AT514055B1

AT514055B1 - Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: AT514055B1
Application number: ATA9504/2012A
Authority: AT
Original assignee: Cummins Ip Inc
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-02-15
Also published as: WO2013081733A3; AT514055A5; DE112012005045T5; AT514055A2; WO2013081733A2; US20160097317A1; DE112012005045B4; US20130139784A1; US9441528B2; US9217360B2

Abstract

Die Offenbarung betrifft eine verbesserte Vorkammervorrichtung (12) für einen Verbrennungsmotor (10). Die Vorkammervorrichtung (12) ist neben einer Verbrennungskammer (16) angeordnet. Die verbesserte Vorkammervorrichtung (12) ist dazu eingerichtet, das Abführen von Wärme von der Vorkammervorrichtung (12) zu verbessern, insbesondere in dem Bereich neben der Vorkammervorrichtung (12).

Description

Beschreibung [0001] Diese Offenbarung bezieht sich auf eine verbesserte Vorkammervorrichtung für einenVerbrennungsmotor. Die Vorkammervorrichtung ist neben einer Verbrennungskammer ange¬ordnet. Die verbesserte Vorkammervorrichtung ist dazu gestaltet, die Wärmeabfuhr von derVorkammervorrichtung zu verbessern, insbesondere in dem Bereich neben der Verbrennungs¬kammer.

HINTERGRUND

[0002] Verbrennungsmotoren mit indirekter Einspritzung mischen Kraftstoff und Luft in einemHohlraum, der entfernt von der Verbrennungskammer liegt. Dieser selbe Hohlraum ist der Ort,wo die Entzündung des Kraftstoffs und der Luft eintritt. Der Hohlraum ist ein Teil einer Vorrich¬tung, die als Vorkammer bezeichnet wird. Verbrennungsmotoren mit indirekter Einspritzungbieten Vorteile in einer einfachen Kraftstoffeinspritzung und ermöglichen die Verwendung vonDesigns mit reduzierten Toleranzen verglichen mit Verbrennungsmotoren mit Direkteinsprit¬zung. Außerdem verwenden einige Funkenentzündungsmotoren eine Vorkammervorrichtung(entweder mit Kraftstoff oder passiv), um die Entzündungsenergie zu erhöhen, welche auf dieLadung in der Hauptverbrennungskammer ausgeübt wird. Während dem Betrieb dieser Moto¬ren strömen Gase sowohl in die Vorkammervorrichtung hinein als auch aus dieser heraus,abhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Innenhohlraum und der Vorkammervorrichtungund der Hauptkammer. An einer bestimmten Stelle während dem Kompressionstakt strömt Gas,welches sowohl Kraftstoff als auch Luft umfasst, von der Hauptkammer in die Vorkammervor¬richtung. Eine mit Kraftstoff versorgte Vorkammervorrichtung wird zusätzlichen Kraftstoff in dieVorkammervorrichtung einführen, um vor der Entzündung den Inhalt der Vorkammervorrichtungzu erhöhen; eine passive Vorkammervorrichtung wird dies nicht ausführen. Nach der Entzün¬dung wird der Druck innerhalb der Vorkammervorrichtung über den der Hauptkammer steigenund der Inhalt der Vorkammervorrichtung, was verbrannten und unverbrannten Kraftstoff um¬fasst, wird in die Hauptkammer injiziert, um den Verbrennungsvorgang zu starten.

[0003] Die Nähe zur Verbrennung von Kraftstoff und zur Verbrennungskammer verursachtbeträchtliche thermische Belastungen der Vorkammervorrichtung, was zu dem Erfordernis führt,die Vorkammervorrichtung zu erheblichen Kosten für einen Benutzer und mit langen Ausfallzei¬ten für einen Benutzer zu betreiben. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer verbessertenVorkammer, welche zum Verringern thermischer Beanspruchungen fähig ist, um die Lebens¬dauer einer Vorkammervorrichtung zu verbessern.

[0004] Die JP H02112613 A offenbart offenbart eine über eine Düse mit einer Hauptbrenn¬kammer in Verbindung stehende Teilbrennkammer. Ein Zylinderkopf ist mit einem Kühlmantelversehen. Die Teilbrennkammer ist durch zwei oder mehr Wandelemente gebildet, bzw. durchein Wärme isolierendes Material aus Aluminium, Titan oder ähnlichem geformt. Jedes Wan¬delement weist in seinen internen Wandflächen zwei oder mehr Dünnfilmelemente aus Nicht-Oxydsystemkeramikmaterial oder Ähnlichem auf. Um die Teilbrennkammer zu verstärken, ist ander Außenfläche des Wandelements ein aus Metall hergestellter Schutzzylinder angeordnet.Auf diese Weise wird die Teilbrennkammer hinsichtlich ihrer Verbrennungseffizienz, dem Wär¬mewiderstand und der Haltbarkeit verbessert.

[0005] Die FR 1216885 A offenbart einen Teil aus einem Hochtemperatur-beständigen Materialmit einer Oberfläche um eine Vorbrennkammer zu bilden. Auf der Oberfläche ist eine Schichtmit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silberoder Ähnlichem angeordnet, um den Wärmeübergang von der Vorkammer zum Zylinderkopf zuverbessern.

[0006] Die JP 2007100612 A offenbart eine Hauptbrennkammer und eine damit über eineVerbindungspassage in Verbindung stehende Hilfskammer mit einem im Vergleich zur Haupt¬brennkammer kleineren Volumen. Eine Zündkerze zündet das Luft- Treibstoff-Gemisch in derHilfskammer. In einer Wand der Hilfskammer ist ein Hohlraum gebildet, in welchem ein Wärme- Übertragungsmedium vorgesehen ist.

[0007] Die Druckschrift JP 2007138909 A betrifft eine Vorbrennkammer eines Verbrennungs¬motors und die JP H03145519 A betrifft die Temperatursteuerung eines Verbrennungsmotors.

KURZFASSUNG

[0008] Diese Offenbarung bietet eine Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmotor miteiner Hülle, die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeit und einerersten Festigkeit gebildet ist. Die Hülle umfasst einen inneren Bereich, der eine innere Wandumfasst, einen äußeren Bereich, der eine äußere Wand umfasst, welche von der inneren Wandbeabstandet ist, mindestens ein offenes Gebiet, das in der äußeren Wand an einem Umfangder Vorkammervorrichtung gebildet ist, einen Hohlraum, der zwischen dem inneren Bereich unddem äußeren Bereich gebildet ist, eine Kammer, die durch die innere Wand gebildet ist. Einthermisch leitfähiger Kernbereich ist innerhalb des Hohlraums angeordnet. Der thermisch leitfä¬hige Kernbereich ist in physischem Kontakt mit dem inneren Bereich und dem äußeren Bereichangeordnet und ist durch das mindestens eine offene Gebiet in der äußeren Wand für Kühlfluidfreigelegt, um es dem Kühlfluid zu ermöglichen, den thermisch leitfähigen Kernbereich direkt zukontaktieren. Der thermisch leitfähige Kernbereich ist aus einem zweiten Material gebildet, daseine zweite thermische Leitfähigkeit, die größer als die erste thermische Leitfähigkeit ist, undeine zweite Festigkeit, die kleiner als die erste Festigkeit ist, hat.

[0009] Diese Offenbarung bietet auch eine Vorkammervorrichtung für einen Verbrennungsmo¬tor mit einer Hülle, die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeit undeiner ersten Festigkeit gebildet ist. Die Hülle umfasst einen zylindrischen inneren Bereich, einenzylindrischen äußeren Bereich, eine Kammer, die durch den inneren Bereich gebildet ist, wobeidie Kammer eine Öffnung an einem ersten Ende aufweist, einen Hohlraum, der zwischen deminneren Bereich und dem äußeren Bereich gebildet ist, einen Verbindungsbereich, der an einemzweiten Ende der Vorkammervorrichtung, welches in longitudinaler Richtung dem ersten Endegegenüberliegt, gebildet ist, wobei sich der Verbindungsbereich zwischen dem inneren Bereichund dem äußeren Bereich erstreckt und mit diesen verbunden ist, und wobei ein entferntesEnde des Verbindungsbereichs eine äußere Oberfläche des zweiten Endes der Vorkammervor¬richtung bildet, und mindestens eine Passage, die in dem Verbindungsbereich gebildet ist,wobei die Passage von der Kammer ausgeht und sich durch die Hülle erstreckt, mindestenseine Passage, die in dem Verbindungsbereich gebildet ist, wobei die Passage die Kammer miteiner Umgebung der Vorkammervorrichtung verbindet. Ein thermisch leitfähiger Kernbereich,der aus einem zweiten Material mit einer zweiten thermischen Leitfähigkeit, die größer als dieerste thermische Leitfähigkeit ist, und einer zweiten Festigkeit, die niedriger ist als die ersteFestigkeit, gebildet ist, befindet sich innerhalb des Hohlraums benachbart zum inneren Bereichund zum äußeren Bereich.

[0010] Diese Offenbarung bietet auch einen Verbrennungsmotor mit einem Motorkörper, einerVerbrennungskammer, die im Motorkörper gebildet ist, einem Kolben, der in dem Motorblock inder Nähe der Verbrennungskammer angeordnet ist, einem Verbrennungszünder, die in einerVerbrennungszünderkammer an dem Motorblock angeordnet ist und ein Zündungselemententhält, einer Mehrzahl von Kühlmittelströmungspassagen, die ein flüssiges Kühlmittel enthaltenund im Motorblock gebildet sind, und einer Vorkammervorrichtung, die zwischen dem Verbren¬nungszünder und der Verbrennungskammer angeordnet ist. Die Vorkammervorrichtung umfassteine Hülle, die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeit und einerersten Festigkeit gebildet ist. Die Hülle umfasst einen inneren Bereich mit einer inneren Wand,einen äußeren Bereich mit einer äußeren Wand, eine Kammer, die durch den inneren Bereichgebildet ist, wobei ein erstes Ende der Kammer eine Öffnung umfasst, die nahe dem Zün¬dungselement gelegen ist, und wobei ein Einspritzende, das longitudinal gegenüber dem erstenEnde gelegen ist, mindestens eine Einspritzpassage umfasst, die sich zwischen der Kammerund der Verbrennungskammer erstreckt, und mindestens einen Hohlraum, der durch den äuße¬ren Bereich und den inneren Bereich gebildet ist. Ein thermisch leitfähiger Kernbereich, der auseinem zweiten Material mit einer zweiten thermischen Leitfähigkeit, die größer ist als die erste thermische Leitfähigkeit, und einer zweiten Festigkeit, die niedriger ist als die erste Festigkeit,gebildet ist, ist zumindest teilweise innerhalb des mindestens einen Hohlraums benachbart zudem inneren Bereich und dem äußeren Bereich angeordnet. Die Mehrzahl an Kühlmittelströ¬mungspassagen versorgt den äußeren Bereich der Vorkammervorrichtung mit flüssigem Kühl¬mittel. Die Vorkammervorrichtung ist um ihren Umfang an jedem Ende abgedichtet zum Verhin¬dern eines Strömens von flüssigem Kühlmittel in die Verbrennungskammer und zum Verhinderneines Strömens von flüssigem Kühlmittel in einen Kontakt mit dem Verbrennungszünder.

[0011] Vorteile und Eigenschaften der Ausführungsformen von dieser Offenbarung werden ausder folgenden detaillierten Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen bei einer Zu¬sammenschau mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0012] Fig.1 ist eine Schnittteilansicht eines Bereichs eines Verbrennungsmotors, wobei eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung integriert ist.

[0013] Fig. 2 ist eine Perspektivansicht einer Vorkammervorrichtung gemäß einer beispiel¬ haften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

[0014] Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Vorkammervorrichtung aus Fig. 2 durch die Längs¬ achse der Vorkammervorrichtung entlang der Linie 3-3.

[0015] Fig. 4A ist eine Perspektivansicht der Vorkammervorrichtung aus Fig. 2, wobei die

Vorkammervorrichtung in einem Winkel durch eine Rippe und durch einen Be¬reich des thermisch leitfähigen Kerns geschnitten ist.

[0016] Fig. 4B ist eine Perspektivansicht der Hülle der Vorkammervorrichtung aus Fig. 2, wobei die Hülle in einem Winkel durch eine Rippe und durch einen Bereich derHülle, welcher zum Halten des thermisch leitfähigen Kerns gestaltet ist, ge¬schnitten ist.

[0017] Fig. 5 ist eine Perspektivansicht eines thermisch leitfähigen Kerns der Vorkammervor¬ richtung aus Fig. 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegen¬den Offenbarung.

[0018] Fig. 6 ist eine Perspektivansicht eines thermisch leitfähigen Kerns einer Vorkammer¬ vorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorlie¬genden Offenbarung.

[0019] Fig. 7 ist eine Perspektivansicht eines thermisch leitfähigen Kerns einer Vorkammer¬ vorrichtung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegen¬den Offenbarung.

[0020] Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer Vorkammervorrichtung gemäß einer vierten bei¬ spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei der Schnittin einem Winkel durch einen Rippenbereich und durch einen Hohlraumbereich,der einen Kern der Vorkammervorrichtung enthält, vorgenommen worden ist.

[0021] Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer Hülle der Vorkammervorrichtung aus Fig. 8.

[0022] Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Vorkammervorrichtungshülle gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei derSchnitt in einem Winkel durch einen Rippenbereich und durch einen Hohlraum¬bereich der Vorkammervorrichtung erfolgt ist.

DETALLIERTE BESCHREIBUNG

[0023] Mit Bezug nun auf Fig. 1 ist die vorliegende Offenbarung auf einen Verbrennungsmotorgerichtet, von dem ein Teil in einer Querschnittsansicht gezeigt und im Wesentlichen mit 10gekennzeichnet ist und eine verbesserte Vorkammervorrichtung 12 aufweist. Der Verbren¬nungsmotor 10, welcher auch einen Motorkörper umfassen kann, weist einen Zylinderkopf 14 auf. Der Zylinderkopf 14 bildet einen Teil einer Verbrennungskammer 16. Die Verbrennungs¬kammer 16 kann auch einen Kolben 18 enthalten, der in einem Zylinderhohlraum (nicht darge¬stellt) neben der Verbrennungskammer 16 reziprok gelagert ist. Innerhalb einer Zündungsboh¬rung 20 ist eine Verbrennungszünderlagerung 22 angeordnet. Gestützt innerhalb einer Ver¬brennungszünderkammer 23, welche in der Verbrennungszünderlagerung 22 gebildet ist, befin¬det sich ein Verbrennungszünder 24. Der Verbrennungszünder 24 kann ein Entzündungsele¬ment 26 enthalten. Die Vorkammervorrichtung 12 ist zwischen dem Verbrennungszünder 24und der Verbrennungskammer 16 angeordnet.

[0024] Eine Kühlmittelpassage 28, welche als Teil des Zylinderkopfes 14 gebildet sein kann,versorgt Bereiche 30 in der Nähe der Vorkammervorrichtung 12 mit Kühlfluid. Das Kühlfluidkann sich auch nahe der Verbrennungszünderlagerung 22 befinden.

[0025] Weitere Elemente können sich in der Nähe der Verbrennungskammer 16 befinden.Beispielsweise können ein oder mehr Ventile 32 Einlass- und Auslassstellen bereitstellen, damitLuft und/oder Kraftstoff in die Verbrennungskammer 16 eintritt und damit Abgase die Verbren¬nungskammer 16 verlassen. Ein Ventilsitz 34 kann mit jedem Ventil 32 verbunden sein, um demVentil 32 einen Rastort zu bieten, wenn dieses geschlossen ist.

[0026] Mit Bezug auf die Figuren 2 bis 5 ist eine Vorkammervorrichtung 12 gemäß einer bei¬spielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Fig. 2 zeigt eine Perspek¬tivansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Vorkammervorrichtung 12. Die Vorkammer¬vorrichtung 12 umfasst eine Hülle 36, die einen Außenbereich hat, der eine äußere Wand 38umfasst. Die äußere Wand 38 kann eine zylindrische Form haben und kann eine oder mehrÖffnungen oder Löcher 42 enthalten, die in einem Umfang von dieser gebildet sind, womit einthermisch leitfähiger Kern 40 freigelegt ist, der sich in einem Hohlraum 41 befindet, der zwi¬schen der äußere Wand 38 und einem Innenbereich der Hülle 36, welche eine innere Wand 46umfasst, gebildet ist. Die innere Wand 46 kann eine zylindrische Form haben. Eine oder mehrSeitenöffnungen oder -löcher 42 ermöglichen, dass das Kühlfluid aus den Kühlmittelpassagen28 den thermisch leitfähigen Kern 40 direkt kontaktiert. Wenn eine Mehrzahl von Öffnungen 42vorhanden ist, können die Öffnungen 42 gleichmäßig über den Umfang der Vorkammervorrich¬tung 12 verteilt sein, wie in Fig. 2 gezeigt, oder können asymmetrisch verteilt sein. Eine odermehr Hohlraumöffnungen, Endöffnungen oder Löcher 44 können während einem Herstellungs¬vorgang verwendet werden, um den thermisch leitfähigen Kern 40 in die Hülle 36 einzuführen.Obwohl das Loch 44 an einem nahen Ende der Vorkammervorrichtung 12 gebildet ist, kann einLoch, welches das Einführen des Materials des Kerns 40 in die Hülle 36 ermöglicht, auch wo¬anders an der Vorkammervorrichtung 12 gebildet sein. Beispielsweise kann eine Öffnung andem Umfang gebildet sein, wie detaillierter im Folgenden beschrieben wird.

[0027] Die innere Wand 46 kann eine Kammer 48 definieren. Wie in den Figuren 1,4A und 4Bgezeigt, kann die Kammer 48 eine Öffnung 50 haben, welche den Verbrennungszünder 24aufnehmen kann, insbesondere das Entzündungselement 26. Die Rippen 52 können die äußereWand 38 mit der inneren Wand 46 verbinden, um der Vorkammervorrichtung 12 Festigkeit zuverleihen. Die Rippen 52 würden daher den Hohlraum 41 in eine Mehrzahl von Hohlräumenteilen. Die Rippen 52 können als Teil der Hülle 36 oder separat gebildet sein. Die Rippen 52können eine oder mehr Rippenöffnungen oder -passagen 54, welche in den Rippen gebildetsind, aufweisen, um zu ermöglichen, dass der thermisch leitfähige Kern 40 während der Her¬stellung die Mehrzahl an Hohlräumen 41, die durch die Rippen 52 gebildet sind, ausfüllt. DieRippenöffnungen oder -passagen 54 können auch bei der Verteilung thermischer Energie hel¬fen. Während der Herstellung kann das Material, das den Kern 40 bildet, geschmolzen sein undkann in den Hohlraum 41 der Hülle 36 durch die Endöffnungen 44 eingeführt werden. Die Hülle36 kann auf den Schmelzpunkt des Materials, das den Kern 40 bildet, vorerhitzt sein, bevor derKern 40 eingeführt wird, um diesen Vorgang zu unterstützen. Die Materialien, die für eine Ver¬wendung als Hülle 36 vorgeschlagen werden, haben einen höheren Schmelzpunkt als die Mate¬rialien, die zur Verwendung als Kern 40 vorgeschlagen werden, was ermöglicht, dass die Hülle36 während diesem Vorgang ihre Form beibehält. Nachdem der thermisch leitfähige Kern 40 inden Hohlraum 41 eingesetzt worden ist, kann der Aufbau in einer Weise gekühlt werden, wel¬ che im Abbau von Spannungen in der Vorkammervorrichtung 12 hilft. Sobald der Kern 40 hartgeworden ist, ist er im Wesentlichen zusammenhängend oder in direktem Kontakt mit der äuße¬ren Wand 38 und der inneren Wand 46, und die Vorkammervorrichtung 12 wird eine festeKompositstruktur sein. Es ist bevorzugt, dass der Kern 40 in einem größtmöglichen Kontakt mitder äußeren Wand 38 und der inneren Wand 46 ist. Der Herstellungsvorgang kann jedoch Luftzwischen dem Kern 40 und der äußeren Wand 38 sowie zwischen dem Kern 40 und der inne¬ren Wand 46 einschließen, was zu Stellen führt, wo der Kern 40 nicht in Kontakt mit entwederder äußeren Wand 38 oder der inneren Wand 46 sein mag. Es kann auch eine Trennung zwi¬schen dem Kern 40 und der äußeren Wand 38 oder dem Kern 40 und der inneren Wand 46aufgrund von Unterschieden in der thermischen Leitfähigkeit und den Kühlraten, aufgrund loka¬ler Verunreinigungen des Kerns 40, der äußeren Wand 38 oder des Kerns 40 oder aufgrundanderer Umstände geben.

[0028] Der Hohlraum 41 kann viele verschiedene Konfigurationen haben. Wie in den Figuren4A und 4B gezeigt, können die Transferpassagen 43 mit einer oder mehreren Taschen 64verbunden sein, welche in einem Verbindungsbereich 60 gebildet sind, womit eine Mehrzahlvon Beinen 70, die beispielsweise in Fig. 5 gezeigt sind, mittels der Taschen 64 miteinanderverbunden werden. Es ist zu beachten, dass die Taschen 64 tatsächlich Passagen 64 sind,welche eine Transferpassage 43 und damit ein Bein 70 mit einer oder mehreren Transferpas¬sagen 43 und Beinen 70 verbinden. Ein Vorteil der Taschen oder Passagen 64 ist, dass sie sichan einer Stelle befinden, wo während dem Betrieb des Motors 10 hohe Temperaturen herr¬schen. Der thermisch leitfähige Kern 40 ist daher in der Lage, Hitze von der Region des Verbin¬dungsbereichs 60 in der Vorkammervorrichtung 12 nach oben zu einem Bereich zu leiten, wodas Kühlfluid die Hitze weg von der Vorkammervorrichtung 12 leiten kann, während der Motor10 in Betrieb ist. In gleicher Weise kann Hitze von der Kammer 48 zu einem Bereich übertragenwerden, wo Kühlfluid die Hitze weg von der Vorkammervorrichtung 12 leiten kann.

[0029] Mit Bezug auf Fig. 6 ist der Kernbereich 45 des Kerns 40 in Taschen oder Passagen 64angeordnet. Die Transferpassagen 43 und Taschen 64 können jedoch weggelassen sein unddie Rippenöffnungen oder -passagen 64 können weggelassen sein, so dass jedes Bein 70vollständig voneinander getrennt ist. Andere alternative Konfigurationen werden im Folgendenbeschrieben.

[0030] Die Hülle 36 kann eine minimale Dicke von 1 mm haben. Der thermisch leitfähige Kern40 kann jedoch mindestens 30% von der Dicke der Vorkammervorrichtung 12 für mindestens50% der longitudinalen Länge der Vorkammervorrichtung 12 einnehmen. Die Dicke ist radialvon der Seite der inneren Wand 46 der Kammer 48 zu dem Bereich der äußeren Wand 38, deram weitesten von der Längsachse 76 der Vorkammervorrichtung 12 entfernt ist, bemessen. Die50% der longitudinalen Länge können irgendeine Länge der Vorkammervorrichtung 12 sein,welche die 30%- Dickenempfehlung erfüllt, beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Länge 78. Derthermisch leitfähige Kern 40 kann weniger als die Dicke der Vorkammervorrichtung 12 und einekürzere Länge einnehmen, aber es kann sodann auch eine Verringerung der Vorteile der vor¬liegenden Offenbarung geben. Das Gestaltungsziel ist, dass die Hülle genügend dick ist, um dieeinwirkenden Belastungen während dem Betrieb aufnehmen zu können, während das Volumendes Kernmaterials optimiert ist. Diese Anforderungen werden die Dicke der Hülle bestimmenund ob die Rippen 52 erforderlich sind und, sofern Rippen 52 erforderlich sind, die Anzahl anerforderlichen Rippen 52. Während ein Großteil dieser Erläuterungen auf die Hülle 36 fokussiertist, ist es das Ziel, die Größe, insbesondere die Dicke und die Form des thermisch leitfähigenKerns 40 zu optimieren, um ein optimales Temperaturprofil der Vorkammervorrichtung 12 zuerhalten.

[0031] Es sollte aus der vorangehenden Beschreibung zu verstehen sein, dass der thermischleitfähige Kern 40 ein einziges Metallstück sein kann, wie durch den Kern 40a in Fig. 5 gezeigt,welcher sich von einer oder mehreren Taschen 64, welche detaillierter im Folgenden beschrie¬ben werden, über eine oder mehrere Seitenöffnungen oder -löcher 42 zu Endöffnungen 44erstreckt. Bei einer zweiten beispielhaften Ausführungsform können die Rippenöffnungen oder -passagen 54 in den Rippen 52 jedoch entfallen, was bedeuten würde, dass jede Säule oder

Bein 70 unabhängig von benachbarten Säulen oder Beinen 70 wäre und nur in der Bodenregion72 des Kerns 40b durch Bereiche des Kerns 40b, die sich durch die Taschen 64 erstrecken, wiein Fig. 6 gezeigt, verbunden wären. In gleicher Weise können bei einer dritten beispielhaftenAusführungsform die Rippen 52 nicht benötigt sein, in welchem Fall der Kern 40c einen solidenUmfang mit offenen Bereichen in der Bodenregion 72 haben könnte, wo Verbindungsbereiche60 der Hülle 36 gelegen sein würden, wie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt. Gleichermaßen kannder obere Bereich 74 der äußeren Wand 38 jenseits einer oder mehrerer Seitenöffnungen oder-löcher 42 unnötig sein, abhängig von dem für den thermisch leitfähigen Kern 40 gewähltenMaterial und dem in der Kammer 48 erwarteten Druck. Während gezeigt ist, dass sich derthermisch leitfähige Kern 40 bis zur Oberseite der Vorkammervorrichtung 12 erstreckt, mögenbestimmte Designanforderungen nicht voraussetzen, dass sich der Kern 40 über die Regionerstreckt, wo sich Kühlfluid nahe dem Äußeren der Vorkammervorrichtung 12 befindet, wenndiese im Betrieb genutzt wird. Eine vierte beispielhafte Ausführungsform einer Vorkammervor¬richtung 112, die in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist, hat eine Konfiguration, bei der sich derKern 40d von einer Region im Hohlraum 41a der Hülle 136a in der Nähe von einer oder mehre¬ren Einspritzöffnungen 58, was im Detail später beschrieben wird, erstreckt und in einer Regionim Hohlraum 41a der Hülle 136a gerade oberhalb der Seitenöffnungen 142 endet. Eine fünftebeispielhafte Ausführungsform der Vorkammernhülle 136b ist in Fig. 10 gezeigt. Der Hohlraum41b der Hülle 136b kann eine oder mehrere Transferpassagen 143 und eine oder mehrerePassagen oder Taschen 164 enthalten. Der Hohlraum 41b erstreckt sich von einer oder mehre¬ren Passagen oder Taschen 164, die sich zwischen einer oder mehreren Einspritzpassagen 58und dem entfernten Ende 162 der Hülle 136b befinden, und der Hohlraum 41b endet in einerRegion in der Nähe von einer oder mehreren Öffnungen oder Aperturen 142b. Bereiche desKerns 40, welche Luft, Kraftstoff oder Kühlflüssigkeit ausgesetzt sind, können beschichtet oderbehandelt sein, um die Wirkungen von Korrosion an den ausgesetzten Bereichen des Kerns 40zu verhindern oder zu reduzieren.

[0032] Ein Ende der Kammer 48 hat ein Injektionsende 56. Innerhalb des Injektionsendes 56sind eine oder mehrere Passagen oder Injektionsöffnungen 58 gebildet, die sich von der Kam¬mer 48 zu der Umgebung der Hülle 36 in einem Bereich nahe der Verbrennungskammer 16erstrecken. Die Injektionsöffnungen 58 ermöglichen, dass sich entzündeter Kraftstoff und Luftvon der Kammer 48 zu der Verbrennungskammer 16 bewegen, was das Entzünden von Kraft¬stoff und Luft in der Verbrennungskammer 16 bewirkt. Die Injektionsöffnungen 58 können Teildes Verbindungsbereichs 60 sein, der die äußere Wand 38 mit der inneren Wand 46 verbindet.Der Verbindungsbereich 60 kann einen äußeren Bereich, einen Außenseitenbereich oder einentferntes Ende 62 haben. Zwischen dem Teil des Verbindungsbereichs 60, der die Einspritz¬öffnungen oder -passagen 58 enthält, und dem entfernten Ende 62 des Verbindungsbereichs60 gelegen kann eine oder können mehrere Taschen 64 gebildet sein, in welchen sich ein Teildes thermisch leitfähigen Kerns 40 befinden kann. Die Taschen 64 bieten erhebliche Vorteile indem Beherrschen der thermischen Spannungen im Verbindungsbereich 60. Hitze kann durchden thermisch leitfähigen Kern 40 weg von den Taschen 64 zu einem oder mehreren offenenBereichen oder Löchern 42 geleitet werden, was ermöglicht, dass ein Kühlmittel oder ein Kühl¬fluid die Hitze entfernt.

[0033] Wie in Fig. 3 gezeigt, können sich die Taschen oder Passagen 64 innerhalb eines be¬stimmten Orts bezüglich der Kammer 48 und eines Endbereichs oder Außenseitenbereichs 62der Vorkammervorrichtung 12 befinden. Beispielsweise können sich Taschen 64 entwederteilweise oder vollständig radial oder transversal innerhalb einer imaginären Axialerweiterung 80der äußeren Abmessungen des unteren Bereichs der Kammer 48, benachbart entlang derAchse 76 gelegen sein. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind die Taschen 64 axial oderlongitudinal entlang der Vorkammervorrichtung zwischen den Einspritzöffnungen 58 und dementfernten Ende 62 gelegen. Es kann eine einzelne Tasche 64, die sich in dem Verbindungsbe¬reich 60 befindet, oder eine Mehrzahl von Taschen 64 geben. Wenn eine Mehrzahl von Ta¬schen 64 vorhanden ist, können diese symmetrisch oder asymmetrisch um die Längsachse 76verteilt sein. Während eine einzige Tasche 64 die Temperatur des Verbindungsbereichs 60während Verbrennungsvorgängen reduziert, bietet eine Mehrzahl von Taschen oder Passagen 64, die um die Längsachse 76 verteilt sind, den größten Vorteil in Bezug auf eine Temperatur¬verringerung im Verbindungsbereich 60, während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 10.

[0034] Das Material der Hülle 36 kann ein hochlegierter Stahl, wie zum Beispiel eine Nickel-Chrom-Beschichtung, oder ein Edelstahl mit einer ersten Festigkeit und einer ersten thermi¬schen Leitfähigkeit sein. Das Material des thermisch leitfähigen Kerns 40 kann eine Kupfer¬oder Aluminiumbeschichtung mit einer zweiten Festigkeit und einer zweiten thermischen Leitfä¬higkeit sein.

[0035] Das Material des Kerns 40 wird im Wesentlich hinsichtlich thermischen Leitfähigkeitsei¬genschaften gewählt, was in der Regel bedeutet, dass das Material des thermisch leitfähigenKerns 40 schwächer sein wird als das Material der Hülle 36. Das Material der Hülle 36 wird imWesentlichen hinsichtlich Festigkeitseigenschaften gewählt, um dazu in der Lage zu sein, Druckund thermische Belastungen von der Kammer 48 und der Verbrennungskammer 16 zu tragen.Die Materialien, die üblicherweise zum Tragen der vorgenannten Belastungen gewählt werden,haben typischerweise jedoch eine ungenügende thermische Leitfähigkeit, um eine Hitzean¬sammlung in der Vorkammervorrichtung 12 zu verhindern, insbesondere im Bereich des Ver¬bindungsbereichs 60. Eine zu große Hitze kann zu Zuständen führen, die als Fehler gewertetwürden, beispielsweise eine vorzeitige Entzündung, das Brechen von Spitzen, die Erosion vonDüsenlöchern oder Einspritzöffnungen, das Schmelzen von Spitzen usw. Der Wärmeleitkoeffi¬zient von Aluminium- und Kupferbeschichtungen ist größer oder gleich 30 W/m2-K. Der Wärme¬leitkoeffizient von Nickel-Chrom-Beschichtungen und Edelstahlmaterialien ist kleiner oder gleich20 W/m2-K. Der relativ niedrige Wärmeleitkoeffizient der Nickel-Chrom-Beschichtung, von Edel¬stahl und anderen ähnlichen Materialien führt in dem Bereich des Verbindungsbereichs 60 undmöglicherweise in anderen Bereichen der Vorkammervorrichtung 12 zu Temperaturen, diegrößer als gewünscht sind. Das Erzeugen des Kerns 40 und das Anordnen eines Materials,welches einen höheren Wärmeleitkoeffizienten hat, in den Kern 40 bietet eine erhebliche Tem¬peraturverringerung in Gebieten, die während dem Betrieb einer großen Hitze ausgesetzt sind,wie im Folgenden näher erläutert wird. Der Vorteil der vorliegenden Offenbarung liegt darin,dass die Vorkammer 12 die Vorteile der Festigkeit der Hülle 36 mit der thermischen Leitfähigkeitdes Kerns 40 erhält.

[0036] Die Hülle 36 kann erzeugt werden durch Laser-Sintern, Metallinjektionsgießen, Feingussund anderen Techniken, die zum Erzeugen der in dieser Offenbarung beschriebenen Eigen¬schaften fähig sind, beispielsweise durch Fabrikherstellung oder Werkstückbearbeitung. Diehohle Kernhülle 36 kann auch als mehrere Stücke erzeugt und sodann durch das Einführen desthermisch leitfähigen Kerns 40, durch ein mechanisches Verbinden oder durch andere Techni¬ken miteinander verbunden werden. Der thermisch leitfähige Kern 40 kann in der Hülle 36 durcheine oder mehrere Techniken gebildet werden. Weil Materialien mit höherer thermischer Leitfä¬higkeit im Allgemeinen bei niedrigeren Temperaturen schmelzen als Materialien mit niedrigerthermischer Leitfähigkeit, kann das Material des Kerns 40 geschmolzen und in die Hülle 36gegossen werden. Der Kern 40 kann auch in die Hülle 36 mit einer geeigneten Stützung an denäußeren Oberflächen der Hülle 36 injiziert werden. Die Hülle 36 kann wie in dieser Offenbarunggezeigt gebildet sein, oder kann mit massiven äußeren Wänden gebildet und nach dem Einfüh¬ren des Kerns 40 bearbeitet sein, um den Kern 40 an einer oder mehreren Öffnungen oderLöchern 42 freizugeben.

[0037] Wie zuvor beschrieben, besteht ein Verfahren zum Einführen des Kerns 40 in den Hohl¬raum 41 darin, dass das Material des Kerns 40 eingeführt wird, wenn das Material geschmolzenist. Der Kern 40 kann in den Hohlraum 41 durch eine oder mehrere Öffnungen 44 eingeführtwerden. Das geschmolzene Material des Kerns 40 fließt in den Hohlraum 41 und kann dann indie Region von einer oder mehreren Transferpassagen 43 fließen. Das Material des Kerns 40kann sodann durch die eine oder mehreren Transferpassagen 43 in die eine oder mehrerenTaschen oder Passagen 64 fließen, die in dem Verbindungsbereich 60 gebildet sind, um dasMaterial des Kerns 40 in Gebieten anzuordnen, wo während dem Betrieb des Motors 10 hoheTemperaturen herrschen. Bei Konfigurationen, wo es mehrere separate Hohlräume gibt, die ineiner Hülle einer Vorkammervorrichtung gebildet sind, kann es erforderlich sein, dass das ge- schmolzene Material des Kerns in jeden separaten Hohlraum durch eine Öffnung oder ein Loch,welches mit diesem Hohlraum verbunden ist, eingeführt wird. Bei Konfigurationen, wo der Hohl¬raum einer Vorkammervorrichtung sich nicht bis an eine nahe Oberfläche der Vorkammervor¬richtung erstreckt, wie zum Beispiel bei der Konfiguration, die in Fig. 9 gezeigt ist, kann eserforderlich sein, dass das Material des Kerns 40d in eine oder mehrere Öffnungen oder Löcher142a eingeführt wird, welche an einem Umfang oder einer anderen Stelle der Hülle 136a gebil¬det sind.

[0038] Eine Finite-Elemente-Analyse zeigt, dass eine massive Vorkammer mit hochfestemStahl eine Spitzentemperatur von größer 800°C in dem Gebiet der Einspritzöffnungen habenkönnte. Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt eine Spitzen¬temperatur von weniger als 400°C in den Gebieten der Einspritzöffnungen 58.

[0039] Die Vorkammervorrichtung 12 kann an ihrem Umfang an mindestens zwei Stellen fluid¬mäßig abgedichtet sein, wenn sie an einem Motorkörper oder Verbrennungsmotor 10 montiertist. Eine Abdichtungsstelle 66 kann sich in der äußeren Wand 38 befinden, wo die äußereWand 38 auf die Verbrennungszünderlagerung 22 trifft. Die Absicht hinter der Fluidabdichtungliegt darin, einen Leckstrom von flüssigem Kühlmittel aus den Kühlmittelpassagen 28 in dieKammer 48 und einen Kontakt von diesem mit dem Entzündungselement 26 zu verhindern.Eine weitere Abdichtung kann sich an einer Stelle 68 befinden, welche an einer oder mehrerenStellen an der Vorkammervorrichtung 12 zwischen dem entfernten Ende 62 des Verbindungs¬bereichs 60 und einer oder mehreren Seitenöffnungen 42 gelegen sein kann. Die Abdichtungan der Stelle 68 dient dazu, einen Leckstrom der Kühlflüssigkeit in die Verbrennungskammer 16zu verhindern.

[0040] Die verschiedenen Ausführungsformen von Vorkammervorrichtungen, die hier gezeigtwurden, sind zu Motorkonfigurationen kompatibel, welche passive und mit Kraftstoff versorgteVorkammervorrichtungen erfordern. Der Verbrennungsmotor 10 und eine der hier gezeigtenVorkammervorrichtungen können so modifiziert sein, dass eine Kraftstoffeinspritzung oder eineinzuspritzendes Gemisch aus Luft und Kraftstoff in die Kammer 48 erlaubt wird, wo eine Ent¬zündung eintreten kann, was eine beträchtliche Hitze und einen Überdruck in der Kammer 48erzeugt und bewirkt, dass Verbrennungsgase in die Verbrennungskammer 16 strömen. Kraft¬stoff und Luft können auch direkt in die Verbrennungskammer 16 injiziert werden. Eine Kraft-stoffentzündung kann außerhalb der Vorkammervorrichtung 12 in einem Gebiet um eine odermehrere Eispritzpassagen 58 und das entfernte Ende 62 oder innerhalb der Kammer 48 auftre-ten. Die Kraftstoffentzündung kann in entweder der Kammer 48 oder der Verbrennungskammer16 starten und sodann sich zu der gegenüberliegenden Kammer fortbewegen. Während einesKompressionstaktes eines Kolbens 18 wird der Druck in der Verbrennungskammer 16 Verbren¬nungsgase in die Kammer 48 drängen. Abhängig davon, ob der Druck in der Kammer 48 oderder Verbrennungskammer 16 größer ist, können daher Verbrennungsgase entweder in die oderaus der Kammer 48 von oder zu der Verbrennungskammer 16 strömen. Der Kern 40 wird Hitzevon den Stellen, wo eine Kraftstoffentzündung eintritt, oder wo heiße Verbrennungsgase strö¬men, wie zum Beispiel Kammer 48 oder das Gebiet benachbart zum entfernten Ende 62, zueinem Gebiet bewegen, wo das Kühlfluid Wärme abführen kann. Das Gebiet der Wärmeablei¬tung kann eine Öffnung, wie zum Beispiel die in Fig. 3 gezeigte Öffnung 42, umfassen. Die hiergezeigten Vorkammervorrichtungen können auch mit Motoren verwendet werden, die nicht eineZündkerze verwenden.

[0041] Während verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung gezeigt und beschriebenworden sind, ist zu verstehen, dass diese Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. DieAusführungsformen können geändert, modifiziert oder durch den Fachmann weitergehendangewandt werden. Daher sind diese Ausführungsformen nicht auf die gezeigten und zuvorbeschriebenen Details beschränkt, sondern enthalten all solche Änderungen und Modifikatio¬nen.

Claims

Patentansprüche 1. Vorkammervorrichtung (12) für einen Verbrennungsmotor (10) mit: einer Hülle (36), die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeitund einer ersten Festigkeit gebildet ist, wobei die Hülle (36) umfasst: - einen inneren Bereich, der eine innere Wand (46) umfasst, - einen äußeren Bereich, der eine äußere Wand (38) umfasst, welche von der innerenWand (46) beabstandet ist, - mindestens ein offenes Gebiet, das in der äußeren Wand (38) an einem Umfang derVorkammervorrichtung (12) gebildet ist, - einen Hohlraum (41), der zwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich ge¬bildet ist, - eine Kammer (48), die durch die innere Wand (46) gebildet ist, und einem thermisch leitfähigen Kernbereich (45), der innerhalb des Hohlraums (41) in phy¬sischem Kontakt mit dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich angeordnet ist, unddurch das mindestens eine offene Gebiet in der äußeren Wand (38) für Kühlfluid freige¬legt ist, um es dem Kühlfluid zu ermöglichen, den thermisch leitfähigen Kernbereich (45)direkt zu kontaktieren, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich (45) aus einem zwei¬ten Material gebildet ist, das eine zweite thermische Leitfähigkeit, die größer als die erstethermische Leitfähigkeit ist, und eine zweite Festigkeit, die kleiner als die erste Festigkeitist, hat.
2. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine offene Gebieteine Mehrzahl von Löchern (42) ist, die in der äußeren Wand (38) gebildet sind.
3. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei die Vorkammervorrichtung (12) einerstes Ende und ein zweites Ende hat und wobei das erste Ende einen Verbindungsbe¬reich (60) enthält, der den äußeren Bereich mit dem inneren Bereich verbindet.
4. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 3, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich(45) innerhalb der mindestens einen Tasche (64) gelegen ist, die in dem Verbindungsbe¬reich (60) gebildet ist.
5. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei der Hohlraum (41) an dem zweitenEnde der Vorkammervorrichtung (12) eine Hohlraumöffnung (44) bildet und die Hohlraumö¬ffnung (44) den thermisch leitfähigen Kernbereich (45) freilegt und wobei sich der ther¬misch leitfähige Kernbereich (45) von der mindestens einen Tasche (64) zu der Hohlrau¬möffnung (44) erstreckt.
6. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum (41) mindestens 30%der Strecke von der inneren Wand (46) radial nach außen zu der äußeren Wand (38) fürmindestens 50% der longitudinalen Länge der Vorkammervorrichtung (12) einnimmt.
7. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Rippen (52), diezwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich angeordnet sind, den Hohlraum(41) in mehrere Räume teilt.
8. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei das erste Material aus einer Gruppeausgewählt ist, die ein Nickel-Chrom-Legierung und Edelstahle umfasst.
9. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei das zweite Material aus einer Gruppeausgewählt ist, die Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen umfasst.
10. Vorkammervorrichtung (12) für einen Verbrennungsmotor (10) mit: einer Hülle (36), die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeitund einer ersten Festigkeit gebildet ist,wobei die Hülle (36) umfasst: - einen zylindrischen inneren Bereich, - einen zylindrischen äußeren Bereich, - eine Kammer (48), die durch den inneren Bereich gebildet ist, wobei die Kammer (48)eine Öffnung (50) an einem ersten Ende aufweist, - einen Hohlraum (41), der zwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich ge¬bildet ist, - einen Verbindungsbereich (60), der an einem zweiten Ende der Vorkammervorrichtung(12), welches in longitudinaler Richtung dem ersten Ende gegenüberliegt, gebildet ist,wobei sich der Verbindungsbereich (60) zwischen dem inneren Bereich und dem äuße¬ren Bereich erstreckt und mit diesen verbunden ist, und wobei ein entferntes Ende (62)des Verbindungsbereichs (60) eine äußere Oberfläche des zweiten Endes der Vorkam¬mervorrichtung (12) bildet, und - mindestens eine Passage (58), die in dem Verbindungsbereich (60) gebildet ist, wobeidie Passage (58) die Kammer (48) mit einer Umgebung der Vorkammervorrichtung (12)verbindet, und einem thermisch leitfähigen Kernbereich (45), der aus einem zweiten Ma¬terial mit einer zweiten thermischen Leitfähigkeit, die größer als die erste thermischeLeitfähigkeit ist, und einer zweiten Festigkeit, die niedriger ist als die erste Festigkeit,gebildet ist, und der sich innerhalb des Hohlraums (41) benachbart zum inneren Bereichund zum äußeren Bereich befindet.
11. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei sich eine Erweiterung des thermischleitfähigen Kernbereichs (45) longitudinal zwischen der Kammer (48) und dem entferntenEnde (62) befindet.
12. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 11, wobei mindestens eine Tasche (64) lon¬gitudinal zwischen der Kammer (48) und dem entfernten Ende (62) gebildet ist und die Er¬weiterung des thermisch leitfähigen Kernbereichs (45) innerhalb der mindestens einen Ta¬sche (64) gelegen ist.
13. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei der Verbindungsbereich (60) diemindestens eine Tasche (64) umfasst und sich der thermisch leitfähige Kernbereich (45) indie Tasche (64) erstreckt.
14. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Tasche (64)zumindest teilweise zwischen der Kammer (48) und dem entfernten Ende (62) des Verbin¬dungsbereichs (60) gelegen ist.
15. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Tasche (64)zumindest teilweise entlang einer longitudinalen Linie zwischen der mindestens einen Pas¬sage (58) und dem entfernten Ende (62) des Verbindungsbereichs (60) gebildet ist.
16. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 13, welche außerdem eine longitudinale Achse(76) aufweist, wobei die mindestens eine Tasche (64) eine Mehrzahl von Taschen (64) ist,welche symmetrisch um die longitudinale Achse (76) angeordnet ist.
17. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei der Hohlraum (41) an dem erstenEnde der Vorkammervorrichtung (12) geöffnet ist, um eine Hohlraumöffnung (44) zu bilden,wobei sich der thermisch leitfähige Kernbereich (45) innerhalb der mindestens einen Ta¬sche (64), die in dem Verbindungsbereich (60) gebildet ist, befindet, und wobei sich derthermisch leitfähige Kernbereich (45) von der mindestens einen Tasche (64) zu der Hohl¬raumöffnung (44) erstreckt.
18. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei der Hohlraum (41) mindestens 30%der Strecke von der inneren Wand (46) radial nach außen zu der äußeren Wand (38) fürmindestens 50% der longitudinalen Länge der Vorkammervorrichtung (12) einnimmt.
19. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei eine Mehrzahl von Rippen (52), diezwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich angeordnet sind, den Hohlraum(41) in mehrere Räume teilt.
20. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei das erste Material aus einer Gruppeausgewählt ist, die ein Nickel- Chrom-Legierung und Edelstahle umfasst.
21. Vorkammervorrichtung (12) nach Anspruch 10, wobei das zweite Material aus einer Grup¬pe ausgewählt ist, die Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen umfasst.
22. Verbrennungsmotor (10) mit: einem Motorkörper, einer Verbrennungskammer (16), die imMotorkörper gebildet ist, einem Kolben (18), der in dem Motorblock in der Nähe der Ver¬brennungskammer (16) angeordnet ist, einem Verbrennungszünder (24), die in einer Ver¬brennungszünderkammer (23) an dem Motorblock angeordnet ist und ein Zündungsele¬ment (26) enthält, einer Mehrzahl von Kühlmittelströmungspassagen (28), die ein flüssigesKühlmittel enthalten und im Motorblock gebildet sind, einer Vorkammervorrichtung (12), die zwischen dem Verbrennungszünder (24) und derVerbrennungskammer (16) angeordnet ist, und umfasst: - eine Hülle (36), die aus einem ersten Material mit einer ersten thermischen Leitfähigkeitund einer ersten Festigkeit gebildet ist, wobei die Hülle (36) umfasst: - einen inneren Bereich mit einer inneren Wand (46), - einen äußeren Bereich mit einer äußeren Wand (38), - eine Kammer (48), die durch den inneren Bereich gebildet ist, wobei ein erstes Ende derKammer (48) eine Öffnung (50) umfasst, die nahe dem Zündungselement (26) gelegenist, und wobei ein Einspritzende, das longitudinal gegenüber dem ersten Ende gelegenist, mindestens eine Einspritzpassage (58) umfasst, die sich zwischen der Kammer (48)und der Verbrennungskammer (16) erstreckt, und - mindestens einen Hohlraum (41), der durch den äußeren Bereich undden inneren Bereich gebildet ist, und - einen thermisch leitfähigen Kernbereich (45), der aus einem zweiten Material mit einerzweiten thermischen Leitfähigkeit, die größer ist als die erste thermische Leitfähigkeit,und einer zweiten Festigkeit, die niedriger ist als die erste Festigkeit, gebildet ist, und derzumindest teilweise innerhalb des mindestens einen Hohlraums (41) benachbart zu deminneren Bereich und dem äußeren Bereich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl an Kühl¬mittelströmungspassagen (28) den äußeren Bereich der Vorkammervorrichtung (12) mitflüssigem Kühlmittel versorgt und wobei die Vorkammervorrichtung (12) um ihren Um¬fang an jedem Ende abgedichtet ist zum Verhindern eines Strömens von flüssigemKühlmittel in die Verbrennungskammer (16) und zum Verhindern eines Strömens vonflüssigem Kühlmittel in einen Kontakt mit dem Verbrennungszünder (24).
23. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich (45) zu der Um¬gebung der Vorkammervorrichtung (12) durch mindestens einen offenen Bereich, der inder äußeren Wand (38) gebildet ist, freigelegt ist.
24. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich (45) zu der Um¬gebung der Vorkammervorrichtung (12) durch eine Mehrzahl von Öffnungen (42), die umdie Vorkammervorrichtung (12) angeordnet sind, freigelegt ist.
25. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei das Einspritzende einen Verbindungsbereich (60)umfasst, der den äußeren Bereich mit dem inneren Bereich verbindet, und wobei der Ver¬bindungsbereich (60) ein entferntes Ende (62) enthält.
26. Motor (10) nach Anspruch 25, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich (45) sich inner¬halb mindestens einer Tasche (64), die in dem Verbindungsbereich (60) gebildet ist, befin¬det.
27. Motor (10) nach Anspruch 26, wobei die mindestens eine Tasche (64) zumindest teilweisezwischen der mindestens einen Einspritzpassage (58) und dem entfernten Ende (62) desVerbindungsbereichs (60) gebildet ist.
28. Motor (10) nach Anspruch 26, wobei die Vorkammervorrichtung (12) außerdem eine lon¬gitudinale Achse (76) umfasst und die Kammer (48) einen unteren Bereich mit Außenab¬messungen umfasst, und wobei die mindestens eine Tasche (64) sich mindestens teilweiseinnerhalb einer imaginären Axialerweiterung (80) der Außenabmessungen des unteren Be¬reichs der Kammer (48) entlang der Longitudinalachse (76) befindet.
29. Motor (10) nach Anspruch 25, wobei der Hohlraum (41) an dem ersten Ende der Vorkam¬mervorrichtung (12) zum Bilden einer Hohlraumöffnung (44) geöffnet ist und die Hohlrau¬möffnung (44) den thermisch leitfähigen Kernbereich (45) freilegt.
30. Motor (10) nach Anspruch 29, wobei der thermisch leitfähige Kernbereich (45) sich inner¬halb mindestens einer Tasche (64), die in dem Verbindungsbereich (60) gebildet ist, befin¬det und sich von der mindestens einen Tasche (64) zu der Hohlraumöffnung (44) erstreckt.
31. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei der Hohlraum (41) mindestens 30% der Strecke vonder inneren Wand (46) radial nach außen zu der äußeren Wand (38) für mindestens 50%der longitudinalen Länge der Vorkammervorrichtung (12) einnimmt.
32. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei eine Mehrzahl von Rippen (52), die aus einem erstenMaterial gebildet sind und zwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich ange¬ordnet sind, den Hohlraum (41) in mehrere Räume teilt.
33. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei das erste Material aus einer Gruppe ausgewählt ist,die ein Nickel-Chrom-Legierung und Edelstahl umfasst.
34. Motor (10) nach Anspruch 22, wobei das zweite Material aus einer Gruppe ausgewählt ist,die Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen umfasst. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen