DE2039462C3 - Gemisch verdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschme nut Ladungsschichtung, bei der der größte Teil der Ladung durch ein oder mehrere Einlaßventile als wenigsTcns annähernd brennstofffreie Luft unmittelbar einem Haüpthrennraum und der restliche Te, der Ladung als brennstoffreiches Brcnnstof -Luft-Ge- 5« misch über ein zusätzliches Gem.sch-Einlaßvent.1 durch eine rotationskörperförmige gleichachsig zum Gcmi^h-Einlaßventil zwischen dessen Ventilteller und dem Hauptbrennraum angeordnete Nebenbrennkammer zugeführt wird, it. der eine Zündkerze angeordnet ist, und bei der ferner mindestens ein Auslaßventil im Hauptbrennraum angeordnet ist

Bei bekannten Maschinen dieser Bauart (deutsche Auslegeschrift 1228 849 und b.uische Patentschnf 639 634) sind die Ventile der Hauptbrennraume und die Nebenbrennkammer sowohl hin:^^htl«^{h c}'^nc"^ationellen Fertigung als auch hinsichtlich de. Bildung cines kompakten Gesamtbrennraumes ungunstig an^ei"^e ^^^ernS? bei der Überleitung der _d Nebenbrennkammer m den _ergeben. Kühhingsschwierigkeitcn, „Τβ und Störungen des Verbren-SSnd dabei unvermeidbar. "g^_e ^Ut"_r ^S1E_rfindung ist es, diese Nachteile zu AuigaDC ^~. _Anwendung der eingangs be-

J^Jer Bauart bei modernen Brennkraftmaschi^e"_{allel oder} V-förmig angeordneten, oben-J* ventilen ohne nachteilige Eingriffe in den _{des H}auptbrennraumes.

re ^"'^„Hchkeiten und Kühlungsverhältnisse ^BearD _iV^₁"^cn °Zur Lösuns dieser Aufgabe besteht zu erneue · _in ^_n Patentansprüchen gedie ^E*"^dU"r Merkmalen. Auf diese Weise wird ,e BnSffe in die üblichen Konstruk- ^3: moderner Brennkraftmaschinen die

¹I⁰"³¹¹¹","? !«Verfahrens der Ladungsschichtung Anwendung dts

^errF^V _ß · _{h infolge} der erfindungsgemäß vor-Dab« I ^ ^ J_{n Ventil}. _und Ncbenbrcnngesehen ^ers.n _{ehen die Eigenar[ dcr}

^™^_ςΔ" _chtung auch noch dadurch günstig iv- ^^^"^f _QuCrschnittsverlauf der als Rot:.-^c.^infl"*^s^_r ™_Se_ebildeten Nebenbrennkammer ohne nrosse&anl zum Hauptbrennraum weitgehend D osse!«bJTg g j _ie,_sw^_se zylindrisch, kcgdic. fn. \^a™ 4_iebclförmig usw. Auch durch Stci-e- ^"^^verhältnissc im Hauptbrennra,,,. ^u^ f ^f^^nordnung läßt sich die Ladu,,, ^hchtune eünstig beeinflussen, indem die Gass'.rosctiicntung gu ; »_{öffnun dcr} Nebenbrennkaninr.r

^mu"^S _H^_I ^B _o ^C _tV._rc ^U _nnraum gerichtet und so ein Vern²^"'"^P _d\^C^ befindlichen zündfähigen Brenn de' ^^ _{mit dcm brcn}nstoffarmen Ip!-,.-.¹ ^sHa^^rennraum.cs vor dem Zündzeitpunkt , reichend verzögert wird. .,,„,. ,

Durch die USA.-Patentschnftcn 2 9,4 041 uiu, 3 359 958 sind zwar Brennkraftmaschinen^bckamit.

^adis^^ee". , " ^_n,,, _{als auch zu} einem Auslaßventil cm E ab^..u ^als _{icd cndc LiSsur}., _{dcr t};_cr

liegenden Aufgabe ist dabei jc-

ζ a„_c drei Ventile eines Zylin-

em ^ ^ _{fächcrförmigcn}

^l™" _cinander, so daß sich bei Reihenzut ^. _Vcn,_{ilcbcncn mil}

Vcntilsteuerungsanord-

^nUSc^eSⁿn«ng zeigt mehrere Ausführungsbcspic.e ^^emASniu durch den Zylinderkopf _einer V.ertakt-Brennkraftmaschine^it^-^miger

.._ und Kipphebeln,

Fig 2 einen schematiscnen Grundriß der Vcntil- und Ncbcnbrennkammeranordnung gemäß Fi g. 1, Fin 3 einen Querschnitt durch einen Zyhnder^{r l u} - ■ - · .abgewandelter Form

gleichachsig gelagerte iliwinjhcbel zu ermöglichen.

_{]icnC l[iieinoVm},

■ vier Ventilen.

Nach den F i g. 1 und 2 weist ein Zylinderkopf 1 je ein Einlaßventil 2, ein Auslaßventil 3 und ein Gemisch-Einlaßventil 4 auf, die eine V-förmige Anordnung bilden. Dabei liegen das Einlaßventil 2 und das . Gemisch-Einlaßventil 4 parallel zueinander. Für die Betätigung der Ventile ist eine zentral gelegene obenliegende Nockenwelle 5 und je Ventil ein Kipphebel 6 mit Kipphebellagerachsen 7 vorgesehen. Von den Ventilen 2, 3 und 4 erstrecken sich" Gaswechselkanäle !s beiderseits nach außen aus dem Zylinderkopf 1. Im Zylinderkopf 1 ist ein von den Ein- und Auslaßventilen 2 und 3 sowie von einem Kolben 9 begrenzter Hauptbrennraum IO angeordnet, der im wesentlichen eine dachförmige Gestaltung aufweist. Aus diesem Hauptbrennraum 10 erstreckt sich gleichachsig und in Richtung des Gemisch-Einlaßventils 4 eine rotationskörperförmige Nebenbrennkummer 11 bis zu dessen Ventiltellei 4'. Seitlich ragt in diese Nebenbrennkammer 11 eine Zündkerze 12.

Durch den nicht dargestellten Einlaßkanal zum Einlaßventil 2 wird während des Betriebes der Brennkraftmaschine reine oder mindestens brennttoffarme Luft zugeführt, die mengenmäßig den Hauptanteil der Ladung der Brennkraftmaschine bildet. Durch den relativ engen Gaswechselkanal 8 zum Teller 4' des Gemisch-Einlaßventils 4 wird dagegen brennstoffreichcs Brennstoff-Luftgemisch durch die Nebenbrennkammer 11 in die Hauptbrennräume 10 geleitet. Durch Abstimmen der Steuerzeit! der durch gesonderte von der Nockenwelle 5 betätigten Ventile 2 und 4 und durch gegebenenfalls zeitlich abgestimmtes Zuführen des Brennstoffes in den zum Gemisch-Einlaßventil führenden Gaswechselkanal 8 läßt sich für jede Drehzahl der Brennkraftmaschine erreichen, daß stets ein zündfähiges Gemisch zum Zündzeitpunkt in der Nebenbrennkammer 11 bzw. im Bereich der dort angeordneten Zündi.jrze 12 zur Verfügung steht. Diese Forderung wird noch dadurch unterstützt, daß die durch das Einlaßventil 2 /ugeführte brennstoffarnie Ladung im Hauptbrennraum 10 eine Strömungsnciiiunn erhält, die infolge einer in Fig. 2 linksdrchuiden tJrallströmung gegen die öffnung der Nebenbrennkammer 11 zum Hauptbrennraum 10 gerichtet ist und ein vorzeitiges Vermischen des Inhalts der Neber.brennkammer 11 mit dem Hauptanteil der Ladung im Hauptbrenn raum 10 verhindert. Nach dem Zünden des in der Nebenbrennkammer 11 befindlichen Ladungsteiles greift die auftretende Flammenfront auch auf die brennstoffarmen Ladungsteile im Hauptbrennraum 10 über. Der hohe Luftanteil in der Ladung führt zu einer weitgehendst vollkommenen Verbrennung des Brennstoffes, so daß durch das Auslaßventil 3 nach ίο Beendigung des Arbeitstaktes ein Abgas ausgestoßen wird, das praktisch frei von giftigen und sonstigen schädlichen Rückständen ist. Die weitgehendst vollkommene Verbrennung der Brennstoffanteile der Ladung wird auch noch durch die Gestaltung des Hauptbrennraumes begünstigt. Dieser ist über den größten Teil seiner Ausdehnung durch einen Aufsatz des Kolbens 9 flach ausgebildet und lediglich im Bereich der Nebenbrennkammer 11 durch eine muldenförmige Aussparung 9' für die Begünstigung des Verbrennungsablaufes erweitert.

In Fi g. 3 ist die Nebenbrennkammer 111 tonncnförmig gestaltet, wodurch eventuell für den Verbrennungsablauf nachteilige Ecken bei einer zylindrischen Ausbildung entsprechend Fig. 1 ausgeschlossen sind. Alle übrigen Teile des Zylinderkopf^ nach F i g. 3 stimmen mit den entsprechenden Teilen nach F i g. 1 überein und sind daher mit gleichen Ziffern benannt.

Nach F i g. 4 weist der Zylinderkopf insgesamt vier Ventile auf. Neben dem Gemisch-Einlaßventil 4 können dabei entweder zwei weitere Einlaßventile 202 und ein einziges Auslaßventil 203 vorgesehen werden, oder es werden die Ventile 202 als Auslaßventile und dn« Ventil 203 als Einlaßventil ausgebildet, so daß sich insgesamt in diesem Fall mit dem Gemisch-Einlaßventil 4 je zwei Einlaß- und zwei Auslaßventile ergeben. In der Anordnung und Steuerung dieser Ventile ergeben sich auch in diesem Falle günstige Voraussetzungen, da jeweils zwei Ventile paral-IeI zueinander liegen und mit den beiden anderer, eine V-förmige Anordnung autweisen. In übliche; moderner Ausbildung lassen sich diese Ventile mit einer oder zwei obenliegenden Nockenwellen günstig steuern,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

a und

1. Gemischverdichtend^ fremdgezündete Vier- _ takt-Brennkraftmaschinc mit Ladungsschichtung, a bei der der größte Teil der Ladung durch em oder mehrere Einlaßventile als wenigstens annahernd brennstoffreie Luft unmittelbar einem Hauptbrennraum und der restliche. Teil der Ladung als brennstoffreiches Brennstoff-Lutt-Ge-Sh über ein zusätzliches Gemisch-Einlaßventil durch eine rotationskörperrörmige, gleichachsig zum Gemisch-Einlaßventil zwischen dessen Ventilteller und dem Hauptbrennraum angeordnete Nebenbrennkammer zugeführt w'rd, in der eine «5 Zündkerze angeordnet ist, und bei der ferner mindestens ein Auslaßventil im Hauptbrennraum angeordnet ist, dadurch gekennze.ch_n e^St, daß das Einlaßventil (2 bzw. 202) und das Auslaßventil (3 bzw. 203) sowie das Gemisch- *> Einlaßventil (4) in zwei V-förmig von den Ventiltellern aus auseinanderstrebenden Ebenen liegen.

2. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruchl. dadurch gekennzeichnet, daß je ein Ein- und Auslaßventil (2 und 3) in an sich be- ,5 kannter Weise V-förmig und zueinander seilenvcrsetzt angeordnet sind und daß das Gemisch-Einlaßventil (4) mit dem Einlaßventil (2) m e.ner Ebene liegt. .

3. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß je ein Ein- und Auslaßventil (202 und 203) >n e.ner Ebene und V.förmig zum Gem.sch-E.nlaßvent.l

(fliegen. . «

4 Viertakt-Brennkrafimaschme nach den An-Sprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Ein- und Auslaßventil (202) mit dem Gemisch-Einlaßventil (4) in einer gemeinsamen Bbene liegt. ^