DE1451637A1 - Verbrennungsverfahren fuer eine gemischansaugende Brennkraftmaschine,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Verbrennungsverfahren fuer eine gemischansaugende Brennkraftmaschine,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

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DE1451637A1 DE1964D0045991 DED0045991A DE1451637A1 DE 1451637 A1 DE1451637 A1 DE 1451637A1 DE 1964D0045991 DE1964D0045991 DE 1964D0045991 DE D0045991 A DED0045991 A DE D0045991A DE 1451637 A1 DE1451637 A1 DE 1451637A1
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Description

H51637
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Pain 6694/4
Stuttgart-Untertürkhein 17. Januar 1969
Fc'i.tent- und Oebrauchsnu-tor-Iii If samie1 "ung
V^rbrennungsverfahren für eine geriischannau^ende Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorbrennungsverfahren für eine genisohansaugende, nit Zeitpunkt-Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem dem einströmenden Gemisch eine Jirbelbauegung um eine in Zylinderlängsrichtung verlaufende Achse erteilt wird. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ei fr ./irbel bein stationären Einströmversuch in den leeren Zylinder unter einem Druckunterschied von 70 ran Hg zwischen Ansaugkanal und Zylinderinnerem und bei voll geöffnetem Einlaßventil auf einem Durchmesser von 3/4 des Zylinderdurchnessers eine Umfangsgeschwindigkeit von 30 bis 45 Bieter pro Sekunde aufweist und im motorischen Betrieb im ™ Kompressionatotpunkt in eine praktisch das gesamte Kompressionsvolumen aufnehmende, um eine in Zylinderlängs- ' richtung verlaufende Achse rotationssymmetrische Eolbenbrennkammer verdrängt wird.
Diese Maßnahmen bewirken ein Hinausschieben der Klopfgrenze um etwa zwei Verdichtungseinheiten, d.h. z.B., daß eine Vergaser-Brennkraftmaschine üblicher Bauart, die unter Verwendung eines marktgängigen Kraftstoffs mit einer Oktanzahl von etwa 90 mit einem Verdichtungsverhältnis von 9 zu betreiben ist, bei Anwendung des durch die Erfindung charakterisierten Verbrennungsverfahrens mit dem gleichen Kraftstoff noch bei Verdichtungsverhältnissen von 11-12 klopffrei betreibbar ist. Die Erfindung erlaubt es also, die allgemein bekannten Vorteile eines höheren Verdichtungs-
9098A5/0U4
BAD ORIGINAL
U51637
ο Daim 6694/4
17. Januar 1069
Verhältnisses auszunützen, (in erster linie niedrigerer Verbrauch). Umgekehrt ermöglicht es die Jrfinriun"·, bei einem üblichen Verdichtungsverhältnis nit einen billigeren Kraftstoff von niedrigerer Oktanzahl au3zukommen.
Die klopf hindernde /irkung des Wirbels ka-η nan r:Lcl· so erklären, daß die nach, der Zündung noch nicht von - er Flammenfront erreichten "Klopfnerster"., in denen ;.s Gemisch bis nahe an die .jelbstzünriungsgrenze v^rd 1 -"iVfcet und danit erhitzt wird, durch die Jirbelung fort -erirsen v/eraen, ehe es zum Selbntz'Uiden kommt. Un diesen Effekt in einen beachtlichen Umfang zu erhalten, ist zweierlei notwendig: T)P-T durch eine geeignete Ansaugkanalforngebun ·, ein Schirnventil od.dgl. erzeugte «/irbei muß kräftig genug sein, und er muß auch in entscheidender! Augenblick, niinlich am ilnue des Eonpressionshubes noch in ausreichenden Ilaße vorhanden sein. Derigenäß wird ein. kräftiger ./irbel (30 hin 45 Ketcr pro Sekunde im stationären Einströmversuch) vorgeschlagen, und es wird weiterhin, nit Hilfe der kontakten ilnlbenbrennkamner dafür gesurrt9 daß der ,/irbel an Ende des Ilonprensionshubes durch das Zusaiaaendrängen in die Kolbenbrennkamner wieder beschleunigt wird. (Die kompakte Kolbenbrennkaimer ist im übrigen auch infolge ihrer Kompaktheit an sich klopfhemmend.) Andererseits darf die Jirbelung auch nicht übermäßig groß sein, iveil dann die Reibungsverluste und die Vorluste durch ",/ärmeabgabe an die Zylinderv/and bei der Kompression und bei der Verbrennung zu groß werden.
Ein weiterer Punkt, der Beachtung verdient, ist das Verhältnis des V/irbels zur Zylinderfüllung. Man kann wohl durch entsprechende Sinlaßkanalausbildung od.dgl. den ',/irbel erhöhen, erhalt aber dann eine schlechtere Zylinderfüllung. Ilach einem weiteren Vorschlag der Erfindung soll bei dem genannten stationären Einströmversuch das Verhältnis der auf einem Durchmesser von 3/4 des Zylinderdurchi.iessers gemessenen
• -3-
BAD ORIGINAL 909845/0114
H51637
- 3 - Saim 6694/4
17. Januar 1969
i ndifjlreit zu der axialen Durchntrömgerjohwindigkeit in Zylinder r/i neben 3 und 4, 5 liefen. Unter 3 ißt der ..irbel an .schwach, daß er seine klopf hindernde Funktion nur noch in geringen Laße ausüben kann, und über 4, 5 werden dir .'leibun^sV^r^uRto in Verhältnis zur schlechteren Füllung sehr :roß.
Für die Große (-'»π Durnhner-rors der zylindrisch ausgeführten
]'olbenbrp»i.n]:a-<'jner v.'ircf 60 bin 70/i den i'olbendurchmessers "^
empfohlen. BpI o-non Durchmesser v>n nehr als lOfo wird der /irbel a" linde dos Ί onpro--:-ionshubes nicht v/er entlich ^
vcrpti'.rkt, un-l bei einen Durchmesser von ..'cniger als 60(>S *
wird derjenige Anteil des i.ninprensionsvnlunens, der auf den onalt zv/i.sehen Kolben und Zylinderkopf entfällt, so groß, daß die Gefahr entsteht, daß sich dort Klopfnester bilden, die von dem in den engen Spalt eingequetschten ',/irbel nicht mehr fortgerissen v/erden können.
Ferner wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Elektroden der Zündkerze in an sich bekannter Weise knapp vor der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Zylinder im Zylinderkopf und gegenüber dem Randbezirk der Kolbenbrenn- ^ kammer liegen. Dann streicht das vom hochgehenden Kolben nach innen zur Kolbenbrennkammer hin verdrängte, infolge , der Zentrifugalkraft an Kraftstoff reiche Gemisch an der Zündkerze vorbei, so daß dort mit Sicherheit die Zündung eingeleitet wird.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Maßstab 1:1 dargestellt.
Auf dem Zylinderblock 1 sitzt unter Zwischenschaltung einer Dichtung 2 der Zylinderkopfblock 3. Der Einlaßkanal ist - aus lern gezeichneten Schnitt nicht ersichtlich - derart gekrümmt, daß dem am Einlaßventil 5 einströmenden Kraftstoff-Luft-Gemisch eine Wirbelbewegung um eine Zylinder-
909845/01 U BADORIGINAL
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- 4 - Daim 6694/4
17. Januar 1969
längsaehse orteilt wird. In der Zeichnung ist die Stellung in Kompressionstotpunkt dargestellt, in dem sich praktisch das gesarate Gemisch in der zylindrischen Kolbenbrennkammer 6 befindet. Li it 7 ist die Zündkerze bezeichnet.
Zur Ilessung c'es 'Virbels wird der Kolben 8 entfernt und das Ventil 5 auf voller Öffnung (Ventilhub ca. 10 mm) festgestellt. Der Ansaugkanal 4 wird an eine Druckluftquelle angeschlossen, und der Druck so ni n/restel It, daß sich zwischen den Ansaugkanal und dem Zylinderinnern eine Druckdifferenz von 70 mm Quecksilbersäule ergibt. Gemessen wird das durchgesetzte Luftvolunen (woraus sich die axiale Durchatrömgesch'.vindigkeit durch den Zylinderquersohnitt errechnen läßt) und - mit Hilfe eines strichpunktiert gezeichneten Anemometers 9 - die Umfangsgeschwindigkeit am Durchmesser 10, der 3/4 des Zylindcrdurchmessers 11 betragt.
BAD ORIGINAL 909845/01U

Claims (4)

U51637 Daimlor-Benz Aktiengesellschaft Daim 6694/4 Stutt^art-Untertürkheim 5 17. Januar 1969 Patent- und Schutzansprüche
1. Vorbrennungsverfahren für eine gemiachannaugende, mit Zeitpunkt-Fremdzündung arbeitende Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem den einströmenden Gemisch eine Wirbelbewegung um eine in Zylinderlängsrichtung verlaufende Achse erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der V/irbel beim stationären Binströmversuch in den leeren Zylinder unter einem Druckunterschied " von 70 mm Hg zwischen Ansaugkanal und Zylinderinnerem und bei voll geöffnetem Einlaßventil auf einem Durchmesser von 3/4 des Zylinderdurchmessers eine Umfangsgeschwindigkeit vnn 30 bis 4-5 Meter pro Sekunde aufweint und im motorischen Botrieb im Kompreasionstotpunkt in eine praktisch das gesamte Korapressionsvolumen aufnehmende, un eine in Zylindorlängsrichtung verlaufende Achse rotationssymmetrische Kolbenbrennkammer verdrängt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß bei dem genannten stationären Einströmversuch das Verhältnis d der auf einem Durchmesser von 3/4 des Zylinderdurch- ( messers gemessenen Umfangsgeschwindigkeit zu der axialen Durchatrömgeschwindigkeit im Zylinder zwischen 3 und 4,5 liegt.
3. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 arbeitende Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zylindrisch ausgeführten Kolbenbrennkammer eine Größe von 60 bis 70$ des Kolbendurchmessers aufweist.
4. Brennkraftmaschine nach vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Zündkerze in an sich bekannter Weise knapp vor der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Zylinder im Zylinderkopf und gegenüber dem Randbezirk der Kolbenbrennkammer liegen.
9Q9845/Q1T4
Neue Untedaoen (Art l % l .U«, 2 Nr. l Setz a d·» Andvungequt». t. 4. J. 1 '■*r« .
Leerseite
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