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Gemischverdichtende Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich
auf eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei welcher der
die Zündkerze enthaltende Brennraum durch eine einseitig über dem ebenen Kolbenboden
angeordnete Ausnehmung des Zylinderkopfes gebildet wird, in welcher die Ventile
schräg zur Zylinderachse angeordnet sind und in die das Gemisch bei Annäherung des
Kolbens an die neben dem Brennraum liegende ebene Zylinderkopffläche verdrängt wird.
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Bekanntlich ergeben Verbrennungskammern von Ottomotoren bessere Ergebnisse,
wenn sie »gedrängt« konstruiert sind, d. h., daß das Gemisch in einem Raum von möglichst
regelmäßiger Form, d. h. von ungefähr gleichen Abmessungen, von der Zündkerze aus
gemessen, entzündet wird.
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Um derartige Verhältnisse zu schaffen sind bereits Brennkraftmaschinen
konstruiert worden, bei denen die Ventile mit zueinander geneigten Achsen angeordnet
werden, damit die Kammerabmessungen in der Länge möglichst verringert werden können.
Andererseits ist es bei einer Benzineinspritzung zweckmäßig, wenn sich die Achse
der Einspritzdüse in einer zur Zylinderachse senkrechten Ebene befindet, damit der
Treibstoffstrahl nicht im Gegenstrom zur Bewegung der durch den Kolben zur Zylinderdecke
gedrückten Luft fließt. Die Schrägstellung der Ventile in zwei Richtungen, d. h.
die Anbringung der Ventile an auf einer zur Zylinderachse geneigten Ebene liegenden
Welle, gestattet es außerdem, den Motor niedriger und die Ventilstangen kürzer auszubilden,
woraus sich eine billigere Herstellung und geringeres Gewicht des Motors ergeben.
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Ferner ergibt sich bei nach der einen Zylinderseite verlegter anstatt
in der Zylindermitte angeordneter Brennkammer eine bedeutende Abflachung zwischen
Kolbenoberteil und Zylinderkopf, was eine Verwirbelung und somit die Gleichförmigkeit
des Gemisches fördert.
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Eine Kammerausbildung nach den obigen Richtlinien sind aber schwierige
konstruktive Grenzen gesetzt, und zwar infolge der Notwendigkeit, die Ventile frei
anzubringen und die Ventilsitze leicht bearbeiten zu können.
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Selbst falls eine Kugelkappe mit einem geringeren Halbmesser als derjenige
des Zylinders gewählt wird, so wäre es trotzdem nicht möglich, das gewünschte Verdichtungsverhältnis
zu erreichen, wenn Flachkolben verwendet werden sollen, da eine Kappe mit einer
solchen Breite, daß zwei Ventile mit den durch den Motor bedingten Abmessungen montiert
werden können, ein zu großes Volumen hätte und bei der Anbringung der Einspritzdüse
und der Kerze Schwierigkeiten bereiten würde.
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Gemäß der Erfindung wird diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß
zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock in an sich bekannter Weise ein ringförmiges
Zwischenstück vorgesehen ist, dessen innerer Durchmesser dem Zylinderdurchmesser
entspricht. Da der Brennraum nach der einen Seite offen ist, ergeben sich bei der
Bearbeitung der Ventilsitze und der Anbringung der Ventile keine Schwierigkeiten
mehr.
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Außerdem kann die Einspritzdüse in der bestmöglichen Stellung angebracht
werden, da der dem ringförmigen Zwischenstück zugehörige Brennraumteil von jedem
anderen Hindernis völlig frei ist, und auch das Kühlwasser um die Wurzel der Einspritzdüse
vollständig umlaufen kann. Gemäß einem besonderen Erfindungsmerkmal ist daher die
Einspritzdüse, den Ventilen gegenüberliegend, innerhalb des Zwischenstückes angeordnet.
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Nachstehend wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel
derselben an Hand schematischer Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß
ausgebildete Brennkraftmaschine; Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch die Darstellung
nach Fig. 1 nach Linie II-II; Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch den Zylinderkopf
in einer Ebene, welche durch die Ventilschäfte verläuft.
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Der Brennraum der Brennkraftmaschine des gewählten Beispiels der Erfindung
ist in bekannter Weise derart ausgebildet, daß ein größter Rauminhalt
bei
kleinstem Flächeninhalt "sowie nach allen Richtungen hin im wesentlichen gleichmäßigen
Abmessungen erreicht wird, d. h. daß die Höhe des Brennraumes im wesentlichen gleich
ist der Breite desselben, so daß sich die. Verbrennung innerhalb kürzester Zeit
durch die gesamte eingeschlossene Gasmenge hindurch ausbreiten kann.
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Im einzelnen umfaßt die dargestellte Brennkraftmaschine einen Zylinderblock
1, einen Kolben 2 sowie einen Zylinderkopf 3, ; in welchem der Brennraum bei im
wesentlichen gleichen Abmessungen nach allen Richtungen hin exzentrisch zur Zylinderachse
ausgebildet ist. Dieser Brennraum weist sowohl Wandungen 4 auf, die durch einen
Ansatz 3 a des Zylinderkopfes 3 gebildet werden, der sich in ein ringförmiges Zwischenstück
5 hinein erstreckt, welches zwischen dem Zylinderkopf 3 und dem Zylinderblock 1
angeordnet ist, wie auch einen Wandungsteil 6, der durch ein Teilstück des Zwischenstückes
5 gebildet wird.
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Der von den Ventilen 7 und 8 gesteuerte Einlaß bzw. Auslaß steht ebenso
wie eine nicht bezeichnete Gewindebohrung für die Aufnahme der Zündkerze 9 durch
die Wandungen 4 hindurch mit dem Brennraum in Verbindung.
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Dagegen ist die Einspritzdüse 10 innerhalb eines Durchbruches des
Wandungsteiles 6 angeordnet und erstreckt sich in einer Ebene, die im wesentlichen
senkrecht zur Zylinderachse verläuft. Diese Einspritzdüse 10 ist in einer
solchen Richtung eingesetzt, daß der Kraftstoffstrahl zu der durch den Einlaß eintretenden
und durch den Auslaß ausströmenden Luftsäule einen günstigsten Richtungsverlauf
einnimmt, d. h. auf eine heiße Zone hin verläuft, welche die Verdampfung des Kraftstoffes
unterstützt.
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Das ringförmige Zwischenstück 5 ermöglicht einen Einbau der Ventile
7 und 8, bevor der Zylinderkopf 3 auf dieses Zwischenstück 5 aufgesetzt wird.
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Gegebenenfalls kann das ringförmige Zwischenstück 5 auch als Verlängerung
des Zylinderblocks 1 über den Kolbenkopf 3 hinaus ausgebildet werden.
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Vorzugsweise wird die Zündkerze in bekannter Weise an einem mittigen
Teil des Brennraumes angeordnet, so daß die Flamme für ihren Durchtritt durch die
eingeschlossene Gasmenge nur einen wesentlich verkürzten Weg zurücklegen muß.
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Die Versetzung des Brennraumes gegenüber der Zylinderachse ist insbesondere
für Einspritzmotoren günstig und geeignet, da hierdurch eine Wirbelung bewirkt wird,
ohne die Homogenität der eingeschlossenen Gasmischung nachteilig zu beeinflussen.
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Vorzugsweise sind die Ventile 7 und 8 in bekannter Weise in einer
Ebene angeordnet, welche mit der Zylinderachse einen Winkel von etwa 45° einschließt,
und stehen zueinander in einem Winkel, der etwas geringer ist als 90°.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, daß die Einspritzöffnung der
Einspritzdüse innerhalb des Zwischenstückes 5 den beider Ventilen gegenüberliegt.