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Die Erfindung betrifft eine Vorkammeranordnung für eine Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Vorkammeranordnung, und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine.
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Eine Vorkammeranordnung der hier angesprochenen Art weist insbesondere eine ein Vorkammervolumen bereichsweise begrenzende - und vorzugsweise wenigstens eine Übertrittsbohrung zur Herstellung einer strömungstechnischen Verbindung mit einem Hauptbrennraum einer Brennkraftmaschine aufweisende - Vorkammerwandung auf. Ein Brennraum einer mit einer solchen Vorkammeranordnung ausgestatteten Brennkraftmaschine ist bevorzugt durch die Vorkammerwandung in einen Hauptbrennraum einerseits und eine Vorkammer andererseits unterteilt, wobei die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum insbesondere über die wenigstens eine Übertrittsbohrung in strömungstechnischer Verbindung steht. Die Vorkammeranordnung weist eine zumindest bereichsweise in dem Vorkammervolumen anordenbare und/oder das Vorkammervolumen bereichsweise begrenzende Zündeinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Entflammen, insbesondere zum Fremdzünden, eines Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in dem Vorkammervolumen. Solche Vorkammeranordnungen werden insbesondere eingesetzt, um eine sichere Entflammung eines auch mageren Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in größeren Brennräumen gewährleisten zu können, wobei sie insbesondere zur Zündenergieverstärkung dienen. Es kann unterschieden werden zwischen sogenannten gespülten Vorkammern einerseits, denen eine eigene Brennstoffzufuhr zugeordnet ist, sodass Brennstoff separat von einer dem Hauptbrennraum zugeordneten Brennstoffzufuhr in die Vorkammer eingebracht werden kann, und ungespülten Vorkammern andererseits, denen keine separate Brennstoffzufuhr zugeordnet ist, sodass lediglich über die wenigstens eine Übertrittsbohrung ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch aus dem Hauptbrennraum in die Vorkammer gelangen kann. Es hat sich herausgestellt, dass ein wesentlicher Anteil der Stickoxidemissionen von Brennkraftmaschinen mit Vorkammeranordnungen in der Vorkammer gebildet wird. Insbesondere bei Gasmotoren mit gespülter Vorkammer werden deutlich über 50 % der Stickoxide in der Vorkammer gebildet. Bei herkömmlichen Vorkammeranordnungen kann das Vorkammervolumen nur auf eine bestimmte Brennstoffqualität und einen bestimmten Lastpunkt der Brennkraftmaschine mit Blick auf eine bestimmte Emissionsstufe optimiert werden. Existieren in verschiedenen Märkten verschiedene Emissionsgesetzgebungen, bedarf es für die verschiedenen, dort angebotenen Brennkraftmaschinen stets einer separaten Auslegung der Vorkammeranordnungen, insbesondere mit Blick auf die Vorkammervolumina.
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Aus
WO 83/ 00 901 A1 geht eine direkt gezündete Brennkraftmaschine ohne Vorkammer hervor, die ein bewegliches Glied für die Anpassung eines Verdichtungsverhältnisses aufweist, wobei eine Position dieses beweglichen Glieds durch eine Steuereinrichtung gesteuert werden kann. An dem beweglichen Glied ist eine Zündkerze angeordnet.
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Aus
DE 15 76 011 A geht eine Vorkammeranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einer ein Vorkammervolumen bereichsweise begrenzenden Vorkammerwandung hervor. In der Vorkammer ist ein verschiebbares Einsatzstück angeordnet, das relativ zu der Vorkammerwandung verlagerbar ist, und das eine Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt. Durch Verlagerung des Einsatzstücks kann ein Verdichtungsverhältnis der als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine verändert werden. Die als Selbstzünder ausgebildete Brennkraftmaschine weist keine Zündeinrichtung auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorkammeranordnung für eine Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Vorkammeranordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Vorkammeranordnung der zuvor angesprochenen Art derart weitergebildet wird, dass die Zündeinrichtung und die Vorkammerwandung relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind, sodass das Vorkammervolumen veränderbar ist, wenn die Zündeinrichtung und die Vorkammerwandung relativ zueinander verlagert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Vorkammervolumen mit Blick auf zumindest einen Betriebsparameter einer Brennkraftmaschine, welche die Vorkammeranordnung aufweist, anzupassen, ohne die Vorkammeranordnung selbst ersetzen zu müssen. Insbesondere wird die Grundform der Vorkammer dabei nicht beeinträchtigt. Somit ist es möglich, ein und dieselbe Vorkammeranordnung an verschiedene Betriebsbedingungen für die Brennkraftmaschine, insbesondere an verschiedene Qualitäten verwendeter Brennstoffe, verschiedene Lastpunkte, verschiedene Emissionsgesetzgebungen und andere Betriebsbedingungen und/oder Betriebsparameter anzupassen, was sehr flexibel an ein und derselben Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Es bedarf also keiner Bereitstellung verschiedener Brennkraftmaschinen für diese verschiedenen Betriebsbedingungen mehr, und das Vorkammervolumen kann in einfacher und sehr effizienter Weise auf die verschiedenen Betriebsbedingungen hin optimiert werden.
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Die Zündeinrichtung und die Vorkammerwandung sind bevorzugt axial entlang einer Längsachse der Zündeinrichtung, die zugleich bevorzugt eine Längsachse der Vorkammeranordnung ist, relativ zueinander verlagerbar.
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Dass die Zündeinrichtung zumindest bereichsweise in dem Vorkammervolumen anordenbar ist, bedeutet insbesondere, dass zumindest ein Teil der Zündeinrichtung in das Vorkammervolumen hineinragt. Dies ist insbesondere der Fall bei Zündeinrichtungen, die von einer die Vorkammer zumindest bereichsweise begrenzenden Stirnfläche vorstehende oder vorragende Teile, beispielsweise eine oder mehrere Zündelektroden, Glühstifte oder dergleichen, aufweisen. Die Zündeinrichtung begrenzt bevorzugt das Vorkammervolumen zumindest bereichsweise, insbesondere mit einer Stirnfläche. Bei bestimmten konstruktiven Ausgestaltungen der Zündeinrichtung ist es gegebenenfalls möglich, dass die Zündeinrichtung mit keinem Bereich in das Vorkammervolumen hineinragt. Beispielsweise kann eine Laserzündkerze so ausgelegt werden, dass ein Zündlaserstrahl unmittelbar aus der Stirnfläche austritt, sodass die so ausgebildete Zündeinrichtung an der Stirnseite endet und somit lediglich das Vorkammervolumen bereichsweise begrenzt, nicht jedoch bereichsweise in diesem angeordnet ist.
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Die Zündeinrichtung und die Vorkammerwandung sind bevorzugt bei montierter und betriebsbereiter Vorkammeranordnung, insbesondere im Betrieb der Vorkammeranordnung, ganz besonders bevorzugt also bei laufender Brennkraftmaschine, die eine solche Vorkammeranordnung aufweist, relativ zueinander verlagerbar. Auf diese Weise kann das Vorkammervolumen auch im Betrieb der Vorkammeranordnung und insbesondere im Betrieb der Brennkraftmaschine verändert werden.
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Dass das Vorkammervolumen verändert wird, bedeutet insbesondere, dass das Vorkammervolumen größenmäßig, das heißt insbesondere in seiner Volumenausdehnung oder seinem Volumengehalt, verändert wird. Das Vorkammervolumen kann also insbesondere vergrößert oder verkleinert werden.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Vorkammeranordnung eine Brennstoffzufuhr zugeordnet, oder die Vorkammeranordnung weist eine Brennstoffzufuhr auf, wobei die Brennstoffzufuhr eingerichtet ist zur Zuführung von Brennstoff oder einem Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch in das Vorkammervolumen. Diese Brennstoffzufuhr ist vorzugsweise separat von einer Brennstoffzufuhr, die vorgesehen ist zur Zuführung von Brennstoff oder einem Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch in den Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine. Die Vorkammer der Vorkammeranordnung, die insbesondere durch die Vorkammerwandung und das Vorkammervolumen gebildet wird, ist somit bevorzugt als gespülte Vorkammer ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Vorkammer als ungespülte Vorkammer ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Vorkammeranordnung bevorzugt keine Brennstoffzufuhr zugeordnet, oder die Vorkammeranordnung weist keine Brennstoffzufuhr auf, oder eine der Vorkammeranordnung zugeordnete Brennstoffzufuhr ist nicht angeschlossen oder wird im Betrieb der Vorkammeranordnung nicht verwendet. In diesem Fall wird dem Vorkammervolumen ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch lediglich von dem Hauptbrennraum aus über die wenigstens eine Übertrittsbohrung zugeführt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorkammeranordnung eine Verlagerungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um eine Relativverlagerung zwischen der Zündeinrichtung und der Vorkammerwandung zu bewirken. Mithilfe der Verlagerungseinrichtung kann also das Vorkammervolumen - insbesondere auch im Betrieb der Vorkammeranordnung - durch eine Relativverlagerung zwischen der Zündeinrichtung und der Vorkammerwandung in einfacher und insbesondere automatisierter Weise verändert werden. Die Verlagerungseinrichtung ist hierfür vorzugsweise ansteuerbar, insbesondere mit einem Steuergerät der Brennkraftmaschine verbindbar oder verbunden, sodass die Verlagerungseinrichtung durch das Steuergerät - insbesondere betriebsparameterabhängig - ansteuerbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorkammerwandung an einer Brennkraftmaschine raumfest anordenbar ist, wobei die Zündeinrichtung relativ zu der Vorkammerwandung verlagerbar gehalten ist. Dies stellt eine besonders einfache Ausgestaltung der Vorkammeranordnung dar, da die Vorkammerwandung ohne weiteres raumfest an der Brennkraftmaschine angeordnet werden kann, wobei die Zündeinrichtung in einfacher Weise relativ zu der Vorkammerwandung verlagerbar angeordnet werden kann. Die Vorkammerwandung ist dabei bevorzugt relativ zu einem ihr zugeordneten Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine, insbesondere zu einem Motorblock und/oder Zylinderblock der Brennkraftmaschine, vorzugsweise relativ zu einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, raumfest gehalten.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorkammeranordnung als Vorkammer-Zündkerze ausgebildet ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Vorkammerwandung und die Zündeinrichtung eine bauliche Einheit bilden, die ihrerseits mit der Brennkraftmaschine verbunden, beispielsweise in einen Zylinderblock oder Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzt, eingeschraubt oder in anderer geeigneter Weise an dem Zylinderblock oder Zylinderkopf befestigt werden kann. Die Vorkammer wird dann an der Brennkraftmaschine erst durch Montieren der Vorkammerzündkerze bereitgestellt.
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Alternativ ist es möglich, dass die Vorkammerwandung baulich in einen Zylinderblock oder Zylinderkopf der Brennkraftmaschine integriert ist, wobei die Vorkammeranordnung die Zündeinrichtung als separates, mit der Vorkammerwandung verbindbares Bauteil aufweist. In diesem Fall ist die Vorkammerwandung insbesondere Teil des Zylinderblocks oder Zylinderkopfs, wobei die Vorkammeranordnung fertiggestellt wird, indem die Zündeinrichtung mit dem Zylinderblock oder Zylinderkopf, insbesondere mit der Vorkammerwandung, verbunden wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verlagerungseinrichtung eine Zahnstange aufweist, die eingerichtet ist, um mit einem angetriebenen Zahnrad zusammenzuwirken. Alternativ ist es möglich, dass die Verlagerungseinrichtung eine Schneckenwelle aufweist, die eingerichtet ist, um mit einem angetriebenen Schneckenrad zusammenzuwirken. Diese Ausgestaltungen sind mechanisch ebenso einfach wie funktionssicher. Weist die Verlagerungseinrichtung eine Schneckenwelle auf, die mit einem angetriebenen Schneckenrad zusammenwirkt, ist die Zündeinrichtung vorzugsweise - insbesondere relativ zu der Vorkammerwandung - um eine Längsachse drehbar gelagert. Weist die Verlagerungseinrichtung eine Zahnstange auf, die eingerichtet ist, um mit einem angetriebenen Zahnrad zusammenzuwirken, ist dagegen vorzugsweise eine Führung, insbesondere eine Linearführung zwischen der Zündeinrichtung einerseits und der Vorkammerwandung andererseits vorgesehen, sodass die Zündeinrichtung relativ zu der Vorkammerwandung nicht verdreht werden kann. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Zahnstange nicht außer Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad kommt. Die Führung ist vorzugsweise als Linearführung, insbesondere als Keilwellen-Verbindung, vorzugsweise mit geraden Flanken, besonders bevorzugt nach DIN 5461, ausgebildet.
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Die Zahnstange oder Schneckenwelle ist vorzugsweise an der Zündeinrichtung angeordnet oder einstückig mit der Zündeinrichtung ausgebildet.
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Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine, insbesondere in oder an dem Zylinderblock oder Zylinderkopf, das angetriebene Zahnrad oder die angetriebene Schneckenwelle auf. Der Schneckenwelle oder dem Zahnrad ist bevorzugt ein Antrieb zugeordnet, wobei der Antrieb vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Der Antrieb ist bevorzugt ansteuerbar, wobei er besonders bevorzugt mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine wirkverbunden ist, sodass er durch das Steuergerät insbesondere abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Verlagerungseinrichtung als fluidische Verlagerungseinrichtung ausgebildet ist. Bevorzugt ist die fluidische Verlagerungseinrichtung als pneumatische Verlagerungseinrichtung, oder besonders bevorzugt als hydraulische Verlagerungseinrichtung ausgebildet. Sie kann dabei insbesondere wenigstens einen Pneumatikzylinder oder Hydraulikzylinder aufweisen. Es ist aber insbesondere auch möglich, dass die fluidische Verlagerungseinrichtung wenigstens eine mit einem Fluid unter Druck beaufschlagbare Fluidkammer aufweist, deren Volumen durch Beaufschlagen mit dem unter Druck stehenden Fluid veränderbar ist, wobei die Fluidkammer druckentlastbar ist, und wobei bevorzugt wenigstens ein Vorspannelement, insbesondere ein Federelement, zur Rückstellung der Zündeinrichtung und/oder der Vorkammerwandung bei druckentlasteter Fluidkammer vorgesehen ist. Insbesondere ist es möglich, dass in der Fluidkammer selbst ein Vorspannelement angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass die fluidische Verlagerungseinrichtung zwei einander entgegenwirkende Fluidkammern aufweist, die wechselweise mit Fluiddruck beaufschlagt werden können, um die Zündeinrichtung und/oder die Vorkammerwandung in entgegengesetzte Richtungen zu verlagern. Wenigstens eine solche Fluidkammer ist besonders bevorzugt zwischen der Zündeinrichtung einerseits und der Vorkammerwandung andererseits ausgebildet.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Verlagerungseinrichtung wenigstens ein Piezoelement, vorzugsweise eine Mehrzahl hintereinander angeordneter und/oder kaskadierter Piezoelemente aufweist, wobei das wenigstens eine Piezoelement derart einerseits mit der Zündeinrichtung und andererseits mit der Vorkammerwandung verbunden ist, dass mittels des wenigstens einen Piezoelements eine Relativverlagerung zwischen der Zündeinrichtung und der Vorkammerwandung bewirkbar ist. Die Relativverlagerung zwischen der Vorkammerwandung und der Zündeinrichtung kann dann in besonders einfacher und reproduzierbarer Weise bewirkt werden, indem eine elektrische Spannung an das wenigstens eine Piezoelement angelegt wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Verlagerungseinrichtung wenigstens ein mechanisch angetriebenes Stellelement aufweist, das eingerichtet ist, um eine Verlagerung der Zündeinrichtung relativ zu der Vorkammerwandung entgegen einer durch ein Vorspannelement aufgebrachten Vorspannkraft zu bewirken. Das mechanisch angetriebene Stellelement ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als Nocken ausgebildet. Das Stellelement kann dabei eine Relativverlagerung der Zündeinrichtung relativ zu der Vorkammerwandung entlang einer bestimmten Richtung bewirken, wobei eine bestimmte Gegenbewegung durch die Vorspannkraft bewirkt wird, welche durch das Vorspannelement aufgebracht wird. Das Vorspannelement ist bevorzugt als Federelement, insbesondere als Feder, besonders bevorzugt als Schraubenfeder oder Tellerfeder, ausgebildet.
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Zwischen der Vorkammerwandung einerseits und der Zündeinrichtung andererseits ist bevorzugt wenigstens ein Dichtelement angeordnet, um die Vorkammer nach außen, also gegenüber einem Äußeren des Brennraums, zu dichten. Das wenigstens eine Dichtelement ist vorzugsweise als O-Ring ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das wenigstens eine Dichtelement als Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Es ist möglich, dass die Vorkammeranordnung eine Mehrzahl von Dichtelementen aufweist, wobei auf diese Weise die Dichtigkeit der Vorkammer erhöht werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zündeinrichtung als elektrische Funkenzündkerze, als Koronazündkerze, als Laserzündkerze, als Zündstrahlinjektor, als Plasmakerze, als Glühkerze, als Zündeinrichtung mit Glühstift, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet ist. Wie bereits erläutert, ragt die Zündeinrichtung abhängig von ihrer Bauart zumindest bereichsweise in das Vorkammervolumen hinein. Es ist vorgesehen, dass die Zündeinrichtung - insbesondere mit einer Stirnseite oder Stirnfläche - das Vorkammervolumen zumindest bereichsweise begrenzt.
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Das Vorkammervolumen wird insbesondere einerseits durch die Vorkammerwandung und andererseits durch die Stirnseite oder Stirnfläche der Zündeinrichtung begrenzt, insbesondere umschlossen. Durch eine Verlagerung der Stirnseite oder Stirnfläche der Zündeinrichtung in das Vorkammervolumen hinein wird dieses verkleinert. Durch eine Verlagerung der Stirnseite oder Stirnfläche der Zündeinrichtung in entgegengesetzter Richtung wird das Vorkammervolumen vergrößert.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die wenigstens einen Brennraum aufweist, wobei dem wenigstens einen Brennraum eine erfindungsgemäße Vorkammeranordnung oder eine Vorkammeranordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zugeordnet ist. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Vorkammeranordnung erläutert wurden.
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Durch die Vorkammerwandung wird der Brennraum bevorzugt in einen Hauptbrennraum einerseits und die Vorkammer andererseits unterteilt. Die Vorkammer weist dabei das von der Zündeinrichtung einerseits und der Vorkammerwandung andererseits begrenzte Vorkammervolumen auf.
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Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Brennräumen auf, insbesondere vier, sechs, acht, zehn, zwölf, vierzehn, sechzehn, achtzehn oder zwanzig Brennräume. Auch eine größere oder andere Anzahl von Brennräumen ist möglich. Bevorzugt ist jedem Brennraum der Brennkraftmaschine eine erfindungsgemäße Vorkammeranordnung oder eine Vorkammeranordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zugeordnet. Besonders bevorzugt sind die Brennräume der Brennkraftmaschine zueinander identisch ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine ein Steuergerät aufweist, das eingerichtet ist zur Ansteuerung der Verlagerungseinrichtung der Vorkammeranordnung in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine.
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Der wenigstens eine Betriebsparameter ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem dem Brennraum zugeführten Brennstoff, wenigstens einer Eigenschaft des dem Brennraum zugeführten Brennstoffs, und einem - insbesondere momentanen - Lastpunkt der Brennkraftmaschine.
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Das Vorkammervolumen kann dabei insbesondere abhängig von einer chemischen Identität des dem Brennraum zugeführten Brennstoffs eingestellt, vorzugsweise optimiert werden. Dies betrifft beispielsweise die Frage, ob dem Brennraum ein Ottobrennstoff oder ein Dieselbrennstoff zuführt wird, und ob es sich bei dem Brennstoff um einen unter Normalbedingungen, insbesondere bei 25 °C und 1013 mbar, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff handelt. Ein unter Normalbedingungen gasförmiger Brennstoff wird auch als Brenngas bezeichnet.
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Unter wenigstens einer Eigenschaft des dem Brennraum zugeführten Brennstoffs wird insbesondere eine Klopffestigkeit, eine Zündwilligkeit und/oder eine Reaktivität des Brennstoffs verstanden, die letztlich insbesondere aus der chemischen Zusammensetzung des Brennstoffs resultieren kann. Insbesondere wird unter der wenigstens einen Eigenschaft des Brennstoffs eine Methanzahl, eine Cetanzahl oder eine Oktanzahl verstanden.
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Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt als Gasmotor ausgebildet. Sie ist also insbesondere eingerichtet zum Betrieb mit einem gasförmigen Brennstoff, mithin einem Brenngas. Die Qualität und insbesondere Reaktionsfreudigkeit von zum Betrieb von Brennkraftmaschinen verwendeten Brenngasen kann stark schwanken, wobei ganz besonders ein Wasserstoffanteil des verwendeten Brenngases Schwankungen unterliegen kann. Dies wiederum beeinflusst in erheblicher Weise die Reaktivität sowie die Methanzahl des verwendeten Brenngases. Es ist nun mithilfe der hier vorgeschlagenen Vorkammeranordnung bei der hier vorgeschlagenen Brennkraftmaschine möglich, deren Betrieb auf die Eigenschaften des momentan verwendeten Brenngases, insbesondere auf dessen Reaktivität, anzupassen, indem das Vorkammervolumen in Abhängigkeit von der Reaktivität, insbesondere der Methanzahl, des momentan verwendeten Brenngases eingestellt, vorzugsweise optimiert wird, insbesondere mit Blick auf Emissionswerte der Brennkraftmaschine, insbesondere auf die Stickoxidemissionen.
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Die Reaktivität des Brenngases kann insbesondere durch eine Brennraumdruckerfassung und besonders bevorzugt durch eine Druckverlaufsanalyse eines Brennraumdruckverlaufs in dem wenigstens einen Brennraum ermittelt werden. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, die chemische Identität des verwendeten Brenngases außerhalb des Brennraums, insbesondere durch Anwendung einer gasanalytischen Methode, beispielsweise durch Gaschromatographie, festzustellen.
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Unter einem Lastpunkt der Brennkraftmaschine wird insbesondere ein Betriebspunkt verstanden, der definiert ist durch eine - insbesondere momentane - Drehzahl einerseits und ein - insbesondere momentanes - Drehmoment andererseits.
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Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielsweise Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei ein Vorkammervolumen von wenigstens einer einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeordneten Vorkammer der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine eingestellt wird. In Zusammenhang mit dem Verfahren verwirklichen sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit der Vorkammeranordnung einerseits und der Brennkraftmaschine andererseits beschriebenen Vorteile.
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Bevorzugt wird eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorkammeranordnung oder einer Vorkammeranordnung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele betrieben. Insbesondere wird bevorzugt eine Brennkraftmaschine gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, oder eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine betrieben.
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Der wenigstens eine Betriebsparameter ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem dem Brennraum zugeführten Brennstoff, wenigstens einer Eigenschaft des dem Brennraum zugeführten Brennstoffs, und einem - insbesondere momentanen - Lastpunkt der Brennkraftmaschine. Zu dem wenigstens einen Betriebsparameter wird auf die obenstehenden Ausführungen zu der Brennkraftmaschine verwiesen.
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Insbesondere ist es möglich, dass das Vorkammervolumen bei steigender Last der Brennkraftmaschine vergrößert wird, um mehr Zündenergie bereitstellen zu können. Es ist auch möglich, dass das Vorkammervolumen bei steigender Reaktivität oder Zündwilligkeit des Brennstoffs verringert wird. Insbesondere ist es möglich, dass das Vorkammervolumen mit sinkender Methanzahl des verwendeten Brenngases verringert wird.
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Bezüglich der Emissionen gilt insbesondere, dass desto mehr Stickoxide gebildet werden, je größer das Vorkammervolumen ist. Das Vorkammervolumen wird daher vorzugsweise so groß, wie es für eine sichere Entflammung des Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs nötig ist, und zugleich so klein wie möglich gewählt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorkammervolumen vor oder bei einem Start der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Dies kann einmalig erfolgen, beispielsweise abhängig von einem bestimmten, zum Betrieb der Brennkraftmaschine verwendeten Brennstoff.
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Alternativ ist es möglich, dass das Vorkammervolumen während des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine, insbesondere fortlaufend, besonders bevorzugt auch transient, eingestellt wird. Es ist dann möglich, während des Betriebs der Brennkraftmaschine auf sich ändernde Betriebsbedingungen, sei es in Hinblick auf die Eigenschaften des verwendeten Brennstoffs und/oder einen sich verändernden Lastpunkt der Brennkraftmaschine, insbesondere auch bei transienten Lastzuständen, also Lastwechseln, zu reagieren und so stets ein optimales Vorkammervolumen mit Blick auf die Leistung der Brennkraftmaschine einerseits und deren Emissionen andererseits bereitzustellen.
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Weist die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Brennräumen auf, wobei jedem Brennraum eine Vorkammeranordnung der hier angesprochenen Art zugeordnet ist, werden die einzelnen Vorkammervolumina bevorzugt unabhängig voneinander so eingestellt, dass eine Gleichstellung der verschiedenen Brennräume in Hinblick auf zumindest einen Parameter, insbesondere einen Spitzendruck, angestrebt, vorzugsweise erreicht wird. Beispielsweise können verschiedene Zylinderfüllungen aufgrund zylinderindividuell verschiedener Ladungswechsel ausgeglichen werden. Mittels der Vorkammeranordnung kann somit eine Zylindergleichstellung für die Brennkraftmaschine erreicht werden.
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Die Beschreibung der Vorkammeranordnung und der Brennkraftmaschine einerseits sowie des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Brennkraftmaschine oder der Vorkammeranordnung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert sind, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorkammeranordnung oder der Brennkraftmaschine. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorkammeranordnung oder der Brennkraftmaschine beschrieben sind, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorkammeranordnung oder der Brennkraftmaschine bedingt ist. Die Vorkammeranordnung und/oder die Brennkraftmaschine zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorkammeranordnung;
- 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorkammeranordnung;
- 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorkammeranordnung;
- 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Vorkammeranordnung, und
- 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Vorkammeranordnung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorkammeranordnung 3. Insbesondere weist die Brennkraftmaschine 1 wenigstens einen Brennraum 5 auf, der in einen Hauptbrennraum 7 und ein Vorkammervolumen 11 einer Vorkammer 9 unterteilt ist.
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Die Vorkammeranordnung 3 weist eine ein Vorkammervolumen 11 bereichsweise begrenzende und insbesondere wenigstens eine Übertrittsbohrung 13 aufweisende Vorkammerwandung 15 auf. In der Darstellung gemäß 1 sind hier schematisch zwei Übertrittsbohrungen 13 dargestellt. Die Übertrittsbohrungen 13 verbinden den Hauptbrennraum 7 strömungstechnisch mit dem Vorkammervolumen 11. Die Vorkammerwandung 15 trennt insbesondere den Hauptbrennraum 7 von dem Vorkammervolumen 11.
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Die Vorkammeranordnung 3 weist außerdem eine zumindest bereichsweise in dem Vorkammervolumen 11 anordenbare, insbesondere angeordnete, und das Vorkammervolumen 11 hier bereichsweise, insbesondere mit einer Stirnfläche 17 begrenzende Zündeinrichtung 19 auf, die eingerichtet ist zum Entflammen eines Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in dem Vorkammervolumen 11. Die Zündeinrichtung 19 ragt hier insbesondere mit einer Zündelektrode 21 in das Vorkammervolumen 11 hinein. Es ist alternativ auch eine Ausgestaltung der Zündeinrichtung 19 möglich, bei welcher - beispielsweise im Fall einer Laserzündkerze - diese nicht in das Vorkammervolumen 11 hineinragt und damit auch nicht bereichsweise in diesem anordenbar ist, wobei sie gleichwohl das Vorkammervolumen insbesondere mit der Stirnfläche 17 oder einer analogen Stirnfläche begrenzt.
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Die Zündeinrichtung 19 und die Vorkammerwandung 15 sind insbesondere bei montierter und betriebsbereiter Vorkammeranordnung 3, ganz besonders im Betrieb der Vorkammeranordnung 3, relativ zueinander verlagerbar, sodass das Vorkammervolumen 11 veränderbar ist, wenn die Zündeinrichtung 19 und die Vorkammerwandung 15 relativ zueinander verlagert werden. Somit ist es insbesondere möglich, das Vorkammervolumen 11 auf wenigstens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 abzustimmen, insbesondere um nach Möglichkeit unter allen Betriebsbedingungen einen Verbrauch der Brennkraftmaschine 1 gering zu halten, die Emissionen der Brennkraftmaschine 1, insbesondere die Stickoxidemissionen, zu minimieren, und vorzugsweise zugleich eine thermische Belastung der Zündeinrichtung 19 so gering wie möglich zu halten. Zugleich können Zündaussetzer vermieden werden; vielmehr kann eine sichere und reproduzierbare Entflammung des Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in dem Hauptbrennraum 7 gewährleistet werden.
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Die Brennkraftmaschine 1 kann somit insbesondere ohne weitere Änderungen unter verschiedenen Bedingungen, insbesondere auch unter verschiedenen gesetzlichen Emissionsbedingungen, betrieben werden.
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Vorzugsweise ist die Vorkammer 9 als gespülte Vorkammer ausgebildet, wobei ihr eine separate, hier nicht dargestellte Brennstoffversorgung zugeordnet ist, die insbesondere separat von einer dem Hauptbrennraum 7 zugeordneten Brennstoffversorgung ist.
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Die Vorkammeranordnung 3 weist eine Verlagerungseinrichtung 23 auf, die eingerichtet ist, um eine Relativverlagerung zwischen der Zündeinrichtung 19 und der Vorkammerwandung 15 zu bewirken.
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Besonders bevorzugt ist die Vorkammerwandung 15 an der Brennkraftmaschine 1 raumfest angeordnet, wobei die Zündeinrichtung 19 relativ zu der Vorkammerwandung 15 verlagerbar gehalten ist. Insbesondere ist es möglich, dass die Vorkammeranordnung 3 als Vorkammerzündkerze ausgebildet ist. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Vorkammeranordnung 3 als Vorkammeranordnung mit baulich in einen Zylinderblock oder Zylinderkopf integrierter Vorkammerwandung 15 und separater Zündeinrichtung 19 ausgebildet ist.
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Die Zündeinrichtung 19 ist vorzugsweise als elektrische Funkenzündkerze, als Koronazündkerze, als Laserzündkerze, als Zündstrahlinjektor, als Plasmakerze, als Glühkerze, als Zündeinrichtung mit Glühstift, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist insbesondere ein Steuergerät 25 auf, das eingerichtet ist zur Ansteuerung der Verlagerungseinrichtung 23 in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1. Hierzu ist das Steuergerät 25 mit der Verlagerungseinrichtung 23 wirkverbunden, um diese anzusteuern.
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Der wenigstens eine Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem dem Brennraum 5 zugeführten Brennstoff, wenigstens einer Eigenschaft des dem Brennraum 5 zugeführten Brennstoffs, und einem - insbesondere momentanen - Lastpunkt der Brennkraftmaschine 1. Die wenigstens eine Eigenschaft des dem Brennraum 5 zugeführten Brennstoffs kann insbesondere eine Reaktivität, Zündwilligkeit und/oder Klopffestigkeit des Brennstoffs sein, beispielsweise eine Methanzahl, eine Cetanzahl oder eine Oktanzahl.
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Es ist möglich, dass der wenigstens eine Betriebsparameter direkt als Verbrennungseigenschaft des Brennstoffs in dem Brennraum 5 gemessen wird, beispielsweise mittels eines hier schematisch dargestellten Brennraumdrucksensors 27, wobei dieser Brennraumdrucksensor 27 dann ebenfalls mit dem Steuergerät 25 wirkverbunden ist. Entsprechend ist bevorzugt ein geeigneter anderer Sensor oder eine andere Messeinrichtung mit dem Steuergerät 25 wirkverbunden, wenn mithilfe eines solchen anderen Sensors oder einer solchen anderen Messeinrichtung ein anderer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 3 bestimmt wird. Mithilfe des Brennraumdrucksensors 27 kann ein Brennraumdruckwert oder ein Brennraumdruckverlauf in dem Brennraum 5 bestimmt werden, wobei hieraus vorzugsweise auf wenigstens eine Eigenschaft des verwendeten Brennstoffs, insbesondere auf dessen Reaktivität, Zündwilligkeit oder Klopffestigkeit, geschlossen werden kann, wobei dann die Verlagerungseinrichtung 23 durch das Steuergerät 25 abhängig von diesem Betriebsparameter, oder auch direkt abhängig von dem Brennraumdruckwert oder Brennraumdruckverlauf, oder abhängig von einer anhand des Brennraumdruckwerts oder Brennraumdruckverlaufs ausgewerteten, insbesondere berechneten Größe, angesteuert werden kann.
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Das Vorkammervolumen 11 wird im Rahmen eines bevorzugten Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1 in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Betriebsparameter eingestellt. Dabei ist es möglich, dass das Vorkammervolumen 11 - insbesondere einmalig - vor oder bei einem Start der Brennkraftmaschine 1 eingestellt wird. Besonders bevorzugt wird das Vorkammervolumen 11 aber während des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine 1, insbesondere fortlaufend, besonders bevorzugt auch transient eingestellt.
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Bei dem in 1 dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel weist die Verlagerungseinrichtung 23 eine an der Zündeinrichtung 19 angeordnete Zahnstange 29 auf, die eingerichtet ist, um mit einem an einem Zylinderkopf oder Zylinderblock der Brennkraftmaschine 1 befestigten angetriebenen Zahnrad 31 zusammenzuwirken, wobei bevorzugt die Brennkraftmaschine 1 das angetriebene Zahnrad 31 sowie eine geeignete Antriebseinrichtung zum Antreiben des Zahnrads 31, insbesondere einen Elektromotor, aufweist. Dabei ist insbesondere die Antriebseinrichtung durch das Steuergerät 25 ansteuerbar.
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Es ist auch möglich, dass die Verlagerungseinrichtung 23 eine Schneckenwelle aufweist, die dann eingerichtet ist, um mit einem angetriebenen Schneckenrad zusammenzuwirken.
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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorkammeranordnung 3 eine Führungseinrichtung 33 auf, mittels derer die Zündeinrichtung 19 bei ihrer Verlagerung relativ zu der Vorkammerwandung 15 geführt wird. Die Führungseinrichtung 33 ist vorzugsweise als Linearführung, insbesondere als Keilwellenführung mit geraden Kanten gemäß DIN 5461 ausgebildet. Auf diese Weise kann eine Verdrehung der Zündeinrichtung 19 verhindert werden.
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Die Zündeinrichtung 19 ist hier insbesondere linear entlang einer Mittelachse M verlagerbar, wobei die Stirnfläche 17 mehr oder weniger weit in die Vorkammer 9 hineinverlagert werden kann. Wird die Stirnfläche 17 in 1 nach unten verlagert, verringert sich das Vorkammervolumen 11. Wird dagegen die Stirnfläche 17 in 1 nach oben verlagert, vergrößert sich das Vorkammervolumen 11.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorkammeranordnung 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Verlagerungseinrichtung 23 als fluidische Verlagerungseinrichtung 23 ausgebildet. Besonders bevorzugt ist sie als hydraulische Verlagerungseinrichtung 23 ausgebildet, sie kann aber auch als pneumatische Verlagerungseinrichtung 23 ausgebildet sein. Sie weist hier eine Fluidkammer 35 auf, die über ein ansteuerbares Ventil 37 in einem ersten Funktionszustand mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt werden kann, wobei sie in einem zweiten Funktionszustand druckentlastet werden kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Volumen der Fluidkammer 35 vergrößert und dabei zugleich die Zündeinrichtung 19 nach unten verlagert, mithin das Vorkammervolumen 11 verringert, wenn ein Fluid unter Druck in die Fluidkammer 35 eingebracht wird. Wird dagegen die Fluidkammer 35 druckentlastet, wird die Zündeinrichtung 19 mittels eines Federelements 39 wiederum nach oben verlagert, wodurch das Vorkammervolumen 11 wieder vergrößert wird. Das Federelement 39 ist hier in der Fluidkammer 35 angeordnet. Es ist selbstverständlich möglich, dass das Federelement 39 außerhalb der Fluidkammer 35 angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass der Verlagerungseinrichtung 23 eine Mehrzahl von Federelementen 39 und/oder eine Mehrzahl von Fluidkammern 35 zugeordnet sind.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorkammeranordnung 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch hier ist die Verlagerungseinrichtung 23 als fluidische, insbesondere hydraulische Verlagerungseinrichtung 23 ausgebildet. Sie weist hier allerdings zwei Fluidkammern 35.1, 35.2 auf, die gegeneinander wirken, wobei eine Verlagerung der Zündeinrichtung 19 in 3 nach oben bewirkt werden kann, indem die erste Fluidkammer 35.1 drucklos geschaltet und die zweite Fluidkammer 35.2 unter Fluiddruck gesetzt wird. Umgekehrt kann die Zündeinrichtung 19 in 3 nach unten verlagert werden, wenn die zweite Fluidkammer 35.2 druckentlastet wird. Dabei kann die Verlagerung der Zündeinrichtung 19 rein gravitationsgetrieben stattfinden, insbesondere wenn Fluid in die erste Fluidkammer 35.1 nachströmen und aus der zweiten Fluidkammer 35.2 ausströmen kann. Es ist aber auch möglich, die Verlagerung nach unten zu beschleunigen, indem die erste Fluidkammer 35.1 unter Fluiddruck gesetzt wird.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Vorkammeranordnung 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Verlagerungseinrichtung 23 wenigstens ein Piezoelement 41, hier eine Kaskade hintereinander geschalteter Piezoelemente 41, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eines mit dem Bezugszeichen 41 bezeichnet ist, auf. Durch elektrische Ansteuerung der Piezoelemente 41, insbesondere durch das Steuergerät 25, kann die Zündeinrichtung 19 relativ zu der Vorkammerwandung 15 verlagert werden. Dabei kann sie hier insbesondere durch Ausdehnung der Piezoelemente 41 nach unten verlagert werden. Zum Rückstellen der Zündeinrichtung 19 in 4 nach oben ist bevorzugt ein Vorspannelement, hier ein Federelement 39, insbesondere eine Schraubenfeder, vorgesehen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Vorkammeranordnung 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Verlagerungseinrichtung 23 weist hier ein mechanisch angetriebenes Stellelement 43 in Form eines Nockens auf, wobei dieses gegen ein Vorspannelement 45 arbeitet, das hier als Federelement, insbesondere als Schraubenfeder, ausgebildet ist. Dabei kann die Zündeinrichtung 19 beaufschlagt durch das Stellelement 43 in eine Richtung, hier nach unten, gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 45 gedrängt werden, wobei sie durch die Vorspannung des Vorspannelements 45 in die entgegengesetzte Richtung, hier wieder nach oben, verlagert werden kann, wenn das Stellelement 43 diese Verlagerung ermöglicht oder freigibt.
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Anhand der Figuren zeigt sich noch, dass die Zündeinrichtung 19 bevorzugt gegenüber der Vorkammerwandung 15 mittels einer Dichteinrichtung 47 gedichtet ist. Die Dichteinrichtung 47 weist bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 zwei O-Ringe 49 auf. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind zwei O-Ringe 49 vorgesehen, die zugleich der Abdichtung der Fluidkammer 35 dienen.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der einfacheren Darstellung wegen die Dichteinrichtung 47 nicht dargestellt.
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Das vierte Ausführungsbeispiel gemäß 4 und das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß 5 weisen jeweils eine Labyrinthdichtung 51 als Dichteinrichtung 47 auf.
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Die Zündung des Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in dem Hauptbrennraum 7 erfolgt insbesondere durch Zündstrahlkeulen, die aus den Übertrittsbohrungen 13 in den Hauptbrennraum 7 austreten, wenn das in der Vorkammer 9 vorhandene Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch durch die Zündeinrichtung 19 gezündet wird. Diese Zündstrahlkeulen weisen ein größeres Volumen auf, wenn auch das Vorkammervolumen 11 größer ist, und sie weisen ein kleineres Volumen auf, wenn das Vorkammervolumen 11 kleiner ist. Die Zündenergie und zugleich die Zuverlässigkeit der Gemischentflammung in dem Hauptbrennraum 7 kann daher erhöht werden, wenn das Vorkammervolumen 11 vergrößert wird.
