DE2341487A1

DE2341487A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2341487A1
Application number: DE19732341487
Authority: DE
Inventors: Vincent Philip Conrad
Original assignee: VINCENT PHILIP CONRAD
Current assignee: VINCENT PHILIP CONRAD
Priority date: 1972-08-16
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1974-02-28
Also published as: FR2196433A1; FR2196433B1; JPS49124407A; US3911874A; IT994606B

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine anzugeben, die so ausgebildet ist, daß eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des Kraftstoffes erfolgt und daß das Abgas möglichst keine schädlichen Gase enthält.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine gelöst, die sich gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet daß eine Kraftstoff-Zündkammer aus einem wärmeisolierenden Material zum Zurückhalten der durch den brennenden Kraftstoff ausgesandten Wärme, Mittel zum Einspritzen des zu verbrennden Kraftstoffes in die Zündkammer zum Vorerwärmen durch die Kammer und eine ständig offene, beschränkte Durchlaßöffnung zwischen der Zündkammer und dem Motorverbrennungsraum vorgesehen sind, wodurch

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in dem Verbrennungsraum komprimierte Luft in die Zündkammer hineingedrückt wird zum Zünden mit dem vorerwärmten Kraftstoff und die daraus resultierende Ausdehnung des brennenden Gemisches das Gemisch durch die begrenzte Durchlaßöffnung in den Verbrennungsraum zur vollständigen Verbrennung mit der darin befindlichen Luft drückt.

Vorzugsweise ist eine Heizung für die Zündkammer zum Erwärmen der Kammer auf eine Temperatur, bei der derdarin enthaltene Kraftstoff spontan mit Luft zum Starten der Maschine zündet, vorgesehen. Die Heizung kann elektrische Heizelemente aufweisen, die zum Erwärmen der Kammer angeordnet sind.

In einer Abwandlung kann die Heizung ein elektrisch geheiztes Element aufweisen, welches in die Kammer hinein hervorsteht.

Vorzugsweise sind Mittel zum Variieren der Beschränkung der Durchflußöffnung zwischen der Zündkammer und dem Verbrennungsraum vorgesehen.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Bohrung zwischen dem Verbrennungsraum und der Zündkammer erstreckt, daß wenigstens eine den beschränkten Durchgang bildende Nute in der Bohrung vorgesehen ist, die sich von dem Ende neben der Zündkammer aus erstreckt und nach dem Verlauf entlang eines Teiles der Bohrung endet, wobei die Nute die Querschnittsfläche zu dem Verbrennungsraum hin reduziert und daß eine sich von der Zündkammer in die Bohrung hinein erstreckende Ventilstange und Mittel zum Einstellen der Ventilstange entlang der Bohrung zum Variieren der Länge der nicht durch die Ventilstange bedeckten Nute und damit zum Variieren des Flusses entlang des Durchganges vorgesehen sind.

Eine weitere Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß eine Mehrzahl derartiger Nuten rund um die Bohrung vorgesehen

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sind, wobei sich die Nuten linear entlang der Basis von ihrem zündkammerseitigen Ende aus erstrecken und an verschiedenen Stellen entlang der Basis enden.

Die Nute kann schraubenförmig in der Bohrung herumgeführt sein.

Die Ventilstange kann eine von Hand zu betätigende Einstellung besitzen.

Es können Mittel vorgesehen sein zur Einstellung in der Ventilstange in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit und der Last.

Die Einstellmittel können einen Kurbelmechanismus aufweisen, der durch einen Regler in Abhängigkeit von Motorgeschwindigkei-6 und Last geregelt wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Einstellmittel eine durch den Druck einer hydraulischen Flüssigkeit betätigte Ausdehnungsmanschette, wobei der ausgeübte Druck gesteuert wird in Übereinstimmung mit Motorgeschwindigkeit und Last.

In jeder der obigen Ausführungsformen karin die Zündkammer aus Siliziumnitrid-Keramikmaterial gebildet sein.

Die Zündkammer kann in einem Gehäuse eingeschlossen sein, welches an dem Motor befestigt ist und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann in dem Gehäuse befestigt sein.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Becherform aufweist, mit einer Seitenwand, die den äußeren Umfang der Zündkammer umschließt und einen Abstand zu diesem aufweist, und mit einer Bodenwand,

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die durch einen Block mit einem Durchgang zum Durchfluß eines Kühlmittels in einem Abstand von der Zündkammer gehalten wird, daß die Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf der Basis des becherförmigen Gehäuses montiert ist und daß eine Bohrung durch den Block in die Zündkammer hineingeht, durch die sich die Einspritzvorrichtung zur Abgabe eines Kraftstoffes in dieselbe hinein erstreckt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

einen Querschnitt durch einen Teil einer Verbrennungskraftmaschine ;

eine Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung;

einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Figur 1; einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Figur 1;

eine weitere Ausführungsform in einer ähnlichen Darstellung wie in Figur 1;

einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Figur 5;

eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform;

eine Draiisicht auf die in Figur 7 gezeigte Vorrichtung;

eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform ; und

eine Darstellung eines Teiles der Ausführungsform gemäß Figur 9.

Es wird zuerst eine in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform beschrieben. In den Figuren 1 und 10 ist ein Viertaktinnenverbrennungs-Otto-Motor mit einem Zylinder 11

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7
Fig;	8
Fig.	9
Fig.	10

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und einem darin hin- und herbeweglichen Kolben 12 gezeigt.

Ein Gehäuse 13 mit der Form eines umgestülpten Bechers ist oben auf dem Zylinderkopf 10 durch Stiftschrauben 14 befestigt. Das obere Ende jeder Stiftschraube steht durch die Grundplatte des Gehäuses in eine aui3en gerippte Legierungshaube hervor, und zwei Muttern 16 sind gegen Belville-Dichtungsscheiben 17 festgezogen, welche wiederum auf der Basis der Haube aufliegen und das Gehäuse in seiner Stellung halten. Die Belville-Dichtungsscheiben 17 erlauben eine geringe Bewegung des Gehäuses zur thermischen Ausdehnung und die gerippte Haube schützt die Dichtungsscheiben gegen Hitze. Eine außen gerippte Aluminiumlegierungskappe 18 ist auf das Ende jeder Stiftschraube aufgeschraubt und unterstützt die Wärmeableitung von der Stiftschraube.

Das Gehäuse enthält eine Zündkammer 19, die obere und untere Blöcke aus thermischisolierendem, elektrisch nichtleitendem Siliziumnitrid-Keramikstoff aufweist. Die Blöcke weisen zwischen sich eine nahezu kugelförmige Kammer 20 auf, in der Kraftstoff in der im folgenden zu beschreibenden Weise gezündet wird.

Das untere Ende der Zündkammer 19 ruht auf der oberen Oberfläche des Zylinderkopfes 10, und zwei übereinander liegende Metallplatten 21, 22 sind zwischen dem Oberteil der Kammer und der Basis des Gehäuses 13 angeordnet.

In einer Bohrung 24 in der Basis des Gehäuses 13 ist eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzvorrichtung 23 montiert, und eine Düse 23a der Einspritzvorrichtung erstreckt sich durch Bohrungen 25, 26 in den Blöcken 21, 22 in einen Durchgang 27 durch den oberen Block der Zündkarnraer 19' hinein, wobei der Durchgang in im wesentlichen tangentialer Richtung zu dem Hohlraum 20 führt. Der durch die Einspritzvorrichtung

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23 dem Hohlraum so zugeführte Kraftstoff saust herum und schlägt sich in dem Hohlraum nieder. Um die Bohrungen 25 und 26 zwischen der Platte 21 und dem Boden des Gehäuses 13, der Platte 21 und der Hatte 22 und der Platte 22 und der oberen Oberfläche der Zündkammer sind Wills-Ringdichtungen vorgesehen, wie es mit 28 bezeichnet ist.

Eine Bohrung 29 führt vom Boden des Hohlraumes zu der Bodenfläche der Zündkammer 19, wo sie mit einer Bohrung 30 zusammenpaßt, die sich durch den Oberteil des Zylinderkopfes 10 zu dem Zylinder 11 hin erstreckt. Eine Ventilstange 31» die aus einem thermischisolierenden Siliziumnitrid ähnlich dem der Zündkammer 19 hergestellt sein kann, erstreckt sich in das Gehäuse hinein von dessen oberen Ende her durch die Platten 21, 22, den oberen Block der Zündkammer des Hohlraumes 20 und greift in die Bohrung 29 ein. Acht gerade Schlitze 32 (von denen nur zwei gesehen werden können) erstrecken sich entlang der Bohrung von dem Hohlraum 20 in einen Abstand voneinander aufweisenden Stellen um die Bohrung 29 herum. Da sich die Schlitze von dem Hohlraum aus erstrecken, nehmen sie stufenweise ab (reduce in depth), und jeder Schlitz endet an einer anderen Stelle abseits von dem Hohlraum 20. Die Schlitze bilden einen beschränkten Durchgang, wobei wenigstens ein Schlitz zwischen dem Hohlraum 20 und dem Zylinder 11 permanent offen ist. Die Stange 31 kann durch einen noch zu beschreibenden Mechanismus angehoben und abgesenkt werden, und wenn sich die Stange in ihrer untersten Bewegungsstellung befindet, dann ist nur der längste der Schlitze 32 offen und bildet einen Durchgang zwischen dem Hohlraum 20 und dem Zylinder, und wenn sich die stange in ihrer obersten Stellung befindet, dann sind alle Schlitze offen und bilden einen Durchgang zwischen dem Hohlraum 20 und dem Zylinder. Die Stange 31 kann ferner vollständig aus der Bohrung 29 zurückgezogen werden, um den Fluß durch die Bohrung noch weiter zu erhöhen. Durch Veränderung der Flußbegrenzung zwischen dem Hohlraum 20 und dem Zylinder

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kann die Einstellung der Fördermenge komprimierter Luft von dem Zylinder 11 durch den Kolben 12 in den Hohlraum 20 variiert werden, so daß eine Variation in der Einstellung der Motorzündung geschaffen wird. Es ist so zu verstehen, daß die Verbrennung in der Zündkammer nicht vorher eintritt, ehe der Druck in der Kammer eine bestimmte Höhe erreicht.

Das obere Ende der Ventilstange 31 ist an einer Stiftschraube 33 festgemacht und in einer aufrechtstehenden Nabe 34 auf dem Gehäuse eingeschraubt. Die Stiftschraube 33 besitzt an ihrem oberen Ende einen Sechseckkopf 35 zum Einstellen mit Hilfe eines Motorschlüssels und eine gesicherte Mutter 36 zum Absichern der Stiftschraube in einer gewünschten Einstellposition für eine spezielle Motoreinstellung.

Die untere Fläche der Zündkammer 19 ist gegen die obere Oberfläche des Zylinderkopfes 10 durch eine Wills-Dichtung 37 abgedichtet, die in einer das untere Ende der Bohrung 29 in dem Block umkreisenden Nute eingelegt ist.

Die Zündkammer 19 wird von einer elektrischen Heizspule 38 umschlossen, die mit dem elektrischen System der Maschine verbunden ist. Die Spule hat eine ausreichende Kapazität zum Anheizen der Zündkammer auf eine Temperatur· von 600 - 1000° C, um den innerhalb des Hohlraumes 20 befindlichen Kraftstoff zum Starten der Maschine zu zünden. Der untere Teil der Heizspule wird umschlossen von einer Hülse 39» die den unteren Teil der Zündkammer 19 umgibt und zwischen einer nach unten hin abgeflachten Schulter (downwardly facing shoulder) auf der Kammer liegt und dem Zylinderblock. Der obere Teil der Heizspule wird um-schlossen von einer Hülse 40, die den oberen Teil der Zündkammer umgibt und liegt zwischen einer nach oben hin abgeschrägten Schulter auf dem oberen Block der Zündkammer und der Metallplatte 22. Es ist ein Luftspalt 41 zwischen

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dem äußeren Umfang der Zündkammer 19 und den Hülsen 39, 40 vorgesehen, und der innere Umfang der Wand des Gehäuses 13 bildet eine Wärmeisolation zwischen der Zündkammer und dem Gehäuse.

Die Metallplattten 21, 22 besitzen zwischen sich einen gebogenen Kühldurchgang 42, der durch Einlaß- und Auslaßöffnungen 43, (Figur 4) mit einem Ül-Schmier-System der Maschine in Verbindung steht, so daß das durch die Maschine laufende ül als Kühlmittel für die Platten 21, 22 dient. Nötigenfalls kann ein Ölkühler in dem System vorgesehen werden.

In die obere Oberfläche der Platte 21 werden Absätze 45 eingeschnitten, um die Kontaktfläche zwischen der Platte und der Basis des Gehäuses zu verkleinern und dadurch den Wärmefluß von der Platte zu dem Gehäuse zu vermindern. Der obere Teil des Gehäuses besitzt radiale Rippen 46 zur Ableitung der zu dem Gehäuse gelangenden Wärme.

Jeder Maschinenzylinder weist eine Zündkammer auf, die mit dem Zylinder in der oben beschriebenen Weise in Verbindung steht, und ein Kraftstoffeinspritzsystem ist vorgesehen, welches durch die Einspritzdüsen 34 Kraftstoffladungen an den geeigneten stellen im Maschinenzyklus abgibt. Die Zylinder besitzen herkömmliche Lufteinlaß- und Auslaßventile, die durch eine Nockenwelle oder Nockenwellen in üblicher Weise betätigt werden. Im Fall eines Zweitaktmotors weisen die Zylinder übliche Einlaß- und Auslaßöffnungen auf, die in herkömmlicher Weise durch Kolben geöffnet und geschlossen werden. Wenn der Kolben 12 des Zylinders 11 vom Boden seines Hubs angehoben wird, nachdem er eine frische Ladung Luft angesaugt hat, wird die Luft in dem Zylinder komprimiert. An einer geeigneten Stelle des Maschinenzyklus bei etwa 15° bis 25° vor dem oberen Todpunkt des Kolbens wird eine Ladung Kraftstoff durch die Einspritzvorrichtung in den Hohlraum 20 abgegeben. Wenn die Maschine einige Zeit

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gelaufen ist, dann liegt die Temperatur der Zündkammer 19 in der Größenordnung von 800 bis 1200⁰C und der Kraftstoff wird in dem Hohlraum schnell auf diese Temperatur aufgeheizt. Wenn die Luft von dem Zylinder 11 in den Hohlraum 20 hineingedrückt wird, dann wird sie erhitzt, und es tritt eine spontane Zündung mit dem erhitzten Kraftstoff auf, und die resultierende Ausdehnung der brennenden Mischung drückt die Mischung aus dem Hohlraum 20 in den Zylinder 11, wo eine Verbrennung der Ladung mit der verbleibenden Luft in dem Zylinder vervollständigt wird, um den Arbeitshub des Kolbens 12 zu bewirken. Wenn die Maschine kalt gestartet wird, dann wird die Zündkammer 19 anfänglich auf eine Temperatur in der Größenordnung von 600 bis'1000⁰C unter Verwendung der elektrischen Heizspule erwärmt. Der Block ist dann warm genug, um den in den Hohlraum 20 eingespritzten Kraftstoff auf eine Temperatur zu erhitzen, die hinreichend hoch ist, um eine spontane Zündung mit der in den Hohlraum hineingelassenen Luft bei den verlängerten Umlaufszeiten zu bewirken, wenn der Motor mit niedriger Geschwindigkeit durchgedreht wird. Läuft der Motor einmal, dann wird die Zündkammer 19 durch eine Verbrennung von Kraftstoff erwärmt, um die nächste Ladung von Kraftstoff für eine schnelle spontane Verbrennung zu erwärmen. Bei dieser Anordnung erfolgt eine vollständige Verbrennung der Kraftstoffladung und die sich ergebenden Auspuffgase enthalten einen vernachlässigbaren Anteil von Kohlenmonoxyd. Die spontane Zündung des Kraftstoffes ergibt wie beim herkömmlichen Dieselmotor niedrigere Verbrennungstemperaturen in dem Zylinder als bei herkömmlichen Ottomotoren, wodurch der Stickstoffgehalt in der Luftladung zur Bildung von Stickstoffoxyden reduziert oder elimi niert wird.

Die vertikale Stellung der Ventilstange 31 wird eingestellt zur Änderung der Begrenzung zwischen dem Zylinder 11 und dem Hohlraum 20, so daß der Punkt im Maschinenumlaufzyklus, zu dem komprimierte Luft von dem Zylinder in den Hohlraum 20 hineingedrückt wird, verändert wird, um die Zündeinstellung zu verstellen.

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Obwohl für die gezeigte Anordnung eine manuelle Betätigung vorgesehen ist, ist es möglich, die Ventilstange mit einem durch die Motorgeschwindigkeit geführten Regler zu verbinden, um die Einstellung in Verbindung mit einem herkömmlichen Motorlastmesser zu variieren, beispielsweise einer vakuumbetätigten Vorrichtung, die auf Einlaßleistungsdruck anspricht.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine im wesentlichen ähnliche Ausbildung wie in den Figuren 1 bis 4, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In diesem Fall ist das Gehäuse 13 weggelassen, und die Zündkammer 19 ist an dem Zylinderkopf 10 durch eine Platte 50 festgemacht, die durch Stiftschrauben 14 an dem Zylinderkopf festgeklemmt wird. Das untere Ende der Zündkammer 14 weist ein sich nach, unten erstreckendes Drucklager 51 (spigot) auf, welches mit einem Absatz 52 in eingriff steht, der in einem Block 53 gebildet ist, welcher auf den Zylinderkopf aufgesetzt ist. Der Block 53 besitzt eine Bohrung 54, die den Motorzyiinder 11 mit der Bohrung 29 verbindet, und die Bohrung 54 besitzt schraubenförmig gewundene Rillen 55 in ihrer Oberfläche, um dem von dem Hohlraum 20 zu dem Zylinder 11 hindurchgehenden brennenden Gemisch einen Drall aufzuprägen, um das Vermischen des brennenden Gemisches mit der Luft in dem Zylinder zu verbessern.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 53 ist in einem Seitenblock 56 montiert, der gegen ein Aufnahmeteil (flat) 57 gehalten wird, welches auf der Seite der Zündkammer 19 durch ein Metallband 58 geformt wird, dessen Enden durch Stiftschrauben 59 festgehalten werden, die in Blöcken 60 an jeder Seite einer Hülse 61, welche die Zündkammer umschließt, gehalten werden. Die Zündkammer besitzt vertikale Nuten 62, in denen Elemente 63 der Heizspule angeordnet sind. Die Ventilstange 31 zur Steuerung des Flusses zwischen dem Hohlraum 20 und dem Motorzylinder wird betätigt durch einen nichtgezeigten Motor-geschwindigkeitsgesteuerten Regler in Verbindung mit einer auf die Motorlast

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ansprecfa.end.en Vorrichtung über einen Ring 64 am oberen Ende der Ventilstange. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß das Ventil abgesenkt wird zum Vergrößern der Beschränkung zwischen dem Hohlraum 20 und dem Zylinder, wenn die Maschinengeschwindigkeit fällt, wodurch der Luftdurchgang von dem Zylinder 11 zu dem Hohlraum 20 verzögert und dadurch die Zündung verzögert wird. Wenn die Maschinengeschwindigkeit ansteigt, wird das Ventil 30 angehoben, so daß die Beschränkung zwischen dem Hohlraum 20 und dem Motor zylinder 11 vermindert und dadurch die Zündung des Kraftstoffes in dem Hohlraum 20 vorverlegt wird.

Die in Figur 7 gezeigte Ausführungsform besitzt eine Zündkammer 19, die in einem zweiteiligen Gehäuse 70, 71 montiert ist, wobei der untere Teil 70 einen äußeren, ein Schraubengewinde aufweisenden Zapfen 72 zum Einschrauben in die öffnung 30 in dem Zylinderkopf des Motors aufweist. Die Ventilstange 31 wird in diesem Fall durch eine Ausdehnungsmanschette 73 angehoben und abgesenkt, welche im oberen Teil 71 des Gehäuses angeordnet ist und die mit dem ülumlaufsystem des Motors verbunden ist, so daß der Öldruck, der mit der Motorgeschwindigkeit steigt und fällt, die Ausdehnungsmanschette ausdehnt und zusammenzieht, um die Ventilstange 31 anzuheben und abzusenken und dadurch die Zündpunkteinstellung zu verstellen.

Der obere Teil der Zündkammer 19 in dem oberen Gehäuseteil besitzt erhabene Ansätze 74 um seinen Umfang herum, die mit der inneren Oberfläche des Gehäuses in Eingriff stehen, so ca3 die Kontaktfläche zwischen der Zündkammer und dem oberen Gehäuseteil auf das kleinste Maß Vermindert ist, um den Wärmefluß zwischen der Kammer und dem Gehäuse so klein wie möglich zu halten. Der untere Teil der Zündkammer hat ähnliche Ansätze 75, die die Kammer von dem unteren Gehäuseteil 70 in einem Abstand halten, Der obere Teil des Gehäuses besitzt radiale Rippen 76 zur Abstrahlung einer Wärme in dem Gehäuse.

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Die oberen und unteren Teile des Gehäuses haben gegenüberliegend in einem Abstand angeordnete Flansche 77, 78 , die durch Bolzen 79 miteinander befestigt sind, welche in die unteren thermisch leitenden Buchsen 80, die an den Flansch montiert sind, eingeschraubt sind. Ein C-förmiger Ring 81 ist an dem oberen Flansch 77 durch den Bolzen 79 befestigt und besitzt eine Reihe von radialen Rippen 82 zur Unterstützung der Wärmeabstrahlung. Es sind Scheibenfedern 83 zwischen den Köpfen der Bolzen 79 und den Buchsen 81 vorgesehen, um eine begrenzte Bewegung zwischen den Gehäuseteilen zu ermöglichen, damit eine thermische Ausdehnung stattfinden kann. Die durch den gerippten Ring 81 abgeleitete Wärme verhindert eine V/armeermüdung der Scheibenfedern.83. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 23 besitzt ferner Rippen zur Abstrahlung der Wärme von dem Einspritzkörper.

Die Figuren 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform. In diesem Fall sind die Schlitze 32, die den Hohlraum 20 in der Zündkammer 19 mit dem Motorzylinder 11 verbinden, ersetzt durch eine Spiralnute 85, die um die Bohrung 29 in dem unteren Block der Zündkammer herumgewunden ist. Die Tiefe der Nute nimmt.ab, je weiter die Nute sich vom Hohlraum 20 aus erstreckt, so daß durch Einstellung der Ventilstange 31 die Beschränkung zwischen dem Hohlraum 20 und dem Motorzylinder wie in den oben beschriebenen Aus fürungen verändert wird. I_n diesem Fall wird die Ventilstange 31 angehoben und abgesenkt durch einen Kurbelmechanismus 86, der durch einen nichtgezeigten Motorregler in Verbindung mit einer auf die Motorbelastung ansprechenden Vorrichtung bewegt wird. Die Kurbelmechanismen für alle Motorzylinder sind durch Kardangelenke verbunden. Es ist eine nockenbetätigte Festspannvorrichtung vorgesehen, um die Kurbelmechanismen in der eingestellten Position zu halten. Die Heizspule 38 wird ersetzt durch ein Heizelement 87, welches auf dem Gehäuse 13 montiert ist und in den Hohlraum 20 hinein hervorsteht. Das Element ist in seinen Einzelheiten in Figur 10 gezeigt, auf die im folgenden Bezug genommen wird. Das Element weist eine zentrale

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elektrisch geheizte Elektrode 88 auf, die über den größten Teil ihrer Länge in einer thermischisolierenden Siliziumnitridumkleidung 89 eingeschlossen ist, welche wiederum in einer Metallhülse 90 eingeschlossen ist. Die Metallhülse endet kurz vor dem Ende des Elementes,und eine Schicht aus thermisch und elektrisch leitendem Siliziumnitrid 91 ist auf den unteren Teil, eine Seite der Siliziumnitridumhüllung und über die Spitze der Elektrode 88 geschichtet. Auf diese Weise wird die Schicht 91 durch die Elektrode 88 erwärmt. Die Schicht 91 wird umschlossen von einer Stahlbewehrung 92, die die Schicht 91 schützt. Die Bewehrung 92 bildet eine überhitzte Stelle, die direkt gegenüber der Brennstoffeinspritzvorrichtung 23 in dem Hohlraum 20 angeordnet ist, so daß der Brennstoff von der Einspritzvorrichtung auf die überhitzte Stelle gesprüht wird und in dem Hohlraum 20 herumwirbelnde Luft von dem Durchgang 85 den erhitzten Kraftstoff von der überhitzten Stelle erreicht und damit spontan zündet.

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Claims

Patentansprüche

Λ J Verbrennungskraftmaschine mit einer Kraftstoffzündkammer aus einem wärmeisolierenden Material zum Zurückhalten der von dem brennenden Kraftstoff ausgesandten Wärme, mit Mitteln zum Einspritzen von Kraftstoff zur Verbrennung in der Zündkammer zur Vor erwärmung durch die Kammer und einem die Zündkammer mit einem Motorverbrennungsraum verbindenden Durchgang, wodurch in dem Raum komprimierte Luft in die Kammer gedrückt wird zur Zündung mit dem vor erwärmt en Kraftstoff und die sich daraus ergebende Expansion des brennenden Gemisches dasselbe durch den beschränkten Durchgang in den Verbrennungsraum drückt, um die Verbrennung mit der Luft darin zu vervollständigen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang eine ständig offene beschränkte Durchflußöffnung oder Durchflußöffnungen (32) ist bzw. sind.
2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (38) für die Zündkammer (19) zum Heizen der Kammer auf eine Temperatur, bei der der darin enthaltene Kraftstoff spontan mit Luft zum Starten der Maschine Zündet, vorgesehen ist.
3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung elektrische Heizelemente (38) aufweist, die zum Erwärmen der Kammer (19) angeordnet sind.
4. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung ein elektrisch geheiztes Element (87) aufweist, welches in die Kammer (19) hinein hervorsteht.
5. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (31, 33, 35)

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vorgesehen sind zum Variieren der Beschränkung der Durchflußöffnung (32) zwischen der Zündkammer (19) und dem Verbrennungsraum (11).
6. Verbrennungskraftmas chine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Bohrung (29) zwischen dem Verbrennungsraum (11) und der Zündkammer (19) erstreckt, daß wenigstens eine den beschränkten Durchgang bildende Nute (32) in der Bohrung vorgesehen ist, die sich von dem Ende neben der.Zündkammer aus erstreckt und nach dem Verlauf entlang eines Teiles der Bohrung endet, wobei die Nute (32) die Querschnittsfläche zu dem Verbrennungsraum hin reduziert und daß eine sich von der Zündkammer in die Bohrung hinein erstreckende Ventilstange (31) und Mittel (33» 35) zum Einstellen der Ventilstange entlang der Bohrung (29) zum Variieren der Länge der nicht durch die Ventilstange (31) bedeckten Nute und damit zum Variieren des Flusses entlang des Durchganges vorgesehen sind.
7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl derartiger Nuten (32) rund um die Bohrung (29) vorgesehen sind, wobei sich die Nuten (32) linear entlang der Basis von ihrem zündkammerseitigen Ende

/erstrecken ,. . <-..·. -n ^ j _Ώ - j aus'und an verschiedenen Stellen entlang der Basis enden.
8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nute 85 schraubenförmig um die Bohrung (29) herumgewunden ist.
9. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch .gekennzeichnet, daß die Ventilstange (31) eine von Hand betätigbare Einstellung (35) aufweist.

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10. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die Ventilstange (31) als Funktion der Motorgeschwindigkeit und der Motorlast eingestellt werden kann.
11. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel einen Kurbelmechanismus (86) aufweisen, der durch einen Regler in Abhängigkeit von der Motor geschwindigkeit und Belastung eingestellt wird.
12. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel eine durch Fluiddruck betätigte Ausdehnungsmanschette (73) aufweisen, wobei der Druck als Funktion der Motorgeschwindigkeit und Belastung gesteuert wird.
13. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer (19) aus Siliziumnitrid-Keramikmaterial geformt ist.
14. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß (Se Zündkammer (19) in einem Gehäuse (13) eingeschlossen ist, welches an dem Motor (10) befestigt ist, und daß die Kraftstoffeinspritzvorrichtung (23) in dem Gehäuse befestigt ist.
15. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) eine Becherform aufweist, mit einer Seitenwand, die den äußeren Umfang der Zündkammer (19) umschließt und einen Abstand zu diesem aufweist, und mit einer Bodenwand, die durch einen Block (21, 22) mit einem Durchgang (42) zum Durchfluß eines Kühlmittels in einem Abstand von der Zündkammer gehalten wird, daß die Kraftstoffeinspritzvorrichtung (23) auf der Basis des becherförmigen Gehäuses montiert ist und

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daß eine Bohrung durch den Block (21, 22) in die Zündkammer hineingeht, durch die sich die Einspritzvorrichtung zur Abgabe eines Kraftstoffes in dieselbe hinein erstreckt.
16. Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Zylindern vorgesehen ist, die jeder einen Verbrennungsraum haben, wobei eine Zündkammer (19) für jeden der Zylinder vorgesehen ist.

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