DE2450980A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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Description
18.10.1974 Su/Kb
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem über dem Kolben angeordneten
Hauptbrennraum und einer durch eine Überströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer,
die eine Zündvorrichtung sowie ein Einlaßventil für Kraftstoff oder Kraftstoff-Luft-Gemisch enthält.
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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 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, was entsprechend aufwendig
ist. Zudem bestehen auch nicht unerhebliche Probleme für die Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in den
Brennräumen bei derartigen Direkteinspritzern. Das Gleiche gilt im wesentlichen für Verfahrenf bei denen der Hauptbrennraum
über das Motoreinlaßventil bereits mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird, während in die Vorbrennkammer direkt
eingespritzt wird.
Bei dem eingangs genannten Verfahren, bei dem der Kraftstoff bereits in den Saugrohren der Luft zugeführt wird, beispielsweise
über Vergaser, sind bisher nur verhältnismäßig aufwendige den Einlaß zur Vorbrennkammer betreffende Steuerungen
bekannt, welche eine befriedigende Aufbereitung des Krafts^toff-Luft-Gemisches erschweren und insbesondere bei
kaltem Motor zu Kondensieren des Kraftstoffes bzw. bei warmem Motor zu Frühzündungen aufgrund des zu heißen Einlaßventils
führen.
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Selbst bereits gute Gemische können aufgrund eines solchen Einlaßventils entmischt werden, so daß dann im Bereich der
Zündkerze ein nicht zündfähiges zu fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht, das zu einer Löschung des Zündfunkens
führen kann. Außerdem sind bei höheren Drehzahlen derartige massereiche Ventile zu träge, um die erforderliche Öffnungsund
Schließcharakteristik zu erfüllen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der
durch das Einlaßventil eine Aufbereitung des Kraftstoffes ohne die genannten Nachteile erfolgt, bei einem Minimum an
Anlagekosten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Einlaßventil ein als Rückschlagventil arbeitendes Flatterventil
dient, welches durch den Druck in der Vorbrennkammer steuerbar ist. Ein derartiges Flatterventil 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 im Gegenteil eine erwünschte 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. Wie später beschrieben, kann ein derartiges Flatterventil
erfindungsgemäß in verschiedenster Art gestaltet sein, z.B. als freifliegende Platte oder als einseitig befestigtes Zungenventil.
Auch kann ein derartiges Ventil günstig bei Schichtladungsmotoren verwendet werden, bei denen die Vorbrennkammer mit
reinem Brenngas, wie beispielsweise Wasserstoff, gespeist wird, da diese reinen Brenngase eine große Hitzeentwicklung
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bewirken, die hier besser ableitbar ist bzw. weniger gespeichert wird.
Bekanntlich ist der Betrieb eines Otto-Motors mit magerem Kraftstoff-Luft-Gemisch besonders im Bereich kleiner Saugrohrunterdrücke
problematisch. Dies gilt besonders für die eingangs beschriebene Schichtladungsbrennkraftmaschine.
Insbesondere bei der Verwendung eines Flatterventils am Eingang zur Vorbrennkammer ist bei offener Drosselklappe
bzw. bei hoher Drehzahl der in die Vorbrennkammer angesaugte Mengenanteil in Bezug auf die insgesamt vom
Motor angesaugte Kraftstoff-Luft-Menge sehr klein. Dies kann dazu führen, daß die in die Vorkammer angesaugte Kraftstoff-Luft-Menge
für die Zündung der im Hauptbrennraum befindlichen Gemischmenge nicht ausreicht. Erfindungsgemäß
wird deshalb vorgeschlagen, daß die der Vorbrennkammer zugeführte Luftmenge und auch Kraftstoffmenge in Abhängigkeit
vom Druck in mindestens einem der Saugrohre der Vorbrennkammer oder des Hauptbrennraumes der Brennkraftmaschine
steuerbar ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die der Vorbrennkammer zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemischmenge
zeitlich nahezu konstant gehalten, so daß im Bereich relativ kleiner Unterdrücke im Saugrohr, d.h. bei offener Drosselklappe
das Verhältnis von zur Vorbrennkammer zu der von dem Hauptbrennraum angesaugten Menge deutlich größer ist als
bei hohen Saugrohrunterdrücken, d.h. bei stärker drosselnder Drosselklappe. Weitere Einzelheiten dieser Steuerung sind
in den später beschriebenen Beispielen enthalten.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Raum vor dem Motoreinlaßventil mit der Vorbrennkammer
des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders durch eine Saugleitung verbunden, wobei vor dem entsprechenden Öffnungshub des Motoreinlaßventils der im Saugrohr vorgelagerte
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Kraftstoff teilweise in die Vorbrennkammer abgesogen
wird. Hierdurch genügt für Vorbrennkammer und Hauptbrennraum eine einzige Kraftstoff zündvorrichtung.
Weitere, insbesondere die Kraftstoff-Luft-Gemischaufbereitung
betreffendes Ausgestaltungen der Erfindung sind mit verschiedenen
Beispielen in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den Zylinderkopf eines Schichtlademotors im Schnitt,
Fig. 2, 3 und 4 je eine andere Gestaltung der Vorbrennkammer
mit Einlaßventil und Zündkerze,
Fig. 5 ein Diagramm für verschiedene Drehzahlen bezüglich angesaugten Gasvolumina zu Saugrohrdruck,
Fig. 6 eine Regelung der
Luftmengen für die Vorbrennkammer einer Schichtladungsbrennkraftmaschine
und
Fig. 7 eine erfindungsgemäße Schichtladungsbrennkraftmaschine
mit nur einer Kraftstoffzumeßstelle für Hauptbrennraum
und Vorbrennkammer.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Zylinderkopf 1 einer
Schichtladungsbrennkraftmaschine wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch über ein Saugrohr 2 durch einen in einen Zylinder 3
arbeitenden Kolben 4 angesaugt. Der Zylindereingang wird
durch ein Einlaßventil 5 gesteuert. Dieses durch die Saugleitung 2 angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemisch ist bei derartigen
Schichtladungs-Brennkraftmaschinen sehr mager gehalten
( A^ y 1)· Nach dem Verbrennungsvorgang im Motorzylinder 3 wird
durch den Kolben 4 das verbrannte Kraftstoff-Luft-Gemisch als
Abgas über das Abgasrohr 6 abgeleitet, wofür ein Motorauslaßventil
7 öffnet. Die Verbrennung findet im Hauptbrennraum 8 statt.
Die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Hauptbrennraum 8 erfolgt über ein in Figur 1 nur in der Ansicht dargestelltes
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2 h I ι
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ausbaubares Vorbrennkammergehause 10, das am Zylinderkopf
befestigt ist und zu dem über eine separate Saugleitung entweder^Kraftstoff oder Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt
und durch eine Anschlußarmatur 12 eingeführt wird. Gezündet wird das durch Mischung mit Teilmengen des im Hauptbrennraum
befindlichen Gemisches entstehende Kraftstoff-Luft-Gemisch, das bei derartigen Schichtladungsmotoren in
der Vorkammer fett und damit gut zündfähig ( /^<1) gehalten
wird, durch eine Zündkerze 13·
In den Figuren 2,3 und 4 sind verschiedene Beispiele
derartiger Vorbrennkammergehause 10 dargestellt mit den erfindungsgemäßen Einlaßventilen.
Bei dem ersten in Fig. 2 dargestellten Beispiel ist das Vorbrennkammergehause 10 als Topf 14 ausgebildet, der an dem
Zylinderkopf 1 befestigt ist und durch eine Überströmöffnung 15 mit dem Hauptbrennraum 8 verbunden ist.
Konzentrisch um die Zündkerze 13 ist ein Ringventil l6 angeordnet, das die Verbindung zwischen Saugleitung
11 und Vorkammer steuert. Das Ringventil 16 wird durch die Armatur 12 an den Topf 14 gespannt. Das Ringventil
besteht aus einem Sitzteil 18, einer freifliegenden Scheibe 19 und einem Ventilfänger 20. Während des Saughubes
der Brennkraftmaschine liegt die Scheibe 19 auf dem Ventilfänger 20 auf, so daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch
von der Saugleitung 11 her ungehindert in die im Vorbrennkammergehause
angeordnete Vorbrennkammer 21 strömen kann. Während des Kompressionshubs der Brennkraftmaschine
bzw. der Verbrennung wird die freifliegende Platte 19 auf den Sitz 18 gepreßt, die Verbindung
zwischen Saugrohr 11 und Vorkammer 21 sperrend. Der Ventilsitz l8 ist als Doppelringsitz ausgebildet, dessen Innenringsitz
22 an der Anschlußarmatur ausgebildet ist, während der Außenringsitz aus einem zwischen Anschlußarmatur 12
und Topf 14 eingespannten Blechring 23 angeordnet ist.
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Die Ventilplatte 19 ist derart massearm ausgebildet, daß
bis zu sehr hohen Schaltfrequenzen eine gute und exakte Steuerung des Kraftstoff-Luft-Gemischdurchgangs erfolgt.
Zudem steht aufgrund der ringförmigen Anordnung des Ventils ein verhältnismäßig großer Durchgangsquerschnitt zur Verfügung.
Das Ventil wird also insofern durch den Druck in der Vorbrennkammer 21 gesteuert, als bei Unterdruck in
der Vorbrennkammer das Ventil öffnet, Platte 19 liegt an Fänger 20 an und bei überdruck in der Vorbrennkammer 21
die Platte 19 auf den Ventilsitz 18 gepreßt wird, so
daß der Durchgang gesperrt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ventilanordnung besteht in der Aufwärmung des
Kraftstoffes beim Ventildurchgang durch die einzelnen Ventilteile. Dadurch, daß die Ventilteile relativ massearm
ausgebildet sind und die Durchströmung des kühlen Kraftstoff-Luft-Gemisches gleichmäßig erfolgt, wird wiederum
eine gewisse Abkühlung der Ventilteile bewirkt, so daß keine Entzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch überhitzte
Ventilteile erfolgen kann, wie sie sonst leicht bei bekannten Einlaßventilen mit größerer Masse vorkommt.
Durch das Umströmen von mehreren Kanten des Ventiles insbesondere der Ventilplatte erfolgt eine zusätzliche Aufbereitung
des Kraftstoff-Luft-Gemisches, da die möglicherweise noch vorhandenen Kraftstofftröpfchen fein zerrissen werden. Da
das eintretende Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht unmittelbar auf die Elektroden der Zündkerze trifft, besteht keine
Gefahr der Überfettung und damit des Löschens des Zündfunkens. Eine zusätzliche Möglichkeit zu verhindern, daß
eine überhitzung des Kraftstoffes am Eingang der Vorbrennkammer entsteht, ist ein mit Kühlmittel umströmter Ringraum
24 im Kragen des Topfes 14.
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-8~ 2 H ι
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist nur der
obere Teil der Vorbrennkammer 21 dargestellt mit
Zündkerze 13 sowie dem Platterventil 18, das hier als Zungenventil ausgebildet ist, dessen Zunge 26 einen
Ventilsitz 27 steuert, der aus einer mit vielen Löchern 28 versehenen Platte besteht. Die Saugleitung 11 der Vorbrennkammer
endet direkt vor der Platte 27· Die Punktion
ist im wesentlichen die gleiche wie die des in Fig. 2 dargestellten Beispiels. Ein wesentlicher Unterschied
besteht darin, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch seitlich von der Zündkerze eintritt und in Form eines Dralls um
die Zündkerze geleitet die Vorbrennkammer 21 durchströmt. Die Drallströmung bringt eine zusätzliche vorteilhafte
Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches sowie eine Vermeidung des Löschens des Zündfunkens, da sich die
schwereren Kraftstoffteilchen aufgrund der Zentrifugalkraft mehr im äußeren Bereich der Vorbrennkammer 21 befinden.
Bei dem in Fig. Ά dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Vorbrennkammer 21 eine Mischkammer 30 vorgeordnet, in
die Kraftstoff und Luft getrennt eintreten. Die Luft wird tangential in die Mischkammer 30 von der Saugleitung 11 her
eingeleitet, der Kraftstoff wird über eine Düse 31 axial eingespritzt. Aufgrund der tangentialen Lufteinleitung
bildet sich ein Kraftstoff-Luft-Gemischwirbel, dessen Achse mit der Achse der Mischkammer 30 und des Flatterventils
18 zusammenfällt. Das Platterventil 18 besteht aus einer als Ventilsitz dienenden Platte 32, die siebartig mit
zahlreichen Bohrungen versehen ist, welche durch eine als bewegliches Ventilteil dienende Scheibe 33 im Durchgang
gesteuert werden. Als Ventilfänger dient ein Anschlag 34, der durch Stege 35 mit dem Anschlußarmaturgehäuse 12
verbunden ist. Da der eingespritzte Kraftstoff in Wirbelform unmittelbar auf die Ventilsitzplatte 32 trifft, ist
eine besonders gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gewährleistet, wobei der Kraftstoff gleichzeitig zur
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J- ·\ ·■* t
Kühlung dient. Natürlich kann der Zündkammer statt Benzin oder Kraftstoff-Luft-Gemisch anderer Kraftstoff, wie
beispielsweise Wasserstoff, Methan oder Flüssiggas durch die Einspritzdüse 31 zugeführt werden. Maßgebend ist,
daß durch das Platterventil eine einfache und sichere und auch das Kraftstoff-Luft-Gemisch aufbereitende
Steuervorrichtung gegeben ist.
Bei besonderen thermischen Belastungen, wie beispielsweise der Verwendung von Wasserstoff als Zündkraftstoff,
kann das Platterventil aus keramischen Material bestehen.
Wie. aus dem in Fig. 5 dargestellten Diagramm ersichtlich,
kann das Zünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Vorbrennkammer bei geringem Saugrohrunterdruck zu Schwierigkeiten
führen. Im Diagramm ist über der Ordinate das Verhältnis zwischen von der Vorkammer angesaugtem Volumen zu
dem gesamten vom Motor angesaugten Volumen aufgetragen und über der Abszisse der im Saugrohr stromab der Drosselklappe
herrschende Druck. Für die Drehzahlen 1000, 2000 und 3000 U/min ergeben sich die im Diagramm dargestellten
durchgezogenen Kurven bei einem Umgebungsdruck der Brennkraftmaschine von 73^ Torr. Wenn also der
Saugrohrdruck und der Umgebungsdruck der Brennkraftmaschine nahezu gleich sind, d.h. beispielsweise die Drosselklappe
weitgehend geöffnet ist, ist der prozentuale Anteil von von der Vorbrennkammer V angesaugte Anteil zur gesamt
vom Motor angesaugten Menge V nur 5 %- Diese Menge kann
möglicherweise zu gering sein, um eine ausreichende Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Hauptbrennraum von der
Vorbrennkammer her zu erreichen.
Mit der in Fig. 6 dargestellten Anlage wird erreicht, daß
mit Ausnahme des Bereichs hoher Saugrohrdrücke (700 bis 734 Torr)
die zeitlich der Vorkammer zugeführte Gemischmenge weitgehend konstant bleibt, so daß auch im Bereich geringer Saugrohrunterdrücke
die Vorbrennkammer eine ausreichende Kraftstoff-Luft-Gemischmenge erhält. Die hyperbelartige
Abhängigkeit von der Drehzahl wie in Fig. 5 dargestellt,
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24 .1 7
bleibt trotzdem erhalten; das Verhältnis V zu V ändert
sich aber entsprechend den gestrichelten Kurven. Vom Saugrohr 2 wird stromauf der Drosselklappe 36.durch
ein Staurohr 37 Luft unter Gesamtdruck abgezweigt und über ein Rohr 38 der Saugleitung 11 der Vorbrennkammern
zugeführt. Diese Luftmenge wird durch einen Differenzdruckregler 39 gesteuert, der in Abhängigkeit von den Drücken vor und nach
einem einstellbaren Drosselelement 40 arbeitet, indem er an dieser Drosselstelle ein konstantes Druckgefälle
einregelt. Sobald also der Unterdruck der Saugleitung 11 und damit die angesaugte Luftmenge zunimmt, schließt
der Differenzdruckregler 39 mehr und sobald der Unterdruck abnimmt, also bei Vollast, öffnet er wieder mehr, so
daß am Flatterventil das am Eingang zur Vorbrennkammer angeordnet ist, stets eine möglichst große Druckdifferenz
zur Verfügung steht. Da bei Vollast die notwendige Druckdifferenz am Platterventil u.U. nicht mehr
ausreichend ist, ist im Drucksteuerventil 39 ein Endschalter 41 angeordnet, mittels dem die der Vorkammer zugeführte
Kraftstoffmenge vermindert werden kann. Letzteres kann bei
Vergasern durch eine magnetisch gesteuerte Abmagerung der Kraftstoff-Luft-Gemischmenge durch die Vergaserdüsen
erreicht werden, bei einer Einspritzanlage wie in unserem Beispiel dargestellt durch eine zusätzliche Verminderung
des Zumeßquerscnittes der Kraftstoffzumeßanlage 42. Eine
weitere Möglichkeit ist die, das dem Hauptbrennraum zugeführte Gemisch anzufetten. Wie in Figur 6 dargestellt,
wird der Kraftstoff über eine Düse 43 der Saugluft in einer Mischkammer 44 zugegeben, bevor das Kraftstoff-Luft-Gemisch
dann in die Sauglitung 11 eintritt. Um eine gute Verwirbelung zu bewirken, sind in dieser
Mischkammer 44 Drallflügel 45 angeordnet. In das Saugrohr 2 wird der Kraftstoff über eine Düse 46
eingespritzt. Zweckmäßigerweise wird die der Vorkammer zugemessene Kraftstoffmenge wie die Luftmenge über dem
ganzen Drehzahl- und Lastbereich konstant gehalten.
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Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
aufgrund der Leichtgängigkeit und Hysteresearmut des Platferventils für die Kraftstoffzumessung von je einem
Paar Vorbrennkammer und Hauptbrennraum nur eine Zufuhrstelle verwendet. Das Saugrohr 2 teilt sich vor Anschluß an den
Motor 1 bekanntlich in Einzelrohre 50 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel
zweigen von diesen Einzelrohren 50 die zu den
Vorbrennkammern führenden Saugleitungen 11 ab. In die Räume der Saugrohrabschnitte 50 vor der Abzweigung der Vorkammer*-
saugleitungen 11 wird über Einspritzventile Kraftstoff eingespritzt, der wiederum über ein Kraftstoffzumeßgerät 52
oder eine Einspritzpumpe mengenmäßig geregelt wird. Dieser den Motoreinlaßventilen vorgelagerte Kraftstoff
wird teilweise über die Vorkammersaugleitungen 11 in die Vorkammer abgesaugt, bevor die Motoreinlaßventile öffnen
und den Rest des Kraftstoffes in den Hauptbrennraum leiten. Diese Aufteilung der zugemessenen Kraftstoffmenge wird ermöglicht,
indem der Raum vor dem Motoreinlaßventil mit der Vorbrennkammer des in der Zündfolge vorhergehende
Zylinders über die Vorkammersaugleitungen verbunden ist, und indem bei einer Viertaktbrennkraftmaschine immer in dem
dem Verbrennungshub vorausgehenden Saughub, bei dem die Motoreinlaßventile noch geschlossen sind, der Kraftstoff teilweise
absaugbar ist. Im Beispiel ist die Reihenfolge der Motorzylinder mit 1,2,3 und 4 bezeichnet.
Die übliche Zündfolge bei solchen Motoren ist 1,3,4,2. Entsprechend führt eine Saugleitung 11 vom Saugrohr 50
des'Zylinders 1 zur Vorkammer des Zylinders 2, und vom
Zylinder 2 zur Vorkammer des Zylinders 4 usw.
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Claims (19)
- 2 4 2 1Ansprüche/IJ Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem über dem Kolben angeordneten Hauptbrennraum und einer durch eine Überströmöffnung mit dem Hauptbrennraum verbundenen Vorbrennkammer, die eine Zündvorrichtung sowie ein Einlaßventil für Kraftstoff oder Kraftstoff-Luft-Gemisch enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlaßventil (l8) ein als Rückschlagventil arbeitendes Platterventil dient, welches durch den Druck in der Vorbrennkammer (21) steuerbar ist.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Platterventil (18) als freifliegende Platte (19) ausgebildet ist, die zwischen einem Sitzteil (22,23) des Ventils und einem den Ventilhub bestimmenden Fängerteil (20) angeordnet ist.
- 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Platterventil (18) als Ringventil um und konzentrisch zur Zündvorrichtung (13) angeordnet ist.-13-609819/0493
- 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet ,""""daß in an sich bekannter Weise das Vorbrennkammer gehäuse (10) als am Motorzylinderkopf (1) befestigter und in diesen hereinragender Topf (14) ausgebildet ist und daß in diesen Topf (14) auf der Ausgangsöffnung (15) abgelegenen Seite die Zündvorrichtung (13) insbesondere in Form einer Zündkerze ragt.
- 5· Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf (14) mindestens im Bereich der Zündvorrichtung (13) einen Hohlraum (24) aufweist, der zur Kühlung entweder vom angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisch oder von Kühlwasser durchströmbar ist.
- 6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteile zwischen einer die Zündvorrichtung (13) tragenden Anschlußarmatur (12) für das Kraftstoff-Luft-Gemisch und dem Topf (14) angeordnet sind, wobei das Sitzteil als Doppelringsitz ausgebildet ist, dessen Innenringsitz (22) ein Abschnitt des Armaturkörpers ist und dessen Außenringsitz (23) aus einem zwischen Armaturkörper (12) und Topf (14) befestigten Blechring mit Winke!querschnitt besteht, dessen axiale Planke radiale Durchgangsöffnungen aufweist.-14-609819/0493
- 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flatterventil als Zungenventil (26,27,28) ausgebildet ist.
- 8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Platterventil aus keramischen Werkstoff besteht.
- 9· Brennkraftmaschine insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorbrennkammer (21) zugeführte Luftmenge in Abhängigkeit vom Druck in mindestens einem der Saugrohre (2,11) der Vorbrennkammer (21) oder des Hauptbrennraumes (8) der Brennkraftmaschine steuerbar ist.
- 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorbrennkammer (21) zugeführte Kraftstoff-Luft- Gemischmenge zeitlich nahezu konstant gehalten wird.
- 11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß vom Saugrohr (2) stromauf der Drosselklappe eine zu den Vorbrennkammerη (21) führende Leitung (38) abzweigt und daß in dieser Leitung ein den Luftstrom steuerndes Ventil (39) angeordnet ist, daß die die durchströmende Luftmenge bestimmende Druckdifferenz an einer in der Leitung angeordneten Drossel (40) konstant • hält.-15-609819/0493-15- 2 4 ? /
- 12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (39) in voll geöffnetem Zustand einen elektrischen Endschalter (4l) betätigt, mit dessen Hilfe die zugemessene Kraftstoff menge zu Hauptbrennraum (8) und oder Vorbrennkammer (21) änderbar, ist.
- 13· Brennkraftmschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum vor dem Motoreinlaßventil (5) mit der Vorbrennkammer (21) des in der Zündfolge vorhergehenden Zylinders durch eine Saugleitung (11) verbunden ist und daß vor dem entsprechenden Öffnungshub des Motoreinlaßventils (5) diesem im Saugrohr (2,50) der Kraftstoff vorgelagert und teilweise in die Vorbrennkammer abgesogen wird. (Fig. 7)
- 14. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff über eine Einspritzanlage (51,52) der Saugluft zugegeben wird.
- 15· Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff der zur Vor-• brennkammer (21) und dem Hauptbrennraum (8) zugeleiteten Luft jeweils getrennt zugemessen wird (Fig. 6).
- 16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbrennkammer (21) eine Mischkammer (30) vorgsordnet ist, in die der Kraftstoff getrennt von der Luft eingeführt wird. 609819/0493 "^-•16- 2 /. 2 ?
- 17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff axial und die Luft tangential in die Mischkammer (30) eintritt.
- 18. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff auf das Einlaßflatterventil (18,32,33,34,35) gespritzt wird.
- 19.Brennkraftnaschine nach einem der Ansprüche 15 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbrennkammer (21) zugemessene Kraftstoff aufheizbar ist.609819/0493Leerseite
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- 1975-10-24 FR FR7532683A patent/FR2289733A1/fr active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1143126A2 (de) | 2000-04-03 | 2001-10-10 | Dieter Dr. Kuhnert | Vorkammer-Zündkerze mit Zusatzkraftstoff zur Entflammung sehr magerer Kraftstoff-Luft-Gemische, insbesondere für Gasmotoren |
EP1936143A1 (de) | 2000-04-03 | 2008-06-25 | Dieter Dr. Kuhnert | Vorkammer-Zuendkerze mit Zusatzstoff zur Entflammung sehr magerer Kraftstoff-Luft-Gemische, insbesondere für Gasmotoren |
DE10133190A1 (de) * | 2001-07-07 | 2003-01-16 | Deutz Ag | Vorkammeranreicherung |
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