DE2741121C2 - Spark ignition internal combustion engine - Google Patents

Spark ignition internal combustion engine

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Helga 7750 Konstanz Huf, (verstorben)
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Description

eines Auslaßventils. Das Volumen des Brennraums ist zum größeren Teil durch die Zylinderkopf-Ausnehmung gebildet, und in diesem ist durch die Formgebung des Einlaßkanals ein Drehwirbel der Ladung um die Zylinderlängsachse erzeugt Dabei werden zwischen Zylinderkopf- und Kolbenflächen zwei bezüglich des Brennraums sich gegenüberliegende Quetschspalte gebildet, von denen der erste in einer senkrecht zur Zylnderlängsachse in bezug auf den Mittelpunkt des Brennraums zum Kolben hin versetzt verlaufenden Trennungsebene zwischen Zylinderkopf und Kolbenboden liegt Der zweite Quetschraum liegt in dieser Trennungsebene sowie zwischen einer Fläche des Kolbenvorsprungs und einer Fläche der Zylinderkopf-Ausnehmung und mündet tangential in den vom Zylinderkopf gebildeten Brennraum. Da jedoch der im wesentlichen zylindrische Brennraum zur Kolbenachse schräg angeordnet ist, werden die durch den ersten, ringförmig ausgebildeten Quetschspalt erzeugten Quetschströme im wesentlichen radial auf die Mitte des Kolbenbodens gerichtet sein und hier aufeinanderprallen. Hierdurch entstehen hohe Drücke, die zur Selbstzündung der Ladung führen könnea Diese Wirkung wird noch verstärkt durch die Richtung des Zündstrahls, die ebenfalls auf die Kolbenbodenmitte zeigt und zur Erhöhung des Druckes und der Turbulenzen beiträgt Auch sind Ecken des Verbrennungsraumes nur wenig oder gar nicht ausgerundet, so daß beispielsweise der von dem zweiten Quetschspalt erzeugte tangential Quetschstrom in den ungerundeten Ecken Wirbel bildet, die ein gleichmäßiges Durchmischen der Ladung verhindertan exhaust valve. The volume of the combustion chamber is largely due to the cylinder head recess formed, and in this a swirl of the charge around the longitudinal axis of the cylinder is due to the shape of the inlet channel In the process, two are generated between the cylinder head and piston surfaces with respect to the combustion chamber Opposite squishy gaps formed, the first of which in a perpendicular to the cylinder longitudinal axis with respect to the center of the combustion chamber towards the piston offset running separation plane lies between the cylinder head and the piston crown. The second squish area lies in this separation plane and between a surface of the piston projection and a surface of the cylinder head recess and opens tangentially into the combustion chamber formed by the cylinder head. However, since the essentially cylindrical combustion chamber is arranged obliquely to the piston axis, the first, are ring-shaped formed squeeze gap generated squeeze currents essentially radially to the center of the piston head be directed and clash here. This creates high pressures that cause the charge to self-ignite This effect is reinforced by the direction of the pilot jet, which is also points to the center of the piston crown and also contributes to the increase in pressure and turbulence Corners of the combustion chamber only slightly or not at all rounded, so that for example that of the second nip generated tangential squeeze flow in the unrounded corners forming eddies, which a Prevents the load from being evenly mixed

Aus der DE-OS 15 26 338 ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung den Brennraum nierenförmig auszugestalten. Dabei liegen sich die beiden Quetschspalte in bezug auf den Brennraum gegenüber und werden gleichzeitig von diesem getrennt Die Seitenwände des Verbrennungsraumes sind derart ausgestaltet, daß jeweils einem der zwei Ventile eine schräge Seitenwand zugeordnet ist Dadurch, daß diese Seitenwände sich im wesentlichen achssymmetrisch gegenüberstehen, entstehen zwei gegenläufige Wirbelwalzen, die ebenfalls keine gleichmäßige Durchwirbelung der Ladung ermöglichen.From DE-OS 15 26 338 it is known in internal combustion engines with external ignition the combustion chamber is kidney-shaped to design. The two pinch gaps are opposite each other in relation to the combustion chamber and are separated from it at the same time The side walls of the combustion chamber are designed in such a way that that in each case one of the two valves is assigned an inclined side wall. Because these side walls are essentially axially symmetrical, there are two vortex rollers running in opposite directions, which also do not allow the load to be swirled evenly.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird in vorteilhafter Weise bei Verwendung von Normal-Benzin eine Verdichtung von ε = 9 bis 11 und bei Verwendung von bleifreiem Super-Benzin eine Verdichtung von ε = 11,5 bis 14 und mehr erreichtThe internal combustion engine according to the invention advantageously achieves a compression of ε = 9 to 11 when using normal gasoline and a compression of ε = 11.5 to 14 and more when using unleaded super gasoline

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist in vorteilhafter Weise keine Leistungslöcher in irgendeinem Drehzahlbereich auf.The internal combustion engine according to the invention advantageously has no power holes in any way Speed range on.

Weiter ist der spezifische Brennstoffverbrauch bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem weiten Drehzahl- und Leistungsbereich gleichbleibend minimal. Furthermore, the specific fuel consumption in the internal combustion engine according to the invention is broad Speed and power range consistently minimal.

Auf Grund der gesteigerten Abbrenngeschwindigkeit kann mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine der Drehzahlbereich ohne Beeinträchtigung des spezifischen Brennstoffverbrauchs erhöht werden.Due to the increased burn-off speed, the internal combustion engine according to the invention the speed range can be increased without impairing the specific fuel consumption.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist der Gasrest nach jedem Arbeitsspiel praktisch Null, wobei in vorteilhafter Weise der NCVAbgasanteil im gesamten Drehzahlbereich weit unter bisher bekannten und gemessenen Werten liegt Ebenfalls liegen die CO-und CH-Abgaswerte trotz der niedrigeren Verbrennungstemperatur unter den bisher gemessenen Werten.In the internal combustion engine according to the invention, the gas residue is practically zero after each work cycle, in an advantageous manner, the NCV exhaust gas component in the entire speed range is far below previously known and measured values is also the CO and CH exhaust gas values despite the lower combustion temperature below the values measured so far.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 eine Schnittansicht des den Verbrennungsraum begrenzenden Kolbens und Zylinderkopfes;
F i g. 2 eine Aufsicht längs der Linie A-A von F i g. 1; Fig.3 eine vergrößerte Ansicht des Verbrennungsraums von F i g. 1; F i g. 1 is a sectional view of the piston and cylinder head delimiting the combustion chamber;
F i g. 2 is a plan view along the line AA of FIG. 1; 3 shows an enlarged view of the combustion chamber from FIG. 1;

Fig.4 eine vergrößerte Ansicht des den Verbrennungsraum begrenzenden Kolbens von Fig. 1;
F i g. 5 eine Schnittansicht längs der Linie B-B von F i g. 6 undFIG. 4 shows an enlarged view of the piston of FIG. 1 delimiting the combustion chamber;
F i g. 5 is a sectional view along the line BB of FIG. 6 and

F i g. 6 eine Schnittansicht von F i g. 5 längs der Linie C-C F i g. 6 is a sectional view of FIG. 5 along the line CC

Die Figuren zeigen einen senkrecht zur Achse des Zylinders 1, & h. parallel zur Kolbenoberfläche, geteilten Verbrennungsraum Vc, wobei die Teilungsebene stets unterhalb einer Ebene durch den Mittelpunkt 5 des Verbrennungsraumes Vc verläuft, so daß stets ein Teil 6 des Verbrennungsraumes Vc in dem Zylinderkopf 12 eingebettet ist und der im Kolben 2 ausgebildete Verbrennungsraum 7 und der Quetschspalt 16,17 zwischen der Restfläche des Zylinderkopfes 12 und der Restfläche des Kolbenbodens gebildet wird.The figures show a perpendicular to the axis of the cylinder 1, & h. parallel to the piston surface, divided combustion chamber Vc, the dividing plane always running below a plane through the center 5 of the combustion chamber Vc , so that a part 6 of the combustion chamber V c is always embedded in the cylinder head 12 and the combustion chamber 7 formed in the piston 2 and the Pinch gap 16,17 is formed between the remaining surface of the cylinder head 12 and the remaining surface of the piston head.

Weiter ist der Kolben 2 mit einer über die Breite des nierenförmigen Querschnitts verlaufenden Nase 10 versehen, die den eigentlichen Verbrennungsraum nach links begrenzt Um die Abbrenngeschwindigkeit der Flammenfront im Verbrennungsraum Vc auf ein Maximum zu steigern und gleichzeitig vor dem Verbrennungsbeginn ein besonders homogenes Kraftstoff-Luftgemisch zu erzwingen, ist der Einlaßkanal zum Einlaßventil 4 so schneckenförmig angeordnet, daß die gesamte Verbrennungsluft einen Drall erhält, der beim Verdichten in den gesamten Verbrennungsraum weggequetscht wird, so daß sich dort der Drehwirbel um die /-Achse des Zylinders 1, bzw. um den Mittelpunkt 5 des Verbrennungsraumes fortsetztFurthermore, the piston 2 is provided with a nose 10 running across the width of the kidney-shaped cross-section, which delimits the actual combustion chamber to the left in order to increase the burning speed of the flame front in the combustion chamber Vc to a maximum and at the same time to provide a particularly homogeneous fuel-air mixture before the start of combustion force, the inlet channel to the inlet valve 4 is arranged in a helical manner that the entire combustion air receives a swirl which is squeezed away during compression in the entire combustion chamber, so that there the swirl around the / -axis of the cylinder 1, or around the center 5 of the combustion chamber continues

Gleichzeitig wird durch die Quetschwirkung zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderkopf auf der linken Kolbenseite die dort befindliche Teilladung über die Nase 10 so peripher entlang der gesamten Oberfläche des Verbrennungsraumes bewegt, daß sich ein weiterer laminarer Gasstrom ausbildetAt the same time, due to the squeezing effect between the piston 2 and the cylinder head on the left On the piston side, the partial charge located there via the nose 10 so peripherally along the entire surface of the combustion chamber moves that a further laminar gas flow is formed

Auf der rechten Kolbenseite, die keine Nase aufweist, wird durch den Quetsch-Effekt ein zusätzlicher Quetschstrom im mittleren Bereich des Verbrennungsraumes Vc um den Mittelpunkt 5 desselben ausgebildet, so daß keine toten Wirbelfelder entstehen, in welchen normalerweise eine Selbstzündung auftritt, die zu schädlichen Abbrennverzögerungen führt und den effektiven Wirkungsgrad meßbar vermindert Der sekundäre Quetschwirbel ist eine Laminarströmung um die x-Achse durch den Mittelpunkt 5 des Verbrennungsraums in der aufgezeigten Drehrichtung II. Dieser Drehwirbel wird durch den Zündstrahl 15 der Zündkerze 14 unterstützt, so daß man eine außerordentlich hohe Abbrenngeschwindigkeit bei geometrisch geordneter Oxydation der Ladung erreicht Dabei wird diese Verbrennung durch die Katalysatorschicht 13 des Verbrennungsraums unterstützt Da Stickoxide sich nur dann bilden können, wenn beim Zünden und Oxydieren der Ladung sich so heiße Zonen bilden, daß dort die Selbstzündtemperatur des Stickstoffes beim vorhandenen Druck erreicht wird, kann man dies nur verhindern, indem man die Maximaltemperatur bei der Verbrennung gezielt begrenztOn the right-hand side of the piston, which has no nose, an additional squish current is formed in the middle area of the combustion chamber Vc around the center 5 of the same, so that no dead vortex fields arise in which auto-ignition normally occurs, which would lead to harmful delays in burning The secondary squeeze vortex is a laminar flow around the x-axis through the center 5 of the combustion chamber in the indicated direction of rotation II Geometrically ordered oxidation of the charge is achieved. This combustion is supported by the catalyst layer 13 of the combustion chamber. Since nitrogen oxides can only form when the ignition and oxidation of the charge are so hot that the self-ignition temperature of the nitrogen is formed there s is reached at the existing pressure, this can only be prevented by deliberately limiting the maximum temperature during combustion

Durch die Katalysatorwirkung der Verbrsnnungsraum-Wände wird dieses Abbrennen in unteren Tempe-Due to the catalytic effect of the combustion chamber walls, this burning off takes place at lower temperatures.

raturzonen bereits beginnen, wobei der sich bildende Wasser- und Kohlendioxyd-Dampf eine weitere Drucksteigerung hervorruft, ohne daß die Verbrennungstemperatur ansteigt Hierdurch wird selbst bei einer Verdichtung von ε = 13 kein Ölkühler benötigtTemperature zones already begin, with the water and carbon dioxide vapor forming causing a further increase in pressure without increasing the combustion temperature. This means that even with a compression of ε = 13, no oil cooler is required

Die Teilung des Verbrennungsraumes Vc durch den Quetschspalt 16, 17 zwischen dem Zylinderkopf 12 etwas unterhalb der durch den Mittelpunkt des Brennraums verlaufenden Senkrechtebene zur 7-Achse erlaubt die Anordnung der Zündkerze 14 so, daß der Zündstrahl im Drehsinn IH um den Mittelpunkt 5 des Verbrennungsraumes Vc einwirkt.The division of the combustion chamber Vc by the pinch gap 16, 17 between the cylinder head 12 slightly below the plane perpendicular to the 7-axis running through the center of the combustion chamber allows the spark plug 14 to be arranged so that the ignition jet rotates in the direction IH around the center 5 of the combustion chamber Vc acts.

Im Einzelnen zeigt Fig. 1 einen Schnitt in der y-z-Ebene mit einem Schnitt im Zylinderkopf 12 parallel verschoben in einer Ebene durch ein Ventil 4. Man erkennt den geteilten Verbrennungsraum Vc, dessen oberer und größerer Teil 6 im Zylinderkopf 12 angeordnet ist, während der untere Teil 7 im Kolben 2 angeordnet ist Die Oberfläche des Verbrennungsraumes ist vollkommen glatt und daher sehr strömungsfreundlich und zusätzlich mit einer Katalysator-Hartschicht 13 nur dort überzogen, wo die Verbrennung stattfinden soll, hier im Gebiet 8.In detail, Fig. 1 shows a section in the yz plane with a section in the cylinder head 12 displaced parallel in a plane through a valve 4. You can see the divided combustion chamber Vc, the upper and larger part 6 is arranged in the cylinder head 12, during the The lower part 7 is arranged in the piston 2 The surface of the combustion chamber is completely smooth and therefore very flow-friendly and is additionally covered with a hard catalyst layer 13 only where the combustion is to take place, here in area 8.

Der Kolben hat linksseitig eine Nase 10 in der Partie Q deren geometrische Form exakt mit der Spaltbreite 16 parallel zum Zylinderkopf 12 gegenüber verläuft, so daß strömungsmäßig in der ΟΓ-Lage des Kolbens eineThe piston has a nose 10 on the left in the part Q, the geometric shape of which runs exactly with the gap width 16 parallel to the cylinder head 12 opposite, so that in terms of flow in the ΟΓ position of the piston

starke und periphere Strömung I um die jr-Achse des Brennraumes erzwungen wird. Im Brennraum-Inneren wäre dann keine Strömung, wenn nur die linke Quetschfläche 19 wirken würde.
Auf Grund der rechten Quetschfläche 20 in Verbindung mit dem Quetschspalt 17 wird jedoch erreicht, daß eine zweite Laminarströmung im selben Drehsinn II parallel zur Strömung I entstehtstrong and peripheral flow I is forced around the jr-axis of the combustion chamber. There would be no flow in the interior of the combustion chamber if only the left pinch surface 19 were effective.
Due to the right squeeze surface 20 in connection with the squeeze gap 17, however, it is achieved that a second laminar flow arises in the same direction of rotation II parallel to the flow I.

Fig.3 und 4 zeigen die Strömungsverhältnisse im vergrößerten Maßstab, wobei man die am Kopfteil der3 and 4 show the flow conditions in enlarged scale, with the one at the head of the

Brennraumwandung angeordnete Katalysatorschicht 13 erkennt Die Quetschflächen i9, 20 weisen keine Katalysatorschicht 13 auf und sind zusätzlich technisch geglättet, so daß sie einen extrem niedrigen Strömungswiderstand aufweisen.The catalyst layer 13 arranged on the combustion chamber wall recognizes the pinch surfaces 19, 20 have no catalyst layer 13 and are also technically smoothed, so that they have an extremely low flow resistance exhibit.

In Fig.5 erkennt man den Verbrennungsraum Vc, mit dem Einlaßventil 4 und dem Auslaßventil 3, sowie die Katalysatorbeschichtung 13 im Kopfteil 12. F i g. 6 zeigt den Kolben 2 mit der Quetschkante 10.In Fig. 5 you can see the combustion chamber Vc, with the inlet valve 4 and the outlet valve 3, as well as the catalyst coating 13 in the head part 12. F i g. 6 shows the piston 2 with the pinch edge 10.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einem bei oberer Totpunktstellung des Kolbens durch Flächen von Ausnehmungen im Zylinderkopf (12) und im Kolben (2) sowie durch eine Fläche eines in die Zylinderkopfausnehmung (6) hineinragenden, sich nasenartig über den Kolbenboden erhebenden Kolbenvorsprungs (10) und durch die Tellerflächen mindestens eines Einlaß- (4) und eines Auslaßventils (3) begrenzten flachen Brennraum (Vc), dessen Volumen zum größeren Teil durch die Zylinderkopfausnehmung (6) gebildet und in dem durch die Formgebung des Einlaßkanals ein Drehwirbel der Ladung um die Zylinderlängsachse erzeugt ist, wobei zwischen Zylinderkopf- und Kolbenflächen zwei bezüglich des Brennraums sich gegenüberliegende Quetschspalte (16, 17) gebildet werden, von denen der erste (17) in einer senkrecht zur Zylinderlängsachse in bezug auf den Mittelpunkt (5) des Brennraums zum Kolben hin versetzt verlaufenden Trennungsebene zwischen Zylinderkopf und Kolbenboden liegt und der zweite (16) in dieser Trennungsebene sowie zwischen einer Fläche des Kolbenvorsprungs (10) und einer Fläche der Zylinderkopfausnehmung liegt und tangential in den vom Zylinderkopf (12) gebildeten Brennraumteil einmündet, d a durch gekennzeichnet,1. Externally ignited internal combustion engine with an upper dead center position of the piston through areas of recesses in the cylinder head (12) and in the piston (2) as well as through an area of a piston projection (10) protruding into the cylinder head recess (6) and rising like a nose above the piston crown Flat combustion chamber (Vc ) delimited by the plate surfaces of at least one intake valve (4) and one exhaust valve (3), the volume of which is largely formed by the cylinder head recess (6) and in which the shape of the intake port creates a vortex of charge around the longitudinal axis of the cylinder is generated, with two pinch gaps (16, 17) opposite each other with respect to the combustion chamber being formed between the cylinder head and piston surfaces, of which the first (17) is offset in a perpendicular to the cylinder longitudinal axis with respect to the center point (5) of the combustion chamber towards the piston running dividing plane between cylinder head and piston head and the second (16) in this The plane of separation and between a surface of the piston projection (10) and a surface of the cylinder head recess and opens tangentially into the combustion chamber part formed by the cylinder head (12), as characterized by daß sich der Brennraum (Vc) im wesentlichen senkrecht zur Zylinderlängsachse (y) erstreckt,
daß jeweils in Zylinderlängsachsrichtung gesehen, der Brennraum zylinderkopfseitig nierenförmig ist und der Kolbenvorsprung (10) an der einen Längsseite des Brennraums (Vc) im wesentlichen über die gesamte Erstreckung dieser Seite verläuft,
daß die beiden Quetschspalte (16,17) so weit räumlich voneinander getrennt sind, daß sich ein um eine Achse senkrecht zur Zylinderlängsachse (y) verlaufender, dem Drehwirbel überlagerter Quetschwirbel ausbildet, der durch einen von der Zündkerze (14) bewirkten Zündstrahl (15) unterstützt wird.that the combustion chamber (Vc ) extends essentially perpendicular to the cylinder longitudinal axis (y),
that in each case viewed in the longitudinal axis direction of the cylinder, the combustion chamber is kidney-shaped on the cylinder head side and the piston projection (10) on one longitudinal side of the combustion chamber (Vc) runs essentially over the entire extent of this side,
that the two pinch gaps (16, 17) are spatially separated from one another to such an extent that a pinch vortex is formed which runs around an axis perpendicular to the cylinder longitudinal axis (y) and is superimposed on the rotary vortex, which is caused by a pilot jet (15) caused by the spark plug (14) is supported. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der einschießende Zündstrahl (15) in Richtung der Umfangsströmung in den Verbrennungsraum (Vc) gerichtet ist2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the injecting pilot jet (15) is directed in the direction of the circumferential flow into the combustion chamber (Vc) 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung E < 14 ist.3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the compression E <14. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Verbrennungsraumes (Vc) eine Katalysatorschicht (13) aufweist, die hochwertig geglättet ist, und daß die Quetschpartien (19, 20) am Zylinderkopf (12) und Kolben (2) zwischen dem Quetschspalt (16,17) gehärtet und geglättet sind.4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface of the combustion chamber (Vc) has a catalyst layer (13) which is smoothed to a high quality, and that the pinch parts (19, 20) on the cylinder head (12) and piston (2) are hardened and smoothed between the nip (16,17). 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (3, 4) an ihrer dem Verbrennungsraum (Vc) zugewandten Seite als auch die Zündkerze (14) mit allen ihren metallischen, zur Seite des Verbrennungsraumes (Vc) gewandten Teilen, eine Katalysatorschicht (13) tragen.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valves (3, 4) on their side facing the combustion chamber (Vc) as well as the spark plug (14) with all their metallic, on the side of the combustion chamber (Vc) turned parts, wear a catalyst layer (13). Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird das Verbrennungsgemisch im Verbrennungsraum verbrannt, wobei die CH-Verbindungen oxydieren. Dabei soll der Brennstoff je einem Arbeitsspiel in viele Kleinstteilcheu zerstäubt oder als Gasgemisch mit der heißen Verbrennungsluft homogen vermischt sein. Das Mischungsverhältnis muß dabei so eingestellt sein, daß die einzelnenIn such internal combustion engines, the combustion mixture is burned in the combustion chamber, whereby the CH compounds oxidize. The Fuel is atomized into many small particles in one work cycle or as a gas mixture with the hot combustion air be homogeneously mixed. The mixing ratio must be set so that the individual ίο Brennstoffteilchen von so viel Verbrennungsluft umhüllt sind, daß eine vollständige Oxydation abläuft, so daß die Abgase nur aus CO2- und H2O-Dämpfen bestehea
Bei den bekannten Brennkraftmaschinen wird dies nur teilweise erreicht Bei nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen wird bei einer Luftüberschußzahl A=I bre 1,1 ein μ^ von 33,45% erreicht Dieser Maximalwert ist sehr drehzahlabhängig, d. h„ daß der spezifische Brennstoffverbrauch nur innerhalb einem eng begrenzten Drehzahlbereich auf diesen Wert absinkt Dabei treten, obwohl theoretisch genügend Sauerstoff vorhanden ist, dennoch giftige Anteile im Abgas auf. Bei einer derartigen Brennkraftmaschine (DE-A3 10 08 047) wurde zur Behebung der obenbeschriebenen Nachteile der Brennraum zum größten Teil im Zylinderkopf und zum kleineren Teil im Kolben ausgebildet Dabei ist der Brennraum von Quetschspalten umgeben. Ein Quetschspalt liegt dabei in der Ebene, die den unteren und den oberen Teil des Brennraums trennt Der andere Quetschspalt entsteht zwischen der auf dem Kolben ausgebildeten Nase und dem im Zylinderkopf ausgebildeten Brennraum und weist tangential in den Brennraum.
Hierbei dienen den Quetschspalt ausbildende Mulden im Kolbenboden im Bereich der Nase in erster Linie dazu, die Quetschströmung des Quetschspaltes aufzurichten. Im Zusammenwirken mit der Nase sollen dadurch zwei gegeneinanderdrehende Wirbelwalzen im Brennraum erzeugt werden. Hierdurch wird nur eine begrenzte Durchwirbelung des Brennstoffgemisches erzieltίο Fuel particles are surrounded by so much combustion air that complete oxidation takes place, so that the exhaust gases consist only of CO2 and H2O vapors
In the case of the known internal combustion engines, this is only partially achieved. In internal combustion engines operating according to the Otto principle, a μ ^ of 33.45% is achieved with an excess air ratio A = I bre 1.1. This means that the specific fuel consumption only drops to this value within a narrowly limited speed range. In this case, although there is theoretically enough oxygen present, poisonous components nonetheless occur in the exhaust gas. In such an internal combustion engine (DE-A3 10 08 047), the combustion chamber was designed for the most part in the cylinder head and to a lesser extent in the piston in order to remedy the disadvantages described above. The combustion chamber is surrounded by pinch gaps. One pinch gap lies in the plane that separates the lower and upper part of the combustion chamber. The other pinch gap is created between the nose formed on the piston and the combustion chamber formed in the cylinder head and points tangentially into the combustion chamber.
In this case, depressions in the piston crown in the area of the nose that form the pinch gap serve primarily to straighten the pinch flow of the pinch gap. In cooperation with the nose, two vortex rollers rotating in opposite directions are to be generated in the combustion chamber. As a result, only a limited swirling of the fuel mixture is achieved Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Verbrennungsraum eiiner Brennkraftmaschine dahingehend zu verbessern, daß bei Verbesserung des effektiven Wirkungsgrades alle CH-Teilchen vollständig zu CO2-und H2O-Heißdämpfen oxydieren.It is therefore the object of the present invention to improve the combustion chamber of an internal combustion engine in such a way that, while improving the effective efficiency, all CH particles are completely oxidized to form hot CO 2 and H 2 O vapors. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Brennraums und die Anordnung zweier Quetschspalte wird im Brennraum eine laminare Rollenströmung erzwungen. Dabei streicht die erste Quetschströmung direkt an der Brennraumoberfläche entlang. Die zweite Quetschströmung weist ins Brennrauminnere und in Richtung der über dem Kolbenboden strömenden Rollenströmung. This object is achieved by the invention characterized in claim 1
Due to the inventive design of the combustion chamber and the arrangement of two pinch gaps, a laminar roller flow is enforced in the combustion chamber. The first squish flow sweeps directly along the surface of the combustion chamber. The second squish flow points into the interior of the combustion chamber and in the direction of the roller flow flowing over the piston crown. Im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist ausgegangen worden vom Vorschlag des Gebrauchsmusters 66 08 831, welches einen Verbrennungsraum mit Rotations- oder nahezu Rotationskörperform für Brennkraftmaschinen mit !Fremdzündung zeigt Dort ist zwar ebenfalls ein flacher Brennraum vorgesehen, welcher im oberen Totpunkt des Kolbens begrenzt ist durch Flächen von Ausnehmungen im Zylinderkopf und im KoI-ben sowie durch eine Fläche eines in die Zylinderkopf-Ausnehmung hineinragenden, sich nasenartig über den Kolbenboden erhebenden Kolbenvorsprungs und durch die Tellerflächen mindestens eines Einlaß- undThe preamble of claim 1 was based on the proposal of the utility model 66 08 831, which has a combustion chamber with a rotational or almost rotational body shape for internal combustion engines with! External ignition shows A flat combustion chamber is also provided there, which is in the The top dead center of the piston is limited by areas of recesses in the cylinder head and in the piston as well as by a surface of a protruding into the cylinder head recess, like a nose over the Piston crown elevating piston projection and through the plate surfaces at least one inlet and
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