintritts¬ fläche (38) und der Strahl-Austrittsf lache (36) feinst-bear- beitet wird .
    9. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl- Zündung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleiter-Gehäuse in dritter Ausführung (Fig. 11; 12 und 13) ein Lichtleiter-Ein¬ satz (50) ist, der für Hubkolben- und Kreiskolben-Maschinen vorgesehen, und die Abwandlung des Lichtleiter-Einsatzes (1) mit gleichen Außenformen, jedoch veränderter Innenausführung ist, wobei der Einsatz-Körper, z.B. aus technischer Keramik oder aus Invar-Stahl bestehend, einteilig ist, und nur eine zentrale Längsbohrung in seiner Rotations-Symmetrieachse auf¬ weist; in der Längsbohrung ein Mono-Lichtleiter (51 oder 56) angeordnet ist, der einen größeren Durchmesser als die Viel- fach-Lichtleiter (31) hat und ein rundes Strahlen- Bündel durchleitet, und der Mono-Lichtleiter an der S tra hl- Aus tritt s- f lache (36) eine Sammel-Linse (52) mit einer Außenwölbung auf der Brennkammerseite erhält, die z.B. aus Quarz besteht; wo¬ bei der Mono-Lichtleiter auch aus Quarz besteht und als Voll- Lichtleiter (51) außen verspiegelt ist (Fig. 12), oder als Hohl-Lichtleiter (56) ausgeführt, und innen verspiegelt ist (Fig. 13), und der Hohl-Lichtleiter an der Strahl-Eintritts¬ fläche (38) des Lichtleiter-Einsatzes einen Quarz-Stopfen (58) erhält, der eine Konkav-Linse ist«; und wobei die Strahl-Aus¬ trittsfläche (36), wie beim Lichtleiter-Einsatz (1), auch nur einen kleinen Durchmesser hat.
    10. Brennkraftmasc ine mit Lichtstrahl-Zündung nach Anspruch 6; 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung und ange¬ messener Kühlung der Lichtleiter-Einsätze (1 und 50), kegelför¬ mige Ringdichtungen (22) z.B. aus Kupfer dienen, die an den sich kegelig verjüngenden Dichtflächen der Lichtleiter-Einsätze placiert sind; und die Lichtleiter-Einsätze mit einem Halte¬ flansch (20) befestigt werden, der bevorzugt ein Dreiecks- flansch mit drei Halteschrauben und drei Stützbeinen am Umfang des Flansches ist, wobei die Stützbeine auf eine Abschraubflä¬ che an der Brennkraftmaschine kraftschlüssig aufsetzen, wenn j die Ringdichtung (22) abgedichtet hat, und der Halteflansch ; insbesondere bei langen Lichtleiter-Einsätzen auch noch einen ι i Zentriervorsatz (47) erhält, der in eine entsprechende Ausdre- j hung im Gehäuse der Brennkraftmaschine mit engem Schiebesitz ; hineinpasst; durch die mittlere Öffnung des Halteflansches der ' zylindrische Zapfen des Lichtleiter-Einsatzes hindurchgeht, undl der Halteflansch eine Druck-Haltekraft auf die plane Ringfläche des Lichtleiter-Einsatzes mittels eines Druck-Ausgleichsringes ■
    (46) ausübt; und der Halteflansch außerdem einen äußeren Zen- ' trierbund (24) für das Gehäuse (25) des strahlenerzeugenden
    Gerätes hat.
    11. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl-Zündung nach Anspruch 6;; 8; 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) für das strahlenerzeugende Gerät eine Zentrierkappe (29) aufweist, . die auf den Zentrierbund (24) mit engem Schiebesitz passt, und i das Gehäuse außerdem drei Kühleinrichtungen hat:
    1. äußere Luft-Kühlrippen;
    2. einen Kühlluft-Strom durch das Gehäuse, mit Kühl- luf teintritt (26) am äußeren Gehäuse-Ende und Kühl- luf taustritt (28) nahe an der Brennkraftmaschine; und
    3. einen Strahlungswärme-Schutzring und Kühlluft-Leit¬ ring (27) rings um das brennkraf t aschinenseitige En¬ de des strahlenerzeugenden Gerätes (5; 60).
    12. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl- Zündung nach den vorher¬ gehenden Ansprüchen, dadurchgekennzeichnet, daß bei Verwendung von Lichtleiter-Ringen (2) nach Anspruch 2 und Lichtleiter-Ein¬ sätzen (1) mit flachen Zündstrahl-Fächern nach Anspruch 3 für Hubkolben-Maschinen, die vorteilhafte Brennkammer die Form einer flachen Rundscheibe hat (Fig. 1; 2; 6 und 7), in die der Strahlen- Fächer von der Scheiben-Peripherie radial nach innen und in halber Scheibenhöhe eingeleitet wird; und bei Verwen¬ dung von Lichtleiter-Einsätzen (1) in Maschinen mit schräg zur Zylinderachse liegendem Zylinderkopfboden (Fig. 3), die flache Scheibenform der Brennkammer dadurch angenähert wird, daß der Kolbenboden einen Höcker (18) erhält, der bevorzugt rotations¬ symmetrisch ist und eine sphärische Kuppe und ausgerundete Übergänge zum Kolbenboden aufweist, exzentrisch (19) zur Kol¬ benachse liegt und nahe am Lichtleiter-Einsatz placiert ist.
    13. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl- Zündung nach den vor¬ hergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver¬ wendung von Lichtleiter-Einsätzen (50) mit Mono-Lichtleitern (51; 56) für Hubkolbenmaschinen, die vorteilhafte Brennkammer die Form einer flachen Rund-Scheibe mit einer Raumerweiterung in der Mitte durch eine Kolbenboden- Vertiefung (61) hat, und das Strahlen- Bündel in die Brennkammer von der Scheiben-Peri¬ pherie radial nach innen und in halber Scheibenhöhe oder an¬ nähernd in halber Scheibenhöhe eingeleitet wird; und bei Ver¬ wendung von Lichtleiter-Einsätzen (50) in Maschen mit schräg zur Zylinderachse liegendem Zylinderboden (analog zu Fig. 3), die flache Scheibenform der Brennkamm dadurch angenähert wird, daß der Kolbenboden einen Höcker (18) erhält, der bevorzugt rotationssymmetrisch ist und eine sphärische Kuppe und ausge¬ rundete Übergänge zum Kolbenboden aufweist, exzentrisch (19) zur Kolbenachse liegt und nahe am Lichtleiter-Einsatz pla¬ ciert ist.
    14. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl-Zündung nach den vor¬ hergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ver¬ wendung von Lichtleiter-Einsätzen (1) mit flachen Zündstrahl- Fäc ern oder Lichtleiter-Einsätzen (50) mit Mono-Lichtlei¬ tern (51; 56) für Wankel-Kreislaufkolben-Maschinen, die vor¬ teilhafte Brennkammer die Form eines flachen Rechtecks hat, und insbesondere durch eine flache Drehkolbenboden-Längsrille (40) gebildet wird, die auf jeder Seite des dreieckigen Dreh¬ kolbens von annhähernd einer Umfangsdichtleiste bis zur an- nähernd anderen Umfangsdichtleiste reicht (Fig. 8 und 9), wo¬ bei die Längsrille auf ihrer ganzen Breite gleich tief ist, wenn Lichtleiter-Einsätze (1) mit flachen Zündstrahl-Fächern verwendet werden, oder die Längsrille auf ihrer Breite ver¬ schieden tief ist, in der Mitte tiefer und an den Seiten fla¬ cher, wenn Lichtleiter-Einsätze (50) mit Mono-Lichtleitern ver¬ wendet werden; und in die Längsrille (40) die zündenden Licht¬ strahlen vom Mittenbereich einer Rechteckseite der Brennkammer, das ist insbesondere durch die Trochoiden-Bahn z.B. am Anfang der Brennkammer, und in halber Brennkammer-Höhe eingeleitet werden (Fig. 8 und 9).
    15. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl-Zündung nach den vor¬ hergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für Wankel- Kreiskolben-Maschinen der Kreiskolben (15) vor jeder Umfangs¬ dichtleiste (41) einen Flammen-Rückhalter (42) in Form einer nur am Umfang abdichtenden zusätzlichen Dichtleiste mit be¬ grenztem Hub erhält; wobei für die Hubbegrenzung Haltestücke (43) dienen, und infolge der Hubbegrenzung die Flammen-Rück¬ halter nicht die ganze trochiodal geformte Gehäusewand, son¬ dern nur die abgeflachten Teile der Trochoide berühren, und wobei die Flammen-Rückhalter (42) z.B. aus Kohle oder aus technischer Keramik gefertigt sind.
    16. Brennkraftmaschine mit Lichtstrahl-Zündung nach den vor¬ hergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraft¬ stoff der Brennkraftmaschine stärker lichtabsorbierende Stoffe beigemischt werden, die durch die Verbrennung aufgehellt wer¬ den.
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