DE102020107370A1 - Externally ignited reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system - Google Patents

Externally ignited reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system Download PDF

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Abstract

Fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Vorkammerzündsystem, welches in einem Zylinderkopf der Hubkolben-Brennkraftmaschine angeordnet ist und in dem eine Zündvorrichtung angeordnet ist, die in einen ersten Hohlraum in dem Vorkammerzündsystem ragt, wobei der erste Hohlraum gegenüber einem Brennraum der Hubkolben-Brennkraftmaschine von einem Deckel abgedeckt ist, wobei der Deckel zumindest einen ersten Durchbruch aufweist, der den ersten Hohlraum und den Brennraum Gas führend miteinander verbindet, wobei der erste Hohlraum über eine erste Bohrung mit einem zweiten Hohlraum Gas führend verbunden ist wobei ein Gas in dem zweiten Hohlraum periodisch von einem, von einem Stellelement betätigbaren Kompressionselement komprimierbar ist.Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Vorkammerzündsystems wird die Zündung eines Kraftstoff-/Luftgemisches in dem Vorkammerzündsystem bei niedriger Last und/oder Drehzahl der Brennkraftmaschine wesentlich verbessert.Externally ignited reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system, which is arranged in a cylinder head of the reciprocating internal combustion engine and in which an ignition device is arranged which protrudes into a first cavity in the prechamber ignition system, the first cavity opposite a combustion chamber of the reciprocating internal combustion engine of a Cover is covered, wherein the cover has at least one first opening which connects the first cavity and the combustion chamber leading to gas with each other, wherein the first cavity is connected via a first bore with a second cavity leading to gas, a gas in the second cavity periodically from a compression element that can be actuated by an actuating element. Due to the inventive design of the prechamber ignition system, the ignition of a fuel / air mixture in the prechamber ignition system is significantly improved at low load and / or speed of the internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Vorkammerzündsystem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an externally ignited reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system with the features from the preamble of claim 1.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2014 111 897 A1 hingewiesen. Aus dieser ist eine Zündeinrichtung zum Zünden von Brennstoff-Luft-Gemischen in einer Brennkammer eines Verbrennungsmotors mittels einer Corona-Entladung bekannt, mit einer Zündelektrode, einen 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, der Brennkammer, in Verbindung steht.For the technical environment, for example, the German Offenlegungsschrift DE 10 2014 111 897 A1 pointed out. From this an ignition device for igniting fuel-air mixtures in a combustion chamber of an internal combustion engine by means of a corona discharge is known, with an ignition electrode, an outer conductor surrounding the ignition electrode, which has a front and a rear end and with one between the ignition electrode and the outer conductor arranged electrical insulator, from which at least one tip of the ignition electrode protrudes. The at least one tip of the ignition electrode lies in a space which is shielded by a cap assigned to the insulator, which has an inside facing the insulator and an outside facing away from the insulator, as well as one or more holes through which the shielded space and one on the outside The space lying on the cap, the combustion chamber, is in communication.

Weiter ist aus der internationalen Patentanmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 2008/031482 A2 eine Zündkerze zum Zünden eines brennbaren Gasgemisches beim Verbrennungsmotor bekannt, umfassend:

  • eine Zündelektrode,
  • eine elektrische Versorgungsleitung, an welche die Zündelektrode angeschlossen ist,
  • einen Isolatorkörper, durch den die Versorgungsleitung hindurchgeführt ist,
  • ein Gehäusekopf, der dichtend auf dem Isolatorkörper sitzt und ein Außengewinde zum Einschrauben in einen Verbrennungsmotor,
  • ein Rohrgehäuse, das an dem Gehäusekopf befestigt ist, den Isolatorkörper umgibt und einen Sechskant trägt,
  • wobei das Rohrgehäuse eine Isolatorkörper-Halterung umgibt, die über eine Schweißnaht mit dem Gehäusekopf verschweißt ist und den Isolatorkörper mit einer Vorspannung gegen den Gehäusekopf presst.
Next is from the international patent application with the international publication number WO 2008/031482 A2 Known a spark plug for igniting a combustible gas mixture in an internal combustion engine, comprising:
  • an ignition electrode,
  • an electrical supply line to which the ignition electrode is connected,
  • an insulator body through which the supply line is passed,
  • a housing head that sits sealingly on the insulator body and an external thread for screwing into an internal combustion engine,
  • a tubular housing, which is attached to the housing head, surrounds the insulator body and carries a hexagon,
  • wherein the tubular housing surrounds an insulator body holder, which is welded to the housing head via a weld seam and presses the insulator body against the housing head with a pretension.

Zum weiteren technischen Umfeld wird ferner auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 120 984 A1 hingewiesen. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Vorkammerzündkerze für eine mit Gas betriebene Brennkraftmaschine und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt.For further technical information, please refer to the German Offenlegungsschrift DE 10 2016 120 984 A1 pointed out. A prechamber spark plug for a gas-operated internal combustion engine and a method for its production are known from this laid-open specification.

Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 206 992 A1 eine Zündkerze bekannt. Bei der Zündkerze handelt es sich insbesondere um eine Vorkammerzündkerze, mit einem Gehäuse, einer Zündelektrode und einer Masseelektrode, wobei die Zündelektrode über eine Versorgungsleitung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist und wobei die Versorgungsleitung zumindest teilweise innerhalb eines Isolators verläuft, wobei zumindest ein Ableitungsbereich des Gehäuses aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von über 150 [W/m*K] hergestellt ist.Further is from the German Offenlegungsschrift DE 10 2016 206 992 A1 known a spark plug. The spark plug is in particular a prechamber spark plug with a housing, an ignition electrode and a ground electrode, the ignition electrode being able to be subjected to an electrical voltage via a supply line and the supply line running at least partially within an insulator, with at least one discharge area of the housing is made of a material with a thermal conductivity of over 150 [W / m * K].

Aus der DE 10 2018 114 035 A1 ist ein System bekannt, umfassend:

  • einen Brennraum, der durch einen an einen Zylinderblock gekoppelten Zylinderkopf ausgebildet wird;
  • eine Vorkammer, die mit dem Brennraum in Fluidverbindung steht;
  • einen Spülkanal, der an die Vorkammer gekoppelt und dazu aufgebaut ist, Spülluft in die Vorkammer zu strömen, wobei die Strömung der Spülluft durch den Betrieb einer Spülpumpe angetrieben wird; und
  • einen Kolben, der im Inneren des Brennraums angeordnet ist.
From the DE 10 2018 114 035 A1 a system is known comprising:
  • a combustion chamber formed by a cylinder head coupled to a cylinder block;
  • an antechamber in fluid communication with the combustion chamber;
  • a scavenging channel coupled to the antechamber and configured to flow scavenging air into the antechamber, the flow of the scavenging air being driven by the operation of a scavenging pump; and
  • a piston which is arranged inside the combustion chamber.

Aus dem Österreichischen Gebrauchsmuster AT 13 417 U1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors, mit wenigstens einem Hauptbrennraum und wenigstens einer Vorkammer bekannt, wobei die Vorkammer über einen Überströmkanal mit dem Hauptbrennraum verbunden ist, wobei der Vorkammer von außen ein im Wesentlichen brennbares Gasgemisch als Spülgas zugeführt wird, wobei vorzugsweise das Spülgas ein Treibstoff-Luft- Gemisch umfasst, wobei der Vorkammer zusätzlich von außen ein im Wesentlichen nicht brennbares Inertgas zugeführt wird.From the Austrian utility model AT 13 417 U1 , from which the present invention is based, a method for operating an internal combustion engine, in particular a gas engine, with at least one main combustion chamber and at least one prechamber is known, the prechamber being connected to the main combustion chamber via an overflow duct, the prechamber being essentially a combustible gas mixture is supplied as flushing gas, the flushing gas preferably comprising a fuel-air mixture, the antechamber additionally being supplied with an essentially non-flammable inert gas from the outside.

Nachteilig an diesen bekannten Vorkammerzündsystemen ist, dass im niedrigen Last- und/oder Drehzahlbereich einer Brennkraftmaschine kein oder kaum ein ausreichender Gasaustauch innerhalb des Vorkammerzündsystems stattfindet, sodass in diesen Last-und/oder Drehzahlbereichen eine sichere Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches nicht immer gewährleistet ist.The disadvantage of these known prechamber ignition systems is that in the low load and / or speed range of an internal combustion engine there is little or no gas exchange within the prechamber ignition system, so that reliable ignition of the fuel-air mixture is not always guaranteed in these load and / or speed ranges is.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit der die Zündfähigkeit eines Vorkammerzündsystems in einem niedrigen Last- und/oder Drehzahlbereich einer Brennkraftmaschine mit einer vereinfachten Vorrichtung zum Spülen des Vorkammerzündsystems sichergestellt werden kann.The object of the present invention is to provide a measure with which the ignitability of a prechamber ignition system can be ensured in a low load and / or speed range of an internal combustion engine with a simplified device for flushing the prechamber ignition system.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.

Durch den mittels eines Kompressionselementes geometrisch veränderlichen Zusatzraum, dem zweiten Hohlraum, wird der Gasaustausch zwischen dem Brennraum und dem ersten Hohlraum des Vorkammerzündsystems optimiert. Während des Ladungswechsels wird eine Verbesserung der Restgasausspülung aus dem Vorkammerzündsystem erzielt und zum Zündzeitpunkt ein optimales Gemisch bereitgestellt.The gas exchange between the combustion chamber and the first cavity of the prechamber ignition system is optimized by the additional space, the second cavity, which can be geometrically changed by means of a compression element. During the gas exchange, an improvement in the purging of residual gas from the pre-chamber ignition system is achieved and an optimal mixture is provided at the time of ignition.

Das Kompressionselement in der zweiten Bohrung kann beispielsweise mittels Übergabeelementen, wie z. B. einem Schlepphebel, von dem Nocken einer Nockenwelle angetrieben werden. Das Volumen in dem zweiten Hohlraum ist über die erste Bohrung mit dem Vorkammerzündsystem verbunden. Über die Bewegung des Kompressionselementes wird der Gasaustausch zwischen dem Vorkammerzündsystem und dem Brennraum der Brennkraftmaschine begünstigt. Weiterhin wird das Turbulenzniveau in dem ersten Hohlraum des Vorkammerzündsystems positiv beeinflusst und die Zündrandbedingungen verbessert.The compression element in the second bore can, for example, by means of transfer elements such. B. a rocker arm, driven by the cams of a camshaft. The volume in the second cavity is connected to the prechamber ignition system via the first bore. The movement of the compression element promotes gas exchange between the prechamber ignition system and the combustion chamber of the internal combustion engine. Furthermore, the turbulence level in the first cavity of the prechamber ignition system is positively influenced and the ignition boundary conditions are improved.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.The configuration according to claim 2 is a preferred embodiment.

Die Ausführungsformen des Stellelementes gemäß Anspruch 3 sind ebenfalls bevorzugte Ausführungsbeispiele.The embodiments of the adjusting element according to claim 3 are also preferred embodiments.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. Über die dritte Bohrung wird Frischluft vom Gaswechsel-Einlasskanal durch das Kompressionselement in den zweiten Hohlraum transportiert. Dies führt zu einer Verbesserung der Restgasausspülung in dem ersten Hohlraum des Vorkammerzündsystems, zum Zündzeitpunkt wird in dem Vorkammerzündsystem ein optimales Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt. Gleichzeitig erfolgt beim Durchgang des Kompressionselementes an der dritten Bohrung eine Abdichtung zum Gaswechsel-Einlasskanal. Die Betätigung des Kompressionselementes kann beispielsweise über die Nockenwelle mit Übertragungselementen oder Übertragungselementen gemäß Anspruch 3 erfolgen.The embodiment according to claim 4 is an advantageous development of the present invention. Fresh air is transported from the gas exchange inlet channel through the compression element into the second cavity via the third bore. This leads to an improvement in the purging of residual gas in the first cavity of the prechamber ignition system; at the time of ignition, an optimal air-fuel mixture is provided in the prechamber ignition system. At the same time, when the compression element passes through the third bore, there is a seal with respect to the gas exchange inlet channel. The compression element can be actuated, for example, via the camshaft with transmission elements or transmission elements according to claim 3.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von drei Figuren kurz erläutert.

  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf und ein Vorkammerzündsystem mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf und das Vorkammerzündsystem beim Ansaugen von Frischluft aus einem Gaswechsel-Einlasskanal.
  • 3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf und das Vorkammerzündsystem beim Einbringen von Frischluft in das Vorkammerzündsystem.
The invention is briefly explained below with reference to three figures.
  • 1 shows a section through a cylinder head and a prechamber ignition system with the embodiment according to the invention.
  • 2 shows a section through the cylinder head and the prechamber ignition system when fresh air is drawn in from a gas exchange inlet duct.
  • 3 shows a section through the cylinder head and the prechamber ignition system when fresh air is introduced into the prechamber ignition system.

Im Folgenden gelten in den 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern, wobei 2 und 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht beziffert sind.In the following, the 1 until 3 the same reference numerals for the same components, where 2 and 3 are not numbered for reasons of clarity.

1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf 3 und ein Vorkammerzündsystem 1 mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung. Das Vorkammerzündsystem 1 ist für eine nicht dargestellte, fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine vorgesehen. Das Vorkammerzündsystem 1 ist in dem Zylinderkopf 3 der Hubkolben-Brennkraftmaschine angeordnet. In dem Vorkammerzündsystem 1 ist eine nicht dargestellte Zündvorrichtung 4 angeordnet, deren Lage durch die Lage der Bezifferung dargestellt ist. 1 shows a section through a cylinder head 3 and an atrial ignition system 1 with the configuration according to the invention. The pre-chamber ignition system 1 is intended for an externally ignited reciprocating internal combustion engine, not shown. The pre-chamber ignition system 1 is in the cylinder head 3 the reciprocating internal combustion engine arranged. In the prechamber ignition system 1 is an ignition device, not shown 4th arranged, the position of which is represented by the position of the numbering.

Eine Zündelektrode der Zündvorrichtung 4 ragt in einen ersten Hohlraum 5 in dem Vorkammerzündsystem 1. Bei der Zündvorrichtung 4 kann es sich beispielsweise um eine Zündkerze oder eine Coronazündvorrichtung oder sonstige, dem Fachmann geläufige Zündvorrichtung handeln.An ignition electrode of the ignition device 4th protrudes into a first cavity 5 in the prechamber ignition system 1 . At the ignition device 4th it can be, for example, a spark plug or a corona ignition device or other ignition device familiar to a person skilled in the art.

Der erste Hohlraum 5 ist gegenüber einem Brennraum 6 der Hubkolben-Brennkraftmaschine von einem Deckel 2 abgedeckt, wobei der Deckel 2 zumindest einen ersten Durchbruch 7 aufweist, der den ersten Hohlraum 5 und den Brennraum 6 Gas führend miteinander verbindet. In 1 sind drei Durchbrüche 7 dargestellt, von denen nur einer beziffert ist.The first cavity 5 is opposite a combustion chamber 6th the reciprocating internal combustion engine from a cover 2 covered, with the lid 2 at least a first breakthrough 7th having the first cavity 5 and the combustion chamber 6th Gas leading connects with each other. In 1 are three breakthroughs 7th shown, only one of which is numbered.

Weiter weist der Zylinderkopf 3 der Hubkolben-Brennkraftmaschine einen Gaskanal 15 auf, zur Versorgung des Brennraumes mit Frischluft für eine Verbrennung. Es ist ein sog. Ansaugkanal oder Gaswechsel-Einlasskanal. Für einen Ladungswechsel ist ein Gaswechselventil 16 vorgesehen, mit dem der Gaskanal 15 gegenüber dem Brennraum 6 öffnen- und verschließbar ist.Next, the cylinder head points 3 the reciprocating internal combustion engine has a gas duct 15th to supply the combustion chamber with fresh air for combustion. It is a so-called intake duct or gas exchange inlet duct. A gas exchange valve is used for a gas exchange 16 provided with which the gas duct 15th opposite the combustion chamber 6th can be opened and closed.

Erfindungsgemäß ist der erste Hohlraum 5 über eine erste Bohrung 8 mit einem zweiten Hohlraum 9 im Zylinderkopf 3 Gas führend verbunden, wobei ein Gas in dem zweiten Hohlraum 9 periodisch von einem, von einem Stellelement 10 betätigbaren Kompressionselement 11 komprimierbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Stellelement 10 eine Nocke 13 einer Nockenwelle, die eine Drehbewegung der Nocke 13 über einen Schlepphebel 17 in eine Hubbewegung für das Kompressionselement 11 wandelt. Für eine Rückbewegung des Kompressionselementes 11 ist ein Federelement 18 vorgesehen. Der Mechanismus entspricht einem konventionellen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Stellelement 10 beispielsweise auch ein elektromechanisches oder hydraulisches oder ein pneumatisches Stellelement 10 sein. Weiter ist das Kompressionselement 11 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein in einer zweiten Bohrung 12 hubbeweglich angeordneter Kolben.According to the invention is the first cavity 5 via a first hole 8th with a second cavity 9 in the cylinder head 3 Gas leading connected, with a gas in the second cavity 9 periodically from an actuator 10 actuatable Compression element 11 is compressible. In the present exemplary embodiment, the actuating element is 10 a cam 13th a camshaft that rotates the cam 13th via a rocker arm 17th into a stroke movement for the compression element 11 transforms. For a return movement of the compression element 11 is a spring element 18th intended. The mechanism corresponds to a conventional valve train of an internal combustion engine. In further exemplary embodiments, the adjusting element 10 for example also an electromechanical or hydraulic or a pneumatic adjusting element 10 be. Next is the compression element 11 in the present embodiment one in a second bore 12th piston arranged so that it can move in a reciprocating manner.

Durch den mittels des Kompressionselementes 11 geometrisch veränderlichen zweiten Hohlraum 9 wird der Gasaustausch zwischen dem Brennraum 6 und dem ersten Hohlraum 5 des Vorkammerzündsystems 1 erfindungsgemäß optimiert. Während des Ladungswechsels wird eine Verbesserung der Restgasausspülung aus dem ersten Hohlraum 5 des Vorkammerzündsystems 1 erzielt und zum Zündzeitpunkt ein optimales Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem ersten Hohlraum 5 bereitgestellt.By means of the compression element 11 geometrically variable second cavity 9 is the gas exchange between the combustion chamber 6th and the first cavity 5 of the prechamber ignition system 1 optimized according to the invention. During the gas exchange, there is an improvement in the flushing of residual gas from the first cavity 5 of the prechamber ignition system 1 achieved and at the ignition point an optimal air-fuel mixture in the first cavity 5 provided.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der zweite Hohlraum 9 und der Gaskanal 15 über eine dritte Bohrung 14 Gas führend miteinander verbindbar und zwar derart, dass der zweite Hohlraum 9 in nicht komprimierten Zustand über die dritte Bohrung 14 mit dem Gaskanal 15 verbunden ist.In an advantageous development of the invention, the second cavity 9 and the gas duct 15th via a third hole 14th Gas can be connected to one another in such a way that the second cavity 9 in the uncompressed state via the third hole 14th with the gas duct 15th connected is.

Über die dritte Bohrung 14 wird somit Frischluft vom Gaskanal 15 durch das Kompressionselement 11 in den zweiten Hohlraum 9 transportiert. Dies führt zu einer Verbesserung der Restgasausspülung aus dem ersten Hohlraum 9 des Vorkammerzündsystems 1, zum Zündzeitpunkt wird in dem Vorkammerzündsystem 1 ein optimales Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt. Gleichzeitig erfolgt beim Durchgang des Kompressionselementes 11 an der dritten Bohrung 14 eine Abdichtung zum Gaskanal 15.About the third hole 14th thus becomes fresh air from the gas duct 15th through the compression element 11 into the second cavity 9 transported. This leads to an improvement in the flushing of residual gas from the first cavity 9 of the prechamber ignition system 1 , the ignition timing is in the prechamber ignition system 1 an optimal air-fuel mixture is provided. At the same time occurs when the compression element passes through 11 at the third hole 14th a seal to the gas duct 15th .

Diese letztgenannte Funktion ist in den 2 und 3, die im Wesentlichen der 1 entsprechen, nochmals dargestellt. This latter function is in the 2 and 3 , which is essentially the 1 correspond, shown again.

2 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf 3 und das Vorkammerzündsystem 1 beim Ansaugen von Frischluft aus dem Gaskanal 15, wenn sich das Kompressionselement 11 aufgrund einer Federkraft des Federelementes 18 vom Brennraum 6 entfernt. Eine Strömungsrichtung der Frischluft ist mit einem Pfeil im Gaskanal 15 angedeutet. 2 shows a section through the cylinder head 3 and the prechamber ignition system 1 when sucking in fresh air from the gas duct 15th when the compression element 11 due to a spring force of the spring element 18th from the combustion chamber 6th removed. A flow direction of the fresh air is indicated by an arrow in the gas duct 15th indicated.

3 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf 3 und das Vorkammerzündsystem 1 beim Einbringen von Frischluft in den ersten Hohlraum 5 des Vorkammerzündsystems 1, wenn sich das Kompressionselement 11 aufgrund einer Kraft des Stellelementes 10 in Richtung des Brennraums 6 bewegt. Eine Strömungsrichtung der Frischluft ist wiederum mit einem Pfeil angedeutet. 3 shows a section through the cylinder head 3 and the prechamber ignition system 1 when introducing fresh air into the first cavity 5 of the prechamber ignition system 1 when the compression element 11 due to a force of the actuator 10 towards the combustion chamber 6th emotional. A direction of flow of the fresh air is again indicated by an arrow.

Abschließend sei noch gesagt, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Vorkammerzündsystems 1 sowohl für passive Vorkammerzündsysteme, wie hier dargestellt, als auch für aktive Vorkammerzündsysteme, mit eigener Einbringung von Kraftstoff in den ersten Hohlraum 5, eingesetzt werden kann.Finally, it should be said that the embodiment of the prechamber ignition system according to the invention 1 both for passive prechamber ignition systems, as shown here, and for active prechamber ignition systems with their own introduction of fuel into the first cavity 5 , can be used.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1.1.
VorkammerzündsystemPre-chamber ignition system
2.2.
Deckellid
3.3.
ZylinderkopfCylinder head
4.4th
ZündvorrichtungIgnition device
5.5.
erster Hohlraumfirst cavity
6.6th
BrennraumCombustion chamber
7.7th
erster Durchbruchfirst breakthrough
8.8th.
Erste BohrungFirst hole
9.9.
Zweiter HohlraumSecond cavity
10.10.
StellelementControl element
11.11.
KompressionselementCompression element
12.12th
zweite Bohrungsecond hole
13.13th
NockeCam
14.14th
dritte Bohrungthird hole
15.15th
GaskanalGas duct
16.16.
GaswechselventilGas exchange valve
17.17th
SchlepphebelRocker arm
18.18th
FederelementSpring element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014111897 A1 [0002]DE 102014111897 A1 [0002]
  • WO 2008/031482 A2 [0003]WO 2008/031482 A2 [0003]
  • DE 102016120984 A1 [0004]DE 102016120984 A1 [0004]
  • DE 102016206992 A1 [0005]DE 102016206992 A1 [0005]
  • DE 102018114035 A1 [0006]DE 102018114035 A1 [0006]
  • AT 13417 U1 [0007]AT 13417 U1 [0007]

Claims (4)

Fremd gezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Vorkammerzündsystem (1), welches in einem Zylinderkopf (3) der Hubkolben-Brennkraftmaschine angeordnet ist und in dem eine Zündvorrichtung (4) angeordnet ist, die in einen ersten Hohlraum (5) in dem Vorkammerzündsystem (1) ragt, wobei der erste Hohlraum (5) gegenüber einem Brennraum (6) der Hubkolben-Brennkraftmaschine von einem Deckel (2) abgedeckt ist, wobei der Deckel (2) zumindest einen ersten Durchbruch (7) aufweist, der den ersten Hohlraum (5) und den Brennraum (6) Gas führend miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hohlraum (5) über eine erste Bohrung (8) mit einem zweiten Hohlraum (9) Gas führend verbunden ist wobei ein Gas in dem zweiten Hohlraum (9) periodisch von einem, von einem Stellelement (10) betätigbaren Kompressionselement (11) komprimierbar ist.Externally ignited reciprocating internal combustion engine with a prechamber ignition system (1) which is arranged in a cylinder head (3) of the reciprocating internal combustion engine and in which an ignition device (4) is arranged which is inserted into a first cavity (5) in the prechamber ignition system (1) protrudes, the first cavity (5) being covered by a cover (2) opposite a combustion chamber (6) of the reciprocating piston internal combustion engine, the cover (2) having at least one first opening (7) which forms the first cavity (5) and connecting the combustion chamber (6) to one another in a gas-carrying manner, characterized in that the first cavity (5) is connected to a second cavity (9) in a gas-carrying manner via a first bore (8), a gas in the second cavity (9) periodically can be compressed by a compression element (11) which can be actuated by an actuating element (10). Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressionselement (11) ein in einer zweiten Bohrung (12) hubbeweglich angeordneter Kolben ist.Reciprocating internal combustion engine according to Claim 1 , characterized in that the compression element (11) is a piston arranged in a second bore (12) such that it can move in a reciprocating manner. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (10) eine Nocke (13) einer Nockenwelle oder ein elektromechanisches oder hydraulisches oder ein pneumatisches Stellelement ist.Reciprocating internal combustion engine according to Claim 1 or 2 , characterized in that the adjusting element (10) is a cam (13) of a camshaft or an electromechanical or hydraulic or a pneumatic adjusting element. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Zylinderkopf der Hubkolben-Brennkraftmaschine einen Gaskanal aufweist, zur Versorgung des Brennraumes mit Frischluft für eine Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hohlraum (9) in nicht komprimierten Zustand über eine dritte Bohrung (14) mit dem Gaskanal (15) verbunden ist.Reciprocating internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the cylinder head of the reciprocating internal combustion engine has a gas duct for supplying the combustion chamber with fresh air for combustion, characterized in that the second cavity (9) in the uncompressed state is connected to the gas duct (15) via a third bore (14) is.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633904A1 (en) 1975-08-16 1977-02-24 Daihatsu Motor Co Ltd EXCLUSIVELY LICENSE-MIXED PETROL ENGINE
WO2008031482A1 (en) 2006-09-16 2008-03-20 Multitorch Gmbh Spark plug
AT13417U1 (en) 2012-09-26 2013-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Method for operating an internal combustion engine
DE102014111897A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Ignition device for igniting fuel-air mixtures in a combustion chamber of an internal combustion engine by a corona discharge
DE102016206992A1 (en) 2016-04-25 2017-10-26 Dkt Verwaltungs-Gmbh spark plug
DE102016120984A1 (en) 2016-11-03 2018-05-03 Federal-Mogul Ignition Gmbh Prechamber spark plug for a gas-fueled internal combustion engine and method for its production
DE102018114035A1 (en) 2017-06-14 2018-12-20 Ford Global Technologies, Llc VORKAMMERZÜNDUNGSSYSTEM

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633904A1 (en) 1975-08-16 1977-02-24 Daihatsu Motor Co Ltd EXCLUSIVELY LICENSE-MIXED PETROL ENGINE
WO2008031482A1 (en) 2006-09-16 2008-03-20 Multitorch Gmbh Spark plug
AT13417U1 (en) 2012-09-26 2013-12-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Og Method for operating an internal combustion engine
DE102014111897A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Ignition device for igniting fuel-air mixtures in a combustion chamber of an internal combustion engine by a corona discharge
DE102016206992A1 (en) 2016-04-25 2017-10-26 Dkt Verwaltungs-Gmbh spark plug
DE102016120984A1 (en) 2016-11-03 2018-05-03 Federal-Mogul Ignition Gmbh Prechamber spark plug for a gas-fueled internal combustion engine and method for its production
DE102018114035A1 (en) 2017-06-14 2018-12-20 Ford Global Technologies, Llc VORKAMMERZÜNDUNGSSYSTEM

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