DE1526302A1

DE1526302A1 - Motor mit Kompressionszuendung

Info

Publication number: DE1526302A1
Application number: DE19661526302
Authority: DE
Inventors: Pierre Eyzat
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1965-11-23
Filing date: 1966-11-19
Publication date: 1970-04-02
Also published as: SE304637B; OA03356A; NO119199B; BE689991A; DK114102B; ES333618A1; FR1529533A; CH516079A; NL150882B; NL6616481A; GB1160376A; US3386422A

Description

Dl. E. WIlGAND . 2UO0 HAMBURG 1, _(β .· CC

MÜNCHEN BALlINDAMMJi ΙΟ· ·» Jf'

DIPL-INO. W. NIfMANN telefon, 330475 1526302

HAMBURG PATINTANWXLTI

.IU 22 518/66 8/fflö

Institut Francais du Petrole, des Carburants et Lubrifiants, Rueil-fftalrnaison, Hauts-de-Seine (Frankreich)

Motor mit Kompressionszündung.

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Kompressionszündung arbeitenden Brennkraftmator derjenigen Art, der am oberen Teil seines Zylinders eine Vorkammer aufuieist, in u/elche der Kraftstoff in jektor mündet und u/elche mit der Hauptverbrennungskammer über einen Übertragungskanal in Ver bindung steht, wobei der Zylinder einen Kolben enthält, der an seinem oberen Teil mit einem Ansatz versehen ist, welcher am Ende des Kompressionshubs in den Übertragungskanal eindringt.

Der ^auptziueck der Erfindung besteht darin, einen solchen motor (nachstehend auch mit "Motor der betrachteten Art" bezeichnet) zu schaffen, dessen Verbrennungslüi rkungsgrad sich für jeden liiert der Kraftstoff ladung in dem dafür vorgesehenen Änderungsinterval3 seinem maximalen Wert nähert.

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Bei Motoren der betrachteten Art wird die in die Hauptverbrennungskammer eingelassene Verbrennungsluft während des Aufwärtsganges des Kolbens gegen die Vorkammer v/erdrängt und bildet beim Hindurchströmen durch den Ringraum zwischen der Wand des Kolbenansatzes und der Wand des Übertragungskanals Luftstromfädeni in welche der Kraftstoff eingespritz uiird.

Die Homogenität des von der Luft und dem eingespritzten Kraftstoff gebildeten Gemisches wird aufgrund einer dem Kolbenansatz und der Vorkammer gegebenen zweckentsprechenden Gestalt erhalteni welche bewirkt, daß die in die Vorkammer eintretenden Luftstromfäden sich auf lUirbelbahnen bewegen.

Ein Motor der betrachteten Art verhält sich am Anfang der Verbrennungsphase wie ein Motor mit wenig geöffneter Vorkammeri da seine Vorkammer dann flur über einen engen Durchgang mit dem oberen Teil des Zylindere in Verbindung steht, welcher die Hauptverbrennungskammer bildet.

Daraus ergibt sich, daß die Verbrennung sich aus der Vorkammer in die Hauptkammer mit einem Fackeleffekt fortpflanzt, welcher die Wirbelung in der.Hauptkammer erhöht und so das Beschickungegemisch homogenisiert, wodurch bei voller Ladung die Verbrennung vollständiger gemacht und ermöglicht wird, den IKlotor mit einer an Kraftstoff reicheren Beschickung als im Fall von Motoren mit unmittelbarer Einspritzung (ohne Vorkammer) arbeiten zu lassen, was sich

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in.einer Erhöhung der maximalen Leistung ausdrückt.

Die. betrachtete Motorart u/eist gegenüber bekannten Motoren mit wenig geöffneter Vorkammer, d.h. bei denen die Vorkammer mit der Hauptkammer über einen engen Durchgang in Verbindung eteht, dessen Querschnitt über den ganzen Arbeitezyklus unverändert bleibt, den Vorteil einer Verminderung der Energieverluste auf, die beim Übertritt der Gase aus der Vorkammer in die Hauptkammer entstehen, da bei Motoren dBr betrachteten Art sich der Querschnitt des den Gasen dargebotenen Durchgangs vergrößert, wenn der Ansatz des Kolbens sich aus dem Übertragungskanal in dem Maße zurückzieht, uie sich die Verbrennungsgase entspannen.

Dieser knergieverlust ist jedoch bei den früher vorgeschlagenen Klotoren der betrachteten Art keineswegs vernachlässigbar, bei denen das Totvolumen des Verbrennungsraumes (Restvolumen am oberen Totpunkt des Kolbens) im wesentlichen van der Vorkammer gebildet ist.

Bei diesen fflotjren schlieft die VorKamiier zu Beginn der Verbrennung quajri die gesagte Ladunu aus Kraftstoff und Verbrennungsluft ein, und daner ist die Verbrennung von der Jburtraguncj eines erheblichen üasvjlumens aus der Vorkammer in die HauptwT :.ner begleitet. Die ο ei dieser übertragung auftretenden thermischen Verluste bleiben infolgedessen betrachtlich.

Ein weiterer Nachteil der fr'Jh^r vorgesccilaijensn [fioto-

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ren der betrachteten Art besteht darin, daß sie nicht ermöglichen, einen Grad der Homogenisierung der Beschickung (Kraftstoff plus Luft) zu erzielen, der in kontinuierlicher Weise progressiv abnimmt, uienn sich die Gesamtmenge an eingespritztem Kraftstoff vermindert.

Es ist experimentell festgestellt morden, daß , tuenn für die volle Kraftstoffladung die maximale Reichheit der Beschickung eines filotors mit Kompressionszündung (jenseits uielcher in den Auspuffgasen Rauch auftritt_f uias in einer unvollständigen Verbrennung zum Ausdruck kommt), d.h. die dem Maximum der Leistung entsprechende Reichheit mit einer ■ möglichst homogenen Verteilung des Kraftstoffs in der Verbrennungsluft erhalten tuird, demgegenüber bei sehr geringen Ladungen der optimale spezifische Verbrauch (ausgedrückt als die je Einheit des Arbeitsproduktes verbrauchte Kraftstoffmenge ) für heterogene Verteilungen des Kraftstoffs in der eingelassenen Luft erhalten wird.

Dht [iiotor gemäß der Erfindung meist die Nachteile der früher vorgeschlagenen Motoren der betrachteten Art nicht auf, lueil er ermöglicht, einerseits die thermischen Verluste, die bei der Übertragung der V_erbrennungsgase aus der Vorkammer -in die Hauptka.nmer auftreten, lueitestgehend zu beschränken und andererseits einen Homoqenisierunysgrad Λ dfer (liotorbeschickung zu erzielen, der in kontinuierlicher Weise progressiv abnirnnt, wenn sich die Ladung vermindert.

uer filotor gemäß der Erfindung» d(=r ein Motor der bett

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trachteten Art ist, ist gekennzeichnet durch die Kombination eines Injektors, der den Kraftstoff im wesentlichen gemäü einem gegen den Ubertragungskanal gerichteten konischen Schleier einspritzt einer Form der Wand dieses Kanals, welche im wesentlichen der Kontur dieses konischen Kraftstoff schleiers folgt, einer komplementären Form des Kolbenansatzes, die sich in der Nähe des oberen Totpunktes im wesentlichen dem konischen Kraftstoffschleier an seiner Innenseite anpaßt, wobei der Kolbenansatz eine Höhe hat, die den Beginn seines Eindringens in den Ubertragungskanal für eine Winkelstellung der Kurbelwelle zwischen 35 und 15 vor dem oberen Totpunkt gewährleistet, und einer in der oberen Fläche des Kolbens ausgebildeten ringförmigen Umfangsvertiefung, die tangential in den Kolbenansatz übergeht und in der Hauptverbrennungskammer ein Totvolumen begrenzt, welches mindestens 70 % des gesamten Totvolumens ausmacht.

Bei dem Motor gemäß der Erfindung beginnt bei voller Ladung das Einspritzen nicht merklich vor dem Beginn des Eindringens des Kolbenansatzes in den Ubertragungskanal , und in der Praxis beträgt der zulässige maximale Abstand zwischen dem Beginn des Einspritzens bei voller Ladung und dem Beginn des Eindringens des Kolbenansatzes in den Übertragungskanal nicht mehr als 10 des Drehwinkels der Kurbelweile.

Die Einspritzung endet vorzugsweise vor dem oberen

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Totpunkt und spätestens in dem Augenblick des Zyklus, der einer Lageverschiebung der Kurbelwelle von 5 hinter den oberen Totpunkt entspricht.

üie Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung

beispielsweise näher erläutert.

Figo 1 ist eine Teilschnittansicht einer ersten" Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Injektor und der Ansatz des Kolbens auf der Achse des Zylinders angeordnet sind.

Fig.2 A und 2 B zeigen schütnatisch die gleichförmige Verteilung des Kraftstoffs in den gesamten Verbrennungsraum bei voller Ladung, und sie entsprechen dem Beginn bzw. dem Ende des Einspritzens bei voller Ladung.

Fig. 2 C und 2 D zeigen den Kolben in den gleichen Stellungen, die er in Fig. 2 A bzw. in Fig. 2 B einnimmt, jedoch beziehen sie sich auf das Einspritzen bei einer sehr geringen Ladung, wobei dieses Einspritzen erst in der Stellung des fast vollständigen Absperrens der Vorkammer beginnt, woraus sich Bine sehr heterogene Verteilung des Kraftstoffs in den gesamten Verbrennungsraum ergibt.

Fig. 3 veranschaulicht sine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Ansatz des Kolbens mit Bezug, auf ie Achse des Zylinders exzentrisch angeordnet und gegen die Achse geneigt ist.

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Fi-g. 3a ist eine vergrößerte Unteransicht einer Injek-•torart, die mit Vorteil bei der zuzeiten Ausführungeform der Erfindung verwendet uierdsn kann.

Bei der in Fig. 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform der Erfindung hat die im Kopf 1 des Zylinders 2 ausgebildete Vorkammer 3 eine Umdrehungsform um die Achse des Zylinders· Die Vorkammer 3 steht über einen Übertragungskanal 4 mit dem oberen Teil des Zylinders in Verbindung, welcher die Hauptvertjrennungskaminer 5 bildet.

Der in die Vorkammer 3 mündende Injektor 6 liegt gleichfalls im wesentlichen auf der Zylinderachse, wie auch der an Jem KoIbBn 7 vorgesehene Ansatz 8, der in den Übertragungskanal 4 eindringt, u/enn sich der Kolben in seine obere Stellung bewegt· Die Verbrennungsluft uiird über ein Ventil 11 eingelassen, während der Auspuff dar Verbrennungsgase durch ein Ventil 12 gesteuert uird.

Der Injektor 6 ist uon derjenigen Art, der einen Kraftstoffstrahl abgibt, uielchor die Form eines konischen Schleiers hat, der getjen den ringförmigen Raum gerichtet ist, welcher am Ende des Kompressionshubs zwischen der Wand des Ansatzes 8 und der Wand 9 des L'bortragungskanals 4 gebildet ist.

Es kann beispielsweise ein mit einer Spitze versehener konischer Injektor van der Art verwendet werden, wie er in dem Buch "Injection an controls for internal combustion^

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engines", Kapitel 9, insbesondere Seite 112, Fig. 146 (verlegt won Simon Qoardman Publishing Corp.) aufgezeigt ist,

Uei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsheispiel weisen der Kalbenansatz U und die Wand 9 des Übertragungskanals 4 im wesentlichen die Gestalt von Umdrehungskegelstümpfen auf, die an der Spitze im wesentlichen den gleichen Winkel wie der Kraftstoffschleier haben, der in dem betrachteten Fall ungefähr 6Ü betrLgt,

Allgemeiner ausgedrückt haben bei einem Motor gemäß der trfindung die uJand des Kolbenansatzes Q und die UJand des Übertragungskanals 4 komplementäre Gestalten, die der- ■ jenigen des Kraftstuffschleiers entsprechen, d,h₀ im wesentlichen parallel zu diesem v/erlaufen, Vorzugsweise haben diese UJände jedoch die kegelstumpfförmigen Gestalten des in Fig. 1 wiederqegebenen Ausführungsbeispiels, wobei die Öffnungswinkel der bei den Kegelstumpfe (Winkel an der Kegelspitze) zwischen 20 und 140 betragen können und sich voneinander um nicht mehr als 20 unterschieden.

bei einem weniger als 20 betragenden Öffnungswinkel dieser Kegelstumpfe und des KraftstoffStrahls ergibt sich, daß die Gasstromfäden, die aus der Vorkammer durch den zwischen dem K-olbenansatz 8 und der li/and 9 des Übertragungskanals 4 gebildeten Ringraum hindurch in die Hauptkammer eintreten, wenn sich der Kolben in die Nähe seines oberen Totpunktes befindet, auf die obere Fläche des Kolbens mit einer zur Achse des Kolbens zu kleinen Neigung v auftreffen. Sie werden demzufolge von dem den Ansatz

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mit der Oberseite dos Kolbens verbindenden übergangsfl^;.ichenstijck stark abgebremst Lind können den Umfang der Hnup tuBTbr innuncjskammür nicht erreichen.

iJornäU dar ErfindLjng vergrößert sich der Querschnitt des Casstrums aus der Vorkammer 3 in die Hauptverbrnnnungskaiiiiiür 5 durch den ringförmijen Raum zwischen dem Kolbenansatz B und der 'JüantJ 9 des Kanals 4 hindurch in kontinuierlicher ILeis;e sehr allmählich, wenn der Kolben sich von den oberen Totpunkt entfernt, rim oberen Totpunkt beträgt cJieser Uuer-;chni tt nicht mehr als 1 % der Zy linderbohrurjn,, und er errnicht beispielsiue ise Fi % der Zy 1 inderbohrunq, uierin ΊίΓ Ko 1 .ennnsa tz 8 v/oll ständig aus dem Über trag ungs kanal zurückgBZoijsn ist.

Uni einen ausgeprägten Ucirkammern f f ek t nahe dem oberen Totpunkt zu erzielen, soll der JURr..chni11 des (jasstroms für eine tft-irachiebung das Kolbens in üezug auf den oberen Tutpunkt, die einer Drehung der Kurbelwelle von jr_ 2U entspricht, kleiner als 5 % der Zy1inderbohrung bleiben.

Jer maximale ijutrjchn ί 11, eier flam Gasstrom uon dem L'bertraguncjskanal 4 dargeboten mird, soll in allen" F'illun nicht iijhr als 10 % der ZyI inderhnh run j bötragen, und der iuer schnitt des ringförmigen üurcfi jangfs ziuiac:hen den UJünden ilus Ko 1 bBn:nisatzen 0 und des Kanals 4 soll weniger alr> H /j der Zy L inrl. rbohrung betragen, luenn die fipitz» des KolbenafisatzHS in i t dem unteren Ende de;"? Kanals 4 bündig liegfc (il.ti, ii/eiin die Ansatzspitze in den Kanal ü inzud r Lngen btj-

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ginnt).

Der kleine Wert des Durchgangsquerschnitt tes, der den Gasen zwischen der Vorkammer 3 und der Hauptkanmer 5 in der flahe dBB oberen Totpunktes dargeboten iuird, gestattet, ti inen ausreichenden Ladeviirlust zu erhalten, um eine gute Uirbelunq der am Ende der Kompression in die Vorkammer strömendan Verbrennungsluft und dor zu üeginn der Verbrennung in die H-aup tkammer eintretenden Gase (uranig geöffnete Vorkanmer in der rJühe des oberen Totpunktes) zu erzeugen,. Die untere Grenze ist durch technologische Betrachtungen festgelegt (ausreichendes Spiel zwischen dem Kolbenansatz und der Uand der Vorkammeröffnung, um das Arbeiten des Motors zu ermöglichen), ujobei jedoch auch der Umstand zu berücksichtigen ist, daß für zu kleine Durchgangsquerschnitte die Ladungsverluste übermäuig groß werden.

Die UJand des Kolbenansatzes ß ist vorteilhaft mit einer oder mehreren spiralförmigen Rillen 13 versehen, ujbI-che sich iygebenenf ails, wie in'Fig» 1 angedeutet, auf die obure Fläche des Kolbens fortsetzen können und melche die Wirbelung der am Ende der Kompression in die Vorkammer eintretenden Luft und der am Beginn der Verbrennungsphase aus dar Vorkammer austretenden i/erbrennungsgase begünstigen.

Diese Rillen Vi sind vurzugsiuuise dnrarfc rjsiichtet, driü v>Lu eine tan jontioLs» Komponente in eier Hichtiing haben, die dem Strom der Luft gegeben ijt, diu durch die :.iit ilem Ventil LL verbundene Ein LaOIe i tuntj eintritt, um üie um

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die Zylinderachse herum er) olgende IUi rbelbeuiegung, die üblicherweise der Verbrennungsluft im Augenblick ihres ^urchtritts ohne das Ventil 11 zufolge einer zweckentsprechenden Gestaltung der Einlaßleitung erteilt und auf diese Weise von den Gasen mährend des Arbeitszyklus beibehalten iuird, zu verstärken oder zumindesi nicht zu behindern, iuas eine weitere Verbesserung der Homogenität des Kraftstoffgemisches bei voller Ladung ermöglicht. Die spiralförmigen Rillen 13 in der lila η d des Kolbenansatzes 8 können vorteilhaft mit in der Uand 9 des. Übertragungskanals 4 ausgebildeten Rillen oder Nuten 14 zusaronenuii rken.

Da das Einspritzen in der Nähe des oberen Totpunkts, erfolgt, verhält sich der RIotor wie ein Motor mit zu Beginn der Verbrennungsphase wenig geöffneter Vorkammer, und die Verbrennungsgase, die aus der Vorkammer durch den ringförmigen Raum zwischen dem Kolbenansatz 0 und der.Wand 9 des Übertragungskanals 4 hindurch gemäü den eingezeichneten Pfeilen in die Hauptkammer 5 eintreten, erzeugen in tjer Hauptkammer 5 eine starke Wirbelung, die noch durch die Form erhöht wird, welche der oberen Flachs; des Kolbens 7 gegeben ist, in der eine ringförmige Vertiefung 10 ausgebildet ist, welche den Ansatz 8 umgibt und in diesen tangential übergeht. Diese Vertiefung 10 erzeugt in der Hauptverbrennungskanmer 5 ein Tutvalumen (Restvolumen am oberen Totpunkt des Kolbens), u/elches wenigstens 70 % des gesamten Totvolumens ausmacht.

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l'Jenn sich der Kolben 7 abwärts bewegt, vuifjrößert sich der Querschnitt des zwischen der Vorkammer 3 und der Hauptkammer 5 befindlichen Durchgangs für die Gase, der gegen die gesamte Üffnungsflache des Übertragungskanals 4 gerichtet ist, wodurch die Ladungsverluste der strömenden Gase herabgesetzt und«damit die thermischen Verluste vermindert werden.

Sobald der Kolbenansatz B die Öffnung des Kanals 4 vollständig freigelegt hat?, verhalt sich der Motor wie ein Motor mit unmittelbarer Einspritzung, da dann die Vorkammei weit geöffnet isto

Ein motor gemäß der Erfindung weist gegenüber früher vorgeschlagenen Motoren der betrachteten Art, bei welchen die Vorkammer quasi das gesamte Totvolumen am oberen Totpunkt bildet, den Vorteil einer Verminderung der thermischen Verluste bei der Übertragung der Verbrennungsgase aus der Vorkammer in die Hauptverbrennungskammer auf.

Diese Verminderung der thermischen Verluste ergibt sich daraus, daß bei einem Motor gemäß der Erfindung das Volumen der Vorkammer 30 /° des gesamten Totvolurnens des Verbrennungsraumes nicht überschreitet, und demzufolge erstreckt sich die Übertragung der Vßrbrennungsgase aus der Vorkammer in die Hauptkannner zu Beginn dor Verbrennung auf ein begrenztes Gasvolumen.

Der sich daraus ergebende Vorteil uird jedoch bei

einem Motor ^r_.emäß der Erfindung nicht auf Kosten einer

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weniger guten Homogenität des LuFt-Kraftstoff«Gemisches und damit einer weniger guten Gesamtleistung bei voller Ladung als bei Motoren der betrachteten Art erzielt, bei welchen die Vorkammer praktisch das gesamte Totvolumen bil« det, d.h» bei welchen das gesamte Gasgemisch in der Vorkammer von den in sie am Ende dBr Kompression eintretenden Luftstromfa'dan durcheinandergewirbelt wird und bBx welchen der Fackeleffekt, der in der Vorkammer entsteht und die Homogenität des Gasgemisches zu Beginn der Verbrennung noch weiter erhöht, sich auf ein größeres Verbrennungsgesvolumen erstreckt*

Tatsächlich wird, da, wib dies die Figuren 2A und 2 B zeijen, die Einspritzung bei voller Ladung ein wenig vor dem Eindringen des KolbenanaatzBS in den Übertragungskanal oder zu Beginn dieses Eindringens beginnt, der eingespritzte Kraftstoff gleichzeitig in die Vorkammer und die Hauptkamrner verteilt, und zwar aufgrund der gemäß der Er~ findung vorgesehenen Anpassung der lüand das Kolbenansatzes und der Wand dee Übertragungskanals an den von einem zweckentsprechenden Injektor eingelassenen konischen Kraftstoffochleier und der besonderen Form der in dar oberen. Fläche des Kolbens ausgebildeten ringförmigen Vertiefung. Diese ringförmige Vertiefung, die tangential in den Kolbenan« sntz übergtsht, und der Richtung des Kraftstoff Schleiers angebaut i j t, führt den Kraftstoffschleier bis an die von dür Zylinderachse am weitesten entfernt liegenden Stellen der Hauptverbrennungikammer, und der Kraftstoffstrahl wird

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nicht durch Auftreten auf die UJand des Ansatzes oder die obere Fläche des Kolbens abgebremst.

Unter diesen Bedingungen verteilt sich der eingespritzte Kraftstoff bei voller Ladung in die Hauptkammer (zu Beginn der Haupteinspritzung; v/ergl« Fig. 2A, wo der Übertragungskanal weit geöffnet ist) und gleichzeitig in die Vorkammer (besonders am Ende der Einspritzung in der Nahe des oberen Totpunkts, uienn der Kolbenansatz den Übertragungskanal zu einem großen Teil absperrt; vergl. Fig. 2 B)

Unter diesen Bedingungen gewährleistet der tflotofc
gemäß der Erfindung bei v/oller Ladung eine sehr homogene Verteilung des Kraftstoffs in der Verbrennungsluft, die den ganzen Verbrennungsraum (Hauptkamrner und Vorkammer) ausfüllt, was die Erzielung einer hohen Gesamtleistung
begünstigt.

In dem Maße, wie gemäß der Erfindung die Ladung
oder Kraftstoffmenge ebnimmt, uiird der Beginn der Einspritzung in Bezug auf denjenigen bei voller Ladung verzögert, mann ein festes oder sich mit der Ladung wenig
änderndes Einspritzende angenommen u/ird.

Mit anderen Worten, das Einspritzen beginnt umso

später im Verlauf des Eindringens des Koibenansatzes in den Übertragungskanal, je kleiner die einzuspritzende
Kraftstoffmenge (Ladung) ist. Daraus folgt, daß der mittlere Querschnitt des Durchgangs, der dem Schleisr des
eingespritzten Kraftstoffszwischen dem Kolbenansatz und

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dur Uand des Übertragungskanals dargeboten wird, abnimnt, wenn sich die Ladung vermindert.

Für sehr geringe Ladungen (Fig. 2 C und 2 D) ist dieser Durchgang mährend des Einspritzens sehr wenig geöffnet, und demzufolge verbleibt quasi der gesamte Kraftstoff in der Vorkammer, u/as eine starke Heterogenität der Verteilung des Kraftstoffs in der Luft ergibt, welche das gesamte Totvolumen (Vorkammer plus Totuolumßn der Hauptkammer) ausfüllt.·

fc-ine kontinuierliche Lrhöhung der Ladung, die nit einer kontinuierlichen Vorverlanerung des Einspritzbeginns mit Bezug auf den oberen Totpunkt erhalten wird, ist auf diese Weise mit einer progressiven und kontinuierlichen VergröÜerun ι äes mittleren Querschnitts des während des ^Linspritzeris dem Kraftstoff schleier zwischen dem Kolbenansatz und der lüand des Übertragungskanals Jprgebotenen Durchgangs v/erknüpft, und zwar aufgrund der bei einem füiotor yemäG der t_rfindung vorgesehenen zweckentsprechenden und sich dem Kraftstoffstrahl anpassenden Gestalten des Kolbenansatzes und des Übertragungskanals.

Daraus ergibt sich somit bei einem filotor gemäß der Erfindung eine progressive und kontinuierliche Erhöhung der Homogenität der Verteilung des Kraftstoffs in der Verbrennungsluft, wenn die Ladung in kontinuierlicher Weise zunimmt, und dies ermöglicht, f-"ir jeden Ladungsuiert den besten Verbrennungswirkungsgrad zu erzislen,

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OiG konti nui ei liehe /'ndcruny der I'Aai chf'nrmi ykei t dur ijfjtaisung e nes fnutors gemäß dc;r '-rfinduny in Mjhänyigkeit von dor Ladung kann in dom grüßten Ttail dos E3ereiches der verwendeten Ladungen oder sogar in dem ganzen Bereich erhalten u/erden, indem ein von der Ladung im wesentlichen unabhängiges Einspritzende angennmr:ien und das Einspritzen bei voller Ladung erst höchstens 10 (urehungsgrnde der Kurbt-liuell e ) vor dem Beginn des Eindringens des Kolbenansatzes in den Übertragungskanal begonnen ujird. nie bereits üben ermähnt, wird das Einzuritzen spätestens für die Winkelstellung der Kurbelwell e vcn 5 hinter dem oberen T υ t ρ u η k t beendet; υ ο r ζ u g ε ω e i ε e erfolgt u i e B e; tj η d i g u η y des Einspritzens vor dem obertn Totpunkt.

Der Übertragungsknnal und der ihm zugeordnete Kolb-jnansatz werden ebenso wie der Injektor vorzugsweise auf der Achse des Zylinders angeordnet, wobei die Vorkammer eine Umdrehungsgestalt um die Zylinderachse hat, ujie dies für das Ausführungsbeispiel gern.'jß F'iy. 1 ^n encrnmen ist. Dies gilt fir alle diejenigen fülle, in denen die Zylindurbohrung ausreicht, um eine solche Anordnung zuzulassen, wobei auch der von den j'entilsitzen auf der Wand des Zylinderkopfes eingenommene Matz zu berücksichtigen ist.

Dadurch, dai3 dem Kalbenansatz und der Vorkammer im wesentlichen nie Zylinderachse als Achse gegeben wird, werden die beiden nachstehenden u/ichtigtn Vorteile erzielt:

1. Es wird eine regelmä3iye Verteilung der thermischen

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belastung des Kolbens erhalten (die Isuthurmenkurven lassen die Achse des Kolbens nls Symmetrieachse zu), was regelmäßige! Umfangsausdehnunfjön ergibt und den heißesten Teil des Kolbens von cien Segmenten entfernt,
Es ist möglich, eine zuf riedenstel le;nde Höhe der uasiuirbelung selbst an denjenigen Stellen der Hauptv/erbrennungskammer, die am weitesten von der mit der Vorkammer in Verbindung stehenden Öffnung entfernt liegen, mit einer kleineren Anfangsenergie der aus der Vorkammer austretenden Gase zu urhalten, als wenn die Vorkammer bei gleichem Durchmesser der Verbindungsöffnung mit Bezug auf die Zylinderachse exzentrisch liegen ujürde.

Es folgt daraus, daü diese axiale Anordnung der Vorkammer gestattet, d«s Luft-Kraftetoff-Gemisch nah· der vollen Ladung in den Zonen der ^auptverbrennungskammer zu verbessern, die von der mit der Vorkammer in Verbindung stehenden Öffnung am weitesten entfernt liegen.

Dies kommt, wenn sonst alles andere gleich bleibt, in einer Verminderung des Gehaltes an Unverbranntem bei tien hohen Kraf tstof f reichhei ten und in einer besseren Ausnutzung der eingelassenen Verbrennungsluft zum Ausdruck.

Ls int tuch möglich, einen Motor gemäß der Erfindung zu verwirklichen, bei dom der Kolbenansatz ti mit Bezug

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auf die Achse des Zylinders eine exzentrische und/oder geneigte Lage einnimmt,

Fig. 3 veranschaulicht uin Ausf ührungsbeiispiul, bei dem cJ i β Vorkammer 3, der Kolbenansatz B unu dar Injektor ß mit Bezug auf die Zylinderachse exzentrisch angeordnet und gegen diese Achse geneigt sind, wobei die uiesentl iuhen Merkmale der Erfindung bewahrt bleiben, nämlich eine im wesentlich gernäß einem konischen Schleier erfolgende Einspritzung des Kraftstoffs und eine Anpassung der $and 9 des Ubertragungskanals 4, der Wand de· Kolbenansatzes B und der in der oberen Fläche des Kolbens ausgebildeten ringförmigen Umfangsvertiefung 10 an diesen konischen Kraftstoffschleier.

Eine solche Ausführungsform kann beispielsweise für die kleinen Zylinder verwendet werden, wenn der von den Ventilen ie Zylinderkopf eingenommene Platz eine Anordnung des Kolbenaneetzes entsprechend derjenigen gemäß Fig. 1 verbietet.

Damit bei einer Ausführungsform von der in Fig. 3 veranschaulichten Art die exzentrische Lage des Kolbenansatzes 8 jnd des Injektors 6 bei voller Ladung nicht zu einer weniger guten Gleichförmigkeit der' Kraftstoffverteilung in dem Teil des Totvolur.iens führt, der sich in der Hauptverbrennungakammer befindet, ist es von Vorteil, einen Injektor zu verwenden, der nehr Kraftstoff in ilie Zone 5a der Hauptkammer einführt, deren Volumen großer als dasjenige

dar Zone 5 b ist, wobei diese beiden Zonen durch die Ebene OO.aU/O6i» BADOR,_Q,_NAL

begrenzt sind, welche die AchsR des Injri. torn enthalt und rech tu'i nkl ig zu df?i Ebene uerl iuf't, welche durcn din ΰρϊΐ.ζπ des Kolhenansatzes hindurchgeht und die ZyI i ndnraclisß enthält.

tin Beispiel eines Injektors, der/zu diesem Zuieck v/eruiendet werden kann, ist in F"ig. 3a in Unteransicht (von dem Übertrag ingskanal 4 aus gesehen) in gegenüber Fig. 3 wiirgröHertüni fllaßstab iui edergegebun. Hei dienern Injektor habon die Kraftstoff au·; tri ttsöf'f nunyen auf der dem Linspritzen in die Zpnn 5a der Mauptl· a-iiior entsprechenden äeite (Öffnungen 15a) einen größeren uciarntquerschni tt nls auf der dem Einspri tztän in die Zone 5t¹ di±r Hauptkainmer entt^rechenden Seite (Üffnjngen lf)b).

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Claims

Patentanspruch«.

1. Motor mit Kompressionszündung, der am oberen Teil seines Zylinders sine Vorkammer aufweist, in welche der Kraftstoffinjektor mündet und welche mit der Hauptverbrennungekammer über einen_f Übertragungskanal in Verbindung steht, wobei der Zylinder einen Kolben enthält, der an seinem oberen Teil mit einem Ansatz versehen ist, welcher am Ende des Korapressionshues in den Übertragungskanal eindringt, gekennzeichnet durch die Kombination eines Injektors, der den Kraftstoff im wesentlichen gemäß einem gegen den Übertragungskanal gerichteten konischen Schleier einspritzt, einer Form der Wand des Übertragungskanala, die im wesentlichen der äußeren Kontur dieses konischen Kraftstoffschleiers folgt, einer komplementären Form des Kolbenansatzes die sich nahe dem oberen Totpunkt im wesentlichen der inneren Kontur des konischen KraftstoffSchleiers anpaßt, wobei der Kolbenansatz eine Höhe hat, die den Beginn seines Eindringens in den Übertragungskanal für eine Winkelstellung der Kurbelwelle zwischen 35° und 15 vor dem oberen Totpunkt gewährleistet, und einer in der oberen Fläche des Kolbens ausgebildeten ringförmigen Umfangsvertiefung, die in den Kolbenansatz tangential übergeht und in der Hauptverbrennungskammer ein Totvolumen begrenzt, welches wenigstens 70 /o das gesamten Totvolumens ausmacht.

2. lotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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dar Injektor für einen Einspritzbeginn bei voller Ladung eingestellt ist, der einer Winkelstellung der Kurbelwelle entspricht, die um höchstens 10 in Bezug auf diejenige vor· verschoben ist, welche dem Beginn des Eindringens des KoI-benansatzes in den Übertragungskanal beim Aufwärtsgang des Kolbens entspricht.

3. Biotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kolbenansatzes und die Wand des Übertragungskanals im wesentlichen die Gestalt von Kegelstumpfan haben, deren Öffnungswinkel, die im wesentlichen gleich dem Öffnungswinkel des konischen Schleiers des eingespritzten Kraftstoffs sind, zwischen 20° und 140° liegen und sich voneinander um weniger als 20° unterscheiden.

4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Kolbenansatzes mit spiralförmigen Rillen versehen ist·

5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daQ der Querschnitt des ringförmigen Durchgangs zwischen der Wand des Kolbenansatzes und der Wand des Übertragungskanals kleiner als 5 % der Zylinderbohrung bleibt, solang· die Verschiebung des Kolbens in Bezug auf seinen oberen Totpunkt kleiner als diejenige bleibt, die einer Ulinkeldrehung der Kurbelwelle von + 20 ° in Bezug auf den oberen Totpunkt entspricht..

6. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die üiand des Kolbenansatzes mit wenigstens einer spiral-

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föreigen Rille v/ersehen ist, dia sich auf dia obara Fläche das Kolbens erstreckt.

7» Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Übertragungskanals mit wenigstens einer Rille oder Nut versehen ist.

8, Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor, der Kolbenansatz und der Übertragungskanal exzentrisch zur Achse das Zylinders angeordnet sind.

9· Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenansatz mit Bezug auf die Zylinderachss exzentrisch liegt,

10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor den größten Teil des Kraftstoffs in diejenige Zone der Hauptkammer einspritzt, die auf der Seite dar Zylinderachse mit Bezug auf die Ebene liegt, deiche die Achse des Injektors enthält und rechtwinklig zu dar Ebene verläuft, die durch dia Spitze das Kolbenansatzes hindurchgeht und dia Zylinderachse enthält.

0098U/0646 BADORIG-NAL