DE2934644A1 - Fremdgezuendete 4-takt-hubkolbenbrennkraftmaschine. - Google Patents

Fremdgezuendete 4-takt-hubkolbenbrennkraftmaschine.

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DE2934644A1
DE2934644A1 DE19792934644 DE2934644A DE2934644A1 DE 2934644 A1 DE2934644 A1 DE 2934644A1 DE 19792934644 DE19792934644 DE 19792934644 DE 2934644 A DE2934644 A DE 2934644A DE 2934644 A1 DE2934644 A1 DE 2934644A1
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Michael G. Dipl.-Ing. ETH Rolle May
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MAY MICHAEL G DIPL ING ETH
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MAY MICHAEL G DIPL ING ETH
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Description

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Michael G. May Rolle (Schweiz)
Fremdgezündete 4-Takt-Hubkolbenbrennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete 4-Takt-Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Maschinen bezeichnet man auch als Otco-Motoren.
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 Gemischstrahlen in der Mulde eine Drallströmung erzeugen sollen, die ungefähr parallel zum Kolbenboden verläuft. Nachteilig sind die hohen Strömungsverluste der die Durchbrüche durchströmenden Gasoder Gemxschströme.Auch bilden sich Klopfnester in den Durchbrüchen. Ferner strömt gegen Ende des Verdichtungstaktes Gemisch auch axial und radial in erheblichem
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umfang in die Mulde allseitig etwa radial ein und behindert die Ausbildung einer wirksamen Drallströmung in der Mulde. Hohe Verdichtungen des Gemisches sind nicht möglich. Auch verläuft die Verbrennung nur relativ langsam mit der Folge, daß noch ein erheblicher Prozentsatz schädlicher teilverbrannter Bestandteile ausgestoßen wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine fremdgezündete 4-Takt-Brennkrafthubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, welche sehr hohe Verdichtungen des Gemisches und damit hohen thermischen Wirkungsgrad ermöglicht, wobei auch mit Normalkraftstoffon von bspw. 91 Oktan noch sehr hohe Verdichtungen erzielt werden sollen. Auch soll das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit erheblichem Luftüberschuß und/oder unter Beimischung rückgeführten Abgases sehr rasch verbrannt werden können.
niese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Durch diese erfindungsgemäße 4-Takt-BrennkrafthubkolbeiiTnaschine ergibt sich im Verbrennungsraum des Zylinders oder jedes ihrer Zylinder eine außerordentlich rasche 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. Auch können erhebliche Luftüberschuß aufweisende Kraftstoff-Luft-Gemische klopffrei und aussetzerfrei bis zu hohen Verdichtungen verbrannt werden.
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Der Luftüberschuß des Gemisches kann vorzugsweise 1o bis AoI1 vorzugsweise 2o bis 3o% betragen und/oder es kann dem Kraftstoff-Luft-Gemisch auch rückgeführtes Abgas in erheblichen sogar anomal großen Prozentsätzen mit Vorteil beigemischt werden.
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 verlaufenden Verbrennung bilden sich nur relativ geringe Anteile schädlicher Bestandteile, wie Kohlenir.onoxyd und Kohlenwasserstoffe.
Indem die Mulde in den Kolbenboden eingelassen ist, ergeben sich u.a. erhebliche Vorteile für den Zylinderkopf, da er mit geringerer Bauhöhe ausgeführt werden kann und seine Kühlung vereinfacht wird. X'Jenn ferner, wie bevorzugt vorgesehen, die Leitrinne ausschi:3ßlich im Kolbenboden und nicht im Zylinderkopf vorgesehen ist, vereinfacht sich die Bauart des Zylinderkopf es und seine Herstellung weiterhin. Es ist in manchen Fällen jedoch auch möglich, daß man die Leitrinne nur im Zylinderkopf oder je eine Leitrinne sowohl im Zylinderkopf als auch im Kolbenboden vorsieht, in welch letzterem Falle das Volumen der einzelnen Leitrinne entsprechend kleiner ist, sodaß beide Leiterinnen zusammen etwa das Volumen haben, das im Falle des Vorhandenseins einer einzigen Leitrinne diese Leitrinne hätte. Jedoch ist es in jedem Fall günstiger, die Leitrinne nur im Kolbenboden vorzusehen.
Die Erfindung ermöglicht ferner, die Serienfertigung von Brennkraftmaschinen, die bekannte Muldenkolben
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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 des Kolbenbodens mindestens 60%, vorzugsweise 7o bis 8o2 des dann vorhandenen Brennraumbolumens beträgt.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Leitrinne nicht nur lang, sondern auch sehr breit ist.Intern 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 befindet sich dann ganz oder im wesentlichen über der Mulde, sodaß die für dieses Gaswechselventil erforderliche Vertiefung um Zylinderkopf und/oder Kolbenboden zumindest teilweise durch die Mulde mitgebildet sein kann und so die Gesamtquetschfläche des Kolbenbodens sowohl besonders groß ist als auch für die Drallerzeugung in der Mulde besonders günstige Lage und Gestalt
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erhält. Unter Quetschfläche oder -flächen des Kolbenbodens ist bzw. sind diejenigen Flächenbereiche verstanden, die in der oberen Totpunktstellung des Kolbens dem Zylinderkopf in nur geringem, normalerweise nahezu möglichst geringem Abstand von b.spw. ca. 1 mm gegenüberstehen. Unter Quetschzone ist der zwischen dieser Quetschfläche und der ihr gegenüberliegenden Quetschfläche des Zylinderkopfes vorhandene lichte Bereich verstanden.
An sich könnte die Quetschfläche des Kolbens noch vergrößert werden, wenn man die Leitrinne nicht breit, sondern schmal ausbildet, doch wird dann die durch die Leitrinne strömende Gemischmenge 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 Drallströmung 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 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
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über ihr liegenden Ventiltellers bestimmten Querschnittsebene beginnt und bis zur Mulde reicht, sich in Richtung auf die Mulde zu wenig verändert und sich mir vorzugsweise um
maximal 3o% bezogen auf den Querschnitt in der durch die Längsmittelachse des betreffenden Gaswechselventils bestimmten Ebene vergrößert, vorzugsweise um weniger als 2o%.
Bevorzugte Anwendungsgebiete der Erfindung sind Fahrzcufjmotore, wie Kraftfahrzeugmotoren, Bootsmotoren, Fluomotoren.
Bei einer Brennkraftmaschine, die einen oder mehrere Zylinder hat, wobei der Hubraum des bzw. jedes Zylinders 2oo bis 7oo cm beträgt, kann bevorzugt die Tiefe der Leitrinne unterhalb des über ihr befindlichen Ventiltellers 1 bis 4 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mra betragen. Dabei kann die maximale Tiefe der Leitrinne in stromabwärtiger Richtung zweckmäßig auf 3 bis 9 ram, vorzugsweise auf 4 bis 7 mm an oder nahe der Mündung sich vergrößern. Auch diese Maßnahme begünstigt die Verbrennung.Bei Vergrösserung des Hubraumes können diese vorgenannten Werte 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 Muldenumf angswand übergehenden, den ersten Längsrand aufweisenden Läng;!seitenwand der Leitrinne hin geneigt sein. Dies hat fertigiangstechniivhe Vorteile und ergibt dennoch eine sehr gute Verbrennung im Brennraum.
Die Intensität des Dralles der Mulde kann dadurch noch
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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 Leitrinnc kleiner als 12C;, vorzugsweise 4 bis 1o3 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 mir hineinragt. Hierdurch wird das sowieso schon geringe Volumen eier Leitrinne gegen Ende den Verdichtungstaktes noch weiter verringert, sodaß der Ventilteller eine Verdrängerfläche bildet, die gegen Ende des Verdichtungstaktes aus der Leitrinne Gemisch oder Gas in die Mulde zusätzlich hineinverdrängt und so das außerhalb der Mulde befindliche Volumen des Verbrennung^· raunies bei der Verbrennung noch weiter verringert und dieser Vorteil wird sogar unter noch weiterer, die Verbrennung begünstigender Intensivierung der Drallströmung erzielt.
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Eine bevorzuqte 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 befinden, wobei vorzugsweise die Breite der Leitrinne sich in stromabwärtigcr 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 vorhandenen Volumens der Leitrinne . Das in dieser Loitrinne befindliche Gemisch verbrennt langsamer als das in der Mulde.
Die Zündkerze kann zweckmäßig gegenüber der Mulde im Zylinderkopf angeordnet sein, vorzugsweise in Richtung der Drallströnmng in der Nähe des auf diese Drallströmung bezogenen strruuiufv/artigen Endes der Abrißkante der Loitrinnenmünoung.
Die größte Breite der Leitrinne kann zweckmäßig an der Stelle sein, durch die Längsmittelachse des
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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 führende 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 Abri.3ste.lle der aus der Leitrinne in die Mulde einstreimenden Strömung liegenden Endbereich des zweiten Längsrandes bzw. der von ihr begrenzten Längsseitenwand der Leitrinne zwischen der Längsmittelachse der Mulde und der übrigen Mündung der Lcitrinne hindurchgeht. Bevorzugt kann die genannte Tangente in einem Winkel von bis 8o° zu dem benachbarten stromabwärtigen Rand des Bodens eier Lcitrinne indii Mulde eintreten. Um dabei das Einströmen des Gasen
in die Mulde
unter strömungsgünstiger Ausbildung der Leitrinne zu erzielen, kann zweckmäßig der zweite Längsrand der Leitrinne zumindest in der Nähe der
Mündung der Leitrinne schwach konkav gekrümmt sein.
Um eine möglichst lange Leitrinne zu erhalten, ist es ferner zweckmäßig, wenn die Mulde von der UmfangP'.'and des Kolbens nur gei'ingen Abstand von vorzugsweise weniger als 1o% des Kolbendurchmessers hat, insbesondere
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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 gegenüberliegenden Randstelle des Kolbenbodens 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 1.uhren, und zvar insbesondere dann, wenn mehr als zwei Gaswechselventil vorgesehen sind, bspw. ein großes und ein kleines Einlaßventil und ein Auslaßventil oder je zwei Einlaßventile und Auslaßventile.
Für möglichst weitgehendes Ausstoßen der verbrannten Ladung ist es zweckmäßig, wenn das Auslaßventil über der Mulde angeordnet ist und entsprechend das Einlaßventil oder ein Einlaßventil über der Leitrinne angeordnet ist. Dies hat auch den Vorteil, daß die höhere Temperatur des Auslaßventxltellers die Verbrennung in der Mulde zusätzlich begünstigt.
Es ist auch in manchen Fällen zweckmäßig,wenn die Leitrinne über ihre Breite ungleiche Tiefe aufweist und von ihrem tiefsten L^ngsbereich aus, der zweckmäßig in der Nähe des ersten Längsrandos der Leitrinne vorgesehen ist, flach zu der den zweiten Liingsrand aufweinenden Längsseitenwand der Leitrinne oder in manchen Fällen auch flach bis zu dem 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
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relativ geringfügig kleiner als der Durchmesser des ihr gegenüberliegenden Ventiltellers. Dadurch entsteht ein großer breiter, von Quetschflächen des Kolbenbodens umgebener Bereich, den die Leitrinne bildet, in den gegen Ende des Verdichtungstaktes von den großflächigen Quetschflächen her und ggfs. auch von rückwärtigen Rand der Leitrinne her Gas einströmen kann. Durch die geringe Tiefe der Leitrinne entstehen dabei relativ hohe Strömungsgeschwindxgkexten der Gasströmung bzw. Gemischströmung 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 Rotationsrxchtung sicher erzeugt, sodaß die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches optimal vor sich geht. Dabei kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch bereits vor dem Verbrennungsraum gebildet sein, sei es durch Vergaser oder Einspritzung oder es kann auch im Verbrennungsraum durch Einspritzung des Kraftstoffes in diesen, vorzugsweise in die Mulde gebildet werden.
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 des Kolbenbodens 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 die Mündung der Leitrinne geht. Diese Mulde kann dabei wie auch bei anderer Ausbildung der Mulde stets
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zweckmäßig so nah wie möglich an dem von der Leitrinne abgewendeten Randbereich des Kolbens angeordnet sein, wie es also die thermische Belastung der Kolbenringe technisch zuläßt. Die Leitrinne kann besonders zweckmäßig so ausgebildet sein, daß ihr erster Längsrand der obere Rand einer Längsseitenwand der Leitrinne ist. Es ist ;jcdoch in manchen Fällen auch möglich, wenn sicherlich auch weniger gut, den Querschnitt der Leitrinne so auszubilden, daß man von einer Längsseitenwand nicht reden kann, indem sie eine stetige flache konkcive Krümmung vom einen Längsrand bis zum anderen Längsrand hat.
Besonders zweckmäßig ist es in vielen FäLlen, den Boden der Mulde ungefähr eben und/schräg oder die Umfangswandung der Mulde schwach konisch auszubilden. Die Umfangswandung 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 o,5-fachen des Kolbendurchmessers entsprechen.
Wie bereits erwähnt, ist es zweckmäßig, wenn die Längsränder der Leitrinne an Quetschflächen des Kolbenbodens angrenzen. Diese Quetschflächen können zweckmäßig bis zum Kolbenrand reichen, also nicht abgestuft sein. Sie können je nach Ausbildung des Kolbenbodens eben oder schwach konvex gewölbt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
ORiGINAL INSPECTED
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driß die Breite der Leitrinne an ihrer Mündung mindestens 4 -fach größer, vorzugsweise mindestens 6-fach
größer als ihre mittlere Tiefe
er uii-nsr ?'rnduno ist.
.rl·'-e;::ier kann die Tiefe der Mulde vorzugsweise mindestens
3 fach, verzugsweise ungefähr 3,5- bis 5-fach größer
als die mittlere Tiefe der Leitrinne an ihrer Mündung -ein. Dadurch ergeben sich gute Ausbrenngrade. Die Intensität der sich in der Mulde gegen Ende des Verdichtungstaktes bildenden Drallströinung kann dadurch :):>rh erhöht werden, indem die Tiefe der Leitrinne quer : : ihrer Längsrichtung in Richtung auf ihre ungefähr ■rarjg^ntiai in die Umfangswandung der Mulde übergehende T ιnus re itonwand zunimmt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen
i're. I eiiHi Draufsicht auf den Kolbonboden eines erCindungsgemäßen Kolbens^wobei Bereiche des zugeordneten Zylinderkopfes, die über der Bildebene liegen, strichpunktiert mit eingezeichn« t sind,
Fi;-. ?. einen Schnitt durch Fig. 1 gesehen entlang der Schnittlinie 2-2,
"'ig, 3 eine Draufsicht auf einen Kolben gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
i:icr, 4 je einen Schnitt durch den Kolben der Fig. 3 ■' ' " gesehen entlang den Schnittlinien 4-4, b~w.
5-5 bzw. 6-6,
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In den Fig. 1 und 2 ist der Kolben 1o einer in den übrigen Einzelheiten bekannten fremdgezündeten 4-Takt-Brennkraftmaschine, also einer Otto-Brennkraftmaschine 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 Auslaßventiles 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 Längsinittelachse 18 des Kolbens 1o. Die Längsachse 19 des 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 des Ventiltellers 2o hindurch, sodaß der Ventilteller
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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 halbrunden Randbereich 23 bis zur Mulde 12 verlängert, wobei in diesem Ausführungsbeispiel diese Leitrinne 22 von der Querschnittsebene 32 aus,durch die die Längsmittelachse 21 des Ventiltellers 2o hindurchgeht, bis zum Beginn der Mulde 12, d.h. bis zur Querschnittsebene ungefähr konstante Breite hat. Die beiden an den halbrunder. Randbereich 23 anschließenden Längsränder 26, dieser Leitrinne 22 haben den aus Fig. 1 ersichtlichen im wesentlichen geraden und zueinander ungefähr parallelen Verlauf. Dabei geht der längere (erste) Längsrand 26 , der die Längsseitenwand 30 der Leitrinne 22 obenseitig begrenzt, wie auch diese Längsseitenwand ungefähr tangential in die Umfangswandung der
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Mulde 12 über. Die andere viel kürzere vom zweiten Längsrand 27 obenseitig begrenzte Längsseitenwand 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. Der auf die Längsmittelachse 17 der Mulde 12 bezogene Zentriwinkel dieser 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 31 der Leitrinne 22 auftritt. Diese schmale konkave Einwölbung 31 grenzt an die Längsseitenwand 3o an und reicht bis ungefähr zu der Querschnittsebene 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 Zündkerze und ggfs. auch eine öffnung 34 für eine
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Kraftstoffeinspritzdüse vorgesehen.
Die mindestens einen Zylinder mit einem solchen Kolben 1o aufweisende 4-Takt-Brennkraftmaschine arbeitet vie folgt. Beim Ansaugtakt wird frisches Gas angesaugt, das ggfs. den Kraftstoff schon enthält oder der Kraftstoff wird in den Verbrennungsraum eingespritzt. Beim Verdichtungstakt wird das Gas bzw. das Gemisch verdichtet und kurz vor Ende des Verdichtungstaktes verdrängen die Quetschflachen 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 12 zu auftritt,
die ungefähr tangential in die Mulde 12 einströmt und dabei an der Abrißkante 29 abreißt und das in der Mulde 12 befindliche Gas oder Gemisch in eine einsige, um die Längsmittelachse der Mulde 12 in Richtung des Pfeiles A rotierende Drallströmung versetzt. Die Quetschflächen können dabei auch einen Teil des zwischen ihnen befindlichen Gases abseits der Mündung 28 des Leitkanales 22 ungefähr radial in die Mulde 12 hineinquetschen, doch ist dieser Anteil wecjen 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 gezündet, wobei die Zündkerze sich oberhalb der Mulde 12 befindet und es findet dann in der Mulde 12 eine außerordentlich rasche Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches statt. Da ferner der Ventiltoller 2o , wenn er nicht in einer entsprechenden Vertiefung des Zylinderkopfes 38 angeordnet ist, gegen Ende des Verdichtungstaktes in
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die Leitrinnc 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 Zündung des Gemisches befindliche Gemischvolumen noch weiter verringert, sodaß die gesamte Verbrennung äußerst rasch und intensiv abläuft und ein hoher Ausbrenngrad mit allen Vorteilen erzielt wird.
Auch können sehr hohe Verdichtungen des Gemisches angewendet werden und mit hoher Luftüberschußzahl des Gemisches gearbeitet werden.
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 30 der Leitrinne 22 schwach konkav gewölbt ist. Ferner gelangt die andere Längsseitenwand 35 dieser Leitrinne 22 unter einem spitzeren Winkel a von ungefähr 60° zum angrenzenden Bereich der Mündung 28 der Leitrinne 22, und zwar ist dieser Winkel a der Winkel zwischen der Tangente 40 an das stromabwärtige Ende der Längsseitenwand 35 und dem dieser Tangente 40 benachbarten i 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
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über der Leitrinne 22 befindlichen Ventiltellers zu gerichtet ist, was besonders vorteilhaft ist. Die Leitrinne 22 und die Mulde 12 haben von den jeweils benachbarten Randbereichen des Kolbenbodens 11 des Kolbens 10 wieder nur 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 20.
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).
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Claims (13)

Dr-ing. DipL-Phys. OSKAR.KÖNIG Patentanwalt KDfr.if.pat 7000 STUTTGART-!, Klüpfeiotrafin 6 Postschedc Sigt. 8<i9i Postfach 51 Patentansprüche
1./ Fremdgezündete 4-Takt-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit ^/ mindestens einem Zylinder und hängenden Glaswechselventilen, dessen Kolbenboden eine Mulde aufweist, in der eine ungefähr parallel zum Kolbenboden rotierende Drallströmung des zu verbrennenden Gemisches erzeugbar ist, wobei in der oberen Totpunktstellung dieses Kolbens das Volumen des dann vorhandenen Verbrennungsraumes überwiegend durch die Mulde des Kolbenbodens gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Längsmittelachse der Mulde (12) im Abstand vor: der zu ihr ungefähr parallelen Kolbenlängsachse vorgesehen ist, 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 1O% des Kolbendurchmessers von dieser Verbindungslinie entfernt i-it- und daß die Längsmittelachse (17) der Mulde von dem Mitte.Ku-.^t der einen Ventiltellerstirnfläche keinen Abstand oder geringeren Abstand als von dem Mxttelpunkt der anderen Ventiltellerstirnfläche hat, wobei vorzugsweise die eine Ventiltellerstirnfläche sie}1 ganz oder
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im wesentlichen gegenüber der Muldenöffnung befindet,
daß eine dem anderen Ventilteller (2o) gegenüberliegende Vertiefung im Kolbenboden, die mindestens den Durchmesser des Ventiltellers hat und in die der Ventilteller in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vorzugsweise hineinragen kann, und/n5er diejenige Vertiefung des Zylinderkopfes, die diesen anderen Ventilteller aufnimmt zu einer ungefähr tangential in die Mulde führenden, bzw. zu einer in der oberen Totpunktstellung des Kolbens ungefähr tangential zur Mulde führenden, breiten und flachen Leitrinne verlängert ist, damit durch das aus der Leitrinne (22) gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Mulde einströmende Gas oder Gemisch in der Mulde die um die Längsmittelachse (17) der Mulde ungefähr parallel zum Kolbenboden rotierende Drallströmung bewirkbar ist, und daß die mittlere Tiefe der Leitrinne an ihrer Austrittsmündung wesentlich kleiner als die Tiefe der Mulde ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an den ersten Längsrand (26) der Leitrinne (22), der bezogen auf/Drallströmung in der Mulde (12) stromabwärtig des anderen (zweiten) Längsrandes (27) der Leitrinne ungefähr tangential zur Muldenumfangswand führt, als auch an den zweiten Längsrand (27) der Leitrinne Quetschflächen des Zylinderkopfes bzw. des Kolbenbodens anar^nzen-
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mulde (12) vom Kolbenumfang so gering ist, wie es vom Gesichtspunkt der zulässigen Kolbenringtemperatur aus noch zulässig ist.
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4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12) ungefähr kreisrund ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (12) 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 die Mündung der Leitrinne (22) geht.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste LSngsrand (26) und vorzugsweise auch der zweite Längsrand (27) der Leitrinne jeweils der obere Rand einer l/'ngsseitenwand (2o,35) der Leitrinne trirvj»
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Mulde ungefähr eben und/oder daß die Umfangwandung der Mulde (12) schwach konisch ist und über eine Abrundung in den Boden der Mulde übergeht.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrinne (22) am Rand des Kolbens oder in geringem Abstand von vorzugsweise weniger als 5 mm von ihm beginnt.
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9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitrinne (22) mindestens dem o,25-fachen, vorzugsweise ungefähr dem o,3 bis o,5-fachen des Kolbendurchmessers entspricht.
1ο. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsränder der
Leitrinne (22)und vorzugsweise auch die Mulde (12) an. Quetschflächen (24) des Kolbenbodens angrenzen, die bis zum Kolbenrand reichen, wobei vorzugsweise die Leitrinne und die Mulde
sich innerhalb einer einzigen Quetschfläche befinden.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Leitrinne (22) an ihrer Mündung (28) mindestens 4 -fach größer,;
vorzugsweise mindestens 6-fach
größer als ihre mittlere Tiefe an der Mündung ist und da!5
die Tiefe eier Mulde vorzugsweise mindestens 3-fach, insbesondere ungefähr 3,5- bis 5-fach größer als die mittlere Tiefe der Leitrinne an ihrer Mündung ist.
12. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 1o,
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.
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gekennzeichnet,
13. Maschine nach einen der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch / daß die Höhe deo: den ersten Längsrand (26) aufweisenden Längs-
seitemvand der Leitrinne (22) 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.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Breite der Leitrinne (22) sich im Abstand vom Kolbenrand befindet und daß \rorzugsweise die Breite der Leitrinne sich in stromabwärtiger Richtung von dieser Stelle größter Breite aus um maximal 2o% verringert.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentriwinkel der in die Mulde (12) führenden Mündung der Leitrinne mindestens 7o°, vorzugsweise mindestens 85° bezogen auf die Muldenlängsachse beträgt.
16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Zentriwinkel größer als 9o° ist, vorzugsweise 95° bis 12o° beträgt.
17. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Längsseitenwand der Leitrinne ungefähr tangential in die
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Umfangswand der Mulde übergeht, und daß der übrige Rand der Mündung (28) der Leitrinne (22) in die Mulde als Abrißkante (29) ausgebildet ist.
18. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Tangente (40) an den unmittelbar vor der Abrißstelle der aus. der Leitrinne in die Mulde einströmenden Strömung liegenden Endbereich des zweiten Lc'ngsrandes bzw. der betreffenden Längsseitenwand der Leitrinne zwischen der Längs-
mittelachsn (17) der Mulde (12) und der übrigen Mündung (28) der Leitrinne hindurchgeht.
19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannte Tangente (40) in einem Winkel (a) von 40° bis 80° zu dem benachbarten stromabwartigen Rand des Bodens der Leitrinne (22) in die Mulde eintritt.
2o. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde von der Umfangswand des Kolbens (10) 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 (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.
21. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Leitrinne (22) zu der Mulde führt/ die vorzugsweise im Kolbenboden angeordnet ist.
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22. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die- den ersten LSngsrarsd aufweisende Längsseitenwand der Leitrinne ungefähr tangential, in die ttnfanhand der MuId.-? übergeht und daß die Leitrinne von ihrem tiefsten Längsbereich aus, der in der Nähe dieser Längsseitenwand liegt, flach zu einer den zweiten Längsrand aufweisenden Längsseitenwand der Leitrinne oder flach bis zum dieser Seitenwand gegenüberliegenden zweiten Längsrand der Leitrinne ansteigt,
23. 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 Drallst römung 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 Lrallstromung ist.
24. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Leitrinne in demjenigen Längsab^chnitt, der an der durch dieLängsmittelachse des über ihr liegenden Ventiltellers (20) bestimmten Querschnittsebene beginnt und bis zur Mulde reicht, sich in Richtung au* die Mulde zu wenig verändert und sich nur vorzugsweise um maximal 30% bezogen auf den Querschnitt in dor durch die Längsmittelachse des Gaswechselventils
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bestimmten Ebene vergrößert, vorzugsweise um weniger als 2o%.
25. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen oder mehrere Zylinder hat, wobei der Hubraum des bzw. jedes Zylinders 2oo bis 7oo cm beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Leitrinne unterhalb des über ihr befindlichen Ventiltellers 1 bis 4 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm beträgt und daß bei größerem Hubraum sich diese etwa proportional vergrößern.
26. Maschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sich die maximale Tiefe der Leitrinne in stromalwärtiger Richtung auf 3 bis 9 mm, vorzugsweise auf 4 bis 7 mm an oder nahe der Mündung vergrößert, wobei auch die ¥jnße sich bei größerem Hubraum etwa proportional vergrößern.
27. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das über der Leitrinne befindliche Gaswechselventil das Einlaßventil oder im Falle des Vorhandenseins mehrerer Einlaßventile das Einlaßventil des größten Ventiltellerdurchmessers ist.
28. 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 den ersten r-ünosrand aufweisenden
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Längsseitenwand hin geneigt ist.
29. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 28, dadurch gekennzeichnet,daß in den Boden der Leitrinne angrenzend an ihre ungefähr tangential in die Muldenumfangswand übergehende, den ersten Längsrand aufweisende Längsseitenwand eine in Längsrichtung der Leitrinne verlaufende Vertiefung (37) eingelassen ist, deren Breite kleiner als die halbe Breite des Leitrinnenbodens ist.
30. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Mulde (12) des Kolbenbodens mindestens 60% , vorzugsweise 70 bis 80S des in der oberen Totpunktstellung des Kolbens vorhandenen Brennraumvolumens beträgt und daß die Tiefe der Mulde (12) kleiner als ihr größter Durchmesser ist.
31. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das in der oberen Totpunkts teilung des Kolbens von dem betreffenden Ventilteller freigelassene Volumen der Leitrinne kleiner.als 12%, vorzugsweise 4 bis 10% des in dieser Kolbenstellung vorhandenen Brennraumvolumens ist.
32. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der über der Leitrinne ' 2;
befindliche Ventilteller (20) in seiner Geschlosteinstellung über den Zylinderkopf übersteht und in dieser Stellung in der oberen Totpunktstellung des Kolbens (10) in die Leitrinne (22) hineinrr.^t.
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33. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben wird, das einen Luftüberschuß von 10 bis 40% ( ?L = 1,1 bis 1,4) , vorzugsweise von 20 bis 30% (X = 1,2 bis 1,3) hat.
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US06/143,586 US4294207A (en) 1979-08-28 1980-04-25 Externally ignited, four-cycle, piston-type internal combustion engine
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299747A2 (de) * 1987-07-16 1989-01-18 Dresser Industries,Inc. Brennkraftmaschine mit Verbrennung eines armen Gemisches
EP0454117A1 (de) * 1990-04-27 1991-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fremdgezündeter Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung
AT407425B (de) * 1995-05-03 2001-03-26 Avl Verbrennungskraft Messtech Brennkraftmaschine mit fremdzündung

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2498683B1 (fr) * 1981-01-23 1986-07-11 Thery Georges Chambre de combustion d'un moteur alternatif a combustion interne favorisant une turbulence rotative des produits de combustion
IT8548542A0 (it) * 1985-09-10 1985-09-10 Cola Umberto Dispositivo per aumentare la potenza, la velocita' e il rendimento del motore a scoppio e del motore diesel
JPH042955Y2 (de) * 1986-08-19 1992-01-30
US4745890A (en) * 1986-10-01 1988-05-24 General Motors Corporation Engine with fluidic variable swirl port
GB8928386D0 (en) * 1989-12-15 1990-02-21 Ricardo Group Plc Internal combustion engine
ATE250718T1 (de) * 1998-09-25 2003-10-15 Fev Motorentech Gmbh Kolben für eine kolbenbrennkraftmaschine
DE19849913C2 (de) * 1998-10-29 2003-02-20 Daimler Chrysler Ag Otto-Brennkraftmaschine mit äußerer Gemischbildung
US20060169257A1 (en) * 2005-01-28 2006-08-03 Ziehl John C High compression pistons having vanes or channels
DE102009010729A1 (de) * 2009-02-26 2010-09-02 2G Energietechnik Gmbh Kolben mit Mulde

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026250A (en) * 1973-11-30 1977-05-31 Angelo Funiciello Explosion internal-combustion engines
IT1031159B (it) * 1974-01-30 1979-04-30 May M G Morore a combustione interna a ciclo a quattro tempi ad a ccensione esterna
US4036202A (en) * 1974-08-23 1977-07-19 Henry Weslake Internal combustion engines
US4094272A (en) * 1975-01-24 1978-06-13 May Michael G Externally ignited four cycle internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299747A2 (de) * 1987-07-16 1989-01-18 Dresser Industries,Inc. Brennkraftmaschine mit Verbrennung eines armen Gemisches
EP0299747A3 (en) * 1987-07-16 1989-12-06 Dresser Industries,Inc. Lean burn internal combustion engine
EP0454117A1 (de) * 1990-04-27 1991-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fremdgezündeter Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung
US5109816A (en) * 1990-04-27 1992-05-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct fuel injection type spark ignition internal combustion engine
AT407425B (de) * 1995-05-03 2001-03-26 Avl Verbrennungskraft Messtech Brennkraftmaschine mit fremdzündung

Also Published As

Publication number Publication date
US4294207A (en) 1981-10-13
JPS5638517A (en) 1981-04-13

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