DE2621897C3 - Gemischverdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung - Google Patents

Gemischverdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung

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DE2621897C3
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der größte Teil der Ladung durch wenigstens ein im Zylinderkopf geführtes Einlaßventil als brennstoffarmes Brennstoff-Luft-Gemisch einem Hauptbrennraum und der restliche Teil der Ladung als brennstoffreiches Brennstoff-Luft-Gemisch durch wenigstens einen zusätzlichen Gemischeinlaß einem eine Zündkerze aufweisenden, mit dem Hauptbrennraum in offener Verbindung stehenden Nebenbrennraum zugeführt wird und die Abgabe des brennstoffreichen Brennstoff-Luft-Gemisches über eine zum Teil im Ventilschaft angeordnete, teilweise zum Ventilschaft koaxiale Zuführeinrichtung entsprechend der Ventilbewegung
ίο durch Steuerwirkung zwischen am Ventil und einem mit dem Zylinderkopf festverbundenen Bauteil vorgesehenen öffnungen erfolgt und die Zuführeinrichtung in einer am Ventilkopf entlang verlaufenden, von der Ventilachse bei geschlossenem Einlaßventil auf die
is Wandung der Einlaßleitung für armes Gemisch und bei geöffnetem Einlaßventil auf die Verbindung von Haupt- und Nebenbrennraum hin gerichteten Leitung endigt.
Aus der DE-OS 15 26 299 ist eine Brennkraftmaschine vorstehend umrissener Gattung bekannt, die eine dem Einlaßventil für den Hauptbrennraum zugeordnete Gemischzuführeinrichtung für einen Nebenbrennraum aufweist. Diese Zuführeinrichtung ist seitlich des Einlaßventils angeordnet und umfaßt zur Zufuhr des reicheren Gemisches eine Leitung, die mit einer Leitung
im Ventilinneren über öffnungen in der Ventilführung und des Ventilschaftes je nach Stellung des Ventils in Verbindung hringbar ist. Bei dieser Ausführung sind zusätzliche öffnungen seitlich des Ventils erforderlich. Desweiteren ist aus der GB-PS 1 97 668 ein Einlaßventil für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Ventil auf einer feststehenden Spindel gleitend angeordnet ist, die im Inneren eine Einrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr bei sich schließendem Ventil aufweist. Bei dieser Brennkraftmaschine wird der Brennstoff direkt dem ungeteilten Brennraum durch eine Flammplatte zugeführt. Ferner ist aus der FR-PS 20 50 287 ein Einlaßventil für eine Brennkraftmaschine bekannt, das im Inneren eine Zuführeinrichtung für Brennstoffe aufweist, d\s den Brennstoff über den Ventilteller direkt in den ungeteilten Brennraum fördert. Hierzu umfaßt die Einrichtung ein rohrähnliches Teil, das im Ventilinneren angeordnet ist, wobei die öffnungen des Rohres endseitig im Bereich des Ventiltellers münden, die bei geschlossenem Ventil verschlossen sind. Bei geöffnetem
Ventil werden diese öffnungen freigegeben, und der Brennstoff kann dem ungeteilten Brennraum zugeführt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung zu schaffen, deren Einrichtungen für die Brennstoffzufuhr konstruktiv einfach im Aufbau sind und die eine einfache Umrüstung von Brennkraftmaschinen ohne Ladungsschichtung zu Brennkraftmaschinen mit Ladungsschichtung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung einen das mit dem Zylinderkopf festverbundene Bauteil bildenden, im Ventilschaftinneren angeordneten, zusammen mit einer Innenwandung des Ventilschafts mindestens einen
Wi Kanal bildenden Kolben umfaßt, dessen Stirnseite zusammen mit einem in dem Kanal angeordneten Rückschlagventil einen im Ventilkopf ausgebildeten Gemischsammelraum begrenzt, der über die öffnungen mit der Leitung in Verbindung steht.
ι--, Die erfindungsgemäße Zuführeinrichtung ermöglicht, daß das brennstoffreiche Brennstoff-Luft-Gemisch dem Gemischsammelraum während eines Teils des Ansaughubes zugeführt wird und im Bereich des KomDressions-
hubes der Gemischsammeiraum über die öffnung mit der Leitung verbunden ist. Desweiteren kann der Schaft des Kolbens einen weiteren Zuführungskanal aufweisen, der bei geschlossenem Einlaßventil mit dem durch die Rückseite des Kolbens begrenzten Bereich des Gemischsammelraums verbunden ist, der seinerseits bei geöffnetem Einlaßventil zum durch die Stirnseite des Kolbens begrenzten Gemischsammeiraum durch Überströmkanäle geöffnet ist
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine aus einem Kolben bestehende Gemischzuführungseinrichtung im Schnitt während des Ansaugtaktes,
F i g. 2 die Einrichtung bei geschlossenem Einlaßkanal und
F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Vergasers zur Zuführung des Brennstoffes.
In einem Kurbelgehäuse 1 ist ein Kolben geführt. Das Kurbelgehäuse 1 ist mit einem Zylinderkopf 2 verbunden, der einen Hauptbrennraum 3 aufweist. Diesem wird über eine Einlaßleitung 25 durch ein Einlaßventil 4 brennstoffarmes Brennstoff-Luft-Gemisch und durch eine Gemischzuführeinrichtung (Kolben 6, Fig. 1) einem Nebenbrennraum 8 brennstoff reiches Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt. Ein Auslaßventil ist nicht dargestellt. Der Nebenbrennraum 8 wird durch einen im Zylinderkopf 2 abgeteilten Raum gebildet, in dem eine Zündkerze 9 angeordnet ist. Df r Nebenbrennraum 8 ist mit dem Hauptbrennraum 3 über zwei durch Schußkanäle 10 bzw. 24 gebildete öffnungen verbunden.
Wie F i g. 1 zeigt, ist im Einlaßventil 4 koaxial als Gemisch-Zuführeinrichtung ein Kolben 6 angeordnet, der über ein Anschlußstück 11 mit dem Zylinderkopf 2 fest verbunden ist. Zu diesem Kolben 6 ist das Einlaßventil 4 axial bewegbar gelagert. Im Kolbenschaft 12 sind Kanäle 13, 14 und 23 zur Zuführung von brennstoffreichem Brennstoff-Luft-Gemisch zu einem Bereich 15' eines Gemischsammelraums 15 im Einlaßventil 4 vorgesehen. Diese Kanäle 13 und 14 sind über eine Zuleitung 16 mit einem Leerlaufgemischkanal 17 des Vergasers 18 verbunden. Der Gemischsammeiraum 15 ist im Kopf 19 des Einlaßventils 4 angeordnet, in dem auch der Kolben 6 geführt ist. Der Gemischsammeiraum ist zylindrisch ausgebildet und vom Ventilteller abgeschlossen. Zwischen dem Zuführungskanal 13 und einer Austrittsöffnung 20 im Kolbenschaft ist ein Klappenventil 21 angeordnet, wobei die Ausströmöffnung 20 bei geschlossener Ventilstellung einer am Kopf 19 des
ίο Ventils angeordneten öffnung einer Einlaßleitung 22 gegenüber steht
Der weitere Zuführungskanal 14 im Schaft des Kolbens 6 erstreckt sich derart, daß vor oberer Totpunktstellung des Kolbens die Öffnung dieses KanaJs 14 mittels Überströmkanälen 23 zum Gemischsammelraum 15 erfolgt.
Ausgehend von der in F i g. 1 dargestellten Stellung nach dem oberen Totpunkt bzw. nach dem Auspuffhub wird während des Ansaughubes durch die Saugwirkung des Kolbens 6 im Gemischsammeiraum brennstoffreiches Gemisch über den Kanal 13 bzw. 14 im Kolbenschaft vom Vergaser 18 angesogen. Hierbei öffnet sich die Klappe des Ventils 21 im Kanal 13. Gleichzeitig wird im Hauptbrennraum 3 brennstoffarmes Gemisch zugeführt.
F i g. 2 zeigt den Kolben 6 annähernd vor dem oberen Totpunkt während des Kompressionshubes. Hierbei wird durch die Ausströmöffnung 20 und durch die dieser öffnung gegenüberstehende öffnung der Einlaßleitung 22 dem Nebenbrennraum 8 brennstoffreiches Gemisch durch den Schußkanal 24 zugeführt der gleichzeitig als Einlaßkanal dient Hierbei wird altes, noch vorhandenes Gemisch aus dem Nebenbrennraum geblasen. Gleichzeitig wird über den oberhalb des Kolbens endenden Kanal 14 der Gemischsammeiraum durch die Überströmkanäle 23 mit dem brennstoffreichen Gemisch vorgefüllt.
Bei der Zündung ist das Gemisch im Nebenbrennraum 8 brennstoffreich, im Hauptbrennraum 3 brennstoffarm, und es drängt sich von dem Nebenbrennraum-Auslaßkanal 10 eine Flammfackel in den Hauptbrennraum 3.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Gemisch verdichtende, fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine mit Ladungsschichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der größte Teil der Ladung durch wenigstens ein im Zylinderkopf geführtes Einlaßventil als brennstoffarmes Brennstoff-Luft-Gemisch einem Hauptbrennraum und der restliche Teil der Ladung als brennstoffreiches Brennstoff-Luft-Gemisch durch wenigstens einen zusätzlichen Gemischeinlaß einem eine Zündkerze aufweisenden, mit dem Hauptbrennraum in offener Verbindung stehenden Nebenbrennraum zugeführt wird und die Abgabe des brennstoffreichen Brennstoff-Luft-Gemisches über eine zum Teil im Ventilschaft angeordnete, teilweise zum Ventilschaft koaxiale Zuführeinrichtung entsprechend der Ventilbewegung durch Steuerwirkung zwischen am Ventil und einem mit dem Zylinderkopf fest verbundenen Bauteil vorgesehenen öffnungen erfolgt und die Zuführeinrichtung in einer am Ventilkopf entlang verlaufenden, von der Ventilachse bei geschlossenem Einlaßventil auf die Wandung der Einlaßleitung für armes Gemisch und bei geöffnetem Einlaßventil auf die Verbindung von Haupt- und Nebenbrennraum hin gerichteten Leitung endigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung einen das mit dem Zylinderkopf (2) fest verbundene Bauteil bildenden, im Ventilschaftinneren angeordneten, zusammen mit einer Innenwandung des Ventilschafts mindestens einen Kanal (13) bildenden Kolben (6) umfaßt, dessen Stirnseite zusammen mit einem in dem Kanal angeordneten Rückschlagventil (21) einen im Ventilkopf (19) ausgebildeten Gemischsammeiraum (15) begrenzt, der über die öffnungen (20) mit der Leitung (22) in Verbindung steht.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das brennstoffreiche Brennstoff-Luft-Gemisch dem Gemischsammeiraum (15) während eines Teils des Ansaughubes zugeführt wird.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kompressionshubes der Gemischsammeiraum (15) über die öffnung (20) mit der Leitung (22) verbunden ist.
4. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (12) des Kolbens (6) einen weiteren Zuführungskanal (14) aufweist, der bei geschlossenem Einlaßventil (4) mit einem durch die Rückseite des Kolbens (6) begrenzten Bereich (15') des Gemischsammeiraums (15) verbunden ist, der seinerseits bei geöffnetem Einlaßventil zum durch die Stirnseite des Kolbens begrenzten Gemischsammeiraum (15) durch Überströmkanäle (23) geöffnet ist.
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