DE2733303A1 - Vorkammer-dieselmaschine - Google Patents

Vorkammer-dieselmaschine

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DE2733303A1
DE2733303A1 DE19772733303 DE2733303A DE2733303A1 DE 2733303 A1 DE2733303 A1 DE 2733303A1 DE 19772733303 DE19772733303 DE 19772733303 DE 2733303 A DE2733303 A DE 2733303A DE 2733303 A1 DE2733303 A1 DE 2733303A1
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Description

2733J03
DIe Erfindung bezieht sich auf eine Vorkammer-Dieselmaschine mit einem Hubkolben, der in der oberen Totpunktlage mit einer im wesentlichen ebenen unteren Fläche eines Zylinderkopfes einen Hauptbrennraum begrenzt.
Eine derartige Vorkammer-Dieselmaschine ist besonders für Kraftfahrzeuge geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorkammer-Dieselmaschine der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass bessere Betriebsverhältnisse erreicht werden, wie rauchloses Fahren, weiche und damit geräuscharme Verbrennung, Verringerung der schädlichen Abgasanteile wie Stickoxide, Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, geringerer Kraftstoffverbrauch und geringere Materialbeanspruchung.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 herausgestellten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele ; der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Vorkammer-Dieselmaschinen nach der Erfindung ge- ! schnitten durch ein Auslassventil,
-8-
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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig.l, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.l, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig.l, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig.2, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf einen
Teil des Zylinderkopfes von unten, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Kolbenkopfes von oben,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Einsatzes zum Bilden der Vorkammer, Fig. 9 bis 11 der Fig. 1 entsprechende Schnitte
abgewandelter Ausführungsformen
und Flg.12 einen Schnitt nach der Linie 10-10
in Fig. 11.
In den Fig. 1 bis 8 ist eine Viertakt-Vorkammer- ! Dieselmaschine 10 für Kraftfahrzeuge dargestellt, die einen
Zylinderblock 12 mit mehreren Zylindern 14 aufweist, die in j einer oberen Fläche 16 des Zylinderblocks 12 offen sind. Jeder Zylinder enthält einen Hubkolben 18 mit üblichen Kolbenringen
j 20, der eine im wesentlichen ebene Stirnfläche 22 aufweist,die
in der oberen Totpunktlage etwa mit der Oberfläche 16 des ι
; Zylinderblocks fluchtet.
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Auf den Zylinderblock 12 ist mindestens ein Zylinderkopf 24 aufgesetzt, der eine im wesentlichen ebene untere Fläche 26 hat, die unter Zwischenlage einer Dichtung 28 auf der oberen Fläche 16 des Zylinderblocks aufruht und der zusammen mit dem Kolben und dem Zylinder einen Hauptbrennraum 30 begrenzt.
Im Bereich jedes Zylinders hat der Zylinderkopf 24 eine Einlassöffnung 32 und eine Auslassöffnung 34, die über
' entsprechende Einlass- und Auslasskanäle mit der Ansaug- bzw. Abgasanlage der Maschine verbunden sind. Diese Öffnungen werden durch Einlass- und Auslassventile 36,38 gesteuert, die als Tellerventile ausgebildet sind.
Die Ein- und Auslassventile 36,38 sind mit zueinander parallelen Achsen im Zylinderkopf geführt, wobei diese Achsen zu einer durch die Zylinderachsen 15 in Längsrichtung der Maschine geführten Ebene geneigt sind. Die Neigung der Ventilachsen 40 erfordert zur Bildung der Ventilsitze 41 im Zylinderkopf Aussparungen 42 und 43, die keilförmige Gestalt
j haben und seitlich durch Wände 44 begrenzt sind, die in die ebene Fläche 26 des Zylinderkopfes übergehen. Diese Aussparunger werden durch ähnliche keilförmige Aussparungen 46,48 in der j
! ebenen Stirnfläche 22 des Kolbens 18 ergänzt, um die Steuer- : bewegungen der Ventile zu ermöglichen. In der oberen Totpunkt- j lage des Kolbens 18 bilden die Aussparungen im Zylinderkopf und j
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im Kolben flache Taschen, die senkrecht zu den Ventilachsen
stehen.
Im Bereich Jedes Zylinders enthält der Zylinderkopf eine Vorkammer 50, die seitlich zum Kolben auf der Seite liegt, die den geneigten Ventilachsen 40 abgewandt ist. Jede
Vorkammer 50 wird durch eine Aussparung 52 des Zylinderkopfes gebildet, die sich von der unteren Fläche 26 nach oben erstreckt! und unten durch einen Einsatz 54 verschlossen ist.
Der Einsatz 54 hat eine untere Wand 56 mit einer unteren Fläche 60 und einer oberen Fläche 58, die durch eine
Mantelfläche 62 miteinander verbunden sind. Die untere Fläche 60 liegt der oberen Fläche 16 des Zylinderblocks entgegen und stützt sich an der Dichtung 28 ab, um bei zusasssiengebauter
Maschine den Einsatz 54 in seiner Lage zu halten. Die untere
Fläche 60 erstreckt sich bis in den Bereich des Zylinders und liegt der ebenen Stirnfläche 22 des Kolbens gegenüber. Die
untere Fläche 60 weist keine Öffnungen auf.
Der Einsatz 54 hat eine äussere zylindrische
Wand 63, die sich nach oben erstreckt und von einem entsprechenden zylindrischen Teil der Aussparung 52 Abstand hat, so dass eine Wärmesperre gebildet ist, um den Wandungsteil 63 warm zu halten. Ein teilzylindrischer Ansatz 64 an der Aussenseite der Wand 63 Jaasst in einen senkrechten Schlitz 65 in der Wand der
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: -11-
Aussparung 52 des Zylinderkopfes, wodurch der Einsatz in richtiger Lage festgehalten ist. Die Innenfläche der Wand 63 ist gewölbt und geht glatt in die obere Fläche 58 der Wand des Einsatzes über, um den unteren Napf 66 der Vorkammer zu bilden.
Ein oberer Randteil 67 hat teilkugelförmige Gestalt und geht in den oberen Teil der Aussparung 52 über. ! Die Vorkammer 50 ist mit dem Hauptbrennraum 30 durch einen i breiten und verhältnismässig flachen Kanal in der unteren Wand 56 des Einsatzes verbunden. Dieser Kanal hat einen ersten Kanalteil 68, der im wesentlichen geradlinig verläuft und mit den
zugeordneten Taschen ausgerichtet angeordnet ist. Der Kanalteil 68 erstreckt sich in Querrichtung in einer Achse, die in ! einer etwa rechtwinklig zu den Ventilachsen hO liegenden Ebene liegt. Der Kanalteil 68 ist schwach nach oben geneigt und hat eine Mündung 70 zum Hauptbrennraum oberhalb der unteren Fläche 6φ Auf der anderen Seite geht der Kanalteil 68 in einen zweiten breiten Kanalteil 72 über, der nach oben scharf abgewinkelt auf den Mittelpunkt der Vorkammer 50 gerichtet ist und einen spitzen Winkel zum ersten Kanalteil aufweist. Der zweite Kanaltei-1 72 mündet über eine öffnung 7k in den Napf 66 der Vorkammer an einer Stelle, die neben der Mitte der unteren Wand auf der der Mündung 70 abgewandten Seite liegt. Die Vorkammer
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erstreckt sich somit von der Öffnung 74 zur Zylinder- und Ventilachse zurück, so dass zwischen der oberen Fläche 56 und dem ersten Kanalteil 68 eine Wand 75 gebildet ist, die beim Betrieb von den Brenngasen von beiden Seiten aufgeheizt wird.
Der starke Winkel zwischen dem zweiten Kanalteil 72 und dem ersten Kanalteil 68 sowie die Ausrichtung auf den Mittelpunkt der Vorkammer 50 bewirken, dass die in die Vorkammer eintretenden Gase mit geringer Verwirbelung und Turbulenz eintreten, also anders als bei den meisten bekannten Vorkammerausbildungen. Die beiden Kanalteile 68 und 72 sind verhältnismässig breit im Verhältnis zu ihrer Tiefe, um einen verhältnismässig grossen Strömungsquerschnitt zu erhalten. Der erste Kanalteil hat etwa ein Verhältnis von 1:4, während der nach oben gerichtete zweite Kanalteil etwas mehr als 2 1/2 mal grösse re Breite als Dicke aufweist.
Der Kanal 68,72 ist mit den tiefer liegenden j Seiten der Aussparungen 42 und 44 durch einen Kanal 76 verbunden, der in Querrichtung in die Fläche des Zylinderkopfes eingearbeitet ist und eine im wesentlichen gleiche Breite wie der erste Kanalteil 68 hat und somit eine Verlängerung dieses Kanalteils darstellt.
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Durch diese Ausbildung werden die heissen Gase aus der Vorkammer in Querrichtung in die Ecken der Taschen zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben geleitet, wobei die Gase als breites Band fächerartig über die sich gegenüberliegende Flächen von Zylinderkopf und Kolben streichen, um nicht nach unten gerichtet auf den Kolben zu treffen, wie dies bei üblichen Vorkammer-Maschinen der Fall ist. Durch diese Ausbildung wird eine unregelmässige lokale Wärmeübertragung auf die Kolben-! flächen vermieden und der Wärmeübergang auf eine gröwsere Fläche verteilt, wobei gleichzeitig Zylinderkopf und die Ventile einen erhöhten Anteil an der Wärmeableitung übernehmen. Der Kolbenkopf kann daher die Wärmebelastung aufnehmen, ohne seine Wandstärke zu erhöhen, wodurch die Bauhöhe des Zylinderblocks gegenüber vergleichbaren Zündermaschinen nicht erhöht wird, so dass gleiche Zylinderabmessungen für Diesel- und Zündermaschinen gewählt werden können, wodurch die Bearbeitungskosten gesenkt werden.
Im Bereich jedes Zylinders ist eine stabförmige Kraftstoff-Einspritzdüse 78 in dem Zylinderkopf in einer Bohrung
80 angeordnet, deren Achse vorzugsweise parallel zur Zyünderj
j achsel5 liegt und in der oberen Wand der Vorkammer 50 im wesentj
liehen tangential zur inneren Fläche 82 der Vorkammer nahe der Zylinderachse eintritt. Die Kraftstoffeinspritzdüse hat einen
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Spritzkopf 84 (Fig. 3) mit einer Ventilnadel 85 und mindestens zwei im Winkel zueinander angeordneten Spritzöffnungen 86 und 88, die in einer zur Zylinderachse parallelen Ebene liegen und Kraftstoff nach unten im wesentlichen parallel zur Zylinder- und Kolbenachse 15 als breiten Fächer einspritzen, so dass er gegen die helssen Seiten und Bodenwand 75 des Einsatzes 54 gelangt. Notfalls können zusätzliche Spritzöffnungen vorgesehen werden, um den Kraftstoff in einem noch breiteren Fächer gegen weitere Flächen der Vorkammer zu richten.
Der Kraftstoff wird vorzugsweise im wesentlichen tangential und in Richtung der in der Vorkammer 50 strömenden Luft eingespritzt. Es wird hierdurch in der Vorkammer eine begrenzte Zone reichen Gemische gebildet, in der die Bildung von Stickoxiden begrenzt ist. Die anschliessende Mischung des abbrennenden reichen Gemische mit der Luft im Hauptbrennraum bedingt die vollständige Verbrennung, bei der die Anteile an ; unverbranntem Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid in den üblichen Grenzen gehalten werden.
! Der Zylinderkopf enthält auch eine Glühkerze 90
! im Bereich jedes Zylinders, die in einer Bohrung 92 angeordnet t ist, deren Achse in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse der
Kraftstoffeinspritzdüse 78 liegt und vorzugsweise auch in der Ebene des Kais 68,72 zur Vorkammer. Diese Ebene liegt parallel
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zur Zylinderachse 15. Jede Glühkerze 90 hat ein verlängertes Ende 94, das in die Vorkammer 50 ragt und in dem Bereich des KraftstoffStrahls eine heisse Stelle bildet, die die Zündung des Kraftstoffes beim Anlassen und Warmlaufen der Maschine bewirkt.
Die einzelnen Merkmale der erfindungsgemässen Ausbildung haben bei einer Viertakt-Vorkammer-Dieselmaschine
; für Kraftfahrzeuge dazu geführt, dass eine wirkungsvolle Ver-
j brennung erzielt wurde, geringe Rauchentwicklung und günstige : Abgaszusammensetzung bei geringen Verbrennungsgeräuschen.
! Die weiteren Untersuchungen haben hierbei folgende Vorteile
gezeigt.
Die Anordnung der gfieigten Ventilachsen in Verbin-
; dung mit dem in Querrichtung liegenden Auslass aus der Vorkammer
durch breite Kanäle verhindert übermässige örtliche Tempera-
i
türen am Kolbenkopf und begünstigt eine volle Ausnutzung der Luft im Hauptbrennraum, so dass eine gute Leistungsausbeute bei geringer Rauchentwicklung erreicht wird, die mit einem Verdichtungsverhältnis erreicht wird, das im allgemeinen für normale Dieselmaschinen als zu hoch angesehen wird. Es ergibt sich somit ein ausserst günstiges Leistungsgewicht. Ferner erfolgt durch die erfindungsgemässe Anordnung eine gute Mischung im Hauptbrennraum und daraus folgend eine nahezu vollkommene
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Verbrennung mit geringen Anteilen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid in den Abgasen.
Die starke Abwinklung in dem Kanal zur Vorkammer
und der radiale Eintritt in die Vorkammer ergibt eine geringe
in Verwirbelung der eintretenden Luft7der Vorkammer im Gegensatz zu bekannten Vibrkammer-Konstruktionen und unterstützt damit eine weiche Verbrennung mit geringem Geräusch und geringer Materialbeanspruchung.
Die Anordnung der Kraftstoffeinspritzdüse dicht neben der Wand der Vorkammer und die Ausbildung des Spritzkopfes ergibt einen breiten und dünnen Kraftstoffschleier, der in Richtung der strömenden Luft in die Vorkammer eintritt, so dass sich eine Zone reichen Gemischs bildet, die sich in der Nähe der Vorkammerwandung befindet, ohne dass übermässiges Ansammeln von Kraftstoff an der Wandung selbst eintritt. Die Verbrennung erfolgt also als örtlich reiches Gemisch in einer Zone niedriger Temperatur, wodurch eine weiche Verbrennung und eine geringe Bildung von Stickoxiden gewährleistet ist.
Die Unterteilung des Kanals zur Vorkammer in zwei unterschiedliche Abschnitte gestattet,den Strömungsquerschnitt und die Richtung zum Erzielen optimaler Betriebsbedingungen zu wählen.
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-17- j
Die Verwendung einer breiten dünnen Wand in
der Vorkammer schafft eine örtliche hohe Temperaturquelle, ; durch die der Zündverzug verringert wird und wobei gleich- ; zeitig das Ansammeln von Kraftstoff an der Wandung verhindert : wird. Dies unterstützt die weiche Verbrennung und bedingt
einen geringen Anteil an unverbranntem Kohlenwasserstoff. ! Zusätzlich zu den erwähnten Vorteilen kann die |
zugeordnete Kraftstoffpumpe mit verhältnismässig niedrigem
i Einspritzdruck arbeiten und geringere Einspritzgeschwindigkeit \ benötigen, wodurch zusammen mit einer genauen Einspritzzeit- j sAerung der Beginn der Verbrennung im bestmöglichen Zeitpunkt !
nach Drehzahl und Leistung beherrscht werden kann, wodurch j
ebenfalls eine weiche Verbrennung und günstige Abgaszusammensetzung erreicht wird.
Die Fig. 9 bis 12 zeigen abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung. Im wesentlichen ist der Aufbau der
gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Unterschiede beziehen sich im wesentlichen auf Ausbildung und
Anordnung der Kraftstoffeinspritzdüse und der Glühkerze. Die
Beschreibung der abgewandelten Ausführungsformen beschränkt j
sich daher auf die unterschiedlichen Teile. j
In Fig. 9 ist die Anordnung und Richtung der Kraft- ;
stoffeinspritzdüse 178 und der Glühkerze 190 abgewandelt. j
i -18- !
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Hier liegt die Glühkerze 190 neben der Innenwandfläche 182 der Vorkammer und ist in einer Bohrung 192 angeordnet, die innerhalb, aber in gleicher Ebene, mit der Bohrung 180 für die Kraftstoffeinspritzdüse liegt. Hier ist der Kraftstoffschleier der Kraftstoffeinspritzdüse in Richtung des Luftstroms auf den inneren Teil der Vorkammerwand und der Bodenwand gerichtet, also ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist dieAnordnung der Kraftstoffeinspritzdüse 278 und der Glühkerze 290 Ähnlich der Anordnung gemäss Fig. 9. Jedoch ist der Kraftstoffstrahl der Kraftstoffeinspritzdüse insofern abgeändert, als er im wesent liehen auf den Mittelpunkt der Vorkammer 250 auf die Mündung des zweiten Kanalteils 272 gerichtet ist. Der zweite Kanalteil 272 ist ebenfalls abgewandelt, indem er scharf nach oben nahezu im rechten Winkel zum ersten Kanalteil 268 abge- j winkelt ist und somit auf einen Bereich zwischen dem Mittelpunkt und der äusseren Wand der Vorkammer gerichtet ist. Es ergibt sich hierdurch eine grössere Wirbelung der Luft in der Vorkammer als bei den ersterwähnten Ausführungsformen, wodurch si dl eine etwas schnellere Verbrennung ergibt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 ist die Anordnung der Einspritzdüse 378 im wesentlichen die gleiche wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10.
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Jedoch ist die Glühkerze 390 anders angeordnet, da sie mit ihrer Achse nicht in einer Querebene durch die Achse der Kraftstoffeinspritzdüse und des Kanals zur Vorkammer liegt. Auch der Napf 366 der Vorkammer ist abgewandelt und hat einen schärferen übergang zwischen der Wand 382 und der oberen Fläche 358. Ebenso ist der K-anal zur Vorkammer anders ausgestaltet, da der zweite Kanalteil 372 an den ersten Kanalteil 368 in einem starken, aber stumpfen Winkel anschliesst und der zweite Kanalteil 372 im wesentlichen tangential an den äusseren Wandteil der Vorkammer anschliesst. Hierdurch wird ein verhältnismässig starkes Wirbeln der eintretenden Luft erzielt.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Vorkammer 350 im Verhältnis zur Zylinderachse 315 verlagert ist, so dass der Kanal 368, 372 nicht auf die Zylinderachse 315 gerichtet ist. Es ist daher eine abgewandelte Ausbildung des Kanals 376 erforderlich, der die Mündung 370 des Kanals 368,372 mit den keilförmigen Aussparungen 342, 3^3 im Zylinderkopf verbindet.
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Claims (15)

  1. Dip., !^g. K. Walther *
    Bolivaralse 9 1000 BERUN 19
    W/Vh-3213 21.7.77
    General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.
    Vorkammer-Dieselmaschüie
    Patentansprüche :
    ! 1.)Vorkammer-Dieselmaschine mit einem Hubkolben, der in der oberen Totpunktlage mit einer im wesentlichen ebenen unteren Fläche eines Zylinderkopfes einen Hauptbrennraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander liegende Einlass- und Auslassventile (36,38) mit ihren Längsachsen (40) geneigt zur Zylinderachse (15) angeordnet sind, dass im Zylinderkopf (2A) keilförmige Aussparungen (42,43) zur Aufnahme der Ventilteller vorgesehen sind,
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    INSPECTED
    dass in dem Zylinderkopf (24) auf der Seite, die den geneigten Ventilachsen gegenüberliegt, eine Vorkammer (50) gebildet ist, deren untere Wand (56) eine durchgehende untere Fläche (60), die mit der unteren Fläche (26) des Zylinderkopfes fluchtet, aufweist und einen Kanal (68,72) zur Verbindung zwischen den Aussparungen in der Stirnfläche des Zylinderkopfes und der Vorkammer enthält, wobei ein Kanal (76) im Zylinderkopf den tiefen Teil der Aussparungen mit einer Mündung (70) eines ersten in Querrichtung liegenden Kanalteils (68) verbindet, der in ! einen zu ihm abgewinkelten zweiten Kanalteil (72) übergeht,
    der in die Vorkammer (50) mündet.
  2. 2. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) eine im wesentlichen ebene Stirnfläche (22) hat, in der den Aussparungen (42,43) im Zylinderkopf (24) gegenüberliegende keilförmige Aussparungen (46,48) gebildet sind, die in der oberen Totpunktlage zusammen mit den Aussparungen des Zylinderkopfes senkrecht zu den Ventilachsen (40) liegendejflache Taschen bilden.
  3. 3. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalteil (68) in der unteren Wand (56) der Vorkammer (50) im wesentlichen zu den in der oberen Totpunktlage gebildeten Taschen ausgerichtet ist und etwa deren Breite hat und Gase aus der Vorkammer den
    -3-
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    Taschen im Bereich der tiefen Teile der keilförmigen Aussparungen (42,43) im Zylinderkopf zuleitet.
  4. 4. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalteil (72) sich scharf nach oben abgewinkelt vom ersten Kanalteil (68) zur Vorkammer (50) erstreckt.
  5. 5. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vorkammer (50) von der Mündung (74) des Kanals (68,72) in ihrer unteren Wand in Richtung auf die Ventilachsen (40) erstreckt, so dass eine Wand (82) zwischen dem Kanal und der Vorkammer gebildet ist.
  6. 6. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (78) im wesentlichen parallel zur Zylinderachse (15) und gegen die Wand (82) zwischen dem Kanal (68,72) und der Vor- !
    , kammer (50) gerichtet in der Vorkammerwand angeordnet ist, ' ; so dass beim Verdichtungshub des Kolbens (18) anfangs ein auf j
    die Zylinderachse zu gerichteter Luftstrom entsteht, der an !
    i
    ! der Wand im wesentlichen parallel zur Zylinderachse umgelenkt i wird und eingespritzten Kraftstoff in einem Bereich reichen ;
    i j Gemischs oberhalb der Wand (82) mitnimmt, indem eine Ver-
    i
    brennung unter geringer Stickoxidbildung erfolgt, wobei das
    Volumen der Vorkammer (50) etwa dem des Hauptbrennraumes
    -4-
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    2733 03
    -a-
    entspricht und die Gase aus der Vorkammer fächerartig gegen den Zylinderkopf, die Ventile und den Kolben geleitet werden, so dass diese annähernd gleicher Wärmebelastung unterliegen.
  7. 7. Vorkammer-Dieselmaschine nach einem der
    Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (50) zum Teil durch einen napfartigen Einsatz (5A) begrenzt wird, der eine untere durchgehende mit der unteren Fläche (26) des Zylinderkopfes fluchtende Fläche (60) und eine obere den Boden der Vorkammer bildende Fläche (58) aufweist und den ersten Kanalteil (68) von seiner Mündung (70) zum Hauptbrennraum schwach ansteigend enthält, der um einen grösseren Winkel nach oben geneigt in den zweiten Kanalteil (72) übergeht.
  8. 8. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (68,72) zur Vorkammer (50) über mindestens die Hälfte des Einsatzes (5A) erstreckt.
  9. 9. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (68,72) zur Vorkammer grössere Breite als Tiefe hat und der zweite nach oben gerichtete Kanalteil (72) in einem spitzen Winkel an den ersten Kanalteil (68) anschliesst.
  10. 10. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (68,72) zur Vorkammer
    -5-
    70988 6/0697
    2733103
    grössere Breite als Tiefe hat und der zweite Kanal teil (72) auf den Mittelpunkt der Vorkammer (50) gerichtet sich in einem spitzen Winkel an den ersten Kanalteil (68) anschliesst.
  11. 11. Vorkammer-Dieselmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vorkammer (50) eine Glühkerze (90) ragt, deren Achse in einer Ebene mit der Längsachse der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (78) und dem Kanal (6a,72) zur Vorkammer liegt.
  12. 12. Vorkammer-Dieselmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kanals (68,72) zur Vorkammer (50) mehr als seine doppelte Tiefe beträgt.
  13. 13. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (78) einen Spritzkopf (84) mit zwei im Winkel zueinander liegenden Spritzöffnungen (86,88) hat, deren Achsen in einer zur Ebene der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung senkrechten Ebene liegen und einen breiten Kraftstoffschleier nach unten gegen die Seitenwand und den Boden der Vorkammer (50) richten.
  14. 14. Vorkammer-Dieselmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzöffnungen (86,88) so angeordnet sind, dass der Kraftstoff im wesentlichen tangential
    -6-
    7098BB/0697
    OfMtNAL INSPECTED
    2733
    längs einer Seitenwand (75) der Vorkammer (50) in Richtung des Luftstroms eingespritzt wird.
  15. 15. Vorkammer-Dieselmaschine nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze (90) in der Vorkammer in der Nähe des aus den Spritaöffnungen (86,88) austretenden KraftstoffStrahls endet.
    709R8R/0697
DE2733303A 1976-08-02 1977-07-21 Vorkammer-Dieselmaschine Expired DE2733303C2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US71092476A 1976-08-02 1976-08-02
US71106476A 1976-08-02 1976-08-02
US05/809,418 US4122805A (en) 1976-08-02 1977-06-24 Diesel engine combustion chambers
US05/809,417 US4122804A (en) 1976-08-02 1977-06-24 Diesel engine combustion chambers

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GB (1) GB1561729A (de)
IT (1) IT1079381B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2479329A1 (fr) * 1980-03-31 1981-10-02 Rockwell International Corp Appareil de precombustion de moteur diesel

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1091228B (it) * 1977-09-23 1985-07-06 Fiat Spa Perfezionamenti nelle camere di combustione di un motore a ciclo diesel a precamera
US4270499A (en) * 1979-05-03 1981-06-02 General Motors Corporation Diesel engine precombustion chambers
JPS55176435U (de) * 1979-06-05 1980-12-18
JPS56156412A (en) * 1980-05-07 1981-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combustion chamber for auxiliary chamber system internal combustion engine
FR2604748B1 (fr) * 1986-10-02 1989-01-13 Peugeot Moteur a allumage par compression comportant une prechambre a bougie inclinee
JPS6278329U (de) * 1986-11-05 1987-05-19

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1413466A (en) * 1922-04-18 Adjustable firing chamber for solid-injection engines
GB348938A (en) * 1930-06-27 1931-05-21 Samuel John Fielding Improvements in internal combustion engines
US1917883A (en) * 1932-01-25 1933-07-11 Campbell Wyant & Cannon Co Combustion chamber
DE694124C (de) * 1931-08-29 1940-07-25 Daimler Benz Akt Ges Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbstzuendung sowie einer schraeg und exzentrisch zur Zylinderachse angeordneten Vorkammer
GB766302A (en) * 1954-02-15 1957-01-16 Slobodan Dobrosavljevic Improvements in four-stroke diesel engines
US3244158A (en) * 1962-08-18 1966-04-05 Motoren Werke Mannheim Ag Compression-ignition engines
DE1292931B (de) * 1961-12-20 1969-04-17 Caterpillar Tractor Co Luftverdichtende Brennkraftkolbenmaschine mit Kraftstoffeinspritzung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR737181A (fr) * 1931-06-11 1932-12-08 Perfectionnements aux chambres de combustion de moteurs à combustion interne du type à injection de combustible liquide et à allumage par compression
FR784663A (fr) * 1934-01-26 1935-07-22 Daimler Benz Ag Moteur à combustion interne fonctionnant suivant le système diesel et comportant une chambre où se produisent des tourbillons
US2894495A (en) * 1954-02-15 1959-07-14 Slobodan M Dobrosavlyevitch Combustion chamber in a monovalve diesel engine with air cooling
FR1211196A (fr) * 1958-11-06 1960-03-14 Perkins F Ltd Perfectionnements aux chambres de combustion des moteurs à combustion interne à allumage par compression
FR1365838A (fr) * 1963-08-09 1964-07-03 Motoren Werke Mannheim Ag Moteur à combustion interne à autoallumage et compression d'air
DE1526291B2 (de) * 1966-11-22 1974-04-11 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkraftmaschine mit Wirbelkammer
GB1204434A (en) * 1967-10-16 1970-09-09 Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vo Improvements in or relating to otto engines having a combustion space of rotary or substantially rotary shape

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1413466A (en) * 1922-04-18 Adjustable firing chamber for solid-injection engines
GB348938A (en) * 1930-06-27 1931-05-21 Samuel John Fielding Improvements in internal combustion engines
DE694124C (de) * 1931-08-29 1940-07-25 Daimler Benz Akt Ges Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbstzuendung sowie einer schraeg und exzentrisch zur Zylinderachse angeordneten Vorkammer
US1917883A (en) * 1932-01-25 1933-07-11 Campbell Wyant & Cannon Co Combustion chamber
GB766302A (en) * 1954-02-15 1957-01-16 Slobodan Dobrosavljevic Improvements in four-stroke diesel engines
DE1292931B (de) * 1961-12-20 1969-04-17 Caterpillar Tractor Co Luftverdichtende Brennkraftkolbenmaschine mit Kraftstoffeinspritzung
US3244158A (en) * 1962-08-18 1966-04-05 Motoren Werke Mannheim Ag Compression-ignition engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2479329A1 (fr) * 1980-03-31 1981-10-02 Rockwell International Corp Appareil de precombustion de moteur diesel

Also Published As

Publication number Publication date
FR2360755B1 (de) 1980-04-18
FR2360755A1 (fr) 1978-03-03
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GB1561729A (en) 1980-02-27
AU511724B2 (en) 1980-09-04
AU2722277A (en) 1979-01-25
DE2733303C2 (de) 1982-12-16
JPS5550167B2 (de) 1980-12-16
IT1079381B (it) 1985-05-08
BR7705003A (pt) 1978-05-02

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