DE2837231A1

DE2837231A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2837231A1
Application number: DE19782837231
Authority: DE
Inventors: Isao Fujii; Masayasu Nishikawa; Atsushi Tanaka; Shizuo Yagi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB2004944A; GB2004944B; DE2837231C2; FR2404735A1; FR2404735B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Inc. H. Weickmann, Ditl-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Dr.-Ing.H.Liska

SBH

Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha

27-8, 6-chome, Jingumae

Shibuya-ku

Tokio, 150

Japan

8 MÜNCHEN 86, DEN £ 5, /^n,

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Brennkraftmas chine

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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder mit Hauptbrennkammer und Vorbrennkammer, mit einer mit der Vorbrennkammer in Verbindung stehenden Zündvorrichtung, mit einem ein relativ abgemagertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Hauptbrennkammer führenden Hauptansaugkanal, mit einem ein relativ angereichertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Vorbrennkammer führenden Hilfsansaugkanal und mit einem die Vorbrennkammer und die Hauptbrennkammer verbindenden Flammkanal, der auf einen mittleren Bereich der Hauptbrennkammer ausgerichtet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer derartigen Brennkraftmaschine die Anteile CO, HC und N0„ in den Abgasen sowie den Kraftstoffverbrauch zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Saugkanal in den Flammkanal mündet und zu einem Randbereich der Hauptbrennkammer verläuft und daß der Querschnitt des Flammkanals größer als der des Saugkanals ist, so daß durch die Bewegung brennenden Kraftstoff-Luftgemischs durch den Flammkanal aus der Hauptbrennkammer Gemisch über den Saugkanal in den Flammkanal gesaugt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben; Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweise gebrochenen Schnitt der wichtigsten Teile eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Unteransicht des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine nach Fig. 1 in teilweise gebrochener Darstellung,

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Fig. 3 den teilweise gebrochenen Schnitt eines abgeänderten Zylinderkopfes,

Fig. 4 die Unterseite des Zylinderkopfes nach Fig. 3, Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch für eine abgeänderte Ausführung,

Fig. 6 die Unterseite des Zylinderkopfes nach Fig. 5, Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch für eine abgeänderte Ausführungsform,

Fig. 8 die Unterseite des Zylinderkopfes nach Fig. 7, Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch für eine abgeänderte Ausführungsform,

Fig.10 die Unterseite des Zylinderkopfes nach Fig. 9_f Fig.11 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, jedoch für ein anderes Ausführungsbeispiel,

Fig.12 die Unterseite des Zylinderkopfes nach Fig.11, Fig.13 eine Darstellung ähnlich Fig. 1, jedoch für ein

anderes Ausführungsbeispiel und Fig.14 die Unteransicht des Zylinderkopfes nach Fig.

In Fig. 1 und 2 ist eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Zylinder 11 und einem Kolben 12 dargestellt. Der Kolben

12 begrenzt eine Seite einer Hauptbrennkammer 13. Eine Vorbrennkammer 14 ist im Zylinderkopf 15 ausgebildet und mit der Hauptbrennkammer 13 über einen Flammkanal 16 verbunden, der im Zylinderkopf angeordnet ist. Ein Hauptansaugventil 17 steuert die Strömung eines relativ abgemagerten Gemischs aus einem nicht dargestellten ersten Vergaser durch einen Hauptansaugkanal 18. Ein Hilfsansaugventil 19 steuert die Strömung eines relativ angereicherten Gemischs von einem nicht dargestellten zweiten Vergaser durch einen Hilfsansaugkanal 21. Ein Austrittsventil 22 (Fig. 2) ist für die Hauptbrennkammer

13 vorgesehen. Die drei Ventile 17, 19 und 22 werden von einer Nockenwelle 23 her über einen Mechanismus üblicher Art betätigt, der nicht dargestellt ist. Eine Zündkerze

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steht mit der Vorbrennkammer 14 in Verbindung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat der Flammkanal 16 einen ersten Teil 25, der zylindrisch ist und mit der Vorbrennkammer 14 in Verbindung steht. Der Flammkanal 16 hat ferner einen zweiten Teil 26, der mit seinem Austrittsende 27 in die Hauptbrennkammer 13 nahe deren Mitte einmündet und zur Hauptbrennkammer 13 hin einen sich erweiternden Querschnitt hat. Ein Saugkanal 29 mündet in den sich erweiternden Teil 26 des Flammkanals 16 nahe der Stelle ein, wo der zylindrische Teil 25 und der sich erweiternde Teil 26 miteinander verbunden sind. Die Achsen des Flammkanals 16 und des Saugkanals 29 liegen in einer gemeinsamen Ebene, in der auch die Achse des Kolbens 12 liegt. Alle Teile des Flammkanals 16 haben einen größeren Durchmesser als der Saugkanal 29.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird ein relativ abgemagertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Hauptbrennkammer 13 über den Hauptansaugkanal 18 während des Ansaughubes des Kolbens 12 eingeführt. Gleichzeitig wird ein relativ angereichertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Vorbrennkammer 14 über den Hilfsansaugkanal 21 eingeführt. Am Ende des Kompressionshubes des Kolbens 12 zündet die Zündkerze 24 das Gemisch in der Vorbrennkammer 14, wodurch eine Flamme brennenden Gemischs von der Vorbrennkammer 14 durch den Flammkanal 16 in die Hauptbrennkammer 13 geführt wird und dort das abgemagerte Gemisch zündet.

Die Bewegung der brennenden Gase durch den Flammkanal 16 verursacht eine Gemischströmung von der Hauptbrennkammer 13 durch den Saugkanal 29 in den Flammkanal 16 durch Saugwirkung. Diese Bewegung abgemagerten Gemischs aus dem Randbereich der Hauptbrennkammer 13 durch den Saugkanal

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verursacht eine doppelte Brennfolge, wodurch sich eine merkliche Verringerung der Anteile CO, HC und NO in den Abgasen ergibt. Farbfotografien durch ein transparentes Fenster einer Testmaschine zeigten, daß die Verbrennung zunächst in der Hauptbrennkammer 13 nahe dem Austritt 27 des Flammkanals 16 eingeleitet wird. Sie breitet sich dann von der Mitte der Hauptbrennkammer zu deren Randbereichen hin aus.

Der Winkel zwischen der Achse des Flammkanals 26 und der Achse des Saugkanals 29 ist derart bemessen, daß sich die genannte Saugwirkung ergibt. Normalerweise liegt dieser Winkel zwischen 50° und 80°. Die Enden des Saugkanals oder der Saugkanäle, die mit der Hauptbrennkammer 13 in Verbindung stehen, sind nahe dem Außenumfang dieser Kammer angeordnet, d.h. in dem Raum außerhalb eines Kreises, der den halben Durchmesser der Hauptbrennkammer 13 hat und zu ihr konzentrisch liegt. Ein zweiter Brennvorgang derselben Art folgt sehr kurz auf den ersten. Die Einführung unverbrannten Gemischs durch den Saugkanal 29 vom Außenumfang der Hauptbrennkammer 13 aus stellt ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar. Dieses unverbrannte Gemisch wird nämlich anderenfalls anfangs nicht durch die Flamme erreicht, die durch den Flammkanal 16 geleitet wird. Deshalb ergibt sich durch das Ansaugen dieses unverbrannten Gemischs durch den Saugkanal bei gleichzeitigem Druckanstieg in der Hauptbrennkammer eine verbesserte Verbrennung in den Randbereichen der Hauptbrennkammer. Dadurch werden wiederum die Anteile CO, HC und Ν0_χ in den Abgasen verringert. Das gesamte Kraftstoff-Luftverhältnis liegt bei Werten auf der mageren Seite des stöchiometrischen Verhältnisses, wodurch sich ein geringer Kraftstoffverbrauch ergibt.

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Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Saugkanal 29a vorgesehen, der in den Flaminkanal 16a an der Verbindungsstelle zwischen dem zylindrischen Teil 25 und dem sich erweiternden Teil einmündet.

Bei der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind zwei divergierende Saugkanäle 29b vorgesehen, die von dem Flammkanal 16b seitlich ausgehen.

Bei der in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform der Erfindung hat der Flammkanal 16c einen ersten zylindrischen Teil 25c und einen zweiten zylindrischen Teil 26c. Der Saugkanal 29c mündet in den zylindrischen Teil 26c nahe der Verbindungsstelle zwischen den beiden zylindrischen Teilen 25c und 26c.

In der in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform der Erfindung hat der Flammkanal I6d die Form eines Venturikanals, denn es ist ein mittlerer Abschnitt 31 vorgesehen, der eine Querschnittsverengung darstellt und somit schmaler ist als der Eintrittsteil 25d und der Austrittsteil 26d. Der Saugkanal 29d mündet in die Querschnittsverengung 31 ein.

Hinsichtlich der übrigen Merkmale stimmen Aufbau und Funktion der Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4, 5 und 6, 7 und 8 sowie 9 und 10 mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 überein.

Bei dem in Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Flammkanal 116 einen über seine Länge sich erweiternden Querschnitt.

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Bei dem in Fig.13 und 14 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Flaminkanal 216 zylindrisch und hat über seine Länge einen konstanten Querschnitt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 sind hier zwei seitlich verlaufende Saugkanäle 229 vorgesehen.

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Claims

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder mit Hauptbrennkammer land Vorbrennkammer, mit einer mit der Vorbrennkammer in Verbindimg stehenden Zündvorrichtung, mit einem ein relativ abgemagertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Hauptbrennkammer führenden Hauptansaugkanal, mit einem ein relativ angereichertes Kraftstoff-Luftgemisch in die Vorbrennkammer führenden Hilfsansaugkanal und mit einem die Vorbrennkammer und die Hauptbrennkammer verbindenden Flammkanal, der auf einen mittleren Bereich der Hauptbrennkammer ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Saugkanal (29) in.den Flammkanal (16) mündet und zu einem Randbereich der Hauptbrennkammer (13) verläuft und daß der Querschnitt des Flammkanals (16) größer als der des Saugkanals (29) ist, so daß durch die Bewegung brennenden Kraftstoff-Luftgemischs durch den Flammkanal (16) aus der Hauptbrennkammer (13) Gemisch über den Saugkanal (29) in den Flammkanal (16) gesaugt wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammkanal (16) nahe der Vorbrennkammer (14) einen zylindrischen Abschnitt (25) aufweist und davon ausgehend zur Hauptbrennkammer (13) hin erweitert ist und daß der Saugkanal (29) in den Flammkanal (16) nahe dem zylindrischen Abschnitt (25) einmündet.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal (29) in den Flammkanal (16) an der Verbindungsstelle des zylindrischen (25) mit dem sich erweiternden Abschnitt (26) einmündet.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammkanal (16) einen kurzen, zylindrischen Teil (25c) relativ kleinen Durchmessers nahe der Vorbrennkammer und einen daran sich anschließenden langen zylindrischen Teil (26c) relativ großen Durchmessers bis zur Hauptbrennkammer aufweist und daß der Saugkanal (29c) in den Teil (26c) relativ großen Durchmessers einmündet.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkanal (29d) in eine Querschnittsverengung (31) des Flaminkanals (16d) einmündet.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammkanal (116) über seine gesamte Länge einen zur Hauptbrennkammer (113) hin sich erweiternden Querschnitt aufweist.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammkanal (216) zylindrisch ist und einen über seine Länge konstanten Querschnitt hat.
8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere divergierend angeordnete Saugkanäle (229) vorgesehen sind.

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