DE102017219560A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und ein dazugehöriges Verfahren zur Beladung einer Zündkammer (1) mit einer Brennkammer (2), die im Wesentlichen durch mindestens einen Zylinderkopf, zumindest einen Zylinder und zumindest einen pro Zylinder beweglichen Kolben gebildet ist, und einer zwischen Zylinderkopf und Brennkammer (2) angeordneten Zündkammer (1), in der eine Fremdzündquelle (3) angeordnet ist, wobei die Brennkammer (2) über zumindest eine Übertrittsöffnung (4) mit der Zündkammer (1) strömungsverbindbar ist, und dass die Zündkammer (1) zumindest eine Beladungsöffnung (5) zur Brennkammer (2) aufweist. Aufgabe ist es die Beladungsöffnungen (5) abhängig vom Betriebszustand zu verändern. Gelöst wird das dadurch, dass in der Zündkammer (1) ein Ventil (1) angeordnet ist, durch das die zumindest eine Beladungsöffnung (5) mit der Zündkammer (1) strömungsverbindbar ist.The invention relates to an internal combustion engine and an associated method for loading an ignition chamber (1) with a combustion chamber (2), which is formed essentially by at least one cylinder head, at least one cylinder and at least one per cylinder movable piston, and one between the cylinder head and combustion chamber (2) arranged ignition chamber (1), in which a Fremdzündquelle (3) is arranged, wherein the combustion chamber (2) via at least one transfer opening (4) with the ignition chamber (1) is flow connected, and that the ignition chamber (1) at least one Loading opening (5) to the combustion chamber (2). The task is to change the loading openings (5) depending on the operating status. This is achieved by the fact that in the ignition chamber (1) a valve (1) is arranged, through which the at least one loading opening (5) with the ignition chamber (1) is flow-connected.

Description

Die Erfindung betrifft Brennkraftmaschine mit einer Brennkammer, die im Wesentlichen durch einen Zylinderkopf, zumindest einen Zylinder und zumindest einen pro Zylinder beweglichen Kolben gebildet ist, und einer zwischen Zylinderkopf und Brennkammer angeordneten Zündkammer, in der eine Fremdzündquelle angeordnet ist, wobei die Brennkammer über zumindest eine Übertrittsöffnung mit der Zündkammer strömungsverbindbar ist, und dass die Zündkammer zumindest eine Beladungsöffnung zur Brennkammer aufweist und ein dazugehöriges Verfahren zur Beladung einer Zündkammer und zur Zündung eines zündfähigen Gemischs in der Zündkammer und in einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine bei dem die Zündkammer durch zumindest eine Beladungsöffnung von der Brennkammer aus beladen wird, eine Zündung durch eine Fremdzündquelle von einem zentralen Bereich, einem Zündbereich in der Zündkammer ausgeht, und verbranntes und nicht verbranntes Gemisch, durch zumindest eine Übertrittsöffnung in die Brennkammer eindringt.The invention relates to an internal combustion engine with a combustion chamber, which is essentially formed by a cylinder head, at least one cylinder and at least one per cylinder movable piston, and arranged between the cylinder head and combustion chamber ignition chamber in which a Fremdzündquelle is arranged, wherein the combustion chamber via at least one Transfer opening with the ignition chamber is fluidly connected, and that the ignition chamber has at least one loading opening to the combustion chamber and an associated method for loading an ignition chamber and igniting an ignitable mixture in the ignition chamber and in a combustion chamber of an internal combustion engine in which the ignition chamber through at least one loading opening of the Combustion chamber is charged from an ignition by a Fremdzündquelle from a central region, an ignition region in the ignition chamber, and burnt and unburned mixture, by at least one transfer opening i n the combustion chamber penetrates.

Brennkraftmaschinen mit Zündkammern in der eine Fremdzündquelle angeordnet ist, finden beispielsweise Anwendung im Hochleistungsbereich. Unter Übertrittsöffnungen verstehen sich Schusskanäle durch die nach erfolgter Zündung der Ladung in der Zündkammer das verbrannte und das nicht verbrannte Gemisch in die Brennkammer überströmt bzw. durch den erzeugten Überdruck in der Zündkammer in die Brennkammer gedrückt wird.Internal combustion engines with ignition chambers in which a Fremdzündquelle is arranged, for example, find application in the high-performance area. Under transfer openings are shot channels through which the burned and unburned mixture flows into the combustion chamber after ignition of the charge in the ignition chamber or is forced into the combustion chamber by the generated overpressure in the ignition chamber.

Aus der DE 33 31 116 A1 ist eine Zündkammer mit nach Belastung einstellbaren Öffnungsquerschnitten von Schusskanälen bekannt. Nachteilig daran ist, dass zur Beladung der Zündkammer nur die Querschnitte der Schusskanäle zur Verfügung stehen.From the DE 33 31 116 A1 is an ignition chamber with load adjustable opening cross-sections of shot channels known. The disadvantage of this is that only the cross sections of the shot channels are available for loading the ignition chamber.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Brennkraftmaschine und ein dazugehöriges Verfahren bereitzustellen, damit dieser Nachteil vermieden wird und ein Austritt von im Wesentlichen verbranntem Gemisch aus der Zündkammer begünstigt wird.Object of the present invention is to provide an internal combustion engine and an associated method, so that this disadvantage is avoided and a leakage of substantially combusted mixture from the ignition chamber is favored.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Zündkammer ein Ventil angeordnet ist, durch das die zumindest eine Beladungsöffnung mit der Zündkammer strömungsverbindbar ist, und dass zur Beladung ein Ventil zumindest eine Beladungsöffnung öffnet und zündfähiges Gemisch in die Zündkammer gedrückt wird. Das ist vorteilhaft, da die Beladung dadurch beinflussbar ist. Es kann mit dieser Vorrichtung eine arbeitsspielsynchrone Veränderung der Beladungsöffnung vorgenommen werden.According to the invention this object is achieved in that in the ignition chamber, a valve is arranged, through which the at least one loading port is strömungsverbindbar with the ignition chamber, and that for loading a valve opens at least one loading opening and ignitable mixture is pressed into the ignition chamber. This is advantageous because the loading is thereby beinflussbar. It can be made with this device a working game synchronous change of the loading opening.

Unter arbeitsspielsynchroner Veränderung ist hier eine Veränderung der Beladungsöffnung in Abhängigkeit des Arbeitsspiels eines Viertaktmotors zu verstehen.Under Arbeitsspielsynchroner change is here to understand a change in the loading opening as a function of the working cycle of a four-stroke engine.

In einer besonders vorteilhaften Ausprägung der Erfindung kann abhängig vom momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf die Beladungsöffnung Einfluss genommen werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, depending on the instantaneous operating state of the internal combustion engine, the loading opening can be influenced.

Es ist günstig, wenn die Summe der Querschnittsflächen aus Übertrittsöffnungen kleiner ist als die Summe der Querschnittsflächen aus Beladungsöffnungen - vorzugsweise so klein, dass das Flächenverhältnis der Übertrittsöffnungen zu den Beladungsöffnungen kleiner als 0,25 ist und wenn vor und durch Austritt von verbranntem Gemisch durch zumindest eine Übertrittsöffnung das entzündete Gemisch einer Drucküberhöhung um mehr als 1 MPa gegenüber der Brennkammer erfährt in vorteilhafter Weise jedoch das 1,7-fache des Kompressionsdruckes in der Brennkammer erreicht wird. Durch diese Druckerhöhung in der Zündkammer strömt das verbrannte Gas mit bis zu Schallgeschwindigkeit aus dem Schusskanal bzw. den Schusskanälen in die Brennkammer, wobei das aufgrund der Geometrie erreicht wird.It is favorable if the sum of the cross-sectional areas of transfer openings is smaller than the sum of the cross-sectional areas of loading openings - preferably so small that the area ratio of the transfer openings to the loading openings is less than 0.25 and if before and through exit of burnt mixture by at least However, a transition opening the inflamed mixture of pressure increase by more than 1 MPa relative to the combustion chamber experiences in an advantageous manner, however, 1.7 times the compression pressure in the combustion chamber is reached. As a result of this pressure increase in the ignition chamber, the burnt gas flows up to the speed of sound out of the firing channel or shot channels into the combustion chamber, this being achieved on the basis of the geometry.

Für eine gleichmäßige und möglichst vollständige und möglichst rasche Verbrennung in der Zündkammer ist es vorteilhaft, wenn ein durch eine Wand der Zündkammer umschlossenes Volumen in einem zentralen Bereich einen Zündbereich aufweist, und dass zumindest eine Übertrittsöffnung um den zentralen Bereich angeordnet ist wodurch erreicht wird, dass bereits zu Beginn des Überströmvorgangs verbrannte Ladung durch diesen hindurchtritt und die Ausbreitung der Flammenfront(en) in der Zündkammer zeitgleich in Richtung eines Zylinderkopfes und in Richtung des Kolbens stattfindet.For a uniform and as complete as possible and as rapid as possible combustion in the ignition chamber, it is advantageous if a volume enclosed by a wall of the ignition chamber has an ignition region in a central region, and at least one transfer opening is arranged around the central region, thereby achieving At the beginning of the overflow process, burnt charge already passes through it and the propagation of the flame front (s) in the ignition chamber takes place simultaneously in the direction of a cylinder head and in the direction of the piston.

Eine besonders rascher Durchbrand in der Brennkammer wird erreicht, wenn die Zündkammer zumindest vier und in besonders vorteilhafter Ausprägung sechs bis neun Übertrittsöffnungen aufweist.A particularly rapid burn through in the combustion chamber is achieved if the ignition chamber has at least four and in a particularly advantageous embodiment six to nine transfer openings.

Eine besonders einfache und günstige Geometrie ergibt sich, wenn zumindest eine Beladungsöffnung vom zentralen Bereich entfernt angeordnet ist.A particularly simple and favorable geometry results if at least one loading opening is arranged away from the central area.

Besonders gut einstellbar ist die Beladung in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, wenn die Summe von freien Querschnittsflächen der Beladungsöffnungen durch das verschiebbar angeordnete Ventil variabel ist und wenn ein Ventilkörper des Ventils abhängig von einer Verschiebung des Kolbens verschiebbar ist und wenn zumindest eine Beladungsöffnung durch das Ventil synchron zur Bewegung des Kolbens verschlossen beziehungsweise geöffnet wird und dabei eine freie Querschnittsfläche verkleinert beziehungsweise vergrößert wird.The loading is particularly easily adjustable depending on the operating state of the internal combustion engine when the sum of free cross-sectional areas of the loading openings is variable by the displaceably arranged valve and when a valve body of the valve is displaced depending on a displacement of the piston and if at least one loading opening through the valve is closed or opened synchronously to the movement of the piston and thereby a free cross-sectional area is reduced or increased.

Wobei bei einem besonders günstigen Verfahren zur Beladung das Ventil während der Bewegung eines Kolbens der Brennkraftmaschine in seinen oberen Totpunkt geöffnet wird, so dass zumindest eine Beladungsöffnung mit der Brennkammer strömungsverbunden wird. Dabei kann günstigerweise durch die Bewegung des Kolbens ein Differenzdruck zwischen Brennkammer und Zündkammer entstehen, der das Ventil in Richtung seiner geöffneten Stellung verschiebt, so dass zumindest eine Beladungsöffnung mit der Zündkammer strömungsverbunden wird.Wherein, in a particularly favorable method of loading the valve during the movement of a piston of the internal combustion engine is opened to its top dead center, so that at least one loading port is fluidly connected to the combustion chamber. In this case, due to the movement of the piston, a differential pressure between the combustion chamber and the ignition chamber may advantageously arise, which displaces the valve in the direction of its open position, so that at least one loading opening is flow-connected to the ignition chamber.

Eine abhängige Verschiebung des Ventils lässt sich besonders gut kontrollieren, wenn ein Ventilkörper des Ventils entgegen der Kraft eines Federelementes verschiebbar angeordnet ist, vorzugsweise durch einen Differenzdruck zwischen Brennkammer und Zündkammer.A dependent displacement of the valve can be controlled particularly well when a valve body of the valve is displaceably arranged against the force of a spring element, preferably by a differential pressure between the combustion chamber and the ignition chamber.

Es ist günstig, wenn ein Ventilkörper des Ventils mit einem Betätigungsmechanismus verbunden ist. Dadurch lässt sich unabhängig vom Betriebszustand die Beladung variabel steuern und das zusätzlich verfügbare Volumen in der Brennkammer verändern. Grundsätzlich ist aber auch eine extern aktuierte Steuerung des Betätigungsmechanismus denkbar.It is favorable if a valve body of the valve is connected to an actuating mechanism. As a result, regardless of the operating state, the load can be variably controlled and the additional available volume in the combustion chamber can be changed. In principle, however, an externally actuated control of the actuating mechanism is conceivable.

Der gleiche Vorteil ergibt sich, wenn das Ventil durch einen Betätigungsmechanismus - vorzugsweise entgegen einer Kraft und mit der Kraft eines Federelementes, das auf das Ventil wirkt - verstellt wird.The same advantage arises when the valve is adjusted by an actuating mechanism, preferably against a force and with the force of a spring element acting on the valve.

Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn das Ventil einen Ringschieber aufweist.A particularly simple arrangement results when the valve has an annular slide.

Um ein Entweichen des zündfähigen Gemischs aus der Zündkammer zu vermeiden, ist es günstig, wenn bei geöffneter Beladungsöffnung die Übertrittsöffnung durch das Ventil verschlossen ist und bei geöffneter Übertrittsöffnung die Beladungsöffnung durch das Ventil verschlossen ist und während der Beladung zumindest eine Übertrittsöffnung verschlossen wird.In order to avoid escape of the ignitable mixture from the ignition chamber, it is favorable if the transfer opening is closed by the valve and the transfer opening is closed by the valve when the transfer opening is open and at least one transfer opening is closed during the loading.

Die Erfindung wird anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung im Schnitt;
  • 2 die Brennkraftmaschine in der ersten Ausführung im Schnitt;
  • 3 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführung im Schnitt;
  • 4 die Brennkraftmaschine in der zweiten Ausführung im Schnitt;
  • 5 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführung im Schnitt; und
  • 6 die Brennkraftmaschine in der dritten Ausführung im Schnitt.
The invention will be explained in more detail with reference to the non-limiting figures. Show it:
  • 1 an internal combustion engine according to the invention in a first embodiment in section;
  • 2 the internal combustion engine in the first embodiment in section;
  • 3 an internal combustion engine according to the invention in a second embodiment in section;
  • 4 the internal combustion engine in the second embodiment in section;
  • 5 an internal combustion engine according to the invention in a third embodiment in section; and
  • 6 the internal combustion engine in the third embodiment in section.

In 1 ist eine Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführung bei geschlossener Stellung eines Beladungselements gezeigt. Sie weist eine Zündkammer 1 auf, die von einer Brennkammer 2 umgeben ist. Die Zündkammer 1 weist eine Fremdzündquelle 3 auf, die in der ersten Ausführung als Laserzündquelle ausgebildet ist. Die Zündkammer 1 ist mit der Brennkammer 2 über zwei Übertrittsöffnungen 4 und zwei Beladungsöffnungen 5 strömungsverbindbar angeordnet.In 1 an internal combustion engine is shown in a first embodiment in the closed position of a loading element. It has an ignition chamber 1 on top of a combustion chamber 2 is surrounded. The ignition chamber 1 has a foreign ignition source 3 on, which is formed in the first embodiment as a laser ignition source. The ignition chamber 1 is with the combustion chamber 2 over two crossing openings 4 and two loading ports 5 flow connected arranged.

Die Brennkammer 2 wird begrenzt von einem Zylinderkopf, einem Zylinder und einem im Zylinder angeordneten und verschiebbaren Kolben. Die Zündkammer 1 ist in dieser Ausführung an dem nicht gezeigten Zylinderkopf angeordnet.The combustion chamber 2 is limited by a cylinder head, a cylinder and a piston arranged and displaceable in the cylinder. The ignition chamber 1 is arranged in this embodiment on the cylinder head, not shown.

Die Zündkammer 1 weist ein Ventil 6 auf. Dieses dient zum Verschließen der Beladungsöffnungen 5. Dabei ist eine Querschnittsfläche A einer Beladungsöffnung 5 durch einen Ventilkörper 6a variabel verschließbar. Der Ventilkörper 6a ist in der ersten Ausführungsform eine Kreisringscheibe, die durch ein Federelement 6b in Richtung der Beladungsöffnung 5 wirkend angeordnet ist. Das Federelement 6b wirkt entgegen einer Verschiebung des Ventilkörpers 6a mit einer Kraft F. Der Ventilkörper 6a ist in der ersten Ausführung von einem Differenzdruck p gegen die Kraft F verschiebbar. Der Differenzdruck p entsteht aufgrund der Verschiebung des Kolbens und der dadurch hervorgerufenen Kompression der Gase in der Brennkammer und der Zündkammer in Verbindung mit einem hohen Drosselwiderstand an den Übertrittsöffnungen 4.The ignition chamber 1 has a valve 6 on. This serves to close the loading openings 5 , In this case, a cross-sectional area A of a loading opening 5 through a valve body 6a variably lockable. The valve body 6a is in the first embodiment, an annular disc by a spring element 6b in the direction of the loading opening 5 is arranged acting. The spring element 6b acts against a displacement of the valve body 6a with a force F. The valve body 6a is displaceable in the first embodiment of a differential pressure p against the force F. The differential pressure p is due to the displacement of the piston and the resulting compression of the gases in the combustion chamber and the ignition chamber in conjunction with a high throttle resistance at the transfer openings 4 ,

Die Zündkammer 1 ist durch eine Wand 7 begrenzt. Die Zündkammer 1 weist ein Volumen V auf, in dem in einem zentralen Bereich ein Zündbereich 8 angeordnet ist. Der Zündbereich 8 versteht sich als der Bereich in dem das zündfähige Gemisch in der Zündkammer 1 durch die Fremdzündquelle 3 initial gezündet wird.The ignition chamber 1 is through a wall 7 limited. The ignition chamber 1 has a volume V, in which in a central region an ignition region 8th is arranged. The ignition area 8th is understood as the area in which the ignitable mixture in the ignition chamber 1 through the Fremdzündquelle 3 is ignited initially.

Nahe zu diesem Zündbereich 1 sind die Übertrittsöffnungen 4 in der Wand 7 der Zündkammer 1 angeordnet. Querschnittsflächen B der Übertrittsöffnungen 4 sind wesentlich kleiner als Querschnittsflächen Ader Beladungsöffnungen 5. Dabei ist die Summe der Querschnittsflächen A der Beladungsöffnungen 5 vorteilhafterweise mindestens viermal größer als die Summe der Querschnittsflächen B der Übertrittsöffnungen 4. Ein Flächenverhältnis B/A der Übertrittsöffnungen 4 zu den Beladungsöffnungen 5 ist somit kleiner als 0,25. Die Beladungsöffnungen 5 sind von vom Zündbereich 8 entfernt angeordnet. Die Übertrittsöffnungen 4 sind nahe dem Zündbereich 8 angeordnet.Close to this ignition area 1 are the crossing openings 4 in the wall 7 the ignition chamber 1 arranged. Cross-sectional areas B of the transfer openings 4 are much smaller than cross-sectional areas vein loading holes 5 , In this case, the sum of the cross-sectional areas A of the loading openings 5 advantageously at least four times larger than the sum of the cross-sectional areas B of Transfer openings 4 , An area ratio B / A of the transfer openings 4 to the loading openings 5 is thus less than 0.25. The loading openings 5 are from the ignition area 8th arranged away. The transfer openings 4 are near the ignition area 8th arranged.

In 1 befindet sich der Ventilkörper 6a des Ventils 6 in einer geschlossenen Stellung C. Dabei ist die Kraft F des Federelementes 6b größer als die, welche durch den Differenzdruck p von der Brennkammer 2 auf den Ventilkörper 6a ausgeübt wird.In 1 is the valve body 6a of the valve 6 in a closed position C. Here, the force F of the spring element 6b greater than those due to the differential pressure p from the combustion chamber 2 on the valve body 6a is exercised.

In 2 befindet sich der Ventilkörper 6a des Ventils 6 in einer geöffneten Stellung O. Dabei ist die Kraft F kleiner als jene, welche durch den Differenzdruck p ausgeübt wird.In 2 is the valve body 6a of the valve 6 in an open position O. Here, the force F is smaller than that exerted by the differential pressure p.

In 3 und 4 ist eine Ausführung gezeigt. Dabei ist der Ventilkörper 6a des Ventils 6 als ein Ringschieber 6c ausgebildet.In 3 and 4 an embodiment is shown. Here is the valve body 6a of the valve 6 as a ring valve 6c educated.

Das Ventil 6 stützt sich mit seinem Ventilkörper 6a gegenüber einem Absatz 9 der Wand 7 der Zündkammer 1 mit einem Federelement 6b ab. Auf eine Angriffsfläche 6d des Ventilkörpers 6a wirkt der Differenzdruck p aus der Brennkammer 2.The valve 6 rests with its valve body 6a opposite a paragraph 9 the Wall 7 the ignition chamber 1 with a spring element 6b from. On an attack surface 6d of the valve body 6a the differential pressure p acts from the combustion chamber 2 ,

In 3 ist das Ventil 6 in seiner geschlossenen Stellung C gezeigt und in 4 ist das Ventil 6 in Richtung seiner geöffneten Stellung O verschoben. In der geschlossenen Stellung C sind die Querschnittsflächen A der Beladungsöffnungen 5 verschlossen und in der geöffneten Stellung O sind die Beladungsöffnungen 5 geöffnet und eine freie Querschnittsfläche a der Beladungsöffnung 5 entspricht der Querschnittsfläche A der Beladungsöffnung 5.In 3 is the valve 6 shown in its closed position C and in 4 is the valve 6 moved in the direction of its open position O In the closed position C, the cross-sectional areas A of the loading openings 5 closed and in the open position O are the loading openings 5 opened and a free cross-sectional area a of the loading opening 5 corresponds to the cross-sectional area A of the loading opening 5 ,

Die freie Querschnittsfläche a der Beladungsöffnung 5 ist je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine unterschiedlich. Der Ringschieber 6c des Ventils 6 weist in der zweiten Ausführung die zwei Übertrittsöffnung 4 auf. In der geschlossen Stellung C des Ventils 6 sind in der gezeigten Ausführung die Übertrittsöffnungen 4 geöffnet. In der geöffneten Stellung O des Ventils 6 sind die Übertrittsöffnungen 4 durch den Ringschieber 6c verschlossen.The free cross-sectional area a of the loading opening 5 is different depending on the operating state of the internal combustion engine. The ring slide 6c of the valve 6 has in the second embodiment, the two crossing opening 4 on. In the closed position C of the valve 6 are in the embodiment shown, the transfer openings 4 open. In the open position O of the valve 6 are the crossing openings 4 through the ring valve 6c locked.

In den Figuren 5 und 6 ist eine dritte Ausführung gezeigt. Dabei ist der als Ringschieber 6c ausgebildete Ventilkörper 6a mit einem Betätigungsmechanismus 6e des Ventils 6 verbunden. In dieser Ausführung wird durch eine Verschiebung des Betätigungsmechanismus 6e - die vom Zylinderkopf her rührt - eine Verschiebung des Ringschiebers 6c ausgelöst.In the figures 5 and 6 a third embodiment is shown. It is the ring slide 6c trained valve body 6a with an actuating mechanism 6e of the valve 6 connected. In this embodiment, by a displacement of the actuating mechanism 6e - Stirring from the cylinder head ago - a shift of the ring slide 6c triggered.

Die Beladung der Zündkammer 1 erfolgt vorteilhafterweise im Bereich eines oberen Totpunktes des Kolbens. Dabei wird anhand des Differenzdrucks p in der Brennkammer 2 der Ventilkörper 6a in Richtung der geöffneten Stellung O verschoben. Dadurch werden die Querschnittsflächen A der Beladungsöffnungen 5 geöffnet und in der dritten Ausführung werden gleichzeitig die Querschnittsflächen B der Übertrittsöffnungen 4 verschlossen. In die Zündkammer 1 wird in der Folge durch die Beladungsöffnungen 5 zündfähiges Gemisch aus der Brennkammer 2 in die Zündkammer 1 gedrückt, wie mit den Pfeilen 10 in 2 gezeigt ist.The loading of the ignition chamber 1 takes place advantageously in the region of a top dead center of the piston. It is based on the differential pressure p in the combustion chamber 2 the valve body 6a moved in the direction of the open position O. As a result, the cross-sectional areas A of the loading openings 5 open and in the third embodiment simultaneously the cross-sectional areas B of the transfer openings 4 locked. In the ignition chamber 1 is subsequently through the loading openings 5 ignitable mixture from the combustion chamber 2 into the ignition chamber 1 pressed, as with the arrows 10 in 2 is shown.

Bei Bewegung des Kolbens aus dem oberen Totpunkt erfolgt die Zündung von der Fremdzündquelle 3 vom Zündbereich 8 aus und es erfolgt die Verschiebung des Ventils 6 in die geschlossene Stellung C. Dadurch entsteht aufgrund der Geometrie in der Zündkammer 1 eine Druckerhöhung um zumindest 1 MPa. Bei besonders günstiger Anordnung kann sogar eine Erhöhung auf das 1,7-fache des Kompressionsdruckes in der Zündkammer 1 erfolgen.Upon movement of the piston from the top dead center, the ignition of the Fremdzündquelle 3 from the ignition area 8th off and there is the displacement of the valve 6 in the closed position C. This is due to the geometry in the ignition chamber 1 a pressure increase by at least 1 MPa. In a particularly favorable arrangement can even increase to 1.7 times the compression pressure in the ignition chamber 1 respectively.

Das zündfähige Gemisch entzündet sich im Zündbereich 8 und strömt über die Übertrittsöffnungen 4 in die Brennkammer 2. Dabei wird aufgrund der günstigen Anordnung in der ersten Ausführung im Wesentlichen verbranntes Gemisch über die Übertrittsöffnungen 4 in die Brennkammer 2 strömen.The ignitable mixture ignites in the ignition area 8th and flows over the transfer openings 4 into the combustion chamber 2 , In this case, due to the favorable arrangement in the first embodiment, essentially burnt mixture via the transfer openings 4 into the combustion chamber 2 stream.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind acht Übertrittsöffnungen 4 vorgesehen, die mit ihrer Summe der Querschnittsflächen B kleiner sind als die Summe der Querschnittsflächen A der Beladungsöffnungen 5.In a particularly advantageous embodiment, eight transfer openings 4 provided with their sum of the cross-sectional areas B are smaller than the sum of the cross-sectional areas A of the loading openings 5 ,

Es sind für die zweite und die dritte Ausführung konventionelle Fremdzündquellen 3 vorgesehen.There are conventional Fremdzündquellen for the second and the third embodiment 3 intended.

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Claims (19)

Brennkraftmaschine mit einer Brennkammer (2), die im Wesentlichen durch mindestens einen Zylinderkopf, zumindest einen Zylinder und zumindest einen pro Zylinder beweglichen Kolben gebildet ist, und einer zwischen Zylinderkopf und Brennkammer (2) angeordneten Zündkammer (1), in der eine Fremdzündquelle (3) angeordnet ist, wobei die Brennkammer (2) über zumindest eine Übertrittsöffnung (4) mit der Zündkammer (1) strömungsverbindbar ist, und dass die Zündkammer (1) zumindest eine Beladungsöffnung (5) zur Brennkammer (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zündkammer (1) ein Ventil (1) angeordnet ist, durch das die zumindest eine Beladungsöffnung (5) mit der Zündkammer (1) strömungsverbindbar ist.Internal combustion engine with a combustion chamber (2), which is essentially formed by at least one cylinder head, at least one cylinder and at least one per cylinder movable piston, and between the cylinder head and combustion chamber (2) arranged ignition chamber (1) in which a Fremdzündquelle (3 ), wherein the combustion chamber (2) via at least one transfer opening (4) with the ignition chamber (1) is flow connected, and that the ignition chamber (1) at least one loading opening (5) to the combustion chamber (2), characterized in that in the ignition chamber (1), a valve (1) is arranged, through which the at least one loading opening (5) with the ignition chamber (1) is fluid-connectable. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Querschnittsflächen (B) aus Übertrittsöffnungen (4) kleiner ist als die Summe der Querschnittsflächen (A) aus Beladungsöffnungen (5) - vorzugsweise so klein, dass das Flächenverhältnis (B/A) der Übertrittsöffnungen (4) zu den Beladungsöffnungen (5) kleiner als 0,25 ist.Internal combustion engine after Claim 1 , characterized in that the sum of the cross-sectional areas (B) of the transfer openings (4) is smaller than the sum of the cross-sectional areas (A) of loading openings (5) - preferably so small that the area ratio (B / A) of the transfer openings (4) to the loading openings (5) is less than 0.25. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Wand (7) der Zündkammer (1) umschlossenes Volumen (V) in einem zentralen Bereich einen Zündbereich (8) aufweist, und dass zumindest eine Übertrittsöffnung (4) um den zentralen Bereich angeordnet ist.Internal combustion engine after Claim 1 or 2 , characterized in that by a wall (7) of the ignition chamber (1) enclosed volume (V) in a central region an ignition region (8), and that at least one transfer opening (4) is arranged around the central region. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Beladungsöffnung durch eine arbeitsspielsynchrone Veränderung veränderlich ist.Internal combustion engine after Claim 3 , characterized in that the cross-section of the loading opening is variable by a work game synchronous change. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe von freien Querschnittsflächen (a) der Beladungsöffnungen (5) durch das verschiebbar angeordnete Ventil (6) variabel ist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the sum of free cross-sectional areas (a) of the loading openings (5) by the displaceably arranged valve (6) is variable. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (6a) des Ventils (6) abhängig von einer Verschiebung des Kolbens verschiebbar ist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that a valve body (6a) of the valve (6) is displaceable depending on a displacement of the piston. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (6a) des Ventils (6) entgegen der Kraft (F) eines Federelementes (6b) verschiebbar angeordnet ist, vorzugsweise durch einen Differenzdruck (p) aus der Brennkammer (2).Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that a valve body (6a) of the valve (6) against the force (F) of a spring element (6b) is slidably disposed, preferably by a differential pressure (p) from the combustion chamber (2). Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (6a) des Ventils (6) mit einem Betätigungsmechanismus (6e) verbunden ist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that a valve body (6a) of the valve (6) is connected to an actuating mechanism (6e). Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) einen Ringschieber (6c) aufweist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the valve (6) has an annular slide (6c). Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Beladungsöffnung (5) die Übertrittsöffnung (4) durch das Ventil (6) verschlossen ist und bei geöffneter Übertrittsöffnung (4) die Beladungsöffnung (5) durch das Ventil (6) verschlossen ist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that when the loading opening (5) is open, the transfer opening (4) is closed by the valve (6) and the loading opening (5) is closed by the valve (6) when the transfer opening (4) is open. Verfahren zur Beladung einer Zündkammer (1) und zur Zündung eines zündfähigen Gemischs in der Zündkammer (1) und in einer Brennkammer (2) einer Brennkraftmaschine, bei dem die Zündkammer (1) durch zumindest eine Beladungsöffnung (5) von der Brennkammer (2) aus beladen wird, eine Zündung durch eine Fremdzündquelle (3) von einem zentralen Bereich, einem Zündbereich (8) in der Zündkammer (1) ausgeht, und verbranntes und nicht verbranntes Gemisch, durch zumindest eine Übertrittsöffnung (4) in die Brennkammer (2) eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beladung ein Ventil (6) zumindest eine Beladungsöffnung (5) öffnet und zündfähiges Gemisch in die Zündkammer (1) gedrückt wird.Method for loading an ignition chamber (1) and for igniting an ignitable mixture in the ignition chamber (1) and in a combustion chamber (2) of an internal combustion engine, in which the ignition chamber (1) is separated from the combustion chamber (2) by at least one loading opening (5) is discharged, an ignition by a Fremdzündquelle (3) from a central region, an ignition region (8) in the ignition chamber (1) emanates, and burned and unburned mixture through at least one transfer opening (4) in the combustion chamber (2) penetrates, characterized in that for loading a valve (6) at least one loading opening (5) opens and flammable mixture in the ignition chamber (1) is pressed. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Beladungsöffnung (5) durch das Ventil (6) synchron zur Bewegung des Kolbens verschlossen beziehungsweise geöffnet wird und dabei eine freie Querschnittsfläche (a) verkleinert beziehungsweise vergrößert wird.Method according to Claim 11 , characterized in that at least one loading opening (5) is closed or opened by the valve (6) synchronously with the movement of the piston, thereby reducing or increasing a free cross-sectional area (a). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass während der Beladung zumindest eine Übertrittsöffnung (4) verschlossen wird.Method according to Claim 11 or 12 , characterized in that during the loading at least one transfer opening (4) is closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) durch einen Betätigungsmechanismus (6e) - vorzugsweise entgegen einer Kraft (F) und mit der Kraft (F) eines Federelementes (6b), das auf das Ventil (6) wirkt - verstellt wird.Method according to one of Claims 11 to 13 , characterized in that the valve (6) by an actuating mechanism (6e) - preferably against a force (F) and with the force (F) of a spring element (6b), which acts on the valve (6) - is adjusted. Verfahren einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beladung das Ventil (6) während der Bewegung eines Kolbens der Brennkraftmaschine in seinen oberen Totpunkt geöffnet wird, so dass zumindest eine Beladungsöffnung (5) mit der Brennkammer (2) strömungsverbunden wird.Method one of Claims 11 to 14 , characterized in that for loading the valve (6) is opened during the movement of a piston of the internal combustion engine in its top dead center, so that at least one Loading opening (5) with the combustion chamber (2) is fluidly connected. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung des Kolbens ein Differenzdruck (p) in der Brennkammer entsteht, der das Ventil (6) in Richtung seiner geöffneten Stellung (O) verschiebt, so dass zumindest eine Beladungsöffnung (5) mit der Brennkammer (2) strömungsverbunden wird.Method according to Claim 15 , characterized in that by the movement of the piston a differential pressure (p) arises in the combustion chamber, which shifts the valve (6) in the direction of its open position (O), so that at least one loading opening (5) with the combustion chamber (2) fluidly connected. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass vor und durch Austritt von verbranntem Gemisch durch zumindest eine Übertrittsöffnung (4) das entzündete Gemisch einer Druckerhöhung um mehr als 1 MPa unterliegt, vorzugsweise um das im Wesentlichen 1,7-fache eines Kompressionsdruckes.Method according to one of Claims 11 to 16 , characterized in that before and through outlet of combusted mixture through at least one transfer opening (4), the ignited mixture is subject to a pressure increase by more than 1 MPa, preferably by substantially 1.7 times a compression pressure. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zündfähige Gemisch in der Nähe der zumindest einen Übertrittsöffnung (4) gezündet wird, so dass im Wesentlichen nur vollständig verbranntes Gemisch durch die Übertrittsöffnung (4) in die Brennkammer (2) strömt.Method according to one of Claims 11 to 17 , characterized in that the ignitable mixture in the vicinity of the at least one transfer opening (4) is ignited so that substantially only completely burnt mixture flows through the transfer opening (4) in the combustion chamber (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach Durchtritt von verbranntem Gemisch durch die Übertrittsöffnung (4) eine gleichmäßige Verteilung in Richtung eines Zylinderkopfes und in Richtung des Kolbens stattfindet.Method according to one of Claims 11 to 18 , characterized in that after passage of combusted mixture through the transfer opening (4) takes place a uniform distribution in the direction of a cylinder head and in the direction of the piston.
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