DE2919371A1 - Brennkraftmaschine-brennraum - Google Patents

Brennkraftmaschine-brennraum

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

Dancho Zochev
Diplom-Ingenieur
Hessenring 44
6090 Rüsselsheim
BRENNKRAFTMASCHINE^- BRENNRAUM
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennraum, der bei der oberen Totpunktstellung des Kolbens überwiegend in einer kreisförmigen Kolbenmulde ausgebildet ist für eine fremd- oder selbstgezündete Brennkraftmaschine/ mit Zwei- oder Viertakt-Arbeitsgang sowie mit zwei oder mehreren hängenden Gaswechsel-Ventilen.
Die zahlreichen bis jetzt bekannten Brennräume für die Brennkraftmaschinen zeigen verschiedene Arten von Mängeln, infolgedessen verursachen sie einen niedrigen thermodynamischen Wirkungsgrad und einen erheblichen Ausstoß von schädlichen Abgasanteilen.
Die Erfindung stellt sich das Ziel, einen optimal möglichen Brennraum zu erzielen, der bei einer fremdgezündeten
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Brennkraftmaschine eine vollständige Verbrennung magerer Gemische bei höheren Verdichtungsverhältnissen und kleineren Wärmeverlusten, sowie bei einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine einen mehr kontrollierbaren Verbrennungsprozeß auch mit kleineren Wärmeverlusten mit allen sich hieraus ergebenden Vorteilen ermöglicht, und damit ein höherer thermodynamischer Wirkungsgrad, höhere spezifische Leistung, bessere Laufeigenschaften, kleinerer Ausstoß schädlicher Abgasanteile der Brennkraftmaschinen erreicht wird.
a) Bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine wird das erreicht mit der Zündung eines lokal angereicherten mageren Gemisches und eine schnelle.Verbreitung der Flammenfront durch eine stark rotierende Drallströmung in einem kompakten Brennraum mit hocherhitzten Wänden.
b) Bei einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine wird das Erfindungsziel mit einer schnellen Vermischung und Verbrennung des Kraftstoffes in einer stark rotierenden Luft-Drallströmung in einem kompakten Brennraum mit hocherhitzten Wänden erreicht.
Die Erfindung sieht bei einer Brennkraftmaschine der vorhergenannten Art folgende drei Maßnahmen vor:
1. Auf dem Kolbenboden, rund um die kreisförmige
Kolbenmulde sind nebeneinander mehrere Kanäle mit einer keilförmigen Kontur auf der Kolben-
O3P94J3/0069
bodenebene, die tangential zur Kolbenmulde münden p angeordnet.
Der Boden dieser Kanäle fällt gleichmäßig vom Kolbenrand zur Kanalmündung ab, so daß der Kanalboden bei der Kanalmündung seine tiefste
Stelle erreicht.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Boden der Kanäle auf dem Kolbenboden von der Außen- zu der Innenseite der Kanalkontur zur Kolbenmulde abfällt, wobei die Kanäle im Querschnitt ein we
nig von der Kanalmündung entfernt, ein keilförmiges Profil besitzen und die Kanalwand an der Innenseite der Kanalkontur zur Kolbenmulde entlang steil abfällt, oder ganz senkrecht zur KoI-benbodenebene steht.
Von dem Brennkraftmaschinen-Typ abhängig kann die Kolbenmulde verschieden auf dem Kolbenboden angeordnet sein. Bei einer Brennkraftmaschine mit 3 oder 4 hängenden Gaswechselventilen pro Zylinder ist es zweckmäßig, daß die Kolbenmulde in
der Mitte des Kolbens angeordnet wird. Bei einer Brennkraftmaschine mit zwei hängenden Gaswechselventilen ist es zweckmäßig, daß die Kolbenmulde neben dem Kolbenrand angeordnet Wird. In diesem Fall sieht die Erfindung weiterhin vor, daß die
Kolbenbodenebene um einen kleinen Winkel zur
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Senkrechten der Zylinderachse geneigt ist und an ihrer höchsten Stelle neben dem Kolbenrand die Kolbenmulde angeordnet wird.
2. a) Bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine wird die Zündkerzenelektroden-Spalte möglichst
in der Achse der Kolbenmulden angeordnet und mittels eines runden und herausragenden Buckels an der Zylinderdecke im Zylinderkopf ein wenig in das Innere der Kolbenmulde angebracht.
b) Bei einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine
wird der Kraftstoff von mehreren kleinen Löchern einer Einspritzdüse, die in der Kolbenmulden-Achse angeordnet ist, radial auf der Seitenwand der Kolbenmulde eingespritzt.
3. An entsprechenden Teilen der Brennraumwände der
Brennkraftmaschine sind wärmeisolierende und feuerfeste Abdeckungen befestigt.
a) Bei einer fremdgezündeten-Brennkraftmaschine sieht die Erfindung vor, daß an der Wand der Kolbenmulde eine wärmeisolierende und feuerfeste
Abdeckung mit der Form einer Schale befestigt ist und die Wärmeisolations-Leistung dieser Abdeckung so abgestimmt wird, daß sie bei Dauer-
vollast der Maschine eine Temperatur, die niedriger als die Zündungs-Temperatur des Gemisches ist, erreicht.
b) Bei einer selbstgezÜndeten-Brennkraftmaschine
sieht die Erfindung vor, daß an dem Kolbenboden mit Kolbenmulde und sämtlicher Kanäle, sowie an der Zylinderdecke im Zylinderkopf je eine wärmeisolierende und feuerfeste Abdeckung befestigt wird und die Wärmeisolations-Leistung dieser Abdeckungen so abgestimmt wird, daß sie bei Dauer
vollast der Maschine eine Temperatur, die ihre Festigkeit zuläßt, erreicht.
Die wärmeisolierenden Abdeckungen auf den entsprechenden Wänden des Brennraumes können auch mit einem katalytisch wirkenden Material zum
Verbrennungsprozeß kombiniert werden.
c) Die Erfindung sieht auch eine praktische Methode für die wärmeisolierenden Abdeckungen der entsprechenden Brennraumwände vor. Auf die Brennraumwände wird eine dünne Schicht von einem ge
eigneten wärmeisolations- und feuerfestem Material, zum Beispiel Keramik, Graphit und anderen, aufgetragen. Die Wärmeisolationsleistung dieser Schicht wird entsprechend den Brennkraftmaschinen-Typen abgestimmt. Auf diese wärraeisolierende
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Schicht ist eine Abdeckung von feuerfestem Stahlblech befestigt.
Weiterhin wird die Wirkung der Erfindungsvorschläge, insbesondere bei einer fremd- und einer selbstgezündeten Brennkraftmaschine, im einzelnen erläutert.
Bei dem Verdichtungshub des Kolbens wird das Gemisch oder die Luft vor dem ganzen Zylinderraum tiberwiegend in die Kolbenmulde gedrängt, wobei das Gas, insbesondere die Gasschicht, neben dem Kolbenboden von den Kolbenboden-Kanälen tangential in die Kolbenmulde eingeführt wird. Hierdurch wird vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens in der Kolbenmulde eine stark rotierende Drall-Strömung um die Kolbenmulde-Achse entstehen.
In der Erfindung vorgesehene Anordnung der Kolbenmulde neben dem Rand und an der höchsten Stelle eines Kolbenbodens , dessen Ebene um einen kleinen Winkel zur Senkrechten der Zylinder-Achse geneigt ist, kann für eine weitere Verstärkung der Drall-Strömung in der Kolbenmulde beitragen.
Bei diesem Brennraum ist es besonders zweckmäßig, daß der zum Einlaßventil führende Saugkanal in an sich bekannter Weise so verläuft, daß bei dem Saugtakt des Kolbens eine
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um die Zylinderachse rotierende Drallströmung in der Richtung der Kanäle auf dem Kolbenboden entstehen wird, wobei eine Verstärkung der rotierenden Drallströmung in der Kolbenmulde erreicht wird.
Es ist auch zweckmäßig bei diesem Brennraum, daß die Kolbenmulde mit der Form eines Kegelstumpfes mit gewölbtem Boden gestaltet wird, um eine bessere Abgasspülung der Kolbenmulde zu erreichen.
In der Erfindung vorgesehene Wärmeisolierung der entsprechenden Brennraumwände bringt folgende Vorteile:
a) Die Temperatur dieser Wände erhöht sich, wobei ein Verbrennungsprozeß in dem Brennraum begünstigt wird.
Gleichzeitig vermindern sich:
b) die Wärmeverluste durch die Brennraumwände,
c) die thermische Belastung der entsprechenden Teile der Brennkraftmaschine,
d) die Ablagerung von Verbrennungsrückständen an den Brennraumwänden und
e) der Ausstoß der schädlichen Abgasanteile.
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COPY INSPECTED
In einer fremdgezündeten-Brennkraftmaschine verursacht die rotierende Drallströmung in der Kolbenmulde Zentrifugalkräfte im Gemisch, wobei die leichteren Kraftstoff·* dämpfe sich um die Kolbenmuldenachse konzentrieren und wo nach dem Erfindungsvorschlag die Zündhsrzenelektroden-Spalte sich befindet. Infolgedessen und wegen der höheren Temperatur der wärmeisolierten Wände der Kolbenmulde wird die Durchzündung eines sehr mageren Gemisches ermöglicht. Die Zündung des Gemisches in der Mitte eines kompakten Brennraumes und der dort vorhandenen stark rotierenden Drallströmung verursachen eine schnelle und gleichmäßige Verbrennung des Gemisches. Mit der schnellen und gleichmäßigen Verbrennung des Gemisches erhöht sich die Klopffestigkeit des Verbrennungs-Prozesses, wobei die Verwendung von einem höheren Verdichtungsverhältnis bei dieser Maschine ermöglicht wird. Außerdem soll durch die schnelle Verbrennung des Gemisches in diesem Brennraum die Zündung des Gemisches später als normal vor dem o. T. erfolgen, und da die rotierende Drallströmung in der Kolbenmulde mit der Annäherung dem Kolben zum o. T. sich besonders schnell beschleunigt, wird in der Kolbenmulde eine stark rotierende Drallströmung vor der Zündung erreicht. Alle diese und vorhergenannten Vorteile der Wärmeisolierung der Wand der Kolbenmulde begründen den höheren thermodynamisehen Wirkungsgrad, höhere spezifische Leistung, bessere Laufeigenschaften und kleineren Ausstoß schädlicher Abgasanteile dieser fremdgezÜndeten-Brennkraftmaschine.
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Bei einer selbstgezündeten-Brennkraftmaschine werden der Kolbenboden und Zylinderdecke im Zylinderkopf, wegen ihrer Wärmeisolation, nach kurzer Arbeitszeit der Maschine eine höhere Temperatur erreichen. Die Einspritzung des Kraftstoffes von einer an der Kolbenmulden-Achse stehenden Einspritzdüse mit mehreren radial angeordneten kleinen Löchern auf der hocherhitzten Seitenwand der Kolbenmulde verursacht eine schnelle Verdampfung des Kraftstoffes in der dort rotierenden Drallströmung, wobei eine schnelle Vermischung und Verbrennung des Kraftstoffes erreicht wird. Mit dieser schnellen Verbrennung des Kraftstoffes nach seiner Einspritzung wird ein mehr kontrollierbarer Verbrennungsprozeß erreicht; das heißt, daß der Verlauf des Verbrennungs-Prozesses und damit der Arbeitsgang der Maschine mit dem Ablauf der Kraftstoff-Einspritzung mehr reguliert werden kann. Alle diese und vorhergenannten Vorteile der Wärmeisolierung des Kolbenbodens und Zylinderdecke im Zylinderkopf begründen den höheren thermodynamisehen Wirkungsgrad, höhere spezifische Leistung, bessere Laufeigenschaften und kleineren Ausstoß schädlicher Abgasanteile dieser selbstgezündeten-Brennkraftmaschine.
Das Erfindungs-Prinzip wird auf dem Grund der schematisch gezeigten Beispiele an den beigefügten Figuren 1, 2, 3, 4, 5 und 6 für eine fremd- und eine selbstgezündete-Brennkraftmaschine weiterhin erläutert.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer fremdgezündeten Viertakt-Brennkraftmaschine mit zwei hängenden Gaswechsel-
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ventilen pro Zylinder.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht von oben auf den Kolben dieser Maschine,und mit gestrichelten Linien sind auch die Konturen des Einlaßkanals (18) und Auslaßkanals (19) gezeigt.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Kolbenbodens längs durch einen Kanal auf dem Kolbenboden.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt des Kolbenbodens quer durch einen Kanal auf dem Kolbenboden.
Der Kolben (1) bei oberster Totpunktstellung ragt ein wenig vom Zylinderblock (2) in den Zylinderkopf (3) hinein. Der Boden (17) des Kolbens (1) ist um einen kleinen Winkel (α) zur Senkrechten der Zylinderachse geneigt und an seiner höchsten Stelle, neben dem Kolbenrand (6) wird die Kolbenmulde (4) in der Form eines Kegelstumpfes mit gewölbtem Boden gestaltet. Auf dem Boden des Kolbens (1) sind nebeneinander 8 Kanäle (5), die eine keilförmige Kontur auf der Kolbenbodenebene (17) besitzen und tangential zur Kolbenmulde (4) münden, angeordnet. Die keilfömige Kontur der Kanäle (5) auf dem Kolbenboden ist vom Kolbenrand (6), einerAußen- (7) und einerInnenseite (8) zu Kolbenmulde (4) gebildet. Der Boden (9) der Kanäle (5) fällt gleichmäßig vom Kolbenrand (6) zur Kanalmündung (10) ab, so daß der Boden (9) bei der Kanalmündung (10) seine tiefste Stelle erreicht. Außerdem fällt der Boden (9) der Kanäle (5) von der Außenseite (7) zu der Innenseite(8) der Kanalkontur zur Kolbenmulde (4) ab, wobei die Kanäle(5)
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im Querschnitt ein wenig von der Kanalmündung (10) entfernt, ein keilförmiges Profil besitzen und die Kanalwand (11) an der Innenseite (8) der Kanalkontur zur Kolbenmulde (4) ent·* lang senkrecht zum Kolbenboden steht. Die Zündkerze (12) wird am Zylinderkopf (3) befestigt, so daß die Zündkerzenelektroden-Spalte (13) auf der Achse der Kolbenmulde (4) angeordnet wird und mittels des runden und herausragenden Buckels (14) an der Zylinderdecke im Zylinderkopf (3) ein wenig in das Innere der Kolbenmulde (4) angebracht wird.
Auf der Wand der Kolbenmulde (4) wird eine dünne Schicht aus Graphit aufgetragen und auf dieser Schicht ist die Schale (15) aus feuerfestem Stahlblech befestigt. Die Graphit-Schicht ist so abgestimmt, daß bei Dauervollast der Maschine die Stahlblech-Schale (15) eine Temperatur von maximal 5000C bis 6000C erreicht.
Bei dieser Brennkraftmaschine ist ein Verdichtungsverhältnis von etwa ε = 14 bis 15 und die Verbrennung eines mageren Gemisches mit einem Luft-Kraftstoffverhältnis bis zu 22 und mehr vorgesehen. Bei dem Verdichtungs-Hub des KoI-bens (1) wird das Gemisch, insbesondere die Gemisch-Schicht neben dem Boden des Kolbens (1) von den Kanälen (5) tangential in die Kolbenmulde (4) eingeführt, wobei kurz vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens (1) in der Kolbenmulde (4) eine stark rotierende Drallströmung entstehen wird.
Das Gemisch wird durch einen Funken zwischen der Elektroden-
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Spalte (13) der Zündkerze (12) gezündet. Nach kürzerer Arbeitszeit der Maschine erhitzt sich die Stahlblech-Schale (15).
Fig. 5 zeigt den Querschnitt einer selbstgezündeten Viertakt-Brennkraftmaschine mit vier hängenden Gaswechselventilen pro Zylinder. Fig. 6 zeigt die Ansicht von oben auf den Kolben dieser Maschine und mit gestrichelten Linien die Konturen der Einlaßkanäle (35) und (32) und der Auslaßkanäle (33) und (34).
In der Mitte des Kolbens (20) ist die Kolbenmulde (21) mit der Form eines Kegelstumpfes mit gewölbtem Boden gestaltet. Auf dem Kolbenboden (37) rund um die Kolbenmulde (21) sind nebeneinander 12 Kanäle (22), die eine keilförmige Kontur auf der KoIbenbodenebene (37) besitzen und tangential zur Kolbenmulde (21) münden, angeordnet. Die keilförmige Kontur der Kanäle (22) auf dem Kolbenboden (37) ist vom Kolbenrand (23), einerAußen- (24) und einer Innen-Seite (25) zur Kolbenmulde (21) gebildet. Der Boden (31) der Kanäle (22) fällt gleichmäßig vom Kolbenrand (23) zur Kanalmündung (30) in der Kolbenmulde (21) und von der Außenseite (24) zu der Innenseite (25) der Kanalkontur zur Kolbenmulde (21) ab, wobei die Kanäle (22) im Quer- und Längsschnitt je ein keilförmiges Profil besitzen, wie das bei dem ersten Beispiel gezeigt ist.
Auf dem Zylinderkopf (26) wird die Einspritzdüse (27) mit 8 radial angeordneten kleinen Löchern befestigt. Auf dem
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Boden des Kolbens (20) und auf der Zylinderdecke des Zylinderkopfs (26) wird eine dünne Schicht von Graphit aufgetragen. Auf dieser Schicht sind die Abdeckungen (28) und (29) aus feuerfestem Stahlblech befestigt. Die Graphitschichten sind so abgestimmt, daß bei Dauervollast der Maschine die Stahlblech-Abdeckungen (28) und (29) eine Temperatur, die ihre Festigkeit zuläßt (ca. 8000C bis 900°C), erreichen.
Bei dem Verdichtungs-Hub des Kolbens (20) wird die Luft, insbesondere die Luftschicht neben dem Boden des Kolbens
(20) von den Kanälen (22) tangential in die Kolbenmulde
(21) eingeführt, wobei kurz vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens (20) in der Kolbenmulde (21) eine stark rotierende Drallströmung entstehen wird. Von der Einspritzdüse (27) wird der Kraftstoff auf der Seitenwand der Kolbenmulde (21) eingespritzt. Nach kurzer Arbeitszeit der Maschine erhitzen sich die Stahlblech-Abdeckungen (28) und (29). i
Anlage
4 Blatt Zeichnungen
030048/0069

Claims (1)

  1. Dancho Zochev Diplom-Ingenieur Hessenring 44 Rüsselsheim
    BRENNKRAFTMASCHINEN - BRENNRÄUME
    Patentansprüche
    1. \Brennkraftmaschine mit hängenden Gaswechselventilen lind einem Brennraum, der bei der oberen Totpunktstellung des Kolbens (1, 20) überwiegend in einer kreisförmigen Kolbenmulde (4, 21) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kolbenboden rund um die Kolbenmulde (4, 21) und nebeneinander mehrere Kanäle (5, 22) mit einer keilförmigen Kontur auf der Kolbenbodenebene (17, 37), die tangential zur Kolbenmulde (4, 21) münden, angeordnet sind.
    2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (9,31) der Kanäle (5, 22) auf dem Kolbenboden vom Kolbenrand (6, 23) zur Kanalmündung (10, 30) gleichmäßig abfällt, so
    daß der Kanalboden (9, 31) bei der Kanalmündung (10, 30) seine tiefsten Stelle erreicht.
    3* Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (9, 31) der Kanäle (5, 22) auf dem Kolbenboden von der Außen-(7, 24) zu der Innen-Seite (8, 25) der Kanalkontur zur Kolbenmulde (4, 21) abfällt und die Kanäle (5, 22) im Querschnitt (Fig. 4) ein wenig von der Kanalmündung (10, 30) entfernt, ein keilförmiges Profil besitzen, wobei die Kanalwand (11, 36) an der Innenseite (8, 25) der Kanalkontur zur Kolbenmulde (4, 21) entlang steil abfällt oder senkrecht zur Kolbenbodenebene (17, 37) steht.
    4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3 da-* durch gekennzeichnet, daß die Kolbenbodenebene (17)un einei bestimmten kleinen Winkel (ot) zur Senkrechten der Zylinderachse geneigt ist und an ihrer höchsten Stelle neben dem Kolbenrand (6) die Kolbenmulde (4) angeordnet ist.
    5, Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, insbesondere eine FremdgezUndete-Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzenelektroden-Spalte (13) möglichst in der Achse der Kolbenmulde (4) angeordnet ist.
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    6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Zündkerzenelektroden-Spalte (13) mittels eines runden und herausragenden Buckels (14) an der Zylinderdecke im Zylinderkopf (3) ein wenig in das Innere der Kolbenmulde (4) hineinragt.
    7. Brennkraftmaschine nach den vorher genannten Ansprüchen, insbesondere eine Fremdgezündete-Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet/ daß an der Wand der Kolbenmulde (4) eine wärmeisolierende und feuerfeste Abdeckung (15) angebracht ist und die Wärmeisolationsleistung dieser Abdeckung (15) so abgestimmt ist, daß sie bei Dauervollaat der Maschine eine Temperatur, die niedriger als die Zündungstemperatur des Gemisches ist, erreicht.
    8. Brennkraftmaschine nach den vorher genannten Ansprüchen, insbesondere eine Selbstgezündete-Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolbenboden mit der Kolbenmulde (21) und sämtlicher Kanäle (22), sowie an der Zylinderdecke im Zylinderkopf (26) je eine wärmeisolierende und feuerfeste Abdeckung (28, 29) befestigt ist und die Wärmeisolationsleistung dieserAbdeckungen so abgestimmt ist, daß sie bei Dauervollast der Maschine eine Temperatur, die ihre Festigkeit zuläßt, erreichen.
    9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 und 8 dadurch gekennzeichnet , daß die wärmeisolierende Abdeckung der entsprechenden Brennraumwände aus einer wärmeisolierenden Schicht mit entsprechender Wärmeisolationsleistung und darauf befestigter Abdeckung (15-28, 29) von feuerfestem Stahlblech besteht.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065715A (en) * 1990-02-07 1991-11-19 The University Of British Columbia Squish jet combustion chamber
US5103784A (en) * 1990-02-07 1992-04-14 The Univeristy Of British Columbia Squish jet combustion chamber
WO2003064831A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-07 Scania Cv Ab (Publ) Combustion engine
JP2009162153A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Mazda Motor Corp レシプロエンジン

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065715A (en) * 1990-02-07 1991-11-19 The University Of British Columbia Squish jet combustion chamber
US5103784A (en) * 1990-02-07 1992-04-14 The Univeristy Of British Columbia Squish jet combustion chamber
WO1992019852A1 (en) * 1990-02-07 1992-11-12 The Univeristy Of British Columbia Improved squish jet combustion chamber
WO2003064831A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-07 Scania Cv Ab (Publ) Combustion engine
US7055491B2 (en) 2002-02-01 2006-06-06 Scania Cv Ab (Publ) Piston-cylinder combination for a combustion engine
JP2009162153A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Mazda Motor Corp レシプロエンジン
EP2078835A3 (de) * 2008-01-08 2010-11-03 Mazda Motor Corporation Verbrennungsmotor
CN101482052B (zh) * 2008-01-08 2012-06-13 马自达汽车株式会社 内燃发动机

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