DE2926489A1

DE2926489A1 - Brennraum fuer eine gemischverdichtende, fremdgezuendete brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2926489A1
Application number: DE19792926489
Authority: DE
Inventors: Dieter Langrock
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1979-06-30
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1981-01-22

Description

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München

Brennraum für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Brennraum der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine.

Ein solcher Brennraum ist aus der DE-AS 10 93 138 bekannt. Hierbei sind die der Brennraummulde benachbarten Kolbenbodenabschnitte dem Verlauf der Zylinderkopfwandung soweit angepaßt, daß im oberen Totpunkt des Kolbens ein Quetschspalt erzielt ist. Dadurch wird Kraftstoff-Luftgemisch kurz vor der Zündung wirbelnd in die Brennraummulde gedrängt.

Bekanntlich ist mit verstärkter Verwirbelung des Kraftstoff-Luftgemisches gegen Ende des Verdichtungshubes eine klopfende Verbrennung zu vermeiden. Dadurch ist es wiederum möglich, das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine anzuheben und diese wirtschaftlicher zu betreiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennraum der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Art so zu verbessern, daß eine gesteigerte Verwirbelung des Kraftstoff-Luftgemisches in der Brennraummulde erzielt ist.

Diese Aufgabe ist in konstruktiv einfacher Weise durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Mit der Erfindung ist erreicht, daß in den mit den Mi t-

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teln des Standes der Technik erreichten Wirbel in die Brennraummulde ein Strahl aus Kraftstoff-Luftgemisch über den Drallkanal eingebracht ist. Der insbesondere nach den Merkmalen des Anspruches 3 in den äußeren Bereich des Wirbels eingebrachte Strahl ergibt in vorteilhafter Weise eine gesteigerte Verwirbelung mit intensiver Durchmischung des Kraftstoff-Luftgemisches.

Mit den konstruktiven Merkmalen des Anspruches 2 können die Jeweiligen Anteile des Kraftstoff-Luftgemisches für den Wirbel und für den Strahl in einfacher Weise festgelegt werden.

Wird ein nach Anspruch 3 tangential in die Brennraummulde einmündender Drallkanal an seiner Einmündung in die Brennraummulde gemäß dem Anspruch 2 von relativ geringer Breite und insbesondere bis zum Boden der Brennraummulde reichender Tiefe gestaltet, ist damit ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung erzielt. Vorteilhaft ist, daß in dem der Drallkanalmündung gegenüberliegenden Bereich der Brennraummulde sich ein besonders fettes und intensiv verwirbeltes Kraftstoff-Luftgemisch bildet, das zur Einleitung der Fremdzündung mit einer nach Anspruch 4 im Zylinderkopf angeordneten Zündkerze bestens geeignet ist.

Eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einer im oberen Totpunkt des Kolbens erfindungsgemäß gesteigerten Verwirbelung des Kraftstoff-Luftgemisches mit einer dabei sich ausbildenden Zone besonders fetten, daher zündwilligen Kraftstoff-Luftgemisches kann eine hohe Verdichtung aufweisen, ohne daß beim Betrieb mit üblichen Kraftstoffen eine klopfende Verbrennung auftritt. Dies ergibt eine bessere Ausnutzung des Kraftstoffes bei geringerem Verbrauch.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kolben gemäß der Linie a-a der Fig. 2 sowie durch angrenzende Bereiche des Zylinders und des Zylinderkopfes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kolbenboden,

Fig. 3 den Kolben in perspektivischer Darstellung mit Andeutung der Lage der Zündkerze zur Brennraummulde.

Von einer nicht näher dargestellten, gemischverdichtenden und fremdgezündeten Brennkraftmaschine sind abschnittsweise ein Zylinder 1 und ein Zylinderkopf 2 gezeigt. Im Zylinderkopf 2 sind V-förmig hängende Ventile 3, 4 angeordnet. Die Ventile 3 und 4 sind mit ihren Ventiltellern in dachförmig ausgeformten Bereichen 5 bzw. 6 in einer im übrigen etwa halbkugelförmigen Zylinderkopfwandung 7 angeordnet.

Im Zylinder 1 ist ein Kolben 8 geführt mit dachförmig ausgebildeten Abschnitten 9 bzw. 10 am Kolbenboden 11. Die beiden Kolbenbodenabschnitte 9 und 10 sind über eine gemeinsame Kante 12 verbunden, die etwa mittig zwischen beiden Ventilen 3 und 4 verläuft. Der Kolbenbodenabschnitt 9 weist eine Brennraummulde 13 auf. In die wannenförmige und in Draufsicht etwa oval gestaltete Brennraummulde 13 mündet ein im Kolbenbodenabschnitt 10 beginnender Drallkanal 14 ein. Zwischen beiden Kolbenbodenabschnitten 10 und 9 verläuft der Drallkanal 14 im Bereich des Kolbenbodenrandes 15. In die Brennraummulde 13 mündet der Drallkanal 14 tangential ein. An der Einmündung 16 in die Brennraummulde 13 weist der Drallkanal 14 eine relativ geringe Breite aber erhebliche Tiefe auf. Dagegen weist der

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Drallkanal 14 an seinem Beginn im Kolbenbodenabschnitt 10 eine erhebliche Breite, aber geringe Tiefe auf.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß in dem der Drallkanalmündung 16 gegenüberliegenden Bereich der Brennraummulde 13 eine Zündkerze 17 im Zylinderkopf 2 angeordnet ist.

Erreicht der Kolben 8 bei seiner Aufwärtsbewegung den oberen Totpunkt, so nähert sich der Kolbenbodenabschnitt 10 mit seinem ebenflächigen Teil dem dachförmigen Bereich 5 der Zylinderkopfwandung 7 und ein halbkugelförmiger Abschnitt 18 des Kolbenbodens 11 einem entsprechend angepaßten Abschnitt der halbkugelförmigen Zylinderkopfwandung 7 jeweils bis auf einen vorbestimmten kleinen Abstand. Aus diesem Quetschspalt wird ein Anteil des Kraftstoff-Luftgemisches unter starker Verwirbelung in die
Brennraummulde 13 verdrängt. Der andere Anteil des Kraftstoff -Luftgemisches ist über den Drallkanal 14 in die
Brennraummulde 13 eingebracht. Die unter verschiedenen Richtungen in der Brennraummulde 13 aufeinandertreffenden Anteile des Kraftstoff-Luftgemisches führen zu einer gesteigerten Verwirbelung des Kraftstoff-Luftgemisches in der Brennraummulde 13 des Brennraumes 19. Durch den vom Drallkanal 14 eingebrachten Anteil des Kraftstoff-Luftgemisches ergibt sich in dem der Drallkanalmündung

16 gegenüberliegenden Bereich eine Zone intensiv durchmischten und sehr fetten Gemisches. Über eine in dieser Zone sehr zündwilligen Gemisches angeordnete Zündkerze

17 ist die Fremdzündung des Kraftstoff-Luftgemisches
eingeleitet.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die für beide Kolbenbodenabschnitte 9 und 10 gemeinsame Kante 12 mittig

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zwischen den Ventilen 3 und 4 angeordnet und damit ein großflächiger Kolbenbodenabschnitt 10 erzielt. Da der Beginn des Drallkanales 14 im mittleren Bereich des Kolbenbodenabschnittes 10 mit geringem Querschnitt festgelegt ist, ist der von den Kolbenbodenabschnitten 10 und 18 verdrängte Anteil des Kraftstoff-Luftgemisches gegenüber dem vom Drallkanal 14 erfaßten Anteil größer. Durch konstruktive Maßnahmen in den dachförmig ausgebildeten Kolbenbodenabschnitten 9 und 10 sowie am Drallkanal 14 können die vorbeschriebenen Anteile des Kraft stoff -Luftgemisches in ihrer jeweiligen Größe beeinflußt werden.

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Claims

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München

Brennraum für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine

Patentansprüche

M.)Brennraum für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit im Zylinderkopf V-förmig hängend angeordneten Ventilen in dachförmig ausgeformten Bereichen in einer im übrigen etwa halbkugelförmigen Zylinderkopfwandung, und einem Kolben mit dachförmig ausgebildeten Abschnitten am Kolbenboden, wobei der Kolben in einem der über eine gemeinsame Kante verbundenen Kolbenbodenabschnitte eine Brennraummulde aufweist, gekennzeichnet durch einen im anderen Kolbenbodenabschnitt (10) beginnenden und in die Brennraummulde (13) mündenden Drallkanal (14), der zwischen beiden Kolbenbodenabschnitten (9, 10) im Bereich des Kolbenbodenrandes (15) verläuft.
2. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (12) etwa mittig zwischen den Ventilen (3, 4) verläuft und daß der Drallkanal (14) in seinem Verlauf vom Kolbenbodenabschnitt (10) zur Brennraummulde (13) an Breite ab- und an Tiefe zunimmt.

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3. Brennraum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkanal (14) tangential in die wannenförmige, in Draufsicht etwa oval gestaltete Brennraummulde (13) einmündet.
4. Brennraum nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündkerze (17) in dem der Drallkanalmündung (16) gegenüberliegenden Bereich der Brennraummulde (13) im Zylinderkopf (2) angeordnet ist.

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