DE4001142A1

DE4001142A1 - Im zylinderkopf einer luftverdichtenden einspritzbrennkraftmaschine eingesetzte vorkammer

Info

Publication number: DE4001142A1
Application number: DE4001142A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Jaeger
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1991-07-18
Also published as: DE4001142C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine eingesetzte Vor kammer gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsgemäße Vorkammer ist aus der DE-AS 21 42 951 be kannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine im Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine eingesetzte Vorkammer der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrie benen Art zu schaffen, mit welcher eine Verbesserung der Ge mischbildung im Brennraum der Brennkraftmaschine erzielbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Brennerbohrungen wird das durch diese in den Brennraum der Brennkraftmaschine ausströmende Gasgemisch zusätzlich verwirbelt, wodurch eine Verbesserung der Gemischbildung und damit eine Reduzierung der Abgasemission erzielbar ist. Dabei wird mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 erreicht, daß die Stege zwischen zwei Brenner bohrungen auf der Schußkanalinnenseite relativ groß sind, wo durch eine verbesserte Wärmeabfuhr aus diesem sehr heißen Be reich der Vorkammer möglich ist, was sich günstig auf die Haltbarkeit der Vorkammer auswirkt. Darüber hinaus hat die schußkanalaußenseitige Lage der Querschnittsflächen der Bren nerbohrungen gemäß Anspruch 2 den Vorteil, daß zwischen den sehr heißen in den Brennraum der Brennkraftmaschine eintreten den Gasstrahlen und dem Zylinderkopf sowie dem Kolben ein grö ßerer Abstand gehalten werden kann. Die thermische Belastung von Kolben und Zylinderkopf ist damit reduziert. Darüber hinaus entsteht infolge einer länglichen Querschnittsform der Bren nerbohrungen im Vergleich zu kreisrunden Brennerbohrungen ein relativ breiter Strahl, so daß von diesem ein relativ großer Frischgasbereich im Brennraum der Brennkraftmaschine (während des Ausströmens des in der Vorkammer gezündeten Gasgemisches), bzw. im Schußkanal (während des Verdichtungstaktes) erfaßt wird. Dies trägt ebenso zu einer verbesserten Gemischbildung und demzufolge auch zu einer besseren Verbrennung bei.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs beispieles näher erläutert.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorkammer in einer querge schnittenen Darstellung,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorkammer im Bereich der Brennerbohrungen in einer vergrößerten perspekti vischen Darstellung und,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Fig. 1 längs der Li nie III-III,

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittsdarstellung eine im Zylin derkopf 1 einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine eingesetzte Vorkammer 2 mit einem Gemischbildungsraum 3, in welchen über die Düse 4 Kraftstoff eingespritzt wird. Der Kraftstoffstrahl 5 wird dabei auf einem in dem Gemischbil dungsraum 3 angeordneten Prallstift 6 aufgerissen, wodurch ein relativ großer Kraftstoffanteil schon im Gemischbildungsraum 3 verdampfen kann. Das Gemisch durchströmt den an den Gemisch bildungsraum 3 anschließenden Schußkanal 7 und tritt über die am unteren Ende des Schußkanals 7 in der Vorkammerwandung vor gesehenen Brennerbohrungen 8 strahlförmig in den Brennraum 9 der Brennkraftmaschine über. Die Brennerbohrungen 8 besitzen dabei eine ovale Querschnittsform, wobei die Hauptachse 10 der Querschnittsfläche 11 einer Bohrung 8 an der Schußkanalinnen seite 12 parallel und die 15 der Querschnittsfläche 14 an der Schußkanalaußenseite 13 senkrecht zur Schußkanallängsachse 16 gerichtet ist (s. Fig. 2). Dadurch erhalten die Brennerboh rungen 8 eine gewundene Innenform, welche zusätzliche Verwirbelungen im Gasstrahl während dessen Durchtritt durch die Brennerbohrungen 8 verursacht.

Durch die aufrechte Anordnung der Brennerbohrungen 8 an der Schußkanalinnenseite 12 sind die dazwischen liegenden Stege 17 relativ breit, was die Wärmeabfuhr aus der heißen, den Schuß kanal 7 zum Brennraum 9 hin begrenzenden Kuppe 18 der Vorkammer 2 begünstigt. Die waagerechte Lage der Brennerbohrungen 8 an der Schußkanalaußenseite 13 hingegen bewirkt zum einen, daß der in den Brennraum 9 der Brennkraftmaschine austretende Gasstrahl relativ breit ist und damit eine relativ große Frischluftmasse erfaßt und zum anderen wird der Abstand der durch die Brenner bohrungen 8 übertretenden Gasstrahlen sowohl zum Zylinderkopf 1 als auch zum im Bereich des oberen Totpunktes stehenden Kolben 19 reduziert, was die thermische Belastung dieser Bauteile vermindert.

Zur Erzielung einer Verwirbelung in dem Gasstrahl während des Durchtritts durch die Brennerbohrungen 8 ist es nicht zwingend erforderlich, daß - wie in diesem Ausführungsbeispiel - die schußkanalinnen- und die schußkanalaußenseitige Querschnitts flächen 11 und 14 der Brennerbohrungen 8 um exakt 90° zueinan der verdreht sind. Sie können auch um einen größeren oder um einen kleineren Winkel zueinander verdreht sein. Je größer dieser Verdrehwinkel ist, desto stärker ist der gewundene Ver lauf einer Brennerbohrung 8 ausgeprägt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Brennerbohrungsgeometrie so gewählt, daß die Querschnittsfläche 11 einer Bohrung 8 auf der Schußkanalinnenseite 11 (s. auch Fig. 3) gleich der Quer schnittsfläche 14 auf der Außenseite 13 ist. Es ist aber ebenso denkbar, die Querschnittsfläche 14 auf der Außenseite größer zu gestalten, als die 11 auf der Innenseite 12. Die Querschnitts fläche einer solchen Bohrung vergrößert sich somit von innen nach außen kontinuierlich (Trichterwirkung).

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Schußkanalwand einer Vorkammer mit Brennerbohrungen kon stanter Querschnittsfläche und mit solchen variabler Quer schnittsfläche zu versehen.

Anstelle einer ovalen Querschnittsform können die Brennerboh rungen auch eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.

Claims

1. Im Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrenn kraftmaschine eingesetzte Vorkammer mit einem Gemischbildungs raum, welcher auf der dem Brennraum der Brennkraftmaschine zu gewandten Seite in einen Schußkanal übergeht, welcher über Brennerbohrungen mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerbohrungen (8) einen gewundenen Verlauf aufwei sen.

2. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerbohrungen (8) eine längliche Querschnittsform besitzen, wobei die Hauptachse (10) der Querschnittsfläche (11) einer Bohrung (8) an der Schußkanalinnenseite (12) parallel und die (15) der Querschnittsfläche (14) an der Schußkanalaußen seite (13) senkrecht zur Schußkanallängsachse (16) gerichtet ist.

3. Vorkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerbohrungen (8) eine ovale oder rechteckige Quer schnittsform aufweisen.