DE1913115C3

DE1913115C3 - Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung

Info

Publication number: DE1913115C3
Application number: DE1913115A
Authority: DE
Inventors: Frantischek Dipl.-Ing. Trutnov Fidrmuc (Tschechoslowakei)
Original assignee: Automobilove Zavody np
Current assignee: Automobilove Zavody np
Priority date: 1968-03-15
Filing date: 1969-03-14
Publication date: 1974-01-10
Also published as: SE349351B; FR2004033A1; NL6903912A; AT304178B; GB1224726A; DE1913115B2; DE1913115A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtendc Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, deren Brennraum zum Teil im Zylinderkopf durch dachförmig geneigte, je ein Gaswechselventil aufnehinende ebene Flächen und zum Teil durch eine Ausnehmung im Kolben gebildet ist.

nine Brennkraftmaschine dieser Art ist aus der französischen Patentschrift 1 461 185 bekannt. Weiterhin ist es aus der britischen Palentschrift 565 301 bekannt, den Brennraum im Zylinderkopf mittels eines Vorsprunges im Bereich der Ventilstege nierenförmig einzuziehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brennraum mit solchen Eigenschaften zu schaffen, daß eine vollkommenere durchgreifende Verbrennung des Brennstoff-Luftgemisches sichergestellt und damit eine Verringerung des Prozentsatzes nicht verbrannter schädlicher Stoffe in den Abgasen bei gleichzeitiger Erhöhung der Motorleistung gewährleistet wird.

Bei neuen .Motorkonstruktionen wird vor allem einer vollkommenen Verbrennung des Gemisches bei erhöhten Ansprüchen an die Motorleistung Au!- merksamkeit gewidmet. In den Abgasen dci Verbrennungsmotoren befindet sich eine bedeutende Menge nicht verbrannter oder teilweise oxydierter Stoffe (CO, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, bleihaltige Verbindungen u. ä.), die insbesondere beim Starten, im Leerlauf sowie bei einer Beschleunigung und Verzögerung auftreten.

Die Herabsetzung des Prozentsatzes unverbrannter Stoffe in den Auspuffgasen wird durch gleichmäßige Verteilung des Gemisches auf die einzelnen Zylinder, durch konstruktive Gestaltung der Saugkanäle (z. B. spiralförmige Saugkanäle), durch geeignete Einstellung der Vorzündung, durch verbesserte Funktion des Vergasers, durch konstruktive Gestaltung der Verbrennungsräume und nicht zuletzt durch zusätzliche Oxydation der Gase in der Auspuffleitung gelöst.

Manche der obenstchend angeführten Verfahren zur Herabsetzung der Schädlichkeit der Auspuffgase weisen aber gewisse Kachteile auf. Ein spiralförmiger Saugkanal ergibt zwar ein besseres Brennstoff-Luft-Gemisch für die Verbrennung, beschränkt aber die Motorleistung, denn er verringert den volumetrischcn Wirkungsgrad. Die zusätzliche Oxydation der Gase in der Auspuffleitung stellt eine Notlösung dar, da sie nicht den qualitativen Verbrennungsprozeß unmittelbar in der Brennkraftmaschine verbessert, sondern nur dessen Folgeerscheinungen löst.

Die angeführten Nachteile werden durch die Erfindung bei einer gemischverdiclilenden Brennkraftmaschine mil Fremdzündung der eingangs erläuterten Art dadurch vermieden, daß der Zylinderkopfbrennraum in an sich bekannter Weise durch einen im Bereich des Ventilsteges ausgebildeten Vorsprung niercnförmig eingezogen ist, daß· die Zündkerze dem Vorsprung diametral gegenüber angeordnet ist und daß der Kolbenbrennraummiitelpunkt auf oder in Grenzen bis zu 15 "/0 des Kolbcndurchmessers zu beiden Seiten einer Verbindungslinie zwischen Zündpunkt der Zündkerze und Mittelpunkt des Abrundungshalbmessers des Vorsprunges liegt.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Verbrennungsraumes gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt eine Ansicht des Verbrennungsraumes im Raum des Zylinderkopfes in der Richtung des PfeilesP in Fig. 2;

F i g. 2 veranschaulicht einen Querschnitt durch den Verbrennungsraum im Zylinderkopf und im Kolben;

F i g. 3 ist eine Grundrißansicht auf den Kolbenboden;

Fig. 4 veranschaulicht den Verbrennungsverlauf des Gemisches im Verbrennungsraum des Zylinderkopfes;

Fig. 5 ist eine weitere mögliche Ausführung des Verbrennungsraumes;

F i g. 6 stellt eine perspektivische Ansicht auf den Verbrennungsraum des Zylinderkopfes als räumliches Gebilde dar.

Im Zylinderkopf 1 (Fig. 2) ist ein Teil 2 des Ver-

brennungsraumes 2, 3 niereiiförniig ausgebildet, dessen Boden sieh aus zwei ebenen Flächen 15 und 16 zusammensetzt (Fig. 2 und 6), die daehartigc Form aufweisen und miteinander einen Winkel« einschließen. In der ebenen Fläche 16 befindet sieh das Auslaßventil 14 und die Zündkerze S, und in der Ebene 15 liegt das Einlaßventil 13. Im Bereich des Ventilsteges ist ein Vorsprung 8 nierenföimig eingezogen.

Im Kolben 7 ist der zweite Teil 3 des VerbrennungfTuum.es 2,3 ausgebildet, dessen Mittelpunkt 4 auf oder in Grenzen bis zu 15",'« des Kolbendurchmessers zu beiden Seilen einer Verbindungslinie Λ des Ziindpiinkies der Zündkerze 5 und des Mittelpunktes 6 des Abrundungs-Halbmcssers R des Vorspruiiües S liegt.

Der Teil des Verbrennungsraumes3 im Kolben 7 ist derart angeordnet, daß er sich in der Grundrißansichi mit seinem Umfang der Ki¹HIe des mit dem Halbmesser # gebildeten Vorsprunges H nähert, sie berührt oder überdeckt. Auf der gegenüberliegenden Seite des mit dem Halbmesser/? gebildeten Vorsprunges 8 ist die Zündkerze 5 untergebracht, die in allen Fällen innerhalb des im im Kolben 7 angeordneten Teiles 3 des Verbrennungsraumes liegt.

Der Boden des Kolbens 7 kann entweder gewölbt oder eben sein, und die entsprechende Form des Vorsprunges 8 im Zylinderkopf 1 ist gleichfalls gewölbt oder eben.

F i g. 4 dient zur Erläuterung der Eigenschaften des Verbrennungsraumes gemäß der Erfindung. Gemaß dem Druckdiagramm der Brennkraftmaschine kann der Verlauf der Verbrennung im Verbrennungsraum in drei Phasen unterteilt werden. Die erste Phase der Verbrennung beginnt im Augenblick der Zündung des Gemisches durch den elektrischen Funken und endet zu Beginn des Druckanstiegs über den Kompressionsdruck. Das Ausmaß der Flammenfront ist im Verlauf der ersten Phase klein, so daß weder eine Strömung noch eine Wirbelung des Gemisches ihre Umrisse allzusehr ändern kann. Die Verbrennung ist nur durch die Ausbreitung der Flamme im Gemisch bedingt, die senkrecht zur Flamnicnfrom fortschreitet und in Fig. 4 durch eine volle Linie veranschaulicht ist. Die erste Phase der Verbrennung dauert gewöhnlich 15 bis 20°'» der Gesamtdauer

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Durch Ablenken der Flanimenfront 10 in die entlegensten Stellen des Verbreniiungsraumes wird ein gutes Durchbrennen des Gemisches in seinem gesamten Umfang auch in der dritten Phase der Verbrennung und damit eine minimale Menge schädlicher Stoffe in den Auspuffgasen erzielt. Der gemessene Wert des CO-Gehaltes beträgt im Leerlauf I bis 1,5" ι.. Gegenüber den bisher bekannten Mitteln zur Qualitätsverbesserung der Verbrennung, wie z. B. die Anwendung eines spiralförmigen Saugkanals, verringert sich die Motorleistung nicht, sondern es wird im Gegenteil bei hohen Drehzahlen eine sehr gute Verbrennung und damit auch ein hoher Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, deren Brennraum zum Teil im Zylinderkopf durch dachförmig geneigte, je ein Gaswechselventil aufnehmende ebene Flächen und zum Teil durch eine Ausnehmung im Kolben gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindcrkopfbrennraum (2) in an sich bekannter Weise durch einen im Bereich des Ventilsteges ausgebildeten Vorsprung (8) nierenförmig eingezogen ist, daß die Zündkerze (5) dem Vorsprung (8) diametral gegenüber angeordnet ist und daß der Kolbenbrcnnraummittelpuiikt (4) auf oder in Grenzen bis zu 15"·« des Kolbcndurchmesscrs zu beiden Seiten einer Verbindungslinie [S) zwischen Zündpunkt (5) der Zündkerze und Mittelpunkt (6) des Abrundungshalbmesjcrs (R) des Vorsprunges (8) liegt.

2. Verbrennungsraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Brennraumes (2) im Zylinderkopf (1) an der Stelle des Halbmessers (R) in der Grundrißansieht den Umfang des Brennraumes (3) im Kolben (7) entweder berührt oder innerhalb oder außerhalb desselben liegt, wobei der im Zylinderkopf auf der gegenüberliegenden Seite des Halbmessers (R) liegende Zündpunkt der Zündkerze (5) sich innerhalb des Brennraumes (3) im Kolben (7) Ivlmdet.

3. Verbrennungsraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennräume (2, 3) im Zylinderkopf (1) und im Kolben (7) nielenförmige Gestalt besitzen und ihre Konturen sich in Grundrißansicht an der Stelle des Halbmessers (R) berühren.

4. Verbrennungsraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel («), der von den beiden, den dachförmigen Boden des Brennraumes (2) im Zylinderkopf (I) bildenden ebenen Flächen (15, 16) eingeschlossen wird, in den Grenzen von I K) bis 160
liegt.