DE1197680B

DE1197680B - Vorkammer-Einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1197680B
Application number: DED41945A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dietmar Bockel; Dipl-Ing Wilhelm Huelsse; Dipl-Ing Cornelis Van Rinsum
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1963-07-10
Filing date: 1963-07-10
Publication date: 1965-07-29
Also published as: GB998915A; US3220389A

Description

Vorkammer-Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit hängenden Ventilen und mit einer Vorkammer im Zylinderkopf, die durch acht einzelne, im wesentlichen radial gerichtete Durchtrittsöffnungen von unterschiedlichem Querschnitt mit dem als Vertiefung im Kolbenboden ausgebildeten Hauptbrennraum in Verbindung steht.
Bei einer bekannten derartigen Maschine ist die Vorkammermündung mit den Durchtrittsöffnungen exzentrisch zu einer Kolbenmulde angeordnet, und durch die Unterschiede in den Querschnitten der Durchtrittsöffnungen will man erreichen, daß sich der austretende Vorkammerinhalt gleichmäßig auf das im Zylinderraum befindliche Luftvolumen verteilt. Weiterhin ist eine Maschine bekannt, bei der im Kolbenboden Vertiefungen verschiedener Tiefe vorgesehen sind, in die durch Durchtrittsöffnungen verschiedener Größe nach verschiedener Neigung Strahlen des brennenden Kraftstoff-Luft-Gemisches aus der Vorkammer austreten. Schließlich ist eine Vorkammermaschine bekannt, die vier hängende Ventile und vier diesen gegenüberliegende Vertiefungen im Kolbenboden aufweist.
Die Erfindung hat die Aufgabe, bei einer Maschine der letztgenannten Art bei der Verteilung des austretenden Vorkammerinhalts nicht nur die größeren Luftvolumina in den Vertiefungen sondern auch die kleineren Volumina zu berücksichtigen, die sich in den mehr oder weniger spaltartigen Räumen zwischen den nicht oder weniger vertieften Flächenstücken des Kolbenbodens einerseits und der Zylinderkopfwandung andererseits befinden.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise vier Ventile vorgesehen sind und entsprechend der Kolbenboden vier Vertiefungen aufweist und daß vier Durchtrittsöffnungen größeren Querschnittes auf die Vertiefungen hin und vier Durchtrittsöffnungen kleineren Querschnittes auf die zwischen den Vertiefungen gelegenen Flächenteile des Kolbenbodens hin gerichtet sind. Hierdurch werden auch die obengenannten kleineren Luftvolumina einwandfrei zur endgültigen Verbrennung mit herangezogen, so daß solche Brennkraftmaschinen, wie die Praxis gezeigt hat, günstige Brennstoffverbräuche und eine geringe Abgastrübung aufweisen.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann so gebaut sein, daß zur Aufnahme des Mündungsteiles der Vorkammer eine weitere Vertiefung im Kolbenboden vorgesehen ist, von der aus die zwischen den vier anderen Vertiefungen gelegenen Flächenstücke des Kolbenbodens nach außen hin ansteigen, wobei die Achsen der vier kleineren Durchtrittsöffnungen den Kolbenboden bei Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt im Gebiet dieser ansteigenden Flächen treffen. Dabei können die ansteigenden Flächen Teile einer Kolbenbodenmulde sein, die einen kleineren Durchmesser als der Kolben aufweist und in der Mitte zur Aufnahme des Mündungsteils der Vorkammer zusätzlich vertieft ist. Der auf die ansteigenden Flächen auftreffende Teil des Vorkammerinhalts wird durch diese weiter radial nach außen geleitet und dringt auch in den Spalt zwischen dem nicht vertieften Kolbenbodenteil und der Zylinderkopfwandung ein. Dieses Eindringen könnte man wohl auch dadurch erreichen, daß man die Achsen der betreffenden Vorkammer-Durchtrittsöffnungen direkt in den Spalt richtete. Dann müßte man aber die Durchtrittsöffnungen verhältnismäßig tief legen, damit die aus der Vorkammer austretenden Strahlen nicht unmittelbar an der Zylinderkopfwandung entlangstreichen würden. Bei tiefer gelegten Durchtrittsöffnungen würde aber der Mündungsteil der Vorkammer noch mehr in den Weg des Kolbens hineinragen. - Die Erfindung ermöglicht also eine Beschickung des Spaltes bei verhältnismäßig wenig in den Zylinderraum hineinragender Vorkammer.
Damit die Achsen der kleineren Vorkammer-Durchtrittsöffnungen nicht zu nah an der Kolbenmitte auf die ansteigenden Flächen auftreffen und auf diese `.'eise dem Vorkammerinhalt den Weg bis in die äußeren radialen Bezirke des Kolbens nicht erschweren, empfiehlt es sich, diese Achsen flacher als die Achsen der größeren Durchtrittsöffnungen zu legen, also die Achsen der größeren Durchtrittsöffnungen mehr gegenüber einer Zylinderquerebene zu neigen als die Achsen der kleineren Durchtrittsöffnungen. Es ist überhaupt günstig, wenn die Achsen der Durchtrittsöffnungen des mindestens annähernd zentral angeordneten Vorkammer-Mündungsstückes den Kolbenboden bei Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt in einem Gebiet treffen, das etwa zwei Fünftel des Kolbenradius von der Kolbenachse entfernt ist. Dann breitet sich nämlich der Vorkammerinhalt wohl bis zur Randzone des' Kolbenbodens aus, gelangt aber auch nicht zu sehr in diese Randgebiete.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch Vorkammer, Brennraum und benachbarte eile bei Stellüng des Kolbens im oberen Totpunkt- und F i g. 2 eine Draufsicht auf den Kolben samt Querschnitt durch den Mündungsteil der Vorkammer. Mit 11 ist der Kolben, mit 12 der Zylinderkopf.
mit 12' die dem Brennraum zugekehrte Zylinderkopfwandung, mit 13 die Vorkammer und mit 14 die Kraftstoffspritzdüse bezeichnet. Für die vier Ventile, von denen eines, mit 15 bezeichnet, dargestellt ist, sind vier Vertiefungen 16 bis 19 im Kolbenboden vorgesehen. Im Kolbenboden befindet sich ferner eine Mulde 20 mit Umfang 20'. Die Mulde wird durch vier ansteigende Flächen 21 bis 24 verkörpert, die von einer zusätzlichen, zentralen Vertiefung 25 für den Mündungsteil 13' der Vorkammer 13 ausgehen.
Der Vorkammermündungstei113' ist von acht Durchtrittsöffnungen durchsetzt, und zwar von vier Öffnungen 26 bis 29 mit größerem Querschnitt und von vier Öffnungen 30 bis 33 mit kleinerem Querschnitt. Aus F i g. 2 ist deutlich ersichtlich, daß die Achsen (Z. B. 34) der größeren Durchtrittsöffnungen auf die wegen der Ventile erforderlichen Vertiefungen (z. B. 16) hin gerichtet sind, während die Achsen (z. B. 35) der kleineren Durchtrittsöffnungen auf die zwischen diesen Vertiefungen liegenden, ansteigenden Flächen (z. B. 22) zielen. In F i g. 1 kann man erkennen, daß alle Achsen die Kolbenbodenfläche in Punkten (z. B. 36 und 37) treffen, die etwa zwei Fünftel des Kolbenradius von der Kolbenachse entfernt sind. Um dies zu erreichen sind die einen Achsen (z. B. 34) mit 20° und die anderen Achsen (z. B. 35) mit 10° gegenüber einer Zylinderquerebene geneigt.

Claims

Patentansprüche: trittsöffnungen von unterschiedlichem Querschnitt mit dem als Vertiefung im Kolbenboden ausgebildeten Hauptbrennraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise vier Ventile ,vorgesehen sind und entsprechend der. Kolbenboden vier Vertiefungen aufweist und- daß vier äurchtrittsöffnungen größeren Querschnitts auf die Vertiefungen hin und vier Durchtrittsöffnungen kleineren Querschnitts auf die zwischen den Vertiefungen gelegenen Flächenteile des Kolbenbodens hin gerichtet sind.
2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet,- dqß zur -Aufnahme des Mündunssteiles der Vorkammer eine weitere Vertiefung im Kolbenboden vorgesehen ist, von der aus die zwischen den vier anderen Vertiefungen gelegenen Flächenstücke des Kolbenbodens nach außen hin ansteigen, wobei die Achsen der vier kleineren Durchtrittsöffnungen den Kolbenboden bei Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt im Gebiet dieser ansteigenden Flächen treffen.
3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ansteigenden Flächen Teile einer Kolbenbodenmulde sind, die einen kleineren Durchmesser als der Kolben aufweist und in der Mitte zur Aufnahme des Mündungsteils der Vorkammer zusätzlich vertieft ist.
4. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der größeren Durchtrittsöffnungen mehr gegenüber einer Zylinderquerebene geneigt sind als die Achsen der kleineren Durchtrittsöffnungen.
5. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der größeren Durchtrittsöffnungen etwa um 20° und die Achsen der kleineren Durchtrittsöffnungen etwa um 10° gegenüber einer Zylinderquerebene geneigt sind.
6. Einspritzbrennkraftmaschine nach vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Durchtrittsöffnungen des mindestens annähernd zentral angeordneten Vorkammer-Mündungsstückes den Kolbenboden bei Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt in einem Gebiet treffen, das etwa zwei Fünftel des Kolbenradius von der Kolbenachse entfernt ist. 1. Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit hängenden Ventilen und mit einer Vorkammer im Zylinderkopf, die durch acht einzelne, im wesentlichen radial gerichtete Durch-In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 891767, 969 628; schweizerische Patentschrift Nr. 195 729.