DE2448405C3 - Kolben-Brennkraftmaschine mit einer Haupt- und einer Hilfsverbrennungskammer - Google Patents

Description

der Hilfsverbrennungskammer magerer als anfänglich zugeführt wird. Ferner enthält dadurch die Restgaskammer bei Erzeugung des Zündfunkens ein komprimiertes Gemisch aus Luft, Kraftstoff und Restgasen.

Am Ende eines jeden Kompressionshubes ist die Gesamtmenge der Restgase in allen drei Kammern konstant. Die Menge der Restgase in der Restgaskammer ist jedoch proportional der Menge der frischen Ladung dieser Kammer. Ein zündbares frisches Gemisch existiert in der Umgebung des Zündfunkens ι ο nahe der in ihrer Größe verringerten öffnung und mit Abstand zur Abschlußwandung der Restgaskammer.

Zum Ende des Kompressionshubes hin wird dieses Gemisch in der Restgaskammer durch den Zündfunken gezündet, und die Spitzentemperatur des verbrennenden Gemischs ist niedriger als sie bei Fehlen der Restgase sein würde. Die Druck- und Temperaturzunahme der brennenden Gase verursacht einen ersten Flammenstrahl durch die öffnung der Restgaskammer zur Zündung des fetten Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer. Dieses brennende Gemisch erzeugt dann eine zweite Flamme durch den Flammkanal hindurch in die Hauptverbrennungskammer, so daß dort die Verbrennung des relativ fetten Bereichs eingeleitet wird. Dadurch wird auch das größere Volumen relativ mageren Gemischs in der Hauptverbrennungskammer gezündet Die Spitzentemperaturen, die in der Restgaskammer und der Hilfsverbrennungskammer erzeugt werden, liegen niedriger als die Spitzentemperatur, die bei Fehlen einer separaten Restgaskammer mit darin vorhandenem Restgas erzeugt würde. Die turbulente Mischung in der Hilfsverbrennungskammer enthält verbrannte Gase aus der Restgaskammer, wodurch die Spitzentemperatur verringert wird.

Ferner wird eine bessere Verbrennung in der Hauptverbrennungskammer erreicht, da zum Zeitpunkt der Zündung eine geringere Menge Restgas in der Hauptverbrennungskammer verbleibt

Die Verbrennung des mageren Gemischs in der Hauptverbrennungskammer setzt sich während des Leistungshubes fort Nur die Hauptverbrennungskammer hat ein Abgasventil, das während des Auspuffhubes geöffnet ist und die Abführung der Abgase aus der Maschine ermöglicht Die Abgase können in dem Abgassystem hinter dem Abgasventil weiterbrennen, um zu erreichen, daß die überschüssige Luft unverbrannte Kohlenwasserstoffe verbrennt und daß Kohlenmonoxid in Kohlendioxid oxidiert wird, bevor es an die Atmosphäre abgegeben wird.

Ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt eine Anordnung zur Änderung des Volumens der Restgaskammer, so daß dessen Anpassung bei Belastungsänderungen der Maschine möglich ist

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Schnitt eines Teils einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung ähnlich F i g. 1, jedoch · mit anders ausgebildeten Zündkerzenelektroden,

Fig.3 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 1, wobei jedoch eine Auskleidung der Restgaskammer vorhanden ist

F i g. 4 den Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels, bei dem ein Mechanismus zur Einstellung des Volumens der Restgaskammer vorgesehen ist und die Kammer auf minimale Größe eingestellt ist,

F i g. 5 den Schnitt 5-5 aus F i g. 4, F i g. 6 eine Darstellung ähnlich F i g. 4, jedoch für eine Einstellung der Restgaskammer auf maximale Größe,

F i g. 7 eine schematische Darstellung eines Teils des Einstellmechanismus für die Restgaskammer und

F i g. 8 ein Diagramm eines geforderten Zusammenhangs zwischen dem Volumen Vp der Restgaskammer und der Belastung der Maschine.

In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine IO dargestellt die einen wassergekühlten Zylinderblock 11 mit einem oder mehreren Zylindern 12 und jeweils einem Kolben 13 umfaßt Ein wassergekühlter Zylinderkopf 14 ist auf dem Zylinderblock 11 in üblicher Weise (nicht dargestellt) befestigt und mit einer domförmigen Aussparung 15 versehen, die dem jeweiligen KoII en 13 und Zylinder 12 zugeordnet ist und somit eine Hauptverbrennungskammer 16 bildet Ein Haupteinlaßvciiiii 17 steusrt die Verbindung zwischen einem Haupteintrittskanal 18 und der Hauptverbrennungskammer 16. Ein nicht dargestelltes Abgasventil steht mit der Haupt verbrennungskammer 16 in Verbindung und steuert die Strömung der Abgase aus dieser Kammer.

Eine Hilfsverbrennungskammer 21 ist in einem dünnwandigen Edelstahlzylinder 22 gebildet, der innerhalb einer Aussparung 20 des wassergekühlten Zylinderkopfs 14 sitzt Eine Seite dieser Kammer 22 hat Halbkugelform, die andere Seite ist offen und mit einem Abschlußflansch 23 versehen. Eine Hülse 24, die mit Gewinde 25 am Zylinderkopf 14 befestigt ist, verklemmt den Flansch 23 zwischen Isolierbeilagen 26 und 27, so daß die Hilfsverbrennungskammer 22 arretiert ist Eine erste öffnung 29 in diesem Teil bildet einen Rammkanal, der eine verengte Verbindung zwischen der Hilfsverbrennungskammer 21 und der Hauptverbrennungskammer 16 schafft Ein kleiner Abstandsraum 30 trennt die zylindrische Kammer 22 von den Wandungen der Aussparung 20 und wirkt isolierend für die Hilfsverbrennungskammer, so daß eine Wärmeübertragung von ihr auf den Zylinderkopf 14 minimal ist Der Flammkanal ist in einem teils zylindrischen, teil: halbkugelförmigen Bereich der Hilfsverbrennungskammer 22 gebildet

Ein Teil 32 am unteren Ende der mit Gewinde versehenen Hülse 24 ragt in das offene Ende dei Hilfsverbrennungskammer 22 und trägt einen stationären Ventilsitz 33. Ein Hilfseinlaßventil 34 hat einer Ventilkopf 35, der bei Schließung an den Ventilsitz 33 anliegt Das Ventil 34 steuert die Zuführung fetten und brennbaren Gemischs durch den Kanal 36 zurr Zylinderkopf 14 und durch den Innenkanal 37 in dei Gewindehülse 24. Ein erster und ein zweiter Vergasei (nicht dargestellt) führen fettes und mageres Gemisch durch mit Drosselklappen gesteuerte Kanäle 38 und 3« zu, die an die Kanäle 36 und 18 angeschlossen sind.

Eine Restgaskammer 41 ist mit der Wandung 42 de! Zylinderkopfs 14 gebildet Die Hilfsverbrennungskammer 22 bildet eine Seite der Restgaskammer 41, und eine zweite öffnung 43 in dem zylindrischen Element Z erzeugt eine verengte Verbindung zwischen dei Restgaskammer 41 und der Hilfsverbrennungskammei 21. Eine Zündkerze 45 üblicher Art ist mit Gewinde 4i an der Wandung 42 des Zylinderkopfs 14 befestigt, unc ihre Elektroden 47 sind innerhalb der Kammer 41 angeordnet, so daß sie eine Funkenstrecke nahe dei öffnung 43 und mit Abstand zur Abschlußwandung 4) der Restgaskammer 41 bilden. Die zweite öffnung 43 is im zylindrischen TeQ des zylindrischen Elements Z angeordnet

Durch Tests hat sich gezeigt, daß die günstigster Verhältnisse zwischen den Abmessungen der Kämmen

41, 21 und 16 sowie zwischen den Größen
öffnungen 29 und 43 folgende Werte haben:

-^TT-tV- = °-^{05 bis} O-³⁰

der

V + V

= 0,25 bis 0,60

= 0,18 bis 0,60

= 0,20 bis 0,90

15 verursacht eine Rückströmung durch den Flammkanal 29, so daß das Gemisch in der Hilfsverbrennungskam-111er 21 magerer als anfänglich zugeführt wird. Ferner enthält dann die Restgaskammer 41 ein komprimiertes Gemisch von Luft, Kraftstoff und Restgas. Bei der vorstehend genannten Brennkraftmaschine mit 21 Hubraum hat sich gezeigt, daß der prozentuale Anteil von Restgas in jeder Kammer am Ende des Kompressionshubes, verglichen mit der Gesamtgasmenge in jeder Kammer, die folgenden Werte hat, wenn die Maschine unter Teilbelastung arbeitet:

Hauptverbrennungskammer 16 12%

Hilfsverbrennungskammer21 14%

Restgaskammer 41 20%

Hierbei ist:

V_a = Volumen der Hilfsverbrennungskammer 21

V_rg = Volumen der Restgaskammer 41

V_n, — Volumen der Hauptverbrennungskammer 16 für oberen Totpunkt

Fi = Querschnitt der Flammkanalöffnung 29
Frg = Querschnitt der öffnung 43

In einer handelsüblichen Form einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine nach der Erfindung mit vier Zylindern und ca. 21 Hubraum wurden mit den folgenden Werten sehr niedrige Anteile an Stickoxiden erzielt:

V₃ = 5,5 cm³

Vrg = 4,0 cm³

F₁ = 0,5 cm²

Frg = 0,5 cm²

Das nicht dargestellte Abgasventil, das Haupteinlaßventil 17 und das Hilfseinlaßventil 34 werden mit 4" Nockenmechanismen üblicher Art in zeitlicher Steuerung geöffnet und geschlossen. Am Ende des Auspuffhubes des Kolbens 13 bleiben Restgase in der Hauptverbrennungskammer 16 und in der Hilfsverbrennungskammer 21 sowie in der Restgaskammer 41. Während des nachfolgenden Ansaughubes des Kolbens öffnet sich das Haupteinlaßventil 17, so daß ein mageres Gemisch in die Haupt verbrennungskammer eingeführt wird. Ferner öffnet sich das Hilfseinlaßventil 34, so daß fettes Gemisch in die Hilfsverbrennungskammer 21 eingeführt wird. Das Abgasventil der Hauptverbrennungskammer wird geschlossen. Während des Ansaughubes des Kolbens tritt eine sehr geringe Änderung in der Restgaskammer 41 ein, jedoch füllt fettes Gemisch die Hilfsverbrennungskammer 21 und wird durch den Flammkanal 29 in die Hauptverbrennungskammer 16 gesaugt Wegen der Form der Hauptverbrennungskammer 16 wird eine minimale Turbulenz erzeugt, und das fette Gemisch aus der Hilfsverbrennungskammer 21 bildet einen Bereich relativ fetten Gemischs, der von einem größeren Bereich relativ mageren Gemischs umgeben ist Es wird also in der Hauptverbrennungskammer 16 eine geschichtete Ladung erzeugt Gewisse restliche Abgase bleiben in der Hauptverbrennungskammer 16 dispergiert

Während des folgenden Kompressionshubes des Kolbens 13 werden alle Ventile geschlossen, und der Druckanstieg in der Hauptverbrennungskammer 16 Entsprechend hat zum Zeitpunkt der Zündung das Gemisch in der Restgaskammer 41 einen größeren prozentualen Anteil an Restgas als in der Hilfsverbrennungskammer 21 oder der Hauptverbrennungskammer 16. Wenn die Zündkerze so gesteuert wird, daß ein Zündfunke zwischen den Elektroden 47 erzeugt wird, so ist die Spitzentemperatur des brennenden Gemischs niedriger als für den Fall, daß die Restgase nicht in der Kammer 41 vorhanden wären. Ein erster Flammenstrahl mit brennenden und mit Restgasen wird durch die öffnung 43 geleitet und zündet die relativ kleine Menge fetten Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer 21, wodurch eine starke Turbulenz entsteht. Ein zweiter Flammenstrahl wird dann durch die Düse 29 geleitet, so daß die Verbrennung der geschichteten Ladung eingeleitet und damit das große Volumen relativ mageren Gemischs in der Hauptverbrennungskammer 16 gezündet wird.

Die Achsen der öffnungen 43 und 29 sind zweckmäßig aufeinander fehlausgerichtet, so daß 1) der erste Flammenstrahl durch die Öffnung 43 nicht auch direkt durch die öffnung 29 gelangt, 2) die Zündkerzenelektroden während des Kompressionshubes durch direktes Auftreffen eines fetten Gemischstrahls nicht verschmutzt werden und 3) die Turbulenz in der Restgaskammer 41 während des Kompressionshubes minimal gehalten wird, so daß die Hauptmenge des Restgases, die der Kompression ausgesetzt wird, an der Abschlußwandung 48 der Restgaskammer vorhanden ist

Nach Ende des Leistungshubes öffnet sich das Abgasventil, so daß die Abgase die Maschine verlassen können. Sie können in dem Abgassystem hinter dem Abgasventil weiter verbrennen. Wegen des gegenüber dem stöchiometrischen Wert abgemagerten Gesamtverhältnisses der Gemische ist überflüssige Luft in dem Abgassystem vorhanden, wodurch unverbrannte Kohlenwasserstoffe verbrannt werden und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid oxidiert wird, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird.

Das in Fig.2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine arbeitet nach demselben Verfahren wie das zuvor beschriebene, jedoch liegt eine andere Konstruktion insofern vor, als eine Hülse 51 zusammen mit einer besonderen Zündkerze 52 mit außergewöhnlich langen Elektroden 53 und 54 und einer Funkenstrekke 55 verwendet wird. Der Raum 56 in der Hülse 51 bewirkt zusammen mit dem Raum innerhalb der Bohrung 57 des Zylinderkopfes 14a die Bildung einer Restgaskammer 58. Die Hülse 51 ist am Zylinderkopf 14a mit Gewinde 59 befestigt, die Zündkerze 52 ist an der Hülse 51 mit Gewinde 60 befestigt Die Zündkerze

55 ist in der Kammer 58 nahe der öffnung 43a und mit Abstand zur Abschlußwand 61 angeordnet. Die Achse der Öffnung 43a in dem zylindrischen Element 22a ist gegenüber der Achse des Flammkanals 29a fehlausgerichtet. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich der bereits beschriebenen. Die Abänderung hat jedoch den Vorteil, daß einige Maschinenarten mit geschichteter Ladung und ohne Restgaskammer direkt zur Nutzung der Erfindung umgerüstet werden können, so daß auch für sie eine ι ο weitere Verringerung der Abgase von Stickoxiden möglich ist. Hierzu werden einfach die normalen Zündkerzen durch besondere Zündkerzen 52 und Hülsen 51 ersetzt.

Die abgeänderte Maschinenform nach Fig. 3 ist ähnlich der in F i g. 1 gezeigten, jedoch ist ein zusätzliches Merkmal insofern vorgesehen, als eine dünne Edelstahleinlage 65 innerhalb einer Aussparung eines Ansatzes 66 des Zylinderkopfes 146 angeordnet ist. Ein kleiner Abstandraum 67 zwischen der Einlage 65 und den Wandungen des Zylinderkopfs 146 dient zur Isolierung der Einlage und verwirklicht eine minimale Wärmeübertragung von der Einlage auf den Zylinderkopf. Die Einlage 65 wird innerhalb der Aussparung mittels einer kreisrunden Scheibe 68 festgehalten, die bei 72 mit der Abschlußwand der Einlage 65 punktverschweißt ist. Diese Scheibe 68 ist an einer Kante 69 mittels eines Einschraubbolzens 70 befestigt, der mit Gewinde 71 in den Zylinderkopf 146 eingeschraubt ist.

Eine Zündkerze 73 üblicher Art ist mit Gewinde 46a im Zylinderkopf 14a befestigt, und ihre Elektroden 74 bilden in der Restgaskammer 75 eine Funkenstrecke. Ein Teil der Zündkerze mit den Elektroden 74 sowie ein Teil 76 der Wandung des Zylinderkoptes 146 ragen durch eine seitliche öffnung 77 in der Wand der Einlage 65 hindurch. Die Abmessungen der Elemente sind derart, daß bei Fehlen der Zündkerze 73 und des Verschlußbolzens 70 die Einlage 65 mit ihrer Zentrierscheibe 68 über einen gekrümmten Weg bewegt werden kann, so daß ihr Einsetzen in der Aussparung 66 möglich ist. Dabei kann die öffnung 77 so eingestellt werden, daß sie den vorstehenden Teil 76 des Zylinderkopfes 146 umgibt.

Die Arbeitsweise dieser Maschine stimmt mit derjenigen der in F i g. 1 dargestellten Maschine überein mit dem Unterschied, daß die dünnwandige Edelstah!- einlage 65 sich beim Anlaufen der Maschine schnell aufheizt und während des Maschinenbetriebs heiß bleibt. Dies hat eine günstige Auswirkung auf die Maschinenleistung.

Die in Fig.4 bis 7 gezeigte Brennkraftmaschine enthält eine Restgaskammer, deren Volumen während des Betriebes verringert oder vergrößert werden kann. Die Restgaskammer 81 enthält Zündkerzenelektrode!! 82 und steht mit der Hilfsverbrennungskammer 21c durch die öffnung 43c in bereits beschriebener Weise in Verbindung. Innerhalb einer Bohrung 84 des Zylinderkopfes 14c ist jedoch eine verschiebbare Abschlußwand oder ein Bolzen 83 angeordnet, der zwischen einer vorderen Stellung nach Fig.4 und einer hinteren Stellung nach F i g. 6 bewegbar ist. Entsprechend sind in Fig.4 die minimalen Abmessungen der Restgaskammer 81, in Fig. 6 die maximalen Abmessungen dargestellt. Zur Einstellung der Position des Bolzens 83 innerhalb der Bohrung 84 ist ein zylindrisches Element 85 mit dem Bolzen 83 exzentrisch verbunden und trägt zwei radial abstehende Stifte 86. Jeder Stift 86 ist in einer schraubenförmigen Nut 87 angeordnet, die in einer drehbaren Betätigungshülse 88 vorgesehen ist, welche konzentrisch mit dem Element 85 gelagert ist. Die Betätigungshülse 88 kann über einen Teil einer Umdrehung mit'.~.s eines Kurbelarms 89 gedreht werden, der an dem vorstehenden Ende der Hülse 88 befestigt ist. Eine Halteplatte 90 ist an dem Zylinderkopf 14c mit Gewindeelementen 91 befestigt. Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß eine Drehung der Betätigungshülse 88 mittels des Kurbelarms 89 den Stopfen 83 bzw. die durch ihn gebildete Abschlußwand vorschiebt oder zurückzieht, wodurch das Volumen der Restgaskammer 81 geändert wird.

Die in F i g. 8 gezeigte grafische Darstellung verdeutlicht, daß es günstig ist, das Volumen der Restgaskammer entsprechend den Belastungsänderungen der Maschine einzustellen. In vielen Fällen kann es günstig sein, das Kammervolumen kontinuierlich mit zunehmender Belastung der Maschine zu ändern, wie es die Darstellung zeigt. Dies kann durch Verbindung des Steuerstabes 95 für den Kurbelarm 89 entweder mit dem Beschleunigungspedal 96 oder mit einem druckempfindlichen Mechanismus 97 erfolgen, der durch den Unterdruck in der Ansaugleitung der Maschine betätigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Kolben-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, mit einer Hauptverbrennungskammer mit ventilgesteuertem Eintrittskanal zur Zuführung s relativ abgemagerten Kraftstoff-Luft-Gemisches, einer HUfsverbrennungskammer mit ventilgesteuertem Eintrittskanal zur Zuführung eines relativ angereicherten Kraftstoff-Luft-Gemischs, einem die Hauptverbrennungskammer mit der Hilfsverbrennungskammer verbindenden Flaminkanal und einer zur Funkenzündung des Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer dienenden Zündvorrichtung, die in einer mit der Hilfsverbrennungskanuner über eine gegenüber deren Durchmesser kleinere öffnung verbundenen Kammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Restgas während des Kompressionshubes in der Kammer (41, 58, 75, 81) die Bektroden (47, 53, 54, 74,82) der Zündvorrichtung so angeordnet sind, daß ein wesentlicher Volumenanteil der Kammer zwischen den Elektroden und einer der öffnung (43,43a, 43c) gegenüberliegenden Abschlußwand (48,61,83) der Kammer gebildet ist, so daß zum Zündzeitpunkt die Konzentration des Restgases nahe der Abschluß wand größer als im Bereich der Elektroden ist

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (43) der Restgaskammer (41) und der Flammkanal (29) so angeordnet sind, daß eine beim Betrieb der Maschine aus der Restgaskammer (41) zur HUfsverbrennungskammer (21) gerichtete Flamme nicht direkt in die Hauptverbrennungskammer (16) gelangt und daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht während des Kompressionshubes direkt auf die Zündkerzenelektroden (47) auftrifft.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Achse des Flammkanals (29) gegenüber der Achse der Öffnung (43) der Restgaskammer(41) fehlausgerichtet ist

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsverbrennungskammer (21) durch eine dünnwandige Metallschale (22) geringer Wärmekapazität gebildet ist die eine erste, den Flammkanal bildende Öffnung (29) und eine zweite, die öffnung der Restgaskammer (41) bildende öffnung (43) aufweist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Metallschale einen zylindrischen Teil aufweist der durch einen gekrümmten Bodenteil abgeschlossen ist, und daß die erste öffnung (29) in beiden Teilen und die zweite öffnung in dem zylindrischen Teil rechtwinklig zu dessen Längsachse vorgesehen ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Restgaskammer (41) zylindrisch ausgebildet und rechtwinklig zu einer Wandung der Hilfsverbrennungskammer (21) angeordnet ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen V₄, V^ und V_m in folgender Beziehung zueinander stehen:

^VJL±

= 0,05 bis 0,30

V_t = Volumen der Hilfsverbrennungskammer

(21)

V^ = Volumen der Restgaskammer (41) V_n, = Volumen der Hauptverbrennungskammer

(16) für Kolben im oberen Totpunkt ist

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen V, der Hilfsverbrennungskammer (21) und das Volumen V₁* der Restgaskammer (41) in folgender Beziehung zueinander stehen:

V + V

= 0,25 bis 0,60

9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß_ der Querschnitt F₁ des Flammkanals (29), das' Volumen V_v der Restgaskammer (41) und das Volumen V₁ der Hilfsverbrennungskammer (21) die folgende Beziehung bilden:

= 0,18 bis 0,60

10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Querschnitt F_rg der öffnung (43) der Restgaskammer (41) und das Volumen V^ der Restgaskammer (41) die folgende Beziehung zueinander bilden:

= 0,20 bis 0,90

11. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch längliche Elektroden (53, 54) einer die Zündvorrichtung bildenden Zündkerze (52), die durch zumindest einen Teil der Restgaskammer (57) geführt sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Restgaskammer in einer Hülse gebildet ist die durch Gewinde am einen Ende mit der Maschine und durch Gewinde am anderen Ende mit der Zündkerze verbunden ist, und daß die Zündkerzenelektroden bis in den Bereich der öffnung der Restgaskammer geführt sind.

13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die Restgaskammer (75) innerhalb einer dünnwandigen Einlage (65) geringer Wärmekapazität gebildet ist, die mit einer öffnung (77) zur Aufnahme der Elektroden (74) einer die Zündvorrichtung bildenden Zündkerze versehen ist.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (83) zur Änderung des Volumens der Restgaskammer (81).

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (83) zur Volumenänderung einen in der Restgaskammer (81) verschiebbar angeordneten Bolzen (83) aufweist, der mit einer Bewegungsvorrichtung (89,95) verbunden ist, die abhängig vom Maschinenbetrieb arbeitet.

16. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Einlaßventilen (17, 34) der beiden Verbrennungskammern (16,21) Drosselklappen vorgeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, mit einer Hauptverbrennungskammer mit ventilgesteuertem Eintrittskanal zur Zuführung relativ abgemagerten Kraftstoff-Luft-Gemischs, einer HUfsverbrennungskammer mit ven tilge- steuertem Eintritiskanal zur Zuführung eines relativ angereicherten Kraftstoff-Luft-Gemischs, einem die Hauptverbrennungskammer mit der Hilfsverbrennungskammer verbindenden Flammkanal und einer zur Funkenzündung des Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer dienenden Zündvorrichtung, die in einer mit der HUfsverbrennungskammer über eine gegenüber deren Durchmesser kleinere öffnung verbundenen Kammer angeordnet ist

Durch die DT-OS 22 59 286 und 23 01 066 sind bereits Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Zündvorrichtung in einer eigenen Kammer angeordnet ist, die mit der Hilfsverbrennungskammer über eine öffnung verbunden ist Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit dem Problem, den Anteil der Oxide von Stickstoff in den Abgasen solcher Brennkraftmaschinen zu verringern. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Verringerung erzielt werden kann, wenn Abgas mit dem zugeführten brennbaren Gemisch aus Kraftstoff und Luft vermischt wird. Hierbei werden beachtliche Abgasmengen rezirkuliert Eine solche Rezirkulation von Abgasen verringert jedoch den Wirkungsgrad der Maschine, und bei veränderlichen Betriebsbedingungen, wie sie bei Kraftfahrzeugen auftreten, wird durch eine solche Rezirkulation ein Anstieg des Kohlenmonoxidanteils und unverbrannter Kohlenwasserstoffe in den Abgasen verursacht Ferner ist es bekannt, daß bei Rezirkulation von Abgasen die »Treibfähigkeit« beeinträchtigt wird. Außerdem sammelt sich in der Rezirkulationsleitung schädlicher Kohlenstoff an.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Anteil von Stickoxiden in den Abgasen zu verringern und gleichzeitig jedoch einen Anstieg des Anteils von Kohlenmonoxid oder unverbrannter Kohlenwasserstoffe sowie Ansammlungen von Kohlenstoff zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Brennkraftmaschine eingangs genannter Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß zur Aufnahme von Restgas während des Kompressionshubes in der Kammer die Elektroden der Zündvorrichtung so angeordnet sind, daß ein wesentlicher Volumenanteil der Kammer zwischen den Elektroden und einer der öffnung gegenüberliegenden Abschlußwand der Kammer gebildet ist, so daß zum Zündzeitpunkt die Konzentration des Restgases nahe der Abschlußwand größer als im Bereich der Elektroden ist.

Die mit der Hilfsverbrennungskammer verbundene, die Zündvorrichtung enthaltende Kammer ist so groß ausgebildet, daß sie während des Kompressionshubes Restgase aufnehmen kann. Die Elektroden der Zündvorrichtung sind in dieser Restgaskammer angeordnet, und der wesentliche Anteil des Kammervolumens ist zwischen diesen Elektroden und der der öffnung gegenüberliegenden Abschiußwand ausgebildet Auf diese Weise wird sichergestellt, daß zum Zündzeitpunkt die Konzentration des Restgases nahe der Abschlußwand der Kammer größer als im Bereich der Elektroden ist so daß ein zündfähiges frisches Gemisch im Bereich des Zündfunkens nahe der öffnung und mit relativgroßem Abstand zur Abschlußwand der Restgaskammer existiert Die Elektroden können somit das Gemisch in der Restgaskammer zünden, und die Spitzentemperatur des brennenden Gemischs wird niedriger sein als beim Fehlen von Restgas. Somit ermöglicht eine nach der Erfindung ausgebildete Brennkraftmaschine eine Reduktion der Abgabe von Stickoxiden unter gleichzeitiger Beibehaltung des Wirkungsgrades der Maschine.

Die beiden vorstehend genannten Offenlegungsschriften zeigen Brennkraftmaschinen, bei denen zwar auch eine Kammer vorhanden ist in der die Zündvorrichtung angeordnet ist und die mit der Hilfsverbrennungskammer über eine öffnung verbunden ist jedoch ist bei dieser Kammer kein besonders großes Volumen zwischen den Elektroden der Zündkerze und der Abschlußwand gebildet die der Verbindungsöffnung gegenüberliegt. Wenn Restgas in diese Kammer gelangt, so bleibt es im Bereich der Elektroden der Zündkerze und kann eine wirksame Zündung des Gemischs in der Hilfsverbrennungskammer verhindern.

Beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Maschine wird Restabgas mit dem fetten Gemisch der jeweiligen Hilfsverbrennungskammer vermischt wodurch die Erzeugung von Stickoxiden verringert wird, ohne daß das gesamte Restgasvolumen zunimmt. Es ist keine komplizierte Installation erforderlich, um Abgase zu rezirkulieren, gleichzeitig wird jedoch der Vorteil der Verringerung der Abgabe von Stickoxiden erzielt.

Die vergleichsweise einfache Konstruktion und die einfache Arbeitsweise verringern die Erzeugung von Stickoxiden in überraschend hohem Maße, ohne daß merkliche Nebeneffekte oder Sekundärerscheinungen die Leistung der Maschine beeinträchtigen. Die Abgase werden nicht rezirkuliert, sondern in der Restgaskammer verbleibt am Ende des Auspuffhubes Restgas, welches zur Verringerung des Anteils von Stickoxiden ausgenutzt wird.

Beim Betrieb der Maschine verbleibt auch Restgas in der Hauptverbrennungskammer, der Hilfsverbrennungskammer und der Restgaskammer am Ende des Auspuffhubes des Kolbens. Während des nachfolgenden Ansaughubes wird das Haupteinlaßventil geöffnet, so daß mageres Gemisch in die Hauptverbrennungskammer eingeleitet wird. Ferner wird das Hilfseinlaßventil geöffnet, so daß fettes Gemisch in die Hilfsveibrennungskammer gelangt. Das Abgasventil der Hauptverbrennungskammer wird geschlossen. Während des Ansaughubes bleibt die Menge des in der Restgaskammer vorhandenen Restgases praktisch unverändert, jedoch füllt fettes Gemisch die Hilfsverbrennungskammer und wird durch den Flammkanal in die Hauptverbrennungskammer angesaugt, wo es einen Bereich relativ fetten Gemischs innerhalb eines größeren Bereichs des dort vorhandenen relativ mageren Gemischs bildet. Eine gewisse Menge an restlichen Abgasen ist in der Hauptverbrennungskammer verteilt. Während des folgenden Kompressionshubes werden das Abgasventil, das Haupteinlaßventil und das Hilfseinlaßventil geschlossen, und der Druckanstieg in der Hauptverbrennungskammer verursacht eine Rückströmung durch den Flammkanal, so daß das Gemisch in