DE2930669C2 - Internal combustion engine with spark ignition - Google Patents

Internal combustion engine with spark ignition

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine with spark ignition according to the preamble of Claim 1.

Eine solche Brennkraftmaschine ist bekannt (US-PS 16 157). Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine schneiden sich die Achse der Einspritzdüse und die Achse des Verbindungskanals zwischen der Nebenkammer und dem Hauptbrennraum. In den Hauptbrennraum wird mittels der Einspritzdüse Kraftstoff in der Weise eingespritzt, daß sich im Hauptbrennraum ein Gemisch mit gewünschter Zusammensetzung befindet, auf das zum Zeitpunkt der Zündung die Flammenfackel trifft, die durch den Verbindungskanal aus der Nebenkammer schlägt.Such an internal combustion engine is known (US-PS 16 157). In this known internal combustion engine intersect the axis of the injection nozzle and the axis of the connecting channel between the secondary chamber and the main combustion chamber. In the main combustion chamber, fuel is injected into the Injected in such a way that there is a mixture with the desired composition in the main combustion chamber, which, at the time of ignition, is hit by the flame torch, which comes out through the connecting duct from the Side chamber beats.

Diese Ausbildung der bekannten Brennkraftmaschine ermöglicht es im Prinzip, daß in der Nebenkammer unter allen Betriebsbedingungen ein gut zündbares Gemisch erzeugt wird und daß mittels der Flammenfakkel auch weniger zündwillige Gemische im Hauptbrennraum zuverlässig gezündet werden.This design of the known internal combustion engine makes it possible in principle that in the auxiliary chamber a readily ignitable mixture is produced under all operating conditions and that by means of the flame torch even less ignitable mixtures can be reliably ignited in the main combustion chamber.

Es ist ferner eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung bekannt (DE-PS 1150 243), die die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 aufweist und bei der vorgesehen ist, daß im Hauptbrennraum ein mageres Gemisch erzeugt wird, auf das zum Zeitpunkt der Zündung die aus der Nebenkammer schlagende Fackel trifft. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine ist ferner vorgesehen, daß die Lastregelung ohne Drosselung der Ansaugluft erfolgt, wobei die in die Nebenkammer pro Arbeitsspiel eingespritzte Kraftstoffmenge lastunabhängig für alle Betriebszustände gleich ist und die Lastregelung allein durch die in den Hauptbrennraum eingespritzte Kraftstoffmenge erfolgt. There is also an internal combustion engine with spark ignition known (DE-PS 1150 243), which has the features according to the preamble of claim 1 and in which it is provided that a in the main combustion chamber A lean mixture is generated, on which at the time of ignition the one striking from the secondary chamber Torch hits. In this known internal combustion engine it is also provided that the load control without The intake air is throttled, with the amount of fuel injected into the secondary chamber per work cycle load-independent is the same for all operating states and the load control solely by the in the Main combustion chamber injected amount of fuel takes place.

Aus der DE-PS 3 79 453 ist eine Brennkraftmaschine mit Selbstzündung und ohne Nebenkammer bekannt, bei der schwer entzündbarer Kraftstoff in denFrom DE-PS 3 79 453 an internal combustion engine with compression ignition and without an auxiliary chamber is known, in the case of the difficult to ignite fuel in the

ίο Hauptbrennraum eingespritzt wird und zum Zünden dieses schwer entzündbaren Kraftstoffes ein leichter entzündbarer Kraftstoff eingespritzt wird. Dabei sollen die Kraftstoffstrahlen so gerichtet sein, daß die schwer entzündbaren Kraftstoffstrahlen die leicht entzündbaren Kraftstoff strahlen in einem für die Entzündung geeigneten Punkt treffen, was heißt, daß sie genau oder annähernd genau an dem Punkt zusammentreffen sollen, an welchem die Entflammung des leicht entzündbaren Kraftstoffs stattfindet Solche Kraftstoffstrahlen aus leicht entzündbarem Kraftstoff sind jedoch in ihrem physikalischen Verhalten nicht mit Flammenfackeln zu vergleichen, wie sie bei den Brennkraftmaschinen gemäß den beiden erstgenannten Veröffentlichungen aus der jeweiligen Nebenkammer schlagen.ίο Main combustion chamber is injected and for ignition a more easily flammable fuel is injected into this difficult-to-ignite fuel. This should the fuel jets be directed so that the difficult to ignite fuel jets the easily ignitable Fuel emit at a point suitable for ignition, which means that they are accurate or hit should meet approximately exactly at the point at which the ignition of the easily Flammable fuel takes place Such fuel jets from highly flammable fuel are, however in their physical behavior not to be compared with flame torches, as they are in internal combustion engines beat according to the first two publications from the respective subsidiary chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Brennkraftmaschine derart auszubilden, daß im Hauptbrennraum eine möglichst gleichmäßige und zuverlässige Zündung erreicht ist, wozu sichergestellt sein soll, daß der in den Hauptbrennraum eingespritzte Kraftstoff immer ein gezündetes Gemisch vorfindet.The invention is based on the object of designing the generic internal combustion engine in such a way that that the most uniform and reliable ignition possible is achieved in the main combustion chamber, for which purpose it should be ensured that the fuel injected into the main combustion chamber is always an ignited mixture finds.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Brennkraftmaschine gelöst.According to the invention, this object is achieved by the internal combustion engine characterized in claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird der in den Hauptbrennraum eingespritzte Kraftstoff in mehrere Kraftstoffstrahlen aufgeteilt und ist auch die aus der Nebenkammer in den Hauptbrennraum schlagende Flammenfackel in mehrere einzelne Flammenfackeln aufgeteilt, wobei dafür gesorgt ist, daß sich die Kraftstoffstrahlen und die einzelnen Flammenfakkeln treffen und daß für jeden Kraftstoffstrahl eine Zündfackel vorhanden ist. Die Fremdzündung in der Nebenkammer und die Einspritzung in den Hauptbrennraum sind zeitlich so aufeinander abgestimmt, daß der Hauptbrennraum noch nicht wesentlich mit Kraftstoff gefüllt ist, wenn die Flammenfackeln in den Hauptbrennraum schlagen. Das Volumen der Nebenkammer ist derart bemessen, daß die in ihr zur Herstellung eines zündfähigen Gemisches pro Arbeitsspiel eingespritzte Kraftstoffmenge kleiner ist als die Leerlaufgemischmenge, so daß bei allen Lastzuständen ein optimal zündbares Gemisch in der Nebenkammer vorhanden ist.In the internal combustion engine according to the invention, the fuel injected into the main combustion chamber is in split several fuel jets and is also the one from the secondary chamber into the main combustion chamber striking flame torch into several individual flame torches divided, taking care that the fuel jets and the individual flame flares meet and that there is an ignition torch for each fuel jet. The spark ignition in the The secondary chamber and the injection into the main combustion chamber are coordinated with one another in terms of time so that the main combustion chamber is not yet substantially filled with fuel when the flame torches are in the Hit the main combustion chamber. The volume of the secondary chamber is dimensioned such that the in it to Production of an ignitable mixture per work cycle the amount of fuel injected is smaller than that Idle mixture quantity, so that an optimally ignitable mixture in the secondary chamber under all load conditions is available.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine führen somit zur Ausbildung mehrerer Flammenkerne im Hauptbrennraum und dadurch verursachter besserer Gemischaufbereitung sowie gleichmäßigerer Verbrennung.The essential features of the internal combustion engine according to the invention thus lead to training several flame cores in the main combustion chamber and the resulting better mixture preparation as well as more even combustion.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die in die Nebenkammer pro Arbeitsspiel eingespritzte Kraftstoffmenge lastunabhängig für alle Betriebszustände gleich ist. Dies vereinfacht die Regelung, und die Lastregelung kann allein durch die Menge des in den Hauptbrennraum eingespritzten Kraftstoffes erfolgen.In an advantageous embodiment of the invention it can be provided that the pro in the secondary chamber Work cycle, the amount of fuel injected is the same for all operating states, regardless of the load. this simplifies the regulation, and the load regulation can be controlled solely by the amount of in the main combustion chamber injected fuel take place.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigtExemplary embodiments are shown in the drawings and are explained in more detail below. It shows

F i g. 1 einen ausschnittsweisen senkrechten Schnitt durch den oberen Bereich eines Zylinders einer Brennkraftmaschine sowie (im unteren Teil der Figur) eine Ansicht des Hauptbrennraumes der Brennkraftmaschine; F i g. 1 shows a partial vertical section through the upper region of a cylinder of a Internal combustion engine and (in the lower part of the figure) a view of the main combustion chamber of the internal combustion engine;

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels; undF i g. 2 a fig. 1 similar representation of a second embodiment; and

F i g. 3 eine F i g. 1 ähnliche Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles.F i g. 3 a fig. 1 similar representation of a third embodiment.

Von einer Brennkraftmaschine sind im oberen Teil von F i g. 1 ein Zylinderkopf 1, ein Zylinder 2 und ein Kolben "J erkennbar, die einen Hauptbrennraum 4 begrenzen. Im Zylinderkopf 1 ist eine kleine Nebenkammer 5 angeordnet die durch mehrere Verbindungskanäle 6 mit dem Hauptbrennraum 4 verbunden ist In die Nebenkammer 5 spritzt eine Einspritzdüse 7 ein, mit deren Hilfe in der Nebenkammer ein zündfähiges Gemisch erzeugt wird. Zur Zündung dieses Gemisches dient eine Fremdzündeinrichtung in Form einer Zündkerze 8. In der Wand des Zylinders 2 ist eine weitere Einspritzdüse 9 angeordnet, die in den Hauptbrennraum 4 Kraftstoff einspritzt und mehrere Einspritzöffnungen aufweist wobei die Anzahl der Einspritzöffnungen der Einspritzdüse gleich der Anzahl der Verbindungskanäie 6 zwischen der Nebenkammer 6 und dem Hauptbrennraum 4 ist Dabei ist die Anordnung derart getroffen, d&ß die aus den Verbindungskanälen 6 austretenden Gasstrahlen bzw. Flammenfackeln in der Nähe der Einspritzdüse 9 mit den aus dieser eintretenden Einspritzstrahlen zusammentreffen, so daß die Flammenfackeln den in den Hauptbrennraum 4 eingespritzten Kraftstoff in der Nähe des Verdichtungstotpunktes entzünden.From an internal combustion engine are in the upper part of FIG. 1 shows a cylinder head 1, a cylinder 2 and a piston "J" which delimit a main combustion chamber 4. In the cylinder head 1 there is a small secondary chamber 5 which is connected to the main combustion chamber 4 by several connecting channels 6 This mixture is ignited by an external ignition device in the form of a spark plug 8. Another injection nozzle 9 is arranged in the wall of the cylinder 2 and injects fuel into the main combustion chamber 4 and has several injection openings The number of injection openings of the injection nozzle is equal to the number of connection channels 6 between the secondary chamber 6 and the main combustion chamber 4 incoming injection jets meet so that the flame torches ignite the fuel injected into the main combustion chamber 4 in the vicinity of the compression dead center.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Nebenkammer 5 im Zylinderkopf 1 angeordnet und ist die Einspritzdüse 9 in der Wand des Zylinders 2 angeordnet Sowohl die Nebenkammer 5 als auch die Einspritzdüse 9 liegen am Zylinderrand. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 liegen die Einspritzdüse 9 für die Einspritzung in den Hauptbrennraum 4 und die Nebenkammer 5 am Zylinderrand. Es ist jedoch die Nebenkammer 5 in der Wand des Zylinders 2 angeordnet, und die Einspritzdüse 9 befindet sich im Zylinderkopf 1. Abweichend hiervon sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 sowohl die Nebenkammer 5 aJs auch die Einspritzdüse 9 für die Einspritzung in den Hauptbrennraum 4 im Zylinderkopf 1 angeordnet und zwar dicht bei der Zylinderachse.In the case of the FIG. 1 shown and described above is the secondary chamber 5 is arranged in the cylinder head 1 and the injection nozzle 9 is arranged in the wall of the cylinder 2 Both the secondary chamber 5 and the injection nozzle 9 are located on the edge of the cylinder. Also in the embodiment according to FIG. 2 are the injection nozzle 9 for injection into the main combustion chamber 4 and the Secondary chamber 5 on the edge of the cylinder. However, it is the secondary chamber 5 in the wall of the cylinder 2 arranged, and the injection nozzle 9 is located in the cylinder head 1. Deviating from this are in the Embodiment according to Figure 3 both the secondary chamber 5 aJs also the injection nozzle 9 for injection into the main combustion chamber 4 in the cylinder head 1 arranged close to the cylinder axis.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, mit einem Hauptbrennraum, einer mit dem Hauptbrennraum verbundenen Nebenkammer, einer in den Hauptbrennraum Kraftstoff einspritzenden ersten Einspritzdüse, einer in die Nebenkammer den gleichen Kraftstoff einspritzenden zweiten Einspritzdüse und einer in der Nebenkammer wirkenden Fremdzündeinricntung, wobei der in den Hauptbrennraum eingespritzte Kraftstoff von brennend aus der Nebenkammer in den Hauptbrennraum schlagendem Gemisch gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einspritzdüse (9) mehrere Einspritzöffnungen aufweist, daß die Nebenkammer (5) mit dem Hauptbrennraum (4) durch mehrere Verbindungskanäle (6) verbunden ist, deren Anzahl gleich der der Einspritzöffnungen ;st, daß alle Einspritzöffnungen und Verbindungskanäle einander derart zugeordnet sind, daß sich die Achsen der Einspritzöffnungen und die Achsen der zugeordneten Verbindungskanäle schneiden, so daß jeder Einspritzstrahl von einer, jeweils aber verschiedenen Flammenfackel in der Nähe der ersten Einspritzdüse getroffen wird, und daß die Fremdzündung in der Nebenkammer zeitgleich mit dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung in den Hauptbrennraum erfolgt sowie die Nebenkammer ein Volumen von weniger als 10% des Verdichtungsvolumens hat, so daß die Kraftstoffstrahlen beim Austreten aus den Einspritzöffnungen auf die Flammenfackeln treffen.1. Internal combustion engine with spark ignition, with a main combustion chamber, one with the main combustion chamber connected secondary chamber, a first injecting fuel into the main combustion chamber Injection nozzle, a second injection nozzle that injects the same fuel into the secondary chamber and a foreign ignition device acting in the secondary chamber, the in the Main combustion chamber, fuel injected by burning from the secondary chamber into the main combustion chamber beating mixture is ignited, characterized in that the first injection nozzle (9) has several injection openings that the secondary chamber (5) with the main combustion chamber (4) is connected by several connecting channels (6), the number of which is equal to that of the injection openings ; st that all injection ports and connecting channels are assigned to each other in such a way that the axes of the injection openings and the axes of the associated connecting channels intersect, so that each injection jet from one, but each different flame torch is hit near the first injector, and that the Spark ignition in the secondary chamber at the same time as the start of fuel injection into the Main combustion chamber takes place and the secondary chamber has a volume of less than 10% of the compression volume, so that the fuel jets when Exiting from the injection openings hit the flame torches. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Nebenkammer (5) pro Arbeitsspiel eingespritzte Kraftstoffmenge lastunabhängig für alle Betriebszustände gleich ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the in the secondary chamber (5) per Work cycle, the amount of fuel injected is the same for all operating states, regardless of the load.
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