DE2414224C3 - Vorrichtung zur Gemischbildung und Schichtladung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gemischbildung und Schichtladung bei einer Brennkraftmaschine, bei welcher reine oder kraft stoff arme Verbrennungsluft in den bzw. die Arbeitszylinder eingeführt wird, und fetteres Kraftstoff-Luft-Gemisch über eine jedem Arbeitszylinder zugeordnete Ladepumpe durch einen Einlaßkanal einer jedem Arbeitszylinder zugeordneten, mit diesem in offener Verbindung stehenden Brennkammer zugeführt wird, wobei die Brennkammer mit einer Zündkerze ausgestattet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DT-OS 62 323 bekanntgeworden. Diese Vorrichtung hat zwar gegenüber anderen bekannten Vorrichtungen bereits dadurch eine Verbesserung gebracht, daß eine Schichtladung vorgeschlagen wird, die insbesondere zur Verwendung bei Zweitakt-Motoren geeignet ist. indem ein homogenes Fettgemisch in der Nähe der Zündkerze vorhanden ist, jedoch wird dort noch keine ausreichende Menge von Fettgemisch während der Verdichtung in die Brennkammer eingeblasen.

Durch die GB-PS 7 91 714 ist ein Arbeitszylinder to einer Brennkammer einer Brennkraftmaschine bekanntgeworden, wobei die Brennkammer im Bereich der Zündkerze von zwei zueinander spiegelbildlich angeordneten zylindrischen Wälzkammern gebildet wird, die sich mit ihren Konturen teilweise überschneiden und im Bereich ihrer dem Arbeitszylinder zugewandten Schnittlinie eine Trennungsleiste ausbilden. Diese Wälzkammern erzeuget! Wirbel im Verbrennungsraum und sorgen dadurch für eine relativ gute Homogenisiepingdes Gemisch? und somit /ür eine bessere Verbrenirang. Aber auch diese bekannte Profilierung der Brennkammer hat immer noch den Nachteil eines relativ hohen Leistungsverlustes der Maschine.

Eine andere Brennkammer-Profilierung ist durch die CH-PS 1 86633 bekanntgeworden, bei der eine Abrißkante im Bereich der Zündkerze vorgesehen ist. Der an der Abrißkante entstehende Sog führt zu einer Verringerung der Leistungsverluste, wobei aber keine Mittel vorgesehen sind, die für eine gute Homogenisierung des Gemischs sorgen.

• Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese so weiterzubilden, daß ein homogenes Fettgemisch in der Nähe der Zündkerze ausgebildet wird, wobei eine Trennung von magerem oder kraftstofflosem Gemisch im übrigen Bereich der Brennkammer erzielt wird, und wobei Leistungsverluste des Motors weitestgehend vermieden werden sollen, die dadurch entstehen, daß keine ausreichende Menge von Fettgemisch während der Verdichtung in die Brennkammer eingeblasen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Enindung dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zündkerze die Brennkammer von zwei zueinander spiegelbildlich angeordneten zylindrischen Wälzkammern gebildet ist, die sich mit ihren Konturen teilweise überschneiden und im Bereich ihrer dem Arbeitszylinder zugewandten Schnittlinie eine Trennungsleiste bilden und daß im Bereich ihrer anderen Überschneidung eine durch Überschneidung mit dieser Strömungsabrißkanten bildende hohlkanalartige Ausnehmung vorgesehen ist. in die der Einlaßkanal mündet.

Durch diese Maßnahmen werden Wirbel im Verbrennungsraum erzeugt, die für eine Homogenisierung des Gemischs und damit für eine bessere Verbrennung sorgen. Die Wälzkammern besitzen Abrißkanten, an denen durch die vorbeistreichende Brennluft ein Unterdruck entsteht, der als Sog ausgenutzt wird und zusammen mit dem Einblasdruck der Ladepumpe dafür sorgt, daß Leistungsverluste vermieden werden. Durch die genannten Merkmale wird somit eine Anpassung der Maßnahmen der Gemischbildung und Schichtladung mit der Homogenisierung des Gemischs und der Vermeidung von Leistungsverlusten erreicht.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Wirbelkammer, dabei ist in der F i g. 1 der Kompressionshub dargestellt, während in der

F i g. 2 der Ladewechsel gezeichnet ist-,

F i g. 3 zeigt eine Einzelheit.

In der über dem Zylinder 1 vorgesehenen Brennkammer 3 sind im Bereich der Zündkerze bzw. der öffnung für die Zündkerze zwei zylindrische Wälzkammern 23. 24 angeordnet. Im Bereich ihrer unteren Schnittlinien ist eine Trennleiste 25 angeordnet, die so breit bemessen ist, daß beide Mündungsöffnungen bzw. Übertrittskanäle vom Zylinder 1 zur Brennkammer 3 gleichen Querschnitt aufweisen. Im oberen Bereich ist ein Hohl· kanal 27 mit Abrißkanten 28 vorgesehen. Während des Spülvorganges, wie in F i g. 2 dargestellt, wird die Brennluft von den Lufteinlaßöffnungen 30 ·η Pfeilrichtung 33 an den Abrißkanten 28 vorbeigeführt. Sie gelangt dann in Pfeilrichtang 33 später zur Auspufföff-

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nung 31. Der Kolben 32 ist in den F i g. 1 und 2 in verschiedenen Stellungen dargestellt.

Beim Verdichtungsvorgang (Fig. 1) wird durch die in Pfeilrichtung 33 vorbeistreiche.'de Brennluft an den Abrißkanten 28 aus dem dort im Unterdruckbereich angeordneten Hohlkanal 27 Fettgemisch abgesaugt. Das Fettgemisch wird mittels einer nichi gezeigten Ladepumpe über den Kanal 12 (Fi g. 3) in den Hohlkanal 27 eingeblasea Gegebenenfalls könnte zwischen der Pumpe und dem Einlaßkanal 12 ein Ventil eingeschaltet sein.

Die in F i g. I dargestellten Spiralen 34 zeigen die Strömung der Brennluft innerhalb der Wirbelkammern während des Verdichtungstaktes; dabei ist deutlich ersichtlich, wie sie an den Abrißkanten 28 vorbeistreichend Fettgemisch aufnimmt und gleichmäßig in der gesammten Wirbelkammer verteilt.

Der Hohlkanal 27 ist so angeordnet, daß mit geringstem Strömungswiderstand gegenüber der verdichteten Brennluft das fettere Gemisch zugeführt werden kann. Dabei werden selbstverständlich auch alle anderen Vorrichtungen möglich, die so ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig der Mischung zweier gasförmiger Medien dienen, dabei eine Trennung des fetteren Gemischs zum mageren Gemisch bewirken und bei dieser Mischung eine Sogwirkung auftritt, die gleichzeitig zur Ansaugung des fetteren Gemischs verwandt wird.

Die Zusammensetzung des Gemischs, welches von der Ladepumpe angesaugt wird, wird so gesteuert, daß es zusammen mit der Brennluft, die in die Brennkammer 3 einströmt, eine Zusammensetzung von etwa λ =χ 1 hat

Dieses Gemisch ist infolge der homogenen Aufbereitung gut zündfähig. Zusammen mit der Brennluft, die sich noch im Arbeitszylinder befindet, ergibt sich A = 1.2 bis US.

Somit arbeitet dieser Motor trotz gut zündfähigen Gemischs mit Luftüberschuß im gesamten Teillastbereich. Dies bringt den niedrigen Kraftstoffverbrauch, den der Dieselmotor hat, verbunden mit äußerst geringen CO- und CH-Werten.

Die NO-Anteile im Abgas sind deshalb niedrig, weil über die Verbrennung der Schichtladung und dem Luftüberschuß Spitzentemperaturen vermieden werden.
Die volle mögliche Ausnutzung der Liter-Leistung des Motors kann über zwei Möglichkeiten erreicht werden:

1. Anreicherung des über die Ladepumpe einströmenden Luftgemischs mit der in die Brennkammer 3 einströmenden Brennluft derart, daß dieses Gemisch bei λ = 0,7 bis 0,9 liegt und somit einen Kraftstoffüberschuß hat. der bei der Verbrennung in die Brennluft einströmt und damit zusätzlich Leistung erzeugt

2. Ein zweiter Vergaser wird dem oder den Arbeitszylindern vorgeschaltet und so eingestellt, daß er z. B. von Dreiviertel- bis Vollast der Brennluft Kraftstoff zusetzt, und zwar so viel, daß dann das Gesamtgemisch eine Zusammensetzung von weniger als λ = 1 hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

24 14 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Genuschbildung und Schichtladung bei einer Brennkraftmaschine, bsi welcher reine oder kraftstoffarme Verbrennungsluft in den bzw. die Arbeitszylinder eingeführt wird und fetteres Kraftstoff-Luft-Gemisch über eine jedem Arbeitszylinder zugeordnete Ladepumpe durch einen Einlaßkanal einer jedem Arbeitszylinder zugeordneten, mit diesem in offener Verbindung stehenden Brennkammer -zugeführt wird, wobei--die Brennkammer mit einer Zündkerze ausgestattet ist d a durch gekennzeichnet, daß ira Bereich der Zündkerze die Brennkammer ton zwei zueinander spiegelbildlich angeordneten zylindrischen Wälzfcammern (23. 24) gebildet ist, die sich mit ihren Konturen teilweise überschneiden und im Bereich ihrer dem Arbeitszylinder zugewandten Schnittlinie eine Trennungsleiste (25) bilden und daß im Bereich ihrer anderen Oberschneidung eine durch Überschneidung mit dieser Strömungsabrißkanten (28) bildende hohlkanalartige Ausnehmung (27) vorgesehen ist. in die der Einlaßkanal mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennungsleiste (25) mindestens zwei Mündungsöffnungen der Brennkammer (3) nach dem Zylinder hin (1) bildet, die gleiche Querschnitte besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (27) parallel zu den Strömungsabrißkanten (28) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze in der zylindrischen Wälzkammer (£}.24) angeordnet ist.

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