DE2604442A1 - COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer von einem Zylinder gebildeten Hauptbrennkammer, einem im Zylinder beweglichen Kolben, einem mit einem Einlasskanal versehenen Zylinderkopf und einer Zündkerze.The present invention relates to an internal combustion engine with a main combustion chamber formed by a cylinder, an im Cylinder movable piston, one provided with an inlet port Cylinder head and a spark plug.
Es sind schon die verschiedensten Versuche unternommen worden, den Gehalt von Schadstoffen in den Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren, speziell solchen für Kraftfahrzeuge, herabzusetzen. Eine Lösung dieses Problems besteht in einem Verbrennungsmotor, der eine Haupt- und eine Hilfsverbrennungskammer in jedem Zylinder aufweist, wodurch eine geschichtete Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemische stattfinden kann. Zum Zuführen des Luft/Kraftstoffgemische gibt es bei derartigen Motoren mehrere Lösungen. Von den Erfindern des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes wurde hierzu beispielsweise vorgeschlagen, das Luft/ Kraftstoffgemisch in die Haupt- und Hilfsverbrennungskamraern durch einen gemeinsamen Einlasskanal zuzuführen, so dass nurA wide variety of attempts have been made to reduce the content of pollutants in the exhaust gases of internal combustion engines, especially those for motor vehicles. One solution to this problem is an internal combustion engine, which has a main and an auxiliary combustion chamber in each cylinder, creating stratified combustion an air / fuel mixture can take place. To feed the There are several air / fuel mixtures in such engines Solutions. For this purpose, the inventors of the subject of the present application proposed, for example, that the air / Fuel mixture in the main and auxiliary combustion chambers feed through a common inlet channel, so that only
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ein einziges Einlassventil vorgesehen ist, das die Zeitdauer der Luft/Kraftstoffzuführung in beide Zylinder steuert. Dieser Vorschlag ermöglicht einen verhältnismässig einfachen Aufbau der Anordnung,a single intake valve is provided which controls the duration of the air / fuel supply to both cylinders. This Proposal enables a relatively simple structure of the arrangement,
Der Verbrennungsmotor der vorgenannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsverbrennungskammer mit einer Ansaugöffnung versehen ist, durch die sie während des Ansaugtaktes das Luft/Kraftstoffgemisch erhält. Sie weist weiterhin eine Auslassöffnung auf, durch die die Restgase nach der Verbrennung abgeleitet werden. Es ist auf diese Weise sichergestellt, dass die Restgase aus der Hilfsverbrennungskammer vollständig entfernt und die Hilfsverbrennungskammer vollständig mit frischem Luft/Kraftstoffgemisch gefüllt wird.The internal combustion engine of the aforementioned type is characterized by that the auxiliary combustion chamber with a suction port is provided, through which it receives the air / fuel mixture during the intake stroke. She still has one Outlet opening through which the residual gases are discharged after combustion. This ensures that the residual gases are completely removed from the auxiliary combustion chamber and the auxiliary combustion chamber is completely filled with fresh air / fuel mixture.
Der vorbeschriebene Motor kann auch so ausgestaltet sein, dass die Hilfsverbrennungskammer ein fetteres Luft/Kraftstoffgemisch erhält, als es zur Verbrennung in der Hauptbrennkammer notwendig ist. Hierzu ist der Motor mit einem separaten Kanal zur Zuführung des fetteren Luft/Kraftstoffgemische in die Hilfsbrennkammer ausgestattet. Dieser Kanal ist so angeordnet, dass er sich ebenfalls in den Ansaugkanal hinein öffnet, der zur Zuführung von magerem Gemisch zur Hauptbrennkammer dient* Man kann den Motor aber auch mit einer Einspritzdüse ausstatten, die im Ansaugkanal angeordnet ist.The engine described above can also be designed in such a way that the auxiliary combustion chamber has a richer air / fuel mixture than is necessary for combustion in the main combustion chamber. For this purpose, the motor is provided with a separate channel Feeding of the richer air / fuel mixture into the auxiliary combustion chamber fitted. This channel is arranged in such a way that it also opens into the intake channel, which is used for A lean mixture is supplied to the main combustion chamber * The engine can also be equipped with an injection nozzle, which is arranged in the intake duct.
Bei derartigen Motoren müssen jedoch das Volumen der Hilfsverbrennungskammer und die Querschnitte der Ansaug- und Auslassöffnungen in geeigneter Weise so gewählt sein, dass eine stabile Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemische erreicht wird. Die Querschnitte der erwähnten Ansaug- und Auslassöffnungen der Hilfsverbrennungskammer müssen speziell so gewählt sein, dass die Restgase aus der Hilfsverbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors vollständig aus der Hilfsverbrennungs-In such engines, however, the volume of the auxiliary combustion chamber and the cross sections of the suction and discharge openings be selected in a suitable manner so that a stable combustion of the air / fuel mixture is achieved. The cross-sections of the mentioned intake and outlet openings of the auxiliary combustion chamber must be specially selected so that that the residual gases from the auxiliary combustion chamber during the Intake stroke of the engine completely from the auxiliary combustion
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kammer entfernt werden. Die vollständige Entfernung der Restgase aus der Hilfsverbrennungskammer hat einen grossen Einfluss auf die Stabilität des Betriebs eines solchen Verbrennungsmotors« Wenn die Restgase nur unvollständig aus der Hilfsverbrennungskammer abgeführt werden, dann kann es zu Zündaussetzern des fetten Luft/Kraftstoffgemischs in der Hilfsverbrennungskammer kommen, was zur Folge hat, dass der Motor nicht stabil, d.h. gleichmässig arbeitet.chamber can be removed. The complete removal of the residual gases from the auxiliary combustion chamber has a great influence on the stability of the operation of such an internal combustion engine «If the residual gases are only incompletely out of the Auxiliary combustion chamber are discharged, then it can be too Misfiring of the rich air / fuel mixture in the Auxiliary combustion chamber come, with the result that the Motor not stable, i.e. works evenly.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass bei geringstmöglichem Gehalt von schädlichen Stoffen in den Motorabgasen ein stabiler Betrieb des Motors möglich ist.The present invention is based on the object of designing a motor of the type mentioned at the outset in such a way that Stable operation of the engine is possible with the lowest possible content of harmful substances in the engine exhaust.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine von der Hauptbrennkammer abgeteilte Sperrkammer vorgesehen ist, in der die Elektroden der Zündkerze angeordnet sind und die wenigstens eine Einlassöffnung und wenigstens eine in die Hauptbrennkammer führende Auslassöffnung aufweist, durch den ventilgesteuerten Einlasskanal Hauptbrennkammer und Sperrkammer mit Luft/Kraftstoffgemisch versorgt sind, das Sperrkammervolumen etwa 3 0Jo bis 13 % des aus Sperrkammervolumen und Hauptbrennkammervolumen in OT-Stellung des Kolbens gebil» deten Gesamtvolumens beträgt, die Einlassöffnung der Sperr-This object is achieved according to the invention in that a locking chamber is provided which is separated from the main combustion chamber, in which the electrodes of the spark plug are arranged and which has at least one inlet opening and at least one outlet opening leading into the main combustion chamber, through the valve-controlled inlet channel main combustion chamber and locking chamber with air / Fuel mixture are supplied, the locking chamber volume is about 3 0 Jo to 13% of the total volume formed from the locking chamber volume and the main combustion chamber volume in the TDC position of the piston, the inlet opening of the locking
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kammer etwa 0,03 bis 0,15 cm Querschnittsfläche pro cnr Sperrkammervolumen und die Auslassöffnung der Sperrkammerchamber about 0.03 to 0.15 cm cross-sectional area per cnr Lock chamber volume and the outlet opening of the lock chamber
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etwa 0,024 bis 0,12 cm Querschnittsfläche pro cm Sperrkamme rvo lumen aufweisen.about 0.024 to 0.12 cm cross-sectional area per cm of barrier ridge have volume.
Die Erfindung und weitere Ausgestaltungen sowie Ausführungsbeispiele und deren Vorteile sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigen:The invention and further refinements as well as exemplary embodiments and their advantages are intended below with reference to the drawings, in which exemplary embodiments are shown, are explained in more detail. Show it:
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Figo 1 als Teilansicht einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a partial view of a longitudinal section through a first embodiment of the invention;
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;Fig. 2 shows a cross section along the line II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;3 shows a longitudinal section through a second embodiment the invention;
Fig. k einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung, undFIG. K shows a longitudinal section through a third embodiment of the invention, and FIG
Fig. 5 bis 7 Diagramme über Versuche, die an erfindungsgemässen Motoren durchgeführt worden sind.FIGS. 5 to 7 show diagrams of experiments which were carried out on according to the invention Engines have been carried out.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Verbrennungsmotor gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Hauptbrennkammer 1 und einer Hilfsbrennkammer 2, die gewöhnlich als "Sperrkammer" bezeichnetwird. Eine Zündkerze 3 ist am Motor so angebracht, dass ihre Elektroden 3a in die Sperrkammer 2 ragen. Die Hauptbrennkammer 1 wird von einem Zylinder k gebildet, in welchem ein Kolben 5 beweglich geführt ist. Ein Zylinderkopf 6 ist oben am Zylinder k befestigt. Die Sperrkammer 2 wird von einer hohlen Patrone 7 umschlossen, die am Zylinderkopf 6 befestigt ist. Die Patrone 7 ragt in die Hauptbrennkammer 1 hinein und ist mit einer Ansaugöffnung 8 und einer Auslassöffnung 9 versehen, die an ihrem in die Hauptbrennkammer 1 ragenden Abschnitt ausgebildet sind. Die Ansaugöffnung 8, die die Zuführung von Luft/Kraftstoffgemisch während des Ansaugtaktes des Kolbens 5 in die Sperrkammer 2 ermöglicht, öffnet sich in die Hauptbrennkaamer 1 hinein auf der dem Einlasskanal 10 zugewandten Seite. Der Einlasskanal 10 mündet an der inneren Oberfläche des Zylinderkopfes 6 in die Hauptbrennkammer. Die Auslassöffnung 9 zum Abführen der Restgase aus der Sperrkammer 2 öffnet sich in die Hauptbrennkammer in Richtung auf den Kopf des Kolbens 5· Während des Verbrennungstaktes desFigures 1 and 2 show an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention with a main combustion chamber 1 and an auxiliary combustion chamber 2, which is usually referred to as a "lock chamber". A spark plug 3 is attached to the engine in such a way that its electrodes 3 a protrude into the lock chamber 2. The main combustion chamber 1 is formed by a cylinder k in which a piston 5 is movably guided. A cylinder head 6 is attached to the top of the cylinder k. The locking chamber 2 is enclosed by a hollow cartridge 7 which is fastened to the cylinder head 6. The cartridge 7 protrudes into the main combustion chamber 1 and is provided with a suction opening 8 and an outlet opening 9, which are formed on their section protruding into the main combustion chamber 1. The intake opening 8, which enables the air / fuel mixture to be fed into the locking chamber 2 during the intake stroke of the piston 5, opens into the main combustion chamber 1 on the side facing the inlet channel 10. The inlet duct 10 opens into the main combustion chamber on the inner surface of the cylinder head 6. The outlet opening 9 for discharging the residual gases from the barrier chamber 2 opens into the main combustion chamber in the direction of the head of the piston 5 · During the combustion cycle of the
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Motors wirken sowohl die Einlassöffnung 8 als auch, die Auslassöffnung 9 der Sperrkammer 2 als Brenneröffnungen, aus denen Flammstrahlen schiessen.Both the inlet opening 8 and the outlet opening act on the engine 9 of the barrier chamber 2 as burner openings from which flame rays shoot.
In der Sperrkanuner 2 ist eine Trennwand 11 zwischen den Öffnungen 8 und 9 angeordnet. Im Zylinderkopf 6 ist ein Ansaug- oder Einlasskanal 12 ausgebildet, der nach unten in Richtung auf die Hauptbrennkammer 1 abgebogen ist. Die Einlassöffnung 8 der Sperrkammer 2 ist am innenseitigen Auslauf des äusseren Radius des gebogenen Teilstücks des Einlasskanals 12 angeordnet. In der Einlassöffnung 10 des Einlasskanals 12 ist ein Einlassventil 13 angeordnet, bestehend aus einem Ventilteller 13a und einem Ventilschaft 13b. Der Einlasskanal 12 führt Luft/Kraftstoffgemisch sowohl in die Hauptbrennkammer 1 und durch die Einlassöffnung 8 in die Sperrkammer 2, wenn das Einlassventil während des Ansaugtaktes des Kolbens 5 geöffnet ist. Es sei hier betont, dass während des Einströmens des Luft/Kraftstoffgemischs dieses im gebogenen Teilstück des Einlasskanals 12 einer Zentrifugalkraft unterworfen ist. Die Folge davon ist, dass eine fettere Luft/Kraftstoffkomponente radial nach aussen gedrängt wird. Diese Komponente fliesst im oberen Teil der Innenwand des nach unten gebogenen Teilstücks des Einlasskanals 12 und wird dann durch die Einlassöffnung 8 der Sperrkammer 2 zugeführt. Aussen am Einlasskanal 12 ist über ein Zwischenstück 14 ein Vergaser 15 angeschlossen.In the Sperrkanuner 2 is a partition 11 between the openings 8 and 9 arranged. In the cylinder head 6, an intake or intake port 12 is formed, which downward in the direction of the Main combustion chamber 1 is bent. The inlet opening 8 of the barrier chamber 2 is at the inside outlet of the outer radius of the curved portion of the inlet channel 12 is arranged. In the inlet opening 10 of the inlet channel 12 is an inlet valve 13 arranged, consisting of a valve disk 13a and a valve stem 13b. The inlet channel 12 carries an air / fuel mixture both into the main combustion chamber 1 and through the Inlet opening 8 into the locking chamber 2 when the inlet valve is open during the intake stroke of the piston 5. Be it emphasizes here that during the inflow of the air / fuel mixture this is subjected to a centrifugal force in the curved section of the inlet channel 12. The consequence of this is that a richer air / fuel component radially outwards is pushed. This component flows in the upper part of the inner wall of the downward bent section of the inlet channel 12 and is then fed to the barrier chamber 2 through the inlet opening 8. Outside the inlet channel 12 is about a Intermediate piece 14, a carburetor 15 is connected.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird das von einem einzigen Vergaser 15 gelieferte Luft/Kraftstoffgemisch durch einen einzigen Einlasskanal 12 während des Ansaugtaktes des Motors in die Hauptbrennkammer 1 und die Sperrkammer 2 eines jeden Zylinders k geleitete Die Zeitdauer der Gemischzuführung zu den beiden Kammern wird durch das Einlassventil 13 gesteuert. Auf die vorbeschriebene Weise findet dabeiIn the above embodiment of the invention provided by a single carburettor 15 air / fuel mixture of each cylinder k headed The time period is the mixture feed to the two chambers through a single inlet passage 12 during the intake stroke of the engine in the main combustion chamber 1 and the barrier chamber 2 by the inlet valve 13 is controlled. In the above-described way takes place
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eine Aufteilung des Luft/Kraftstoffgemisehs in eine fettere Komponente und eine magerere Komponente statt, und zwar unter der Wirkung von Zentrifugalkräften, die innerhalb des gebogenen Abschnitts des Einlasskanals auftreten. Es kann auf diese Weise erreicht werden, dass der Sperrkammer 2 ein fettes Gemisch und der Hauptbrennkammer 1 ein mageres Gemisch zugeführt werden. Dies ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, denn er lässt eine sehr einfache Konstruktion zu.a division of the air / fuel mixture into a richer one Component and a leaner component take place, under the action of centrifugal forces within the curved Occur section of the inlet duct. In this way it can be achieved that the barrier chamber 2 has a rich mixture and the main combustion chamber 1 is supplied with a lean mixture. This is a particular advantage of the invention because he allows a very simple construction.
Während die beiden Komponenten in ihre jeweiligen Kammern eingeleitet werden, wird das Restgas aus der Sperrkammer 2 durch die Auslassöffnung 9 aufgrund der Pumpwirkung des Kolbens 5 während dessen Abwärtsbewegung abgezogen. Frisches fettes Luft/Kraftstoffgemisch kann daher in die Sperrkammer 2 gesaugt werden. Dabei wird innerhalb der Sperrkammer das fette Luft/ Kraftstoffgemisch im wesentlichen mittels der Trennwand 11 in die nähere Umgebung der Elektroden 3& der Zündkerze 3 geführt. Die Sperrkammer 2 wird auf diese Weise vollständig mit Hilfe des frischen Gemische von den Restgasen freigespült. Das Luft/ Kraftstoffgemisch, das anschliessend während des Verdichtungstaktes des Kolbens 5 verdichtet wird, wird dann von einem Zündfunken innerhalb der Sperrkammer 2 gezündet, woraufhin durch die Öffnungen 8 und 9 Flammstrahlen in die Hauptbrennkammer 1 schiessen, so dass die Verbrennung des mageren Luft/ Kraftstoffgemischs in der Hauptbrennkammer einsetzen und ablaufen kann. Auf diese Weise wird in jedem Zylinder k eine stabile Verbrennung des mageren Luft/Kraftstoffgemisehs erreicht. Die entstehenden Auspuffgase sind frei bzw. arm an schädlichen Bestandteilen.While the two components are being introduced into their respective chambers, the residual gas is withdrawn from the barrier chamber 2 through the outlet opening 9 due to the pumping action of the piston 5 during its downward movement. Fresh, rich air / fuel mixture can therefore be sucked into the locking chamber 2. In this case, the rich air / fuel mixture is guided into the vicinity of the electrodes 3 and the spark plug 3 essentially by means of the partition 11 within the barrier chamber. In this way, the barrier chamber 2 is completely flushed free of the residual gases with the aid of the fresh mixture. The air / fuel mixture, which is then compressed during the compression stroke of the piston 5, is then ignited by an ignition spark within the locking chamber 2, whereupon flame jets shoot through the openings 8 and 9 into the main combustion chamber 1, so that the lean air / fuel mixture is burned can be inserted in the main combustion chamber and drained. In this way, stable combustion of the lean air / fuel mixture is achieved in each cylinder k. The resulting exhaust gases are free or low in harmful components.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei ihr ist ein Hauptvergaser 15A vorgesehen, der mit dem Einlasskanal 12 verbunden ist. Er erzeugt ein mageres Luft/ Kraftstoffgemisch für die Hauptbrennkammer 1„ Ein Hilfsvergaser 15B ist an einen Hilfseinlasskanal 20 angeschlossen und erzeugtAnother embodiment of the invention is shown in FIG. It has a main carburetor 15A which is connected to the inlet duct 12. It creates a lean air / Fuel mixture for the main combustion chamber 1 “An auxiliary carburetor 15B is connected to an auxiliary intake passage 20 and generated
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ein fetteres Luft/Kraftstoffgemisch. als der Hauptvergaser 15A. Der Hilfseinlasskanal 20 ist im Zylinderkopf 6 dem Haupteinlasskanal 12 benachbart angeordnet und mündet mit seiner Öffnung 20a in den Haupteinlasskanal 12 in der Nachbarschaft von dessen Einlassöffnung 10«, Auf diese Weise kommt man, wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2, mit nur einem einzigen Einlassventil 13 aus0 Die Öffnung 20a des Hilfseinlasskanals 20 ist dabei der Einlassöffnung 8 der Sperrkammer benachbart 9 so dass dieser das fette Luft/Kraftstoffgemisch zugeführt -wird. Die Auslassöffnung 9 der Sperrkammer 2 öffnet sich in Richtung auf den Kopf des Kolbens 5· Im übrigen ist die Wirkungsweise dieses Motors die gleiche wie die beim ersten Ausführungsbeispiel.a richer air / fuel mixture. than the main carburetor 15A. The auxiliary inlet channel 20 is arranged in the cylinder head 6 adjacent to the main inlet channel 12 and opens with its opening 20a into the main inlet channel 12 in the vicinity of its inlet opening 10 ″. In this way, as in the exemplary embodiment according to FIGS single inlet valve 13 from 0 The opening 20a of the auxiliary inlet channel 20 is adjacent to the inlet opening 8 of the locking chamber 9 so that the rich air / fuel mixture is supplied to it. The outlet opening 9 of the locking chamber 2 opens in the direction of the head of the piston 5. Otherwise, the mode of operation of this motor is the same as that of the first exemplary embodiment.
Fig. h zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die derjenigen nach Fig. 1 sehr ähnlich ist. Ein entscheidender Unterschied gegenüber der erstgenannten Ausführungsform besteht aber darin, dass am Einlasskanal 12 kein Vergaser angeschlossen ist, sondern dieser reine Luft ansaugt und zur Kraftstoffzuführung eine Einspritzdüse 30 vorgesehen ist, die in den Einlasskanal 12 mündet. Die Einspritzdüse 30 sprüht ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch in Richtung auf die Einlassöffnung 8 der Sperrkammer während des Ansaugtaktes des Kolbens 5· Die Einspritzdüse 30 wird elektromagnetisch gesteuert derart, dass Kraftstoff intermittierend eingespritzt wird. Es kann jedoch auch ein kontinuierlich einspritzender Typ verwendet werden.FIG. H shows an embodiment of the invention which is very similar to that of FIG. A decisive difference compared to the first-mentioned embodiment, however, is that no carburetor is connected to the inlet duct 12, but instead it draws in pure air and an injection nozzle 30 is provided for supplying fuel, which opens into the inlet duct 12. The injection nozzle 30 sprays a rich air / fuel mixture in the direction of the inlet opening 8 of the locking chamber during the intake stroke of the piston 5. The injection nozzle 30 is controlled electromagnetically in such a way that fuel is injected intermittently. However, a continuous injection type can also be used.
Bei allen Ausführungsformen der Erfindung ist das Volumen der Sperrkammer ein bedeutender Faktor in Bezug auf eine optimale Verbrennung in der Hauptbrennkammer 1. Ebenso sind die Querschnitte der Einlass- und Auslassöffnungen 8 und 9 der Sperrkammer 2 von Bedeutung, weil diese von Einfluss auf die Flammstrahle sind, die sich aus der Sperrkammer 2 in die Hauptbrennkammer 1 ergiessen. Das Volumen der Sperrkammer 2 und die Quer-In all embodiments of the invention, the volume is Locking chamber is an important factor with regard to optimal combustion in the main combustion chamber 1. The cross-sections are also important the inlet and outlet openings 8 and 9 of the barrier chamber 2 is important because they have an impact on the flame jets which pour out of the barrier chamber 2 into the main combustion chamber 1. The volume of the barrier chamber 2 and the transverse
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schnitte der Öffnungen 8 und 9 müssen daher so gewählt werden, dass eine optimale und stabile Verbrennung in der Hauptbrennkammer 1 stattfindet. Die Querschnittsgrösse der Einlassöffnung 8 ist fernerhin von Bedeutung für die vollständige Ausspülung der Sperrkammer 2 von den Restgasen. Das Querschnittsverhältnis zwischen der Einlassöffnung 8 und der Auslassöffnung 9 hat hierauf einen grossen Einflüsse Diese Zusammenhänge gehen aus den Diagrammen hervor, die in den Figuren 5 bis 7 dargestellt sind.Sections of the openings 8 and 9 must therefore be chosen so that an optimal and stable combustion in the main combustion chamber 1 takes place. The cross-sectional size of the inlet opening 8 is also of importance for the complete flushing of the barrier chamber 2 from the residual gases. The aspect ratio between the inlet opening 8 and the outlet opening 9 has on this a great influence These connections come from the Diagrams shown in Figures 5 to 7 are shown.
3 Für Versuche wurde ein Vierzylindermotor von 2000 cm Hubraum verwendete Jeder Zylinder war in der Art der Fig. 3 ausgebildet. Die Betriebsbedingungen waren wie folgt:3 A four-cylinder engine with a displacement of 2000 cm was used for tests Each cylinder used was constructed in the manner of FIG. The operating conditions were as follows:
Drehzahl = 2000 u/min
Ansaugdruck = 240 mm HgSpeed = 2000 rpm
Suction pressure = 240 mm Hg
Mittelwert des Luft/Kraftstoffverhältnisses der Luft/ Kraftstoffgemische in der Hauptbrennkammer und der Sperrkammer = 18Mean value of the air / fuel ratio of the air / Fuel mixtures in the main combustion chamber and the barrier chamber = 18
Die Qualität der Versuchsergebnisse wurde auf der Grundlage einer allgemeinen Bewertung der Messergebnisse folgender Grossen festgestellt: 1. Anteil von Schadstoffen in den Auspuffgasen, wie Stickoxide, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe, 2. Kraftstoffverbrauch und 3· Änderung der Verbrennung, die eine analoge Grosse zur Änderung des Drehmoments des Motors ist und ein Hinweis auf den Stabilitätsgrad des Betriebes des Motors ist.The quality of the experimental results was based on a general evaluation of the measurement results of the following quantities determined: 1. The proportion of pollutants in the exhaust gases, such as nitrogen oxides, carbon monoxide and hydrocarbons, 2. Fuel consumption and 3 · change in combustion, which is a variable analogous to the change in engine torque and is an indication is on the degree of stability of the operation of the engine.
In den Figuren 5 bis 7 markieren die kleinen Kreise, dass der Motorbetrieb am günstigsten ist, wenn der Gehalt von Schadstoffen in den Auspuffgasen klein, der Kraftstoffverbrauch gering und die Veränderung in der Verbrennung klein ist. Die Dreiecke geben die Werte an, bei denen der Motor noch gut bis befriedigend läuft, während die Kreuze Werte angeben, bei denen der Motor schlecht läuft.In Figures 5 to 7, the small circles mark that the Engine operation is most beneficial when the level of pollutants in the exhaust gases is low, fuel consumption small and the change in combustion is small. The triangles indicate the values at which the engine is still good to runs satisfactorily, while the crosses indicate values for which the engine runs poorly.
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Fig. 5 zeigt die Ergebnisse von Versuchen, bei denen das Verhältnis zwischen dem Volumen Va der Sperrkammer 2 und dem Querschnitt Sin der Einlassöffnung 8 der Sperrkammer geändert wurde, während der Querschnitt Sd der Auslassöffnung 9 und das Volumen Va in einem konstanten Verhältnis zueinander gemäss der Gleichung Sd = O,O6 · Va gehalten wurden. Auf der Abszisse ist das Volumen der Sperrkammer 2 und auf der Ordinate der Querschnitt der Einlassöffnung 8 in Flussrichtung des Luft/Kraftstoffgemische aufgetragen.Fig. 5 shows the results of experiments in which the ratio changed between the volume Va of the barrier chamber 2 and the cross section Sin of the inlet opening 8 of the barrier chamber while the cross section Sd of the outlet opening 9 and the volume Va in a constant ratio to each other according to of the equation Sd = O, O6 · Va. On the The abscissa is the volume of the barrier chamber 2 and the ordinate is the cross section of the inlet opening 8 in the flow direction of the Air / fuel mixtures applied.
Fig. 6 zeigt die Ergebnisse von Versuchen, bei denen das Verhältnis zwischen dem Volumen Va der Sperrkammer 2 und dem Querschnitt Sd der Auslassöffnung 9 verändert wurde, während das Verhältnis zwischen dem Querschnitt Sin der Einlassöffnung 8 und dem Volumen Va gemäss der Beziehung Sin = 0,06 · Va konstant gehalten wurde.6 shows the results of tests in which the ratio between the volume Va of the barrier chamber 2 and the cross section Sd of the outlet opening 9 was changed, while the ratio between the cross section Sin of the inlet opening 8 and the volume Va was changed according to the relationship Sin = 0 , 06 · Va was kept constant.
Fig. 7 wiederum zeigt die Ergebnisse von Versuchen, bei denen das Verhältnis zwischen den Querschnitten von Einlassöffnung und Auslassöffnung 9 verändert wurde, während das Volumen der Sperrkammer 2 bestimmte Grossen erhielt. In Fig. 7 ist auf der Abszisse das Verhältnis Sin/Va und auf der Ordinate das Verhältnis Sd/Va aufgezeichnet.FIG. 7 in turn shows the results of tests in which the ratio between the cross sections of the inlet opening and outlet opening 9 was changed while the volume of the locking chamber 2 was given certain sizes. In Fig. 7 is on the The abscissa shows the ratio Sin / Va and the ordinate shows the ratio Sd / Va.
Aus den Figuren 5 bis 7 geht hervor, dass das Volumen Va derFrom Figures 5 to 7 it can be seen that the volume Va
3 Sperrkammer 2 vorzugsweise im Bereich zwischen 2 cm und 8 cm liegen sollte, der Querschnitt Sin der Einlassöffnung 8 im Bereich zwischen 0,03 Va und 0,15 Va und der Querschnitt Sd der Auslassöffnung im Bereich zwischen 0,024 Va und 0,12 Va liegen3 barrier chamber 2 preferably in the range between 2 cm and 8 cm should be, the cross section Sin of the inlet opening 8 in the area between 0.03 Va and 0.15 Va and the cross section Sd of the outlet opening in the range between 0.024 Va and 0.12 Va
2 sollte, hierbei jeweils die Querschnittsflächen in cm auf das2 should, in each case the cross-sectional areas in cm on the
Volumen in cm bezogen. Hervorgehoben sei auch, dass das Verhältnis Sin/Sd im Bereich zwischen 0,8 und 2,2 liegen sollte, vorzugsweise im Bereich dicht oberhalb 1,0.Volume related in cm. It should also be emphasized that the relationship Sin / Sd should be in the range between 0.8 and 2.2, preferably in the range just above 1.0.
709810/0696709810/0696
260U42260U42
Wichtig ist ausserdem das Volumenverhältnis zwischen der Sperrkammer 2 und der Hauptbrennkammer 1. In den Beispielen lagen die Verhältnisse zwischen den verschiedenen Volumina der Sperrkammer 2 und dem Gesamtvolumen aus Hauptbrennkammer 1 und Sperrkammer 2, das sich ergibt, wenn der Kolben 5 3^1 seinem oberen Totpunkt (οτ) sich befindet, im Bereich zwischen 0,03 und 0,13· Dieser Bereich hat sich als ein bevorzugter Bereich herausgestellt, der bei der Konstruktion eines erfindungsgemässen Motors eingehalten werden sollte0 Importantly also, the volume ratio between the lock chamber 2 and the main combustion chamber 1. In the examples, the ratios between the different volumes were the lock chamber 2 and the total volume of the main combustion chamber 1 and barrier chamber 2, which is obtained when the piston 5 3 ^ 1 upper his Dead center (οτ) is in the range between 0.03 and 0.13 · This range has been found to be a preferred range which should be adhered to when designing a motor according to the invention 0
Es wurde auch gefunden, dass die obigen Ergebnisse auch bei Verbrennungsmotoren nach den anderen oben genannten Ausführungsbeispielen angewendet werden konnten.It was also found that the above results also apply to internal combustion engines according to the other exemplary embodiments mentioned above could be applied.
Durch geeignete ¥ahl des Volumens der Sperrkammer und der Querschnitte ihrer Öffnungen kann eine saubere und stabile Verbrennung eines mageren Luft/Kraftstoffgemischs bei sparsamem Kraftstoffverbrauch erreicht werden« Man kann an der Sperrkammer 2 auch mehrere Einlass- und Auslassöffnungen vorsehen. In diesem Fall muss der Gesamtquerschnitt dieser Öffnungen jeweils den oben genannten Bedingungen genügen.By suitable selection of the volume of the barrier chamber and the cross-sections their openings can ensure clean and stable combustion of a lean air / fuel mixture with economical fuel consumption «One can also provide several inlet and outlet openings on the barrier chamber 2. In this Case, the total cross-section of these openings must in each case the above conditions are sufficient.
709810/0696709810/0696
Claims (7)
fläche pro cm Sperrkammervolumen und die Auslassöffnung3
area per cm barrier chamber volume and the outlet opening
fläche pro cm Sperrkammervolumen aufweisen.3
area per cm of barrier chamber volume.
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