DE2331532B2

DE2331532B2 - Brennkraftmaschine mit hilfsverbrennungskammer

Info

Publication number: DE2331532B2
Application number: DE19732331532
Authority: DE
Inventors: Nobuhiko Tokio Kawamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1972-06-21
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1976-12-23
Also published as: FR2190158A5; DE2331532A1; ES416158A1; IT986188B; CA980644A; NL7308617A; AR209894A1; BR7304578D0; AU5694273A; CS190410B2; CH567177A5; AU467529B2; GB1432580A; DD105490A5; BE801238A; NL156786B; JPS5144003Y2; SE397386B; JPS4930704U; US3921607A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit tumindest einem einen Kolben enthaltenden Zylinder, einer über dem Kolben angeordneten Hauptverbrennungskammer, einer durch eine erste öffnung mit einer Zündkerze und über eine zweite öffnung und einen Flammkanal mit der Hauptverbrennungskammer verbundenen, in der Hauptsache durch ein dünnwandiges Metallgehäuse gebildeten Hilfsverbrennungskammer und einer Vorrichtung zur Bildung vergleichsweise mageren Kraftstoff-Luftgemischsfürdie Hauptverbrennungskammer und zur Zuführung vergleichsweise fetten Kraftstoff-Luftgemischs in die Hilfsverbrennungskammer, wobei das Metallgehäuse in einem Hohlraum des Maschinenkörpers mit Abstand zu den Hohlraumwandungen in thermischer Isolation befestigt

Eine Brennkraftmaschine dieser Art ist z. B. durch die US-PS 16 16 157 bekannt Sie hat den Nachteil, daß die Hilfsverbrennungskammer als eine Hülse ausgeführt ist, deren offenes Ende zur Hauptverbrennungskammer hin gerichtet ist und bei der die Zündkerzenelektroden direkt gegenüber einer Einspritzdüse für Kraftstoff angeordnet sind. .

Dadurch können die Elektroden insbesondere bei niedriger Maschinentemperatur schnell verschmutzt werden, und nicht verdampfter und in flüssiger Form in ίο der Hilfsverbrennungskammer vorhandener Kraftstoff kann die ordnungsgemäße Funktion der Einspritzdüse stören. Außerdem kann dadurch, daß das offene Ende der Hülse mit der Hauptverbrennungskammer in Verbindung steht, der mit der Einspritzdüse in die is Hilfsverbrennungskammer eingespritzte Kraftstoff direkt in die Hauptverbrennungskammer gelangen, ohne daß er in der Hilfsverbrennungskammer voll genutzt wird. Ebenso kann auch ein in der Hauptverbrennungskammer vorhandenes Kraftstoff-Luftgemisch über die μ relativ öffnung der Hilfsverbrennungskammer beim Kompressionshub direkt auf die Zündkerzenelekiroden einwirken und den Zündvorgang stören.

Andere bekannte Brennkraftmaschinen geben keine Anregung dazu, wie diese Probleme vermieden werden könnten. So ist beispielsweise durch die DT-PS 7 59 323 eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Zündkerze praktisch innerhalb der Hilfsverbr^nnungskammer nahe der Kraftstoffeintrittsstelle angeordnet ist und darüber hinaus eine innige thermische Verbindung zwischen der Hilfsverbrennungskammer und dem Maschinenblock besteht, so daß die Hilfsverbrennungskammer während des Maschinenbetriebs eine vergleichsweise niedrige Temperatur hat und die Ansammlung flüssigen Kraftstoffs begünstigt wird. Dadurch, daß die Hilfsverbrennungskammer schalenförmig ausgebildet ist. kann flüssiger Kraftstoff zwar in ihr gehalten werden, jedoch ist infolge der vergleichsweise niedrigen Betriebstemperatur eine einwandfreie Verdampfung dieses Kraftstoffs nicht gewährleistet. Bei der Brennkraftmaschine nach der FR-PS 6 71 749 ist eine Hilfsverbrennungskammer in Form eines Metallgehäuses mit geschlossenem Boden vorgesehen, wobei über dem Boden Verbindungsöffnungen zur Hauptverbrennungskammer angebracht sind. Hier kann gleichfalls flüssiger Kraftstoff in der Hilfsverbrennungskammer gesammelt werden, jedoch steht auch diese in innigem Wärmekontakt mit dem Maschinenblock, so daß gleichfalls eine vergleichsweise niedrige Betriebstemperatur vorliegt, die keine einwandfreie Verdampfung des angesammelten flüssigen Kraftstoffs gewährleistet und somit gleichfalls Ursache für ein Verschmutzen der Zündkerzenelektroden sein kann.

Durch die OE-PS 1 33 793 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der Zündkerzenelektroden praktisch innerhalb der Hilfsverbrennungskammer angeordnet sind und deshalb leicht verschmutzt werden können. Die zur Hauptverbrennungskammer führende Öffnung ist praktisch direkt unter dem Eintrittsventil der Hilfsverbrennungskammer angeordnet, so daß unverdampfte Kraftstofftröpfchen leicht in die Hauptverbrennungskammer gelangen können und nicht in der Hilfsverbrennungskammer gehalten werden.

Die DT-OS 20 38 396 beschreibt eine Brennkraftmaschine, bei der die Hilfsverbrennungskammer an ihrem Boden eine zur Hauptverbrennungskammer führende Öffnung aufweist und somit gleichfalls das Ansammeln flüssigen Kraftstoffs sowie dessen Halten in der Hilfsverbrennungskammer nicht möglich ist. Die Zünd-

kerzeneleklroden sind direkt in der Hilfsverbrennungskammer angeordnet, so daß sie leicht verschmutzt werden können. Die Hilfsverbrennungskammer ist gegenüber dem Maschinenblock nicht wärmeisoliert angebracht, so daß sie eine vergleichsweise niedrige Betriebstemperatur erreicht, die zur Verschmutzung der Zündkerzenelektroden und zur Kondensation von Kraftstoff insbesondere beim Anlaufen beiträgt.

Schließlich wurde noch nach der (nicht vorveröffentlichten) DT-OS 22 59 764 eine Ausbildung einer Hilfsverbrennungskammer in Schalenform vorgeschlagen, bei der einander gegenüberliegende öffnungen zur Verbindung mit der außerhalb der Hilfsverbrennungskammer angeordneten Zündkerze einerseits und zur Verbindung mit der Hauptverbrennungskammer andererseits vorgesehen sind. Diese öffnungen liegen praktisch am Boden der schalenförmigen Hilfsverbrennungskammer, so daß auch hier die Ansammlung und Halterung flüssigen Kraftstoffs in der Hilfsverbrennungskammer nicht möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besieht darin, eine Brennkraftmaschine anzugeben, bei der eine schnell und auf hohe Temperatur aufheizbare Hilfsverbrennungskammer vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß eine Verschmutzung der Z'indkerzenelektroden verhindert wird und eine Ansammlung unverdampften Kraftstoffs sowie dessen Verdampfung infolge ausreichender Betriebstemperatur möglich ist.

Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das Metallgehäuse als Schale ausgebildet ist, die einen geschlossenen Boden und über dem Boden angeordnet die zweite öffnung aufweist, und daß die Elektroden der Zündkerze außerhalb der Metallschale angeordnet sind und über die der zweiten öffnung gegenüberliegende erste öffnung mit dem Inneren der Schale in Verbindung stehen.

Bei einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung sind die Elektroden der Zündkerze außerhalb der Hilfsverbrennungskammer angeordnet, so daß sie durch das angereicherte Gemisch, welches der Hilfsverbrennungskammer zugeführt wird, nicht verschmutzt werden können. Dadurch, daß die beiden öffnungen in der Seite der Hilfsverbrennungskammer oberhalb des Bodens angeordnet sind, hat dieser infolge der schalenförmigen Ausbildung die Funktion einer Kraftstoffsammelstelle.

Hier können sich Tröpfchen nicht verdampften Kraftstoffs sammeln und nachfolgend verdampft werden, denn die dünnwandige, in thermischer Isolation befestigte Hilfsverbrennungskammer erreicht schnell eine relativ hohe Betriebstemperatur. Durch die beschriebene Ausbildung der Hilfsverbrennungskammer kann unverdampfter Kraftstoff nicht auf die Zündkerzenelektroden laufen oder direkt durch den Flammkanal in die Hauptverbrennungskamme·· gelangen. Ferner kann beim Kompressionshub kein Gemisch aus der Hauptverbrennuivgskammer direkt auf die Zündkerzenelektrode einwirken, wodurch Zündstörungen vermieden werden und ein glatter Betrieb der Maschine gewährleistet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur beschrieben, die einen Querschnitt der mit der Erfindung in Zusammenhang stehenden Teile der Brennkraftmaschine zeigt.

in der Figur besteht der Maschinenkörper aus einem Zylinderblock 10 und einem Zylinderkopf 11. Eine Hauptverbrennungskammer 2 ist über einem Kolben 1 gebildet und steht über einen Flammkanal oder eine sogenannte »Flammdüse« 3 mit einer Hilfsverbrennungskammer 5 in Verbindung, an der eine Zündvorrichtung in Form einer Zündkerze 4 angedeutet ist Beim Betrieb der Maschine wird vergleichsweise fettes Kraftstoff-Luftgemisch beispielsweise über einen Vergaser (nicht dagestellt) der Hilfsverbrennungskammer 5 über einen Eintrittskanal 6 und ein Eintrittsventil 7 zugeführt, während vergleichsweise mageres Kraftstoff-Luftgemisch der Hauptverbrennungskammer 2 über einen Eintrittskanal und ein Eintrittsventi! zugeführt wird, die in der Figur nicht dargestellt sind. Eine Abgasleitung 8 und ein Auslaßventil 9 sind gleichfalls in der Figur gezeigt. Wenn das fette Kraftstoff-Luftgemisch in der Hilfsverbrennungskammer 5 gezündet wird, so läuft eine Flamme durch den Kanal 3 und zündet das magere Kraftstoff-Luftgemisch in der Hauptverbrennungskammer 2.

Die Hilfsverbrennungskammer 5 ist durch ein dünnwandiges Edelstahlgehäuse 12 in Schalenform gebildet, das so montiert ist, daß es nicht in direkter Wärmeleitungsberührung mit dem Maschinenkörper (im dargestellten Fall der Zylinderkopf 11) steht. Ein ringförmiger Flansch 12i steht vom Rand des Gehäuses 12 ab und ist zwischen zwei Klemmringen 13 und 14 aus wärmeisolierendem Material gehalten. Ein wärmeisolierender Luftspalt 5 ist zwischen der Außenfläche des Gehäuses 12 und dem sie umgebenden Teil des Zylinderkopfes 11 gebildet. Die geringe Masse des dünnwandigen Gehäuses 12 und insbesondere seine Wärmeisolierung gegenüber dem Maschinenkörper bewirken eine schnelle Aufheizung des Gehäuses, wenn die Maschine gestartet und auf ihre Betriebstemperatur gehalten wird. Dadurch wird eine Kondensation von Kraftstoff an der Innenfläche des Gehäuses verhindert oder zumindest wesentlich verringert, die andernfalls zu einem hohen Kraftstoffverbrauch und zu unerwünschter Luftverschmutzung führen würde.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Brennkraftmaschine hat einen besonders niedrigen Kraftstoffverbrauch und bewirkt eine äußerst geringe Luftverschmutzung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit zumindest einem einen Kolben enthaltenden Zylinder, einer über dem Kolben angeordneten Hauptverbrennungskammer, einer durch eine erste öffnung mit einer Zündkerze und über eine zweite öffnung und einen Flammkanal mit der Hauptverbrennungskammer verbundenen, in der Hauptsache durch ein dünnwandiges Metallgehäuse gebildeten Hilfsverbrennungskammer und einer Vorrichtung zur Bildung vergleichsweise mageren Kraftstoff-Luftgemischs für die Hauptverbrennungskammer und zur Zuführung vergleichsweise fetten Kraftstoff-Luftgemischs in die Hilfsverbrennungskammer, wobei das Metallgehäuse in einem Hohlraum des Maschinenkörpers mit Abstand zu dtn Hohlraumwanduiigen in thermischer Isolation befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse als Schale (12) ausgebildet ist, die einen geschlossenen Boden und über dem Boden angeordnet die zweite öffnung aufweist, und daß die Elektroden der Zündkerze (4) außerhalb der Metallschale (12) angeordnet sind und über die der zweiten Öffnung gegenüberliegende erste öffnung mit dem Inneren der Schale (12) in Verbindung stehen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode der Zündkerze (4) gegenüber der Längsachse des Flammkanals (3) seitlich versetzt angeordnet sind

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) eine weitgehend gleichmäßige Wandstärke hat.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schale (12) halbkugelförmig ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) mittels eines Flansches (12i) befestigt ist, der zwischen zwei Wärmeisolationselementen (13, 14) verklemmt ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (S) zwischen der Schale (12) und den Wänden des Hohlraums mit Wärmeisolationsmaterial ausgefüllt ist.