DE102021104084A1

DE102021104084A1 - Cylinder head with pre-combustion chamber

Info

Publication number: DE102021104084A1
Application number: DE102021104084.1A
Authority: DE
Inventors: Nico Radajewski; Uwe Hofmann
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2022-08-25

Abstract

Die Erfindung stellt einen erfindungsgemäß vorteilhaften Zylinderkopf mit Vorbrennkammer für eine Brennkraftmaschine bereit, bei welcher eine reproduzierbare Positionierung der Vorbrennkammer im Zylinderkopf unter einfacher Montage und Demontage ermöglicht wird. Zudem wird der Einsatz von herkömmlichen Hakenzündkerzen ermöglicht.Erfindungsgemäß vorteilhaft weist der Zylinderkopf eine von einer Hauptbrennkammer der Brennkraftmaschine abgetrennte Vorbrennkammer auf, welche zumindest teilweise aus einer Kappe und einer Hülse gebildet wird. Die Kappe und die Hülse sind in einer wenigstens zweifach abgesetzten Bohrung im Zylinderkopf aufgenommen und im eingebauten Zustand nach dem Prinzip einer Durchsteckverschraubung miteinander verbunden und so in der Bohrung im Zylinderkopf festgehalten.The invention provides a cylinder head, which is advantageous according to the invention, with a precombustion chamber for an internal combustion engine, in which a reproducible positioning of the precombustion chamber in the cylinder head is made possible with simple assembly and disassembly. In addition, the use of conventional hook spark plugs is made possible. According to the invention, the cylinder head advantageously has a precombustion chamber which is separated from a main combustion chamber of the internal combustion engine and is formed at least partially from a cap and a sleeve. The cap and the sleeve are accommodated in an at least twice stepped bore in the cylinder head and, when installed, are connected to one another according to the principle of a push-through screw connection and are thus held in the bore in the cylinder head.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf mit Vorbrennkammer, innerhalb welcher eine Zündeinrichtung angeordnet ist. Die Vorbrennkammer wird dabei aus mehreren Teilen gebildet, welche im Zylinderkopf aufgenommen sind.The present invention relates to a cylinder head with a pre-combustion chamber within which an ignition device is arranged. The pre-combustion chamber is made up of several parts, which are accommodated in the cylinder head.

Stand der TechnikState of the art

Für die Verbesserung des Wirkungsgrades und die Verringerung von Schadgasemissionen von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen sind verschiedene Ansätze bekannt. Insbesondere kommt eine Vorkammerzündung in Betracht, um eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs und eine Verringerung der Schadgasentstehung zu erreichen. Bei einer Vorkammerzündung wird eine Vorbrennkammer mit Überströmöffnungen zu einer Hauptbrennkammer eines Zylinders der Brennkraftmaschine bereitgestellt, innerhalb welcher mittels einer Zündeinrichtung ein zünd- und brennbares Gasgemisch entzündet und verbrannt wird. Über die Überströmöffnungen wird die Verbrennung in Form von Fackelstrahlen aus der Vorbrennkammer in die Hauptbrennkammer gebracht und so das Gasgemisch in der Hauptbrennkammer entzündet.Various approaches are known for improving the efficiency and reducing noxious gas emissions from spark-ignited internal combustion engines. In particular, a pre-chamber ignition can be considered in order to achieve a reduction in fuel consumption and a reduction in the formation of noxious gases. With prechamber ignition, a precombustion chamber with overflow openings to a main combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine is provided, within which an ignitable and combustible gas mixture is ignited and burned by means of an ignition device. Combustion is brought from the pre-combustion chamber to the main combustion chamber in the form of flare jets via the overflow openings, thus igniting the gas mixture in the main combustion chamber.

Dieses Gasgemisch in der Vorbrennkammer kann dabei eine deutlich unterschiedliche Zusammensetzung als das in der eigentlichen Hauptbrennkammer befindliche Gasgemisch aufweisen. Dadurch ist es möglich, ein für sich genommen nicht zündfähiges mageres Gasgemisch in der Hauptbrennkammer mittels der Vorkammerzündung zu entzünden, da durch die Vorkammerzündung eine deutlich höhere Zündenergie bereitgestellt werden kann als mit herkömmlichen Hakenzündkerzen.This gas mixture in the precombustion chamber can have a significantly different composition than the gas mixture in the actual main combustion chamber. This makes it possible to ignite a non-ignitable lean gas mixture in the main combustion chamber by means of the pre-chamber ignition, since the pre-chamber ignition can provide significantly higher ignition energy than with conventional hook spark plugs.

Die Vorkammerzündung kommt bereits in stationär betriebenen Gasmotoren aber auch in speziellen Hochleistungsmotoren im Rennsport zum Einsatz. Die Vorkammerzündung stellt aber auch einen besonders vielversprechenden Ansatz für in Großserie herstellbare Brennkraftmaschinen des Individualverkehres dar.The pre-chamber ignition is already used in stationary gas engines but also in special high-performance engines in racing. However, prechamber ignition also represents a particularly promising approach for mass-produced internal combustion engines for private transport.

Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, wie eine solche Vorbrennkammer aufgebaut und in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine integriert ist. Insbesondere sind Lösungen bekannt, bei welchen die Vorbrennkammer zumindest teilweise aus einer Kappe mit Überströmöffnungen gebildet wird, welche hauptbrennkammerseitig in eine Bohrung in den Zylinderkopf eingebracht ist.Solutions are known from the prior art as to how such a pre-combustion chamber is constructed and integrated into a cylinder head of the internal combustion engine. In particular, solutions are known in which the precombustion chamber is formed at least partially from a cap with overflow openings, which is introduced into a bore in the cylinder head on the main combustion chamber side.

Aus der Gebrauchsmusterschrift JPS 53-12904 U ist eine Vorbrennkammeranordnung für fremdgezündete Brennkraftmaschinen bekannt. Die Vorbrennkammer eines Zylinders ist durch eine in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebrachte Kappe gebildet, welche hauptbrennkammerseitig in eine Bohrung des Zylinderkopfes eingepasst ist. Die Kappe ist durch eine Formschlussverbindung gegen Verdrehen und Herausfallen gesichert, welche durch wenigstens eine Nase an einem Brennraumdach des Zylinders und eine mit der Nase korrespondierende Aussparung in der Kappe gebildet wird. Die Nase wird durch plastische Verformung erzeugt, wenn die Kappe in der Bohrung positioniert ist. Es entsteht eine unlösbare Verbindung der Kappe mit dem Zyl inderkopf.From the utility model JPS 53-12904 U a pre-combustion chamber arrangement for spark-ignited internal combustion engines is known. The pre-combustion chamber of a cylinder is formed by a cap which is introduced into a cylinder head of the internal combustion engine and which is fitted into a bore of the cylinder head on the main combustion chamber side. The cap is secured against twisting and falling out by a positive connection, which is formed by at least one lug on a combustion chamber roof of the cylinder and a recess in the cap that corresponds to the lug. The nose is created by plastic deformation when the cap is positioned in the bore. There is an inseparable connection between the cap and the cylinder head.

Aus der Offenlegungsschrift DE 1 212 350 B ist eine als Wirbelkammer ausgeführte Vorbrennkammer bekannt, welche in einem Zylinderkopf ausgebildet ist und eine mit einer Überströmöffnung versehene Bodenplatte aufweist. Die Bodenplatte ist im Zylinderkopf eingesetzt und erstreckt sich teilweise in eine Dichtfläche des Zylinderkopfes. Erst wenn der Zylinderkopf mit einem Zylinderblock verbunden ist, wird die Bodenplatte zusätzlich durch eine Zylinderkopfdichtung und den Zylinderblock mit einer Zylinderlaufbüchse gehalten.From the disclosure document DE 1 212 350 B a precombustion chamber designed as a vortex chamber is known, which is formed in a cylinder head and has a base plate provided with an overflow opening. The bottom plate is seated in the cylinder head and extends partially into a sealing surface of the cylinder head. Only when the cylinder head is connected to a cylinder block is the base plate additionally held by a cylinder head gasket and the cylinder block with a cylinder liner.

Aus der Offenlegungsschrift DE 31 45 119 A1 ist eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine bekannt. Im eingebauten Zustand der Zündkerze in der Brennkraftmaschine steht die Zündkerze am brennraumseitigen Ende mit einer Abschlusskappe in Verbindung, welche im Zylinderkopf aufgenommen ist und durch eine Bohrung in den Brennraum der Brennkraftmaschine hineinragt. Die Abschlusskappe mit mehreren Überströmöffnungen weist weiter einen Flansch auf, mit dem die Abschlusskappe im Zylinderkopf gelagert ist und ein Durchfallen in den Brennraum verhindert wird. Durch die Montage der Zündkerze in den Zylinderkopf drückt eine ringförmige Stirnfläche der Zündkerze über eine Dichtung auf den Flansch und somit die Abschlusskappe in einen Sitz im Zylinderkopf. Die Abschlusskappe bildet zudem die Masseelektrode der Zündkerze, wobei der Elektrodenabstand teilweise durch die Dichtung bestimmt wird.From the disclosure document DE 31 45 119 A1 a spark plug for an internal combustion engine is known. When the spark plug is installed in the internal combustion engine, the spark plug is connected at the combustion chamber end to an end cap, which is accommodated in the cylinder head and protrudes through a bore into the combustion chamber of the internal combustion engine. The end cap with multiple overflow openings also has a flange with which the end cap is mounted in the cylinder head and is prevented from falling through into the combustion chamber. When the spark plug is installed in the cylinder head, an annular face of the spark plug presses via a seal onto the flange and thus the end cap into a seat in the cylinder head. The end cap also forms the ground electrode of the spark plug, with the spark plug gap being determined in part by the gasket.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zylinderkopf mit Vorbrennkammer bereitzustellen, bei welchem die Vorbrennkammer verbessert ist.The object of the invention is to provide a cylinder head with a precombustion chamber in which the precombustion chamber is improved.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Die Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf mit Vorbrennkammer nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.The object is achieved by a cylinder head with a pre-combustion chamber according to the features of patent claim 1. Advantageous training ments arise from the subclaims and the embodiment.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung stellt einen erfindungsgemäß vorteilhaften Zylinderkopf mit Vorbrennkammer für eine Brennkraftmaschine bereit, bei welcher eine reproduzierbare Positionierung der Vorbrennkammer im Zylinderkopf unter einfacher Montage ermöglicht ist. Zudem ist der Einsatz von herkömmlichen Hakenzündkerzen ermöglicht.The invention provides a cylinder head, which is advantageous according to the invention, with a pre-combustion chamber for an internal combustion engine, in which a reproducible positioning of the pre-combustion chamber in the cylinder head is made possible with simple assembly. In addition, the use of conventional hook spark plugs is made possible.

Erfindungsgemäß vorteilhaft weist der Zylinderkopf eine von einer Hauptbrennkammer der Brennkraftmaschine abgetrennte Vorbrennkammer auf, welche zumindest teilweise aus einer Kappe und einer Hülse gebildet wird. Eine Unterseite des Zylinderkopfes bildet als Feuerdeck den Abschluss der Hauptbrennkammer eines Zylinders in der Brennkraftmaschine. Die Kappe und die Hülse sind in einer wenigstens zweifach abgesetzten Bohrung im Zylinderkopf aufgenommen und im eingebauten Zustand nach dem Prinzip einer Durchsteckverschraubung miteinander verbunden und so in der Bohrung im Zylinderkopf festgehalten. Dadurch wird eine Vorbrennkammer gebildet, welche einfach zu montieren und zu demontieren ist. Weiter ist in der Bohrung im Zylinderkopf eine Zündeinrichtung positioniert, wobei Zündelemente der Zündeinrichtung in die Vorbrennkammer, insbesondere in die Hülse ragen. Ist die Zündeinrichtung als Hakenzündkerze ausgeführt, ragen die Zündelektroden in die Hülse. Vorzugsweise liegt die Zündeinrichtung nicht an der Hülse an.Advantageously according to the invention, the cylinder head has a precombustion chamber which is separated from a main combustion chamber of the internal combustion engine and is formed at least partially from a cap and a sleeve. As a fire deck, an underside of the cylinder head forms the end of the main combustion chamber of a cylinder in the internal combustion engine. The cap and the sleeve are accommodated in an at least twice stepped bore in the cylinder head and, when installed, are connected to one another according to the principle of a push-through screw connection and are thus held in the bore in the cylinder head. This forms a pre-combustion chamber which is easy to assemble and disassemble. An ignition device is also positioned in the bore in the cylinder head, with ignition elements of the ignition device protruding into the precombustion chamber, in particular into the sleeve. If the ignition device is designed as a hook spark plug, the ignition electrodes protrude into the sleeve. The ignition device is preferably not in contact with the sleeve.

Die Bohrung im Zylinderkopf ist als wenigstens zweifach, insbesondere als zweiseitig abgesetzte Durchgangsbohrung ausgeführt, wobei ein erster Bohrungsabsatz am hauptbrennkammerseitigen Ende der Bohrung, ein zum ersten Bohrungsabsatz benachbarter zentraler Bohrungsabschnitt und ein zum zentralen Bohrungsabschnitt benachbarter zweiter Bohrungsabsatz vorgesehen ist. Als Bohrungsabsatz ist dabei ein zum zentralen Bohrungsabschnitt benachbarter Bohrungsabschnitt zu verstehen, dessen Innendurchmesser gegenüber dem Innendurchmesser des zentralen Bohrungsabschnitts vergrößert ist. Es ergibt sich demnach eine Bohrung, bei welcher ausgehend vom hauptbrennkammerseitigen Ende aufeinanderfolgend der erste Bohrungsabsatz, der zentrale Bohrungsabschnitt und der zweite Bohrungsabsatz angeordnet ist. Weiter folgt auf den zweiten Bohrungsabsatz eine Aufnahme für die Zündeinrichtung. Die Bohrung mündet dabei hauptsächlich mittig in die Hauptbrennkammer und ist demnach zwischen einer Einlassseite, welche durch die Lage der Einlasskanäle bestimmt wird, und einer Auslassseite, welche durch die Lage der Auslasskanäle bestimmt wird, im Zylinderkopf geführt. Die Bohrung verläuft von einer Oberseite des Zylinderkopfes zwischen der Einlassseite und der Auslassseite zu einer Unterseite des Zylinderkopfes und mündet in die Hauptbrennkammer.The bore in the cylinder head is designed as at least two through bores, in particular as a two-sided stepped through bore, with a first bore shoulder being provided on the main combustion chamber end of the bore, a central bore section adjacent to the first bore shoulder and a second bore shoulder adjacent to the central bore section. A bore section which is adjacent to the central bore section and whose inner diameter is larger than the inner diameter of the central bore section is to be understood as a bore step. This results in a bore in which, starting from the end on the main combustion chamber side, the first bore shoulder, the central bore section and the second bore shoulder are arranged one after the other. Next to the second bore step is a mount for the ignition device. The bore opens mainly centrally into the main combustion chamber and is therefore guided in the cylinder head between an inlet side, which is determined by the position of the inlet ports, and an outlet side, which is determined by the position of the outlet ports. The bore runs from a top of the cylinder head between the intake side and the exhaust side to a bottom of the cylinder head and opens into the main combustion chamber.

Die Kappe ist an einem hauptbrennkammerseitigen Ende der Bohrung wenigstens in dem ersten Bohrungsabsatz positioniert und bildet einen hauptbrennkammerseitigen Abschluss der Vorbrennkammer der Brennkraftmaschine. In der Kappe ist wenigstens eine Überströmöffnung vorgesehen, um eine Fluidverbindung zwischen Vorbrennkammer und Hauptbrennkammer zu bilden. Die Hülse ist wenigstens im zweiten Bohrungsabsatz positioniert. Über eine gemeinsame Gewindeverschraubung ist die Hülse mit der Kappe verbunden. Die Zündeinrichtung bildet den zur Kappe gegenüberliegenden Abschluss der Vorbrennkammer.The cap is positioned on an end of the bore on the main combustion chamber side, at least in the first bore shoulder, and forms a closure on the main combustion chamber side of the pre-combustion chamber of the internal combustion engine. At least one overflow opening is provided in the cap in order to form a fluid connection between the precombustion chamber and the main combustion chamber. The sleeve is positioned at least in the second bore step. The sleeve is connected to the cap via a common threaded connection. The ignition device forms the end of the pre-combustion chamber opposite the cap.

Die Kappe weist einen Kappenabschnitt auf, mittels welchem die Kappe im ersten Bohrungsabsatz aufgenommen ist. Ein Außendurchmesser des Kappenabschnitts entspricht dabei im Wesentlichen einem Innendurchmesser des ersten Bohrungsabsatzes. Der Kappenabschnitt weist eine zum ersten Bohrungsabsatz korrespondierende Außenkontur auf. Die Kappe reicht vorzugsweise über die Unterseite des Zylinderkopfes hinaus in die Hauptbrennkammer. Weiter ist die Kappe vorzugsweise als domförmige Kappe ausgebildet, wobei der Dombogen in die Hauptbrennkammer ragt.The cap has a cap section, by means of which the cap is accommodated in the first bore step. An outside diameter of the cap section essentially corresponds to an inside diameter of the first bore step. The cap section has an outer contour that corresponds to the first bore shoulder. The cap preferably extends beyond the underside of the cylinder head into the main combustion chamber. Furthermore, the cap is preferably designed as a dome-shaped cap, with the dome arch protruding into the main combustion chamber.

Die Hülse weist einen Hülsenabschnitt auf, mittels welchem die Hülse im zweiten Bohrungsabsatz aufgenommen ist. Ein Außendurchmesser des Hülsenabschnitts entspricht dabei im Wesentlichen einem Innendurchmesser des zweiten Bohrungsabsatzes. Der Hülsenabschnitt weist eine zum zweiten Bohrungsabsatz korrespondierende Außenkontur auf.The sleeve has a sleeve section, by means of which the sleeve is accommodated in the second bore shoulder. An outside diameter of the sleeve section essentially corresponds to an inside diameter of the second bore step. The sleeve section has an outer contour that corresponds to the second bore shoulder.

Demnach ist die Kappe nur von der Unterseite des Zylinderkopfes aus und die Hülse nur von der Oberseite des Zylinderkopfes aus in die Bohrung montierbar.Accordingly, the cap can only be fitted into the bore from the underside of the cylinder head and the sleeve can only be fitted from the top of the cylinder head.

Durch die gemeinsame Gewindeverbindung als Durchsteckverschraubung von Kappe und Hülse zur Darstellung der Vorbrennkammer erstreckt sich die Vorbrennkammer über den ersten Bohrungsabsatz, den zentralen Bohrungsabschnitt und den zweiten Bohrungsabsatz. Eine Ausrichtung der Kappe und somit der wenigstens einen Überströmöffnung gegenüber dem Zylinderkopf erfolgt durch entsprechendes Montagewerkzeug oder durch eine Formschlussverbindung zwischen Kappe und Zylinderkopf. Dadurch ist auch eine Demontage der Vorbrennkammer ermöglicht. Die Gewinde der gemeinsamen Gewindeverbindung sind als Festsitzgewinde, insbesondere als dichtendes Festsitzgewinde ausgeführt.The precombustion chamber extends over the first bore step, the central bore section and the second bore step due to the common threaded connection as a push-through screw connection of cap and sleeve to form the precombustion chamber. The cap and thus the at least one overflow opening are aligned with respect to the cylinder head by means of a corresponding assembly tool or by means of a form-fitting connection between the cap and the cylinder head. This also allows the pre-combustion chamber to be dismantled. The threads of the common thread connection are designed as an interference fit thread, in particular designed as a tight fit thread.

In einer erfindungsgemäß vorteilhaften Ausbildung des Zylinderkopfs mit Vorbrennkammer weist die Kappe an einem von der Hauptbrennkammer abgewandten Ende eine Kappenanlagefläche auf, welche an einer ersten Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes der Bohrung direkt oder über eine Zwischendichtung indirekt anliegt. Dabei ist die Kappenanlagefläche von der Hauptbrennkammer weg und die erste Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes zur Hauptbrennkammer hin orientiert. Die Kappenanlagefläche und die erste Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes sind zueinander korrespondierend ausgeführt, wobei die Flächen vorzugsweise als ebene oder kegelförmige Ringflächen ausgebildet sind. Demnach ist die Kappe nur aus Richtung der Hauptbrennkammer von der Unterseite aus in die Bohrung des Zylinderkopfes montierbar, wobei die Einbautiefe der Kappe in die Bohrung durch den ersten Bohrungsabsatz bestimmt ist.In an embodiment of the cylinder head with precombustion chamber that is advantageous according to the invention, the cap has a cap contact surface at an end facing away from the main combustion chamber, which rests directly on a first contact surface of the first bore shoulder of the bore or indirectly via an intermediate seal. The cap contact surface is oriented away from the main combustion chamber and the first contact surface of the first bore shoulder is oriented towards the main combustion chamber. The cap contact surface and the first contact surface of the first bore shoulder are designed to correspond to one another, with the surfaces preferably being designed as flat or conical annular surfaces. Accordingly, the cap can only be fitted into the bore of the cylinder head from the underside from the direction of the main combustion chamber, the installation depth of the cap in the bore being determined by the first bore shoulder.

Die Hülse ist als wenigstens einfach abgesetzte Hülse in Form einer Stufenhülse ausgeführt und erstreckt sich wenigstens teilweise über den zweiten Bohrungsabsatz, über den zentralen Bohrungsabschnitt und wenigstens teilweise über den ersten Bohrungsabsatz und ragt in die Kappe. Die Hülse weist einen Hülsenabsatz an der Außenmantelfläche auf, welcher eine Hülsenanlagefläche definiert. Die Hülsenanlagefläche liegt an einer zweiten Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes der Bohrung direkt oder über eine Zwischendichtung indirekt an, wobei die Hülsenanlagefläche zur Hauptbrennkammer hingewandt und die zweite Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes von der Hauptbrennkammer weggewandt ist. Die Hülsenanlagefläche und die zweite Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes sind zueinander korrespondierend ausgeführt, wobei die Flächen vorzugsweise als ebene oder kegelförmige Ringflächen ausgebildet sind. Demnach ist die Hülse nur aus der entgegengesetzten Richtung zur Hauptbrennkammer von der Oberseite aus in die Bohrung des Zylinderkopfes montierbar, wobei die Einbautiefe der Hülse in die Bohrung durch den zweiten Bohrungsabsatz bestimmt ist.The sleeve is designed as an at least single stepped sleeve in the form of a stepped sleeve and extends at least partially over the second bore shoulder, over the central bore section and at least partially over the first bore shoulder and protrudes into the cap. The sleeve has a sleeve shoulder on the outer lateral surface, which defines a sleeve contact surface. The sleeve bearing surface abuts a second bearing surface of the second bore shoulder of the bore directly or indirectly via an intermediate seal, the sleeve bearing surface facing towards the main combustion chamber and the second bearing surface of the second bore shoulder facing away from the main combustion chamber. The sleeve contact surface and the second contact surface of the second bore shoulder are designed to correspond to one another, with the surfaces preferably being designed as flat or conical annular surfaces. Accordingly, the sleeve can only be fitted into the bore of the cylinder head from the opposite direction to the main combustion chamber from the top, with the installation depth of the sleeve in the bore being determined by the second bore step.

An einer Innenseite der Kappe ist ein Innengewinde vorgesehen, welches am von der Hauptbrennkammer abgewandten Ende der Kappe angeordnet ist. An einer Außenseite der Hülse ist ein Außengewinde vorgesehen, welches am von der Hauptbrennkammer zugewandten Ende der Hülse angeordnet ist. Das Innengewinde und das Außengewinde stehen für die gemeinsame Gewindeverbindung in Wirkeingriff, um die Vorbrennkammer darzustellen und die Einzelteile fest in der Bohrung zu halten. Die Gewindeverbindung ist dabei hauptsächlich im Bereich des ersten Bohrungsabsatzes angeordnet.An internal thread is provided on an inside of the cap, which is arranged at the end of the cap facing away from the main combustion chamber. An external thread is provided on an outside of the sleeve, which is arranged at the end of the sleeve facing the main combustion chamber. The internal and external threads operatively engage for the common thread connection to define the precombustion chamber and to hold the components firmly in the bore. The threaded connection is mainly arranged in the area of the first bore step.

In einer erfindungsgemäß vorteilhaften alternativen Ausbildung des Zylinderkopfs mit Vorbrennkammer weist die Hülse an einem zur Hauptbrennkammer zugewandten Ende eine Hülsenanlagefläche auf, welche an die zweite Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes der Bohrung direkt oder über eine Zwischendichtung indirekt anliegt. Dabei ist die Hülsenanlagefläche zu der Hauptbrennkammer hin und die zweite Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes von der Hauptbrennkammer weg orientiert. Die Hülsenanlagefläche und die zweite Anlagefläche des zweiten Bohrungsabsatzes sind zueinander korrespondierend ausgeführt, wobei die Flächen vorzugsweise als ebene oder kegelförmige Ringflächen ausgebildet sind. Demnach ist die Hülse nur aus der entgegengesetzten Richtung zur Hauptbrennkammer von der Oberseite aus in die Bohrung des Zylinderkopfes montierbar, wobei die Einbautiefe der Hülse in die Bohrung durch den zweiten Bohrungsabsatz bestimmt ist.In an alternative configuration of the cylinder head with precombustion chamber that is advantageous according to the invention, the sleeve has a sleeve contact surface at an end facing the main combustion chamber, which rests directly on the second contact surface of the second bore shoulder of the bore or indirectly via an intermediate seal. The sleeve contact surface is oriented towards the main combustion chamber and the second contact surface of the second bore shoulder is oriented away from the main combustion chamber. The sleeve contact surface and the second contact surface of the second bore shoulder are designed to correspond to one another, with the surfaces preferably being designed as flat or conical annular surfaces. Accordingly, the sleeve can only be fitted into the bore of the cylinder head from the opposite direction to the main combustion chamber from the top, with the installation depth of the sleeve in the bore being determined by the second bore step.

Die Kappe ist als wenigstens einfach abgesetzte Kappe in Form einer Stufenkappe ausgeführt und erstreckt sich wenigstens teilweise über den ersten Bohrungsabsatz, über den zentralen Bohrungsabschnitt und wenigstens teilweise über den zweiten Bohrungsabsatz und ragt in die Hülse. Die Kappe weist einen Kappenabsatz an der Außenmantelfläche auf, welcher eine Kappenanlagefläche definiert. Die Kappenanlagefläche liegt an einer ersten Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes der Bohrung direkt oder über eine Zwischendichtung indirekt an, wobei die Kappenanlagefläche von der Hauptbrennkammer weggewandt und die erste Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes zu der Hauptbrennkammer hingewandt ist. Die Kappenanlagefläche und die erste Anlagefläche des ersten Bohrungsabsatzes sind zueinander korrespondierend ausgeführt, wobei die Flächen vorzugsweise als ebene oder kegelförmige Ringflächen ausgebildet sind. Demnach ist die Kappe aus Richtung der Hauptbrennkammer von der Unterseite aus in die Bohrung des Zylinderkopfes montierbar, wobei die Einbautiefe der Kappe in die Bohrung durch den ersten Bohrungsabsatz bestimmt ist.The cap is designed as an at least single stepped cap and extends at least partially over the first bore shoulder, over the central bore section and at least partially over the second bore shoulder and protrudes into the sleeve. The cap has a cap shoulder on the outer lateral surface, which defines a cap bearing surface. The cap bearing surface abuts a first bearing surface of the first bore shoulder of the bore directly or indirectly via an intermediate seal, the cap bearing surface facing away from the main combustion chamber and the first bearing surface of the first bore shoulder facing towards the main combustion chamber. The cap contact surface and the first contact surface of the first bore shoulder are designed to correspond to one another, with the surfaces preferably being designed as flat or conical annular surfaces. Accordingly, the cap can be fitted into the bore of the cylinder head from the underside from the direction of the main combustion chamber, the installation depth of the cap in the bore being determined by the first bore step.

An einer Außenseite der Kappe ist ein Außengewinde vorgesehen, welches am von der Hauptbrennkammer abgewandten Ende angeordnet ist. An einer Innenseite der Hülse ist ein Innengewinde vorgesehen, welches am von der Hauptbrennkammer zugewandten Ende angeordnet ist. Das Innengewinde und das Außengewinde stehen für die gemeinsame Gewindeverbindung in Wirkeingriff, um die Vorbrennkammer darzustellen und die Einzelteile fest in der Bohrung zu halten. Die Gewindeverbindung ist dabei hauptsächlich im Bereich des zweiten Bohrungsabsatzes angeordnet.An external thread is provided on an outside of the cap, which is arranged at the end remote from the main combustion chamber. An internal thread is provided on an inside of the sleeve, which is arranged at the end facing away from the main combustion chamber. The internal and external threads operatively engage for the common thread connection to define the precombustion chamber and to hold the components firmly in the bore. The thread ver binding is mainly arranged in the area of the second bore step.

Ausführungsbeispielexample

Beispielhaft wird hier eine vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Zylinderkopfes (1) mit einer Vorbrennkammer (2) dargestellt. In der dazugehörigen Figur zeigt:

1 eine schematische Darstellung des Zylinderkopfes (1) mit Vorbrennkammer (2).

An advantageous embodiment of a cylinder head (1) according to the invention with a pre-combustion chamber (2) is shown here as an example. The accompanying figure shows:

1 a schematic representation of the cylinder head (1) with pre-combustion chamber (2).

In der erfindungsgemäß vorteilhaften Ausführung weist der Zylinderkopf (1) mit Vorbrennkammer (2), dargestellt in 1, eine zweiseitig abgesetzte Bohrung (3) mit einem zentralen Bohrungsabschnitt (3a), einem ersten Bohrungsabsatz (3b) einerseits des zentralen Bohrungsabschnittes (3a) und einem zweiten Bohrungsabsatz (3c) andererseits des zentralen Bohrungsabschnittes (3a) auf. Zur Darstellung der Vorbrennkammer (2) ist in dem ersten Bohrungsabsatz (3b) eine Kappe (4) mit wenigstens einer Überströmöffnung (nicht dargestellt) und in dem zweiten Bohrungsabsatz (3c) eine Hülse (5) angeordnet, wobei die Kappe (4) und die Hülse (5) mittels einer gemeinsamen Gewindeverbindung (6) miteinander verbunden sind. Die Kappe (4) und die Hülse (5) sind demnach im Sinne einer Durchsteckverschraubung miteinander verbunden und so fest in der Bohrung (3) im Zylinderkopf (1) aufgenommen.In the embodiment that is advantageous according to the invention, the cylinder head (1) with the precombustion chamber (2), shown in 1 , a bore (3) offset on two sides with a central bore section (3a), a first bore step (3b) on the one hand of the central bore section (3a) and a second bore step (3c) on the other hand of the central bore section (3a). To form the pre-combustion chamber (2), a cap (4) with at least one overflow opening (not shown) is arranged in the first bore shoulder (3b) and a sleeve (5) is arranged in the second bore shoulder (3c), the cap (4) and the sleeve (5) are connected to one another by means of a common threaded connection (6). The cap (4) and the sleeve (5) are therefore connected to one another in the sense of a push-through screw connection and are thus firmly accommodated in the bore (3) in the cylinder head (1).

Die Kappe (4) weist einen zylindrischen Kappenabschnitt (4a) auf, mittels welchem die Kappe (4) im ersten Bohrungsabsatz (3b) aufgenommen ist. Weiter weist die Kappe (4) eine ringförmige ebene Kappenanlagefläche (4b) auf, welche an einer ringförmigen ebenen ersten Anlagefläche (3ba) des ersten Bohrungsabsatzes (3b) anliegt.The cap (4) has a cylindrical cap section (4a) by means of which the cap (4) is accommodated in the first bore step (3b). The cap (4) also has an annular, flat cap contact surface (4b) which bears against an annular, flat first contact surface (3ba) of the first bore shoulder (3b).

Die Hülse (5) ist als einfach abgesetzte Hülse (5) in Form einer Stufenhülse ausgeführt und erstreckt sich wenigstens teilweise über den zweiten Bohrungsabsatz (3c), über den zentralen Bohrungsabschnitt (3a) und wenigstens teilweise über den ersten Bohrungsabsatz (3b) und ragt in die Kappe (4). Die Hülse (5) weist einen zylindrischen Hülsenabschnitt (5a) auf, mittels welchem die Hülse (5) im zweiten Bohrungsabsatz (3c) aufgenommen ist. Die Hülse (5) weist weiter einen Hülsenabsatz (5b) an einer Außenseite auf, welcher eine kegelförmige Hülsenanlagefläche (5ba) definiert. Die Hülsenanlagefläche (5ba) liegt an einer kegelförmigen zweiten Anlagefläche (3ca) des zweiten Bohrungsabsatzes (3c) an.The sleeve (5) is designed as a single stepped sleeve (5) in the form of a stepped sleeve and extends at least partially over the second bore shoulder (3c), over the central bore section (3a) and at least partially over the first bore shoulder (3b) and protrudes into the cap (4). The sleeve (5) has a cylindrical sleeve section (5a) by means of which the sleeve (5) is accommodated in the second bore shoulder (3c). The sleeve (5) also has a sleeve shoulder (5b) on an outside, which defines a conical sleeve contact surface (5ba). The sleeve contact surface (5ba) rests against a conical second contact surface (3ca) of the second bore step (3c).

An einer Innenseite der Kappe (4) ist ein Innengewinde (6a) vorgesehen. An einer Außenseite der Hülse (5) ist ein Außengewinde (6b) vorgesehen. Das Innengewinde (6a) und das Außengewinde (6b) stehen für die gemeinsame Gewindeverbindung (6) im Bereich des ersten Bohrungsabsatzes (3b) miteinander in Wirkeingriff.An internal thread (6a) is provided on an inside of the cap (4). An external thread (6b) is provided on an outside of the sleeve (5). The internal thread (6a) and the external thread (6b) are in operative engagement with one another for the common threaded connection (6) in the region of the first bore step (3b).

Weiter ist in der Bohrung (3) im Zylinderkopf (1) eine Zündeinrichtung (7) positioniert, wobei Zündelektroden (7a, 7b) der Zündeinrichtung (7) in die Hülse (5) ragen und die Zündeinrichtung (7) den zur Kappe (4) gegenüberliegenden Abschluss der Vorbrennkammer (2) bildet.An ignition device (7) is also positioned in the bore (3) in the cylinder head (1), with ignition electrodes (7a, 7b) of the ignition device (7) protruding into the sleeve (5) and the ignition device (7) covering the cap (4 ) forms the opposite end of the pre-combustion chamber (2).

BezugszeichenlisteReference List

11: Zylinderkopfcylinder head
22: Vorbrennkammerprecombustion chamber
33: Bohrungdrilling
3a3a: zentraler Bohrungsabschnittcentral bore section
3b3b: erster Bohrungsabsatzfirst step of drilling
3ba3ba: erste Anlageflächefirst contact surface
3c3c: zweiter Bohrungsabsatzsecond drilling step
3ca3approx: zweite Anlageflächesecond contact surface
44: Kappecap
4a4a: Kappenabschnittcap section
4b4b: Kappenanlageflächecap contact surface
55: Hülsesleeve
5a5a: Hülsenabschnittsleeve section
5b5b: Hülsenabsatzsleeve heel
5ba5ba: Hülsenanlageflächesleeve contact surface
66: Gewindeverbindungthreaded connection
6a6a: Innengewindeinner thread
6b6b: Außengewindeexternal thread
77: Zündeinrichtungignition device
7a7a: Zündelektrodeignition electrode
7b7b: Zündelektrodeignition electrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 1212350 B [0007]
DE 3145119 A1 [0008]

Claims

Cylinder head (1) with precombustion chamber (2) and a bore (3) offset on two sides with a central bore section (3a), a first bore shoulder (3b) on the one hand of the central bore section (3a) and a second bore shoulder (3c) on the other hand of the central bore section ( 3a), wherein a cap (4) with at least one overflow opening is arranged in the first bore shoulder (3b) and a sleeve (5) is arranged in the second bore shoulder (3c), and the cap (4) and the sleeve (5) by means of a common threaded connection (6) are connected to each other in the sense of a through-bolt.

Cylinder head (1) with pre-combustion chamber (2). patent claim 1 , characterized in that an ignition device (7) is positioned in the bore (3) in the cylinder head (1), ignition electrodes (7a, 7b) of the ignition device (7) protruding into the sleeve (5) and the ignition device (7) the forms the end of the pre-combustion chamber (2) opposite the cap (4).

Cylinder head (1) with pre-combustion chamber (2) according to one of the preceding patent claims, characterized in that the threaded connection (6) is designed as a tight fit thread.

Cylinder head (1) with pre-combustion chamber (2) according to one of the preceding patent claims, characterized in that the cap (4) is aligned with respect to the cylinder head (1) by a form-fit connection between cap (4) and cylinder head (1).