DE102019125497B4 - Vorkammer-Verbrennungsmotor - Google Patents

Vorkammer-Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Vorkammer-Verbrennungsmotor, aufweisend;eine Hauptbrennkammer (5), die zwischen einer Innenwandfläche eines metallischen Zylinderkopfes (3) und einer Oberseite eines Kolbens (4) gebildet ist,eine Vorkammer (12), die am Zylinderkopf (3) ausgebildet ist und von einer dünnen Vorkammerwand (11) umgeben ist, die von der Innenwandfläche des Zylinderkopfes (3) zur Innenseite der Hauptbrennkammer (5) ragt, wobei die dünne Vorkammerwand (11) darin ausgebildete Verbindungsöffnungen (13) aufweist und eine Innenseite der Vorkammer (12) mit einer Innenseite der Hauptbrennkammer (5) verbindet, undeine Zündkerze (15) mit einer in der Vorkammer (12) angeordneten Elektrode, wobei Strahlflammen von den Verbindungsöffnungen (13) zur Hauptbrennkammer (5) ausgestoßen werden, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer (12) durch die Zündkerze (15) verbrannt wird, wobeidie dünne Vorkammerwand (11) einen zweischichtigen Aufbau aus einer der Hauptbrennkammer (5) zugewandten Außenwand (11a) und einer der Vorkammer (12) zugewandten Innenwand (11b) hat, und die Innenwand (11b) aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand (11a) gebildet ist.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vorkammer-Verbrennungsmotor.
  • HINTERGRUND
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Vorkammer-Verbrennungsmotor bekannt, bei dem eine Hauptbrennkammer zwischen der Innenwandfläche eines Zylinderkopfes aus Metall und der Oberseite eines Kolbens gebildet ist, eine Vorkammer, die von einer dünnen Vorkammerwand umgeben ist, die von der Innenwandfläche des Zylinderkopfes zur Innenseite der Hauptbrennkammer ragt, am Zylinderkopf gebildet ist, Verbindungsöffnungen, die das Innere der Vorkammer und das Innere der Hauptbrennkammer verbinden, innerhalb der dünnen Vorkammerwand gebildet sind, die Elektrode einer Zündkerze in der Vorkammer angeordnet ist, und, wenn die Zündkerze verwendet wird, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer zu verbrennen, Strahlflammen von den Verbindungsöffnungen in die Hauptbrennkammer ausgestoßen werden, wobei die dünne Vorkammerwand aus einem zweischichtigen Aufbau aus der der Hauptbrennkammer zugewandten Außenwand und der der Vorkammer zugewandten Innenwand besteht, und die Außenwand durch ein Material gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die Innenwand (siehe z.B. die japanische Patentanmeldung JP 2007 - 138 909 A
  • Die DE 10 2014 111 897 A1 offenbart eine Zündeinrichtung zum Zünden von Brennstoff-Luft-Gemischen in einer Brennkammer eines Verbrennungsmotors durch eine Korona-Entladung, mit einer Zündelektrode, einem die Zündelektrode umgebenden Außenleiter, welcher ein vorderes und ein hinteres Ende hat, und mit einem zwischen der Zündelektrode und dem Außenleiter angeordneten elektrischen Isolator, aus welchem wenigstens eine Spitze der Zündelektrode herausragt. Die wenigstens eine Spitze der Zündelektrode liegt in einem Raum, der durch eine dem Isolator zugeordnete Kappe abgeschirmt ist, die eine dem Isolator zugewandte Innenseite und eine dem Isolator abgewandte Außenseite sowie eines oder mehrere Löcher hat, durch welche der abgeschirmte Raum mit einem auf der Außenseite der Kappe liegenden Raum in Verbindung steht. Zudem wird auf die EP 0 097 320 B1 sowie die AT 413 855 B verwiesen.
  • KURZFASSUNG
  • (TECHNISCHES PROBLEM)
  • Bei diesem Vorkammer-Verbrennungsmotor wird zum Zeitpunkt einer hohen Motorlast das vordere Ende der dünnen Vorkammerwand, die in der Hauptbrennkammer freiliegt, zu heiß, und die Aufmerksamkeit wurde auf die Gefahr, dass das vordere Ende der dünnen Vorkammerwand als Wärmequelle wirkt und zu einer Selbstzündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Hauptbrennkammer führt, d.h. die Gefahr einer vorzeitigen Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Hauptbrennkammer, gerichtet.
  • In diesem Fall ist es bei diesem Vorkammer-Verbrennungsmotor notwendig, dass die Wärme des vorderen Endes der dünnen Vorkammerwand in den Zylinderkopf entweicht, um die Temperatur des vorderen Endes der dünnen Vorkammerwand zu senken, um eine vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Hauptbrennkammer zu verhindern. Basierend auf diesem Denken besteht die dünne Vorkammerwand aus einem zweischichtigen Aufbau aus der Hauptbrennkammer zugewandten Außenwand und der der Vorkammer zugewandten Innenwand, und die Außenwand besteht aus einem Material, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die der Innenwand. Wenn auf diese Weise die Außenwand der dünnen Vorkammerwand aus einem Material besteht, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die der Innenwand, wird die Wärme des vorderen Endes der dünnen Vorkammerwand, die an der Innenseite der Hauptbrennkammer freiliegt, durch die Außenwand mit der hohen Wärmeleitfähigkeit zum Zylinderkopf geleitet, so dass die Temperatur des vorderen Endes der dünnen Vorkammerwand, die an der Innenseite der Hauptbrennkammer freiliegt, fällt und dadurch eine vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Hauptbrennkammer verhindert wird.
  • Eine vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei einem Vorkammer-Verbrennungsmotor erfolgt jedoch dadurch, dass in der Brennkammer, die in der Gesamtheit die Hauptbrennkammer und die Vorkammer umfasst, der Ort, der die höchste Temperatur erreicht, zur Wärmequelle wird. In diesem Fall hat bei einem Vorkammer-Verbrennungsmotor, bei dem die Elektrode einer Zündkerze in der Vorkammer angeordnet ist, in der Brennkammer, die in der Gesamtheit die Hauptbrennkammer und die Vorkammer umfasst, die Elektrode der Zündkerze in der Vorkammer die höchste Temperatur. Daher tritt die vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches am leichtesten in der Vorkammer um die Elektrode der Zündkerze auf. Um in diesem Fall eine vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Vorkammer zu verhindern, muss eine Gastemperatur im Inneren der Vorkammer gesenkt werden, und dazu ist es notwendig, die Wärme der Innenwand der dünnen Vorkammerwand nach außen abzuleiten. Bei dem oben genannten Vorkammer-Verbrennungsmotor besteht die Innenwand der dünnen Vorkammerwand jedoch aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand, so dass es schwierig ist, Wärme von der Innenwand der dünnen Vorkammerwand entweichen zu lassen, was zum Problem der vorzeitigen Entzündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Vorkammer führt.
  • Zur Lösung des vorstehend genannten Problems wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Vorkammer-Verbrennungsmotor vorgeschlagen, aufweisend:
    • eine Hauptbrennkammer, die zwischen einer Innenwandfläche eines metallischen Zylinderkopfes und einer Oberseite eines Kolbens gebildet ist,
    • eine Vorkammer, die am Zylinderkopf ausgebildet ist und von einer dünnen Vorkammerwand umgeben ist, die von der Innenwandfläche des Zylinderkopfes zur Innenseite der Hauptbrennkammer ragt, wobei die dünne Vorkammerwand darin ausgebildete Verbindungsöffnungen aufweist und eine Innenseite der Vorkammer mit einer Innenseite der Hauptbrennkammer verbindet, und
    • eine Zündkerze mit einer in der Vorkammer angeordneten Elektrode, wobei Strahlflammen von den Verbindungsöffnungen zur Hauptbrennkammer ausgestoßen werden, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer durch die Zündkerze verbrannt wird, wobei
    • die dünne Vorkammerwand einen zweischichtigen Aufbau aus einer der Hauptbrennkammer zugewandten Außenwand und einer der Vorkammer zugewandten Innenwand hat, und die Innenwand aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand gebildet ist.
  • (VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG)
  • Durch das Ausbilden der Innenwand dünnen Vorkammerwand aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand ist es möglich, die Temperatur der Innenwand der dünnen Vorkammerwand zu senken und somit die vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Vorkammer zu unterdrücken.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Seitenansicht eines Vorkammer-Verbrennungsmotors.
    • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Umgebung einer Vorkammer.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang des A-A-Schnitts von 2.
    • 4A und 4B sind vergrößerte Querschnittsansichten der Umgebung einer Vorkammer gemäß anderer Ausführungsformen.
    • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Umgebung einer Vorkammer einer weiteren Ausführungsform.
    • 6 ist eine vergrößerte Draufsicht im Schnitt der Umgebung einer Vorkammer einer weiteren Ausführungsform.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine Gesamtansicht eines Vorkammer-Verbrennungsmotors, der Benzin als Kraftstoff verwendet. Bezug nehmend auf 1, bezeichnet 1 einen Motorkörper, 2 einen Zylinderblock, 3 einen Zylinderkopf aus einem Metall bzw. metallischen Zylinderkopf, der an dem Zylinderblock 2 befestigt ist, 4 einen Kolben, der sich in dem Zylinderblock 2 hin- und her bewegt, 5 eine Hauptbrennkammer, die zwischen der Innenwandfläche des metallischen Zylinderkopfes 3 und der Oberseite des Kolbens 4 ausgebildet ist, 6 ein Einlassventil, 7 eine Einlassöffnung, 8 eine Kraftstoffeinspritzdüse, die in der Einlassöffnung 7 angeordnet ist, 9 ein Auslassventil und 10 eine Auslassöffnung.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, ist der Zylinderkopf 3 mit einer Vorkammer 12 gebildet, die von einer dünnen Vorkammerwand 11 umgeben ist, die von der Innenwandfläche des Zylinderkopfes 3 zur Innenseite der Hauptbrennkammer 5 ragt. Wie in 2 dargestellt, besteht diese dünne Vorkammerwand 11 aus einem zweischichtigen Aufbau aus einer der Hauptbrennkammer 5 zugewandten Außenwand 11a und einer der Vorkammer 12 zugewandten Innenwand 11b. Die Innenwand 11b besteht aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand 11a. In diesem Fall besteht die Innenwand 11b beispielsweise aus einem Metallmaterial und die Außenwand 11a aus einer Keramik. In der dünnen Vorkammerwand 11 ist eine Mehrzahl von Verbindungsöffnungen 13 gebildet, die das Innere der Vorkammer 12 mit dem Inneren der Hauptbrennkammer 5 verbinden. Bei der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform erstrecken sich diese Verbindungsöffnungen 13, wie in 3 dargestellt, radial von der Innenseite der Vorkammer 12 zur Innenseite der Hauptbrennkammer 5.
  • Wie in 2 dargestellt, ist im Zylinderkopf 3 eine Metallhohlhülse 14 verschraubt. In diese Hohlhülse 14 ist der Körper der Zündkerze 15 geschraubt. In diesem Fall wird bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Körper der Zündkerze 15 in die Hohlhülse 14 eingeschraubt, so dass der Entladungsspalt 15a der Zündkerze 15 im Wesentlichen in der gleichen Höhenposition positioniert ist wie die ringförmige Endfläche 11c der dünnen Vorkammerwand 11. Die Vorkammer 12 ist zwischen dem vorderen Ende der in die Hohlhülse 14 eingesetzten Zündkerze 15 und der Innenfläche der dünnen Vorkammerwand 11 gebildet. Es sei angemerkt, dass bei der in 2 dargestellten Ausführungsform die ringförmige Endfläche 11c der dünnen Vorkammerwand 11, d.h. die ringförmige Endfläche der Außenwand 11a der dünnen Vorkammerwand 11 und die ringförmige Endfläche der Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11, mit der vorderen Endfläche der Hohlhülse 14 durch Schweißen verbunden ist.
  • Bei dem in 1 dargestellten Vorkammer-Verbrennungsmotor wird beim Öffnen des Einlassventils 6 der von der Kraftstoffeinspritzdüse 8 eingespritzte Kraftstoff zusammen mit der Ansaugluft dem Inneren der Hauptbrennkammer 5 zugeführt. Dadurch bildet sich innerhalb der Hauptbrennkammer 5 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Anschließend strömt beim Start des Verdichtungs- bzw. Kompressionshubs das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 5 von den Verbindungsöffnungen 13 in die Vorkammer 12. Anschließend entzündet die Zündkerze 15 bei Erreichen der Endphase des Kompressionshubs das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer 12, wobei von den Verbindungsöffnungen 13 der Vorkammer 12 Strahlflammen in Richtung der Innenseite der Hauptbrennkammer 5 ausgestoßen werden. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Inneren der Hauptbrennkammer 5 wird durch diese Strahlflammen schnell verbrannt.
  • Weiterhin wird, wenn der Kompressionshub gestartet wird und das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 5 von den Verbindungsöffnungen 13 zur Innenseite der Vorkammer 12 fließt, das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die hohe Temperatur der Innenfläche der dünnen Vorkammerwand 11 erwärmt. Dadurch wird die Gastemperatur in der Vorkammer 12 höher. Andererseits erreicht bei einem Vorkammer-Verbrennungsmotor, bei dem die Elektrode der Zündkerze 15 in der Vorkammer 12 angeordnet ist, in der Brennkammer, die in der Gesamtheit die Hauptbrennkammer 5 und die Vorkammer 12 umfasst, die Elektrode der Zündkerze 15 in der Vorkammer 12 die höchste Temperatur. Daher kommt es in der Vorkammer 12 um die Elektrode der Zündkerze 15 herum am ehesten zu einer vorzeitigen Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches.
  • Bei der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung besteht die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11 jedoch aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Daher geht die Wärme des Gases in der Vorkammer 12 durch die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11b, entweicht in die Hohlhülse 14 und kann dann in den Zylinderkopf 3 entweichen. Weiterhin besteht die Außenwand 11a der dünnen Vorkammerwand 11 aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit. Dadurch wird verhindert, dass die im Inneren der Hauptbrennkammer 5 erzeugte Wärme an das Gas in der Vorkammer 12 abgegeben wird. Es sei angemerkt, dass in diesem Fall, auch wenn ein Teil der an der Hauptbrennkammer 5 erzeugten Wärme an die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11b abgegeben wird, diese Wärme an den Zylinderkopf 3 abgegeben wird. Daher wird die Gastemperatur in der Vorkammer 12 niedrig gehalten, und selbst wenn die Elektrode der Zündkerze 15 eine höhere Temperatur erreicht, wird daher eine vorzeitige Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Vorkammer 12 unterdrückt.
  • 4A und 4B zeigen weitere Ausführungsformen, die derart ausgestaltet sind, dass die Kontaktfläche zwischen der Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11 und der Hohlhülse 14 vergrößert wird, so dass die Hitze der Innenwand 11b leichter durch die Hohlhülse 14 zum Zylinderkopf 3 entweichen kann. Bei der in 4A dargestellten Ausführungsform ist die ringförmige Endfläche der dünnen Vorkammerwand 11 nicht mit der Außenwand 11a versehen. An der ringförmigen Endfläche der dünnen Vorkammerwand 11 hat die Innenwand 11b im Vergleich zum anderen Teil als der ringförmigen Endfläche der dünnen Vorkammerwand 11 eine größere Dicke. Daher ist bei der in 4A dargestellten Ausführungsform nur die ringförmige Endfläche der Innenwand 11b mit der Endfläche der Hohlhülse 14 verbunden. Andererseits ragt bei der in 4B dargestellten Ausführungsform die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11 von der ringförmigen Endfläche der Außenwand 11a in axiale Richtung der dünnen Vorkammerwand 11 heraus, und der herausstehende Teil dieser Innenwand 11b ist in die Hohlhülse 14 pressgepasst oder geschraubt.
  • 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind die gesamten äußeren Umfangsflächen um die durch die durch die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 11b hindurchgehenden Verbindungsöffnungen 13 herum aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b gebildet. In diesem Fall erstreckt sich bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ein Teil 11d der Außenwand 11a röhrenförmig zur Innenseite der Vorkammer 12 durch die Innenwand 11b bis zur Innenfläche der dünnen Vorkammerwand 11. Innerhalb dieser röhrenförmigen Teile 11d der Außenwand 11a sind die Verbindungsöffnungen 13 ausgebildet. Das heißt, bei der in 5 dargestellten Ausführungsform sind die Verbindungsöffnungen 13 über ihre gesamte Länge von Umfangswänden aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b umgeben.
  • Wenn auf diese Weise die Verbindungsöffnungen 13 über ihre gesamte Länge von Umfangswänden aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b umgeben sind, werden, wenn Strahlflammen aus der Vorkammer 12 durch die Verbindungsöffnungen 13 zur Innenseite der Hauptbrennkammer 5 ausgestoßen werden, die Strahlflammen durch die Umfangswandflächen der Verbindungsöffnungen 13 beim Durchströmen der Verbindungsöffnungen 13 nicht besonders stark gekühlt. Dadurch wird verhindert, dass die Ausstoßkräfte der Strahlflammen beim Ausstoß aus den Verbindungsöffnungen 13 abnehmen. So können beispielsweise auch bei niedriger Motortemperatur hohe Ausstoßkräfte von Strahlflammen sichergestellt werden. Dadurch kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 5 gut verbrannt werden.
  • 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind abwechselnd erste Verbindungsöffnungen 13a, bei denen die gesamten Außenumfangsflächen um Abschnitte der durch die Innenwand 11b der dünnen Vorkammerwand 12 hindurchgehenden Verbindungsöffnung aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b gebildet sind, und zweite Verbindungsöffnungen 13b, bei denen die gesamten Außenumfangsflächen um Abschnitte der durch die Außenwand 11a der dünnen Vorkammerwand 12 hindurchgehenden Verbindungsöffnung aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand 11a gebildet sind, ausgebildet. Das heißt, bei dieser Ausführungsform erstreckt sich ein Teil 11d der Außenwand 11a röhrenförmig zur Innenseite der Vorkammer 12 durch die Innenwand 11b bis zur Innenfläche der dünnen Vorkammerwand 11. Innerhalb dieser röhrenförmigen Teile 11d der Außenwand 11a sind die ersten Verbindungsöffnungen 13a ausgebildet. Das heißt, die ersten Verbindungsöffnungen 13a sind über ihre gesamte Länge von Umfangswänden aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b umgeben.
  • Andererseits erstreckt sich bei dieser Ausführungsform ein Teil 11e der Innenwand 11b röhrenförmig zur Innenseite der Hauptbrennkammer 5 durch die Außenwand 11a bis zur Außenfläche der dünnen Vorkammerwand 11, und die zweiten Verbindungsöffnungen 13b sind durch den röhrenförmigen Teil 11e der Innenwand 11b gebildet. Das heißt, die zweiten Verbindungsöffnungen 13b sind über ihre gesamte Länge von Umfangswänden aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand 11a umgeben.
  • Wenn die Verbindungsöffnungen wie die ersten Verbindungsöffnungen 13a über ihre gesamte Länge von Umfangswänden mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand 11b umgeben sind, werden die aus der Vorkammer 12 ausgestoßenen Strahlflammen von den Umfangswandflächen der ersten Verbindungsöffnungen 13a beim Durchströmen der Innenseite der ersten Verbindungsöffnungen 13a nicht besonders stark gekühlt. Dadurch werden, wie durch Ja in 6 dargestellt, die Ausstoßkräfte der Strahlflammen höher. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Verbindungsöffnungen wie die zweiten Verbindungsöffnungen 13b über ihre gesamte Länge von Umfangswänden mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand 11a umgeben sind, den aus der Vorkammer 12 ausgestoßenen Strahlflammen von den Umfangswandflächen der Verbindungsöffnungen 13b beim Durchströmen der Innenseite der zweiten Verbindungsöffnungen 13b Wärme entzogen. Dadurch fallen, wie durch Jb in 6 dargestellt, die Ausstoßkräfte der Strahlflammen.
  • Daher werden, wie in 6 dargestellt, die Ausstoßkräfte der Strahlflammen Ja, Jb aus den Verbindungsöffnungen 13a, 13b um die Zylinderachse abwechselnd stärker. Es sei angemerkt, dass bei der in 6 dargestellten Ausführungsform die dünne Vorkammerwand 11 mit acht Verbindungsöffnungen 13a, 13b gebildet ist, aber die Anzahl der Verbindungsöffnungen 13a, 13b kann auf vier, sechs oder zehn oder eine andere höhere gerade Zahl festgelegt werden.
  • Wenn nun die aus der Vorkammer 12 ausgestoßenen Strahlflammen verwendet werden, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Hauptbrennkammer 5 zu verbrennen, führt der Druckanstieg durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches manchmal dazu, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Umgebung der Hauptbrennkammer 5 verdichtet wird und sich selbst entzündet, wodurch ein Klopfen verursacht wird, aber wenn starke Strahlflammen Ja aus allen Verbindungsöffnungen ausgestoßen werden, wie durch K in 6 dargestellt, kommt es manchmal in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 zum Klopfen. Das heißt, wenn starke Strahlflammen Ja aus allen Verbindungsöffnungen in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 ausgestoßen werden, wachsen die Strahlflammen Ja nicht ausreichend an, so dass sich die Flammen nicht auf das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 ausbreiten können. Durch den Druckanstieg durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 5 verdichtet und entzündet sich in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 selbst und verursacht so das Klopfen.
  • In diesem Fall bringen, wie in 6 dargestellt, wenn etwas schwächere Strahlflammen Jb zwischen starken Strahlflammen Ja ausgestoßen werden, da sich die Strahlflammen Jb bis in die Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 ausbreiten, die Flammen das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 zum Brennen. Dadurch wird verhindert, dass sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der dünnen Unterkammerwand 11 selbst entzündet und ein Klopfen verursacht. Es sei angemerkt, dass es möglich ist, die Strahlflammen zu schwächen, indem die Durchmesser der Verbindungsöffnungen kleiner gewählt werden, aber wenn die Durchmesser der Verbindungsöffnungen kleiner gewählt werden, werden die Strahlflammen stabförmig, ohne sich aufzuweiten. Werden die Strahlflammen auf diese Weise stabförmig, breiten sich die Strahlflammen nicht mehr zum Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 aus. Dadurch entzündet sich das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Hauptbrennkammer 5 selbst in der Nähe der dünnen Vorkammerwand 11 und es kommt zu einem Klopfen. Daher ist es selbst mit einer einfachen Verringerung der Durchmesser der Verbindungsöffnungen nicht möglich, das Auftreten von Klopfen zu verhindern.

Claims (4)

  1. Vorkammer-Verbrennungsmotor, aufweisend; eine Hauptbrennkammer (5), die zwischen einer Innenwandfläche eines metallischen Zylinderkopfes (3) und einer Oberseite eines Kolbens (4) gebildet ist, eine Vorkammer (12), die am Zylinderkopf (3) ausgebildet ist und von einer dünnen Vorkammerwand (11) umgeben ist, die von der Innenwandfläche des Zylinderkopfes (3) zur Innenseite der Hauptbrennkammer (5) ragt, wobei die dünne Vorkammerwand (11) darin ausgebildete Verbindungsöffnungen (13) aufweist und eine Innenseite der Vorkammer (12) mit einer Innenseite der Hauptbrennkammer (5) verbindet, und eine Zündkerze (15) mit einer in der Vorkammer (12) angeordneten Elektrode, wobei Strahlflammen von den Verbindungsöffnungen (13) zur Hauptbrennkammer (5) ausgestoßen werden, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Vorkammer (12) durch die Zündkerze (15) verbrannt wird, wobei die dünne Vorkammerwand (11) einen zweischichtigen Aufbau aus einer der Hauptbrennkammer (5) zugewandten Außenwand (11a) und einer der Vorkammer (12) zugewandten Innenwand (11b) hat, und die Innenwand (11b) aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand (11a) gebildet ist.
  2. Vorkammer-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei zumindest die Innenwand (11b) der dünnen Vorkammerwand (11) mit einem vorderen Ende einer metallischen Hohlhülse (14) verbunden ist, die Vorkammer (12) zwischen einem vorderen Ende der in die Hohlhülse eingesetzten Zündkerze (15) und der Innenfläche der dünnen Vorkammerwand (11) ausgebildet ist und die Hohlhülse (14) in den metallischen Zylinderkopf (3) eingesetzt ist.
  3. Vorkammer-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die gesamte Außenumfangsfläche um einen Abschnitt der durch die Innenwand (11b) der dünnen Vorkammerwand (11) hindurchgehenden Verbindungsöffnung aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand (11b) gebildet ist.
  4. Vorkammer-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei abwechselnd erste Verbindungsöffnungen (13a), bei denen die gesamten Außenumfangsflächen um Abschnitte der durch die Innenwand (11b) der dünnen Vorkammerwand (11) hindurchgehenden ersten Verbindungsöffnungen (13a) aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als die der Innenwand (11b) gebildet sind, und zweite Verbindungsöffnungen (13b), bei denen die gesamten Außenumfangsflächen um Abschnitte der durch die Außenwand (11a) der dünnen Vorkammerwand (11) hindurchgehenden zweiten Verbindungsöffnungen (13b) aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Außenwand (11a) gebildet sind, ausgebildet sind.
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