DE1804383A1 - Air-compressing, externally ignited internal combustion engine - Google Patents

Air-compressing, externally ignited internal combustion engine

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DE1804383A1 DE19681804383 DE1804383A DE1804383A1 DE 1804383 A1 DE1804383 A1 DE 1804383A1 DE 19681804383 DE19681804383 DE 19681804383 DE 1804383 A DE1804383 A DE 1804383A DE 1804383 A1 DE1804383 A1 DE 1804383A1
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Description

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Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 7995A Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 7995A

Stuttgart-Untertürkheim ■ .18. Okt. 1968Stuttgart-Untertürkheim ■ .18. Oct 1968

Patentanm eldungPatent application

Luftverdichtende, fremdgezündete BrennkraftmaschineAir-compressing, externally ignited internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende, fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff durch eine Einspritzdüse in einem oder mehreren Strahlen in den Brennraum eingespritzt wird.The invention relates to an air-compressing, externally ignited Injection internal combustion engine in which the fuel is injected into one or more jets through an injection nozzle the combustion chamber is injected.

Von luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen wird häufig gefordert, daß sie im sogen. Vielstoffbetrieb auch bei Verwendung von Kraftstoffen stark unterschiedlicher Zündwilligkeit betriebsfähig sind. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es bisher üblich, das Verdichtungsverhältnis so weit zu erhöhen, daß auch Kraftstoffe geringer Zündwilligkeit sicher gezündet werden können. Die Verbrennung hochklopffester Kraftstoffe der Größenordnung ROZ 100 ist jedoch nur noch mit unerträglich hohen Verdichtungsverhältnissen möglich, weshalb ein echter Vielstoffbetrieb, d.h. die Verwendung von Kraftstoffen der ROZ 15 bis ROZ 100 nicht möglich ist. Es ist deshalb naheliegend, eine selbstzündende Brennkraftmaschine bei Verwendung selbstzündunwilliger Kraftstoffe, d.h. hochoktaniger Kraftstoffe, mit Fremdzündung zu betreiben. Ein solcher Betrieb ist bei Brennkraftmaschinen mit reiner Luftverhältnisregelung jedoch nur dann möglich, wenn sich unabhängig^ von Belastung, d.h. Gesamtluftverhältnis, und Drehzahl an der Zündquelle immer ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet.Of air-compressing injection internal combustion engines is often required that they in the so-called. Multi-fuel operation also at Use of fuels with very different ignitability are operational. To meet these requirements, it has hitherto been customary to increase the compression ratio to such an extent that even fuels with low ignition properties are safe can be ignited. The combustion of highly knock-resistant fuels of the order of RON 100 is, however, only unbearable high compression ratios possible, which is why a real multi-fuel operation, i.e. the use of fuels RON 15 to RON 100 is not possible. It is therefore obvious a self-igniting internal combustion engine when using non-self-igniting fuels, i.e. high-octane fuels, to operate with spark ignition. Such an operation is, however, in internal combustion engines with pure air ratio control only possible if independent ^ of the load, i.e. the total air ratio, and speed at the ignition source there is always an ignitable fuel-air mixture.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der eingangs genannten luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine eine Zündquelle so anzuordnen, daß entsprechend den verwendeten Kraftstoffen ohne weiteres ein wahlweiser Betrieb mit Selbst- oder Fremdzündung möglich ist.The invention is based on the object mentioned in the introduction air-compressing injection internal combustion engine to arrange an ignition source so that according to the fuels used Optional operation with self-ignition or external ignition is readily possible.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Zündkerze ausgebildete Zündquelle der eingangs genannten fe Brennkraftmaschine dicht neben der Einspritzdüse angeordnet ist und eine Elektrode in Form eines Fangbleches aufweist, das unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des bzw. eines KraftstoffStrahles der Einspritzdüse hineinragt, und daß die Zündkerze mit ihrer üblich ausgebildeten weiteren Elektrode auf der dem Kraftstoffstrahl abgelegenen Seite des Fangbleches angeordnet ist.The object set is achieved according to the invention in that the ignition source, which is designed as a spark plug, is the one mentioned at the beginning fe internal combustion engine is arranged close to the injection nozzle and has an electrode in the form of a catch plate, which protrudes at an acute angle into the edge region of the or a fuel jet of the injection nozzle, and that the Spark plug with its customarily designed additional electrode on the side of the catch plate remote from the fuel jet is arranged.

Beim Betrieb einer so ausgebildeten Brennkraftmaschine fängt das Fangblech einen kleinen Teil des KraftstoffStrahlrandes ab, wobei sich der aufgebrachte Kraftstoff auf dem Fangblech filmai»tig ausbreitet, woraufhin im Falle der Zündung der Zündfunke von der zweiten Elektrode durch den Kraftstoffilm hindurch auf W das Fangblech durchschlägt und dabei das vor dem Fangblech gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch zündet. Der Funkenüberschlag, der zunächst durch eine Luftschicht, sodann durch ein Kraftstoff-Luft-Gemisch und schließlich durch den Kraftstoffilm auf das Fangblech erfolgt, ergibt den großen Vorteil, daß an irgendeiner Stelle der Funkenstrecke zwischen Luft und Kraftstoff in jedem Falle ein zündfähiges Gemisch entsteht und gezündet t werden kann.In operation of a thus configured internal combustion engine, the baffle intercepts a small portion of the fuel jet edge from where the deposited fuel on the catch plate filmai "tig spreads, whereupon in the case of ignition of the spark from the second electrode by the fuel film through hits the collector plate on W and the fuel-air mixture formed in front of the catch plate ignites. The sparkover, which occurs first through a layer of air, then through a fuel-air mixture and finally through the fuel film on the catch plate, has the great advantage that an ignitable mixture is created at any point in the spark gap between air and fuel t can be ignited.

Die düsennahe Anordnung der Zündquelle bringt dabei nicht nur den weiteren Vorteil mit sich, daß die Zündflamme auch etwaige weitere, von der gleichen Düse ausgehende Einspritzstrahlen sehrThe arrangement of the ignition source close to the nozzle not only has the further advantage that the pilot flame also has any further injection jets emanating from the same nozzle

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schnell erreicht, sondern auch den noch weiteren Vorteil, daß sich auf der als Fangblech ausgebildeten Elektrode unabhängig von Belastung bzw. Gesamtluftverhältnis und Drehzahl stets ein Kraftstoffilm befindet, an dessen luftseitiger Begrenzung ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist.quickly achieved, but also the still further advantage that it is independent on the electrode designed as a catch plate depending on the load or overall air ratio and speed, there is always a fuel film at the air-side boundary an ignitable fuel-air mixture is present.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennraum der eingangs genannten Brennkraftmaschine in an sich bekannter Weise als Kolbenbrennraum ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Kolbenbrennraum die bekannten Vorteile bezüglich des Verbrennungeablaufes auch in Verbindung mit einer Fremdzündung bietet.According to a preferred embodiment of the invention, the combustion chamber is in itself the internal combustion engine mentioned at the beginning known way designed as a piston combustion chamber. It has been shown that such a piston combustion chamber has the known advantages offers with regard to the combustion process also in connection with a spark ignition.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:In the drawing, the invention is illustrated by way of example; show it:

Fig. 1 eine erfindungegemäfie Einspritzbrennkraftmaschine in einem die Zündkerzenanordnung zeigenden schematisch gehaltenen axialen Teilschnitt durch einen Arbeitszylinder;1 shows an internal combustion engine according to the invention in a schematically held axial partial section showing the spark plug arrangement through a Working cylinder;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Arbeitskolben der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher Darstellung der Einspritz- und Zündanordnung.FIG. 2 shows a plan view of the working piston of the internal combustion engine according to FIG. 1 with an additional illustration of the injection and ignition arrangement.

Die dargestellte Brennkraftmaschine weist einen in einem Arbeitszylinder 1 in üblioher, und deshalb nicht besonders dargestellter Weise hin- und hergehend verschiebbaren und seine Bewegung auf eine Kurbelwelle übertragenden Arbeitskolben 2 sowie einen Zylinderkopf 3 auf. Der Arbeitskolben 2 ist mit einem etwa zylindrischen, exzentrisch zur Kolbenachse angeordneten Kolbenbrennraum Ί versehen, in den bei der dargestellten Kolbenstellung kurz vor dem Verdichtungstotpunkt ebenfalls exzentrisch zur Achse des Kolbenbrennraumes eine Einspritzdüse 5 und eine Zündkerze 6 hineinragen, die beide in üblicher Weise im Zylinderkopf 3 festgelegt sind.The internal combustion engine shown has a working piston 2 as well as which can be displaced back and forth in a working cylinder 1 in the usual and therefore not specifically shown manner and which transmits its movement to a crankshaft a cylinder head 3. The working piston 2 is arranged with an approximately cylindrical, eccentric to the piston axis Piston combustion chamber Ί provided, also eccentric in the piston position shown shortly before the compression dead center An injection nozzle 5 and a spark plug 6 protrude towards the axis of the piston combustion chamber, both of which are fixed in the cylinder head 3 in the usual manner.

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Die Einspritzdüse 5 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel als Vierlochdüse ausgebildet, deren Strahlrichtungen in Umfangsrichtung der Düse gleichmäßig verteilt sind und gemeinsam auf einem Kegelmantel liegen, dessen Kegelwinkel nur wenig unter 180° beträgt. Die Zündkerze 6 ist dicht neben der Einspritzdüse 5 und außerdem im Randbereich des einen, gemäß der Zeichnung nach rechts gerichteten KraftstoffStrahles 7 angeordnet.According to the exemplary embodiment, the injection nozzle 5 is designed as a four-hole nozzle, the jet directions of which are in the circumferential direction the nozzle are evenly distributed and lie together on a cone surface, the cone angle only slightly below 180 °. The spark plug 6 is close to the injection nozzle 5 and also in the edge area of the one, according to the drawing fuel jet 7 directed to the right is arranged.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Zündkerze P 6 eine als Fangblech 8 ausgebildete Elektrode auf, wobei dieses Fangblech unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des Kraftstoffstrahles 7 der Einspritzdüse 5 hineinragt. Die zweite, üblich ausgebildete Elektrode 9 der Zündkerze 6 ist auf der dem Kraftstoffstrahl 7 abgelegenen Seite des Fangbleches 8 angeordnet.As can be seen in particular from FIG. 2, the spark plug P 6 has an electrode designed as a catch plate 8, this being The catch plate protrudes into the edge region of the fuel jet 7 of the injection nozzle 5 at an acute angle. The second, Usually formed electrode 9 of the spark plug 6 is on the the fuel jet 7 remote side of the catch plate 8 is arranged.

Wird die beschriebene Brennkraftmaschine mit einem Dieselkraftstoff im Dieselverfahren betrieben, dann bleibt die Zündkerze 6 abgeschaltet oder braucht lediglich zur Starthilfe herangezogen zu werden. Soll die Brennkraftmaschine jedoch mit einem hochklopffesten Kraftstoff entsprechend geringerer Zündwilligk keit betrieben werden, dann wird auch die Zündkerze 6 in üblicher Weise mit betrieben. Dabei befindet sich im Augenblick der Zündung auf dem Fangblech 8 ein dünner Kraftstoffilm, durch den der Zündfunken hindurchschlägt. Dadurch, daß sich zwischen dem Fangblech 8 und der anderen Elektrode 9 der Zündkerze 6 außer dem Kraftstoffilm nach der Elektrode 9 hin ein zunächst fettes, sodann aber zur Elektrode 9 hin immer mehr in Luft übergehendes Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet, ist stets an irgendeiner Stelle der Funkenstrecke ein zündfähiges Gemisch vorhanden, von dem die Zündung ausgeht. Da sich die entsprechende Zündflamme nahe der Einspritzdüse 5 befindet, kann sie auch den Kraftstoff der übrigen Kraftstoffstrahlen der Einspritzdüse 5 schnell erreichen.If the described internal combustion engine runs on diesel fuel operated in the diesel process, then the spark plug 6 remains switched off or only needs to be used for starting assistance to become. If, however, the internal combustion engine is to be operated with a highly knock-resistant fuel, it will be less readily ignitable can be operated, then the spark plug 6 is operated in the usual way. It is in the moment the ignition on the catch plate 8, a thin film of fuel through that the spark hits through. Characterized in that between the catch plate 8 and the other electrode 9 of the spark plug 6 except the fuel film towards the electrode 9 is initially rich, but then there is more and more air-fuel mixture towards the electrode 9, is always at some point an ignitable mixture is present in the spark gap, from which the ignition originates. Since the corresponding pilot light is close The injection nozzle 5 is located, it can also quickly reach the fuel of the other fuel jets of the injection nozzle 5.

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Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So könnte die Brennkraftmaschine auch einen anderen als den dargestellten Kolbenbrennraum aufweisen, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.The invention is not limited to all details of the described Embodiment bound. The internal combustion engine could also have a different piston combustion chamber than the one shown without thereby departing from the scope of the invention laid down in the following claims.

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Claims (2)

Daim 7995/4Daim 7995/4 1. Luftverdichtende, fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff durch eine Einspritzdüse in einem oder mehreren Strahlen in den Brennraum eingespritztwird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zündkerze (6) ausgebildete Zündquelle dicht neben der Einspritzdüse (5) angeordnet ist und eine Elektrode in Form eines Fangbleches (8) aufweist, das unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des bzw. eines KraftstoffStrahles (7) der Einspritzdüse (5) hineinragt, und daß die Zündkerze (6) mit ihrer üblich ausgebildeten weiteren Elektrode (9) auf der dem Kraftstoffstrahl (7) abgelegenen Seite des Fangbleches (8) angeordnet ist.1. Air-compressing, spark-ignited internal combustion engine, in which the fuel is injected into the combustion chamber through an injection nozzle in one or more jets, thereby characterized in that the ignition source designed as a spark plug (6) is arranged close to the injection nozzle (5) and has an electrode in the form of a catch plate (8), which at an acute angle into the edge region of the or a Fuel jet (7) protrudes from the injection nozzle (5), and that the spark plug (6) with its customarily designed further electrode (9) on the remote from the fuel jet (7) Side of the catch plate (8) is arranged. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Brennraum in an sich bekannter Weise als Kolbenbrennraum ausgebildet ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that its combustion chamber in a manner known per se as a piston combustion chamber is trained. 0 0 9 8 2 7/1590 ÖAD original0 0 9 8 2 7/1590 ÖAD original
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