DE2455295A1 - Cylinder head ante chamber for stratified charge engines - has cylindrical insert with high expansion rate - Google Patents

Cylinder head ante chamber for stratified charge engines - has cylindrical insert with high expansion rate

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DE2455295A1 DE19742455295 DE2455295A DE2455295A1 DE 2455295 A1 DE2455295 A1 DE 2455295A1 DE 19742455295 DE19742455295 DE 19742455295 DE 2455295 A DE2455295 A DE 2455295A DE 2455295 A1 DE2455295 A1 DE 2455295A1
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Abstract

The ante chamber is formed in side the cylinder head and is provided with two threaded bores (2, 3) for the spark plug and fuel injector and a bore (4) for the flame channel. The chamber is provided with an insert (5) whose outer surface (6) is held away from the ante chamber inner surface by an air gap (a). The insert is provided with an upper and lower collar (8) which holds the insert in the ante chamber until a higher temperature is reached, where upon reaching the maximum permitted ante chamber temperature the insert walls touch the ante chamber wall to allow the heat to be conducted to the cylinder head.

Description

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Dr. :>g. ii. e. F. POKSCHEAKTiENGESElLSCHAFT ■ 7 STUTTGAFtT-ZU FFENHAU SEN · FORSCH ESTRASS t l2Dr. :> g. ii. e. F. POKSCHEAKTiENGESELSCHAFT ■ 7 STUTTGAFtT-ZU FFENHAU SEN · RESEARCH ESTRASS t l2

S 42P 42

Vorkammer im Zylinderkopf einer Brennkraftmas chine.Prechamber in the cylinder head of an internal combustion engine.

Die Erfindung betrifft eine Vorkammer im Zylinderkopf einer .Brennkraftmaschine, insbesondere Nebenkammer eines Schichtlademotors, mit einem im Bereich der Vorkammer angeordneten Teil aus wärmeleitendem Material.The invention relates to an antechamber in the cylinder head an internal combustion engine, in particular a secondary chamber Stratified charge motor, with a part made of thermally conductive material and arranged in the area of the antechamber.

Es sind Vorkammern im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine bekannt (DT-AS 1 127 1^5), bei der zwischen einem Vorkammereinsatz und dem Zylinderkopf eine Büchse aus wärmeleitendem Material vorgesehen ist, die den Vorkammereinsatz mantelförmig umgibt» Hierbei hat sich jedoch die unbefriedigende Wärmeableitung als nachteilig erwiesen, da in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zwischen dem Vorkammereinsatz und der inneren Mantelfläche der Büchse ein Luftspalt bestehen bleibt, so daß die Wärme nur über die stirnseitige Ringfläche der Büchse abgeleitet wird.There are prechambers in the cylinder head of an internal combustion engine known (DT-AS 1 127 1 ^ 5), in which between a Antechamber insert and the cylinder head a liner made of thermally conductive Material is provided which surrounds the antechamber insert like a jacket »Here, however, the unsatisfactory Heat dissipation has proven to be disadvantageous, since in all operating states of the internal combustion engine between the antechamber use and the inner surface of the sleeve an air gap remains so that the heat only through the frontal ring surface of the liner is derived.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Temperaturregelung in der Vorkammer einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einer Höhenkammer eines Schichtlademotors, zu optimieren.The object of the invention is to regulate the temperature in the Pre-chamber of an internal combustion engine, in particular in a Height chamber of a stratified charge engine to optimize.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorkammer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, insbesondere Nebenkammer eines Schichtlademotors, mit einem im Bereich derAccording to the invention, this task is carried out with an antechamber in the Cylinder head of an internal combustion engine, in particular a secondary chamber of a stratified charge engine, with one in the area of the

—2——2—

Vorsitzender des Äufsidilsrals: Dr. ing. h. C. Ferdinand Porsdie · Vorstand: Dr. Ernst Fuhrmann, Heinz Branilzki » LlSTS ö CtLmXU. "C Sitz der Gssellsdiaff: Stuttgart · Regfslergeridit: Amtsgericht Stuttgart, HRB-Nr. 5211 · TeleFo.i 07Π/8203-] · Telex 07-21871 Porscheaulo Stuttgart · Postfach 400640Chairman of the Äufsidilsrals: Dr. ing. H. C. Ferdinand Porsdie · Board of Directors: Dr. Ernst Fuhrmann, Heinz Branilzki »LlSTS ö CtLmXU. "C Seat of Gssellsdiaff: Stuttgart · Regfslergeridit: District Court Stuttgart, HRB-Nr. 5211 · TeleFo.i 07Π / 8203-] · Telex 07-21871 Porscheaulo Stuttgart · PO Box 400640

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Vorkammer angeordneten Teil aus wärmeleitendem Material dadurch gelöst, daß das Teil aus einer innerhalb der Vorkammer angeordneten Hülse gebildet wird, die derart dimensioniert ist, daß im Temperaturbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches zwischen der inneren Mantelfläche der Vorkammer und der äußeren Mantelfläche der Hülse ein Luftspalt vorhanden ist und bei Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches die äußere Mantelfläche der Hülse an der inneren Mantelfläche der Vorkammer anliegt. Vorteilhaft ist, daß die Hülse aus einem Material mit hoher ¥ärmespeicherfähigkeit und einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht β Zur Vermeidung des 'Klingeins" der Hülse in der Vorkammer weist diese endseitig je einen Bund auf, durch die die Hülse unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches in der Vorkammer fixiert ist. Als besonders günstige Ausführungsform hat sich erwiesen, wenn das Teil durch einen die Vorkammer selbst bildenden und einen Schußkanal aufweisenden Einsatz gebildet wird, der derart dimensioniert ist, daß im Temperaturbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches zwischen dem Zylinderkopf und der äusseren Mantelfläche des Einsatzes ein Luftspalt vorhanden ist, und bei Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches die äußere Mantelfläche des Einsatzes an dem Zylinderkopf anliegt.Pre-chamber arranged part made of thermally conductive material solved in that the part from a within the pre-chamber arranged sleeve is formed, which is dimensioned such that in the temperature range below the maximum permissible antechamber temperature range between there is an air gap between the inner surface of the prechamber and the outer surface of the sleeve and at The outer jacket surface of the sleeve on the inner one reaches the maximum permissible antechamber temperature range The outer surface of the antechamber rests. It is advantageous that the sleeve is made from a material with a high ¥ ¥ ärmespeicherbarkeit and a high coefficient of thermal expansion, there is β Zur To avoid the 'ringing' of the sleeve in the antechamber, the sleeve has a collar at each end through which the sleeve is fixed below the maximum permissible antechamber temperature range in the antechamber. As a particularly favorable embodiment has been found when the part is through a self-forming antechamber and having a firing channel Insert is formed, which is dimensioned such that in the temperature range below the maximum permissible Pre-chamber temperature range between the cylinder head and the outer surface of the insert an air gap is present, and when the maximum permissible antechamber temperature range is reached, the outer surface of the Insert rests against the cylinder head.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Hülse aufgrund ihrer hohen Wärmespeicherfähigkeit innerhalb kürzester Zeit nach Betriebsaufnahme den optimalen, maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereich erreicht, und aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit der Hülse durch die Anlage der äusseren Mantelfläche der Hülse an die innere Mantelfläche der Vorkammer in diesen Temperaturbereich Wärme in einem Umfang an den Zylinderkopf abgeführt wird, daß der maximal zulässige Vorkammertemperaturbereich im wesentlichen konstant beibehalten wird. Dadurch sind optimale Vorkammertemperaturen sichergestellt,The advantages achieved by the invention are in particular that the sleeve due to its high heat storage capacity the optimum, maximum permissible antechamber temperature range within a very short time after the start of operation achieved, and due to the good thermal conductivity of the sleeve through the contact of the outer surface of the Sleeve to the inner surface of the antechamber in this Temperature range heat in an extent to the cylinder head it is derived that the maximum permissible antechamber temperature range is maintained essentially constant. Through this optimal antechamber temperatures are ensured,

6 Q 9 8 2 2 / 0 5 0 2 original inspected6 Q 9 8 2 2/0 5 0 2 originally inspected

so daß die bei zu niedrigen Vorkammertempera türen auftretende sch.lecb.te Gemischaufbereitung und der bei zu hohen Vorkammertemperaturen auftretende unstabile Motorbetrieb, z.B. durch Selbstzündung, sicher vermieden wird. Dasselbe trifft für den die Vorkammer bildenden Einsatz zu.so that the doors that occur when the antechamber temperature is too low sch.lecb.te mixture preparation and when the antechamber temperatures are too high Any unstable engine operation that occurs, e.g. due to spontaneous ignition, is safely avoided. The same is true for him the antechamber forming insert.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt Figur 1 eine Vorkammer mit der darin angeordneten Hülse,In the drawing, the invention is shown in two exemplary embodiments. It shows Figure 1 shows an antechamber with the sleeve arranged therein,

und
Figur 2 eine als Vorkammer selbst ausgebildete Hülse.and
FIG. 2 shows a sleeve designed as an antechamber itself.

In der Figur 1 ist die mit 1 bezeichnete Vorkammer, die insbesondere als Nebenkammer eines Schichtlademotors Verwendung finden soll, mit einer Gewindebohrung 2 für eine Zündkerze und mit einer Gewindebohrung 3 für eine Einspritzdüse versehen. Anstelle der Gewindebohrung 3 könnte bei der Verwendung eines Einlaßventils auch eine entsprechende Führungsbohrung treten. Der die Vorkammer 1 mit dem nicht gezeigten Hauptbrennraum verbindende Schußkanal ist mit k bezeichnet. Die Vorkammer 1 kann durch entsprechende Ausbildung des Zylinderkopfes durch diesen selbst gebildet oder als selbständiges Bauteil in diesen eingesetzt werden. In die Vorkammer 1 ist eine zylindrische Hülse 5 eingesetzt, deren äußere Mantelfläche 6 von der inneren Mantelfläche 7 der Vorkammer 1 um einen Abstand a entfernt ist. Nach Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturberexches liegt die äußere. Mantelfläche 6 der Hülse 5 a*i der inneren Mantelfläche 7 der Vorkammer 1 an, so daß Wärme an den Zylinderkopf abgeführt wird (strichpunktierte Darstellung). Die Hülse 5 ist aus einem Material mit hoher WärmeSpeicherfähigkeit und einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt. Die Hülse 5 weist endseitig je einen Bund 8 auf, die an der inneren Mantelfläche 7 der Vorkammer 1 anliegend die Hülse 5 im Temperaturbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturberexches in der Vorkammer 1 fixiert.In FIG. 1, the prechamber designated 1, which is to be used in particular as a secondary chamber of a stratified charge engine, is provided with a threaded hole 2 for a spark plug and with a threaded hole 3 for an injection nozzle. Instead of the threaded hole 3, a corresponding guide hole could also occur when using an inlet valve. The firing channel connecting the prechamber 1 with the main combustion chamber (not shown) is denoted by k . The prechamber 1 can be formed by the cylinder head itself by appropriate design of the cylinder head, or it can be inserted into it as an independent component. A cylindrical sleeve 5 is inserted into the antechamber 1, the outer jacket surface 6 of which is removed from the inner jacket surface 7 of the antechamber 1 by a distance a. After reaching the maximum permissible antechamber temperature range, the outer. Jacket surface 6 of the sleeve 5 a * i of the inner jacket surface 7 of the prechamber 1, so that heat is dissipated to the cylinder head (dash-dotted illustration). The sleeve 5 is made of a material with high heat storage capacity and a high coefficient of thermal expansion. The sleeve 5 has a collar 8 at each end, which fixes the sleeve 5 in the antechamber 1 in the temperature range below the maximum permissible antechamber temperature range in contact with the inner jacket surface 7 of the antechamber 1.

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^§295^ §295

In der Figur 2 ist ein mit 9 bezeichneter Einsatz selbst als Vorkammer 10 ausgebildet. Die Bunde 11 kommen an dem Zylinderkopf 12 zur Anlage und fixieren den Einsatz 9 im Temperaturbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereich.es in der Vorkammer. Der mit 13 bezeichnete Schußkanal ist direkt in dem Einsatz 9 vorgesehen. Die Funktion des als Vorkammer 10 ausgebildeten Einsatzes 9 ist die gleiche wie die der Figur 1, so daß die äußere Mantelfläche 14 des Einsatzes 9 nach Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches an den Zylinderkopf 12 anliegt.In FIG. 2, an insert labeled 9 is itself designed as an antechamber 10. The bunches 11 are coming on the cylinder head 12 to the plant and fix the insert 9 in the temperature range below the maximum permissible Antechamber temperature range.es in the antechamber. Of the The firing channel designated by 13 is provided directly in the insert 9. The function of the antechamber 10 Insert 9 is the same as that of Figure 1, so that the outer jacket surface 14 of the insert 9 after reaching of the maximum permissible antechamber temperature range is applied to the cylinder head 12.

— 5-- 5-

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Claims (2)

s2&552.95s2 & 552.95 Pa tentansprüchePatent claims Π J Vorkammer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, insbesondere Nebenkammer eines Schichtlademotors, mit einem im Bereich der Vorkammer angeordneten Teil aus wärmeleitendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil aus einer innerhalb der Vorkammer (1) angeordneten Hülse (5) gebildet wird, die derart dimensioniert ist, daß im Temperaturbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches zwischen der inneren Mantelfläche (7) der Vorkammer (1) und der äußeren Mantelfläche (6) der Hülse (5) ein Luftspalt vorhanden ist, und bei Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches die äußere Mantelfläche (6) der Hülse (5) an der inneren Mantelfläche (7) der Vorkammer (1) anliegt.Π J prechamber in the cylinder head of an internal combustion engine, in particular the secondary chamber of a stratified charge engine, with a part made of thermally conductive material arranged in the area of the antechamber Material, characterized in that the part consists of a is formed within the antechamber (1) arranged sleeve (5) which is dimensioned such that in the temperature range below the maximum permissible antechamber temperature range between the inner jacket surface (7) of the antechamber (1) and the outer jacket surface (6) of the sleeve (5) is an air gap, and when the maximum permissible Antechamber temperature range the outer jacket surface (6) the sleeve (5) on the inner jacket surface (7) of the antechamber (1) is present. 2. Vorkammer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) aus einem Material mit hoher Wärmespeicherfäbigkeit und einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.2. Pre-chamber in the cylinder head of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the sleeve (5) consists of a material with high heat storage capacity and a high coefficient of thermal expansion. 3· Vorkammer im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (5) endseitig je einen Bund (8) aufweist, durch die die Hülse (5) unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches in der Vorkammer (1) fixiert ist.3 · Prechamber in the cylinder head of an internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that the Sleeve (5) each end has a collar (8) through which the sleeve (5) is fixed below the maximum permissible antechamber temperature range in the antechamber (1). k. Vorkammer im Zylinderkopf öiner Brennkraftmaschine, insbesondere Nebenkammer eines Schichtlademotors, mit einem im Bereich der Vorkammer angeordneten Teil aus wärmeleitendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil durch einen die Vorkammer (1O) selbst bildenden und einen Schußkanal (13) aufweisenden Einsatz (9) gebildet wird* der derart .dimensioniert ist, daß im Temperatürbereich unterhalb des maximal zulässigen Vorkammertemperatürbereiches zwischen dem Zylinderkopf (12) und der äußeren Mantelfläche (14) des Ein- k. Pre-chamber in the cylinder head of an internal combustion engine, in particular a secondary chamber of a stratified charge engine, with a part made of thermally conductive material arranged in the region of the pre-chamber, characterized in that the part is formed by an insert (9) which forms the pre-chamber (10) itself and has a firing channel (13) * which is dimensioned in such a way that in the temperature range below the maximum permissible antechamber temperature range between the cylinder head (12) and the outer surface (14) of the inlet -6--6- 609822/0502609822/0502 -6- S A2-6- S A2 satzes (9) ein Luftspalt vorhanden ist, und bei Erreichen des maximal zulässigen Vorkammertemperaturbereiches die äußere Mantelfläche (14) des Einsatzes an dem Zylinderkopf anliegt.set (9) there is an air gap, and when the maximum permissible antechamber temperature range is reached, the outer jacket surface (14) of the insert rests against the cylinder head. 60982 27 050260982 27 0502
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2351256A1 (en) * 1976-05-14 1977-12-09 Bosch Gmbh Robert INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CONTROL IGNITION, WITH PRECOMBUSTION CHAMBER SEPARATE FROM THE MAIN COMBUSTION CHAMBER
FR2380422A1 (en) * 1977-02-09 1978-09-08 Daimler Benz Ag CONSTRUCTION ELEMENT SUBJECT TO THERMAL STRESSES, PART OF SUCH ELEMENT
DE3529905A1 (en) * 1984-08-21 1986-03-06 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi FASTENING ARRANGEMENT FOR CERAMIC COMBUSTION CHAMBERS
DE4203327A1 (en) * 1992-02-06 1992-06-11 Bernd Fischer Combustion chamber for two=stroke diesel engine - has concentric ring located around combustion chamber

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