DE102016218707A1 - Reciprocating internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem in einem Zylinder hubbeweglich angeordneten Kolben, wobei ein Brennraum, der in einen Hubraum und einen Verdichtungsraum aufgeteilt ist von dem Kolben, dem Zylinder und einem von einem Zylinderkopf gebildeten Brennraumdach begrenzt ist, wobei in dem Zylinderkopf ein erster Kraftstoffinjektor angeordnet ist, zur Einbringung von Kraftstoff direkt in den Brennraum, wobei im Verdichtungsraum eine am Brennraumdach angeordnete Brennkammer vorgesehen ist, die über mindestens einen Durchbruch mit dem Brennraum Gas führend verbunden ist, wobei in der Brennkammer eine Zündeinrichtung vorgesehen ist, wobei in dem Zylinderkopf ein zweiter Kraftstoffinjektor angeordnet ist, zur Einbringung von Kraftstoff in die Brennkammer. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine bauraumgünstige Zündkammeranordnung zum Erschließen der Potentiale hochverdünnter Brennverfahren für Verbrauchs- und Emissionsvorteile.Reciprocating internal combustion engine, with a piston arranged in a liftable piston in a cylinder, wherein a combustion chamber which is divided into a displacement and a compression chamber is bounded by the piston, the cylinder and a cylinder head formed by a cylinder head, wherein arranged in the cylinder head, a first Kraftstoffinjektor is, for introducing fuel directly into the combustion chamber, wherein in the compression chamber arranged on the combustion chamber roof combustion chamber is provided leading at least one opening with the combustion chamber gas, wherein in the combustion chamber an ignition device is provided, wherein in the cylinder head a second Fuel injector is arranged for introducing fuel into the combustion chamber. The design according to the invention results in a space-favorable ignition chamber arrangement for opening up the potentials of highly diluted combustion processes for consumption and emission advantages.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a reciprocating internal combustion engine with the features of the preamble of patent claim 1.

Zum technischen Umfeld der Erfindung wird beispielsweise auf eine Technologie des japanischen Automobilherstellers Honda hingewiesen. Honda hatte bereits 1974 eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine in Serie gebracht, mit der sogenannten CVCC-Technologie (Compound Vortex Controlled Combustion). Hierbei handelt es sich um eine sogenannte Schichtlade-Brennkraftmaschine, mit einem modifizierten Zylinderkopf mit einem Hauptbrennraum in dem eine Vorkammer mit zusätzlichem kleinen Einlassventil angeordnet ist, das etwa synchron mit dem Haupteinlassventil betätigt wird. Zusätzlich wird für den Betrieb der Brennkraftmaschine ein Vergaser mit einer sehr aufwendigen last- und drehzahlabhängigen Steuerung verwendet. Die Größe der im Hauptbrennraum angeordneten Vorkammer beträgt ca. 10 % des gesamten Kompressionsraums. Beim Ansaugtakt wird die Vorkammer mit einem fetten Kraftstoff-/Luft-Gemisch gefüllt, während der Hauptbrennraum mit einem mageren Kraftstoff-/Luft-Gemisch gefüllt wird. Da während eines Ansaugvorgangs ein Mehrfaches des Vorkammervolumens an Frischluft angesaugt wird, kommt es zum Überströmen des fetten Kraftstoff-/Luft-Gemisches durch Öffnungen aus der Vorkammer in den Hauptbrennraum. Während des Kompressionstakts wird dieses teilweise wieder in die Vorkammer zurückgeschoben. Jedoch bilden sich zum Zündzeitpunkt Bereiche mit unterschiedlicher Kraftstoff-/Luft- Gemischzusammensetzung (Schichtladung) aus: ein fettes Kraftstoff-/Luft- Gemisch in der Vorkammer und ein mageres Kraftstoff-/Luft-Gemisch im Hauptbrennraum. Das in der Vorkammer mittels einer Zündvorrichtung entzündete Kraftstoff-/Luft-Gemisch strömt durch die Öffnungen in der Vorkammer in den Hauptbrennraum und entzündet dort das magere Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Es findet somit eine kontrollierte Verbrennung mit überstöchiometrischem Luftverhältnis unter weitgehender Vermeidung der für die Stickoxidbildung maßgeblich notwendigen Spitzentemperaturen statt. The technical environment of the invention, for example, pointed to a technology of the Japanese car manufacturer Honda. Honda had already brought in 1974 a generic internal combustion engine in series, with the so-called CVCC technology (Compound Vortex Controlled Combustion). This is a so-called stratified charge internal combustion engine, with a modified cylinder head with a main combustion chamber in which an antechamber with additional small inlet valve is arranged, which is actuated approximately synchronously with the main inlet valve. In addition, a carburetor with a very complex load and speed-dependent control is used for the operation of the internal combustion engine. The size of the arranged in the main combustion chamber prechamber is about 10% of the total compression space. During the intake stroke, the prechamber is filled with a rich fuel / air mixture while the main combustion chamber is being filled with a lean fuel / air mixture. Since a multiple of the pre-chamber volume is sucked into fresh air during an intake, it comes to overflow of the rich fuel / air mixture through openings from the antechamber in the main combustion chamber. During the compression stroke, this is partially pushed back into the antechamber. However, areas of different fuel / air mixture composition (stratified charge) are formed at ignition timing: a rich fuel / air mixture in the prechamber and a lean fuel / air mixture in the main combustion chamber. The ignited in the pre-chamber by means of an igniter fuel / air mixture flows through the openings in the prechamber into the main combustion chamber and ignites there the lean fuel / air mixture. Thus, a controlled combustion with a superstoichiometric air ratio takes place while substantially avoiding the peak temperatures which are essential for the formation of nitrogen oxide.

Weiter ist aus der SAE-Veröffentlichung JSAE 20119100 , SAE 2011-01-2023, mit dem Titel „A Single Fuel Pre-Chamber Jet Ingnition Powertrain Achieving High Load, High Efficiency and Near Zero NOx Emissions“, von William P. Attard und Hugh Blaxill, MAHLE Powertrain , ein Vorkammerpilot-Zündsystem für Ottomotoren bekannt. Hierbei wird durch eine Piloteinspritzung mit einer kleinen Kraftstoffmenge in eine Vorkammer (Pilotkammer) eines Hauptbrennraumes ein fettes, unterstöchiometrisches Gemisch erzeugt, das durch eine in der Vorkammer angeordnete Zündkerze sicher gezündet werden kann. Das brennende Pilotgemisch strömt durch an der Vorkammerwand angebrachte Bohrungen in den Hauptbrennraum, generiert dabei hohe Turbulenzen und entflammt das stark verdünnte Hauptgemisch (abgemagert und/oder hoher Restgasgehalt) sicher. Damit können Verbrauchs- und Emissionsvorteile erzielt werden. Neben dem Injektor für das Pilotgemisch ist für die Einspritzung der Hauptmenge des Kraftstoffs mindestens ein weiterer Injektor erforderlich, der grundsätzlich als Multipoint-Injektor (MPI) ausgeführt werden kann. Next is from the SAE publication JSAE 20119100 . SAE 2011-01-2023, entitled "A Single Fuel Pre-Chamber Jet Ingnition Powertrain Achieving High Load, High Efficiency and Near Zero NOx Emissions", by William P. Attard and Hugh Blaxill, MAHLE Powertrain , a pre-chamber pilot ignition system for gasoline engines known. In this case, a rich, substoichiometric mixture is generated by a pilot injection with a small amount of fuel into a prechamber (pilot chamber) of a main combustion chamber, which can be safely ignited by a arranged in the prechamber spark plug. The burning pilot mixture flows through boreholes attached to the pre-chamber wall into the main combustion chamber, generating high turbulences and reliably igniting the highly diluted main mixture (emaciated and / or high residual gas content). This allows consumption and emission advantages to be achieved. In addition to the injector for the pilot mixture, at least one additional injector is required for the injection of the main amount of fuel, which can in principle be implemented as a multipoint injector (MPI).

Nachteilig an dieser Technik ist die Verwendung eines Saugrohrinjektors, mit dem der Innenkühlungseffekt nicht genutzt werden kann. Des Weiteren wird die Vorkammer als Schraubbauteil, als separates Bauteil, in den Zylinderkopf eingeschraubt, was sich negativ auf die HC-Emissionen (Kohlenwasserstoff-Emissionen) auswirkt. A disadvantage of this technique is the use of a Saugrohrinjektors, with the internal cooling effect can not be used. Furthermore, the pre-chamber is screwed as a screw, as a separate component in the cylinder head, which has a negative effect on the HC emissions (hydrocarbon emissions).

Um diesen Nachteil zu beseitigen wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 202 080 A1 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine vorgeschlagen mit einem in einem Zylinder hubbeweglich angeordneten Kolben, wobei ein Brennraum in einen Hubraum und einen Verdichtungsraum aufgeteilt ist, der von dem Kolben, dem Zylinder und einem von einem Zylinderkopf gebildeten Brennraumdach begrenzt ist, wobei ein Kraftstoffinjektor vorgesehen ist, zur Einbringung von Kraftstoff direkt in den Brennraum, wobei im Verdichtungsraum eine am Brennraumdach angeordnete, von einem Gehäuse gebildete Brennkammer vorgesehen ist, die über mindestens einen Durchbruch mit dem Brennraum Gas führend verbunden ist, wobei in der Brennkammer eine Zündeinrichtung vorgesehen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor zumindest eine erste und eine zweite Öffnung aufweist zur Einbringung des Kraftstoffs durch die erste Öffnung in den Brennraum und durch die zweite Öffnung in die Brennkammer. To overcome this disadvantage is in the German patent application DE 10 2012 202 080 A1 a reciprocating internal combustion engine proposed with a piston arranged in a liftable piston, wherein a combustion chamber is divided into a displacement and a compression space, which is bounded by the piston, the cylinder and a cylinder head formed by a cylinder head, wherein a fuel injector is provided for Carrying fuel directly into the combustion chamber, wherein in the compression chamber arranged on the combustion chamber roof, formed by a housing combustion chamber is provided, which is connected via at least one opening leading to the combustion chamber gas, wherein in the combustion chamber, an ignition device is provided. The invention is characterized in that the fuel injector has at least a first and a second opening for introducing the fuel through the first opening into the combustion chamber and through the second opening into the combustion chamber.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik sind die ebenfalls als separates Bauteil ausgeführte Brennkammer im Zylinderkopf, sowie eine schwierige Dosierung der Kraftstoffmenge in die Brennkammer. A disadvantage of this known prior art, which is also designed as a separate component combustion chamber in the cylinder head, and a difficult dosage of the amount of fuel in the combustion chamber.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden. The object of the present invention is to avoid the abovementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.

Durch die vorgeschlagene, erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine bauraumgünstige Zündkammeranordnung und somit

  • – Der Erhalt einer vorteilhaften, zentralen Injektorposition mit gleichzeitigem
  • – Erschließen der Potenziale hochverdünnter Brennverfahren durch die Zündkammerzündung.
The proposed, inventive design results in a space-saving Zündkammeranordnung and thus
  • - Obtaining a favorable, central injector position with simultaneous
  • - Unlocking the potential of highly diluted combustion processes through ignition chamber ignition.

Dies führt in vorteilhafter Weise zu Verbrauchs- und Emissionsvorteilen.  This leads advantageously to consumption and emission advantages.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 lässt sich ein geforderter Lambawert (Kraftstoff-/Luftverhältnis) in der Brennkammer besser einstellen. With the embodiment according to claim 2, a required lambda value (fuel / air ratio) in the combustion chamber can be set better.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 werden die nachteiligen HC-Emissionen aufgrund von kleinsten Zwischenräumen zwischen dem Zylinderkopf und der Brennkammer (z. B. ein Schraubgewinde), wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, vermieden. With the configuration according to claim 3, the disadvantageous HC emissions due to the smallest gaps between the cylinder head and the combustion chamber (eg a screw thread), as known from the prior art, are avoided.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 ist die vorteilhafteste Ausgestaltung für direkt einspritzende Brennkraftmaschinen, um alle Emissionsvorteile und Verbrauchsvorteile zu erzielen. The embodiment according to claim 4 is the most advantageous embodiment for directly injecting internal combustion engines in order to achieve all the emission advantages and consumption advantages.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 5 baut besonders kompakt, wobei gleichzeitig eine besonders effiziente Kühlung mit Kühlmittel möglich ist. The embodiment according to claim 5 is particularly compact, at the same time a particularly efficient cooling with coolant is possible.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 6 sind sowohl der erste Kraftstoffinjektor als auch die Brennkammer ideal zu kühlen, bei einem optimalen Package. With the embodiment according to claim 6, both the first fuel injector and the combustion chamber are ideal to cool, with an optimal package.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante, für längs und quer eingebaute Hubkolben-Brennkraftmaschinen. The embodiment according to claim 7 is a particularly preferred embodiment, for longitudinally and transversely mounted reciprocating internal combustion engines.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei schematischen Figuren und einer Konstruktionszeichnung näher erläutert.  In the following the invention is explained in more detail with reference to two schematic figures and a construction drawing.

1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinderkopf einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung. 1 shows a longitudinal section through a cylinder head of a reciprocating internal combustion engine with the embodiment according to the invention.

2 zeigt eine Unteransicht des Zylinderkopfs mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung. 2 shows a bottom view of the cylinder head with the embodiment of the invention.

3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung. 3 shows a horizontal section through a cylinder head with the embodiment of the invention.

Im Folgenden gelten in den 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern. The following apply in the 1 to 3 for same components the same reference numbers.

1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinderkopf 14 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung. Der Schnitt geht entlang einer nicht dargestellten Zylinderachse und ist in 2 (I-I) eingezeichnet. Der Zylinderkopf 14 ist für eine nicht dargestellte Hubkolben-Brennkraftmaschine vorgesehen, mit einem in einem Zylinder hubbeweglich angeordneten Kolben, wobei ein Brennraum 1, der in einen Hubraum und einen Verdichtungsraum aufgeteilt ist, von dem Kolben, dem Zylinder und einem von dem Zylinderkopf 14 gebildeten Brennraumdach 2 begrenzt ist. Weiter ist in dem Zylinderkopf 14 ein erster Kraftstoffinjektor 3 angeordnet, zur Einbringung von Kraftstoff direkt in den Brennraum 1, wobei im Verdichtungsraum eine am Brennraumdach 2 angeordnete Brennkammer 4 vorgesehen ist. Die Brennkammer 4 ist hierbei im vorliegenden Ausführungsbeispiel über zwei Durchbrüche 5 mit dem Brennraum 1 Gas führend verbunden. Weiter ist in dem Zylinderkopf 14 eine Zündeinrichtung 6 vorgesehen, deren Elektrode bis in die Brennkammer 4 ragt. 1 shows a longitudinal section through a cylinder head 14 a reciprocating internal combustion engine with the embodiment of the invention. The cut goes along a cylinder axis, not shown, and is in 2 (II). The cylinder head 14 is provided for a reciprocating internal combustion engine, not shown, with a lifting piston arranged in a cylinder, wherein a combustion chamber 1 , which is divided into a displacement and a compression space, of the piston, the cylinder and one of the cylinder head 14 formed combustion chamber roof 2 is limited. Next is in the cylinder head 14 a first fuel injector 3 arranged to introduce fuel directly into the combustion chamber 1 , wherein in the compression chamber one on the combustion chamber roof 2 arranged combustion chamber 4 is provided. The combustion chamber 4 is here in the present embodiment via two openings 5 with the combustion chamber 1 Gas leading connected. Next is in the cylinder head 14 an ignition device 6 provided, whose electrode extends into the combustion chamber 4 protrudes.

Erfindungsgemäß ist im Zylinderkopf 14 ein zweiter Kraftstoffinjektor 7 angeordnet, zur Einbringung von Kraftstoff in die Brennkammer 4. Bevorzugt handelt es sich bei dem zweiten Kraftstoffinjektor 7 um einen Kleinmengen-Kraftstoffinjektor, mit dem eine hervorragende Lambdaeinstellung (Kraftstoff-/Luftverhältnis) in der Brennkammer 4 einstellbar ist. Weiter ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Brennkammer 4 einstückig und materialeinheitlich mit dem Zylinderkopf 14, wodurch die Kohlenwasserstoff-Emissionen (HC-Emissionen), wie sie in nachteiliger Weise aus dem Stand der Technik, wie z. B. durch Schraubgewinde, bekannt sind, sicher vermieden sind. According to the invention is in the cylinder head 14 a second fuel injector 7 arranged to introduce fuel into the combustion chamber 4 , The second fuel injector is preferably used 7 to a small-volume fuel injector, with the excellent lambda adjustment (air-fuel ratio) in the combustion chamber 4 is adjustable. Further, in the present embodiment, the combustion chamber 4 in one piece and with the same material as the cylinder head 14 , whereby the hydrocarbon emissions (HC emissions), as disadvantageously from the prior art, such. B. by screw thread, are known to be safely avoided.

Weiter ist der Kraftstoff mit dem ersten Kraftstoffinjektor 3 weitgehend in Richtung einer nicht dargestellten Zylinderachse in den Brennraum 1 einbringbar, wodurch Wandbenetzungseffekte mit Kraftstoff nahezu vollständig vermieden werden, und eine wesentlich bessere Emissionierung möglich ist. Auch der Kraftstoffverbrauch ist mit dieser dargestellten Geometrie hervorragend. Next is the fuel with the first fuel injector 3 largely in the direction of a cylinder axis, not shown in the combustion chamber 1 einbringbar, whereby Wand wetting effects with fuel are almost completely avoided, and a much better emission is possible. Fuel consumption is also excellent with this illustrated geometry.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Zylinderkopf 14 kühlmittelgekühlt und die Brennkammer 4 und der erste Kraftstoffinjektor 3 sind vollständig von einem Kühlmittelkanal 8 umschlungen. Der Kühlmittelkanal 8 ist in 3 dargestellt. Eine Strömungsrichtung des Kühlmittels ist in 2 schematisch durch punktierte Pfeile dargestellt. In one embodiment of the invention, the cylinder head 14 Coolant cooled and the combustion chamber 4 and the first fuel injector 3 are completely from a coolant channel 8th entwined. The coolant channel 8th is in 3 shown. A flow direction of the coolant is in 2 schematically represented by dotted arrows.

2 zeigt eine Unteransicht auf das Brennraumdach 2. Schematisch durch Kreise dargestellt, sind zwei Gaswechseleinlassventile 9 sowie zwei Gaswechselauslassventile 10. Wie in 2 weiter erkennbar ist, ist der erste Injektor 3 zwischen den Gaswechselventilen 9, 10 weitgehend zentral im Brennraum, leicht in Richtung der Gaswechseleinlassventile 9 verschoben angeordnet. Demgegenüber ist die Brennkammer 4 mit dem zweiten Injektor 7 und der Zündeinrichtung 6 ein wenig auslassseitig angeordnet. 2 shows a bottom view of the combustion chamber roof 2 , Schematically represented by circles are two gas exchange inlet valves 9 and two gas exchange valves 10 , As in 2 is further recognizable, is the first injector 3 between Gas exchange valves 9 . 10 largely centrally in the combustion chamber, slightly towards the gas exchange inlet valves 9 shifted arranged. In contrast, the combustion chamber 4 with the second injector 7 and the ignition device 6 arranged a little outlet side.

Grundsätzlich sind der erste Kraftstoffinjektor 3 und der zweite Kraftstoffinjektor 7 und die Zündeinrichtung 6 T-förmig angeordnet, wobei der erste Kraftstoffinjektor 3, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bevorzugt einlassseitig ist oder auch auslassseitig angeordnet sein kann. Dies führt zu einem sehr kompakten Package, wobei gleichzeitig eine effiziente Kühlung mit Kühlmittel möglich ist. Basically, the first fuel injector 3 and the second fuel injector 7 and the ignition device 6 T-shaped arranged, wherein the first fuel injector 3 , as in the present embodiment, preferably on the inlet side or may be arranged on the outlet side. This results in a very compact package, while at the same time efficient cooling with coolant is possible.

Weiter ist der Kühlmittelkanal 8 durch gepunktete Pfeile schematisch dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittel von der heißen Seite (auslassseitig) kommend um die Zündkammer 4 herumgeführt ist. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlung kann der Kühlmittelkanal 8 weitgehend in Richtung einer nicht dargestellten Längsachse des Zylinderkopfes 14 (in Richtung hintereinander angeordneter Zylinder) oder weitgehend quer zu der Längsachse mit Kühlmittel speisbar sein. Diese Ausführungsvarianten sind für Längs- oder Quereinbau der Hubkolben-Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Next is the coolant channel 8th shown schematically by dotted arrows. In the illustrated embodiment, the coolant is from the hot side (exhaust side) coming to the ignition chamber 4 is led around. In a further development of the cooling according to the invention, the coolant channel 8th largely in the direction of a longitudinal axis, not shown, of the cylinder head 14 (In the direction of successively arranged cylinder) or substantially transverse to the longitudinal axis with coolant be fed. These variants are provided for longitudinal or transverse installation of the reciprocating internal combustion engine in a motor vehicle.

3 zeigt einen horizontalen Schnitt (Konstruktionszeichnung) durch den Zylinderkopf 14 der erfindungsgemäßen Hubkolben-Brennkraftmaschine. Der Schnitt erstreckt sich in weitgehend horizontal durch den Zylinderkopf 14, und zeigt eine Aufsicht auf den Zylinderkopf 14 von oben, auf die dem Brennraumdach 2 gegenüber liegende Seite. 3 shows a horizontal section (construction drawing) through the cylinder head 14 the reciprocating internal combustion engine according to the invention. The cut extends largely horizontally through the cylinder head 14 , and shows a top view of the cylinder head 14 from above, onto the combustion chamber roof 2 opposite side.

In 3 sind zwei Einlasskanäle 11 für die Gaswechseleinlassventile 9 dargestellt. Eine Strömungsrichtung einer Ansaugluft ist durch zwei Pfeile in den Einlasskanälen 11 schematisch dargestellt. In 3 are two inlet channels 11 for the gas exchange inlet valves 9 shown. A flow direction of intake air is indicated by two arrows in the intake ports 11 shown schematically.

Weiter sind zwei Auslasskanäle 12 für die Gaswechselauslassventile 10 dargestellt, wobei eine Strömungsrichtung eines Abgases wiederum durch zwei Pfeile in den Auslasskanälen 12 dargestellt ist. Einlassseitig, d. h. in der Richtung der Einlasskanäle 11 ist ein Schacht 13 für den ersten Kraftstoffinjektor 3 geschnitten dargestellt. Benachbart zu dem Schacht 13 ist ein Schnitt durch die Brennkammer 4, in die der zweite Kraftstoffinjektor 7 und die Zündeinrichtung 6 einbringbar sind. Die Brennkammer 4 ist besonders bevorzugt einstückig und materialeinheitlich mit dem Zylinderkopf 14 ausgeführt. Radial außen um den Schacht 13 und die Brennkammer 4 ist der Kühlmittelkanal 8, der sich vollständig um den Schacht 13 sowie die Brennkammer 4 erstreckt. Eine Strömungsrichtung eines Kühlmittels ist durch vier Pfeile in dem Kühlmittelkanal 8 schematisch dargestellt. Next are two outlet channels 12 for the gas exchange outlet valves 10 shown, wherein a flow direction of an exhaust gas in turn by two arrows in the outlet channels 12 is shown. Inlet side, ie in the direction of the inlet channels 11 is a shaft 13 for the first fuel injector 3 shown cut. Adjacent to the shaft 13 is a section through the combustion chamber 4 into which the second fuel injector 7 and the ignition device 6 can be introduced. The combustion chamber 4 is particularly preferably in one piece and of the same material with the cylinder head 14 executed. Radial outside the shaft 13 and the combustion chamber 4 is the coolant channel 8th that completely surrounds the shaft 13 as well as the combustion chamber 4 extends. A flow direction of a coolant is indicated by four arrows in the coolant channel 8th shown schematically.

Durch die vorgeschlagene, erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich eine bauraumgünstige Zündkammeranordnung und somit der

  • – Erhalt der zentralen Injektorposition bei gleichzeitigem
  • – Erschließen der Potenziale hochverdünnter Brennverfahren durch die Zündkammerzündung.
The proposed, inventive design results in a space-saving Zündkammeranordnung and thus the
  • - Preservation of the central injector position at the same time
  • - Unlocking the potential of highly diluted combustion processes through ignition chamber ignition.

Hieraus ergeben sich in vorteilhafter Weise Verbrauchsvorteile und Emissionsvorteile. This results in advantageous consumption advantages and emission advantages.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Brennraum combustion chamber
2 2
Brennraumdach Combustion chamber roof
3 3
erster Kraftstoffinjektor first fuel injector
4 4
Brennkammer combustion chamber
5 5
Durchbruch breakthrough
6 6
Zündeinrichtung ignition device
7 7
zweiter Kraftstoffinjektor second fuel injector
8 8th
Kühlmittelkanal Coolant channel
9 9
Gaswechseleinlassventil Gas exchange inlet valve
10 10
Gaswechselauslassventil Gaswechselauslassventil
11 11
Einlasskanal inlet channel
12 12
Auslasskanal exhaust port
13 13
Schacht für ersten Kraftstoffinjektor Bay for first fuel injector
14 14
Zylinderkopf cylinder head

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012202080 A1 [0005] DE 102012202080 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • SAE-Veröffentlichung JSAE 20119100 [0003] SAE publication JSAE 20119100 [0003]
  • SAE 2011-01-2023, mit dem Titel „A Single Fuel Pre-Chamber Jet Ingnition Powertrain Achieving High Load, High Efficiency and Near Zero NOx Emissions“, von William P. Attard und Hugh Blaxill, MAHLE Powertrain [0003] SAE 2011-01-2023, entitled "A Single Fuel Pre-Chamber Jet Ingnition Powertrain Achieving High Load, High Efficiency and Near Zero NOx Emissions", by William P. Attard and Hugh Blaxill, MAHLE Powertrain [0003]

Claims (7)

Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einem in einem Zylinder hubbeweglich angeordneten Kolben, wobei ein Brennraum (1), der in einen Hubraum und einen Verdichtungsraum aufgeteilt ist von dem Kolben, dem Zylinder und einem von einem Zylinderkopf (14) gebildeten Brennraumdach (2) begrenzt ist, wobei in dem Zylinderkopf (14) ein erster Kraftstoffinjektor (3) angeordnet ist, zur Einbringung von Kraftstoff direkt in den Brennraum (1), wobei im Verdichtungsraum eine am Brennraumdach (2) angeordnete Brennkammer (4) vorgesehen ist, die über mindestens einen Durchbruch (5) mit dem Brennraum (1) Gas führend verbunden ist, wobei in dem Zylinderkopf (14) eine Zündeinrichtung (6) vorgesehen ist, die in die Brennkammer (4) ragt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinderkopf (14) ein zweiter Kraftstoffinjektor (7) angeordnet ist, zur Einbringung von Kraftstoff in die Brennkammer (4). Reciprocating internal combustion engine, with a piston arranged in a liftable manner in a cylinder, wherein a combustion chamber ( 1 ), which is divided into a displacement and a compression space of the piston, the cylinder and one of a cylinder head ( 14 ) formed combustion chamber roof ( 2 ) is limited, wherein in the cylinder head ( 14 ) a first fuel injector ( 3 ) is arranged for the introduction of fuel directly into the combustion chamber ( 1 ), wherein in the compression chamber one on the combustion chamber roof ( 2 ) arranged combustion chamber ( 4 ), which has at least one breakthrough ( 5 ) with the combustion chamber ( 1 ) Gas leader is connected, wherein in the cylinder head ( 14 ) an ignition device ( 6 ) provided in the combustion chamber ( 4 ), characterized in that in the cylinder head ( 14 ) a second fuel injector ( 7 ) is arranged for introducing fuel into the combustion chamber ( 4 ). Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kraftstoffinjektor (7) ein Kleinmengen-Kraftstoffinjektor ist. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the second fuel injector ( 7 ) is a small volume fuel injector. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (4) einstückig und materialeinheitlich mit dem Zylinderkopf (14) ist. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the combustion chamber ( 4 ) in one piece and of the same material as the cylinder head ( 14 ). Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff mit dem ersten Kraftstoffinjektor (3) weitgehend in Richtung einer Zylinderachse in den Brennraum (1) einbringbar ist. Reciprocating internal combustion engine according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the fuel with the first fuel injector ( 3 ) largely in the direction of a cylinder axis in the combustion chamber ( 1 ) can be introduced. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftstoffinjektor (3) und der zweite Kraftstoffinjektor (7) und die Zündeinrichtung (6) T-förmig angeordnet sind, wobei der erste Kraftstoffinjektor (3) einlassseitig oder auslassseitig angeordnet ist. Reciprocating internal combustion engine according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the first fuel injector ( 3 ) and the second fuel injector ( 7 ) and the ignition device ( 6 ) Are T-shaped, wherein the first fuel injector ( 3 ) is arranged on the inlet side or outlet side. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (14) Kühlmittel gekühlt ist und die Brennkammer (4) und der erste Kraftstoffinjektor (3) vollständig von einem Kühlmittelkanal (8) umschlungen sind. Reciprocating internal combustion engine according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the cylinder head ( 14 ) Coolant is cooled and the combustion chamber ( 4 ) and the first fuel injector ( 3 ) completely from a coolant channel ( 8th ) are entwined. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (8) weitgehend in Richtung einer Längsachse des Zylinderkopfes (14) oder weitgehend quer zu der Längsachse mit Kühlmittel speisbar ist. Reciprocating internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the coolant channel ( 8th ) substantially in the direction of a longitudinal axis of the cylinder head ( 14 ) or substantially transversely to the longitudinal axis with coolant can be fed.
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