DE1093138B

DE1093138B - Mixture-compressing internal combustion engine with external ignition

Info

Publication number: DE1093138B
Application number: DES48651A
Authority: DE
Inventors: Antoine Brueder
Original assignee: Andre Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1955-09-16
Filing date: 1956-05-08
Publication date: 1960-11-17

Description

Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und hängend angeordneten Ventilen. Zur Verbesserung der Leistung solcher Brennkraftmaschinen wurde bereits vorgeschlagen, die Köpfe der Zylinder und die Böden der Kolben so zu gestalten, daß sie in der oberen Totlage des Kolbens an einer heißen Stelle, d. h. in der Nähe des Auslaßventils, eine Brennkammer bilden. Die Gestalt der Kammer wurde so gewählt, daß die Flammenfront möglichst in der Kuppe der Kammer gedämpft wird und eine günstige Entfaltung des Verbrennungsdruckes erzielt ist.Mixture-compressing internal combustion engine with spark ignition The invention relates to a mixture-compressing internal combustion engine with spark ignition and hanging arranged valves. To improve the performance of such internal combustion engines it has already been suggested the heads of the cylinders and the bottoms of the pistons so to design that they are in the upper dead position of the piston at a hot point, d. H. near the exhaust valve, form a combustion chamber. The shape of the chamber was chosen so that the flame front is attenuated as far as possible in the top of the chamber and a favorable development of the combustion pressure is achieved.

Zur Verstärkung der Wirbelströmung in der Brennkammer wurde der freie Raum oberhalb, der Kolben im oberen Totpunkt in allen nicht die Brennkammer bildenden Teilen vermindert, insbesondere auf der Seite; des Einlaßventils. Die in diesem Teil des Zylinders befindlichen Gase werden dadurch kurz vor der Zündung wirbelnd in die Brennkammer gedrängt.To increase the vortex flow in the combustion chamber, the free Space above, the piston in top dead center in all not forming the combustion chamber Share diminished, especially on the side; of the inlet valve. The one in this Gases located in the cylinder are swirled shortly before ignition pushed into the combustion chamber.

Die Herstellung derartiger Zylinderköpfe ist jedoch umständlich. Insbesondere ist die Aufgabe der Kühlung der Zylinderköpfe schwierig zu lösen.The manufacture of such cylinder heads is, however, cumbersome. In particular the task of cooling the cylinder heads is difficult to solve.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen, die Brennkammer durch einen dachförmigen Kompressionsraum zu bilden, wobei der Kolben mit einer glatten Kuppe versehen ist. Hierbei zeigt es sich jedoch, daß die oben im. Zylinderkopf zentral angeordnete Zündkerze schlecht zugänglich ist; außerdem ist bei einer derartigen Ausführung wiederum die Wirbelbildung der Gase in der Brennkammer beeinträchtigt.In order to overcome this disadvantage, it has already been proposed that Combustion chamber to form a roof-shaped compression space, the piston is provided with a smooth dome. It turns out, however, that the above in the. Cylinder head centrally located spark plug is difficult to access; aside from that in such an embodiment is again the vortex formation of the gases in the combustion chamber impaired.

Es wurde nun bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und hängend angeordneten Ventilen, bei der sich Kolbenboden im oberen Totpunkt auf der Seite des Einlaßventils der Gestalt des Zylinderkopfinneren anpaßt und auf der Seite des Auslaßventils eine mit der Zündkerze in Verbindung stehende Vertiefung aufweist, wobei die beiden Kolbenbodenabschnitte durch eine abgerundete Kante miteinander verbunden sind, gefunden, daß das günstigste Ergebnis dann zu erreichen ist, wenn das Zylinderkopfinnere in an sich bekannter Weise als Halbkugel ausgebildet ist, in der die Ventile dachförmig angeordnet sind, und wenn ferner die Zündkerze seitlich in der Nähe der die beiden Kolbenbodenabschnitte verbindenden Kante vorgesehen ist. Die Zündkerze liegt dabei in der durch die Zylinderachse verlaufenden Längsebene, die zugleich die Symmetrieebene in bezug auf die Anordnung des Ein:laß- und Auslaßventils darstellt.It was now used in a mixture-compressing internal combustion engine External ignition and overhead valves, with the piston crown in the upper Adjusts dead center on the side of the intake valve of the shape of the cylinder head interior and one communicating with the spark plug on the exhaust valve side Has recess, the two piston crown sections by a rounded one Edge connected, found that the most favorable result then too can be achieved when the inside of the cylinder head is known as a hemisphere is formed in which the valves are arranged in a roof shape, and if further the spark plug laterally in the vicinity of the connecting the two piston crown sections Edge is provided. The spark plug lies in the one running through the cylinder axis Longitudinal plane, which at the same time is the plane of symmetry with regard to the arrangement of the inlet: and exhaust valve.

Ein Kolben mit einer derartigen Bodenfläche bildet mit dem halbkugelförmigen Zylinderkopf eine sich der Kugelform annähernde Brennkammer, die also so zusammengedrängt wie möglich ist, in allen Richtungen annähernd gleiche Dimensionen besitzt und in unmittelbarer Nähe des Auslaßventils liegt. Die besondere Ausbildung des Zylinderkopfes und des Kolbens ergibt ferner eine optimale Herabsetzung der wärmeaustauschenden Oberfläche, wobei die Gestaltung der Kolbenfläche besonders die Anpassung an die bei hoher Verdichtung auftretenden Verhältnisse gestattet.A piston with such a bottom surface forms with the hemispherical one Cylinder head has a combustion chamber approaching the shape of a sphere, which is thus compressed as possible, has approximately the same dimensions in all directions and in is in the immediate vicinity of the exhaust valve. The special design of the cylinder head and the piston also gives an optimal reduction of the heat exchanging Surface, with the design of the piston surface especially adapting to the conditions that occur at high compression are permitted.

Dabei ist es möglich, die Lage der Zündkerze an die sonstige Bauart der Brennkraftmaschine anzupassen und sie an einer günstigen, insbesondere auch gut zugänglichen Stelle anzuordnen.It is possible to adjust the position of the spark plug to the other design the internal combustion engine and adapt it to a favorable, in particular to be arranged in an easily accessible place.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Zylinderkopfes und des Kolbenbodens wird auch, wie sich in der Praxis gezeigt hat, die sogenannte Literleistung, d. h. Quotient aus der Leistung des Motors zu seinem Hubvolumen, bei sonst gleichen Verhältnissen erheblich gesteigert.Due to the inventive design of the cylinder head and the piston head as has been shown in practice, the so-called liter output, i.e. H. Quotient of the power of the engine to its displacement, all other things being equal Conditions increased considerably.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Darstellung des Kolbens, Fig. 2 einen. Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, die in einer durch die Kolbenachse gehenden Ebene liegt, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1, die rechtwinklig zur Linie II-II steht und ebenfalls durch die Kolbenachse verläuft und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Kolbenboden.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely Fig. 1 shows a representation of the piston, Fig. 2 shows a. Cut lengthways the line II-II in Fig. 1, which lies in a plane passing through the piston axis, Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 1, which is perpendicular to the line II-II stands and also runs through the piston axis and FIG. 4 is a plan view on the piston crown.

Der halbkugelförmige Zylinderkopf 1, der in Fig. 3 teilweise dargestellt ist, trägt das Einlaßventil2 und das Auslaßventil 3, die beide hängend angeordnet sind. Diese Ventile liegen symmetrisch zur Achse des Zvlinders 4 und die Zündkerze 5 seitlich der beiden Ventile.The hemispherical cylinder head 1, which is partially shown in Fig. 3 carries the inlet valve 2 and the outlet valve 3, both of which are suspended are. These valves are symmetrical to the axis of the cylinder 4 and the spark plug 5 to the side of the two valves.

Der Boden des Kolbens 6 ist durch eine Ab- flachung 7 auf der Seite des Einlaßventils 2 in der oberen Totlage des Kolbens der Gestalt des Zylinderkopfinneren angepaßt und läßt einen nur sehr schmalen Raum zwischen diesem Ventil und dem Kolben frei. Zur übrigen Anpassung an das Innere des Zylinderkopfes 1 sind beiderseits der Abflachung zwei kugelige Höcker 8 und 9 vorgesehen. Die Abflachung 7 und die beiden Höcker 8, 9 sind durch eine abgerundete Kante 10 mit einer runden Vertiefung 11 verbunden. die sich auf der Seite des Auslaßventils 3 befindet und seitlich gegenüber der Zündkerze 5 verschoben ist, wodurch eine derart gedrängte Brennkammer 12 entsteht, daß die Flammenfront an dem der Zündkerze gegenüberliegenden Teil des Zylinders gedämpft wird.The bottom of the piston 6 is formed by a flattening ex 7 on the side of the intake valve 2 in the upper dead center of the piston the shape of the cylinder head interior adapted, leaving a very narrow space between this valve and the piston-free. For the rest of the adaptation to the interior of the cylinder head 1, two spherical humps 8 and 9 are provided on both sides of the flattening. The flat 7 and the two humps 8, 9 are connected to a round recess 11 by a rounded edge 10. which is located on the side of the exhaust valve 3 and is laterally displaced with respect to the spark plug 5, whereby a combustion chamber 12 is formed which is so crowded that the flame front is attenuated on the part of the cylinder opposite the spark plug.

Erreicht der Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung den oberen Totpunkt, so werden die auf der Seite des Einlaßventils befindlichen Gase durch die Abflachung 7 und die beiden Höcker 8, 9 verdrängt, strömen über die abgerundete Kante 10 hinweg und bewirken eine starke Wirbelströmung in der Brennkammer 12.If the piston reaches top dead center during its upward movement, the gases on the side of the inlet valve are displaced by the flat 7 and the two humps 8, 9, flow over the rounded edge 10 and cause a strong vortex flow in the combustion chamber 12.

In diese Brennkammer 12 ragt die Zündkerze 5 hinein, und zwar so, da.ß die Zündstelle annähernd im Zentrum der Brennkammer liegt. Diese Verhältnisse sind besonders aus Fig.4 zu ersehen, in der der räumliche Verlauf des Kolbenbodens durch die Schichtlinienda.rstellung wiedergegeben ist. Der mit5' bezeichnete Kreis gibt die Stelle an, oberhalb derer sich im Zylinderkopf die Zündkerze befindet.The spark plug 5 protrudes into this combustion chamber 12, namely as follows: that the ignition point is approximately in the center of the combustion chamber. These conditions can be seen particularly from Fig. 4, in which the spatial course of the piston crown is shown by the layer lines. The circle labeled 5 ' indicates the point above which the spark plug is located in the cylinder head.

Claims

PATENT CLAIM: Mixture-compressing internal combustion engine with external ignition and overhead valves, in which the piston crown is at top dead center on the side of the intake valve to match the shape of the cylinder head interior and on the side of the exhaust valve a recess communicating with the spark plug having, wherein the two piston crown sections are connected to one another by a rounded edge are connected, characterized in that the cylinder head interior is known per se Way is designed as a hemisphere in which the valves are arranged in a roof shape are, and that also the spark plug laterally in the vicinity of the two piston crown sections connecting edge is provided, namely in the one extending through the cylinder axis Longitudinal plane, which at the same time is the plane of symmetry with regard to the arrangement of the and exhaust valve. Publications considered: German patent specification No. 866 272; Swiss Patent No. 276 820; U.S. Patent No. 2580951; KFZ-Fachblatt, 1954, No. 5, p. 149.