DE2450956C3

DE2450956C3 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2450956C3
Application number: DE2450956A
Authority: DE
Inventors: Hubert 7051 Hohenacker Dettling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-10-26
Filing date: 1974-10-26
Publication date: 1981-04-30
Also published as: GB1503700A; JPS5936088B2; JPS5165210A; DE2450956A1; DE2450956B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und jeweils einem Hauptbrennraum und einer durch eine Überströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer, die eine Zündvorrichtung und ein Einlaßventil für Kraftstoff-Luft-Gemisch aufweist, wobei dem Hauptbrennraum über ein Saugrohr gesteuert von einem Motoreinlaßventil die Betriebsstoffe Luft und Kraftstoff zugeführt werden und zur Kraftstoff-Luft-Gemischversorgung der Vorbrennkammef eine Leitung zwischen dem Einlaßventil der Vorbrennkammer und dem Saugrohr angeordnet ist.

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 Kraftsxoff-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

ίο wird.

Es ist eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art durch die DE-OS 18 09 594 bekannt Dort wird dem Ansaugsystem stromaufwärts der Hauptdrosselklappe Kraftstoff-Luft-Gemisch entnommen und über eine Versorgungsleitung der Vorbrennkammer zugeführt Dabei wird das relativ fette Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Abgas, das die Versorgungsleitung umspült, erwärmt und die Menge des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch eine der Entnahmestelle vorgeschaltete Drosselklappe gesteuert. Diese Ausgestaltung ist im Hinblick auf die Steuerung einer zusätzlichen Drosselklappe und der durch die langen Versorgungsleitungen zu den Vorbrennkammern notwendige Vorwärmeinrichtung sehr aufwendig. Auch eine in einer Ausführungsvariante in obengenannter Druckschrift vorgesehener Hilfsvergaser in der Versorgungsleitung stellt einen großen zusätzlichen Aufwand dar.

Es ist weiterhin durch die FR-PS 5 73 840 bekannt, daß Betriebsgemisch aus Kraftstoff und Luft einer Vorbrennkammer über ein Rückschlagventil zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoff-Luft-Gemisch Versorgung der Vorbrennkammer bei einer eingangs beschriebenen Brennkraftmaschine möglichst einfach durchzuführen und den Aufwand dafür gegenüber dem bei der obengenannten bekannten Brennkraftmaschine zu verringern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für jede Vorbrennkrammer eine Leitung vorgesehen ist, die mit

"to einem unmittelbar vor dem Motoreinlaßventil des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders liegenden Teils des Saugrohres verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung dient wenigstens ein Teil des dem Motoreinlaßventil vorgelagerten Kraftstoffs oder Kraftstoff-Luftgemisches der Betriebsgemischversorgung der Vorbrennkammer. Die Vorlagerung des Kraftstoffs bzw. des Kraftstoff-Luftgemisches vor dem Motoreinlaßventil des in der Zündung vorhergehenden Zylinders erfolgt so rechtzeitig, daß der Saughub des der Vorbrennkammer zugeordneten Zylinders die entsprechende Betriebsgemischmenge in die Vorbrennkammer saugen kann. Dabei bietet sich der Vorteil kurzer Transportwege für das Gemisch und einen sehr guten Aufbereitung des sich im Bereich des warmen Einlaßventils und des warmen Zylinderkopfs vorliegenden fetten Kraftstoff-Luft-Gemisches.

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

F i g. 1 ein Motorzylinderkopf im Schnitt,
F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit anders gestalteter Vorbrennkammer und
F i g. 3 eine vereinfachte Ansicht einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Saugleitungen für eine bestimmte Zündfolge.

Der in F i g. 1 dargestellte Kopf 1 einer Schichtladungsbrennkraftmaschine enthält eine Vorbrennkam-

mer 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 11' von dem Saugrohrraum 10 des in der Zündfolge folgenden Zylinders her. Das Flatterventil besteht aus einer Ventilsitzplatte 15, einem Ventilfänger 16 und einer als bewegliches Ventilteil dienender Scheibe 17.

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 F i g. 2 dargestellten Variante des Flatterventils 7 bzw. der Vorbrennkammer 2 gelangt das Kraftstoff-Luft-Gemisch über die Saugleitung 11' in einen Ringraum 20, der um die Zündkerze 6 angeordnet ist und in dem das Flatterventil 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 F i g. 3 ist eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine 25 in der Ansicht dargestellt, die mit der üblichen Zündfolge 1-3-4-2 arbeitet. Die Motorzylinder 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 11, 11', 11", 11"' 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 Krpftstoff wird über

υ 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 ein Unterdruck herrscht, der bewirkt, daß ein Teil des vorgelagerten Kraftstoffes über die Leitungen 11 und 13 sowie das Flatterventil 7 in die Vorkammer 2 gelangt Erst danach wird das Motorventil 4 geöffnet und 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

3C 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und jeweils einem Hauptbrennraum und einer durch eine Oberströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer, die eine Zündvorrichtung und ein Einlaßventil für Kraftstoff-Luft-Gemisch aufweist, wobei dem Hauptbrennraum über ein Saugrohr gesteuert von einem Motoreinlaßventil die Betriebsstoffe Luft und Kraftstoff zugeführt werden und zur Kraftstoff-Luft-Gemischversorgung der Vorbrennkammer eine Leitung zwischen dem Einlaßventil der Vorbrennkammer und dem Saugrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (11, 11', 11", 11'", 13) zur Kraftstoff-Luft-Gemischversorgung der jeweiligen Vorbrennkammer (2) mit einem unmittelbar vor dem Motoreinlaßventil (4) des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders liegenden Teils (10) des Saugrohres verbunden ist.

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

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

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