[发明专利]用于内燃机的点火装置

说明书

背景技术

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于内燃机的点火装置。

已经由WO02/081904公开一种此类型的点火装置，其中在内燃机的气缸上布置激光点火装置。实际的激光装置通过由玻璃纤维构成的光导装置与抽运光源连接，其以光学方式抽运激光装置。

本发明的任务是改进开头所述类型的点火装置，使得它能够尽可能地低成本地大量应用。

该任务通过具有权利要求1的特征的点火装置解决。有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

本发明的优点

按照本发明设置的整体式部件能够很好地经受住在汽车中在内燃机内出现的外部条件例如加速度，低温和高温以及高温梯度，而不需要采取复杂的和昂贵的例如用于固定输入耦合镜和输出耦合镜的结构措施。由此就已经大大地降低了制造成本。

此外提高了这种点火装置的运行可靠性，因为各个元件尽管承受外部负载也可以不改变它们对于点火装置的运行而言重要的相互位置。此外减少了安装费用和安装时间，因为只需要操作较少的单独部件。

此外，这种整体式部件可以自动化地制造，这同样降低了制造成本。尤其是当简单地通过相应地涂覆激光活性固体的端面制造各种反射镜时和当整体式部件由晶片制造时使制造成本得到降低。

当激光装置的谐振器不仅通过激光活性固体，而且还附加地通过玻璃体形成时可以实现附加的成本节约。在这种情况下，可以使得相对昂贵的激光活性固体明显变小。此时玻璃体相对于激光装置的激光活性固体和相对于Q-开关(Q-Switch)可以具有非常不同的布置，其取决于各个单独的安装要求。在围绕激光活性固体的径向上可以布置一个例如为玻璃体形式的反射装置，以便以这种方式将从光导装置射出的从输入耦合镜旁通过的抽运光横向地输入耦合到激光活性固体中。由此可以实现结构非常短的、没有特别的输入耦合光学装置也能实施的并且以高的效率工作的点火装置。

还可以通过使用光学放大器提高效率，该放大器可以有自身的抽运光源或由激光装置的抽运光源供给(speisen)。第一变型可以实现较高的功率，而后述的变型的结构特别简单。当光学放大器和激光装置是整体式的时候尤其是这样。此时整体式单元也可以由激光装置，玻璃体，反射装置和光学放大器形成，其中反射装置可以提供至少一个反射面，通过该反射面抽运光不仅被反射到激光装置的激光活性固体，而且反射到放大器。以这种方式可以实现非常紧凑、稳定和能够大规模机械制造的单元。但是还可以将由单个抽运光源提供的抽运光通过双焦透镜一方面分配到激光装置上和另一方面分配到光学放大器上。

此外还可以通过整体式地设计将激光束输入耦合到燃烧室中并且在那里聚焦到一定的部位上的那个光学装置实现成本降低。

附图

以下参照附图详细解释本发明的特别优选的实施例。在附图中所示：

图1是具有点火装置的内燃机的一个示意图；

图2是图1的点火装置的一个示意图；

图3是图2的一个部位的放大视图；

图4至21是图2的点火装置的各种不同的实施例；和

图22是图21的实施例的一个聚光透镜的前视图。

实施例的描述

内燃机在图1中在整体上采用附图标记10。它用于驱动没有示出的汽车。内燃机10包括数个气缸，其中在图1中只示出了具有附图标记12的一个气缸。气缸12的燃烧室14由活塞16限定。燃料直接通过连接在燃料蓄压器(“轨”)20上的喷射器18到达燃烧室14中。

喷入燃烧室14中的燃料22借助于激光脉冲24点燃，该激光脉冲由包括激光装置26的点火装置27发射到燃烧室14中。为此激光装置26通过光导装置28供给抽运光，该抽运光由抽运光源30提供。抽运光源30由控制和调节装置32控制，它同时也控制喷射器18。

如从图2中可以看到的，抽运光源30对用于不同的激光装置26的数个光导装置28进行供给。为此它具有数个与脉冲电流源36连接的单独的光源34。

激光装置26包括外壳38，在该外壳中，沿着抽运光的方向看，布置的首先是透镜40，然后是输入耦合镜42，之后是激光活性固体44，被动Q-开关46和输出耦合镜48(也参见图4-7)。元件42-48总体上构造成整体式部件50。在图2中的输出耦合镜48的左边有一个聚焦光学装置52，其如图3中所示构造成整体式部件，其具有用于射线扩展(散射透镜)的内凹的入射面54以及用于聚焦(聚光透镜)的外凸的出射面56。聚焦光学装置52优选是非球面的。此外设有燃烧室窗58，但是其有利地与聚焦光学装置52一体地构成。