DE2450956A1

DE2450956A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2450956A1
Application number: DE19742450956
Authority: DE
Inventors: Hubert Dettling; Ernst Dipl Ing Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-10-26
Filing date: 1974-10-26
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2450956C3; GB1503700A; JPS5165210A; JPS5936088B2; DE2450956B2

Description

24.10.1974 Su/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einem über dem Kolben angeordneten Hauptbrennraum und. einer durch eine Überströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer, die eine Zündvorrichtung sowie ein Einlaßventil für das zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch enthält, wobei dem Hauptbrennraum über ein Motoreinlaßventil ein entsprechendes Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird.

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Bekanntlich muß ein Kraftstoff-Luft-Gemisch,um gut zündbar zu sein, 10 bis 15 % Kraftstoffanteile haben, wobei gleichzeitig die höchste Motorleistung erzielt wird. Ärmere Gemische, die im Hinblick auf den wesentlich geringeren Gehalt an giftigen Abgasen wünschenswert wären, sind hingegen schwerer zündbar. Aus diesem Grunde wurden Brennkraftmaschinen mit Vorbrennkammer sogenannte Schichtladungsmotoren entwickelt. In der Vorbrennkammer wird ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet, wodurch sich eine Stichflamme zum Hauptbrennraum hin entwickelt, welche dann zur Zündung des mageren schwer zündbaren Gemisches im Hauptbrennraum dient. Das Ergebnis ist eine wesentliche Schadstoffverminderung im Abgas bei gleichzeitig günstigerem Kraftstoffverbrauch.

Die Kraftstoffzuführung bei derartigen Anlagen erfolgt bekanntlich entweder in die Saugrohre der Brennräume oder direkt in die Brennräume. Die Zuführung direkt in die Brennräume erfolgt üblicherweise über Einspritzanlagen mit einem entsprechenden Förderdruck mit dem dazu erforderlichen erheblichen Aufwand. Zudem bestehen auch wesentliche Probleme für die Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Brennräumen bei derartigen Direkteinspritzern. Das Gleiche gilt im wesentlichen für Verfahren, bei denen der Hauptbrennraum über das Motoreinlaßventil bereits mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird, während in die Vorbrennkammer direkt eingespritzt wird.

Es sind Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Kraftstoffzumessung pro Motorzylinder an einer Stelle erfolgt, wobei dann ein Teil dieser zugemessenen Kraftstoffmenge abgezweigt und über eine separate Pumpe in die Vorbrennkammer eingespritzt wird. Bei dieser Anlage wird zwar auf eine zweite Kraft-

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stoffzumeßanlage pro Zylinder, die synchron mit der ersten arbeiten muß verzichtet. Es ist jedoch eine separate Druckfördervorrichtung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs

schriebenen Motor mit nur einer Kraftstoffzumeßanlage u entwickeln ohne zusätzliche aufwendige Kraftstoffördersysteme für einen der Brennräume.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Raum vor dem Motoreinlaßventil mit der Vorbrennkammer des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders durch eine Leitung verbunden ist und daß vor dem entsprechenden Öffnungshub des Motoreinlaßventils diesem im Saugrohr der Kraftstoff vorgelagert und teilweise in die Vorbrennkammer abgesogen wird. Die Vorlagerung des Kraftstoffes vor das Motoreinlaßventil erfolgt so rechtzeitig, daß der Saughub des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders die entsprechende Menge in die Vorkammer saugen kann. Damit die sich so ergebende Laufgrenzenverschiebung ins magere Gebiet im ganzen Kennfeld ausgenützt werden kann, sollte die Kraftstoffzumeßanlage mit einer sogenannten Laufgrenzenregelung betrieben werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Einlaßventil zur Vorbrennkammer ein als Platten- oder Zungenventil ausgebildetes Platterventil-, welches durch den Druck in der Vorbrennkammer steuerbar ist. Ein derartiges Platterventil arbeitet mit einem sehr massearmen beweglichen Ventilteil, das wiederum große Durchgangsquerschnitte steuert, so daß bis in hohe Drehzahlen herauf eine sehr exakte öffnungs- und Schließcharakteristik ermöglicht ist. Aufgrund der■ bei derartigen Ventilen verwendeten zahlreichen Durchgangsöffnungen wird die Homogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches nicht nachteilig beeinflußt und es wird .

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im Gegenteil eine gewünschte Aufwärmung und Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erreicht, die aufgrund der Gesamtmassearmut und aufgrund der Kühlung durch das angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemisch auch nicht zu einer Überhitzung führt, die das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu früh zünden könnte.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Varianten dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Motorzylinderkopf im Schnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit anders gestalteter Vorbrennkammer und

Fig. 3 eine vereinfachte Ansicht einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Saugleitungen für eine bestimmte Zündfolge.

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Der in Fig. 1 dargestellte Kopf einer Schichtladungsbrennkraftmaschine enthält eine Vorbrennkammer 2, einen Hauptbrennraum 3, ein Motoreinlaßventil 4, das die Verbindung von einem Saugrohr 5 zu dem Hauptbrennraum 3 steuert. Weiterhin ist eine Zündkerze 6 sowie ein Flatterventil 7 an der Vorbrennkammer 2 angeordnet sowie eine Einspritzdüse 8, die von einer nicht dargestellten Kraftstoffzumeßanlage zugemessenen Kraftstoff in einem Raum 10 dem Motoreinlaßventil 4 vorlagert. Aus diesem Raum 10 führt eine Saugleitung 11, in der eine einstellbare Drossel 12 angeordnet ist, zu der Vorbrennkammer 2 des in der Zündfolge vorhergehenden Motorzylinders. Umgekehrt führt die in die Vorbrennkammer 2 mündende Saugleitung 13 von dem Saugrohrraum 10 des in der Zündfolge folgenden Zylinders her. Das Flatterventil besteht aus einer Ventilsit zplatte 15, einem Ventilfänger 16 und einer als bewegliches Ventilteil dienender Scheibe 17·

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Zwischen Vorbrennkammer 2 und Hauptbrennraum 3 ist ein Zündkanal 19 angeordnet, über den die Zündflamme von der Vorbrennkammer in den Hauptbrennraum schießt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante des Platterventils 7 bzw. der Vorbrennkammer 2 gelangt das Kraftstoff-Luft-Gemisch über die Saugleitung 13 in einen Ringraum 20, der um die Zündkerze 6 angeordnet ist und in dem das Platterventil 7 angeordnet ist. Als bewegliches Ventilteil des Flatterventils dient eine Ringscheibe 21, die frei beweglich zwischen einer als Ventilfänger dienenden Anschlußbuchse 22 und dem den Ventilsitz tragenden Zündkerzenhalter 23 angeordnet ist.

In Fig. 3 ist eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine 25 in der Ansicht dargestellt, die mit der üblichen Zündfolge 1-3-4-2 arbeitet. Die ilotorzylinder sind in der Figur mit,1,2,3 und 4 bezeichnet. Die Hauptzylinder erhalten ihr Kraftstoff-Luft-Gemisch über die Saugrohrabschnitte 5, in die über die Düsen 8 Kraftstoff in die Räume 10 eingespritzt wird. Von diesen Räumen 10 zweigen die Saugleitungen 12 ab. Erfindungsgemäß ist somit das Saugrohr des Motorzylinders 1 mit der Vorkammer des Zylinders 2, das Saugrohr des Zylinders 2 mit der Vorkammer des Zylinders 4 usw. verbunden. Der Kraftstoff wird über eine Kraftstoffzumeßanlage 26, beispielsweise einer Einspritzpumpe, in die Räume 10 vor die nicht dargestellten Motoreinlaßventile gespritzt.

Die Anlage arbeitet wie folgt:

Der in die Räume 10 vor die Motoreinlaßventile 4 durch die Einspritzdüse 8 zugeführte Kraftstoff wird kurbelwellendrehzahlabhängig so früh eingespritzt, daß in der Vorkammer des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders aufgrund des Saughubes des entsprechenden Motorkolbens

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ein Unterdruck herrscht, der bewirkt, daß ein Teil des vorgelagerten Kraftstoffes über die Leitungen 11 und sowie das Platterventil 7 in die Vorkammer 2 gelangt. Erst danach wird das Mo tor ventil 4 geöffnet u:id der restliche Kraftstoff gelangt aus dem Raum 10 aufgrund der Saugwirkung des Motorzylinders in den Hauptbrennraum 3. Die zur Vorkammer 2 strömende Menge wird durch die Drossel 12 bestimmt. Sobald dann das Ventil 4 wieder geschlossen hat und der entsprechende Verdichtungshub im Brennraum 3 beendet ist, wird in der Vorbrennkammer 2 durch die Zündkerze 6 das dort vorhandene fette Gemisch gezündet, so daß eine durch den Kanal 19 strömende Zündflamme das magere Kraftstoff-Luft-Gemisch im Hauptbrennraum 3 zünden kann.

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Claims

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Ansprüche 2 4 3 C

\1. ,Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und einem über dem Kolben angeordneten Hauptbrennraum und einer durch eine Überströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer, die eine Zündvorrichtung sowie ein Einlaßventil für das zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch enthält j wobei dem Hauptbrennraum über ein Motoreinlaßventil ein entsprechendes Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird, . dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (10) vor dem Motoreinlaßventil (4) mit der Vorbrennkammer (2) des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders durch eine Leitung (11,13) verbunden ist und daß vor dem entsprechenden Öffnungshub des Motoreinlaßventils (4) diesem im Saugrohr

(5) der Kraftstoff vorgelagert und teilweise in die Vorbrennkammer (2) abgesogen wird.

2·Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsquerschnitt (12) der Leitung (11) steuerbar ist.

5· Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlaßventil (7) zur Vorbrennkammer ein als Platten- oder Zungenventil ausgebildetes Platterventil dient, welches durch den Druck in der Vorbrennkammer (2) steuerbar ist.

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Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse (8) dem Motoreinlaßventil (4) vorgelagert wird.

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