DE19946644A1 - Schichtlademotor - Google Patents

Schichtlademotor

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DE19946644A1
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Ruediger Ufermann
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Abstract

Die Anordnung zeigt eine Otto-Direkteinspritzer-Brennkraftmaschine mit dem Nebenraum (11), der durch ein stehendes Auslaßventil (19) und die Zündkerze (9, 7) begrenzt wird. Die Einspritzdüse (12) und das Heizelement (10) sind in den Nebenraum (11) integriert und werden vom geöffneten Auslaßventilteller vor den heißen Abgasen geschützt. Durch die Anordnung der Zündkerzen (9, 7) ist immer die nahezu doppelte Zündenergie in allen Fahr- und Drehzahlbereichen vorhanden. Dies ermöglicht immer eine extreme Abmagerungs- und AGR-Fähigkeit. Die dritte Zündkerze (8) sichert eine zeitgerechte und stabile Flammenausbreitung in allen Drehzahlbereichen. Durch die Anordnung der Einspritzdüse (12) gegenüber dem Auslaßventil (19) setzt der unmittelbar verdampfende Kraftstoff die Temperatur im Nebenraum (11) herab, was die Klopfgefahr und die Abgasemissionen verringert und die Effizienz erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung zur Direkt- Einspritzung nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Anordnungen dieser Art werden bereits in einigen Ausführungsformen eingesetzt, die jedoch die Schichtladung auch beim Einsatz einer aufwendigen Steuerungstechnik nicht allen Fahr- Drehzahl und Lastbe­ reichen genügen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine effiziente und funktionssichere Anordnung zur Benzin-Direkt-Einspritzung unter Einsatz einer Anordnung der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, mit der die vorgegebenen Aktionen erfüllt werden können.
Erfindungsgemäß unterscheidet sich die Anordnung der Eingangs genannten Art vorrangig von bisheri­ gen Technologien dadurch, daß Kraftstoff in einen mit dem Zylinder in strömungsgünstiger Verbindung stehen­ dem Nebenraum eingespritzt wird, wobei das Auslaßventil in diesem Raum stehend angeordnet ist. Dabei sind Einspritzdüse und ein Heizelement so oberhalb des Auslaßventils angeordnet, daß beim geöffneten Auslaßventil beide Teile vor den ausströmenden heißen Abgasen geschützt werden. Das Heizelement erhitzt das Auslaßventil und den Nebenraum. Dadurch wird das Kaltstart-Emissionsverhalten verbessert und verkürzt. Weiter sind zwei Zündkerzen so nebeneinander zwischen Auslaßventil und Zylinder angeordnet, daß die den Zündkerzen gegen­ überliegende Einspritzdüse immer in deren Richtung einspritzt, so daß sich in deren Bereich immer ein zündfä­ higes Gemisch vorhanden ist. Die dritte Zündkerze ist zwischen den Einlaßventilen in Zylindermitte und der Einspritzrichtung der Einspritzdüse angeordnet, um die Flammenausbreitung und die Abgasrückführungs- Verträglichkeit (AGR) und die Abmagerung des Gemisches (Lambda << 1) zu erhöhen. Aufgrund der Anord­ nung der Ventile kann man auf Drall- und Tumble-Einlaßkanäle verzichten und die Kompressionshöhe des Kol­ bens niedrig gehalten werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind durch die von diesem Anspruch abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zwei Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen vereinfachten Schnitt A-A von Fig. 2., wobei der Nebenraum (11) die Einspritzdüse (12) und das Heizelement (10) beinhaltet und von den Zündkerzen (7, 9) zum Brennraum abgegrenzt wird, so daß die von der Einspritzdüse (12) abgespritzten Kraftstoffteilchen mit nahezu doppelter Zündenergie stets von den Zünd­ kerzen (7, 9) in deren Zündbereich sicher und zuverlässig in allen Fahr- und Lastbereichen gezündet werden. Eine dritte Zündkerze (8), die zwischen den Einlaßventilen (2, 6) und Richtung Zylindermitte angeordnet ist, sichert die Flammenausbreitung in allen Fahr- und Lastbereichen ab. Im Leerlauf und in der Teillast wird die Drosselvorrichtung (4) aktiviert, um den Luftüberschuß an die reduzierte eingespritzte Treibstoffmenge anzu­ passen.
Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht des Motors von Fig. 1.
Bezugszeichenliste
1
Zylinderkopf
2
Einlaßventil
3
Einlaßkanal
4
Drosselvorrichtung
5
Einlaßkanal
6
Einlaßventil
7
Zündkerze
8
Zündkerze
9
Zündkerze
10
Heizelement
11
Nebenraum
12
Einspritzdüse
13
Zylinderkurbelgehäuse
14
Auslaßkanal
15
Kolben
16
Kolbenaussparung
17
Auslaßventil
18
Kolbenaussparung
19
Auslaßventil

Claims (4)

1. Anordnung zum optimierten Verbrennungsablauf eines Extrem-Magermotors mit Schichtladung und Kraftstoffdirekteinspritzung in Kombination mit oder ohne lastabhängiger Drosselklappensteuerung bzw. - va­ riabler Ventilhubsteuerung mit einen Nebenraum einer Otto-Viertakt-Brennkraftmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das stehend angeordnete Auslaßventil (19) im Zylinderkurbelgehäuse (15) eingebaut ist und im geschlossenen Zustand den Nebenraum (11) nach unten abgrenzt und im geöffneten Zustand die oberhalb da­ von plazierte Einspritzdüse (12) und das Heizelement (10) vor den heißen Abgasen schützt, wobei die Zünd­ kerzen (7, 9) zwischen dem Auslaßventil (19) und dem Kolben (17) nebeneinander liegend und ca. 20 mm voneinander beabstandet sind und eine dritte Zündkerze (8) so plaziert ist, daß sie sich zwischen den Zündker­ zen (7, 9) und den Einlaßventilen (2, 6) auf der Symmetrieachse des Brennraumes befindet.
2. Anordnung zur Benzin-Direkt-Einspritzung in einen Schichtladungsraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespritzten Kraftstoffteilchen der Einspritzdüse (12) den Teller des Auslaßventils (19) so treffen, daß die Kraftstoffteilchen in Richtung der Zündkerzen umgelenkt werden, um in Form einer Initialzündung mit nahezu doppelter Zündenergie von den Zündkerzen (7, 8) sicher gezündet zu werden, wobei die Zündkerze (8) zeitversetzt die Verbrennung stets stabilisierend vervollständigt.
3. Anordnung zur Benzin-Direkt-Einspritzung in einen Schichtladungsraum nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (10) den Nebenraum (11) und den Teller des Auslaßventils (19) bei Kaltstart vorheizt.
4. Anordnung zur Benzin-Direkt-Einspritzung in einen Schichtladungsraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (4) im Leerlaufbetrieb und in der Teillast ge­ schlossen werden kann, wobei sie in den höheren Last- und Drehzahlbereichen stufenlos geöffnet werden kann.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363011A1 (de) * 2002-05-13 2003-11-19 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Brennkraftmaschine mit mehreren Zündeinrichtungen pro Zylinder
AT522462B1 (de) * 2019-10-15 2020-11-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit einem zylinderkopf

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363011A1 (de) * 2002-05-13 2003-11-19 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company Brennkraftmaschine mit mehreren Zündeinrichtungen pro Zylinder
AT522462B1 (de) * 2019-10-15 2020-11-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine mit einem zylinderkopf
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