DE2934615A1

DE2934615A1 - Selbstzuendende 4-takt-hubkolbenbrennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE2934615A1
Application number: DE19792934615
Authority: DE
Inventors: Michael G. Dipl.-Ing. ETH 1180 Rolle May
Original assignee: MAY MICHAEL G DIPL ING ETH
Current assignee: MAY MICHAEL G DIPL ING ETH
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1981-03-12
Also published as: JPS5634922A; US4300498A

Description

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Michael G. May Rolle (Schweiz)

Selbstzündende 4-Takt-Hubkolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine selbstzündende 4-Takt-Hubkolbenbrennkraftraaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Solche Maschinen bezeichnet man auch als Dieselmotoren.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DD-PS 91 936) ist eine zylindrische Mulde in der Mitte des Kolbens koaxial zu dessen Längsachse angeordnet und in sie führen vom Kolbenboden schräg nach unten gerichtete Durchbrüche hinein, die so geneigt sind, daß die gegen Ende des Verdichtungstaktes durch sie hindurch in die Mulde einströmenden Gasstrahlen in der Mulde eine Drallströmung erzeugen sollen, die ungefähr parallel zum Kolbenboden verläuft. Nachteilig sind die hohen Strömungsverluste der die Druchbrüche durchströmenden Gasströme. Ferner strömt gegen Ende des Verdichtungstaktes Gas auch axial und radial in

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erheblichem Umfang in die Mulde allseitig etwa radial ein und behindert die Ausbildung einer wirksamen Drallströmung in der Mulde. Auch ist die Verbrennung nur ungenügend mit der Folge, daß noch ein erheblicher Prozentsatz schädlicher teilverbrannter Bestandteile ausgestoßen wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine selbst_zün~ aondo 4-Takt-Brennkrafthubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, welche sehr gute Gemischbildung und damit hohen thermischen Wirkungsgrad ermöglicht, wobei die Rußgrenzen in Richtung geringerer Luftüberschußzahl verschoben werden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch diese erfindungsgemäße 4-Takt-Brennkrafthubkolbenmaschine ergibt sich im Verbrennungsraum des Zylinders odor jedes ihrer Zylinder eine außerordentlich vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, da durch die flache, breite Leitrinne gegen Ende des Verdichtungstaktes in der Mulde eine wirksame, die Verbrennung wesentlich fördernde Drallströmung entsteht, die im wesentlichen parallel zum Kolbenboden rotiert.

Diese erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat infolge ihrer günstigen Eigenschaften auch einen geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch, insbesondere im Teillastgebiet, sodaß sie also sehr sparsam arbeiten kann. Infolge der sehr rasch verlauf enden und vollständigeren Verbrennung bilden sich nur relativ geringe Anteile schädlicher

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Bestandteile, wie Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe.

Es wird überdies ein geringerer Zündverzug erreicht, was thermische und mechanische Belastungen verringert und die Geräuschentwicklung des Motors reduziert. Auch läßt sich ein verbessertes Kaltstart- und/oder Warmlaufverhalten erreichen.

Die Mulde kann im Zylinderkopf oder im Kolbenboden angeordnet sein. Auch ist es möglich, gegenüber der Mulde im Kolbenboden bzw. im Zylinderkopf noch eine flache Vertiefung vorzusehen, die mit der Mulde fluchtet, um die Mulde in das jeweils gegenüberliegende Teil in der oberen Totpunktstellung des Kolbens etwas zu verlängern.

Die Leitrinne oder Leitrinnen können bevorzugt in demselben Teil angeordnet sein, in dem sich die Mulde befindet. In manchen Fällen kann, wenn auch weniger gut, vorgesehen sein, daß sich die Leitrinne in dem der Mulde gegenüberliegenden Teil (Zylinderkopf oder Kolben) befindet.

Wenn die Mulde in den Kolbenboden eingelassen ist, ergeben sich erhebliche Vorteile für den Zylinderkopf, da er mit geringerer Bauhöhe ausgeführt werden kann und seine Kühlung vereinfacht wird. Wenn ferner, die Leitrinne oder Leitrinnen ausschließlich im Kolbenboden und nicht im Zylinderkopf vorgesehen sind, vereinfacht sich die Bauart des Zylinderkopfes und seine Herstellung weiterhin.

Es ist in manchen Fällen auch möglich, daß man in Zylinderkopf und im Kolbenboden zwei einander gegenüberliegende Leitrinnen vorsieht, in welch letzterem

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Falle das Volumen der einzelnen Leitrinne entsprechend kleiner ist, sodaß beide Leitrinnen zusammen etwa das Volumen haben, das im Falle des Vorhandenseins einer einzigen Leitrinne diese Leitrinne hätte.

Wenn die Mulde und die Leitrinne oder -rinnen im Kolbenboden vorgesehen sind, ermöglicht die Erfindung ferner, die Serienfertigung von Brennkraftmaschinen, die bekannte Muldenkolben haben, problemlos und mit relativ geringem Aufwand auf den erfindungsgemäßen Muldenkolben umzustellen oder sogar bereits fertig gestellte und ggfs. bereits im Betrieb befindliche Brennkraftmaschinen auf den neuen Muldenkolben nachträglich umzurüsten.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß in der oberen Totpunktstellung des Kolbens das Volumen der Mulde

mindestens 6o%, vorzugsweise 7o bis 8o% des dann vorhandenen Brennraumvolumens beträgt.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Leitrinne nicht nur lang, sondern auch sehr breit ist. Wenn die Längsmittelachse der Mulde sich im Abstand von der Längsmittelachse des Kolbens befindet, und die Leitrinne sich gegenüber einer der für den Ventilteller notwendigen Vertiefung im Zylinderkopf befindet oder diese Vertiefung ganz oder teilweise durch die Leitrinne mitgebildet ist, ergeben sich trotz der zweckmäßig relativ großen Breite der Leitrinne zu beiden Seiten der Leitrinne große Quetschflächen, die gegen Ende des Verdichtungstaktes Quetschströmungen in die Leitrinne einleiten, welche dann in Längsrichtung der Leitrinne zur Mulde strömen und in ihr eine für die Verbrennung äußerst wirksame Drallströmung erzeugen. Der Ventilteller des anderen Gaswechselventiles kann

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zweckmässig
sich dann/ganz oder im wesentlichen über der Mulde befinden oder in der Mulde, sodaß die für dieses Gaswechselventil erforderliche Vertiefung im Zylinderkopf und/oder Kolbenboden zumindest teilweise durch die Mulde mitgebildet sein kann und so die Gesamtquetschfläche des Kolbenbodens und damit entsprechend auch des Zylinderkopfes sowohl besonders groß ist als auch für die Drallerzeugung in der Mulde besonders günstige Lage und Gestalt erhält. Unter Quetschfläche oder -flächen des Kolbenbodens und des Zylinderkopfes ist bzw. sind diejenigen Flächenbereiche verstanden, die sich in der oberen Totpunktstellung des Kolbens in nur geringem, normalerweise nahezu möglichst geringem Abstand von bspw. ca. 1 mm gegenüberstehen. Unter Quetschzone ist der zwischen diesen Quetschflächen vorhandene lichte Bereich verstanden.

An sich könnten die Quetschflächen noch vergrößert werden, wenn man die Leitrinne nicht breit, sondern schmal ausbildet, doch wird dann die durch die Leitrinne strömende Gasmenge kleiner und langsamer und wenn man den Querschnitt durch größere Tiefe der Leitrinne vergrößern wollte, so ergibt dies weitere Verlangsamungen dieser Strömung. Es ist bekannt, den in den betreffenden Zylinder führenden Gaszuführkanal, der durch das Einlaßventil absperrbar ist, so zu dem Brennraum dieses Zylinders zu führen, daß die durch ihn in den Brennraum einströmende Gasströmung im Zylinder um dessen Längsachse als Drallströmung rotiert. Damit diese Drall_ strömung die sich in der Mulde ausbildende Drallströmung nicht stört, sondern noch verstärkt, ist zweckmäßig vorgesehen, daß die durch das aus der Leitrinne in die Mulde überströmende Gas bewirkte Drallrichtung der

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Gasströmung in der Mulde gleichsinnig zu der obengenannten Drallströmung ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Querschnitt der Leitrinne in demjenigen Längsabschnitt, der an der durch die Längsmittelachse des in ihr oder über Ihr liegenden Ventiltellers bestimmten Querschnittsebene beginnt und bis zur Mulde reicht, sich in Richtung auf die Mulde zu wenig verändert und sich m:r vorzugsweise um

maximal 3o% bezogen auf den Querschnitt in der durch die Längsmitteleichse des betreffenden Gaswechseiventils bestimmten Ebene vergrößert, vorzugsweise um weniger als 2o%.

Bevorzugte Anwendungsgebiete der Erfindung sind Fahrzeugmotore , wie Kraftfahrzeugmotor, Bootsmotore, Flugmotore.

Bei einer Brennkraftmaschine, die einen oder mehrere Zylinder hat, wobei der Hubraum des bzw. jedes

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Zylinders 2oo bis 7oo cm beträgt, kann bevorzugt dxe Tiefe der Leitrinne unterhalb des über ihr befindlichen Ventiltellers 1 bis 4 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm betragen. Dabei kann die maximale Tiefe der Leitrinne in stromabwärtiger Richtung■zweckmäßig auf 3 bis 9 mm, vorzugsweise auf 4 bis 7 mm an oder nahe der Mündung sich vergrößern. Bei Vergrößerung des Hubraumes können diese Vierte etwa proportional vergrößert werden.

In vielen Fällen kann der Boden der Leitrinne im wesentlichen eben und vorzugsweise flach schräg nach unten sowohl zur Mulde hin als auch zur ungefähr tangential in die Muldenumfangswand übergehenden, den ersten Längsrand aufweisenden

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Längsseitenwand der Leitrinne hin geneigt sein. Dies hat fertigungstechnische Vorteile und ergibt dennoch eine sehr gute Verbrennung im Brennraum.

Die Intensität des Dralles der Mulde kann dadurch noch weiter vergrößert werden, wenn in den Boden der Leitrinne angrenzend an ihre ungefähr tangential in die Muldenumfangswand übergehende Längsseitenwand eine in Längsrichtung der Leitrinne verlaufende konkave Vertiefung eingelassen ist, deren Breite kleiner als die halbe Breite des Leitrinnenbodens ist.

Das Volumen der Leitrinne ist zweckmäßig gering, vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß das in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vom Ventilteller freigelassene Volumen der Leitrinne kleiner als 12%, vorzugsweise 4 bis 1o% des in dieser Kolbenstellung vorhandenen Brennraumvolumens ist.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es auch, daß das in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vorhandene lichte Volumen der Leitrinne durch den betreffenden Ventilteller noch erheblich verkleinert werden kann, indem der Ventilteller, wie vorzugsweise vorgesehen, in dieser oberen Totpunktstellung des Kolbens in diese Leitrinne vorzugsweise um 1 bis 2 mm hineinragt. Plierdurch wird das sowieso schon geringe Volumen der Leitrinne gegen Ende des Verdichtungstaktes noch weiter verringert, indem der Ventilteller eine Verdrängerfläche bildet, die gegen Ende des Verdichtungstaktes aus der Leitrinne Gas in die Mulde zusätzlich hineinverdrängt und so das außerhalb der Mulde befindliche Volumen des Verbrennungsraumes bei Beginn

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der Verbrennung noch weiter verringert und dieser Vorteil wird sogar unter noch weiterer, die Verbrennung begünstigender Intensivierung der Drallströmung erzielt.

Sine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß die Höhe der ungefähr tangential in die Umfangswandung der Mulde übergehende Längsseitenwand der Leitrinne in Richtung auf die Mulde zu von einem Kleinstwert bis zu einem Größtwert zunimmt, derart, daß der durch den oberen und den unteren Rand dieser Längsseitenwand eingeschlossene Winkel maximal 1o°, vorzugsweise 3 bis 6° beträgt. Hierdurch wird der Querschnitt der Leitrinne in stromabwärtiger Richtung in vorteilhafter Weise vergrößert und dem seitlichen Zustrom von Gas aus den beiderseits von ihr befindlichen Quetschzonen vorteilhaft Rechnung getragen.

Die größte Breite der Leitrinne kann sich besonders vorteilhaft im Abstand vom Kolbenrand bzw. von der Zylindorinnenumfangswand befinden, wobei vorzugsweise die Breite der Leitrinne sich in stromabwärtiger Richtung von dieser Stelle größter Breite aus verringert, vorzugsweise um maximal 2o%. Hierdurch läßt sich die Quetschzone weiter vergrößern. Eine große Breite der Leitrinne am Rand des Kolbens ist unnütze Vergeudung von Quetschfläche und auch eine unnötige Vergrößerung des in der oberen Totpunktstellung vorhanden Volumens der Leitrinne. Das in dieser Leitrinne befindliche Gemisch verbrennt langsamer als das in der Mulde.

Die Kraftstoff-Einspritzdüse kann zweckmäßig gegenüber der Mulde im Zylinderkopf angeordnet sein . Bevorzugt kann die durch den oberen Fand der Leitrinne bestimmte

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Grundrißfläche der Leitrinne mindestens 8-fach, vorzugsweise mindestens Ιο-fach größer sein als der Überströmquerschnitt der Leitrinne in die Mulde.

Die größte Breite der Leitrinne kann zweckmäßig an der Stelle sein, die durch die Längsmittelachse des betreffenden Ventiltellers hindurchgeht.

Im Hinblick auf die relativ große Breite der Leitrinne ist es zweckmäßig, wenn der auf die Muldenlängsachse bezogene Zentriwinkel der in die Mulde führenden Mündung der Leitrinne vorzugsweise mindestens 7o°, insbesondere mindestens 85° beträgt. Als besonders günstig haben sich Zentriwinkel erwiesen, die größer als 9o° sind, vorzugsweise 95° bis 12o° betragen.

Damit hierbei aus der Leitrinne keine der Drallrichtung der sich in der Mulde um deren Längsmittelachse ausbildenden Drallströmung entgegengerichtete Gasströmungskomponente eindringt, kann zweckmäßig vorgesehen sein, daß die Tangente an den unmittelbar vor der Abrißstelle der aus der LGitrinne in die Mulde einströmenden Strömung lieqenden Endbereich des zweiten Längsrandes bzw. der betreffenden Längsseitenwand der Leitrinne zwischen der Längsmittelachse der Mulde und der übrigen Mündung der Leitrinne hindurchgeht. Bevorzugt kann die genannte Tangente in einem Pinkel von 4o bis 8o° zu dem benachbarten streoabwärtigen Rand des

Bodens der Leitrinne in die Mulde eintreten. Um dabei das Einströmen des Gases in

die Mulde . unter strömungsgünstiger

Ausbildung der Leitrinne zu erzielen, kann zweckmäßig der zweite Längsrand der Leitrinne zumindest in der

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Nähe der Mündung der Leitrinne schwach konkav gekrümmt sein.

Um bei Anordnung der Mulde im Kolbenboden eine möglichst lange Leitrime zu erhalten, ist es femer zweckmäßig, wenn die Mulde von der Umfangswand des Kolbens nur geringen Abstand von vorzugsweise weniger als 1o% des Kolbendurchmessers hat, insbesondere solchen Abstand, wie er aus thermischen Gründen für die Funktion der Kolbenringe noch zulässig ist, und daß die Leitrinne an der dieser Stelle des geringsten Abstandes der Mulde vom Kolbenumfang diametral gegen-

qbodens überliegenden Randstelle des Kolben-^ beginnt oder nur in geringem Abstand von dieser Randstelle beginnt.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß eine einzige Leitrinne zu der Mulde führt. Dennoch kann es in manchen Fällen vorgesehen sein, daß mehrere Leitrinnen zu der Mulde führen, und zwar insbesondere dann, wenn mehr als zwei Gaswechselventile vorgesehen sind, zwei Einlaßventile und/oder zwei Auslaßventile.

Für möglichst weitgehendes Ausstoßen der verbrannten Ladung ist es zweckmäßig, wenn der Ventilteller des oder eines Auslaßventils in oder über der Mulde angeordnet ist und der Ventilteller des oder eines Einlaßventiles in oder über der Leitrinne angeordnet ist. Dies hat auch den Vorteil, daß die höhere Temperatur des Auslaßventiltellers die Verbrennung in der Mulde zusätzlich begünstigt und auch schneller einleitet.

Es ist auch in manchen Fällen zweckmäßig, wenn die Leitrinne über ihre Breite ungleiche Tiefe aufweist und von ihrem tiefsten Läng sbc ro ich aus, der zweckmäßig in der Nähe des ersten Längsrandes der Leitrinne vorgesehen sein Kann, flach ~.u dar den zweiten Längsrand aufweisenden

Längsseitenwand der Leitrinne oder in manchen Fällen auch

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flach bis zu dein zweiten Längsrand der Leitrinne ansteigt.

Die Breite der Leitrinne ist zumindest von der Stelle ihrer größten Breite aus bis zur Mulde wesentlich größer als ihre Tiefe und ihre Breite ist in diesem Bereich vorzugsweise nicht kleiner oder nur relativ geringfügig kleiner als der Durchmesser des ihr gegenüberliegenden Ventiltellers. Dadurch entsteht ein großer breiter, von Quetschflächen umgebener Bereich, den die Leitrinne bildet, in den gegen Ende des Verdichtungstaktes von den großflächigen Quetschflächen her und ggfs. auch vom rückwärtigen Rand der Leitrinne her Gas einströmen kann. Durch die geringe Tiefe der Leitrinne entstehen dabei relativ hohe Strömungsgeschwindigkeiten der Gasströmung

in der Leitrinne zur Mulde hin und es wird in der Mulde die erwähnte einzige um die Längsachse der Mulde rotierende Drallströmung in stets derselben Rotationsrichtung sicher erzeugt, sodaß die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches optimal vor sich geht.

Obwohl es möglich und in manchen Fällen vorteilhaft ist:, die Mulde ungefähr kreisrund auszubilden, ist es zur Erzielung einer möglichst langen Leitrinne und großer Quetschflächen seitlich der Leitrinne besonders vorteilhaft, vorzusehen, daß die Mulde eine stetig konkav gekrümmte Umfangswandung aufweist, die in einer Längsmittelebene einen maximalen Durchmesser und in einer hierzu senkrecht stehenden Längsmittelebene einen kleineren Durchmesser hat und daß die durch diesen kleineren Durchmesser bestimmte Längsmittelebene durch

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die Mündung der Leitrinne geht. Diese Mulde kann dabei wie auch bei anderer Ausbildung der Mulde stets zweckmäßig so nah wie raöglich an dem von der Leitrinne abgewendeten Randbereich des Kolbens bzw. der Zyiinderinnenumfangswand angeordnet sein, wie es in ersterem Fall die thermische Belastung der Kolbenringe tecnnisch zuläßt. Die Leitrinne kann besonders zweckmäßig so ausgebildet sein, daß mindestens einer ihr Längsränder der obere Rand einer Längsseitenwand der Leitrinne ist. Es ist jedoch in manchen Fällen auch möglich, wenn sicherlich auch weniger gut, den Querschnitt der Leitrinne so auszubilden, daß man von einer Längsseitenwand nicht reden kann, indom sie eine stetige flache konkave Krümmung vom einen Längsrand bis zum anderen Längsrand hat.

Besonders zweckmäßig ist es in vielen Fällen, den Boden der Mulde ungefähr eben und die Umfangs-

wandung der Mulde schwach konisch auszubilden. Die Urafangswandung der Mulde kann zweckmäßig über eine Abrundung in den Boden übergehen.

Damit die Leitrinne möglichst lang ist, ist es zweckmäßig, wenn sie am Rand des Kolbens oder in geringem Abstand von ihm von vorzugsweise weniger als 5 mm beginnt. Die Länge der Leitrinne kann zweckmäßig mindestens dem o,25-fachen, vorzugsweise ungefähr dem o,3-bis ο,5-fachen des Kolbendurchmessers entsprechen.

Wie bereits erwähnt, ist es zweckmäßig, wenn die Längsränder der Leitrinne an Quetschflächen angrenzen. Diese Quetschflächen können zweckmäßig bis zum Kolbenrand bzw. zur Zylinderinnenumfangswand reichen, also

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nicht abgestuft sein. Sie können je nach Ausbildung des Kolbenbodens eben oder schwach konvex gewölbt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die ' Breite der Mündung der Leitrinne mindestens 3-fach.

vorzugsweise mindestens 4-fach, insbesondere mindestens 6-fach größer als ihre mittlere Tiefe an dieser

Mündung ist. Ferner kann

die Tiefe der Mulde vorzugsweise mindestens 3-fach, vorzugsweise ungefähr 3,5- bis 5-fach größer als die mittlere Tiefe der Leitrinne an ihrer Mündung sein. Dadurch ergeben sich gute Ausbrenngrade. Die Intensität der sich in der Mulde gegen Ende des Verdichtungstaktes bildenden Drallströmung kann dadurch noch erhöht werden, indem die Tiefe der Leitrinne quer zu ihrer Längsrichtung in Richtung auf ihre ungefähr tangential in die Umfangswandung der Mulde übergehende Längsseitenwand zunimmt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Kolbenboden eines erfindungsgemäßen Kolbens, wobei Bereiche des zugeordneten Zylinderkopfes, die über der Bildebene liegen, strichpunktiert mit eingezeichnet sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 gesehen entlang der Schnittlinie 2-2,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Kolben gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 je einen Schnitt durch den Kolben der Fig. 3 ³¹³ gesehen entlang den Schnittlinien 4-4, bzw. 5-5 bzw. 6-6.

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Fig. 7 eine Draufsicht auf den Kolbenboden eines Kolbens gemäß einen weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine Untenansicht der durch den Zylinderkopf gebildeten Decke des Brennraumes eines Zylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 je eine weitere Draufsicht auf den Kolbenboden

* ι ρ d 1 ο

eines Kolbens gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist der Kolben 1o einer in den übrigen Einzelheiten bekannten selbstgezündeten 4-Takt-Brennkraftmaschine, also einer Diesel-Erennkraftmaschine in Draufsicht dargestellt. In den Kolbenboden 11 ist eine kreisrunde Mulde 12 eingelassen, die gemäß Fig.2 eine sich schwach zu ihrem Boden 13 hin konisch verjüngende Umfangswand aufweist. Der über eine Rundung an die Umfangswand anschließende Boden 13 dieser Mulde 12 ist eben. Der linksseitige Randbereich dieser Mulde 12 befindet sich in solch geringem Abstand vom Umfang des Kolbens 1o, wie es die thermische Belastung der Kolbenringe 14 zuläßt. Die sichelförmige flache Vertiefung 15 des linksseitigen Randbereiches der Mulde 12 ist nur zu dem Zweck vorgesehen, damit der über dieser Mulde befindliche Ventilteller 16, der in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel zweckmäßig der Ventilteller des /iuslaßventiies ist^nicht an den Kolbenboden anstoßen kann. Diese sichelförmige Vertiefung 15 bildet also keine Leitrinne im Sinne der Erfindung. Die Längsmittelachse 17 der Mulde 12 verläuft deshalb im Abstand von der zu ihr parallelen Längsmittelachse 18 dos Kolbens 1o. Die Längsachse 19 des

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Ventiltellers 16 befindet sich so vertikal über der Mulde 12. Das andere Gaswechselventil dieses Zylinders, dessen Ventilteller mit 2o und dessen Längsachse mit

21 in Fig. 2 angedeutet ist, ist deshalb vorzugsweise der Ventilteller des Einlaßventiles. Dieser Ventilteller 2o befindet sich vertikal oberhalb einer Leitrinne 22, welche flach und breit ist und die gemäß Fig. 1 einen halbkreisförmigen rückwärtigen Randbereich 23 mit einem Radius hat, der etwas größer als der Radius des Ventiltellers 2o ist. Durch den Krümmungsmittelpunkt dieses halbrunden Randbereiches 23 geht die Längsachse 21 des Ventiltellers 2o hindurch, sodaß der Ventilteller 2o in diese Leitrinne 22 hineinragen kann, wenn er beim Ansaugtakt

nach unten den Gaseinlaß dieses Zylinders öffnet. Dieser halbrunde Randbereich 23 ist von dem benachbarten Randbereich des Kolbenbodens 11 nur in geringem Abstand angeordnet, um eine möglichst gute Abstimmung zwischen einer möglichst großen Länge der Leitrinne

22 und möglichst großer Quetschfläche 24 des Kolbenbodens 11 zu erreichen. Und zwar bildet die gesamte Fläche 24 des Kolbenbodens, die in diesem Ausführungsbeispiel eben ist, welche die Mulde 12, die sichelförmige Vertiefung 15 und die Leitrinne 22 umfaßt, eine ununterbrochene einzige Quetschfläche 24, sodaß sich auch zwischen der Leitrinne 22 und dem ihr am nächsten liegenden Randbereich des Kolbens 1o noch ein schmaler Quetschflächenbereich befindet, was besonders günstig ist. Zu beiden Längsseiten der Leitrinne 22 befinden sich dagegen breite Quetschflächenbereiche.

Die Leitrinne 22 ist anschließend an den halbrunaen Randbereich 23 bis zur Mulde 12 verlängert, wobei in diesem Ausführungsbeispiel diese Leitrinne 22 von

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der Querschnittsebene 32 aus, durch die die Längsmittelachse 21 des Ventiltellers 2o hindurchgeht, bis zum Beginn der Mulde 12, d.h. bis zur Querschnittsebene 25 ungefähr konstante Breite hat. Die beiden an den halbrunden Randbereich 23 anschließenden Längsränder 26, 27 dieser Leitrinne 22 haben den aus Fig. 1 ersichtlichen im wesentlichen geraden und zueinander ungefähr parallelen Verlauf. Dabei geht der ungefähr gerade längere erste Längsrand 26, der die Längsseitenwand 3o der Leitrinne 22 obenseitig begrenzt, wie auch diese Längsseitenwand 3o,ungefähr tangential in die Umfangswandung der Mulde 12 über. Die andere viel kürzere vom zweiten Längsrand

27 obenseitig begrenzte, konkav gekrümmte Längsseitenwand 35 mündet in die Mulde 12 unter einem Winkel von ungefähr 9o°.

Der Rand der Mündung 28 der in die Mulde 12 führenden Leitrinne 22 bildet beginnend an dem zweiten Längsrand 27 eine Abrißkante 29, die sich bis zu der Längsseitenwand 3o erstreckt, da letztere ungefähr tangential in die ümfangswand der Mulde 12 übergeht. Die Abrißkante 29 hat vorzugsweise nur sehr geringen Padius oder ist eine gebrochene Kante. Der auf die Längsmittelachse 17 der Mulde 12 bezogene Zentriwinkel der Mündung

28 ist etwas größer als 9o°.

Die Tiefe der Leitrinne 22 ist gemäß Fig. 2 nur gering und wesentlich kleiner als die Tiefe der Mulde 12.

Wie dargestellt, ist die Tiefe der Mulde 12 geringer als ihr Durchmesser, was besonders zweckmäßig ist. Die Tiefe der Leitrinne 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel ca. maximal ein Drittel der Tiefe der Mulde 12. Jedoch ist die mittlere Tiefe der Leitrinne 22 noch wesentlich kleiner, da ihre maximale Tiefe an der Mündung 28 in einer konkaven schmalen Längseinwölbung

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31 der Leitrinne 22 auftritt. Diese schmale konkave Einwölbung 31 grenzt an die Längsseitenwand 3o an und reicht bis ungefähr zu der Querschnittsebene 32. Der übrige Boden der Leitrinne 22 ist ungefähr eben und schwach nach unten in Richtung auf die Mulde 12 geneigt.

Im Zylinderkopf 38 ist noch eine öffnung 33 für eine Einspritzdüse und ggfs. auch eine öffnung 34 für eine Glühkerze vorgesehen.

Die mindestens einen Zylinder mit einem solchen Kolben 1o aufweisende 4-Takt-Brennkraftmaschine arbeitet wie folgt. Beim Ansaugtakt wird frische Luft angesaugt. Beim Verdichtungstakt wird die Luft hoch verdichtet und kurz vor Ende des Verdichtungstaktes verdrängen die Quetschflächen 24 des Kolbens und Zylinderkopfes infolge ihres rasch abnehmenden geringen Abstandes Gas- bzw. Gemischteile in die Leitrinne 22 von rückwärts und von ihren Seiten her, wodurch in der Leitrinne 22 eine ausgeprägte Gasströmung auf die Mulde zu auftritt, die ungefähr tangential in die Mulde 12 einströmt und dabei an der Abrißkante 29 abreißt und die in der Mulde 12 befindliche Luft in eine einzige, um die Längsmittelsachse der Mulde 12 in Richtung des Pfeiles A rotierende Drallströmung versetzt. Die Quetschflächen Z^f können dabei auch einen Teil der zwischen ihnen befindlichen Luft abseits der Mündung 28 des Leitkanals 22 ungefähr radial in die Mulde 12 hineinquetschen, doch ist dieser Anteil wegen der hier nur relativ kleinen Quetschzonenbereiche entsprechend klein und kann die Entstehung der Drallströmung infolge der großen Breite und relativ großen Länge der Leitrinne 22 nicht störend beeinträchtigen.

Es wird dann wie üblich der Kraftstoff eingespritzt und es findet dann unter Selbstzündung in der Mulde 12 eine

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außerordentlich rasche und vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches statt. Da ferner der Ventilteller 2o gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Leitrinne 22 eintaucht und sich fast vollständig über die Grundfläche der Leitrinne 22 erstreckt, verdrängt er einen Teil des in der Leitrinne 22 befindlichen Gases ebenfalls in die Mulde 12 und hierdurch wird die Drallströmung noch weiter verstärkt und das außerhalb der Mulde 12 zum Zeitpunkt der Selbstzündung des Gemisches befindliche Luftvolumen noch weiter verringert, sodaß die gesamte Verbrennung äußerst rasch und intensiv abläuft.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 6 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Mulde 12 ovalen Umriß hat und die ungefähr tangential in diese Mulde übergehende Längsseitenwand 3o der Leitrinne 22 schwach konkav gewölbt ist. Ferner führt die andere Längsseitenwand 35 dieser Leitrinne 22 unter einem spitzeren Winkel a von ungefähr 6o° zum angrenzenden Bereich des Bodens der Mündung 28 der Leitrinne 22 . Und zwar ist dieser Winkel a der Winkel zwischen der Tangente 4o an das unmittelbar vor der Abrißkante 29 liegende stromobwärtige Ende der Längsseitenwand 35 und dem dieser Tangente 4o benachbarten Mündungsbereich des Bodens der Leitrinne 22, d.h. dessen Tangente 41. Der Querschnittsverlauf der Leitrinne 22 ist aus den Fig. 4 bis 6 zu ersehen.

Die Mulde 12 ist so angeordnet, daß ihr kleinster Durchmesser ungefähr auf die Längsmittelachse 21 des über der Leitrinne 22 befindlichen Ventiltellers 2o zu gerichtet ist, was besonders vorteilhaft ist. Die Leitrinne 22 und die Mulde 12 haben von den jeweils benachbarten Randborcichen des Kolbenbodens 11 des Kolbens 1o wieder nur

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geringe Abstände.

Bei beiden Ausführungsbeispielen geht die Längsmittelachse 17 der Mulde 12 nahezu durch die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der Stirnflächen der Ventilteller 16 und 2ö.

In Fig. 1 ist der in den Zylinderinnenraum mündende Saugkanal bei 37 angedeutet. Dieser ist so gestaltet, daß das beim Ansaugtakt in den Zylinderinnenraum einströmende Gas in ihm in Richtung des Pfeils B rotiert, also gleichsinnig zu der sich in der Mulde 12 ausbildenden Drallströmung (Pfeil A).

Der in Fig. 7 in Draufsicht dargestellte Kolben 1o unterscheidet sich dadurch im wesentlichen von den Kolben 1o nach den Fig. 1 bis 6, daß in seinem Kolbenboden 11 zwei zueinander winkelversetzte Leitrinnen 22 nahe nebeneinander angeordnet sind, die in die Mulde 12 ungefähr tangential gleichsinnig münden. Der diesen Kolben 1o enthaltende Zylinder dieses Dieselmotors weist insgesamt zwei Gaswechselventile auf, deren Ventilteller 16 und 2o der Auslaßventilteller 16 bzw. der Einlaßventilteller 2o sind. Jede Leitrinne 22 ist unterhalb einefft dieser beiden Ventilteller 16, 2o angeordnet und so ausgebildet, daß der betreffende Ventilteller 16, 2o in sie eindringen kann, wie es bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Die Mulde 12 befindet sich, wie es für die thermische Belastung der Kolbenringe zulässig ist, so nahe wie möglich am Rand des Kolbenbodens 11, sodaß sich wieder große Quetschflächen außenseitig neben den Leitrinnen 22 befinden und hierdurch in den Leitrinnen 22 gegen Ende des Verdichtungstaktes wirksame, in die Mulde 12 ungefähr tangential eindringende Strömungen werden, die in der Mulde 12 eine einzige

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intensive Drallströmung (Pfeil A) erzeugen. Wie man ohne weiteres ersieht, gehen beide aus den Leitrinnen 22 in die Mulde 12 einströmenden Gasströmungen zwischen der Längsmittelachse 17 der Mulde 12 und den Mündungen 28 der Leitrinnen 22 hindurch, sodaß diese Gasströme keine Komponenten haben, die der Drallströmung in Richtung des Pfeiles A entgegengesetzt gerichtet wären. Die Lage der im Zylinderkopf angeordneten Kraftstoff-Einspritzdüse 39 ist in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel so, daß ihre Längsachse sich nahe der Längsachse 17 der Mulde 12 befindet. Indem die Mulde 12 sich nicht unterhalb den Ventiltellern und 2o befindet, ergibt sich eine einfachere und billiger zu realisierende Anordnung der Einspritzdüse 39.

In Fig. 8 ist die durch den Zylinderkopf 38 gebildete Decke eines Verbrennungsraumes eines Zylinders eines Dieselirtotores an einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Anordnung und Ausbildung der Leitrinne 22 und der Mulde 12 ist ähnlich wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und Fig. 4, jedoch hier nicht im Kolbenboden, sondern im Zylinderkopf, wobei ferner in der Decke der Mulde 12 die durch den Ventilteller des Auslaßventiles absperrbare Äuslaßöffnung dieses Verbrennungsraumes angeordnet ist. Die Einspritzdüse 39 befindet sich in der Seitenwand der Mulde 12. Im rückwärtigen Endbereich der Leitrinne 22 ist die durch den Ventilteller 2o des Einlaßventiles absperrbare Gaseinlaßöffnung dieses Zylinders angeordnet und die Leitrinne 22 ist von der für diesen Ventilteller im Zylinderkopf erforderlichen Vertiefung aus, die einen Teilbereich der Leitrinne 22 bildet, bis zur Mulde 12 wie dargestellt verlängert, wobei ihre größte Breite sich an dem Querschnitt befindet, durch den die

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Längsmittelachse 21 des Ventiltellers 2o hindurchgeht und von dort aus verringert sich die Breite der Leitrinne 22 sowohl nach rückwärts als auch in Richtung auf die Mulde 12 zu wie dargestellt. Es befinden sich wieder zu beiden Seiten der Leitrinne 22 große Bereiche der Quetschfläche 24, sodaß gegen Ende des Verdichtungstaktes in der Leitrinne 22 eine intensive Luftströmung in Richtung zur Mulde 12 erzeugt wird, die in der Mulde eine intensive Drallströmung in Richtung des Pfeiles A erzeugt, die um die Längsachse 17 dieser Mulde 12 rotiert. Der obere Rand der Mulde 12 grenzt auf dem der Leitrinne 22 ungefähr diametral gegenüberliegenden Randbereich an den Umfangsrand der Decke des Verbrennungsraumes wie dargestellt an. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zeigt wieder eine Draufsicht auf einen Kolben 1o, dessen Kolbenboden 11 ähnlich wie der nach Fig. 7 ausgebildet ist und eine wie in Fig. 7 angeordnete Mulde 12 aufweist, die ebenfalls kreisrunde Querschnitte hat. Es bestehen im wesentlichen nur folgende Abänderungen zu der Ausführungsform nach Fig. 7. Die bei dem Kolben 1o nach Fig. 7 vorhandenen beiden getrennten Leitrinnen 22 vereinigen sich bei dem Kolben 1o nach Fig. 9 und haben eine einzige gemeinsame, in die Mulde 12 führende Mündung 28, die sich über einen großen Zentriwinkel von mehr als 12o° erstreckt bezogen auf die Längsmittelachse 17 der Mulde 12. Falls im Zylinderkopf insgesamt zwei

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Gaswechselventile angeodnet sind, also je ein einziger Einlaßventilteller 2o und Auslaßventilteller 16 vorhanden sind, kennen diese beiden Ventilteller 16,20 vorteilhaft über der vereinigten Leitrinne 22 abseits der Mulde 12 wie dargestellt angeordnet sein. Falls der Zylinder drei Gaswechselventile besitzt, bspw. zwei Einlaßventile und ein Auslaßventil oder zwei Auslaßventile und ein Einlaßventil, können zwei von deren Ventilteller 16 und/oder 20 über die Leitrinne 22 und der dritte Ventilteller 16 oder 20 über der Mulde 12 angeordnet sein, wie strichpunktiert angedeutet ist.

Die in Fig. 10 dargestellte Draufsicht auf den Kolbenboden 11 eines Kolbens 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt eine im Kolbenboden 1.1 zentrisch angeordnete kreisrunde Mulde 12, in die insgesamt vier in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete, gleich ausgebildete Leitrinnen 22 gleichsinnig ungefähr tangential einmünden, so daß die aus diesen Leitrinnen 22 gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Mulde 12 einströmenden Gasströme in dieser Mulde 12 ebenfalls eine intensive Drallströmung um deren Längsachse 17, die mit der Längsachse des Kolbens 10 fluchtet, erzeugen. Dabei befinden sich zu beiden Längsseiten jeder Leitrinne 22 große Quetschflächenbereiche 24 und auch rückseitig jeder Leitrinne 22 noch ein schmaler Quetschflächenbereich, so daß α i£ durch die Leitrinnen 22 gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Mulde 12 eintretenden Gas ströme in der Mulde eine intensive Drallströmung in Richtung des Pfeiles A verursachen.

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Wie aus Fig. 10 ersichtlich, hat der kreisrunde Boden der Mulde 12 in diesem Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser als deren obere öffnung. Und zwar ist es in diesem Ausführungsbeispiel besonders zweckmäßig, wenn sich die Umf angswand der Mulde 12 von der oberen öffnung aus inRichtung auf den Boden zu im Durchmesser vorzugsweise ungefähr kegelstumpfförmig erweitert. Der Boden der Mulde 12 kann ungefähr eben sein. Dieser Kolbennach Fig. 10 ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem Zylinderkopf, der zwei Auslaßventile und zwei Einlaßventile aufweist, deren Ventilteller 16,20 sich,wie strichpunktiert angedeutet, über den Leitrinnen 22 und vorzugsweise in der oberen Totpunktstellung des Kolbens in dies*? etwas hineinragend befinden.

Die Hinterschneidung der Mulde 12 hat insbesondere den Vorteil, daß die Quetschfläche 24 und die Länge der Leitrinnen 22 größer als ohne solche Hinterschneidungen sein können. Mulden mit Hinterschneidungen können in manchen Fällen zweckmäßig auch bei Ausführungsformen vorgesehen sein, bei denen weniger als vier Leitrinnen vorhanden sind.

Wenn sich die Mulde 12 wie bspw. im Ausführungsbeispiel nach Fig.8 im Zylinderkopf befindet, ist es besonders zweckmässig, vorzusehen, dass die dem Kolben zugewendete Öffnung der Mulde sich vollständig innerhalb der von der Kolbenlaufbahn des Zylinders bestimmten geometrischen Zylinderfläche befindet, vorzugsweie in geringem Abstand von dieser oder an sie angrenzend.

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Leerseite

Claims

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γυ i.br ra;cntamvalt

Deu!F-;:e Bank AG KciY.o W". ■'■' CC5G .'

7Z0O STUTTGART-I, Klüpielsiraßc G Pc.r.c:; - c> i-u:3

I'r-rfcdi 51

Patentansprüche

Selbstzündende 4-Takt-Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder mit hängenden Gaswechselventilen, der eine Drailkammer aufweist, die durch eine Mulde im Zylinderkopf und/oder Kolbenboden gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (17) der Mulde (12) ungefähr parallel zur LC:>"c;achse (18) des Kolbens (1o) verläuft, daß zu der Mulde (12) ständig bzw. in der oberen Totpunktstellung des Kolbens mindestens eine flache, breite Leitrinne (22), die im Zylinderkopf und/oder Kolbenboden angeordnet ist, ungeführt tangential führt, die wesentlich geringere Tiefe als die Mulde (12) hat und da.3 mindestens 7o% vorzugsweise 8o bis 95% des in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vorhandene Volumens des Verbrennungsraumes durch die Mulde und die Leitrinne bzw, die j.eitrinnen gebildet ist, welche Leitrinne oder Leitrinnen so angeordnet sind, vorzugsweise an dem die Mulde aufweisenden Teil (Kolben oder Zylinderkopf), daß durch das duz~c!i sie hindurch gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Mulde einströmende Gas in der Mulde eine um die Längsmittelachse der Mulde ungefähr parallel zum Kolbenboden rotierende Drallstrcmung erzeugt wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an den ersten Längsrand (26) der Leitrinne (22), c bezogen auf die Drallströmung in der Mulde ('2; stror.abwürtig des anderen (zweiten) Längsrandes (27) der 'Mulde unaefähr cancrentiai zur Muldenumfangswand führt, als auc'

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den zweiten Längsrand (27) der Mulde Quetschflächen des Zylinderkopfes bzw. des Kolbenbodens angrenzen.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (22) eine den ersten Längsrand (26) aufweisende Längsseitenwand (3o) hat, die im wesentlichen tangential zu der Umfangswandung der Mulde (12) führt und daß der restliche Bereich des Randes der Mündung der Leitrinne so ausgebildet ist, daß an ihm die in die Mulde einströmende Gasströmung abreißt, vorzugsweise im wesentlichen eine Abrißkante (29) mit sehr geringem Radius oder gebrochener Kante bildet.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den oberen Rand der Leitrinne (22) bestimmte Grundrißfläche der Leitrinne mindestens 8-fach, vorzugsweise mindestens 1o-fach größer ist als der Überströmquerschnitt der Leitrinne in die Mulde.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (22) oder eine Leitrinne in einer einen Ventilteller (2o) eines Gaswechselventxls aufweisenden Vertiefung des Zylinderkopfes und/oder in einer diesem Ventilteller gegenüberliegenden Vertiefung des Kolbenbodens, in die dieser Ventilteller vorzugsweise eindringen kann, beginnt.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Leitrinne (22) vorhanden ist»
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Leitrinnen (22) vorhanden sind, vorzugsweise zwei, drei oder vier Leitrinnen.

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8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche drei oder vier Gaswechselventile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Ventilteller dieser Gaswechse!ventile je eine Leitrinne (22) zugeordnet ist, die die im Zylinderkopf vorgesehene Vertiefung für diesen Ventiltelleraufweist oder sich im Kolbenboden gegenüber diesem Ventilteller befindet.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei benachbarte Leitrinnen zusammenlaufen und eine gemeinsame Mündung (28) in die Mulde haben.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12} im Zylinderkopf (38) angeordnet ist.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12) im Kolbenboden (11) angeordnet ist.
12. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinderkopf angeordnete Mulde (12) die durch das Auslaßventil absperrbare Auslaßöffnung des Brennraumes aufweist.
13. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolbenboden angeordnete Mulde gegenüber dem Ventilteller des Auslaßventiles angeordnet ist.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leitrinne (22) an ihrer Mündung wesentlich größer als die mittlere Tie te dieser Mündung ist, vorzugsweise mindestens dreifach crrößer»

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15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse der Mulde (12) im Abstand von der zu ihr ungefähr parallelen Kolbenlängsachse vorgesehenist.
16. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei Gaswechselventilen pro Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittelachse der Mulde (12) durch die Verbindungslinie der Mittelpunkte der verbrennungsraumseitigen Stirnflächen der Ventilteller (16,20) geht oder sich in der Nähe dieser Verbindungslinie befindet, vorzugsweise weniger als 10% des Kolbendurchmessers von dieser Verbindungslinie entfernt ist und daß die Längsmittelachse (17) der Mulde von dem Mittelpunkt der einen Ventiltellerstirnfläche keinen Abstand oder geringeren Abstand als von dem Mittelpunkt der anderen Ventiltellerstirnfläche hat.
17. Maschine nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne bzw. Leitrinnen nur im Kolbenboden (11) vorgesehen sind.
18. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne bzw. die Leitrinnen nur im Zylinderkopf vorgesehen sind.
19. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mulde (12) vom Kolbenumfang so gering ist, wie es vom Gesichtspunkt der zulässigen Kolbenringtemperatur aus noch zulässig ist.
20. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12) ungefähr kreisrund ist.

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21. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12) eine stetig konkav gekrümmte Umfangswandung aufweist, die in einer Längsmittelebene einen maximalen Durchmesser und in einer hierau senkrecht stehenden Längsmittelebene einen kleineren Durchmesser hat und daß die durch diesen kleineren Durchmesser bestimmte Längsnitte!ebene durch die Mündung der Leitrinne (22) geht.
22. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Längsrand der Leitrinne der obere Rand einer Längsseitenwand (30) der Leitrinne ist, vorzugsweise/"beide Längsränder (26,27) .Längsseitenwände (3o,35) der Leitrinne angrenzen,
23. Maschine nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Mulde ungefähr eben und/oder daß die Umfangswandung der Mulde (12) konisch ist und über eine Abrundung in den Boden dar Mulde übergeht.
24. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (22) am Rand der durch die Kolbenlaufbahn bestimmten geometrischen Zylinderfläche oder in geringem Abstand von vorzugsweise weniger als 5 mm von ihr beginnt.
25. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitrinne (22) mindestens dem 0,25-fachen, vorzugsweise ungefähr d:im 0,3 bis 0,5-fachen des Kolbendurchmessers entspricht.

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26. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsränder der Leitrinne (22) und vorzugsweise auch die Mulde an Quetschflächen (24) des Kolbenbodens bzw. des Zylinderkopfes angrenzen, die bis zum Kolbenrand bzw. bis zur Zylinderinnenumfangswand reichen, wobei vorzugsweise die Leitrinne und die Mulde sich innerhalb einer einzigen Quetschfläche befinden.
27. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Mündung (28) der Leitrinne (22) mindestens 4 -fach größer, vorzugsweise mindestens 6-fach

größer als ihre mittlere Tiefe an der Mündung

ist und daß die Tiefe der

Mulde vorzugsweise mindestens 3-fach, insbesondere ungefähr 3,5- bis 5-fach größer als die mittlere Tiefe der Leitrinne an dieser Mündung ist.
28. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Leitrinne (22) quer zu ihrer Längsrichtung in Richtung auf ihre ungefähr tangential in die Umfangswandung der Mulde übergehende Längsseitenwand zunimmt.
29. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der den ersten LMngsrand (26) aufweisenden

Längsseitenwand der Leitrinne (22)

in Richtung auf die Mulde zu von einem Kleirstwert bis zu einem Größtwert zunimmt, derart, daß der

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durch den oberen und den unteren Rand dieser Längsseitenwand eingeschlossene Winkel maximal 10°, vorzugsweise 3 bis 6 beträgt.
30. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Breite der Leitrinne (22) sich im Abstand vom Kolbenrand bzw. der Zylinderinnenumfangswand befindet und daß vorzugsweise die Breite der Leitrinne sich in stromabwärtiger Richtung von dieser Stelle größter Breite aus um maximal 20^s; verringert.
31. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel der in die Mulde (12) führenden Mündung der Leitrinne mindestens 70 , vorzugsweise mindestens 85° bezogen auf die Muldenlängsachse beträgt.
32. Maschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Zentriwinkel größer als 90 ist, vorzugsweise 95 bis 120 beträgt.
33. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangente (4o) an den unmittelbar vor der Abrißstelle der aus der Leitrinne in die Mulde einströmenden Strcirung liegenden Endbereich des zweiten Längsrandes bzw. der betreffenden Längsseitenwand (35) der Leitrinne (22) zwischen der Längsmittelachse der Mulde und der übrigen Mündung der Leitrinne hindurchgeht.
34. Hasel)ine nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Tangente (·ίο) in einem Winkel (a) von 4o° bis So' zu dem benachbarten stromabwärtigen Rand

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des Bodens der Leitrinne (22) in die Mulde eintritt.
35. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde von der ümfangswand des Kolbens (10) nur geringen Abstand von vorzugsweise weniger als 10% des Kolbendurchmessers hat, insbesondere solchen Abstand, wie er aus thermischen Gründen für die Funktion der Kolbenringe noch zulässig ist, und daß die Leitrinne (22) an der dieser Stelle des geringsten Abstandes der Mulde vom Kolbenumfang diametral gegenüberliegenden Randstelle des Kolbenbodens oder in nur geringem Abstand von dieser Randstelle beginnt.
36. Maschine nach einem der Ansprüche 1 oder 3-35, dadurch

gekennzeichnet, daß die den ersten Längsrand (26) aufweisende Längsseitenwand der Leitrinne ungefähr tangential in die Ümfangswand der Mulde übergeht und daß die Leitrinne von ihrem tiefsten Längsbereich aus, der in der Nähe dieser Längsseitenwand liegt, flach bis zum zweiten Längsrand oder flach bis zu der den zweiten Längsrand aufweisenden Längsseitenwand der Leitrinne ansteigt.
37. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der in den oder einen Zylinder führende Gaszuführkanal, der durch ein Einlaßventil absperrbar ist, so zu dem Brennraum dieses Zylinders führt, daß die durch ihn in den Brennraum einströmende Gasströmung im Zylinder um dessen Längsachse als Drallströmung rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das aus der Leitrinne in die Mulde überströmende Gas bewirkte Drallrichtung der Gasströmung in der Mulde gleichsinnig zu der erstgenannten Drallströmung ist.

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38. Maschine nach einem der vorhergehenden- Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Leitrinne in demjenigen Längsabschnitt, der an der durch die Längsmittelachse des über ihr liegenden Ventiltellers (20) bestimmten Querschnittsebene beginnt und biszur Mulde reicht, sich in Richtung auf die Mulde zu wenig verändert und sich nur vorzugsweise um maximal 30^c> bezogen auf den Querschnitt in der durch die Längsmittelachse des Gaswechselventils bestimmten Ebene vergrößert, vorzugsweise um weniger als 20%.
39. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

die einen oder mehrere Zylinder hat, wobei der Hub-

3 raum des bzw. jedes Zylinders 200 bis 700 cm beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Leitrinne im Bereich des Ventiltellers bzw. unterhalb des über ihr befindlichen Ventiltellers 1 bis 4 mm , vorzugsweise 2 bis 3 mm beträgt und daß bei größerem Hubraum sich diese Maße etwa proportional vergrößern.
40. Maschine nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß sich die maximale Tiefe der Leitrinne in stromabwärt iger Richtung auf 3 bis 9 mm, vorzugsweise auf 4 bis 7 irm oder nahe der Mündung vergrößert, wobei auch diese Maße sich bei größeren Hubraum etwa proportional vergrößern.
41. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß das in seiner Geschlossenstellung in der Leitrinne endende bzw. das über der Leitrinne befindliche Gaswechselventil das oder ein Einlaßventil ist.

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42. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Leitrinne (22) im wesentlichen eben und vorzugsweise flach schräg nach unten sowohl zur Mulde hin als auch zur den ersten Längsrand aufweisenden

Längsseitenwand hin geneigt ist.
43. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnt, daß in den Boden der Leitrinne angrenzend an ihre ungefähr tangential in die Muldenumfangswand übergehende den ersten Längsrand (26) aufweisende Längsseitenwand eine in Längsrichtung der Leitrinne verlaufende konkave Vertiefung (31) eingelassen ist, deren Breite kleiner als die halbe Breite des Leitrinnenbodens ist.
44. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Mulde (12) mindestens 60%, vorzugsweise 70 bis 80% des in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vorhandenen Brennraumvolumens beträgt und daß die Tiefe der Mulde (12) kleiner als ihr größter Durchmesser ist.
45. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der oberen Totpunktstellung des Kolbens von dem betreffenden Ventilteller frei gelassene Volumen der Leitrinne kleiner als 12%, vorzugsweise 4 bis 10% des in dieser Kolbenstellung vorhandenen Brennraumvolumens ist.

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46. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der über der oder einer im Kolbenboden befindlichen Leitrinne (22) befindliche Ventilteller (20) in seiner Geschlossenstellung üi:er den Zylinderkopf übersteht und in dieser Stellung in der oberen Totpunktstellung des PColbcns (10) in die Leitrinne (22) hineinragt.
47. Maschine nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Mulde (12) im Zylinderkopf (38) die dem Kolben zugewendete Öffnung der Mulde sich vollständig innerhalb der von der Kolbenlaufbahn des Zylinders bestimmten geometrischen Zylinderfläche befindet.
48. Maschine nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Mulde (12) sich in geringem Abstand von der genannten geometrischen Zylinderfläche befindet oder an diese angrenzt.

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