DE1054778B

DE1054778B - Mixture-compressing internal combustion engine

Info

Publication number: DE1054778B
Application number: DEF15395A
Authority: DE
Inventors: Gustav P Toews
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-08-05
Filing date: 1954-08-05
Publication date: 1959-04-09

Description

Gemischverdichtende Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit hängend angeordneten Ein- und Auslaßventilen und mit einem rohrförmigen Kanal, der rechtwinklig zur Längsachse des Zylinders die Zylinderwand durchsetzt und eine Zündkerze enthält, deren Zündstellen im Kanal liegen.Mixture-compressing internal combustion engine The invention relates to on a mixture-compressing internal combustion engine with suspended inputs and Exhaust valves and with a tubular channel that is perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder penetrates the cylinder wall and contains a spark plug whose ignition points lying in the canal.

Derartige Brennkraftrnaschinen sind bereits bekannt. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß der die Zündkerze enthaltende Kanal nicht ausreichend gespült wird, so daß im Augenblick der Zündung nicht immer ein zündfähiges Gemisch an der Zündkerze vorhanden ist.Such internal combustion engines are already known. They do, however the disadvantage that the channel containing the spark plug is not sufficiently flushed so that at the moment of ignition not always an ignitable mixture at the Spark plug is present.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit der Zündung, vor allem bei Teillast, zu erhöhen.The invention is based on the task of ensuring the safety of the ignition, especially at part load.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der die Zündkerze enthaltende Kanal näher am Einlaßventil als am Auslaßventil und an einer Stelle der Zylinderwand angeordnet ist, die im wesentlichen mit dem Kopf des in Offenstellung befindlichen Einlaßventils fluchtet, so daß ein Teil des durch das offene Einlaßventil einströmenden Gemisches in den Kanal abgelenkt und von der im Kanal angeordneten Zündkerze einwandfrei gezündet wird.This is achieved according to the invention in that the spark plug containing channel closer to the inlet valve than the outlet valve and at one point the cylinder wall is arranged, which is essentially with the head of the in the open position located inlet valve is aligned so that part of the through the open inlet valve Inflowing mixture deflected into the channel and arranged in the channel The spark plug ignites properly.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzlich in an sich bekannter Weise zwei Zündkerzen an diametral gegenüberstehenden Stellen des Zylinders angeordnet, deren Verbindungslinie ungefähr rechtwinklig zu einer die Achsen des Ein- und Auslaßventils enthaltenden Ebene verläuft. Diese zusätzlichen Zündkerzen sowie die im Kanal angeordnete Zündkerze können in an sich bekannter Weise an getrennte Zündstromerzeuger angeschlossen und nacheinander gezündet werden.In a further embodiment of the invention are also in per se known way two spark plugs at diametrically opposite points of the cylinder arranged, whose connecting line is approximately at right angles to one of the axes of the Inlet and outlet valve containing plane runs. Those extra spark plugs and the spark plug arranged in the channel can be connected to separate ones in a manner known per se Ignition generator connected and ignited one after the other.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar ist -Fig.l eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Motorzylinders, bei welcher der die Zündkerze enthaltende Kanal in einem besonderen Einsatz- oder Anpaßstück angeordnet ist, Fig.2 eine Ansicht des mit der Zündkerze nach Fig. 1 verwendeten Anpaßstückes, Fig. 3 ein Querschnitt des Zylinders einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Zündeinrichtung und Fig. 4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, aus dem die Stellung der drei Zündkerzen zu sehen ist.An embodiment of the invention is shown in the drawing, namely -Fig. 1 is a partially sectioned side view of an engine cylinder, in which the channel containing the spark plug in a particular insert or The adapter is arranged, FIG. 2 a view of the with the spark plug according to FIG. 1 adapter used, Fig. 3 is a cross section of the cylinder of an internal combustion engine with the ignition device designed according to the invention and FIG. 4 shows a cross section according to line 4-4 of FIG. 3, from which the position of the three spark plugs can be seen.

Innerhalb des Zylinders befindet sich der Kolben 17. Jeder Zylinder hat eine Zündkerze 20, die so angeordnet ist, daß sich ihre Funkenstrecke am Ende eines Seitenkanals 21 befindet, der entweder in der Wand des Zylinders liegt oder durch ein mit Außengewinde versehenes Rohr 21' gebildet wird (Fig. 1). Dieses Rohr 21' wird in eine Öffnung 22 eingeschraubt, die in die Seite des Zylinders eingebohrt ist und ein Gewinde 23 hat. Bei Verwendung eines besonderen Anpaßstückes 24 (Fig. 2) besteht dieses aus einem Körper 25 und dem aus dem Körper ragenden Rohr 21'. Die Zündkerze 20 wird in eine Gewindeöffnung 26 des Anpaßstückes 24 eingeschraubt.The piston 17 is located inside the cylinder. Each cylinder has a spark plug 20 which is arranged so that its spark gap is at the end a side channel 21 is located either in the wall of the cylinder or is formed by an externally threaded pipe 21 '(Fig. 1). This pipe 21 'is screwed into an opening 22 drilled into the side of the cylinder and has a thread 23. When using a special adapter 24 (Fig. 2) this consists of a body 25 and the tube 21 'protruding from the body. The spark plug 20 is screwed into a threaded opening 26 of the adapter piece 24.

Das Einlaßventil 27 hat einen Ventilsitz 28. Bei geöffnetem Ventil befindet sich die Ebene, in welcher der Ventilteller liegt, unmittelbar gegenüber der Mittellinie des Kanals 21 oder des Rohres 21'.The inlet valve 27 has a valve seat 28. When the valve is open the plane in which the valve disc is located is directly opposite the center line of the channel 21 or tube 21 '.

Diese Anordnung ist besonders deutlich in Fig. 3 dargestellt, in der das geöffnete Ventil 27 eine solche Stellung hat, daß sein Teller im wesentlichen mit dem Seitenkanal 21 fluchtet, in dem sich die Zündkerze 20 befindet. Durch diese Anordnung wird ein Teil des -Brennstoff-Luft-Gemisches in den Kanal 21 abgelenkt, so daß sich in diesem Kanal mit Sicherheit ein brennbares. Gemisch befindet, das im richtigen Augenblick gezündet werden kann.This arrangement is shown particularly clearly in FIG. 3, in which the open valve 27 is in such a position that its plate is essentially aligned with the side channel 21 in which the spark plug 20 is located. By this arrangement, part of the fuel-air mixture is deflected into the channel 21, so that there is a combustible in this channel with certainty. Mixture is located that can be ignited at the right moment.

Außer der in dem Seitenkanal angeordneten Zündkerze 20 sind zusätzlich an diametral gegenüberliegenden Stellen des Zylinders noch zwei weitere Zündkerzen 18 und 19 vorgesehen, deren Verbindungslinie ungefähr rechtwinklig zu einer die Achsen des Ein-und Auslaßventils 27 und 27a enthaltenden Ebene verläuft. Diese Zündkerzen, 18 und 19 sind in Gewindebohrungen 37 des Zylinderdeckels eingeschraubt.In addition to the spark plug 20 arranged in the side channel, there are also two more spark plugs at diametrically opposite points on the cylinder 18 and 19 provided, the connecting line approximately at right angles to a die Axes of the inlet and outlet valve 27 and 27a containing plane runs. These spark plugs 18 and 19 are screwed into threaded bores 37 of the cylinder cover.

Fig. 4 zeigt diese Anordnung der Zündkerzen besonders deutlich.Fig. 4 shows this arrangement of the spark plugs particularly clearly.

Soll die Erfindung an einen mit Kühlrippen ausgerüsteten vorhandenen Motor angeordnet werden, so müssen mehrere Rippen beschnitten «-erden, um Raum für das Anpaßstück 24 zu schaffen. Man kann aber auch den Zylinder so gießen, daß an seiner einen Seite in der Nähe des Einlaßventils 27 das notwendige Metall für die Herstellung des Seitenkanals 21 und die Öffnung vorhanden ist, in die die Zündkerze 20 eingeschraubt werden kann.If the invention is to be applied to an existing one equipped with cooling fins Motor are arranged so several ribs have to be trimmed «-earth to make room for to create the adapter 24. One can but also the cylinder like that pour that on its one side near the inlet valve 27 the necessary Metal for the manufacture of the side channel 21 and the opening is present in which the spark plug 20 can be screwed in.

Beim Öffnen des Einlaßventils 27 strömt das aus entsprechenden Anteilen Luft und Kraftstoff bestehende Gemisch infolge des durch die Abwärtsbewegung des Kolben 17 hervorgerufenen Unterdruckes in den Zylinder ein, wobei ein Teil desselben in den Kanal 21 abgelenkt und an der Funkenstrecke der Zündkerze 20 gezündet wird. Der übrige Teil der Ladung strömt in den Zylinder. Das Einlaßventil schließt sich dann, und der Kolben beginnt unter der Einwirkung der Schwungscheibe, der Kurbelwelle und der damit verbundenen Pleuelstangen seinen Kompressionshub, bei dem die Ladung verdichtet wird. Kurz vor Erreichen der obersten Stellung des Kolbens im Zylinder werden die Zündkerzen gezündet. Beim Verbrennen des in dem Kanal 21 befindlichen Ladungsteiles wird eine Flammenfront in den Zylinder gedrückt, die einen Teil der in dem Zylinder befindlichen Ladung zündet. Wenn die beiden anderen Zündkerzen ebenfalls eingeschaltet sind, wird auch die Ladung an den beiden anderen Zündkerzen gezündet, so daß drei sich verschiebende Flammenfronten bestehen.When the inlet valve 27 is opened, this flows out of the corresponding proportions Air and fuel mixture as a result of the downward movement of the Piston 17 caused negative pressure in the cylinder, a part of the same is deflected into the channel 21 and ignited at the spark gap of the spark plug 20. The rest of the charge flows into the cylinder. The inlet valve closes then, and the piston begins under the action of the flywheel, the crankshaft and the associated connecting rods its compression stroke, during which the charge is compressed. Shortly before reaching the uppermost position of the piston in the cylinder the spark plugs are ignited. When burning the in the channel 21 Part of the charge, a flame front is pressed into the cylinder, which is part of the The charge in the cylinder ignites. If the other two spark plugs do the same are switched on, the charge on the other two spark plugs is also ignited, so that there are three shifting flame fronts.

Bei Maschinen mit drei Zündkerzen in einem Zylinder ist zur Erzielung der höchsten Leistung bekanntlich die richtige Bemessung der Vorzündung der einzelnen Kerzen von Bedeutung, damit die von den einzelnen Zündkerzen ausgehenden Flammenfronten eine in oder nahe der Mitte der Verbrennungskammer erfolgende Endverbrennung erzeugen.In machines with three spark plugs in one cylinder is to achieve of the highest power, as is well known, the correct dimensioning of the pre-ignition of the individual Candles of importance, so that the flame fronts emanating from the individual spark plugs produce final combustion in or near the center of the combustion chamber.

Beim Betrieb des erfindungsgemäß ausgerüsteten Motors wurden verschiedene Vorzündungsstellungen erprobt. Bekanntlich wird die Vorzündung in Winkelgraden der Schwungscheibe oder Luftschraube gegenüber der senkrechten Stellung gemessen, die die Schwungscheibe oder Luftschraube einnimmt, wenn sich der Kolbenkopf genau am Scheitel seiner Bewegung befindet. Die Vorzündung wird daher in Winkelgraden gemessen, die vor dem Punkt liegen, an dem der Kolben am Scheitel seines Hubes ankommt. Vorzündungen von 25 bis 30° Kurbelwinkel sind üblich. Wie nachstehend ausgeführt, ändert sich die bei einer Drosseldauerstellung erreichbare Höchstleistung mit der Vorzündung, die natürlich auf einen bestimmten günstigsten Wert eingestellt werden muß.When operating the engine equipped according to the invention, various Tried pre-ignition positions. As is known, the preignition in degrees of angle Flywheel or propeller measured against the vertical position that the flywheel or propeller assumes when the piston head is exactly on the Vertex of its movement. The pre-ignition is therefore measured in degrees, which lie before the point at which the piston arrives at the apex of its stroke. Pre-ignition A crank angle of 25 to 30 ° is common. As stated below, changes the maximum power achievable with the pre-ignition with a continuous throttle setting, which of course must be set to a certain most favorable value.

Es konnte erwartet werden, daß der Kanal 21 infolge der Verbrennung der in dem Kanal 21 und in dem Zylinder befindlichen Ladung selbst nach dein Auspuffhub des Kolbens, bei dem die Verbrennungsprodukte durch das dann offene Auslaßventil 27a. ausgestoßen «-erden, mit verbrannten Gasen gefüllt bleibt und daß infolgedessen eine zweite Füllung des Kanals mit einer Frischladung schwierig sein würde. Ausgedehnte Versuche haben jedoch gezeigt, daß dies nicht der Fall ist. Die Ursache hierfür ist die erfindungsgemäße Anordnung des Kanals in unmittelbarer Nähe des Einlaßventils, so daß die einströmende Ladung in einer Art Saugwirkung alle Restgase aus dem Kanal heraussaugt und das Einströmen einer genügenden Ladungsmenge ermöglicht, die sich an diesem Zeitpunkt nur unter einem geringen Druck befindet. Erhöht sich der Druck der Ladung während des Kompressionshubes, dann strömt so viel brennbare Ladung in den Kanal 21, daß eine einwandfreie Zündung mittels der Zündkerze 20 erfolgt. Dies ist weitgehend dadurch bewiesen worden, daß der Motor auch nur mit der Zündkerze 20 allein betrieben wurde, die die gesamte Ladung zur Zündung brachte. Selbst nach langem ständigem Laufen waren die Elektroden der Zündkerze vollkommen sauber und frei von Rußablagerungen, so daß der Beweis erbracht war, daß eine einwandfreie Verbrennung erfolgte.It could be expected that the channel 21 as a result of the burn of the charge in the passage 21 and in the cylinder even after your exhaust stroke of the piston, in which the combustion products pass through the exhaust valve which is then open 27a. expelled, remains filled with burnt gases and that as a result filling the channel a second time with a fresh charge would be difficult. Expansive However, tests have shown that this is not the case. The reason for this is the inventive arrangement of the channel in the immediate vicinity of the inlet valve, so that the incoming charge in a kind of suction effect all residual gases from the channel sucks out and allows the influx of a sufficient amount of charge that at this point is only under a low pressure. The pressure increases of the charge during the compression stroke, then as much combustible charge flows into it the channel 21 that a perfect ignition by means of the spark plug 20 takes place. this has largely been proven by the fact that the engine is also just using the spark plug 20 was operated alone, which ignited the entire charge. Even after After running for a long time, the spark plug electrodes were perfectly clean and free of soot deposits, so that the proof was provided that a faultless Burn took place.

Selbstverständlich kann die Erfindung auch an Sternmotoren angewendet werden.Of course, the invention can also be used on radial engines will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mixture-compressing internal combustion engine with hanging inlet and outlet valves and with a tubular channel which penetrates the cylinder wall at right angles to the longitudinal axis of the cylinder and contains a spark plug, the ignition points of which are in the channel, characterized in that the channel (21) is closer to The inlet valve (27) is arranged on the outlet valve (27a) and at a point on the cylinder side wall which is essentially aligned with the head of the inlet valve (27) which is in the open position, so that part of the mixture flowing in through the open inlet valve is deflected into the channel (21) and properly ignited by the spark plug (20) arranged in the channel. z. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that two spark plugs are additionally arranged in a manner known per se at diametrically opposite points of the cylinder, the connecting line of which runs approximately at right angles to a plane containing the axes of the inlet and outlet valves. 3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the spark plug (20) arranged in the channel (21) and the two additional spark plugs (18, 19) are connected in a manner known per se to separate ignition current generators and ignite one after the other. Documents considered: French Patent Specifications Nos. 586 737, 846 585; Swiss Patent No. 293 775; U.S. Patent No. 2,324,705.