DE2359058A1 - COMBUSTION CHAMBER FOR THE CYLINDER HEADS OF FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINES - Google Patents
COMBUSTION CHAMBER FOR THE CYLINDER HEADS OF FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINESInfo
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Description
Es sind bereits Zylinderköpfe für Viertaktbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung und oben gesteuertem Ventil bekannt, die Verbrennungsräume aufweisen, welche durch eine Fläche, in Form einer Kugelhaube begrenzt sind, in welcher Ventilsitze mit geneigten Achsen und eine Bohrung für eine Zündkerze vorgesehen sind, welch letztere mit Bezug auf die die erwähnten Achsen enthaltende Ebene versetzt sind. Es ist bekannt, daß der Verbrennungsraum in Form einer Kugelhaube verschiedene Vorteile bietet.There are already cylinder heads for four-stroke internal combustion engines known with spark ignition and controlled valve above, which have combustion chambers, which by an area in the form of a spherical cap are limited, in which valve seats with inclined axes and a bore for a spark plug, the latter with reference to the plane containing the axes mentioned are offset. It is known that the combustion chamber in the form of a spherical hood offers various advantages.
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Es wird auf diese V/eise für ein gegebenes Volumen eine geringstmögliche Oberfläche erhalten und damit ein guter Wärmewirkungsgrad. Ferner ermöglicht ein solcher Verbrennungsraum die Verwendung von Ventilen mit Tellern von großem Durchmesser, was einen guten volumetrischen Wirkungsgrad ergibt. Wenn die Zündkerze in der Mitte der Kugelhaube angeordnet wird, wäre der Weg der Flamme in allen Richtungen gleich. In der Praxis wird, um die Möglichkeit der Verbreiterung der Ventilteller bei Motoren mit kleinerem Durchmesser» so weit wie möglich ausnutzen zu können, die Zündkerze zu einem Seitenteil des Verbrennungsraumes versetzt. Dies hat zur Folge, daß der Weg der Flamme zum Erreichen der von der Zündkerze am weitesten entfernten Zonen so lange wird, daß bei hohen Drehzahlen solcher Motoren ein Klopfen auftritt oder das brennbare Gemisch unstabil wird, und sich vor dem Eintreffen der Flammenfront entzündet. -Um dieses Klopfen bei einem bereits gebauten Motor zu vermeiden, muß die Octanzahl des verwendeten.Benzins erhöht werden.In this way, the smallest possible surface area is obtained for a given volume and thus a good thermal efficiency. Furthermore, such a combustion chamber enables the use of valves with large diameter plates, which gives good volumetric efficiency. If the spark plug is placed in the center of the spherical cap, the path of the flame would be the same in all directions. In practice, in order to be able to exploit the possibility of widening the valve disc in engines with a smaller diameter »as much as possible, the spark plug is moved to a side part of the combustion chamber. This has the consequence that the path of the flame to reach the zones furthest away from the spark plug becomes so long that knocking occurs at high speeds of such engines or the combustible mixture becomes unstable and ignites before the flame front arrives. To avoid this knocking in an engine that has already been built, the octane number of the gasoline used must be increased.
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verbrennungsraums der vorerwähnten Art, welcher bei in der angegebenen Weise versetzter Zündkerze die meisten Vorteile des kugelhaubenförmigen Verbrennungsrauntes beibehalten werden, ohrie daß dies eine Klopfneigung zur Folge hat.The object of the invention is to provide a combustion chamber of the aforementioned type, which in the specified manner offset spark plug, most of the advantages of the spherical dome-shaped combustion chamber are retained, ohrie that this has a tendency to knock.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch die Schaffung eines Verbrennungsraumes für die Zylinderköpfe von Viertaktbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung und oben gesteuerten Ventilen erreicht, der mit zwei Sitzen für die Ventile versehen ist, welche Sitze geneigt und in einer Oberfläche herausgearbeitet sind, die mit der Oberfläche einer Kugelhaube zusammenfällt, deren Basis sich in der Ebene des Zylinderkopfes befindet, die zur Auflage auf dem Motorblock bestimmt ist,According to the invention this goal is achieved by providing a Combustion chamber for the cylinder heads of four-stroke internal combustion engines achieved with spark ignition and overhead controlled valves, which is provided with two seats for the valves, which seats are inclined and carved out in a surface that coincides with the surface of a spherical dome, the base of which is in the plane of the cylinder head intended to rest on the engine block,
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und ferner mit einer - Bohrung für die Zündkerze, versehen ist, die auf- der einen Seite der die erwähnten Achsen enthaltenden Ebene vorgesehen ist, wobei sich/die Erfindung dadurch unterscheidet., daß ein-Teil· der .Fläche , welcher die: Zone.des Verbrennungsräumes begrenzt, und welcher sich mit Bezug auf die.'-die ■. erwähnten Achsen.enthaltenden Ebene auf der der-Bohrung-für-die Zündkerze entgegengesetztenSeite befindet, von" der Fläche der"Kugelhaube nach innen tritt, und daß die Fläche, welche die Bohrung für die Zündkerze umgibt, ausserhalb der erwähnten kugelhaubenförmigen Fläche liegt, während der übrige Teil der Fläche, der das Volumen des Verbrennungsraumes begrenzt, mit der erwähnten kugelförmigen Fläche zusammenfällt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung einer ihrer praktischen in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsform und zwar zeigen:and furthermore with a hole for the spark plug, which is provided on one side of the plane containing the axes mentioned, the invention being distinguished in that a part of the surface which the zone .of the combustion chambers, and which, with reference to the .'- the ■. mentioned axes. containing plane is on the opposite side of the-bore-for-the spark plug, from "the surface of the" spherical cap inwards, and that the surface which surrounds the bore for the spark plug lies outside the aforementioned spherical cap-shaped surface, while the remaining part of the area, which delimits the volume of the combustion chamber, coincides with the aforementioned spherical area. Further features and advantages of the invention emerge from the following exemplary description of one of its practical embodiments shown in the accompanying drawings, namely:
Fig. 1 eine Teilansicht in Draufsicht eines Zylinderkopfes der erwähnten Art, der mit einem erfindungsgemäßen Verbrennungsraum versehen ist, desjenigen Teils des Zylinderkopfes, der zur Auflage auf dem Motorblock bestimmt ist; .Fig. 1 is a partial plan view of a cylinder head of the type mentioned, which is equipped with an inventive Combustion chamber is provided, that part of the cylinder head which is to rest on the engine block is determined; .
Fig. 2 und 3 Ansichten im Schnitt nach denLinien II-II bzw. IH-III in Fig. 1;Figures 2 and 3 are views in section along the lines II-II and IH-III in Figure 1;
Fig. 4· eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.FIG. 4 a view in section along the line IV-IV in FIG Fig. 3.
Der in den Zeichnungen dargestellte Zylinderkopf einer Viertaktbrennkraftmaschine mit Fremdzündung besitzt einen Körper 1» der mit einer ebenen Fläche 2 ausgebildet ist, die zur Auflage auf das obere Ende des Zylinderblockes einesThe cylinder head shown in the drawings is a Four-stroke internal combustion engine with spark ignition has a body 1 »which is formed with a flat surface 2, those for resting on the upper end of the cylinder block of a
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nicht dargestellten Motors bestimmt ist. In dem Zylinderkopf 1 ist ein Verbrennungsraum 3 ausgebildet, der an der Fläche 2 nach aussen offen ist. Die obere Begrenzung des Verbrennungsraumes 3 weist einen Teil auf, der durch eine Fläche 4 gebildet wird, die mit der kugelhaubenförmigen Fläche 4' zusammenfällt (die in Fig. 2 und 3 zum Teil mit gestrichelten Linien angegeben ist), deren Mittelpunkt 5 ausserhalb der die Basis 4a des Volumens des Verbrennungsraumes enthaltenden vorerwähnten Fläche 2 liegt. Im Körper 1 des Zylinderkopfes sind Einlaß- und Auslaßkanäle 6 bzw. 61 ausgespart, die mit dem Verbrennungsraum 3 durch in der Fläche 4 vorgesehene Öffnungen in Verbindung stehen. In diese öffnungen sind Sitze 7 bzw. 7' für die nicht dargestellten Einlaß- und Auslaßventile eingesetzt.engine not shown is intended. In the cylinder head 1, a combustion chamber 3 is formed, which is open to the outside on the surface 2. The upper limit of the combustion chamber 3 has a part which is formed by a surface 4 which coincides with the spherical hood-shaped surface 4 '(which is indicated in Fig. 2 and 3 in part with dashed lines), the center 5 of which is outside the Base 4a of the volume of the combustion chamber containing the aforementioned area 2 lies. In the body 1 of the cylinder head, inlet and outlet channels 6 and 6 1 are recessed, which are in communication with the combustion chamber 3 through openings provided in the surface 4. Seats 7 and 7 'for the inlet and outlet valves (not shown) are inserted into these openings.
Die Achsen 8 bzw. 8' der öffnungen ß bzw. 6* und der Sitze 7 tzw. 71 liegen in einer Ebene 9, die zu der ebenen Fläche 2 senkrecht ist und den Kriimmungsmitte lpunkt 5 der kugelhau benförmigen Fläche 41 enthält.The axes 8 and 8 'of the openings ß or 6 * and the seats 7 tzw. 7 1 lie in a plane 9 which is perpendicular to the flat surface 2 and contains the center point of curvature 5 of the surface 4 1 shaped like a spherical cap.
Die Achsen 8 und 8' sind symmetrisch zu einer Ebene 10 angeordnet, die zu der Ebene 9 und zur Basis 4a senkrecht ist und ebenfalls den erwähnten Krümmungsmittelpunkt 5 enthält. Die erwähnten Achsen sind mit Bezug auf die Ebene geneigt und konvergieren zu dem Teil, der sich ausserhalb der Fläche 2 bezogen auf die obere Begrenzung des Verbrennungsraumes 3 befindet.The axes 8 and 8 'are symmetrical to a plane 10 arranged, which is perpendicular to the plane 9 and to the base 4a and also contains the center of curvature 5 mentioned. The axes mentioned are inclined with respect to the plane and converge to the part that is outside the area 2 based on the upper limit of the combustion chamber 3 is located.
Letzterer ist auf der einen Seite der Ebene 9 von einer besonders geformten Fläche begrenzt, deren Erzeugende (siehe Fig. 3) durch ein Stück einer geradenLinie 11 gebildet wird, die mit einem Winkel von ca. 10° mit Bezug auf die senkrechte Richtung zur Basis 4a geneigt ist. Die entsprechende Leitlinie wird durch zwei gekrümmte Endabschnitte 12 bzw. 12'The latter is delimited on one side of the plane 9 by a specially shaped surface, the generatrix of which (see Fig. 3) is formed by a piece of a straight line 11 which is at an angle of about 10 ° with respect to the vertical Direction to the base 4a is inclined. The corresponding guideline is indicated by two curved end sections 12 and 12 '
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(siehe Fig. 1) gebildet, welche in die kreisförmige Linie 13 übergehen, die die Schnittlinie zwischen der kugelhaubenf örmigen Fläche 4f und der ebenen Fläche 2 bildet, welche gekrümmten Endabschnitte mit ihrer konkaven Seite der Ebene 9 zugekehrt sind und sich bei der Annäherung an die Ebene 10 von den Projektionen der die Sitze 7 und 7· für die Ventile enthaltenden Öffnungen auf die Ebene der Basis 4a fortschreitend voneinander entfernen. Die erwähnten Endabschnitte 12 und 12' sind miteinander durch einen Zwiechenabschnitt IM- verbunden, der mit seiner konvexen Seite der Ebene 9 zugekehrt ist.(see Fig. 1), which merge into the circular line 13, which forms the line of intersection between the spherical hood-shaped surface 4 f and the flat surface 2, which curved end sections face the plane 9 with their concave side and when approaching to the plane 10 from the projections of the openings containing the seats 7 and 7 for the valves on the plane of the base 4a progressively from one another. The mentioned end sections 12 and 12 'are connected to one another by an intermediate section IM-, the convex side of which faces the plane 9.
Auf der entgegengesetztenSeite der letzteren steht derjenige Teil des von der Fläche 4 begrenzten Verbrennungs- _ raumes 3, der mit der kugelhaubenförmigen Fläche 4' zusammenfällt, mit einer-Ausnehmung 15 in Verbindung, die von einer Fache begrenzt wird, die sich voll ausserhalb der kugelhaubenf örmigen Fläche 4' befindet. Die Ausbildung dieser Ausnehmung trägt zu einer Verteilung des Gesamtvo-•lumens des Verbrennungsraumes 3 , um die Bohrung für die Zündkerze bei, die gleichmässiger als diejenige ist, die bei den bekannten kugelhaubenförmigen Verbrennungsräumen .erhalten wird.On the opposite side of the latter is that part of the combustion zone delimited by surface 4. space 3, which coincides with the spherical dome-shaped surface 4 ', with a recess 15 in connection, which is limited by a subject that is fully outside the spherical dome-shaped surface 4 'is located. The formation of this recess contributes to a distribution of the total volume of the combustion chamber 3 to the hole for the spark plug, which is more uniform than the one that in the known spherical dome-shaped combustion chambers .is obtained.
Die erwähnte Ausnehmung ist auf der der Basis 4·a entgegengesetzten Seite von einer ebenen Fläche 16 begrenzt, welche mit Bezug auf die zur Basis 4a parallele Richtung mit einem Winkel von ca. 15 geneigt ist zu der erwähnten 3asis 4a in einer Richtung, die der Ebene 9 entgegengesetzt ist, konvergiert und zu der kugelhaubenförmigen Fläche tangential ist.The recess mentioned is on the opposite side to the base 4 · a Side bounded by a flat surface 16, which with respect to the direction parallel to the base 4a with a Angle of about 15 is inclined to the aforementioned 3asis 4a converges in a direction opposite to plane 9 and is tangential to the spherical dome-shaped surface is.
In der Fläche 16 ist die Öffnung ausgespart, durch welche der mit einem Gewinde versehene Sitz 18 für die ZündkerzeIn the surface 16, the opening is recessed through which the threaded seat 18 for the spark plug
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mit dem Verbrennungsraum in Verbindung steht und deren Achse zu der erwähnten Fläche 16 senkrecht ist.is in communication with the combustion chamber and the axis of which is perpendicular to the surface 16 mentioned.
Der mit einem Gewinde versehene Sitz für die Zündkerze ist in an sich bekannter Weise so angeordnet, daß er sich näher dem Sitz 71 für das Auslaßventil befindet, uirdie Antiklopfeigenschaften zu verbessern und die Weichheit der1 Verbrennung während der ArbeLt des Motors zu erhöhen.The threaded seat for the spark plug is arranged in known manner so that it is closer to the seat 7 1 for the exhaust valve to improve uirdie antiknock properties and to increase the softness of the 1 combustion during the ArbeLt of the engine.
Die Fläche 16 schließt sich an eine Fläche 17 an, die sich zur Easis 4a erstreckt und einen Teil des Umfangs eines kreisförmigen Zylinders bildet, dessen Erzeugende mit einem Winkel, der ebenfalls etwa IS beträgt, zu der zur Easis 4a senkrechten Richtung geneigt sind und zu der Ebene 9 entgegengesetzt der Richtung zur Basis konvergieren. Die Achse dieses Zylinders liegt in der Ebene, welche die Achse der Bohrung für die Zündkerze enthält und parallel zur Ebene 10 ist, und eine seiner Erzeugenden schneidet den Umfang der Basis Ha.The surface 16 adjoins a surface 17 which extends to the base 4a and part of the circumference of a circular cylinder, the generatrix of which is at an angle which is also approximately IS to the are inclined in the direction perpendicular to the base 4a and converge on the plane 9 opposite to the direction to the base. The axis of this cylinder lies in the plane which contains the axis of the hole for the spark plug and is parallel to the plane 10, and one of its generatrices intersects the perimeter of the base Ha.
Die Gestaltung der Abschnitte 12, 14, 12' der besonders geformten Fläche ist ihrerseits unter Berücksichtigung der Gemischzufuhr durch den Kanal 6 und den Sitz 7 und der Ableitung der Verbrennungsgase durch denSitz 7· und "den Kanal 6' gewählt.The design of the sections 12, 14, 12 'of the specially shaped surface is in turn taking into account the Mixture supply through the channel 6 and the seat 7 and the discharge of the combustion gases through the seat 7 and "the channel 6 'chosen.
Durch die vorausgehend beschriebene Gestaltung des Verbrennung srauntes wird eine wesentliche Verkürzung des Brennweges zwischen der Zündkerze und den air. weitesten entfernt liegenden Punkten des Verbrennungsräumes erzielt. Hierdurch wird bei hohen Drehzahlen des Motors eine wesentliche Herabsetzung der Klopfneigung des Gemisches erreicht, da die Flaiianenfrent die erwähnten Punkte erreicht, bevor das Gemisch unstabil ist.The design of the combustion process described above significantly shortens the combustion path between the spark plug and the air. most distant points of the combustion chamber achieved. Through this a significant reduction in the knocking tendency of the mixture is achieved at high engine speeds, since the Flaiianenfrent reached the points mentioned before the mixture is unstable.
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Da ausserdem eine vorteilhafte gleichmassigere Verteilung des Volumens des Verbrennungsraumes um die Zündkerze herum erhalten wird, nähern sich die Leistungen des erfindungsgemäßen Verbrennungsrauines hinsichtlich der Vorteile denjenigen, die mit einem genau kuge Ihaubenf örir.igeh Verbrennungsraum erzielbar sind, ohne daß die Nachteile und Beschränkungen des letzteren in Kauf genommen werden müssen.There is also an advantageous, more even distribution the volume of the combustion chamber around the spark plug is obtained, the benefits of the combustion roughness according to the invention approach those in terms of advantages which can be achieved with an exactly spherical Ihaubenförir.igeh combustion chamber, without the disadvantages and limitations of the latter must be accepted.
Natürlich können innerhalb des Rahmens der Erfindung deren Einzelheiten von der beispielsweise beschriebenen und dargestellten Ausführungsform weitgehend abgeändert werden. Im besonderen können die Formen der'besonders gestalteten Fläche 12, 14, 12' und der Flächen 16 und 17, welche die Ausnehmung 15 nach aussen begrenzen, von den vorangehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Formen abweichen, da es ihre Lage mit Bezug auf die kugelhaubenförmige Fläche ist, welche die Gleichmässigkeit der Verteilung des Volumens des Verbrennungsraumes um die Bohrung der Zündkerze gewährleistet.Of course, the details of the embodiment described and illustrated by way of example can be modified to a large extent within the scope of the invention. In particular, the shapes of the 'specially designed surface 12, 14, 12' and the surfaces 16 and 17, which delimit the recess 15 to the outside, can differ from the shapes described above and shown in the drawings, since their position with reference to FIG is the spherical hood-shaped surface, which ensures the uniformity of the distribution of the volume of the combustion chamber around the spark plug bore.
Patentansprüche:Patent claims:
- 7 -4098337 06 - 7 - 4098337 06
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT67203/73A IT977719B (en) | 1973-02-01 | 1973-02-01 | COMBUSTION CHAMBER FOR FOUR-STROKE ENDOTHERMIC ENGINE HEADS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2359058A1 true DE2359058A1 (en) | 1974-08-15 |
Family
ID=11300456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2359058A Pending DE2359058A1 (en) | 1973-02-01 | 1973-11-27 | COMBUSTION CHAMBER FOR THE CYLINDER HEADS OF FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINES |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2359058A1 (en) |
| IT (1) | IT977719B (en) |
Cited By (10)
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-
1973
- 1973-02-01 IT IT67203/73A patent/IT977719B/en active
- 1973-11-27 DE DE2359058A patent/DE2359058A1/en active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| IT977719B (en) | 1974-09-20 |
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