DE3843521C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbessern der Durchbrenngeschwindigkeit eines in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine eingeschlossenen Kraftstoff-Luft-Gemi­ sches nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der WO 88/09 430 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein von der Brennkammer gesonderter Gas­ speicher vorgesehen ist, welcher über ein im Kolbenboden angeordnetes Ventil mit Verbrennungsgas gefüllt und wieder entleert wird. Das Ventil wird dabei vom Kolbenpleuel der­ art gesteuert, daß es während des Kompressionshubes in der Umgebung des oberen Totpunktes geöffnet ist, so daß Ver­ brennungsgas in den Gasspeicher gelangt. Wenn der Hubkol­ ben der Brennkraftmaschine seine obere Totpunktstellung erreicht hat, wird das Ventil rasch in den Gasspeicher zurückbewegt, so daß das im Gasspeicher gespeicherte Ver­ brennungsgas in die Brennkammer transportiert wird und dort eine Turbulenz erzeugt, welche die gerade in Gang gekommene Verbrennung in der Brennkammer fördert.

Auch die DE-OS 29 28 021 weist einen zusätzlichen, von der Brennkammer gesonderten, ventilgesteuerten Gasspeicher auf, in den Verbrennungsgas hineinverdichtet wird und an­ schließend beim Ausströmen gesteuert eine Wirbelbildung in der Brennkamer hervorruft.

Beiden Vorrichtungen gemeinsam ist, daß zwar die Verbren­ nung in der Brennkammer durch eine gesteuerte Wirbelbil­ dung gefördert wird, daß jedoch eine Bildung von schädli­ chen Verbrennungsprodukten, wie sie besonders im Bereich des Feuersteges auftreten, nicht verhindert wird.

Die DE-PS 5 62 673 zeigt zwar Gasspeicher, die in den Be­ reich des Feuersteges führende Öffnungen aufweisen, jedoch müssen diese Speicher mittels einer gesonderten Quelle mit Nachladedruckluft gefüllt werden und die Steuerung des Ausströmens kann ausschließlich über die Kolbenbewegung erfolgen.

Auch die DE-OS 30 12 022 weist in den Bereich des Feuer­ steges mündende Öffnungen einer von der Hauptbrennkammer gesonderten Kammer auf, welche über eine im Kolbenboden vorgesehene Öffnung mit Verbrennungsgas gefüllt wird. Bei dieser Kammer handelt es sich aber um eine Nebenbrennkam­ mer, deren Gemisch gleichzeitig mit dem Gemisch der Haupt­ brennkammer gezündet wird. Es wird dadurch zwar die Verbrennung an sich gefördert, eine Verminderung schädli­ cher Verbrennungsprodukte im Bereich des Feuersteges ist aber auf diese Weise nicht möglich.

Die JP 61-1 90 153 hat sich die Aufgabe gestellt, die Anla­ gerung von Ruß im Feuerstegbereich zu vermeiden, und sieht dafür in den Bereich des Feuersteges mündende Öffnungen eines im Kolben angeordneten Gasspeichers vor, welcher über eine im Kolbenboden vorgesehene Öffnung mit Verbren­ nungsgas gefüllt wird, jedoch können bei dieser Anordnung, da keinerlei Steuermittel vorgesehen sind, schädliche Ver­ brennungsprodukte aus dem Feuerstegbereich in den Gasspei­ cher gelangen und werden somit erst recht nicht vermieden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch Vergrößerung der Oberfläche der Flammenfront den Verbrennungsablauf örtlich und zeitlich derart zu optimieren, daß dadurch die Bildung von schädlichen Verbrennungsprodukten im Bereich des Feuer­ steges verringert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor.

Die Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung be­ schrieben. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Zylinderblock 15 mit Zylinderkopf 16, die zu­ sammen einen Brennraum 1 einer Brennkraftmaschine bilden.

Das im Kolben 14 angeordnete Einblaseorgan 8 weist als Blasventil 24 federbelastete Rückschlagventile auf, die über die Umfangslänge des Kolbens 14 verteilt sein können. Der Speicherraum 21 wird über das Rückschlagventil 22 beim Kompressionshub des Kolbens 14 mit einem Teil der Frisch­ ladung des Zylinders gefüllt. Bei der darauf folgenden Abwärtsbewegung des Kolbens 14 nach erfolgter Zündung wird diese Frischladung, sobald der Druck im Brennraum 1 und damit auch im Ringspalt 29 geringer ist als im Speicher­ raum 21, über die als Rückschlagventile ausgebildeten Blas­ ventile 24 und die dazugehörigen Ausströmöffnungen 25 in den Ringspalt 29 gefördert. Infolge der durch die aus dem Ringspalt 29 in den Brennraum 1 ausströmende Frischladung verursachten Gasbewegung bzw. Turbulenzerzeugung wird eine günstigere Gemischbildung erzielt, wodurch die HC-Emissio­ nen der Brennkraftmaschine gesenkt werden können und die Rußbildung bei einer Dieselbrennkraftmaschine vermindert wird. Zur Erzielung einer optimalen Gasbewegung kann es von Vorteil sein, mehrere Ausströmöffnungen 25 bzw. Blas­ ventile 24 über die Umfangslänge des Kolbens 14 verteilt am Ringspalt 29 anzuordnen.

Ein Rückströmen von schädlichen Verbrennungsprodukten in den Speicherraum 21 wird mittels der Rückschlagventile 24 wirksam verhindert, ebenso wie ein Ausströmen des im Spei­ cherraum 21 gespeicherten Verbrennungsgases direkt in den Brennraum 1 durch die Anordnung des Rückschlagventils 22 unmöglich ist. Auf diese Weise wird eine gezielte Strömung aus dem Speicherraum 21 in den Ringspalt 29 erreicht, die die dort entstehenden HC-Emissionen der Brennkraftmaschine wirksam verringern.

Die beschriebene Anordnung läßt sich selbstverständlich auch statt im Kolben 14 in der Brennraumwand einsetzen, wobei die Ausströmöffnungen 25 des Speicherraumes 21 knapp oberhalb des Umkehrpunktes des ersten Kolbenringes 19 im oberen Totpunkt angeordnet sind.

Die Erfindung ist keinesfalls auf eine spezielle Art von Brennkraftmaschinen beschränkt, auch wenn sie hier am Bei­ spiel einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine be­ schrieben wurde, sondern läßt sich auch bei luftverdich­ tenden Brennkraftmaschinen einsetzen.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Verbessern der Durchbrenngeschwindigkeit eines in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine einge­ schlossenen Kraftstoff-Luft-Gemisches, mit einem vom Brenn­ raum getrennten Gasspeicher, welcher sich zum Erzeugen von Turbulenzen füllt und entleert, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher im Kolben angeordnet ist und eine Ein­ trittsöffnung am Kolbenboden sowie Austrittsöffnungen im Feuersteg des Kolbens besitzt, und daß die Ein- und Aus­ trittsöffnungen Rückschlagventile enthalten.