DE2408128C3 - Brennkraftmaschine mit einer Auffangkammer für die Aufnahme fetten Gemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, einem Kolben, einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinder und dem Kolben unter Bildung eines Hauptbrennraums für die Verbrennung eines mageren Gemisches zusammenarbeitet, einem Einlaßventil mit einem Ventilschaft und einem daran angeschlossenen Ventilteller zur Steuerung einer Ansaugöffnung für das hauptsächliche Einführen von Luft oder magerem Gemisch, einer Auffangkammer für die Aufnahme fetten Gemisches, die wenigstens einen Saugspalt aufweist, durch den das fette Gemisch bei geöffnetem Einlaßventil in die Auffangkammer eingeführt wird, wobei die Auffangkammer eine Zündkerze aufnimmt und ferner wenigstens einen Auslaßspalt aufweist, der die Auffangkammer mit dem Hauptbrennraum verbindet, und wobei eine Brennstoffeinspritzdüse über das geöffnete Einlaßventil Brennstoff unter einem gegenüber dem atmosphärischen Druck höheren Druck einspritzt, so daß dem Saugspalt ein fettes Gemisch zugeführt wird.

Es ist bereits bekannt, daß die Menge an schädlichen gasförmigen Verbrennungsprodukten, wie beispielsweise Stickstoffoxyde (NOx), Kohlenmonoxyde (CO) und Kohlenwasserstoff (HC), die von einer Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, eng mit dem Luft-Brennstoff-Verhältnis eines Luft-Brennstoff-Gemisches zusammenhängt das der Maschine zur Verbrennung zugeführt wird. Es ist außerdem bekannt, daß die Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches mit einem hohen Luft-Brennstoff·Verhältnis (d. h. mageres Gemisch), die Menge an schädlichen Abgasen gegenüber der Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches mit einem nicuiigcii Luft-Brennstoff-Verhältnis (d.h. fettes Gemisch) vermindert. Da jedoch die Entzündbarkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches mittels einer Zündkerze durch das Luft-Brennstoff-Verhältnis sehr begrenzt im, ist es unmöglich, das magere Gemisch mit einem

Luft-Brennstoff-Verhältnis außerhalb des begrenzten Bereichs durch die Zündkerze zu zünden. Um scm« mit Hilfe der Verbrennung von magerem Gemisch schädliche Abgase zu verhindern, sind einise andere Finrirh. ;uügcn für das Entzünden des mageren Gcmi^cticb erforderlich. Es ist bekannt, daS ein geschichtetes Verbrennungssystem eine der Einrichtungen zur Zündung des mageren Gemisches ist Das System mit geschichteter Verbrennung besitzt einen derartigen \ufbau, daß magere und fette Gemische der Brennkammer einer Brennkraftmaschine zugeführt werden, in der Nähe der Elektroden einer Zündkerze eine Schicht des fetten Gemisches gebildet und festgehalten wird, während in den anderen Teilen der Brennkammer eine Schicht aus dem mageren Gemisch gebildet und festgehalten wird, wobei die Schicht oder Lage aus dem fetten Gemisch durch Verwendung der Zündkerze gezündet wird, so daß eine sich dabei ergebende Stichflamme Verbrennung des mageren Gemisches auslöst

Allgemein kann die geschichtete Verbrennung wirksam in einer sogenannten »Maschine mit Stichflammenzündung« der eingangs geschilderten Gattung (DT-OS 14 51 645) durchgeführt werden. Die Erreichung der geschichteten Verbrennung beruht auf der Tatsache, daß die Unterteilung der Brennkammer in zwei Kammern vorteilhaft die Schichtung der i.*ei Ar ten von Gemischen gewährleistet.

Es ist jedoch klar, daß selbst bei einer Maschine derartigen Aufbaus mit Stichflammenzündung die Erzielung einer geschichteten Verbrennung hauptsächlich von dem Ausmaß abhängt, in dem die zwei Gemischschichten aufrechterhalten werden können. Datnil nämlich die geschichtete Verbrennung ihren besten Wirkungsgrad erreicht, muß gewährleistet sein, daß bei der Zündung mit Hilfe einer Zündkerze ein zündbares fettes Gemisch innerhalb der Auffangkammer festgehalten w'rd. während ein mageres Gemisch mit einem erwünschten Luft-Brennstoff-Verhältnis innerhalb der Hiiuptbrennk.ammer gehalten wird.

Für die Erreichung dieses Ziels ist es unabdingbares Erfordernis, daß ein fettes Gemisch während des Saughubs der Auffangkammer in richtiger Weise eingefahren wird. Dies bedeutet, daß eine ausreichende Menge des fetten Gemisches mit korrektem Luft-Brennstoff-Verhältnis sicher in die Auffangkammer eingeführt wird und dieses eingeführte fette Gemisch in dieser Kammer sicher festgehalten wird.

Das fette Gemisch wird gewöhnlich entweder mit einem System in die Auffangkammer eingeführt, das einen Vergaser für die Erzeugung des fetten Gemisches und einen Kanal für das Einführen dieses fetten Gemisches aufweist, oder aber mit Hilfe eiiier Brennstoffeinspritzdüse für die Brennstoffabgabe. Die Verwendung einer Brennstoffeinspritzdüse ist vorteilhafter als die andere Maßnahme, und zwar in Hinsicht auf die gleichförmige Verteilung des fetten Geniisches zu jedem der Zylinder einer Mehrzylindermaschine und der Ansprechverbesserung während der Übergangszeit zu schneller Beschleunigung oder Verzögerung.

Im Falle einer bekannten Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Gattung erfolgt die Einsprit zung von Brennstoff in die Auffangkammer bei geöff^nf*terT! Einlsßvepti! ü^***r die ^»n^csi!^tTöffpi!n^iT dieses Ventils. Zwar wird auf diese Weise der Auffangkammer unmittelbar und gezielt Brennstoff zugeführt, jedoch ist die Herbeiführung eines fetten Gemisches im Bereich der Zündkerze nicht gewährleistet, da die Auffangkamiin:i zur ! !süptbrennkärnmer im wesentlichen stets vollkommen geöffnet ist Eine solche offene Auffangkammer ist zu stark durch die Vorgänge tm Zylinder unmittelbar beeinflußt, so daß sie die erwünschte Ge

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Es ist eine andere Maschine mit Siichiiammenzundung (US-PS 32 30 939) bekannt bei der eine abgetrennte Auffangkanuner mit einem zusätzlichen Einlaßventil für fettes Gemisch versehen ist wobei in der zur Hauptbrennkammer weisenden Wand Auslaßspaite der

ίο sonst geschlossenen Kammer vorgesehen sind und in der eine Prallplatte steht die die Zündelektroden abschirmt und Turbulenz verringern solL Die Maschine ist so konstruiert daß das zusätzliche Einlaßventil während des Ansaughubs geöffnet wird, so daß das fette Gemisch direkt in die Auffangkammer eingeleitet wird. Das zusätzliche Ventil kompliziert jedoch unausbleiblich den Zylinderkopf der Maschine mit entsprechender Zunahme der Herstellungskosten. Es hat darüber hinaus den Nachteil, daß es sich in einer sehr heißen Zone befindet, so daß es erheblich beansprucht ist

Schließlich ist eine Brennkraftmaschine etwa der eingangs beschriebenen Gattung bekannt (US-PS 33 82 850), die kein zusätzliches Einlaßventil in der Auffangkammer sondern lediglich mindestens einen in die Hauptbrennkammer mündenden, als Saugspalt und Auslaßspalt dienenden Spalt hat den während des Ansaughubs fettes Gemisch über die öffnung des Einlaßventils zugeleitet wird, wobei sich die Auffangkammer jedoch hauptsächlich während des Verdichtungshubs füllt. Diese Ausführung führt zu dem Problem, daß Restgase aus der Auffangkammer nicht ausreichend ausgespült werden können, damit die Kammer mit einer Menge an fettem Gemisch beliefert werden kann, die eine sichere nachfolgende Zündung garantiert so daß die Maschine keine zusätzliche fortlaufend geschichtete Verbrennung gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der in der Auffangkammer zuverlässig ein fettes Gemisch gebildet wird und diese sauber von Restgasen ausgespült wird, ohne daß der Aufbau des Zylinderkopfs komplizierter gemacht wird.

Diese Aufgabe ist gelöst durch eine zwischen dem Saugspalt und dem Auslaßspalt in der im übrigen geschlossenen Auffangkammer vorgesehene Einrichtung zum Leiten des Gemisches nahe zur Zündkerze.

Es ist bekannt (US-PS 32 70 721). ein fettes Gemisch an einer Kerze durch geeignete Leitwände vorbeizuführen, wobei jedoch im übrigen die Strömungsverhältnisse anders sind.

Es ist ferner eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen worden mit einem Zylinder, einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinder unter Bildung eines Hauptbrennraums für die Verbrennung eines mageren Gemisches zusammenwirkt, einem Einlaßventil mit einem Ventilschaft und einem daran angeschlossenen ventilteller zur Steuerung einer gemeinsamen Ansaugöffnung für das Einführen eines mageren und eines fetten Gemisches, indem ein Saugkanal für die Zuführung des fetten Gemisches ein in der Ansaugöffnung befindliches offenes Ende hat, so daß aus diesem das fette Gemisch in eine Auffangkammer geleitet wird, die wenigstens einer! Saugspalt aufweist, durch den das fette Gemisch bei offenem Einlaßventil in die Auffangkammer eingeführt wird, sowie ferner wenigstens einen Auslaßspalt, der die Auffangkammer mit der Hauptkammer verbindet, und mit einer in der Auffangkammer befindlichen Zündkerze, die gekennzeichnet ist durch eine zwischen

dem Saugspalt und dem Auslaßspalt der im übrigen ge- ^!mumciicm Aüifangnaiiiiiici uciiiiUMciie Ellincntung, die partiell die Auffangkammer unterteilt.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine Schnittansicht, die den wichtigen Teil einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verdeutlicht;

F i g. 2 ist eine Schnittansicht, die den wichtigen Teil einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verdeutlicht;

F i g. 3 ist eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung, die den Zustand während des Saughubs zeigt, um die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine nach F i g. 2 zu verdeutlichen;

F i g. 4 ist eine Schnittansicht, die den wächtigen Teil einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zeigt;

F i g. 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie V-V in Fig.4_;

F i g t> i?t eine der F i g. 4 entsprechende uarsteiiung, die den Zustand während des Saughubs zeigt, um die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine nach den Fi g. 4 und 5 zu verdeutlichen;

F i g. 7 ist eine teilweise weggebrochene Ansicht des wichtigen Teils einer Brennstoffeinspritzdüse, wie sie bei einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verwendet wird;

F i g. 8 und 9 zeigen jeweils die wichtigen Teile der Brennkraftmaschine nach der Erfindung, bei der die Brennstoffeinspritzdüse nach F i g. 7 angewendet wird;

F i g. 10 ist eine Schnittdarstellung, die den wichtigen Teil einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verdeutlicht;

F i g. 11 ist eine der F i g. 10 entsprechende Darstellung, die einen Zustand während des Saughubs zeigt um die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine nach F i g. 10 zu verdeutlichen;

F i g. 12 ist eine Schnittansicht die den wichtigen Teil einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemä Ben Brennkraftmaschine zeigt

Die Brennkraftmaschine nach F i g. 1 besitzt einen Zylinder 1 mit einem Außenmantel, der mit Rippen für die Kühlung der Maschine versehen ist In dem Zylinder 1 befindet sich ein Kolben 2, der über eine Pleuelstange 3 mit einer nicht gezeigten Kurbeleinrich:ung in Äntriebsverbindufig sieht, so daß die Wechseibewegung des Kolbens über die Kurbeleinrichtung in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine umgewandelt wird. Auf der Oberseite (das obere Ende in Fig. 1) des Zylinders 1 sitzt ein Zyfindexkopf 4. Die Oberfläche des Zylinderkopfs 4. die zor Innenseite des Zylinders 1 weist, arbeitet mit der inneren Urafaagsfiäche des Zylinders und der Kopf fläche dies Kolbens 2 derart zusammen, daß eine HauptkfyrfflfcstiiMTfr S gebildet wird. Aef der der Innenseite des Zyfraders I zugewandten Oberfläche des ZyJinderkopfs 4 beendet sieb oae Aussparung 4a. die einen Teil der Haapfkaaraier S badet Der Zylinderkopf 4 besitzt as senen* Anßeäüinfang ähnlich dem vom

eine Aasaagoag 6 gebildet S ond insbesondere mit der Verbindung sieht Zwischen der An- «itüdderBreaÄfcanHnerSsindetnEinteßventil 7 und ein Ventilsitz T vorgesehen. Das Einlaßventil / bestent aus einem Ventilteller la und einem Ventilschaft Tb. Der Ventilteller Ta ist derart angeordnet, daß er mit dem Ventilsitz T zusammenwirkt. Das Ende des Ventilschaftes Tb steht über eine Ventilführung Tb' auf der Oberseite des Zylinderkopfs 4 nach außen vor (das obere Ende bei Betrachtung in F i g. 1). An dem Ventilschaft Tb ist in der Nähe seines äußersten Endes ein Federhalter 8 vorgesehen. Rund um den

ίο ventilschaft Tb ist eine Feder 9 angebracht, die zwischen dem Federhalter 8 und dem Zylinderkopf 4 verläuft. Der Ventilschaft 7 ist an seinem Ende beträchtlich mit einem Kipphebel 10 verbunden, der seinerseits betrieblich mit einer Schubstange 11 und einer nicht gezeigten Nockenwelle mit der Kurbelwelle in Arbeitsverbindung steht, so daß das Ventil 7 entsprechend der Rotation der Kurbelwelle hin- und herbewegt wird, d. h. entsprechend der Wechselbewegung des Kolbens 2, und zwar mit dem Ergebnis, daß der Ventilteller Ta in und außer dichtende Arbeitsberührung mil dem Ventilsitz T bewegt wird, so daß er abwechselnd die Ansaugöffnung 6 schließt und öffnet. Die Ansaugöffnung 6 steht über ein Drosselventil (nicht gezeigt) mit einem Luftfilter i2 in Verbindung, so daü LuH 111 die Haupikammer 5 eingeführt wird.

Die Maschine ist femer mit einer Auffarigkammer 13 in Form einer zylindrischen Bohrung versehen, die im Zylinderkopf 4 vorgesehen ist und von dessen äußerer Oberfläche ausgehend über eine Strecke in Richtung aui die Aussparung 4a verläuft. In die Bohrung 13 ist eine Zündkerze eingesetzt, die das äußere Ende der Auffangkammer abschließt. Die Auffangkammer 13 ist mit einem Saugspalt 15 versehen, der in der Bodenwand dieser Kammer 13 ausgebildet ist und im wesentliehen in deren Axialrichtung verläuft. Die Auffangkammer 13 hat ferner einen Ausiaßspalt 16, der in der Bodenwand der Kammer 16 ausgebildet ist und in Richtung zur Innenseite des Zylinders 1 verläuft, und zwar zur Achse der Auffangkammer geneigt. Der Saugspalt 15 und der Ausiaßspalt 16 verbinden die Auffangkammer 13 mit der Hauptkammer 5. Der Saugspalt 15 befindet sich insbesondere in Nachbarschaft der Ansaiignffniing fi und öffnet an einer Stelle in die Ansaugöffnung 6, die sich bei Betrachtung einer Position, in der der Ventilteller Ta des Einlaßventils 7 bei geöffnetem Ventii liegt, auf der Seite der Ansaugöffnung 6 befindet. Der Auslaßspalt 16 befindet sich nahe dem Kolben 2 an dessen oberen Totpunktzentrum und öffnet angenähert in Richtung auf das Zentrum der oberen Oberl lache des Kolbens. Die Lagebeziehung zwischen dem Ventilteller Ta, dem Saugspalt 15 und dem Auslaßspalt 16 ist so, daß sich der Ventilteller Ta zwischen den Spalten 15 und 16 befindet, wenn das Ventil 7 seine Offenstellung einnimmt.

Die Hauptverbrennungskansmer 5 hat eine Seiten wand 4fr die durch den Teil der Bodenwsind der Auf fangkammer 13 gebildet wird, der sich zwischen dem Ansaugspalt 15 und dem AusiaßspaJt 16 befindet, ©ie Maschine ist ferner so ausgelegt, daß sich zumindest ein Teil des Umfangsrands des Ventiltellers Ta in geringem Abstand von der Seitenwand 4£> befindet, wenn das Ventii geöffnet ist

Ist die Seitenwand Ab so konstruiert, daß deren Oberfläche die Gestalt eines Bogeas hat, der der Gestate des Außenunrfangs des ViintilteJIers fs entspricht, and die Bereiche dieser Teile der Seitenwand Ab und des äaßeren ümfaiags des Vent&tellers fm vetgrößert* wobei gemäß spatener Erlänterang der Wirkungsgrad

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bei der Einführung von Brennstoff in die Auffangkammer 13 in wirkungsvoller Weise verbessert werden kann. Zwischen dem Saugspalt 15 und dem Auslaßspalt 16 der Auffangkammer 13 ist eine Trennwand 17 vorgesehen. Diese Trennwand 17 befindet sich in der Auffangkammer 13 und unterteiit einen der Hauptkiimmer

5 benachbarten Teil der Auffangkammer 13 in zwei Teile, d. h. einen den Saugspalt 15 aufweisenden Teil und einen den Auslaßspalt 16 aufweisenden Teil. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Brennstoffeinspritzdüse, die über ihre Einspritzöffnung 18a den Brennstoff abgibt, der unter einem Druck von einer Brennstoffförderpumpe 19 geliefert wird, der höher als der atmosphärische Druck ist. Im Falle der Erfindung wird eine Düse benutzt, die durch elektromagnetische Betätigung Brennstoff abgibt, oder eine Düse, die unter mechanischer Betätigung (Betätigung unter Verwendung von Brennstoffdruck) Brennstoff abgibt und denselben Aufbau wie Brennstoffeinspritzdüsen hat, wie sie weitestgehend bei Dieselmaschinen Anwendung finden. Die Brennstoffeinspritzdüse 18 sitzt derart im Zylinderkopf 4, daß ihre Einspritzöffnung 18a sich neben der Rückseite des Ventiltellers 7a des Einlaßventils 7 in einem Bereich befindet, der in der Ansaugöffnung 6 der Auffangkammer 13 gegenüberliegt. Wird das Einlaßventil 7 geöffnet, wird der Brennstoff durch die Ansaugöffnung

6 hindurch in Richtung auf den Saugspalt 15 der Auffangkammer 13 eingespritzt. Die Brennstoffeinspritzdüse 18 spritzt den Brennstoff synchron mit der Steuerbewegung des Einlaßventils 7 ein, wenn das Einlaßventil 7 geöffnet wird. Für den Fall, daß eine elektromagnetisch arbeitende Düse als Brennstoffeinspritzdüse 18 verwendet w^:rd, kann die vorbeschriebene Synchronisation dadurch eingehalten werden, daß man an die Einspritzdüse 18 ein elektrisches Signal anlegt, das mit dem Öffnungsvorgang des Einlaßventils 7 synchronisiert ist. Im Falle einer mechanisch arbeitenden Düse als Brennstoffeinspritzdüse 18 kann die Synchronisierung dadurch herbeigeführt werden, daß man den durch die Brennstoffeinspritzpumpe auf den Brennstoff einwirkenden Druck in einer Weise erhöht, die mit dem öffnungsvorgang des Einlaßventils 7 synchronisiert ist. Sofern in der Praxh der Einsatz der Brennstoffein spritzdüse 18 mit der Wechselbewegung des Einlaßventils 7 zu synchronisieren ist, wird zunächst die Motordrehzahl (Umdrehung der Kurbelwelle, die die Wechselbewegung der Kolben in eine Drehbewegung umwandelt) als erstes ermittelt Sofern eine elektromagnetisch betätigte Brennstoffeinspritzdüse benutzt wird, ist es insbesondere zweckmäßig, die Drehzahl von einem Verteiler im Zündsystem abzutasten (ein System für die Lieferung einer hohen Spannung zu der Zündkerze), und zwar als ein elektrisches Signal das der Brennstoffeinspritzdüse zuzuführen ist Wird demgegenüber eine mechanisch arbeitende Einspritzdüse verwendet läßt sich der Einsatz am besten dadurch steuern, daß man eine Brennsiofförderpumpe verwendet, die durch die Kurbelwelle synchron mit der Drehung der Kurbelwelle angetrieben wird, um periodisch den Brennstoff unter Druck (ein Brennstoffordervorgang erfolgt für jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle) zuzuführen.

Es ist erwünscht, die Brennstoffeinspritzdüse 18 so auszulegen, daß der von der Einspritzöffnung 18a abgegebene Brennstoff die Form einer Säule hat

Der Zylinderkopf 4 ist zusätzlich zn den vorbeschriebenen Bestandteilen not einer Auslaßöffnung und einem Auslaßventil versehen, worüber keine nähere Beschreibung erfolgt, da hierfür bekannte Maßnahmen getroffen werden.

Es wird nunmehr die Arbeitsweise der Maschine yorbeschriebenen Aufbams und vorbeschriebener Anordnung beschrieben. Beim Saughub des Kolbens 2 wird das Ventil 7 mit Hilfe der Pleuelstange 3, der Kurbelwelle und der Nockenwelle (nicht gezeigt), der Schubstange 11 und des Kipphebels 10 usw. geöffnet, so daO der Ventilteller 7a in eine Lage zwischen dem Saugspalt 15 und dem Auslaßspalt 16 der Auffangkammei 13 bewegt, wie dies in unterbrochenen Linien in F i g. 1 dargestellt ist. Die Saugöffnung 6 befindet sich mit dei Hauptkammer 5 in Verbindung. Bewegt sich der Kolben 2 nach unten, wird die aus der Ansaugöffnung ( eingeführte Luft in die Hauptkammer 5 eingesaugt. Be dieser Abwärtsbewegung des Kolbens 2 wird das in dei Auffangkammer 13 verbliebene Restgas grundsätzlich durch den Auslaßspalt 16 abgesaugt und in die Haupt kammer 5 eingeführt. Gleichzeitig hiermit wird die Brennstoffeinspritzdüse 18 betätigt, so daß der Brennstoff aus der Einspritzöffnung 18a in Richtung auf der Saugspalt 15 gespritzt wird. Ein Teil des ausgespritzter Brennstoffs fließt mit Rücksicht auf die in diesem ge speicherte Energie durch den Saugspalt 15 und tritt un mittelbar in die Auffangkammer 13, in dei er mit Rück sieht auf die Temperatur innerhalb dieser Auffangkammer 13 verdampft. Ein großer Teil des Rests der ausge spritzten Brennstoffmenge gelangt in die Nähe de; Saugspalts 15 und trifft auf die nahe der Hauptkammei gelegene Seitenwandoberfläche des Zylinderkopfs 4 Dieser auftreffende Brennstoff verdampft mit Rück sieht auf die hohe Temperatur, die um den Saugspalt If herrscht. Da das in der Auffangkammer 13 befindliche Restgas durch den Amslaßspalt 16 gemäß Vorbeschrei bung in die Hauptkammer 5 gesaugt wird, wird ein gro ßer Teil des verdampften Brennstoffs durch einen Luft strom geführt, der durch den Saugspalt 15 geht und ir die Auffangkammer 113 eintritt und ferner durch der Saugspalt 15 in die Auffangkammer 13 gesaugt wird. Ei tritt somit ein großer Teil des von der Brennstoffein spritzdüse 18 abgegebenen Brennstoffs in die Auffang kammer 13 ein und wird mit der Luft vermischt, die gleichzeitig in die Kammer eingesaugt wird, so daß eir fettes Gemisch gebildet wird. Demzufolge wird wäh rend des Saughubs ein fettes Gemisch in der Auffang kammer 13 eingefangen.

Der nicht in die Aul'fangkammer 13 gesaugte Brennstoff fließt in die Hauptkammer 5 und wird mit der Lufi vermischt, die durch die Ansaugöffnung 6 eintritt, se daß ein mageres Gemisch gebildet wird.

Die in die Auffangkammer 13 eintretende Brenn stoffmenge kann dadurch vergrößert werden, daß mar entweder die über den Saugspalt 15 direkt in die Auffangkammer 13 fließende Brennstoffmenge vergrößen oder die Brennstoffmenge vergrößert, die mit einetr nahe dem Saugspalt 15 gelegenen Konstruktionsab schnitt zusammentrifft und durch den Saugspalt IS ir die Auffangkammer 13 gesaugt wird Es kann demzufolge das Luft-Brennstoff-Verhältnis innerhalb der Auffangkammer 13 kiemer als das mittlere Luft-Brenn stoff-Verhältnis eines kombinierten Gemisches gemacht werden, das aus dem Gemisch in der Hauptkam mer 5 und demjenigen in der Aufrangkammer 13 besteht Es kann somit die unmittelbar in die Auffangkam mer 13 strömende Brennstoffmenge dadurch vergrö- Bert werden, daß man die Brennstoffeinspritzdüse 18 se konstruiert, daß der ausgespritzte Brennstoff die Font einer Saide besitzt und diese Brennstoffsäufe auf der Sacgspak 15 gerichtet ist Ferner kann die in die Auf-

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fangkammer 13 eingesaugte Brennstoffmenge dadurch vergrößert werden, daß man einen Teil des Außenumi'angs des Ventiikopts ta in die Nachbarschaft der Oberfläche der Seitenwand 4d zwischen dem Saugspalt 15 und dem Ablaßspalt 16 bringt, wenn das Einlaßventil 7 geöffnet wird, und indem man die Oberfläche der Seitenwand 4d in Form eines Bogens gestaltet, um den Bereich dieses Teils der Seitenwandoberfläche zu vergrößern, der in die Nähe des Außenumfangs des Ventiltellers 7a des Einlaßventils 7 gebracht wird, so daß das Einlaßventil 7 die Funktion einer Führung für den Brennstoff übernimmt, der angesaugt wird.

Es sollte jetzt festgehalten werden, daß das Einfangen eines fetten Gemisches in der Auffangkammer 13 in enger Beziehung mit dem Ausspulen von Restgas aus der Auffangkammer 13 steht Bei der vorbeschriebenen Konstruktion sind der Saugspalt 15 und der Auslaßspalt 16 derart in der Auffangkammer 13 angeordnet, daß dem Saugspalt 15 die Funktion der Einführung von Brennstoff in die Auffangkammer 13 zukommt, während der Auslaßspalt 16 die Aufgabe übernimmt, das in der Auffangkammer 13 verbliebene Restgas abzulassen. Es kann daher das in der Auffangkammer 13 befindliche Restgas ganz erfolgreich ausgespült werden, wobei der Wirkungsgrad bei der Ausspülung durch den Einsatz der Trennwand 17 um einen erheblichen Betrag erhöht werden kann. Diese befriedigenden Ergebnisse werden erzielt, weil die Trennwand 17 die Auffangkammer 13 in eine den Saugspalt 15 und einen den Auslaßspalt 16 enthaltenden Teil unterteilt, so daß in der Auffangkammer 13 das aus dem Auslaßspalt 16 abgegebene Restgas und Brennstoff sowie Luft, wie sie durch den Saugspalt 15 eintreten, geschichtet fließen. Der Ausstoß der Restgase und das Einströmen von Brennstoff erfolgen kooperativ, so daß es nicht passieren kann, daß der durch den Saugspalt 15 eintretende Brennstoff ohne Wirkung durch die Auffangkammer Π wandert und diese über den Auslaßspalt 16 verläßt, so daß das Restgas in der Auffangkammer verbleibt.

Ferner führt die Trennwand 17 den Brennstoff und die Luft zu einer Stelle nahe den Elektroden der Zündkerze 14. Es befindet sich somit stets ein frisches fettes Gemisch in der Nähe der Zündkerze 14, so daß die Zündfähigkeit des fetten Gemisches verbessert wird, wenn die Zündkerze 14 das Gemisch zündet.

Beim Kompressionshub wird das Einlaßventil durch die Feder 9 in die Schließstellung rückgeführt, in der der Ventilteller 7a dichtend auf dem Ventilsitz T ruht, wie dies in ausgezogener Linie in F i g. 1 dargestellt ist, so daß die Verbindung zwischen der Ansaugöffnung 6 und der HauptKammer 5 unterbrochen wird. Es wird dadurch das sich in der Hauptkammer 5 befindende magere Gemisch mit dem Aufwärtshub des Kolbens komprimiert. Beim Komprimieren dieses mageren Gemisches wird ein Teil dieses Gemisches über den Saug spalt 15 und den Austeßspdt 16 in die Auffangkammer 13 eingefürfrt, so daß das sich in der Auffangkammer befindende fette Gemisch verdünnt und komprimiert wird. Auf diese Weise wird in der Anffangkammer 13 ein Gemisch gebadet, das ein optimales Luft-Brennstoff-Verhältnis besitzt wenn die Zündkerze 14 während des ZündzykJus so gesteuert zum Einsatz kommt

Wfrd das auf diese Weise verdünnte fette Gemisch äer Auffangkaminer 11 durch einen Fanken zwischen ten Elektroden der Zündkerze M gezündet und in die er Kammer verbrannt, treten Stichflammen durch den Saagspah aod den Aasfaßspah 15 bzw. 16 in die Hauptkammer 5, so daß das in der Hauptkammer 5 befindliche magere Gemisch Hi»<; «p|bs' <« r"?.g?r :εί, dnS "C durch herkömmliche Zündfunkenzündung nicht gezündet werden kann, durch die Stichflammen gezündet werden kann, um eine vollständige Verbrennung zu bewirken. Nach der Verbrennung des fetten und des mageren Gemisches vollzieht die Maschine den Expansionshub, um einen Arbeitszyklus einer üblichen Viertaktmaschine zu vollenden.

ίο Dank der vorbeschriebenen Vorgänge kann bei der Erfindung eine geschichtete Verbrennung eines Gemisches erreicht werden, das als ganzes mager ist, so daß die Mengen an CO, HC und NO in den Abgasen erheblich vermindert werden können. Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist es trotz der Anordnung der Auffangkammer 13 nicht nötig, in der Konstruktion ein Einlaßventil vorzusehen (das sich von dem Einlaßventil 7 unterscheidet, welches zwischen der Hauptkammer 5 und der Ansaugöffnung 6 angeordnet ist), wobei der beabsichtigte Zweck durch bloßes Einsetzen der Brennstoffeinspritzdüse 18 in den Zylinderkopf 4 erzielt werden kann. Es besteht keine Notwendigkeit, den Aufbau des Zylinderkopfs 4 erheblich komplizierter zu machen. Da sich die Einsnrit7offnimg !8a der Brennstoffeinspritzdüse 18 in der Ansaugöffnung 6 befindet, wenn das Gemisch verbrannt wird, ist die Einspritzöffnung 18a durch das Einlaßventil 7 von der Hauptbrennkammer 5 und der Auffangkammer 13 getrennt, so daß die Einspritzöffnung i8a niemals einem Verbrennungsgas hoher Temperatur und hohen Drucks ausgesetzt wird. Aus diesem Grunde kann als Brennstoffeinspritzdüse 18 eine solche Düse verwendet werden, die aus einem billigen Material besteht und einfachen und wenig teuren Aufbau hat. Soll die Erfindung bei einer Mehrzylindermaschine angewendet werden, wird die Brennstoffeinspritzdüse jeweils in eine einem Zylinder zugeordnete Ansaugöffnung eingesetzt und es wird der Brennstoff den einzelnen Zylindern unabhängig von den Einspritzvorgängen der anderen Zylinder zugeführt. Es wird dadurch die Verteilung des Brennstoffs (fettes Gemisch) zu dem Zylinder stets gleichförmig gehalten, so daß vollständig die Möglichkeit beseitigt wird, daß die Verbrennung des Gemisches infolge ungleichförmiger Verteilung des Brennstoffs zu dem Zylinder beeinträchtigt wird. Zu einem Übergangszeilpunkt. also z. B. dann, wenn die Maschine schnell beschleunigt oder schnell verzögert wird, kann die Maschine in wirkungsvoller Weise einer schnellen und drastischen Änderung in der Menge an federn Gemisch

so mit höhere A.'.sprcchgiad foigen. Es kann die Mascnme stets ohne Schwierigkeiten betrieben werden und es erfoigt niemals eine zeitweilige Erhöhung der Menge an schädlichen Bestandteilen in den Abgasen.

F i g. 2 und 3 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der die Lage der Brennstoffeinspritzdüse und der Aufbau der Auffangkammer im Vergleich zur ersten Ausführungsform geändert sind. Die Brennstoffeinspritzdüse 18 ist in einer im wesentlichen zum Ventilschaft 76 des Einlaßventils 7 parallelen Weise i»

den Zylinderkopf 4 eingesetzt. Die Emspritzöffhang 18a der Brennstoffeinspritzdüse 18 befindet sieb in der Nähe der Rückseite des Ventflteflers Ja des Einlaßventils 7 in einem Bereich, der nahe der Aaffangkananer 13 in der Ansaugöffnung 6 liegt Von der BreanstoffeiB-

6s spritzdüse 18 wird Brennstoff in Richtung auf den Außenumfang des VentateUers 7a des Einlaßventils 7 abgegeben, der ach aeben der Anffangkammer Ϊ3 befindet wenn das Einlaßventil 7 geöffnet ist Die Spritz-

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richtung des Brennstoffs liegt im wesentlichen tangential zur Strömungsrichtung des Luttstroms, tine ins einzelne gehende Erläuterung bezüglich der Brennstoffabgaberichtung erfolgt später.

Der Zylinderkopf 4 ist mit einer Durchgangsbohrung 4c versehen, die von der Außenfläche des Zylinderkopfs 4 zur Hauptkammer 5 verläuft. In die Bohrung 4c ist ein napfartiges Gehäuse 20 lösbar eingesetzt, das einen zylindrischen Teil 20a und einen Boden 20ό besitzt. Das Gehäuse 20 ist so eingesetzt, daß der Boden 206 um eine bestimmte Strecke in die Hauptkammer 5 vorsteht; ist das Einlaßventil 7 geöffnet, wird ein Teil des Außenumfanges oder der Außenperipherie des Ventiltellers Ta des Einlaßventils 7 in die Nähe des Mittelabschnitts des Bodens 206 gebracht (s. unterbrochene Linien in F i g. 2). Es wirkt somit das Innere des Gehäuses 20 als die Auffangkammer 13. Eine Zündkerze 14 ist so angeordnet, daß sie im wesentlichen die öffnung des zylindrischen Teils 20a des Gehäuses 20 verschließt. Im Boden 206 des Gehäuses 20 befindet sich an einer Stelle ein Saugspalt 15, der sich bei Betrachtung der Lage, die der Ventilteller 7a bei geöffnetem Einlaßventil 7 einnimmt, auf der Seite der Ansaugöffnung 6 befindet. Der Saugspalt 15 öffnet in Richtung zur Ansaugöffnung 6. Im Boden 206 des Gehäuses 20 ist ein Auslaßspalt 16 angeordnet, der sich an einer Stelle befindet, die sich auf der dem Saugspalt 15 gegenüberliegenden Seile befindet, wenn man sie aus der Lage des Ventiltellers 7a des Einlaßventils 7 betrachtet, die dieser bei geöffnetem Einlaßventil 7 einnimmt. Zwisehen dem Saugspalt 15 und dem Auslaßspalt 16 ist am Boden 206 des Gehäuses 20 eine Trennwand 17 vorgesehen, die einstückig mit dem Gehäuse ist. Die Trennwand 17 steht in die Auffangkammer 13 vor und unterteilt diese in einen den Saugspalt 15 aufweisenden Teil und einen den Auslaßspalt 16 einschließenden Teil. Eine Seitenwand 20c des Bodens 206 des Gehäuses 20 hat vorzugsweise eine Oberfläche in Gestalt eines Bogens, und zwar in derselben Weise wie die Seitenwand 46 (F i g. 1) der ersten Ausführungsform.

Befindet sich bei dieser Konstruktion die Maschine im Saughub, wird der von der Brennstoffeinspritzdüse 18 ausgespritzte Brennstoff durch den Luftstrom in der Ansaugöffnung 6 so geführt, daß er durch den Ansaugspalt 15 in die Auffengkammer !3 fließt Wie man aus 4s F i g. 3 ersieht, hat der in der Ansaugöffnung 6 herrschende Luftstrom A einen Anteil, der in der unmittelbaren Nähe der Auffangkammer 113 strömt. Dieser Anteil des Luftstroms A bewegt sich in Richtung zum Aüßenumfang oder zur Außenperipherie des Ventiltellers 7a des Einlaßventils 7, der sich neben der Auffangkammer 13 befindet, wobei dieser Anteil des Luftstroms zu einem Luftstrom B wird, der durch den Ventilteller 7a geleitet wird. Der Luftstrom B fließt über den Saugspalt 15 in die Auffangkammer 13. Der Brenn- SS stoff wird mit Hilfe der Brennstoffeinspritzdüse 18 an einer Stelle in einem nahe der Auffangkammer 13 der Ansaugöffnung 6 gelegenen Teil ausgespritzt, einer SteBe, die sich ebenfalls in der Nähe des Einlaßventils 7 befindet, wobei das Einspritzen in Richtung zum Aößenmnfang des Ventflteflers 7a erfolgt Diese Spritzrichtung des Brennstoffs liegt im wesentlichen tangen tial ZHT Stromungsrichtnng des Luftstroms B. Es fließt daher der ausgespritzte Brennstoff mit dem Luftstrom £1 wobei ein großer Anteil des ausgespritzten Brenn-Stoffs in die Anfiangkannner 13 einöia, wie dies punktiert in der Fignr angedetet ist so daß er mit dem Luftstrom B is der AuSangkammer O gemischt wird.

Es wird auf diese Weise in der Auffangkammer 13 ein fettes Oemisch gebildet

Die in die Auffangkammer 13 eintretende Brennstoffmenge kann durch richtiges Führen des Brennstoffs mit Hilfe des Ventiltellers 7 vergrößert werden so daß der Brennstoff in die Auffangkammer 13 strömt Es kann somit der Wirkungsgrad der Brennstoffeinfüh rung in die Auffangkammer dadurch vergrößert werden, daß man einen Teil des Außenumfangs des Ventil tellers 7a in die Nähe der Oberfläche der Seitenwand 20c zwischen dem Saugspalt 15 und dem Ablaßspalt 16 bringt, wenn das Einlaßventil 7 geöffnet wird, sowie ferner dadurch, daß man die Oberfläche der Seitenwand 20c bogenförmig in Anpassung an die Gestalt des Außenumfangs des Ventiltellers 7a ausbildet.

Die verbleibenden Anteile des Luftstroms B und der nicht in die Auffangkammer 13 eintretende Brennstoff fließen in die Hauptkammer 5 und werden mit einem Luftstrom C vermischt so daß ein mageres Gemisch gebildet wird.

Bei Saughub wird somit eine Schicht aus einem fetten Gemisch und eine Schicht aus einem mageren Gemisch gebildet und in der Auffangkammer 13 sowie in der Hauptkammer 5 in derselben Weise gebildet, wie bei der ersten Ausführungsform.

Bei dieser zweiten Ausführungsform kann die Auffangkammer 13 in sehr einfacher Weise gebildet werden, da sie durch ein Gehäuse 20 gebildet wird, das getrennt hergestellt werden kann und in den Zylinderkopf 4 einzusetzen ist Ferner kann eine die beste Wirkung erzielende Auffangkammer gewählt werden, da die Gestaltung der Auffangkammer durch Austauschen des Gehäuses 20 gegen ein neues geändert werden kann. Da ein Ende der Auffangkammer 13 in die Hauptkammer 5 vorsteht und der Saugspalt 15 sich an diesem vorstehenden Ende befindet, können die in der Ansaugöffnung 6 gebildeten Luft- und Brennstoffströme ohne Verlust der Ursprungsgeschwindigkeit in den Saugspalt 15 fließen und in die Auffangkammer 13 eintreten. Der Wirkungsgrad der Ausspülung der Auffangkammer 13 wird dank der Wirkung der Trennwand 17 und der Wirkung der vorbeschriebenen Konstruktion verbessert

Bei der zweiten Ausführungsform ist die Brennstoffeinspritzdüse 18 so in der Maschine angeordnet daO deren Einspritzöffnung 18a in die Nachbarschaft zui Rückseite des Ventiltellers 7a zu liegen kommt. Bei die ser Ausgestaltung wird im wesentlichen der gesamte abgegebene Brennstoff durch den Luftstrom B getragen, so daß eine vergrößerte Brennstoffmenge in die Auffangkammer 13 in sehr wirkungsvoller Weise getragen wird. Selbst wenn sich die Brennstoffeinspritzdüse 18 an einer weiter stromauf in äer Ansaugöffnung £ befindlichen Stelle befinden würde, ist es möglich, der Brennstoff über den Sangspalt 15 in die Auffangkam mer 13 zu rühren, indem man den Brennstoff unter Verwendung einer Brennstoffeinspritzdüse 18 in eine Richtung spritzt die im wcsentficben tangential zur Strö mungsrichtung des ßBegt der » einem Tei nahe der Auffangkammer 13 der Ansasgöffmmg ( strömt Nimmt mas an, daS der aider Ansaugöffinragf strömende Luftstrom A aas eisern in Nachbarschafi der Auffangkammer 13 strömenden Lufts&om B sat emem Rest-Luftstfom C ΐ**-υ^φ^ Riefen diese beides Lum B and C normalerweise in der Ansaugöff nung 6 unter Beibeha&nng dieser Strongmterteikrai «ad erreidien mt Rädcsicalaafdie Wirko&g des Ei»

3

Innere der Hauptkammer 5. Es werden daher der Luftstrom Bund Cniemals in kompBzierter Form miteinander vermischt Selbst wenn daher der Brennstoff an einer Stelle erheblich stromaff in der Ansaugöffnung 6 in Richtung tangential zur Strömungsrichtung des Luftstroms öeingespritzt wird, um von diesem Luttstrom ti fortgetragen zu werden, fSeßt der Brennstoff mit diesem Luftstraro B durch den Saugspalt 15 in die Auffangkammer 13. Vom Gesichtspunkt der Vereinfachung der Herstellung ist es genereii vorteilhaft, die Brennstoffeinspritzdüse 18 an einer Stelle stromauf in der Ansaugöffnung 6 anzuordnen. Aus dieser zweiten Ausführungsform wurde die in den F i g. 4 bis 6 gezeigte dritte Ausführungsform der Erfindung entwickelt um den Wirkungsgrad bei der Einführung von Brennstoff in die Auffangkammer zu verbessern. Ein wesentliches Merkmal dieser dritten Ausführungsform liegt darin, daß in der Ansaugöffnung eine Leitwand vorgesehen ist In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine in der Nähe des Ventilkopfs Ta des Einlaßventils 7 in der Ansaugleitung 6 vorgesehene Leitwand. Diese ist so konstruiert, daß sich deren eines Ende zu einer Stelle erstreckt die kurz vor der Stelle liegt, die der Ventilteller Ta des Einlaßventils 7 einnimmt, wenn das Ventil geschlossen ist wobei dieses Ende mit dem Ventilteller Ta in Berührung kommt oder sich dicht an diesem befindet, wenn das Ventil geschlossen ist. Dieses Ende der Leitwand 21 ist vorzugsweise etwas in Richtung zum Saugspalt 15 abgekrümmt. Ein Tei! der Ansaugöffnung 6, in dem sich die Leitwand 21 befindet, wird durch diese Leitwand 21 in zwei Abschnitte unterteilt Von diesen Abschnitten bildet der neben der Auffangkammer gelegene Abschnitt eine Nebenansaugöffnung 6a, während der andere eine Hauptansaugöffnung 66 bildet Die Querschnittsfläche der Nebenansaugöffnung 6a ist kleiner als diejenige der Hauptansaugöffnung 66. Im Zylinderkopf 4 sitzt eine Brennstoffeinspritzdüse 18 derart daß die Brennstoffeinspritzöffnung 18a der Brennstoffeinspritzdüse 18 sich in der Nebenansaugöffnung 6a befindet Brennstoff wird von der Brennstoffeinspritzdüse 18 in Richtung im wesentlichen parallel zur Durchstromrichtung des in der Nebenansaugöffnung 6a vorhandenen Luftstroms eingespritzt.

Die F i g. 6 verdeutlicht die Arbeitsweise während des Saughubs der Brennkraftmaschine dieses Aufbaus. Ein in der Ansaugöffnung 6 ankommender Luftstrom A wird durch die Leitwand 21 in einen Luftstrom B in der Nebenansaugöffnung 6a und in einen Luftstrom C in der Hauptansaugöffnung 6b unterteilt Der Luftstrom B strömt durch die Nebenansaugöffnung 6a und es geht ein Anteil des Luftstroms B durch den Saugspalt 15 in die Auffangkatiiittei 13, und zwar wegen der Wirkung der Leitwand 21 und des Ventiltellers 7a. Brennstoff wird in der Nebenansaugöffnung 6a in Richtung tangential oder in einem vom Tangentialwinkel zur Flußrichtung des Luftstroms B etwas abweichenden bestimmten Winkel eingespritzt Der eingespritzte Brennstoff fließt mit dem Luftstrom B, wobei ein großer Anteil des ausgespritzten Brennstoffs in die Auffangkammer 13 eintritt, wie dies gepunktet in F i g. 6 dargestellt ist, so daß in der Auffangkammer 13 ein fettes Gemisch gebildet wird. Die in die Auffangkammer eintretende Brennstoffmenge kann durch richtiges Führen des Luftstromes B mit Hilfe der Leitwand 21 und des Ventilteliers 7a vergrößert werden. Der Wirkungsgrad bei der Einführung des Brennstoffs in die Auffangkammer 13 kann durch Umbiegen eines Endes der Leitwand 2! in Richtung auf den Saugspalt 15 verbessert werden, fei - ner dadurch, daß man einen Teil des äußeren Umfangs des Ventilteller 7a in der Nähe der Oberfläche Jer Seitenwand 20c zwischen dem Saugspalt 15 und dem Auslaßspalt 16 anordnet wenn das Einlaßventil 7 geöffnet ist sowie schließlich dadurch, daß man die Oberfläche der Seitenwand 2üb bogenförmig an die Gestaltung des Außenurnfangs des Ventiltellers 7a anpaßt

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen wird als Brennstoffeinspritzdüse 18 eine elektromagnetisch arbeitende Düse oder eine den Düsen bei Dieselmaschinen ähnliche Einspritzdüse verwendet; bei der Erfindung können jedoch auch andere Brennstoffeinspritzdüsen unterschiedlichster Art zur Anwendung kommen. F i g. 7 zeigt ein Beispiel für eine Brennstoffeinspritzdüse, wie sie bei der Erfindung verwendet wer den kana Die in F i g. 7 gezeigte Brennstoffeinspritzdüse 18' ist eine vereinfachte Version einer Brennstoffeinspritzdüse, die mechanisch arbeitet; eine Leitung Wb mit Kreisquerschnitt besitzt an ihrem einen Ende eine Einspritzöffnung 18'a Die Einspritzöffnung 18'a besitzt einen Ventilkörper 18'c, dessen einer Teil ein Ventil 18'ca bildet, sowie eine Feder Wd. die auf den Ventilkörper 18'c einwirkt Das Ventil 18'ca des Ventilkörpers 18'c kann mit einem Ventilsitz Wba in Berührung

kommen, der in der Leitung Wb ausgebildet ist.

An die Brennstoffeinspritzdüse 18' ist eine Brennstofförderpumpe angeschlossen, die gleich derjenigen ist, wie sie für die mechanisch arbeitende Brennstoffeinspritzdüse der ersten Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist. Der von der Brennstofförderpumpe kommende Brennstoff wird durch die Leitung Wb zugeführt, wobei der Ventilkörper 18'c durch den Druck des Brennstoffs gegen die Wirkung der Feder Wd bewegt wird, so daß der Brennstoff durch einen Spalt ausge spritzt wird, der zu diesem Zeitpunkt zwischen dem Ventil 18'ca und dem Ventilsitz Wba gebildet wird.

Wird diese Brennstoffeinspritzdüse 18' benutzt, ist es erwünscht, diese Düse in der aus F i g. 8 oder 9 ersichtlichen Weise anzuordnen. Gemäß F i g. 8 ist die Brenn- Stoffeinspritzdüse 18' in einer Ansaugleitung 24 untergebracht, wobei sich die Leitung Wb der Düse 18' durch die Ansaugleitung 24 und in die Ansaugöffnung 6 erstreckt. Die sich am Ende der Leitung Wb befindende Einspritzöffnung 18'a befindet sich neben dem Ven- tilteller 7a in einem nahe der Auffangkammer 13 gelegenen Teil der Ansaugöffnung 6. Die Ansaugleitung 24 ist an einen Zylinderkopf 4 angeschlossen, wobei sich ein Ende der Ansaugleitung 24 mit der Ansaugöffnung 6 in Verbindung befindet während das andere Ende an einen Luftfilter 12 angeschlossen ist, wie er in F i g. 1 gezeigt ist

Gemaß F i g. 9 ist die Brennstoffeinspritzdüse 18' in einem Teil des Zylinderkopfs 4 angeordnet der der Auffangkammer 13 gegenüberliegt, wobei die Ansaug öffnung 6 dazwischenliegt. Die Leitung 187> erstreckt sich quer durch die Ansaugöffnutig 6, so daß die Einspritzöffnung Wb sich an einer Stelle entsprechend der F i g. 8 befindet. Bei dieser Ausführungsform kainn die Lage der Ein spritzöffnung 18'a und die Einspritzrichtung des Brenn stoffs frei in einem weinen Bereich durch entsprechendes Biegen des Endes der Leitung Wb geändert werden. Auf diese Weise kann die Einspritzöffnung 18'a unabhängig von der Anordnung der Leitung Wb in eine optimale Lage gebracht werden. Aul" diese Weise kann die lEinspritzrichtung des Brennstoffs genau in Fluchtung mit einer Richtung gegen den Saugspalt 15 gebracht werden oder sie kann genau tangential zur

Strömungsrichtung des Luftstrom:, ausgerichtet werden, der in die Auffangkammer 13 eintritt, so daß der ausgespritzte Brennstoff sicher durch den in die Auffangkammer 13 eintretenden Luftstrom getragen wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Wirkungsgrad der Einführung von Brennstoff in die Auliangkammer Ii /u verbessern, mit dem Ergebnis, daß der Wert des. Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches der Auffangkammer 13 im Vergleich zu dem Luft-Brennstoff-Verhäknis eines kombinierten Gemisches verringert werden kann, das aus dem Gemisch in der Hauptkammer 5 und dem Gemisch in der Auffangkammer 13 besteht. Es bedarf keiner besonderen Hervorhebung, daß dies erheblich zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads geschichteter Verbrennung beiträgt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 hat einen Aufbau, bei der der durch die Förderpumpe 19 geförderte und durch die Brennstoffeinspritzdüse 18 eingespritzte Brennstoff erwärmt wird, so daß verdampfter Brennstoff in die Auffangkammer 13 eingespritzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine Leitung 22 für die Zuführung des fetten Gemisches zu einem Saugspalt 15 der Auffangkammer 13 vorgesehen. Die Leitung 22 verläuft von der Außenseite der Maschine durch einen Zylinderkopf 4. wobei ein Ende der Leitung 22 in die Nähe der Rückseite des Ventiltellers 7a in einen nahe der Auffangkammer 13 der Ansaugöffnung 6 gelegenen Teil öffnet. Die Brennstoffeinspritzdüse 18 ist so angeordnet, daß der Brennstoff an einer Stelle in die Leitung 22 eingeführt wird, die sich in der Mitte der Gesamtlänge der Leitung 22 befindet. Die Leitung 22 ist so ausgebildet, daß ein Teil dieser leitung, der stromab der Brennstoffeinspritzdüse 18 liegt, sich durch eine Abgasleitung 23 erstreckt, in der ein Wärmeaustausch zwischen der Leitung 22 und dem Abgas in der Abgasleitung 23 stattfindet. Ein Teil der Leitung 22, der sich in der Abgasleitung 23 befindet, hat eine gewellte Oberfläche, um den Oberflächenbereich und das Volumen der Leitung 22 zu erhöhen und dadurch den Wärmeaustausch zu verbessern. Ir der nachfolgenden Beschreibung wird dieser in der Abgasleitung 23 befindliche Teil der Leitung 22 als Heizabschnitt 22a bezeichnet. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Ansaugleitung, die sich im Zylinderkopf 4 befindet, während das Bezugszeichen 25 einen Drosselkörper bezeichnet, der in der Ansaugleitung 24 untergebracht ist. In der Ansaugleitung 24 befindet sich ein Hauptkanal 24a. der mit der Ansaugöffnung 6 verbunden ist, sowie ein Nebenkanal 2Ab. der mit der Leitung 22 verbunden ist. Der Drosselkörper 25 hat ein Hauptdrosselventil 25a für die Steuerung der .Luftmenge zum Hauptkanai 24 sowie ein Nebefidrosseivcnii! 25b für die Steuerung der Luftmenge zu dem Nebenkanal 246. Wird diese Ausführungsform bei einer Mehrzylindermaschine angewendet, werden der Hauptkanal 24a und der Nebenkanal 246 der Ansaugleitung 24 in eine geeignete Anzahl von Kanälen aufgeteilt, die zu den Ansaugöffnungen 6 bzw. den Leitungen 24 führen.

Befindet sich bei der vorbeschriebenen Konstruktion die Maschine im Saughub, wird durch die Brennstoffeinspritzdüse 8 eine Brennstoffmenge, die dem herrschenden Betriebszustand entspricht, an einer Stelle in der Mitte der Leitung 22 in die Luft eingespritzt, deren Menge durch das Nebendrosselventil 256 gesteuert wird, so daß ein fettes Gemisch gebildet wird. Das auf diese Weise gebildete fette Gemisch ist sehr fett und hat ein Luft-Brennstoff-Verhältnis im Werte von 2 bis uneefähr 6, wobei der eingespritzte Brennstoff normalerweise die Form von Fiussigkeiistropfen hat. Dieses fette Gemisch tritt in den Heizabschnitt 22a ein. wo es durch die Abgase der Abgasleitung 23 erwärmt wird. Die auf diese Weise erhitzte Menge an fettem Gemisch kann durch Vergrößern des Volumens des Heizabscnnitis 22 und uuiuii Auj.uudu.ig der Oberfläche de«. Hetzabschnitts 22 in Form einer Wellung unter Erhöhung des Kontakts mit dem Abgas vergrößert werden. Es wird auf diese Weise der Brennstoff im fetten Gemisch vollständig verdampft und es wird ein gleichförmiges Gemisch erhalten. Dann strömt das fette Gemisch an dem offenen Ende des Heizabschnitts 22a aus. Ein großer Teil des fetten Gemisches, das aus dem offenen Ende des Heizabschnitts 22 austritt, wird durch das Einlaßventil 2 geleitet und über den Saugspalt 15 in die Auffangkammer 13 geleitet, in der es festgehalten wird. Dieser Zustand ist schematisch in F i g. 11 dargestellt. Der verbleibende Anteil des fetten Gemisches, der nicht in die Auffangkammer 13 eintritt, fließt in die

ao Hauptkammer 5 und wird mit der aus der Ansaugöff nung 6 kommenden Luft vermischt, so daß ein mageres Gemisch gebildet wird.

Wird der Brennstoff des fetten Gemisches ver dampft, so daß das fette Gemisch in ein Gemisch umgc·

as formt wird, in dem der verdampfte Brennstoff und d.e Luft gleichförmig miteinander vermischt werden, wie dies bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Fall ist, wird der Vorteil erzielt, daß das Anhaften von Brennstoff an der Wandfläche der Leitung 22 verhindert wird, daß die Zufuhr von fetten Gemischen mit einem hohen Ansprechgrad während der Übergangszeit des Maschinenbetriebs wie Beschleunigung und Verzögerung gesteuert werden kann und daß eine schlechte Verbrennung infolge eines zu fetten oder zu mageren Gemisches verhindert werden können, die unerwünschte Nebenwirkungen wie Abgabe von schädlichen Abgasen und Fehlzündungen hervorrufen können. Außerdem kann die Zündkerze 14 der Auffangkammer 13 davor geschützt werden, daß sie feucht wird, woduich ferner die Möglichkeit des Ausstoßes von schädlichen Abgasen sowie Fehlzündungen ausgeschlossen werden. Da das fette Gemisch der Leitung 22 lediglich einen Teil der insgesamt in die Maschine angesaugten Luft bildet, wird das Gesamtgemisch auch dann nicht überhitzt, wenn dieser Anteil in dem Heizabschnitt 22a erhitzt wird, so daß die Motorleistung niemals verschlechtert wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Heizabschnitt 22a durch die Abgase erwärmt; selbstverständlich kann der Heizabschnitt 22a auch durch das Warmwasser für das Kühlen der Maschine oder durch eine elektrische Energipnuplle. z. B. einen elektrischen Erhitzer, erwärmt werden. Ferner kann die Maschine auch so ausgebildet werden, daß der Heizabschnitt 22a durch eine Kombination vorgenannter Mittel erwärmt wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 12 hat einen Aufbau, bei dem sich die Trennwand, wie sie bei den vorbeschnebenen Ausführungsformen vorgesehen ist. nicht nur in die Auffangkammer erstreckt, sondern weiterhin in die Hauptkammer vorsteht. In einer Bohrung 4c des Zylinderkopf* 4 sitzt ein Gehäuse 20' mit zylindrischer Gestalt; das Innere des Gehäuses 20' ist als Auffangkammer 13 ausgebildet. In dem in Richtung auf die Kauptkammer 5 öffnenden Ende des Gehäuses 20' ist eine Trennwand 17' vorgesehen, die sowohl in die Hauptkammer 5 als auch in die Auffangkammer 13 vorsteht. Das der Hauptkammer 5 zugewandte Ende des

Gehäuses 20' wird somit durch die Trennwand 17' in zwei Teile umerteilu nämlich in einen sich neben einer Ansaugöffnung befindenden Teil und einen hierzu entgegengesetzten TeU bei Betrachtung von der Trennwand 17' ausgehend Durch den erstgenannten Te·' wird ein SaugspaK !S geh.idct, wahrend der zweitgenannte Teil einen Auslaßspalt bildet. Das in die Hauptkammer 5 vorstehende Ende der Trennwand XT ist in Richtung zur Ansaugöffnung 6 umgebogen; wird das

Einlaßventil 7 geöffnet, kommt der Ventilteller Ta des Einlaßventils 7 in die Nähe des hochgebogenen Endes. Dae erläuterte Trennwand 17' kann dieselbe Wirkung ausüben wie die Trennwäade der vorbe*.chriebenen

Δ iicffihriinocfnrmen-

Die Erfindung kann auch eine Ausgestaltung erhalten, bei der an Stelle von Luft ein mageres Gemisch unter Verwendung z. B. eines Vergasers in die Ansaugleitung 6 eingeführt wird

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, einem , Kolben, einem Zylinderkopf, der mit dem Zylinder und dem Kolhen unter BiWyng «nes HHüptbrerinrsssts für die Vcii>fe««Hing «nc* magere« Gemisches zusammenarbeitet, einem Einlaßventil mit einem Ventilschaft und einem daran angeschlossenen Ventilteller zur Steuerung einer Ansaugöffnung für das hauptsächliche Einführen von Luft oder ma- ίο gerem Gemisch, einer Auffangkammer für die Aufnahme fetten Gemisches, die wenigstens einen Saugspalt aufweist durch den das fette Gemisch bei geöffnetem Einlaßventil in die Auffangkammer eingeführt wird, wobei die Auffangkammer eine Zündkerze aufnimmt und ferner wenigstens einen AustaOspalt aufweist der die Auffangkammer mit dem Hauptbrennraum verbindet und wobei eine Brennstoffeinspritzdüse über das geöffnete Einlaßventil Brennstoff unter einem gegenüber dem atmosphärisehen Druck höheren Druck einspritzt so daß dem Saugspalt ein fettes Gemisch zugeführt wird, g e kennzeichnet durch eint zwischen dem Saugspalt (15) und dem Auslaßspalt (16) in der im übrigen geschlossenen Auffangkammer vorgesehetien Einrichtung (17) zum Leiten des Gemisches nahe zur Zündkerze (14).
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß die Auffangkammer einen der Hauptbrennkammer zugewandten Boden (206) und eine diesem gegenüberliegende obere Wand besitzt und die Einrichtung (17) von einer Trennwand gebildet ist die sich in Richtung vom Boden zur gegenüberliegenden oberen Wand und im rechten Winkel hierzu von Seitenwand zu Seitenwand erstreckt und den Bodenbereich der Auffangkammer (13) in zwei Abschnitte unterteilt, die jeweils den Saugspalt (IS) bzw. den Auslaßspalt (16) aufweisen.
3. 3. Brennkraftmaschine nacü Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangkaremer (13) ein zylindrisches Gehäuse ist an dessen oberer Wand sich die Zündkerze (14) befindet, wobei die Trennwand diametral durch das Gehäuse verläuft
4. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnung (18a) der Brennstoffeinspritzdüse (18) in der Ansaugöffnung (i6) derart angeordnet ist, daß die Einspritzöffnung bei geöffnetem Einlaßventil (7) Brennstoff in den Saugspalt (15) spritzt.
5. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, da- so durch gekennzeichnet daß die Einspritzöffnung (XMa) derart in der Ansaugöffnung (6) angeordnet ist daß sie Brennstoff in Richtung im wesentlichen tangential zur Stromungsrichtung eines l.uftstroms otjer eines Magergemischstroms der Ansaugöffnung (6) ausspritzt, der bei geöffnetem Einspritzventil in den Saugspalt (15) strömt.
6. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugöffnung (6) eine Leitwand (21) vorgesehen ist deren eines Ende zu einer Stelle vor dem Einlaßventil (7) verlängert ist und die Ansaugöffnung in eine neben der Auffangkammer (13) liegende Nebenansaugöffnung (6a) und eine HauptansaugöFfnnng (6b) unterteilt und das durch die Nebenansaugöffnung fließende Gemisch zu dem Saugspalt (15) leitet, wobei die Einspritzöffnung (18a) der Brennstoffeinspritzdüse in der Nebenansaugöffnung (6a) vorgesehen ist.
7. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 6, d< durch gekennzeichnet daß sie ferner eine Leitun (22) aufweist deren eines Ende zur Atmosphäre öf; net und deren anderes Ende in die Ansaugöffnun {β} öffnet und die in der Mitte ihrer Länge eine Kcizabbchnitt {22a) aufweist wobei die Brennstofl einspritzdüse derart angeordnet ist daß ihre Ein spritzöffnung in die Leitung (22) an einer Stell· stromauf des Heizabsehnius einmündet.
8. 8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 7. da durch gekennzeichnet daß sie so aufgebaut ist, da! die Außenfläche des Auffangkammerbodens (4t 20b), die zwischen dem Saugspalt (15) und dem Aus laßspalt (16) der Auffangkammer (13) liegt in dei Nähe der äußeren Umfangsfläche des Ventilteller! (7a) des Einlaßventils (7) liegt wenn das Einlaßven til geöffnet ist
9. 9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Trennwand (17') ein sich in die Hauptbrennkammer erstreckendes Ende hat
10. 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung das Ausspulen von Restgasen erleichtert, indem ein geschichteter Strom aus fettem Gemisch und Restgasen in der Auffangkammer gebildet wird.