DE2450980A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE2450980A1
DE2450980A1 DE19742450980 DE2450980A DE2450980A1 DE 2450980 A1 DE2450980 A1 DE 2450980A1 DE 19742450980 DE19742450980 DE 19742450980 DE 2450980 A DE2450980 A DE 2450980A DE 2450980 A1 DE2450980 A1 DE 2450980A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
combustion chamber
valve
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742450980
Other languages
English (en)
Inventor
Valerio Dr Bianchi
Hubert Dettling
Reinhard Dipl Ing Dr Latsch
Ernst Dipl Ing Linder
Walter Rimatzki
Dieter Dipl Ing Scherenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19742450980 priority Critical patent/DE2450980A1/de
Priority to GB22448/75A priority patent/GB1503699A/en
Priority to JP50127264A priority patent/JPS5165209A/ja
Priority to FR7532683A priority patent/FR2289733A1/fr
Publication of DE2450980A1 publication Critical patent/DE2450980A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F02B19/1028—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1004—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1004—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
    • F02B19/1009—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements heating, cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F02B19/1028—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC
    • F02B19/1033—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC specially adapted valves, e.g. rotary valves, pre-combustion chamber being part of a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F02B19/1028—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC
    • F02B19/1052—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber and cylinder having both intake ports or valves, e.g. HONDS CVCC controlling, e.g. varying fuel-air ratio, quantity of charge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

18.10.1974 Su/Kb
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
Robert Bosch GmbH, 7 Stuttgart 1 Brennkraftmas chine
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.
-2-
609819/0493
2 4 2 7
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.
-3-
609819/0493
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
609819/0493 ~*~
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
609819/0493
-5-
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
609819/0493
2 h I ι
-D-
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.
— 7—
609819/0493
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.
-8-
609819/0493
-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
-9-
609819/0493
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,
-10-
809819/0493
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.
-11-
609819/0493
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.
-12-
609819/0493

Claims (19)

  1. 2 4 2 1
    Ansprüche
    /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. 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. 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. 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. 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. 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. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flatterventil als Zungenventil (26,27,28) ausgebildet ist.
  8. 8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Platterventil aus keramischen Werkstoff besteht.
  9. 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. 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vorbrennkammer (21) zugeführte Kraftstoff-Luft- Gemischmenge zeitlich nahezu konstant gehalten wird.
  11. 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. 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. 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. 14. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff über eine Einspritzanlage (51,52) der Saugluft zugegeben wird.
  15. 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. 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. 17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff axial und die Luft tangential in die Mischkammer (30) eintritt.
  18. 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. 19.Brennkraftnaschine nach einem der Ansprüche 15 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbrennkammer (21) zugemessene Kraftstoff aufheizbar ist.
    609819/0493
    Leerseite
DE19742450980 1974-10-26 1974-10-26 Brennkraftmaschine Pending DE2450980A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742450980 DE2450980A1 (de) 1974-10-26 1974-10-26 Brennkraftmaschine
GB22448/75A GB1503699A (en) 1974-10-26 1975-05-23 Internal combustion engines
JP50127264A JPS5165209A (de) 1974-10-26 1975-10-22
FR7532683A FR2289733A1 (fr) 1974-10-26 1975-10-24 Moteur a combustion interne

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742450980 DE2450980A1 (de) 1974-10-26 1974-10-26 Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2450980A1 true DE2450980A1 (de) 1976-05-06

Family

ID=5929271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742450980 Pending DE2450980A1 (de) 1974-10-26 1974-10-26 Brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5165209A (de)
DE (1) DE2450980A1 (de)
FR (1) FR2289733A1 (de)
GB (1) GB1503699A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
DE10133190A1 (de) * 2001-07-07 2003-01-16 Deutz Ag Vorkammeranreicherung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2271808B (en) * 1992-10-20 1995-09-06 John Harold Weaving A pre-chamber internal combustion engine
FR2743109B1 (fr) * 1995-12-27 1998-02-13 Renault Moteur a combustion interne a allumage commande muni d'une prechambre perfectionnee d'amorcage de la combustion

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
GB1503699A (en) 1978-03-15
FR2289733A1 (fr) 1976-05-28
JPS5165209A (de) 1976-06-05
FR2289733B1 (de) 1982-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2319034A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen
DE2153816A1 (de) Verfahren zum Vermischen von flussi gern Kraftstoff mit Luft und Einrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens
DE3011580A1 (de) Einrichtung zur betriebsgemischversorgung von brennkraftmaschinen
DE2710482C2 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine
AT4966U1 (de) Viertakt-brennkraftmaschine mit zumindest zwei einlassventilen
DE2435840A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage
DE2851504A1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung und variablem verdichtungsverhaeltnis, sowie brennkraftmaschine zum durchfuehren des verfahrens
DE2410803A1 (de) Mit ladungsschichtung betriebene, fremdgezuendete brennkraftmaschine
EP0474623B1 (de) Fremdgezündete Zweitakt-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung
DE2738391C2 (de) Selbstzündende Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE2856595A1 (de) Kraftstoff-steuerventil fuer mehrzylinder-dieselmotoren
DE2540702B2 (de) Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit Fremdzündung und Kraftstoffeinspritzung
DE2634334C2 (de) Brennkraftmaschine mit Zusatzeinlaßkanal
DE2450980A1 (de) Brennkraftmaschine
DE3137467A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2245417A1 (de) Kraftstoffzumessanlage fuer zweitaktbrennkraftmaschinen
DE2508081B2 (de) Brennkraftmaschine mit haupt- und zusatzbrennkammer
DE2450956C3 (de) Brennkraftmaschine
DE577740C (de) Druckluftbrennkraftmaschine
DE909058C (de) Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen
EP0236858B1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Vergaser, insbesondere mit einem Membranvergaser
DE2411698A1 (de) Viertakt-kreiskolben-brennkraftmaschine
DE2452951A1 (de) Brennkraftmaschine
DE2757648A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE2514416A1 (de) Brennstoff-versorgungsanlage fuer eine brennkraftmaschine mit schichtladung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
OHW Rejection