DE102018005707A1 - Zuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor und Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung an einem Zylinder eines Gasmotors - Google Patents

Zuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor und Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung an einem Zylinder eines Gasmotors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) für einen Gasmotor (100), mit wenigstens einem Injektor (20), welcher zumindest eine Injektoröffnung (24) aufweist über welche ein Brennstoff (12) direkt in einen Brennraum (90) des Gasmotors (100) einblasbar ist, mit wenigstens einer Vorbrennkammer (40), welche zumindest eine Überströmöffnung (44) zum Gasaustausch zwischen einem Kammerinnenraum (42) der Vorbrennkammer (40) und dem Brennraum (90) aufweist, und mit wenigstens einer Fremdzündeinrichtung (70) zum Zünden eines zumindest den in den Kammerinnenraum (42) eingeleiteten Brennstoff (12) umfassenden Brennstoff-Luft-Gemisches (14). Die wenigstens eine Vorbrennkammer (40) und der wenigstens eine Injektor (20) sind übereinander angeordnet und der Brennstoff (12) ist über zumindest eine Versorgungsöffnung (22) des wenigstens einen Injektors (20) direkt in den Kammerinnenraum (42) der Vorbrennkammer (40) einblasbar. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) an einem Zylinder (110) eines Gasmotors (100).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie eine Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung an einem Zylinder eines Gasmotors.
  • In einer nach dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung veröffentlichten Anmeldung der Anmelderin ist eine Zuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor mit wenigstens einem Injektor zum direkten Einblasen eines Brenngases in einen Brennraum des Gasmotors, mit einer Vorbrennkammer, in welche ein Brennstoff einleitbar ist, mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Injektors über den Umfang der Zuführungs- und Zündvorrichtung verteilt angeordneten Überströmöffnungen, über welche die Vorbrennkammer fluidisch direkt mit dem Brennraum verbindbar ist, und mit einer Fremdzündeinrichtung zum Zünden eines zumindest den in die Vorbrennkammer eingeleiteten Brennstoff umfassenden Brennstoff-Luft-Gemisches bekannt. Die Vorbrennkammer, die Überströmöffnungen und die Fremdzündeinrichtung sind durch eine erste Baueinheit gebildet, wobei der Injektor durch eine separat von der ersten Baueinheit ausgebildete, zweite Baueinheit gebildet ist.
  • Aus der DE 196 22 945 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen für gasförmige Brennstoffe bekannt. Hierbei wird ein kleiner Teil des Brennstoffes so lange über ein Rückschlagventil in eine Vorbrennkammer geleitet, bis durch einen sich von einem unteren Totpunkt nach oben bewegenden Kolben ein Kompressionsdruck in einem Brennraum erzeugt wird, der größer ist als ein Druck in der Vorbrennkammer. Dadurch wird Luft vom Brennraum über jeweilige Kanäle in die Vorbrennkammer gedrückt und das Rückschlagventil geschlossen. Ein in der Vorbrennkammer befindliches, fettes Brennstoff-Luft-Gemisch wird durch eine Zündkerze gezündet, mit hohem Druck über die Kanäle in den Brennraum geleitet und mit einem, im gleichen Zeitpunkt über ein Brennstoffventil und jeweilige Austrittsbohrungen nachströmendem Brennstoff intensiv vermischt, gezündet und vollständig verbrannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zuführungs- und Zündvorrichtung sowie eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche ein besonders Brennstoff sparender Betrieb eines Gasmotors ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Zuführungs- und Zündvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Zuführungs- und Zündvorrichtung für einen Gasmotor, mit wenigstens einem Injektor, welcher zumindest eine Injektoröffnung aufweist über welche ein Brennstoff direkt in einen Brennraum des Gasmotors einblasbar ist, mit wenigstens einer Vorbrennkammer, welche zumindest eine Überströmöffnung zum Gasaustausch zwischen einem Kammerinnenraum der Vorbrennkammer und dem Brennraum aufweist, und mit wenigstens einer Fremdzündeinrichtung zum Zünden eines zumindest den in den Kammerinnenraum eingeleiteten Brennstoff umfassenden Brennstoff-Luft-Gemisches. Über die zumindest eine Injektoröffnung kann also der Brennstoff in vollständig hergestelltem Zustand des Gasmotors direkt in den Brennraum eingeblasen werden. Die Überströmöffnung kann auch als Fackelkanal bezeichnet werden, über welchen beispielsweise Zündfackeln von der Vorbrennkammer in den Brennraum gelangen können, um beispielsweise mittels der Zündfackeln das Brenngas, welches mittels des Injektors direkt in den Brennraum eingeblasen wird, beziehungsweise wurde, zu zünden. Der Brennraum kann auch als Hauptbrennkammer oder als Hauptbrennraum bezeichnet werden. Bei dem Brennstoff kann es sich um Erdgas oder einen anderen gasförmigen Brennstoff handeln.
  • Um einen besonders Brennstoff sparenden Betrieb des Gasmotors zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die wenigstens eine Vorbrennkammer und der wenigstens eine Injektor übereinander angeordnet sind und der Brennstoff über zumindest eine Versorgungsöffnung des wenigstens einen Injektors direkt in den Kammerinnenraum der Vorbrennkammer einblasbar ist. Dies ist von Vorteil, da durch die Anordnung des Injektors und der Vorbrennkammer übereinander eine besonders kompakte, integrale Bauweise der Zuführungs- und Zündvorrichtung ermöglicht ist. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung des Injektors und der Vorbrennkammer besteht nicht nur darin, dass hierdurch eine zentrale und damit mittige Anordnung sowohl des Injektors als auch der Vorbrennkammer an einem Zylinder des Gasmotors und damit eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs im Brennraum des Gasmotors ermöglicht ist, sondern auch darin, dass durch derartige Anordnungen besonders geringe Wärmeverluste von dem Injektor bzw. der Vorbrennkammer an ein den Brennraum begrenzendes Brennraumdach, an welchem der Injektor zusammen mit der Vorbrennkammer fixiert sein kann, erfolgen. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, insbesondere Systemen mit einer als sogenannte Torusvorkammer ausgebildeten Vorbrennkammer, wird also bei der vorliegenden Zuführungs- und Zündvorrichtung eine besonders geringe Wärmemenge in Form der Wärmeverluste über den Injektor bzw. die Vorbrennkammer an das Brennraumdach, welches üblicherweise einem Zylinderkopf zugeordnet ist, abgegeben, was einen Betrieb des Gasmotors unter besonders geringem Brennstoffverbrauch (Kraftstoffverbrauch) ermöglicht. Das Brennraumdach kann allgemein auch als Brennraumdecke bezeichnet werden. Durch die Möglichkeit den Brennstoff über die Versorgungsöffnung (oder mehrere Versorgungsöffnungen) des Injektors direkt in den Kammerinnenraum der Vorbrennkammer einzublasen können zusätzliche Versorgungsleitungen zum Einbringen des Brennstoffs in den Kammerinnenraum entfallen, wodurch Bauraum und Gewicht eingespart werden können.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind ein über die zumindest eine Injektoröffnung in den Brennraum einblasbarer, erster Brennstoffstrahl und ein über die zumindest eine Überströmöffnung in den Brennraum einblasbarer, zweiter Brennstoffstrahl in einem Winkel aufeinander zu verlaufend in den Brennraum einblasbar. Dies ist von Vorteil, da durch ein derartiges Einblasen eine besonders zuverlässige Entflammung des ersten Brennstoffstrahls anhand des mittels der Fremdzündeinrichtung zuvor entflammten, zweiten Brennstoffstrahls ermöglicht. Der zweite Brennstoffstrahl kann als das mittels der Fremdzündeinrichtung entflammte Brennstoff-Luft-Gemisch durch die Überströmöffnung aus dem Kammerinnenraum aus- und in den Brennraum eintreten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Zuführungs- und Zündvorrichtung eine Steuervorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, ein Einblasen des Brennstoffes über die zumindest eine Injektoröffnung unabhängig von einem Einblasen des Brennstoffes in den Kammerinnenraum über die zumindest eine Versorgungsöffnung zu bewirken. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine besonders flexible Vorgabe eines Zündzeitpunkts von in dem Brennraum enthaltenem Brennstoff-Luft-Gemisch erfolgen kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die zumindest eine Überströmöffnung der Vorbrennkammer eine Öffnungsmittelachse auf, welche schräg zu einer Mittelachse der Vorbrennkammer verläuft. Dies ist von Vorteil, da hierdurch infolge einer Kolbenbewegung über die zumindest eine Überströmöffnung in den Kammerinnenraum gepresste Luft (Frischluft) in eine Drallbewegung versetzt werden kann, wodurch ein verbesserter Wärmeübergang zwischen einer dem Kammerinnenraum zugewandten Innenseite der Vorbrennkammer und der Luft entstehen kann. Durch den verbesserten Wärmeübergang kann eine besonders große Wärmemenge an die in den Kammerinnenraum eindringende bzw. infolge der Drallbewegung in dem Kammerinnenraum bewegte Luft abgegeben werden, wodurch eine insgesamt höhere Gastemperatur der Luft an einem oberen Zündtotpunkt (auch als Zünd-OT oder als ZOT bekannt) erreicht und damit verbesserte Zündbedingungen erzielt werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Fremdzündeinrichtung eine Zündquelle, welche an der Mittelachse der Vorbrennkammer in dem Kammerinnenraum angeordnet ist. Dies ist von Vorteil da durch die Anordnung der Zündquelle an der Mittelachse eine zentrale Entflammung des in dem Kammerinnenraum befindlichen Brennstoff-Luft-Gemisches und dadurch eine gleichmäßige Ausbreitung einer Flammenfront in dem Kammerinnenraum bewirkt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung der Zündquelle besteht darin, dass im Bereich der Mittelachse eine geringe Bewegung von Luft, Brennstoff bzw. des Brennstoff-Luft-Gemisches herrscht, wodurch ein etwaiges Verwehen bzw. Wegblasen beispielsweise eines durch die Zündquelle erzeugten Zündfunkens vermieden werden kann. Die Anordnung der Zündquelle an der Mittelachse der Vorbrennkammer in dem Kammerinnenraum gestattet also eine flexible Auswahl verschiedener Arten von Zündquellen. Demnach kann die Zündquelle beispielsweise als Glühkerze oder als Zündkerze ausgebildet sein.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung an einem Zylinder eines Gasmotors. Gemäß der Erfindung ist die Zuführungs- und Zündvorrichtung an einer Zylindermittelachse des Zylinders angeordnet. Die Zuführungs- und Zündvorrichtung kann vorzugsweise derart orientiert bzw. ausgerichtet sein, dass jeweilige Mittelachsen des Injektors und der Vorbrennkammer mit der Zylindermittelachse fluchten, wodurch eine besonders gleichmäßige Ausbreitung einer Flammenfront innerhalb des Zylinders, also im Brennraum, ermöglicht ist. Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Zuführungs- und Zündvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Anordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
  • Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Schnittansicht eines Teilbereichs eines Gasmotors, in welcher eine Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung an einem Zylinder des Gasmotors dargestellt ist;
    • 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teilbereichs der Zuführungs- und Zündvorrichtung; und
    • 3 eine Schnittansicht einer Vorbrennkammer gemäß einer senkrecht zu einer Mittelachse der Vorbrennkammer orientierten Schnittebene.
  • In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 an einem Zylinder 110 eines Gasmotors 100. Die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 ist an einer Zylindermittelachse ZM des Zylinders 110 angeordnet.
  • Die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 umfasst einen Injektor 20, welcher an dessen Umfang verteilt eine Mehrzahl an Injektoröffnungen 24 aufweist, von welchen in 2 exemplarisch und aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine einzelne Injektoröffnung 24 gezeigt ist. Über die Injektoröffnungen 24 kann ein gasförmiger Brennstoff 12, bei welchem es sich beispielsweise um Erdgas handeln kann, direkt in einen Brennraum 90 des Gasmotors 100 eingeblasen werden. Der Gasmotor 100 umfasst des Weiteren hier nicht weiter gezeigte Einlassventile und Auslassventile über welche ein Austausch von Luft bzw. Abgas mit dem Brennraum 90 erfolgen kann.
  • Der Gasmotor 100 umfasst einen mit einer Kolbenmulde 118 versehenen Kolben 116, welcher entlang einer Zylinderwand 114 des Zylinders 110 verschiebbar und mit einer hier nicht weiter dargestellten Kurbelwelle des Gasmotors 100 gekoppelt ist. Der Brennraum 90 des Gasmotors 100 wird vorliegend zumindest bereichsweise durch den Kolben 116, die Zylinderwand 114 sowie durch ein Brennraumdach 112, welches auch als Brennraumdecke bezeichnet werden kann, begrenzt. Das Brennraumdach 112 ist einem Zylinderkopf des Gasmotors 100 zugeordnet, an welchem auch die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 gehalten ist.
  • Die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Vorbrennkammer 40, welche an deren Umfang verteilt eine Mehrzahl an Überströmöffnungen 44 aufweist, von welchen in 2 exemplarisch und aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine einzelne Überströmöffnung 44 gezeigt ist. Die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 ist derart an dem Brennraumdach 112 bzw. dem Zylinderkopf angeordnet, dass die Vorbrennkammer 40 und zumindest die Injektoröffnungen 24 des Injektors 20 in den Brennraum 90 ragen. Die Überströmöffnungen 44 dienen zum Gasaustausch zwischen einem Kammerinnenraum 42 der Vorbrennkammer 40 und dem Brennraum 90. Die Überströmöffnungen 44 der Vorbrennkammer 40 weisen jeweils eine Öffnungsmittelachse 46 auf, welche schräg zu einer Mittelachse M der Vorbrennkammer verläuft, wie in 3 gezeigt ist. Dadurch kann eine Drallbewegung 46 im Kammerinnenraum 42 erzeugt werden, wenn infolge einer Bewegung des Kolbens 116 von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt des Kolbens 116 Luft aus dem Brennraum 90 über die Überströmöffnungen 44 in den Kammerinnenraum 42 gepresst wird.
  • Die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 umfasst zudem eine Fremdzündeinrichtung 70 zum Zünden eines den in den Kammerinnenraum 42 eingeleiteten Brennstoff 12 umfassenden Brennstoff-Luft-Gemisches 14. Die Fremdzündeinrichtung 70 umfasst eine Zündquelle 72, welche an einer gemeinsamen Mittelachse M des Injektors 20 und der Vorbrennkammer 40 in dem Kammerinnenraum 42 angeordnet ist. Die Mittelachse M fluchtet vorliegend mit der Zylindermittelachse ZM.
  • Die Vorbrennkammer 40 und der Injektor 20 sind übereinander angeordnet, wie in 1 und 2 erkennbar ist. Über eine Mehrzahl an Versorgungsöffnungen 22 des Injektors 20 ist Brennstoff 12 direkt in den Kammerinnenraum 42 der Vorbrennkammer 40 einblasbar. In 2 ist in einer vergrößerten Schnittansicht eines Teilbereichs der Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 aus Gründen der Übersichtlichkeit vorliegend lediglich eine der Versorgungsöffnungen 22 dargestellt.
  • Um den Gasmotor 100 anzutreiben, sind jeweilige, über die Injektoröffnungen 24 in den Brennraum 90 einblasbare, erste Brennstoffstrahlen 30 und jeweilige, über die Überströmöffnungen 44 in den Brennraum 90 einblasbare, zweite Brennstoffstrahlen 50 jeweils paarweise in einem Winkel α aufeinander zu verlaufend in den Brennraum 90 einblasbar. In 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einer der ersten Brennstoffstrahlen 30 sowie lediglich einer der zweiten Brennstoffstrahlen 50 gezeigt, welche den spitzen Winkel α miteinander einschließen.
  • Um eine Einspritzung der jeweiligen Brennstoffstrahlen 30, 50 zu steuern und die Fremdzündeinrichtung 70 bzw. die Zündquelle 72 bedarfsgerecht zu aktivieren und dadurch ein Entflammen des Brennstoff-Luft-Gemisches 14 zu bewirken, umfasst die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 des Weiteren eine Steuervorrichtung 80. Die ersten Brennstoffstrahlen 30 bilden eine Gashauptladung, welche anhand der mittels der Zündquelle 72 entflammten zweiten Brennstoffstrahlen 50 entzündet werden können. Die zweiten Brennstoffstrahlen 50 können auch als Fackelstrahlen oder als Zündfackeln bezeichnet werden.
  • Die Steuervorrichtung 80 ist dazu eingerichtet, ein Einblasen des Brennstoffes 12 über die Injektoröffnungen 24 unabhängig von einem Einblasen des Brennstoffes 12 in den Kammerinnenraum 42 über die Versorgungsöffnungen 22 zu bewirken.
  • Zusammenfassend ist der Injektor 20, welcher als Hochdruck-Gas-Injektor ausgebildet sein kann, zentral in dem Brennraumdach 112 (Brennraumdecke) bzw. am Zylinderkopf des Gasmotors 100 aufgenommen. Durch die Kolbenmulde 118 kann eine Kollision des Kolbens 116 mit der Vorbrennkammer 40 auch am oberen Totpunkt des Kolbens 116 vermieden werden. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 116 wird die Luft im gesamten Brennraum 90 komprimiert und ein Teil der komprimierten Luft strömt über die Überströmöffnungen 44 unter Ausbildung der Drallbewegung 46 direkt in den Kammerinnenraum 42 ein. Mittels des Injektors 20 wird über die Versorgungsöffnungen 22 Brennstoff 12 als Zündladung in den Kammerinnenraum 42 eingebracht, wodurch aus der mit der Drallbewegung 46 bewegten Luft und dem über die Überströmöffnungen 44 eingeleiteten Brennstoff 12 das Brennstoff-Luft-Gemisch 14 gebildet wird. Das Brennstoff-Luft-Gemisch 14 weist ein Verbrennungsluftverhältnis λ von ungefähr 1 an der Zündquelle 72 auf, wodurch besonders günstige Zündbedingungen an der Zündquelle 72 geschaffen sind. Mittels der Zündquelle 72 wird das Brennstoff-Luft-Gemisch 14 im Kammerinnenraum 42 entzündet, es könnte alternativ jedoch auch eine Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches 14 bewirkt werden. Infolge der Entflammung und teilweisen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches 14 kommt es zu einem Druckanstieg sowie einem Temperaturanstieg in der Vorbrennkammer 40, also im Kammerinnenraum 42, sodass das entflammte Brennstoff-Luft-Gemisch 14 in Form der als Fackelstrahlen ausgebildeten zweiten Brennstoffstrahlen 50 über die Überströmöffnungen 44 tief in den Brennraum 90 (Hauptbrennraum) eintritt, wodurch die, die Gashauptladung bildenden ersten Brennstoffstrahlen 30 zusammen mit der im Brennraum 90 enthaltenen Luft verbrannt (entflammt) werden. Durch die heiße, zumindest teilweise Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches 14 in dem Kammerinnenraum 42 entsteht ein hoher Wärmeeintrag in eine Wandung der Vorbrennkammer 40, welche auch als Vorkammer bezeichnet werden kann. In einem, an die Verbrennung anschließenden Arbeitstakt erfolgt jedoch eine Kühlung der Vorbrennkammer 40 mit Frischluft. Eine in der Wandung der Vorbrennkammer 40 gespeicherte Restwärme nach der Kühlung kann zur Erreichung einer etwaigen Selbstzündung in einem darauffolgenden Arbeitstakt genutzt werden.
  • Durch die schräge Ausrichtung der Überströmöffnungen 44 können die Fackelstrahlen (zweite Brennstoffstrahlen 50) die, die ersten Brennstoffstrahlen 30 umfassende Hauptladung optimal und besonders zuverlässig, also reproduzierbar entflammen. Die Versorgungsöffnungen 22 zur Injektion der Zündladung sind derart angebracht, dass die Ladung direkt in die Vorbrennkammer 40, also unmittelbar in den Kammerinnenraum 42 eingebracht werden kann. Jeweilige Zeitpunkte der Injektion der Hauptladung und der Zündladung sind unabhängig voneinander anhand der Steuervorrichtung 80 steuerbar. Da sowohl für die Hauptladung als auch für die Zündladung der gasförmige Brennstoff 12 verwendet wird, kann im Gegensatz zu konventionellen HPGDi-Brennverfahren (HPGDI als Abkürzung für „high pressure gas direct injection“, also Hochdruck-Benzin-Direkteinspritzung) auf eine Verwendung von flüssigem Kraftstoff verzichtet werden, sodass die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 einen einfacheren Aufbau aufweisen kann.
  • Durch die Zuführungs- und Zündvorrichtung 10 ist also insgesamt eine zentrale Anordnung der beispielsweise als Zündkerze ausgebildeten Fremdzündeinrichtung 70 in der Vorbrennkammer 40 (Vorkammer) möglich. Denkbar ist auch, dass geeignete Voraussetzungen für eine kontrollierte Selbstzündung der Zündladung im Kammerinnenraum 42 erreicht werden. Die zentrale Position der Zündquelle 72 vereinfacht eine symmetrische Ausbildung der Fackelstrahlen im Brennraum 90 (Hauptbrennraum). Durch die schräge Anordnung der Überströmöffnungen 44 kann ein angeschrägtes Lochbild der Überströmöffnungen 44 erzeugt und dadurch die Drallbewegung 46, also ein Drall bewirkt werden. Durch die zentrale Anordnung der Zündquelle 72 ist eine vereinfachte Zündung und gegebenenfalls Funkenerzeugung ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Zuführungs- und Zündvorrichtung
    12
    Brennstoff
    14
    Brennstoff-Luft-Gemisch
    20
    Injektor
    22
    Versorgungsöffnung
    24
    Injektoröffnung
    30
    erster Brennstoffstrahl
    40
    Vorbrennkammer
    42
    Kammerinnenraum
    44
    Überströmöffnung
    46
    Drallbewegung
    50
    zweiter Brennstoffstrahl
    70
    Fremdzündeinrichtung
    72
    Zündquelle
    80
    Steuervorrichtung
    90
    Brennraum
    100
    Gasmotor
    110
    Zylinder
    112
    Brennraumdach
    114
    Zylinderwand
    116
    Kolben
    118
    Kolbenmulde
    M
    Mittelachse
    α
    Winkel
    ZM
    Zylindermittelachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19622945 A1 [0003]

Claims (6)

  1. Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) für einen Gasmotor (100), mit wenigstens einem Injektor (20), welcher zumindest eine Injektoröffnung (24) aufweist über welche ein Brennstoff (12) direkt in einen Brennraum (90) des Gasmotors (100) einblasbar ist, mit wenigstens einer Vorbrennkammer (40), welche zumindest eine Überströmöffnung (44) zum Gasaustausch zwischen einem Kammerinnenraum (42) der Vorbrennkammer (40) und dem Brennraum (90) aufweist, und mit wenigstens einer Fremdzündeinrichtung (70) zum Zünden eines zumindest den in den Kammerinnenraum (42) eingeleiteten Brennstoff (12) umfassenden Brennstoff-Luft-Gemisches (14), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorbrennkammer (40) und der wenigstens eine Injektor (20) übereinander angeordnet sind und der Brennstoff (12) über zumindest eine Versorgungsöffnung (22) des wenigstens einen Injektors (20) direkt in den Kammerinnenraum (42) der Vorbrennkammer (40) einblasbar ist.
  2. Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein über die zumindest eine Injektoröffnung (24) in den Brennraum (90) einblasbarer, erster Brennstoffstrahl (30) und ein über die zumindest eine Überströmöffnung (44) in den Brennraum (90) einblasbarer, zweiter Brennstoffstrahl (50) in einem Winkel (α) aufeinander zu verlaufend in den Brennraum (90) einblasbar sind.
  3. Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) eine Steuervorrichtung (80) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, ein Einblasen des Brennstoffes (12) über die zumindest eine Injektoröffnung (24) unabhängig von einem Einblasen des Brennstoffes (12) in den Kammerinnenraum (42) über die zumindest eine Versorgungsöffnung (22) zu bewirken.
  4. Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Überströmöffnung (44) der Vorbrennkammer (40) eine Öffnungsmittelachse (46) aufweist, welche schräg zu einer Mittelachse (M) der Vorbrennkammer verläuft.
  5. Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdzündeinrichtung (70) eine Zündquelle (72) umfasst, welche an der Mittelachse (M) der Vorbrennkammer (40) in dem Kammerinnenraum (42) angeordnet ist.
  6. Anordnung einer Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 an einem Zylinder (110) eines Gasmotors (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungs- und Zündvorrichtung (10) an einer Zylindermittelachse (ZM) des Zylinders (110) angeordnet ist.
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