DE2537001B1

DE2537001B1 - Brennkraftmaschine mit einem hauptbrennraum und einer nebenkammer

Info

Publication number: DE2537001B1
Application number: DE19752537001
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Ing Binder; Hans-Peter Dipl-Ing Charzinski; Erwin Prof Dr-Ing Eisele
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-08-20
Filing date: 1975-08-20
Publication date: 1976-12-09
Also published as: FR2321595A1; FR2321595B1; DE2537001C2; JPS5225913A; JPS605766B2; IT1074487B; GB1556716A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, mit einem eine Kolbenmulde umfassenden Hauptbrennraum und mit einer im Zylinderkopf angeordneten Nebenkammer, der eine Einspritzdüse zugeordnet ist und die mit auf den Hauptbrennraum ausmündenden Brennerlöchern versehen ist, welche hinsichtlich ihrer Richtung und ihres Querschnitts auf die durch den jeweiligen Brenngasstrahl zu erfassenden Hauptbrennraum-Luftvolumenanteile abgestimmt sind.

Bei einer bekannten derartigen Maschine (DT-PS 6 94 124) ist zwar eine Abstimmung und Ausrichtung der Brennerlöcher auf den jeweils zu erfassenden Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil vorgesehen, es ist aber nicht gesagt, um welchen Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil es sich handelt, so daß die Optimierung allenfalls zufällig erreicht werden könnte und in der Praxis dementsprechend unterblieben ist.

Durch die Erfindung soll eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weitergebildet werden, daß die Erfassung des Luftvolumens des Hauptbrennraumes gezielt verbessert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Brennerlöcher im Querschnitt dem jeweils vorgelagerten Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil in der dem Schwerpunkt des Vollast-Wärmefreisetzungsverlaufes entsprechenden Kolbenstellung proportional und auf den Schwerpunkt dieses Luftvolumenanteiles ausgerichtet sind.

Durch diese Ausgestaltung ergeben sich nicht nur für die einzelnen Hauptbrennraumsektoren praktisch gleiche Luftzahlverhältnisse, sondern es werden diese Luftvolumenanteile auch optimal erfaßt, so daß eine sehr gleichmäßige Durchbrennung des gesamten Hauptbrennraum-Luftvolumens gewährleistet ist und ein günstiger Kraftstoffverbrauch erreicht wird.

In Ausgestaltung der Erfindung liegen die Brennerlöeher entsprechend der Lage des Schwerpunktes des Vollast-Wärmefreisetzungsverlaufes auf einem Kegel mit einem Winkel von etwa 155 bis 175 Grad, wobei der Schwerpunkt der Wärmeumsetzung, also des Wärmefreisetzungsverlaufes bei Vollast im Bereich von etwa 17 bis 26 Grad nach OT liegt.

Innerhalb der angegebenen Grenzen besteht dabei die Tendenz, daß entsprechend der mit zunehmendem Volumenanteil der Vorkammer sich ergebenden Vorverlagerung des Wärmefreisetzungs-Schwerpunktes der Mittenwinkel des Kegels, auf dem die Brennerlöcher liegen, größer wird. Tendenziell wirkt sich in gleicher Weise auch die zunehmende Anzahl der Brennerlöcher aus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert von dem

F i g. 1 einen Schnitt gemäß I-I in F i g. 2 durch den Zylinderkopfbereich einer Brennkraftmaschine und

Fig.2 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf den Kolben der Brennkraftmaschine gemäß F i g. 1 in Verbindung mit einem Schnitt durch den Brenner der Nebenkammer in Höhe der Brennerlöcher zeigt.

In der Zeichnung, die weitgehend schematisiert ist, ist mit 1 der Zylinderkopf und mit 2 der Zylinderblock bezeichnet, in dem eine Zylinderbohrung 3 vorgesehen ist, die den Kolben 4 aufnimmt. Der Kolben 4 ist annähernd zentral mit einer flachen, kartenförmigen Kolbenmulde 5 versehen, die nahe dem Kolbenrand den ebenen Kolbenboden 6 schneidet, der in der in Vollinien dargestellten oberen Totpunktlage des Kolbens 4 einen möglichst geringen Abstand zum Zylinderkopfboden 7 aufweist.

Aus dem Zylinderkopfboden 7 mündet der im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Nebenkammer 10 zugeordnete Überströmkanal 8 über einen Mehrlochbrenner 9 in die Kolbenmulde 5 aus. Gegenüberliegend zum Überströmkanal 8 ist in der Nebenkammer 10 eine Einspritzdüse 11 angeordnet.

Der Mehrlochbrenner 9, über den der Überströmkanal 8 auf den Hauptbrennraum ausmündet, liegt bevorzugt, soweit dies die hier nicht dargestellten Ein- und Auslaßorgane zulassen, möglichst zentral. Er weist im Ausführungsbeispiel etwa radial verlaufende Brennerlöcher 15 bis 19 auf. Diese sind so angeordnet, daß die Brennerlochstrahlen auf einem Kegel, üblicherweise mit einem Winkel zwischen 155 bis 175 Grad, liegen. Die Größe des Winkels bestimmt sich erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Lage des Schwerpunktes des hier nicht dargestellten Vollast-Wärmefreisetzungsverlaufes der Brennkraftmaschine, der üblicherweise im Bereich von etwa 17 bis 26 Grad nach OT liegt. Dem genannten Schwerpunkt entspricht somit eine bestimmte Kolbenstellung, die in F i g. 1 strichliert angegeben ist und es sind die Brennerlöcher, bzw. die Brennlochstrahlen auf den Schwerpunkt des in dieser Kolbenstellung jeweils zu erfassenden Luftvolumenanteils gerichtet.

Fig.2 zeigt neben der Kolbenmulde 5, den im Kolbenboden vorgesehenen Ventilaussparungen 13 und einer innerhalb der Kolbenmulde 5 liegenden, dem Mehrlochbrenner 9 zugeordneten, gesonderten Kolbenvertiefung 14, daß die Brennerlöcher 15 bis 19 in ihrem Querschnitt auf das Volumen des jeweils im Schwerpunkt des Wärmefreisetzungsverlaufes zu erfassenden

Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil abgestimmt sind. Dem wegen der exzentrischen Lage der durch den Mehrlochbrenner 9 gebildeten Ausmündung der Nebenkammer größten Luftvolumensektor ist dabei das querschnittsgrößte Brennerloch 15 zugeordnet, während den wegen des geringeren Abstandes des Brenners zum Kolbenmuldenrand entsprechend kleineren, gegenüberliegenden Luftsektoren entsprechend kleinere Brennerlöcher 18 bzw. 19 zugeordnet sind.

Insgesamt ergibt sich dadurch bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anordnung, bei der das querschnittsgrößte Brennerloch 15 auf der Halbierenden des durch die beiden benachbarten Brennerlöcher 16 und 17 festgelegten Winkels liegt, der im Ausführungsbeispiel eine Größe von etwa 90 bis 100 Grad aufweist. Etwa symmetrisch zu der vorgenannten Winkelhalbierenden liegend, aber mit entgegengesetzter Erstreckungsrichtung sind die beiden weiteren Brennerlöcher 18 und 19 angeordnet, die einen Winkel von etwa 120 bis 130 Grad einschließen. Hierdurch ergibt sich eine insgesamt gleichmäßige Erfassung des Hauptbrennraum-Luftvolumens.

Über das in der Zeichnung Gezeigte hinausgehend kann im Rahmen der Erfindung der Brenner in seinem dem Kolben 6 zugewandten Bereich mit einem Bodenloch versehen werden, durch das die Erfassung des Hauptbrennraum-Luftvolumens auch im Bereich unterhalb des Brenners gewährleistet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine, insbesondere mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, mit einem eine Kolbenmulde umfassenden Hauptbrennraum und mit einer im Zylinderkopf angeordneten Nebenkammer, der eine Einspritzdüse zugeordnet ist und die mit mehreren auf den Hauptbrennraum ausmündenden Brennerlöchern versehen ist, welche hinsichtlich ihrer Richtung und ihres Querschnitts auf den durch den jeweiligen Brennlochstrahl zu erfassenden Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerlöcher (15 bis 19) im Querschnitt dem jeweils vorgelagerten Hauptbrennraum-Luftvolumenanteil in der dem Schwerpunkt des Vollast-Wärmefreisetzungsverlaufes entsprechenden Kolbenstellung proportional und auf den Schwerpunkt dieses Luftvolumenanteils ausgerichtet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerlöcher auf einem Kegel mit einem Mittenwinkel von etwa 155 bis 175 Grad liegen.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des Wärmefreisetzungsverlaufes bei Vollast im Bereich von etwa 17 bis 26 Grad nach OT liegt.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein weiteres, gegen den Boden (6) des Kolbens (4) gerichtetes Brennerloch vorgesehen ist.