DE102022115508A1 - Zylinderkopfvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Zylinderkopfvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfvorrichtung (10) für eine Verbrennungskraftmaschine (100), welche eine Zylinderkopfkomponente (20) und eine mit dieser verbundene Vorkammervorrichtung (30) umfasst, die zumindest eine Zündquelle (40) und wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) aufweist. Die wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) ist über einen in Bezug auf eine Mittelachse (42) der Zündquelle (40) versetzt an der wenigstens einen Vorkammerkomponente (50) angeordneten Absatz (54) gegenüber der Zylinderkopfkomponente (20) verspannt. Die zumindest eine Zündquelle (40) und die wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) sind gemeinsam Klemmkraft auf die Zylinderkopfkomponente (20) ausübend mit dieser verbunden. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Verbrennungskraftmaschine (100) mit einer Zylinderkopfvorrichtung (10) sowie ein Kraftfahrzeug (K) mit einer derartigen Verbrennungskraftmaschine (100).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine Zylinderkopfkomponente und eine mit dieser verbundene Vorkammervorrichtung umfasst, die zumindest eine Zündquelle und wenigstens eine Vorkammerkomponente aufweist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Verbrennungskraftmaschine mit einer derartigen Zylinderkopfvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Derartige Vorkammervorrichtungen können eine Zündkerze sowie eine mit dieser verbundene Vorkammerhülse umfassen und als sogenannte Vorkammerkerzen ausgebildet sein. Beim Betrieb einer die Zylinderkopfvorrichtung aufweisenden Verbrennungskraftmaschine kann anhand der Zündkerze in einem Vorkammervolumen der Vorkammerhülse enthaltenes Kraftstoff-Luft-Gemisch entflammt werden. Die Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bewirkt ein Übertreten von sogenannten Fackelstrahlen über jeweilige Durchgangsöffnungen der Vorkammerhülse in einen der Vorkammervorrichtung zugeordneten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine. In diesem Brennraum kann eine Zündung eines dort enthaltenen Luft-Kraftstoff-Gemisches durch die Fackelstrahlen bewirkt werden.
  • Beim Einsatz der Vorkammerkerze zum Zünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Vorkammerhülse kommt es nach der Zündung innerhalb der Vorkammerhülse zu einem schnellen Druckanstieg. Dabei schießen in der Regel mehrere der auch als Zündstrahlen bezeichneten Fackelstrahlen in den Brennraum. Dies führt zu multiplen Zündorten außerhalb der Mitte des Brennraums und bewirkt generell ein schnelles Durchbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum unter einer verringerten Klopfneigung, sofern die Verbrennungskraftmaschine als Ottomotor ausgebildet ist.
  • Aus der DE 26 36 659 A1 ist ein Betriebsverfahren für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, bei der Luft angesaugt und möglichst vollständig in einen vom Hubraum des Kolbens baulich abgeteilten Verbrennungsraum hineinkomprimiert wird. Die im Verbrennungsraum enthaltene Luft wird durch Hochdruckeinspritzung von Kraftstoff unter Einhaltung eines lastunabhängig konstant bleibenden Einspritzendes mit Kraftstoff angereichert und die so gebildete Ladung durch eine fremde Zündquelle etwa 35 bis 15° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt des Hubkolbens fremdgezündet, im Verbrennungsraum einstufig verbrannt und dadurch bei möglichst geringer Volumenveränderung im Druck erhöht und unter Arbeitsabgabe an den Hubkolben entspannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders exakte und gleichzeitig aufwandsarme Ausrichtung einer Vorkammervorrichtung relativ zu einer Zylinderkopfkomponente einer Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit einer derart exakt ausgerichteten Vorkammervorrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Zylinderkopfvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer derartigen Zylinderkopfvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Zylinderkopfvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine Zylinderkopfkomponente und eine mit dieser verbundene Vorkammervorrichtung umfasst, die zumindest eine Zündquelle und wenigstens eine Vorkammerkomponente aufweist.
  • Die Zylinderkopfkomponente kann in vorteilhafter Weise als Zylinderkopf oder als Teil oder Bereich des Zylinderkopfes ausgebildet sein. Die Zündquelle kann bevorzugt als Zündkerze ausgebildet sein. Die Vorkammerkomponente kann als Vorkammer, insbesondere als Vorkammerhülse, ausgebildet sein. Die Vorkammerkomponente kann damit ein Vorkammervolumen aufweisen, in welches die Zündquelle wenigstens bereichsweise eingeführt sein kann. Das Vorkammervolumen kann über wenigstens eine Durchgangsöffnung der Vorkammerkomponente mit einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine fluidleitend verbindbar sein. Wird beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Zylinderkopfvorrichtung ein Kraftstoff-Luft-Gemisch anhand der Zündquelle in dem Vorkammervolumen entflammt, so kann zumindest ein, infolge der Entflammung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entstehender Fackelstrahl über die wenigstens eine Durchgangsöffnung in dem Brennraum gelangen, um dort eine Luft-Kraftstoff-Mischung zu entflammen. Bevorzugt kann die Vorkammerkomponente eine Mehrzahl an Durchgangsöffnungen aufweisen, über welche beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorkammervorrichtung dementsprechend eine Mehrzahl an Fackelstrahlen in den Brennraum übertreten kann.
  • Um eine exakte und gleichzeitig aufwandsarme Ausrichtung der Vorkammervorrichtung relativ zu der Zylinderkopfkomponente sicherzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die wenigstens eine Vorkammerkomponente über einen in Bezug auf eine Mittelachse der Zündquelle versetzt an der wenigstens einen Vorkammerkomponente angeordneten Absatz gegenüber der Zylinderkopfkomponente verspannt ist. Dabei sind die zumindest eine Zündquelle und die wenigstens eine Vorkammerkomponente gemeinsam Klemmkraft auf die Zylinderkopfkomponente ausübend mit dieser verbunden. Von Vorteil ist hierbei, dass durch den Versatz des Absatzes relativ zu der Mittelachse der Zündquelle eine besonders einfache Verdrehsicherung gegeben ist, welche die aufwandsarme Ausrichtung der Vorkammervorrichtung relativ zu der Zylinderkopfkomponente sicherstellen kann. Dadurch, dass der Absatz in Bezug auf die Mittelachse der Zündquelle versetzt an der Vorkammerkomponente angeordnet ist, ist der Absatz mit anderen Worten außermittig zur Mittelachse der Zündquelle angeordnet. Die Mittelachse der Zündquelle kann insbesondere als Mittelachse eines Gewindes, beispielsweise eines Außengewindes der Zündquelle ausgebildet sein. Über das Gewinde, insbesondere Außengewinde kann die Zündquelle mit der Vorkammerkomponente verschraubt sein.
  • Die Mittelachse der Zündquelle kann allgemein auch einer Mittelachse der Vorkammerkomponente und damit auch eines Vorkammerhülsenbereichs der Vorkammerkomponente entsprechen.
  • Unter dem Ausdruck „gegenüber der Zylinderkopfkomponente verspannt“ oder „gegenüber der Zylinderkopfkomponente abgestützt“ ist im Rahmen der Offenbarung zu verstehen, dass die jeweilige Komponente (beispielsweise über einen Vorsprung oder eine andere Anlagefläche) einen Anpressdruck auf die Zylinderkopfkomponente ausübt und dabei entweder direkt und damit unmittelbar an der Zylinderkopfkomponente anliegt oder unter Zwischenschaltung einer weiteren Komponente, beispielsweise eines metallischen Dichtringes, und damit mittelbar an der Zylinderkopfkomponente den Anpressdruck ausüben kann. Das Verspannen bzw. Abstützen kann durch Verschraubung der Vorkammerkomponente mit der Zündquelle erfolgen. Durch die Verschraubung kann also die Zylinderkopfkomponente wenigstens bereichsweise zwischen der Vorkammerkomponente und der Zylinderkopfkomponente eingeklemmt sein.
  • Besonders bevorzugt kann eine verdrehgesicherte Ausrichtung und Orientierung der Vorkammervorrichtung relativ zu der Zylinderkopfkomponente und damit relativ zu dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ausschließlich anhand des Absatzes erfolgen. Somit kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ausschließlich anhand des Absatzes sowohl eine Höhenpositionierung als auch Winkelorientierung (Drehausrichtung) der Vorkammervorrichtung an der Zylinderkopfkomponente erfolgt. Mit anderen Worten weist die Vorkammervorrichtung dann keine weiteren Elemente zum Ausrichten, beispielsweise einen Vorsprung oder einen Anschlag auf, anhand welchem die Ausrichtung und Orientierung, insbesondere Winkelorientierung, erfolgen könnte.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Absatz wenigstens bereichsweise als Konus ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da die lagegesicherte Ausrichtung anhand des Absatzes infolge der Ausgestaltung als Konus auch durch erhöhte Reibung zwischen dem Absatz und der Zylinderkopfkomponente sichergestellt werden kann.
  • Bevorzugt kann sich der Konus mit zunehmendem Abstand von der Zündquelle aufweiten. Mit anderen Worten kann der Konus in Richtung weg von der Zündquelle und damit hin zu einem der Vorkammervorrichtung zugeordneten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine einen zunehmend breiter werdenden Umfang aufweisen. Dadurch kann eine etwaige Flächenpressung zwischen dem Absatz und der Zylinderkopfkomponente besonders großflächig verteilt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Konus rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine besonders gleichmäßige Verteilung eines Anpressdrucks zwischen der Vorkammerkomponente und der Zylinderkopfkomponente sichergestellt ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Absatz eine Absatz-Mittelachse auf, welche parallel zu der Mittelachse der zumindest einen Zündquelle orientiert ist. Dies ist von Vorteil, da durch die parallele Anordnung der Absatz-Mittelachse zu der Mittelachse der Zündquelle eine besonders wirksame Verdrehsicherung und gleichzeitig die Möglichkeit der exakten Ausrichtung der Vorkammervorrichtung relativ zu der Zylinderkopfkomponente gegeben ist. Die Zündquelle kann hierzu in einer Zündquellen-Aufnahmeöffnung der Zylinderkopfkomponente angeordnet sein, wobei der Absatz in eine entsprechende Absatz-Aufnahmeöffnung der Zylinderkopfkomponente eingeführt sein kann. Ebenso wie die Absatz-Mittelachse und die Mittelachse der Zündquelle parallel zueinander versetzt sein können, kann dies auch für jeweilige Mittelachsen der Absatz-Aufnahmeöffnung und der Zündquelle-Aufnahmeöffnung gelten. Durch den jeweiligen parallelen Versatz der Mittelachsen kann auf einfache Weise eine Lagesicherung durch Formschluss erzielt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zumindest eine Zündquelle über einen in Bezug auf deren Mittelachse wenigstens bereichsweise rotationssymmetrisch umlaufenden Vorsprung gegenüber der Zylinderkopfkomponente abgestützt. Ein derartiger Vorsprung stellt eine besonders einfache herzustellende Anlagefläche bereit, über welche die Zündquelle an der Zylinderkopfkomponente abgestützt werden kann. Somit kann auf eine aufwendige konstruktive Ausgestaltung der Zündquelle verzichtet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Zylinderkopfkomponente eine Abstützfläche auf, an welcher der Absatz unter Ausbildung eines Dichtsitzes angepresst ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise zuverlässig verhindert werden, dass infolge eines durch Entflammung von Kraftstoff steigenden Druckes im Brennraum etwaige Abgase durch einen Bereich, insbesondere Spalt, zwischen der Zylinderkopfkomponente und dem Absatz aus dem Brennraum austreten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Vorkammerkomponente außengewindefrei ausgebildet. Dadurch kann die Vorkammerkomponente besonders einfach hergestellt werden. Mit anderen Worten weist die Vorkammerkomponente bevorzugt kein Außengewinde auf. Die Vorkammerkomponente kann insbesondere einen Vorkammerhülsenbereich aufweisen, also einen Bereich der als Vorkammerhülse ausgebildet sein kann, und welcher frei von dem Außengewinde sein kann. In diesen Vorkammerhülsenbereich kann die Zündquelle zumindest bereichsweise eingeführt sein.
  • Darüber hinaus kann der Vorkammerhülsenbereich (Vorkammerhülse) ebenso wie der Absatz formschlüssig, also beispielsweise unter Ausbildung einer Passung mit der Zylinderkopfkomponente in diese eingeführt sein. Zum Einführen des Vorkammerhülsenbereichs kann die Zylinderkopfkomponente ebenso wie die Zündquelle in einer Zündquellen-Aufnahmeöffnung der Zylinderkopfkomponente aufgenommen sein. Die Zündquellen-Aufnahmeöffnung kann auf Höhe des Vorkammerhülsenbereichs die Passung mit der Zündquellen-Aufnahmeöffnung bilden. Die Passung kann beispielsweise als Spielpassung oder als Übergangspassung ausgebildet sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Vorkammervorrichtung über eine Verschraubung zwischen der Vorkammerkomponente und der Zündquelle mit der Zylinderkopfkomponente verspannt. Dies ist von Vorteil, da hierdurch auch ohne eine aufwendige Bearbeitung der Zylinderkopfkomponente, insbesondere ohne ein Vorsehen eines Gewindes an der Zylinderkopfkomponente, eine zuverlässige und haltbare Befestigung der Vorkammervorrichtung an der Zylinderkopfkomponente sichergestellt werden kann. Ein auch als Zündquellen-Außengewinde bezeichnetes Außengewinde der Zündquelle kann dabei mit einem auch als Vorkammerkomponenten-Innengewinde bezeichneten Innengewinde der Vorkammerkomponente verschraubt sein, also die Verschraubung bilden. Eine besonders aufwandsarme Befestigung und Lagesicherung der Vorkammervorrichtung lässt sich erzielen, wenn die Vorkammerkomponente und die Zündquelle ausschließlich über die Verschraubung mit der Zylinderkopfkomponente verspannt sind.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zylinderkopfvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei dieser Verbrennungskraftmaschine ist eine besonders exakte und gleichzeitig aufwandsarme Ausrichtung der Vorkammervorrichtung relativ zu der Zylinderkopfkomponente gegeben.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
  • Die in Bezug auf einen der Aspekte vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die jeweils anderen Aspekte der Erfindung und umgekehrt.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
  • Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt:
    • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer Zylinderkopfkomponente und einer mit dieser verspannten Vorkammervorrichtung, welche einer stark abstrahiert dargestellten Verbrennungskraftmaschine eines ebenfalls stark abstrahiert dargestellten Kraftfahrzeugs zugeordnet sind; und
    • 2 eine schematische Perspektivansicht der Vorkammervorrichtung, welche eine als Zündkerze ausgebildete Zündquelle sowie eine Vorkammerkomponente, die eine Vorkammerhülse und einen mit dieser verbundenen Absatz aufweist, der exzentrisch zu einer Mittelachse der Zündquelle orientiert ist, umfasst.
  • 1 zeigt in stark abstrahierter Darstellung ein Kraftfahrzeug K mit einer Verbrennungskraftmaschine 100. Die Verbrennungskraftmaschine 100 weist eine Zylinderkopfvorrichtung 10 auf, welche in 1 in ausschnittsweise und in Schnittdarstellung gezeigt ist.
  • Die Zylinderkopfvorrichtung 10 weist eine Zylinderkopfkomponente 20 und eine mit dieser verbundene Vorkammervorrichtung 30 auf. Die Zylinderkopfkomponente 20 kann, wie in der vorliegenden Variante gezeigt, als Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 100 ausgebildet sein. Alternativ dazu kann die Zylinderkopfkomponente 20 auch als Teil oder Bereich eines Zylinderkopfes der Verbrennungskraftmaschine 100 ausgebildet sein. Die Vorkammervorrichtung 30 ist vereinzelt und damit ohne die Zylinderkopfkomponente 20 in perspektivischer Ansicht in 2 gezeigt.
  • Die Vorkammervorrichtung 30 weist eine vorliegend als Zündkerze ausgebildete Zündquelle 40 und eine Vorkammerkomponente 50 auf. Die Vorkammerkomponente 50 weist eine auch als Vorkammerhülsenbereich bezeichnete Vorkammerhülse 58 und einen Absatz 54 auf. Die Vorkammerhülse 58 und der Absatz 54 sind einteilig miteinander verbunden.
  • Die Zylinderkopfkomponente 20 weist eine auch als Zündquelle-Aufnahmeöffnung 28 bezeichnete Aufnahmeöffnung zum Einführen der Zündquelle 40 bei deren Montage an der Zylinderkopfkomponente 20 auf. Darüber hinaus weist die Zylinderkopfkomponente 20 eine auch als Absatz-Aufnahmeöffnung 26 bezeichnete Aufnahmeöffnung zum Einführen des Absatzes 54 und Anordnen des Absatzes 54 an der Zylinderkopfkomponente 20 auf. Die Absatz-Aufnahmeöffnung 26 wird umfangsseitig durch eine Abstützfläche 22 begrenzt, an welche der Absatz 54 der Vorkammerkomponente 50 bei deren Montage an der Zylinderkopfkomponente 20 unter Ausbildung eines Dichtsitzes 24 angepresst werden kann.
  • An der Vorkammerhülse 58 ist ein Innengewinde 60 der Vorkammerkomponente 50 angeordnet, wohingegen die Zündquelle 40 ein Außengewinde 46 aufweist.
  • Die Zündquelle-Aufnahmeöffnung 28 und die Absatz-Aufnahmeöffnung 26 grenzen aneinander an. An einem an die Absatz-Aufnahmeöffnung 26 angrenzenden Teilbereich der Zündquelle-Aufnahmeöffnung 28 ist die Vorkammerhülse 58 eingeführt. Die Vorkammerhülse 58 kann dabei eine Passung zumindest mit dem Teilbereich der Zündquelle-Aufnahmeöffnung 28 ausbilden.
  • Zur Montage der Vorkammervorrichtung 30 werden die Zündquelle 40 und die Vorkammerkomponente 50 aus einander entgegengesetzten Richtungen wenigstens bereichsweise in die Zündquelle-Aufnahmeöffnung 28 bzw. die Absatz-Aufnahmeöffnung 26 eingeführt und aufeinander zubewegt. Der Absatz 54 wird dabei an die Abstützfläche 22, welche die Absatz-Aufnahmeöffnung umfangsseitig zumindest bereichsweise begrenzt, Formschluss bildend angelegt und die Vorkammerkomponente 50 mit der Zündquelle 40 unter Ausbildung einer Verschraubung 32, bei welcher das Innengewinde 60 und das Außengewinde 46 ineinander greifen, verschraubt. Die Zündquelle 40 kann einen einfachen, beispielsweise konusförmigen oder torusförmigen Vorsprung 44 aufweisen. Über diesen Vorsprung 44 liegt die Zündquelle 40 an einem nicht bezifferten Abstützbereich der Zylinderkopfkomponente 20 an. In 1 ist der Abstützbereich zwischen dem Vorsprung 44 und einem dem Absatz 54 abgewandten Ende der Vorkammerhülse 58 angeordnet.
  • Beim Ausbilden der Verschraubung 32 liegen eine durch eine strichpunktierte Linie in 1 angedeutete Mittelachse 42 der Zündquelle 40 und eine ebenfalls durch diese strichpunktierte Linie in 1 angedeutete Mittelachse 52 der Vorkammerkomponente 52, genauer gesagt der Vorkammerhülse 58 (Vorkammerhülsenbereich) übereinander. Aus diesem Grund sind die Mittelachsen 42, 52 in 1 deckungsgleich, also einander überdeckend, dargestellt.
  • Beim Verschrauben der Gewinde 46, 60, also beim Ausbilden der Verschraubung 32, werden die Vorkammerkomponente 50 einerseits und die Zündquelle 40 andererseits an die Zylinderkopfkomponente 20 gedrückt und damit mit der Zylinderkopfkomponente 20 verspannt. Die Verspannung erfolgt dabei ausschließlich über die Verschraubung 32. Es sind also keine weiteren Spannvorrichtungen vorgesehen.
  • Die Zündquelle 40 wird dabei über deren Vorsprung 44 an die Zylinderkopfkomponente 20, also an den Abstützbereich, gepresst, wohingegen die Vorkammerkomponente 50 über den Absatz 54 an die (beispielsweise konusförmige) Abstützfläche 22 der Zylinderkopfkomponente 20 gepresst wird. Die Zylinderkopfkomponente 20 wird dabei bereichsweise zwischen der Zündquelle 40 und der Vorkammerkomponente 50 eingeklemmt. Die Zündquelle 40 und die Vorkammerkomponente 50 sind also mit anderen Worten gemeinsam Klemmkraft auf die Zylinderkopfkomponente 20 ausübend mit dieser verbunden. Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 100 kann anhand der Zündquelle 40 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Vorkammervolumen der Vorkammerkomponente 50 gezündet werden, wodurch auch als Fackelstrahlen bezeichnete Zündstrahlen 104 über mehrere Durchgangsöffnungen 62 der Vorkammerkomponente 50 aus dem Vorkammervolumen austreten und in einen Brennraum 102 der Verbrennungskraftmaschine 100, welchem die Vorkammervorrichtung 30 zugeordnet ist, eintreten.
  • Der als rotationssymmetrischer Konus ausgebildete Absatz 54 ist exzentrisch und damit außermittig in Bezug auf die Mittelachsen 42, 52 versetzt, sodass dementsprechend eine Absatz-Mittelachse 56, welche auch als Mittelachse des Absatzes 54 bezeichnet werden kann, in einem Abstand zu den Mittelachsen 42, 52 verläuft und dabei parallel zu diesen Mittelachsen 42, 52 orientiert ist.
  • Die außengewindefrei ausgebildete Vorkammerkomponente 50 ist über den in Bezug auf die Mittelachse 42 der Zündquelle 40 versetzt an der Vorkammerkomponente 50 und dabei an der Vorkammerhülse 58 angeordneten Absatz 54 gegenüber der Zylinderkopfkomponente 20 verspannt.
  • Der exzentrische Absatz 54 ermöglicht eine besonders genaue Ausrichtung der Vorkammervorrichtung 30 an der Zylinderkopfkomponente 20 und damit relativ zu dem Brennraum 102. Dadurch können die Durchgangsöffnungen 62 exakt, beispielsweise hinsichtlich deren Höhenlage, positioniert und winkelorientiert ausgerichtet werden und damit die Zündstrahlen 104 zielgerichtet in den Brennraum 102 eintreten. Die Vorkammervorrichtung 30 kommt dabei ohne spezielle geometrische Ausgestaltung der Zündquelle 40 aus, sodass letztere einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweisen kann. Es ist also insbesondere keine spezielle Vorkammerkerze als Zündquelle 40 erforderlich.
  • Über die Vorkammervorrichtung 30 können mehrere der Zündstrahlen 104 in den Brennraum 102 eintreten, insbesondere einschießen, wobei jedoch der als exzentrischer Konus ausgebildete Absatz 54 durch dessen Anlage an der komplementär zu dem Absatz 54 geformten Abstützfläche 22 für eine winkelgenaue und lagegenaue Ausrichtung der Durchgangsöffnungen 62 sorgt. Durch die damit winkelorientierte Einbauweise der Vorkammerhülse 58 ist eine vorbestimmte Positionierung und Ausrichtung von jedem Zündstrahl 104 möglich. Ausrichtungsfehler bei der Montage der Vorkammervorrichtung 30 an der Zylinderkopfkomponente 20 können damit zumindest weitgehend ausgeschlossen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Zylinderkopfvorrichtung
    20
    Zylinderkopfkomponente
    22
    Abstützfläche
    24
    Dichtsitz
    26
    Absatz-Aufnahmeöffnung
    28
    Zündquelle-Aufnahmeöffnung
    30
    Vorkammervorrichtung
    32
    Verschraubung
    40
    Zündquelle
    42
    Mittelachse der Zündquelle
    44
    Vorsprung
    46
    Außengewinde
    50
    Vorkammerkomponente
    52
    Mittelachse der Vorkammerkomponente
    54
    Absatz
    56
    Absatz-Mittelachse
    58
    Vorkammerhülse
    60
    Innengewinde
    62
    Durchgangsöffnung
    100
    Verbrennungskraftmaschine
    102
    Brennraum
    104
    Zündstrahl
    K
    Kraftfahrzeug
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2636659 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Zylinderkopfvorrichtung (10) für eine Verbrennungskraftmaschine (100), welche eine Zylinderkopfkomponente (20) und eine mit dieser verbundene Vorkammervorrichtung (30) umfasst, die zumindest eine Zündquelle (40) und wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) über einen in Bezug auf eine Mittelachse (42) der Zündquelle (40) versetzt an der wenigstens einen Vorkammerkomponente (50) angeordneten Absatz (54) gegenüber der Zylinderkopfkomponente (20) verspannt ist, wobei die zumindest eine Zündquelle (40) und die wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) gemeinsam Klemmkraft auf die Zylinderkopfkomponente (20) ausübend mit dieser verbunden sind.
  2. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (54) wenigstens bereichsweise als Konus ausgebildet ist.
  3. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  4. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (54) eine Absatz-Mittelachse (56) aufweist, welche parallel zu der Mittelachse (42) der zumindest einen Zündquelle (40) orientiert ist.
  5. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zündquelle (40) über einen in Bezug auf deren Mittelachse (42) wenigstens bereichsweise rotationssymmetrisch umlaufenden Vorsprung (44) gegenüber der Zylinderkopfkomponente (20) abgestützt ist.
  6. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfkomponente (20) eine Abstützfläche (22) aufweist, an welcher der Absatz (54) unter Ausbildung eines Dichtsitzes (24) angepresst ist.
  7. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Vorkammerkomponente (50) außengewindefrei ausgebildet ist.
  8. Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammervorrichtung (30) über eine Verschraubung (32) zwischen der Vorkammerkomponente (50) und der Zündquelle (40) mit der Zylinderkopfkomponente (20) verspannt ist.
  9. Verbrennungskraftmaschine (100) mit einer Zylinderkopfvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Kraftfahrzeug (K) mit einer Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2636659A1 (de) 1976-08-14 1978-02-16 Daimler Benz Ag Betriebsverfahren fuer eine luftansaugende, fremdgezuendete brennkraftmaschine, entsprechende brennkraftmaschine sowie geeignetes einspritzventil
AT503505A2 (de) 2007-07-05 2007-10-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine, insbesondere grossgasmotor
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