DE102018003465A1

DE102018003465A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018003465A1
Application number: DE102018003465.9A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Bertsch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem ein erstes Volumen aufweisenden Brennraum (16), und mit einer dem Brennraum (16) zugeordneten Vorkammerzündkerze (30), deren ein zweites Volumen aufweisende Vorkammer über mehrere Öffnungen (32) fluidisch mit dem Brennraum (16) verbunden ist, wobei das Verhältnis von zweitem Volumen zu erstem Volumen in einem Bereich von einschließlich 1/500 bis einschließlich 1/1500 liegt.

The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, having at least one combustion chamber (16) having a first volume, and having a prechamber spark plug (30) associated with the combustion chamber (16), whose prechamber having a second volume has a plurality of openings (32). fluidly connected to the combustion chamber (16), wherein the ratio of the second volume to the first volume is in a range of from 1/500 to 1/1500 inclusive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2010 010 109 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen Brennraum mit einem, ersten Volumen und genau eine dem Brennraum zugeordnete Vorkammerzündkerze auf, deren ein zweites Volumen aufweisende Vorkammer über mehrere, als Durchgangsöffnungen ausgebildete Öffnungen fluidisch mit dem Brennraum verbunden ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Fluid aus dem Brennraum durch die Öffnungen hindurch in die Vorkammer strömen und/oder ein Fluid kann aus der Vorkammer durch die Öffnung hindurch in den Brennraum strömen.Such an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2010 010 109 A1 to be known as known. The internal combustion engine has at least one combustion chamber with a first volume and precisely one prechamber spark plug associated with the combustion chamber, whose prechamber having a second volume is fluidically connected to the combustion chamber via a plurality of openings formed as passage openings. As a result, for example, a fluid can flow from the combustion chamber through the openings into the pre-chamber and / or a fluid can flow from the pre-chamber through the opening into the combustion chamber.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass besonders vorteilhafte Entflammungsbedingungen realisiert werden können.Object of the present invention is to further develop an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that particularly advantageous flaming conditions can be realized.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass besonders vorteilhafte Entflammungsbedingungen realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verhältnis von zweitem Volumen zu erstem Volumen in einem Bereich von einschließlich 1/500 bis einschließlich 1/1500, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 1/700 bis einschließlich 1/1300, liegt.In order to develop an internal combustion engine for a motor vehicle specified in the preamble of claim 1 type such that particularly advantageous ignition conditions can be realized, it is inventively provided that the ratio of second volume to first volume in a range of including 1/500 to 1 inclusive / 1500, in particular in a range of from 1/700 to 1/1300 inclusive.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Durch Verwendung der Vorkammerzündkerze und insbesondere ihrer Vorkammer, die einen nahezu geschlossenen Raum um eine sogenannte Keramik der Vorkammerzündkerze bildet, können Keramikbrüche infolge von Druckwellen im Brennraum, ausgelöst durch Vorentflammungen, vermieden werden. Für die Anwendung der Vorkammerzündkerze in einer insbesondere als Ottomotor beziehungsweise Benzinmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine ist jedoch eine spezielle Auslegung der Öffnungen und somit der sogenannten Lochgeometrie der Vorkammerzündkerze vorteilhaft, insbesondere um die Funktion der Vorkammerzündkerze, welche einfach auch als Vorkammerkerze bezeichnet wird, im zumindest nahezu gesamten Kennfeld der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen. Dabei weist die jeweilige Öffnung einen Flächeninhalt auf, wobei die Flächeninhalte aller Öffnungen der Vorkammer in Summe eine Durchtrittsfläche bilden. Die Durchtrittsfläche wird auch als Gesamtdurchtrittsfläche bezeichnet.The invention is based in particular on the following finding: By using the prechamber spark plug and in particular its prechamber, which forms an almost closed space around a so-called ceramic of the prechamber spark plug, ceramic fractures due to pressure waves in the combustion chamber, triggered by pre-ignition, can be avoided. However, a special design of the openings and thus the so-called hole geometry of the prechamber spark plug is advantageous for the application of the prechamber spark plug in an internal combustion engine designed in particular as a gasoline engine or gasoline engine, in particular the function of the prechamber spark plug, which is also simply referred to as prechamber spark plug, in the at least almost complete map allow the internal combustion engine. In this case, the respective opening has a surface area, wherein the area contents of all openings of the pre-chamber in total form a passage area. The passage area is also referred to as total passage area.

Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Gesamtdurchtrittsfläche der auch als Löcher bezeichneten Öffnungen der Vorkammer in einem besonders vorteilhaften Verhältnis zu dem auch als Innenvolumen bezeichneten Volumen der Vorkammer liegt. Ebenso können weitere, besonders vorteilhafte geometrische Verhältnisse zwischen der Vorkammer und dem Brennraum vorgesehen sein. Um beispielsweise in einer Vorkammerzündkerze, insbesondere in deren Vorkammer, ein brennbares Gemisch zu erzeugen, sollte sowohl bei niedrigen Lasten und/oder bei Abmagerungen und/oder bei hohen Restgasgehalten sowie bei hohen Lasten und Drehzahlen für eine Spülung und Beladung der Vorkammer vor dem Zündzeitpunkt mit neuem Kraftstoff-Luft-Gemisch gesorgt werden. Dies kann durch das erfindungsgemäß vorgesehene Verhältnis sichergestellt werden.It has proven to be particularly advantageous if the total passage area of the openings of the antechamber, which are also referred to as holes, lies in a particularly advantageous relationship to the volume of the prechamber, which is also referred to as the interior volume. Likewise, further, particularly advantageous geometric relationships between the prechamber and the combustion chamber can be provided. For example, in order to produce a combustible mixture in a pre-chamber spark plug, in particular in the pre-chamber, should at low loads and / or lean and / or high residual gas and high loads and speeds for flushing and loading of the pre-chamber before the ignition with be taken care of new fuel-air mixture. This can be ensured by the ratio provided according to the invention.

Ebenso ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis von zweitem Volumen zur Durchtrittsfläche einen Betrag aufweist, welcher in einem Bereich von einschließlich 40 Kubikmillimeter pro Quadratmillimeter bis einschließlich 70 Kubikmillimeter pro Quadratmillimeter liegt. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine können im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen die Entflammungsbedingungen bei Betriebsarten mit geringer Füllung und/oder geringem Druck im Brennraum verbessert werden und so insbesondere bei niedriger Last durch Androsselung oder durch kleinen Nockenhub. Ferner werden vorteilhafte Entflammungsbedingungen erzeugt bei Betriebsarten mit geringer Ladungsbewegung und dabei insbesondere bei niedriger Drehzahl, kleinem Nockenhub etc. Auch bei Betriebsarten mit hohen Abgasrückführraten und/oder hoher Ladungsverdünnung und Ladungsschichtung sowie beispielsweise bei Verbrennungsluftverhältnissen in einem Bereich von einschließlich 1,0 bis einschließlich 2,2 können vorteilhafte Entflammungsbedingungen realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung in Kombination mit einer Piezo-A-Düse oder einer Mehrlochdüse zum, insbesondere direkten, Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum, wobei die Mehrlochdüse vorzugsweise eine variable Lochgeometrie und variablen Druck aufweist. Insgesamt kann mittels der Erfindung eine sehr hohe Robustheit gegen Vorentflammung realisiert werden, wobei Keramikbrüche durch Druckwellen vermieden werden können.It is also advantageous if the ratio of the second volume to the passage area has an amount which is in a range of from 40 cubic millimeters per square millimeter up to and including 70 cubic millimeters per square millimeter. In the internal combustion engine according to the invention can be improved in low-pressure and / or low pressure modes in the combustion chamber in comparison to conventional internal combustion engines, the ignition conditions and thus in particular at low load by throttling or small cam lift. Furthermore, advantageous ignition conditions are produced in low charge motion modes, particularly low speed, small cam lift, etc. Also in high EGR rate and / or high charge dilution and charge stratification modes, and for example, combustion air ratios ranging from 1.0 to 2 inclusive, 2 advantageous ignition conditions can be realized. The invention is particularly advantageous in combination with a piezo-A nozzle or a multi-hole nozzle for, in particular direct, injection of fuel into the combustion chamber, wherein the multi-hole nozzle preferably has a variable hole geometry and variable pressure. Overall, a very high robustness against pre-ignition can be realized by means of the invention, wherein ceramic fractures can be avoided by pressure waves.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine.The drawing shows in the single FIGURE in fragmentary form a schematic sectional view of an internal combustion engine according to the invention.

Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Das Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Hierzu weist die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens einen Zylinder 12 auf, in welchem ein Kolben 14 translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens einen Brennraum 16, welcher teilweise durch den Zylinder 12, insbesondere durch eine Zylinderwand 18 des Zylinders 12, und teilweise durch den Kolben 14 begrenzt ist. Die Zylinderwand 18 ist beispielsweise durch ein insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Zylindergehäuse der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet. Des Weiteren ist der Brennraum 16 beispielsweise durch ein Brennraumdach 20 begrenzt, welches beispielsweise durch einen Zylinderkopf 22 der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet ist. Der Zylinderkopf 22 und das Zylindergehäuse sind beispielsweise separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseelemente. Dem Brennraum 16 ist genau ein auch als Einspritzventil bezeichneter Injektor 24 zugeordnet, mittels welchem ein flüssiger Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 direkt in den Brennraum 16 eingespritzt werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftstoff um einen Ottokraftstoff beziehungsweise um Benzin, sodass die Verbrennungskraftmaschine 10 beispielsweise als Ottomotor beziehungsweise als Benzinmotor ausgebildet ist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 wird der Brennraum 16 mit dem Kraftstoff und mit Luft versorgt, sodass sich in dem Brennraum 16 innerhalb eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 10 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet. Dabei ist in der Fig. durch einen Pfeil 26 eine Ladungsbewegung veranschaulicht, welche beispielsweise zumindest im Wesentlichen tumbleförmig ist. Die Luft kann beispielsweise über wenigstens einen dem Brennraum 16 zugeordneten Einlasskanal in den Brennraum einströmen. Dabei ist dem Einlasskanal ein als Einlassventil 28 ausgebildetes Gaswechselventil zugeordnet, welches zwischen einer den Einlasskanal verschließenden Schließstellung und wenigstens einer den Einlasskanal freigebenden Offenstellung relativ zu dem Zylinderkopf 22, insbesondere translatorisch, bewegbar ist.The single FIGURE shows a detail in a schematic sectional view of an example designed as a reciprocating engine internal combustion engine 10 for a motor vehicle, in particular for a trained example as a passenger cars. The motor vehicle is by means of the internal combustion engine 10 drivable. For this purpose, the internal combustion engine 10 at least one cylinder 12 in which a piston 14 is recorded translationally movable. Furthermore, the internal combustion engine comprises 10 at least one combustion chamber 16 which partly through the cylinder 12 , in particular by a cylinder wall 18 of the cylinder 12 , and partly through the piston 14 is limited. The cylinder wall 18 is for example by a particular designed as a cylinder crankcase cylinder housing of the internal combustion engine 10 educated. Furthermore, the combustion chamber 16 for example, by a combustion chamber roof 20 limited, which for example by a cylinder head 22 the internal combustion engine 10 is formed. The cylinder head 22 and the cylinder housing, for example, separately formed and interconnected housing elements. The combustion chamber 16 is exactly one injector also called injector 24 assigned, by means of which a liquid fuel for operating the internal combustion engine 10 directly into the combustion chamber 16 can be injected. Preferably, the fuel is a gasoline or gasoline, so that the internal combustion engine 10 is designed for example as a gasoline engine or as a gasoline engine. During a fired operation of the internal combustion engine 10 becomes the combustion chamber 16 with the fuel and supplied with air, so that in the combustion chamber 16 within a working cycle of the internal combustion engine 10 forms a fuel-air mixture. In this case, in the figure by an arrow 26 illustrates a charge motion, which is at least substantially tumble-shaped, for example. The air can, for example, via at least one of the combustion chamber 16 associated inlet channel flow into the combustion chamber. In this case, the inlet duct is an inlet valve 28 assigned assigned gas exchange valve, which between a closing the inlet passage closed position and at least one of the inlet channel releasing open position relative to the cylinder head 22 , in particular translationally, is movable.

Des Weiteren ist dem Brennraum 16 genau eine Zündkerze in Form einer Vorkammerzündkerze 30 zugeordnet, mittels welcher das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet werden kann. Die Vorkammerzündkerze 30 weist eine in der Fig. nicht näher erkennbare Vorkammer auf, welche über mehrere, auch als Löcher bezeichnete und als Durchgangsöffnungen ausgebildete Öffnungen 32 der Vorkammerzündkerze 30 fluidisch mit dem Brennraum 16 verbunden ist. Der Brennraum 16 weist dabei ein, insbesondere maximales, erstes Volumen auf, wobei die Vorkammer ein zweites Volumen aufweist. In der Fig. ist mit B eine Breite, insbesondere ein Durchmesser, des Brennraums 16 bezeichnet, während mit DV ein Außendurchmesser der Vorkammer bezeichnet ist.Furthermore, the combustion chamber 16 exactly one spark plug in the form of a prechamber spark plug 30 assigned, by means of which the fuel-air mixture can be ignited. The prechamber spark plug 30 has an anterior chamber, which can not be seen in more detail in the figure, which has a plurality of openings, also referred to as holes, and designed as passage openings 32 the prechamber spark plug 30 fluidic with the combustion chamber 16 connected is. The combustion chamber 16 in this case has a, in particular maximum, first volume, wherein the antechamber has a second volume. In the figure, B is a width, in particular a diameter, of the combustion chamber 16 designated while with DV an outer diameter of the pre-chamber is designated.

Um nun besonders vorteilhafte Entflammungsbedingungen realisieren zu können, liegt das Verhältnis von zweitem Volumen der Vorkammer zu erstem Volumen des Brennraums 16 in einem Bereich von einschließlich 1/500 bis einschließlich 1/1500, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 1/700 bis einschließlich 1/1300.In order to be able to realize particularly advantageous ignition conditions, the ratio of the second volume of the pre-chamber to the first volume of the combustion chamber 16 in a range of from 1/500 to 1/1500 inclusive, especially in the range of 1/700 to 1/1300 inclusive.

Des Weiteren weist die jeweilige Öffnung 32 einen Flächeninhalt auf, wobei die Flächeninhalte aller Öffnungen 32 in Summe eine Durchtrittsfläche bilden. Die Durchtrittsfläche wird auch als Gesamtdurchtrittsfläche bezeichnet. Der jeweilige Flächeninhalt ist ein Flächeninhalt einer Fläche der jeweiligen Öffnung 32, wobei die Fläche in einer Ebene verläuft, welche senkrecht zu einer Durchtrittsrichtung der jeweiligen Öffnung 32 verläuft. Entlang der Durchtrittsrichtung kann beispielsweise ein Fluid aus dem Brennraum 16 durch die jeweilige Öffnung 32 hindurch in die Vorkammer strömen beziehungsweise umgekehrt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Verhältnis von zweitem Volumen zur Durchtrittsfläche einen Betrag aufweist, welcher in einem Bereich von einschließlich 40 Millimetern bis einschließlich 70 Millimetern, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 45 Millimetern bis einschließlich 60 Millimetern, liegt. Die Öffnungen 32 umfassen wenigstens oder genau eine zentrale Öffnung Z und mehrere radiale Öffnungen R, welche beispielsweise in Umfangsrichtung der Vorkammerzündkerze 30, insbesondere deren Kappe 34, um die zentrale Öffnung Z herum, insbesondere gleichmäßig, verteilt angeordnet sind. Die jeweilige Öffnung 32 kann insbesondere als Bohrung ausgebildet sein, sodass die jeweilige radiale Öffnung R beispielsweise eine radiale Bohrung und die zentrale Öffnung Z beispielsweise eine zentrale Bohrung ist.Furthermore, the respective opening 32 an area on which the area of all openings 32 in total form a passage area. The passage area is also referred to as total passage area. The respective surface area is an area of a surface of the respective opening 32 wherein the surface extends in a plane which is perpendicular to a passage direction of the respective opening 32 runs. Along the passage direction, for example, a fluid from the combustion chamber 16 through the respective opening 32 through flow into the pre-chamber or vice versa. It has been found to be particularly advantageous if the ratio of second volume to the passage area has an amount which is in a range of from 40 millimeters to 70 millimeters inclusive, in particular in a range of 45 millimeters to 60 millimeters inclusive. The openings 32 comprise at least or exactly one central opening Z and a plurality of radial openings R , which, for example, in the circumferential direction of the pre-chamber spark plug 30 , in particular their cap 34 to the central opening Z around, in particular evenly distributed. The respective opening 32 may be formed in particular as a bore, so that the respective radial opening R for example a radial bore and the central opening Z for example, a central bore.

Vorzugsweise sind darüber hinaus folgende geometrische Verhältnisse zwischen der Vorkammerzündkerze 30 und dem Brennraum 16 vorgesehen: Das Verhältnis der Gesamtdurchtrittsfläche der radialen Bohrungen zur Gesamtdurchtrittsfläche der zentralen Bohrung liegt vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 4 bis einschließlich 8, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 6 bis einschließlich 7.In addition, the following geometric relationships between the prechamber spark plug are preferred 30 and the combustion chamber 16 The ratio of the total passage area of the radial bores to the total passage area of the central borehole is preferably in a range of 4 to 8 inclusive, in particular in a range of 6 to 7 inclusive.

Das Verhältnis der Breite B des Brennraums 16, insbesondere dessen Brennraumbohrung, zu dem Außendurchmesser DV der Vorkammer liegt vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 6 bis einschließlich 10, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 9. Das Verhältnis der Breite B zu dem Innendurchmesser der Vorkammer liegt vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 6 bis einschließlich 12, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 7 bis einschließlich 11.The ratio of the width B of the combustion chamber 16 , in particular its combustion chamber bore, to the outer diameter DV the prechamber is preferably in a range of 6 to 10 inclusive, more preferably in a range of 7 to 9 inclusive. The ratio of the width B to the inner diameter of the prechamber is preferably in a range of inclusive 6 to 12 inclusive, in particular in a range of 7 to 11 inclusive.

Des Weiteren ist in der Fig. mit BM ein Kolbenmuldendurchmesser einer Kolbenmulde des Kolbens 14 bezeichnet. Dabei liegt das Verhältnis des Kolbenmuldendurchmessers BM zu dem Außendurchmesser DV der Vorkammer vorzugsweise in einem Bereich von einschließlich 3 bis einschließlich 7, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 4 bis einschließlich 6. Des Weiteren liegt vorzugsweise das Verhältnis des Kolbendurchmessers BM zum Innendurchmesser der Vorkammer in einem Bereich von einschließlich 3 bis einschließlich 8, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 4 bis einschließlich 7. Des Weiteren liegt das Verhältnis des Volumens innerhalb der Vorkammer zwischen der Kappe 34 und einer Funkenposition zu dem Volumen innerhalb der Vorkammer zwischen der Funkenposition und dem zündkerzenkopfseitigen Ende in einem Bereich von einschließlich 20 Prozent bis einschließlich 70 Prozent, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 30 Prozent bis einschließlich 60 Prozent.Furthermore, in the Fig. With BM a Kolbenmuldendurchmesser a piston recess of the piston 14 designated. This is the ratio of Kolbenmuldendurchmessers BM to the outside diameter DV the prechamber preferably in a range of 3 to 7 inclusive, in particular in a range of 4 to 6 inclusive. Furthermore, the ratio of the piston diameter is preferably BM to the inside diameter of the prechamber in a range of 3 to 8 inclusive, more preferably in a range of 4 to 7 inclusive. Further, the ratio of the volume within the prechamber is between the cap 34 and a spark position to the volume within the pre-chamber between the spark position and the spark plug head end in a range of from 20 percent to 70 percent inclusive, and more particularly from 30 percent to 60 percent inclusive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212: Zylindercylinder
1414: Kolbenpiston
1616: Brennraumcombustion chamber
1818: Zylinderwandcylinder wall
2020: BrennraumdachCombustion chamber roof
2222: Zylinderkopfcylinder head
2424: Injektorinjector
2626: Pfeilarrow
2828: Einlassventilintake valve
3030: Vorkammerzündkerzeprechamber
3232: Öffnungenopenings
3434: Kappecap
BB: Breitewidth
BMBM: KolbenmuldendurchmesserPiston bowl diameter
DVDV: Außendurchmesserouter diameter
RR: radiale Öffnungradial opening
ZZ: zentrale Öffnungcentral opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010010109 A1 [0002]

Claims

Internal combustion engine (10) for a motor vehicle, comprising at least one combustion chamber (16) having a first volume, and a prechamber spark plug (30) associated with the combustion chamber (16), the prechamber having a second volume fluidly communicating with the combustion chamber via a plurality of openings (32) (16), characterized in that the ratio of the second volume to the first volume is in a range of from 1/500 to 1/1500 inclusive.

Internal combustion engine (10) after Claim 1 , characterized in that the ratio of the second volume to the first volume is in a range of from 1/700 to 1/1300 inclusive.

Internal combustion engine (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the respective opening (32) has a surface area, wherein the areas of all openings in total form a passage area.

Internal combustion engine (10) after Claim 3 characterized in that the ratio of the second volume to the passage area has an amount ranging from 40 mm ³ / mm ² to 70 mm ³ / mm ² inclusive.

Internal combustion engine after Claim 4 , characterized in that the ratio of the second volume to the passage area has an amount ranging from 45 mm ³ / mm ² to 60 mm ³ / mm ² inclusive.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least or exactly one of the openings (32) is a central opening (Z), wherein the other, as radial openings (R) formed openings (32) in the circumferential direction of the prechamber spark plug (32) arranged around the central opening (Z), the central opening (Z) having a first opening area, the respective radial opening having a respective second opening area, the sum of all first opening areas being a first total passage area, the sum of all the second opening area contents is a second total passage area, and wherein the ratio of the second total passage area to the first total passage area is in a range of 4 to 8 inclusive inclusive, more preferably in a range of 6 to 7 inclusive.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of a width (B) of the combustion chamber (16), in particular its combustion chamber bore, to an outer diameter (DV) of the antechamber in a range of 6 inclusive to 10, in particular in one area from 7 to 9 inclusive, and / or that the ratio of the width (B) of the combustion chamber (16), in particular its combustion chamber bore, to an inner diameter of the antechamber in a range of 6 inclusive to 12, in particular in a range of inclusive 7 to 11 inclusive.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of a Kolbenmuldendurchmessers (BM) of a piston recess arranged in the combustion chamber piston (14) to an outer diameter (DV) of the pre-chamber in a range of 3 inclusive including 7, in particular in one Range, including 4 to 6 inclusive, and / or that the ratio of the piston bowl diameter (BM) to an inner diameter of the pre-chamber is in a range of 3 to 8 inclusive, more preferably 4 to 7 inclusive.

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of a volume within the pre-chamber between the cap (34) and a spark position to a volume within the pre-chamber between the spark position and a spark plug head end in a range of 20 percent inclusive to 70 inclusive Percent, in particular in a range of from 30 percent up to and including 60 percent.