DE2347135C2 - Mit Einspritzung in eine Nebenkammer und mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Einspritzung in eine Nebenkammer und mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, bei der zwischen dem dem Zylinderraum zugeordneten Hauptbrennraum und der Nebenkammer eine durch einen Ansatz am Kolben im Bereich von dessen oberer Totpunktstellung absperrbare Überströmöffnung sowie in ihrem Querschnitt von der Kolbensteilung unabhängige, im Bereich der oberen Begrenzung des Z>linderraumes in diesen ausmündende Überströmkanäle vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DTPS 458 236) liegt die Überströmöffnung etwa in der Ebene des zum ebenen Kolbenbodens parallelen Zylinderkopfbodens und es erstrecken sich die Überströmkanäle schräg nach unten gegen den Kolbenboden, auf dem der Ansatz angeordnet ist. Als Folge dieser Ausgestaltung sind nichi nur die durch den Ringspalt zwischen dem Ansatz und der Überströmöffnung austretenden Brenngase gegen den Kolbenboden gerichtet, sondern es weisen auch die über die Überströmkanäle austretenden Brenngase eine im wesentlichen gegen den Kolbenboden ausgerichtete Ausströmung auf, so daß zumindest die Erfassung der äußeren Zonen des Hauptbrennraumes nicht gewährleistet ist.

Um nun zu erreichen, daß die im Hauptbrennraum komprimierten Gase möglichst vollständig von den übertretenden Brenngasen erfaßt und mit diesen vermischt werden, ist bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Überströmkanäle mit zur Zylinderachse etwa senkrechter Erstreckung in einem innerhalb des Zylinderraumes liegenden Abschnitt der Nebenkammer vorgesehen sind, dem kolbenseitig eine gegen den Umfang des Bodens auslaufende Mulde zugeordnet ist, in deren Grund der Ansatz angeordnet ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung, für deren Merkmale nur in ihrer Kombination Schutz beansprucht wird, wird eine gewisse Konzentration der im Hauptbrennraum komprimierten Gase im zentralen Bereich erreicht, und es wird dieser Bereich entlang der oberen Begrenzung des Hauptbrennraumes über die über die Überströmkanäle austretenden Brenngasströme besonders intensiv erfaßt, wobei diesen Brenngasströmen in Abhängigkeit vom Außendurchmesser der Mulde mehr oder weniger große Quetschströmungen entgegengerichtet sind, so daß sich eine besonders intensive Vermischung ergibt. Diese wird noch dadurch verbessert, daß der durch das Spiel des Ansatzes gegenüber der Überströmöffnung bedingte Ringspalt einen unmittelbar in den Muldengrund gerichteten

to Ringspaltstrom erbringt, der gleichzeitig auch Totzonen im Muldengrund vermeidet. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine besonders gute Aufbereitung und Vermischung der Brenngase mit der im Hauptbrennraum komprimierten Luft, und damit ein vollständiges

Durchbrennen des gesamten, im Hauptbrennraum und Nebenkammer befindlichen Brenngas-Luftgemisches.

Quer zur Zylinderachse verlaufende Überströmkanäle in der Verbindung der Nebenkammer zum Hauptbrennraum sind an sich bekannt (DT-PS 733 167). Die Überströmkanäle münden hier aber nahe dem Boden einer kleinen Kolbenmulde aus, in der zentral der Ansatz vorgesehen ist, in dem die Überströmkanäle angeordnet sind und hierbei von einer in diesem vorgesehenen, zentralen, gegen die Nebenkammer offenen

Bohrung desselben ausgehen. Abgesehen davon, daß, wie sich gezeigt hat, bei mitbewegten Überströmkanälen die angestrebte Erfassung und möglichst vollständige und schnelle Vermischung der im Hauptbrennraum befindlichen Gase mit den aus der Nebenkammer austretenden Brenngasen nur bedingt zu erreichen ist, da der Versatz der Überströmkanäle eine gezielte Durchdringung erschwert, treten bei einer derartigen Konstruktion auch zusätzliche Störströmungen auf. Diese sind durch das Spiel des Ansatzes gegenüber der Über-

Strömöffnung bedingt, das einen Ringspalt entstehen läßt, durch den sich rund um den Ansatz eine nach unten gerichtete Störströmung ergibt, welche eine Entstehung des durch die Anordnung der Überströmkanäle angestrebten Gesamtströmungsbildes zumindest weitgehend unterbindet.

In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Überströmkanal sich radial zur Zylinderachse erstrecken.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematisierter Darstellung einen Schnitt durch eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung,
F i g. 2 in einer vergrößerten Schnittdarstellung die

zusammenwirkenden Teile der Nebenkammer und des Kolbens und

Γ i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie 1II-III in Fig. 2 durch den die Überströmkanäle aufweisenden, innerhalb des Hauptbrennraumes des Zylinderraumes He-

genden, die Überströmöffnung enthaltenden Abschnitt der Nebenkammer.

In F i g. 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Hubkolben-Brennkraftmaschine schematisch dargestellt, deren den Hauptbrennraum umfassender Zylinderraum mit 2 und deren Kolben mit 3 bezeichnet ist. Der Kolben 3 ist über eine Pleuelstange 4 geführt, die dem insgesamt mit 5 bezeichneten Kurbeltrieb zugehört. In den Zylinderraum 2 mündet eine Nebenkammer 6 aus, in die, mit Richtung auf ihre Überströmöffnung über eine Einspritzdüse 7, Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff eingespritzt wi-d.

Wie nun die Darstellungen gemäß Fi g. 2 und 3 des näheren zeigen, umfaß·, die Nebenkammer 6 neben

dem eigentlichen Brennkammerteil 8 einen rohrförmigen, gegen den Zylinderraum 2, der den Hauptbrennraum umfaßt, über eine Oberströmöffnung 10 ausmündenden Abschnitt 9, in den, und zwar im oberen Totpunktbereich des Kolbens 3, ein am Kolben 3 vorgesehener, die Überströmöffnung 10 abschließender Ansatz 11 eingreift

Der Ansatz U wird im Aus'ührungsbeispiel durch einen aus einem hoch warmfesten Material bestehenden Zapfen gebildet, der, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, durch Schraubverbindung am Kolbt ι 3 angebracht sein kann und der innerhalb einer Mulde 12 des Kolbens liegt, deren Tiefe etwa der Länge jenes Teiles des Abschnittes 9 der Nebenkammer entspricht, der in den Zylinderraum 2 hineinragt.

Ausgehend von der Überströmöffnung 10 weist der Abschnitt 9 der Nebenkammer 6 zunächst über die Einfahrtiefe des Ansatzes 11 des Kolbens 3 einen dem Durchmesser des Ansatzes 11 entsprechenden Durchmesser auf, der sich unter Bildung eines Ringspaltes 13 gegenüber dem in der oberen Totpunktstellung des Kolbens 3 befindlichen Ansatz 11 anschließend in einem stufenförmigen Ansatz 14 verjüngt. Durch die möglichst passende Abstimmung des Innendurchmessers des Abschnittes 9 in dessen der Überströmöffnung 10 benachbarten, den Ansatz 11 aufnehmenden Bereich an den Außendurchmesser des Ansatzes 11 ergibt sich, insbesondere im unmittelbaren Bereich der oberen Totpunktstellung auf Grund des zusätzlich gebildeten Ringspaltes 13, eine verhältnismäßig gute Abdichtung der Nebenkammer über dem Ansatz 11. Dies hat zur Folge, daß die Brenngase aus der Nebenkammer 6 zunächst nur über die in ihrem Querschnitt konstanten und durch den Ansatz 11 nicht abschließbaren Übersü'ömkanäle 15 in den dem Zylinderraum 2 zugehörigen Hauptbrennraum überströmen können und dementsprechend auch eine so hohe kinetische Energie aufweisen, daß eine gute Erfassung der im Hauptbrennraum komprimierten Gase über die aus der Nebenkammer 6 austretenden Brenngase und damit auch eine gute Vermischung und Verbrennung der im Hauptbrennraum befindlichen komprimierten Gase gewährleistet ist. Die Überströmkanäle 15 verlaufen, wie F i g. 3 zeigt, in Draufsicht radial und, bezogen auf die Darstellung gemäß F i g. 2, im wesentlichen auch horizontal. Si-j sind in unmittelbarer Nähe der oberen Begrenzung 16 des Zylinderraumes 2 angeordnet.

Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen sind selbstverständlich auch Anordnungen möglich, bei denen die eigentlichen Brennkammerteile der Nebenkammern nicht koaxial zu dem die Überströmöffnung enthaltenden Abschnitt der jeweiligen Nebenkammer liegen, sondern beispielsweise schräg hierzu, falls dies aus konstruktiven oder anderweitigen Gründen erwünscht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mit Einspritzung in eine Nebenkammer und mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, bei der zwischen dem dem Zylinderraum zugeordneten Hauptbrennraum und der Nebenkammer ein durch einen Ansatz am Kolben im Bereich von dessen oberer Totpunktstellung absperrbare Überströmöffnung sowie in ihrem Querabschnitt von der Kolbenstellung unabhängige, im Bereich der oberen Begrenzung des Zylinderraumes in diesen ausmündende Oberströmkanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberströmkanäle (15) mit zur Zylinderachse etwa senkrechter Erstreckung in einem innerhalb des Zylinderraumes (2) liegenden Abschnitt der Nebenkammer (6) vorgesehen sind, dem kolbenseitig eine gegen den Umfang des Kolbens (3) auslaufende Mulde zugeordnet ist, in deren Grund der Ansatz (11) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (15) sich radial zur Zylinderachse erstrecken.