DE4203327A1 - Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung - Google Patents

Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung

Info

Publication number
DE4203327A1
DE4203327A1 DE4203327A DE4203327A DE4203327A1 DE 4203327 A1 DE4203327 A1 DE 4203327A1 DE 4203327 A DE4203327 A DE 4203327A DE 4203327 A DE4203327 A DE 4203327A DE 4203327 A1 DE4203327 A1 DE 4203327A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
cylinder
chamber ring
diameter
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE4203327A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernd Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4203327A priority Critical patent/DE4203327A1/de
Publication of DE4203327A1 publication Critical patent/DE4203327A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/08Engines with oppositely-moving reciprocating working pistons
    • F02B25/10Engines with oppositely-moving reciprocating working pistons with one piston having a smaller diameter or shorter stroke than the other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B2019/006Engines characterised by precombustion chambers with thermal insulation
    • F02B2019/008Engines characterised by precombustion chambers with thermal insulation variable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennraumausführung für Zweitakt-Gegenkolben­ dieselmotoren mit umfangsseitig an die Zylinderwand angrenzendem Brenn­ raum, insbesondere solche mit lastabhängiger Spülluftmengenregelung (Pa­ tentanmeldung Aktenzeichen P 41 33 138.9-13), bei denen sich der Brenn­ raum zwischen den im wesentlichen flachen oder konvex gewölbten Kolbenbö­ den des Einlaß- und des Auslaßkolbens befindet.
Bei Zweitakt-Gegenkolbendieselmotoren der genannten Art wird bei Teillast mit verminderter Spülluftmenge eine fliehkraftbedingte Ladungsschichtung erreicht derart, daß die relativ kühle, spezifisch schwere Spülluft in Zy­ linderwandnähe, dagegen das im Zylinder verbleibende heiße, spezifisch leichte Restgas nahe der Zylinderachse rotiert. Durch die angegebene Brennraumgestaltung wird außer einem vollständig gespülten Brennraum er­ reicht, daß der gegen Ende des Kompressionshubs im Verbrennungsraum aus­ gelöste, ladungsvermischend wirkende Quetschwirbel fehlt oder relativ klein ist und somit die bei der Spülung erreichte vorteilhafte Ladungs­ schichtung auch bei der Verbrennung vollständig oder teilweise erhalten bleibt.
Bei einem solchen Motor muß, wenn das Eindringen des Kraftstoffstrahls in den bei Teillast stark restgashaltigen Zylinderkern weitgehend vermieden werden soll, der Kraftstoff sehr stark tangential eingespritzt werden. Dies hat aber die unvermeidliche Folge, daß ein wesentlich größerer Teil des Kraftstoffs auf die Brennraumwand auftrifft, als dies bei Zweitakt- Gegenkolbenmotoren ohne lastabhängige Spülluftmengenregelung mit der ge­ nannten Brennraumgestaltung der Fall ist. Der auf die Zylinderwand auf­ treffende Kraftstoff nimmt erst nach erfolgter Verdampfung mit erhebli­ cher Verzögerung an der Verbrennung teil. Dadurch wird der indizierte Wirkungsgrad beeinträchtigt und Rauchbildung bei kaltem Motor verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennraumausführung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Brennraum von einem konzentrischen Ring (Brennraumring) umgeben ist, dessen Außendurchmesser bei kaltem oder bei betriebswarmem nicht laufendem Motor kleiner als der ihn umgebende Zylinderinnendurchmesser ist.
Durch die vorgeschlagene Anordnung wird erreicht, daß bei laufendem Motor der Brennraumring eine wesentlich höhere Temperatur als die ihn umgebende Zylinderwand annimmt, weil der Luftspalt zwischen dem Außendurchmesser des Brennraumrings und der ihn umgebenden Zylinderwand stark wärmeisolie­ rend wirkt und dadurch die Ableitung der von den heißen Gasen auf den Brennraumring übergehenden Wärme zur Zylinderwand stark behindert. Infol­ ge dieser hohen Temperatur wird der auf die Innenseite des Brennraumrings auftreffende Kraftstoff sehr schnell verdampft und somit auch schnell, aber in dosierter Weise, zur Verbrennung gebracht.
Der Brennraumring wird vom letzen Teil der Kompressionsphase an bis etwa zur Mitte der Spülphase, also während etwa 60% einer Kurbelwellenumdre­ hung, vom strömenden Gas im Zylinder beheizt, aber etwa von der Mitte der Spülphase bis gegen Ende des Kompressionstakts, also während etwa 40% einer Kurbelwellenumdrehung, von strömender Luft gekühlt. Die Intensität der Beheizung steigt naturgemäß mit der Motorlast und ist bei Vollast am größten. Bei einem Dieselmotor mit lastabhängiger Spülluftmengenregelung steigt auch die Spülluftmenge und ihre Strömungsgeschwindigkeit mit der Motorlast und somit auch die Kühlwirkung auf den Brennraumring. Aus die­ sem Grund ändert sich bei einem Motor mit lastabhängiger Spülluftmengen­ regelung die Temperatur des Brennraumrings in Abhängigkeit von der Motor­ last viel weniger als bei einem Motor mit nicht lastabhängig geregelter Spülluftmenge.
Um die lastabhängige Temperaturschwankung des Brennraumrings noch weiter zu verringern, wird weiterhin vorgeschlagen, das Kaltspiel zwischen dem Brennraumringaußendurchmesser und dem ihn umgebenden Zylinderinnendurch­ messer so zu bemessen, daß der Brennraumring beim Erreichen einer be­ stimmten Temperatur infolge seiner Wärmeausdehnung an der Zylinderinnen­ wand anliegt.
Infolge der Berührung setzt der Wärmefluß vom Brennraumring zum Zylinder ein. Durch diesen Wärmefluß wird die Temperatur und Wärmedehnung des Brennraumrings und dadurch die Intensität der Berührung, d. h. der Anpreß­ druck und damit die Mikrospaltdicke zwischen Brennraumring und Zylinder beeinflußt, und umgekehrt beeinflußt die Intensität der Berührung den Wärmefluß. Beide Faktoren, Anpreßdruck und Wärmefluß, steuern sich selbsttätig gegenseitig mit dem Ergebnis, daß sich die Temperaturdifferenz zwischen dem Brennraumring und der ihn umgebenden Zylinderwand dabei nur wenig ändert. Da die Temperatur der flüssigkeitsgekühlten Zylinderwand sich ebenfalls nur relativ wenig mit dem Wärmefluß ändert, ändert sich auch die Temperatur des Brennraumrings nur wenig.
Bei Vernachlässigung des Anpreßdrucks und radialer Temperaturdifferenzen innerhalb der Wand des Brennraumrings und des Zylinders gilt:
dstat,Z=d0,Z · [1+(tstat,Z-t₀) · αZ] (1)
dstat,R=d0,R · [1+(tstat,R-t₀) · αR] (2)
Da im Beharrungszustand dstat,Z=dstat,R=dstat ist, ergibt sich:
d0,Z/d0,R=[1+(tstat,R-t₀) · αR]/[1+(tstat,Z-t₀) · αZ] (3)
Hierin bedeuten:
d0,Z Zylinderinnendurchmesser bei Normaltemperatur,
d0,R Brennraumringaußendurchmesser bei Normaltemperatur,
dstat,Z Zylinderinnendurchmesser bei Beharrungstemperatur,
dstat,R Brennraumringaußendurchmesser bei Beharrungstemperatur,
t₀ Normaltemperatur,
tstat,Z Beharrungstemperatur (stationäre Temperatur) des Zylinders,
tstat,R Beharrungstemperatur (stationäre Temperatur) des Brennraumrings,
αZ Längenausdehnungskoeffizient des Zylinders,
αR Längenausdehnungskoeffizient des Brennraumrings.
Wenn die Längenausdehnungskoeffizienten des Zylinders und des Brennraumrings gleich sind, gilt mit großer Annäherung:
d0,Z/d0,R=(tstat,R-tstat,Z) · α (4)
Die zwischen Brennraumring und Zylinderwand gewählte Durchmesserdifferenz begrenzt die Temperatur des Brennraumrings nach oben. Die untere Tempera­ turgrenze wird in der Regel im Leerlauf des Motors erreicht und hängt au­ ßer von der Kraftstoffmenge hauptsächlich von der dabei dem Zylinder je Arbeitsspiel zugeführten Spülluftmenge und der Spüllufttemperatur ab. Je niedriger die obere Temperaturgrenze gewählt wird, umso geringer ist die lastabhängige Temperaturschwankung des Brennraumrings, und umso kürzer ist die Zeit, bis der Brennraumring nach dem Kaltstart des Motors seine Beharrungstemperatur erreicht. Dies spricht dafür, die obere Grenztempe­ ratur (= Beharrungstemperatur) des Brennraumrings nur mäßig oberhalb sei­ ner unteren Grenztemperatur festzulegen.
Aufgrund der mit dem erfindungsgemäßen Brennraumring erreichbaren außerge­ wöhnlich guten Temperaturkonstanz ist es zweckmäßig, den Motor überhaupt auf überwiegend wandauftragende Einspritzung auszulegen. Damit gewinnt man die Vorteile dieses für Viertaktmotoren bekannten Gemischbildungsver­ fahrens unter Umgehung seiner Nachteile. Die Vorteile sind bekanntlich ei­ ne sehr weiche, geräuscharme Verbrennung und geringe Anforderungen an die Einspritzanlage hinsichtlich Einspritzdruck und Einspritzgesetz, die Nachteile vor allem die durch nicht optimale und schwankende Wandtempera­ tur bedingte Änderung des Verbrennungsablaufs, deren krasseste Auswirkung die Kaltrauchentwicklung ist.
Da der vorgeschlagene Brennraumring, wenn er dünnwandig ausgeführt wird, wegen seiner im Verhältnis zur Oberfläche sehr geringen Masse schon in einigen Sekunden nach dem Kaltstart annähernd seine Beharrungstemperatur erreicht, wird eine Kaltrauchbildung, insbesondere in Verbindung mit ei­ nem im Abgasstrom angeordneten Partikelfilter, vermieden oder doch unbe­ deutend gering. Da der Brennraumring auf einem im Vergleich zu einer Kol­ benbrennraumwand höheren Temperaturniveau gehalten werden kann, läßt sich damit die Verdampfung und Verbrennung des wandaufgetragenen Kraftstoffs wesentlich beschleunigen. Durch die weitgehende Temperaturkonstanz des Brennraumrings wird eine ungünstige lastabhängige Änderung des Verbren­ nungsablaufs sowohl bei stationärer als auch instationärer Laständerung vermieden.
Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschla­ gen, daß der Längenausdehnungskoeffizient des Brennraumrings zumindest etwa gleichgroß oder möglichst größer als der des Zylinders ist. Beim Kaltstart des Motors erwärmt sich der Brennraumring wegen seiner ge­ ringen Wanddicke und der starken Wärmebeaufschlagung zunächst um ein Viel­ faches schneller als der Zylinder und dehnt sich dementsprechend schnel­ ler aus. Sowie der Außendurchmesser des Brennraumrings den Zylinder­ innendurchmesser erreicht, wird seine Aufheizgeschwindigkeit durch den einsetzenden Wärmefluß zum Zylinder stark abgebremst, und er erreicht nur noch relativ langsam zusammen mit dem Zylinder seine Beharrungstemperatur. Die Berührungstemperatur, das ist die Temperatur des Brennraumrings, bei der sein Außendurchmesser den Innendurchmesser des noch wenig erwärmten Zylinders erreicht, ist bei gegebener Beharrungstemperatur umso größer, je größer der Längenausdehnungskoeffizient des Brennraumrings im Ver­ gleich zu dem des Zylinders ist. Dies soll anhand dreier Vergleichsbei­ spiele veranschaulicht werden. Es werden ein Brennraumring aus Stahl in einem Aluminiumzylinder, aus Stahl in einem Graugußzylinder und aus aus­ tenitischem Stahl in einem Graugußzylinder verglichen, wobei die Behar­ rungstemperatur in allen drei Fällen gleich ist:
1. Beispiel:
t₀=20°C
αZ=24 · 10-6K-1 (Aluminium); tstat,Z=140°C
αR=13 · 10-6K-1 (Stahl); tstat,R=500°C
1.1 Berechnung des Kaltspiels:
d0,Z/d0,R=[1+(tstat,R-t₀) · αR]/[1+(tstat,Z-t₀) · αZ]
=[1+(500-20) · 13 · 10-6]/[1+(140-20) · 24 · 10-6]
=1,00624/1,00288=1,0033504=Durchmesserverhältnis kalt
1.2 Berechnung der Berührungstemperatur (dabei wird stark vereinfachend angenommen, daß der Zylinder die Normaltemperatur beibehält):
Es gilt:
dx,R=d0,Z=d0,Z/d0,R · d0,R=d0,R · [1+(tx,R-t₀) · αR]
d0,Z/d0,R=1+(tx,R-t₀) · αR
tx,R=(d0,Z/d0,R-1)/αR+t₀
=(1,0033504-1)/13 · 10-6+20
tx,R=278°C=Berührungstemperatur
2. Beispiel:
αZ=10 · 10-6K-1 (Grauguß); tstat,Z=140°C
αR=13 · 10-6K-1 (Stahl); tstat,R=500°C
2.1 d0,Z/d0,R=[1+(500-20) · 13 · 10-6]/[1+(140-20) · 10 · 10-6]
=1,00624/1,0012=1,005034=Durchmesserverhältnis kalt
2.2 tx,R=(1,005034-1)/13 · 10-6+20=407°C=Berührungstemperatur
3. Beispiel:
αZ=10 · 10-6K-1 (Grauguß); tstat,Z=140°C
αR=17 · 10-6K-1 (Ausstenit. Stahl); tstat,R=500°C
3.1 d0,Z/d0,R=[1+500-20) · 17 · 10-6]/[1+(140-20) · 10 · 10-6]
=1,00816/1,0012=1,0069517=Durchmesserverhältnis kalt
3.2 tx,R=(1,0069517-1)/17 · 10-6+20=429°C=Berührungstemperatur
Die Beispiele zeigen, daß die Berührungstemperatur der Beharrungstempera­ tur umso näher kommt, je größer der Längenausdehnungskoeffizient des Brennraumrings gegenüber dem des Zylinders ist. Während die Annäherung an die Beharrungstemperatur des Brennraumrings nach dem Kaltstart im Bei­ spiel 1 deutlich behindert und verzögert ist, ist dies im Beispiel 2 und besonders 3 praktisch unbedeutend.
Wegen des relativ großen Kaltspiels zwischen Brennraumring und Zylinder in der Größenordnung von mehreren Zehntelmillimetern ist eine genaue Zen­ trierung des Brennraumrings im Zylinder im kalten Zustand nur schwer mög­ lich und normalerweise auch nicht nötig. Jedoch ist ein einseitiges An­ liegen des Brennraumrings in der Zylinderbohrung ungünstig, insbesondere wenn die Anlage in dem Bereich, in dem der Kraftstoff auftrifft, erfolgt, weil die anliegende Stelle die Beharrungstemperatur nur verzögert er­ reicht.
Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß der Außenkantendurchmesser des Brennraumrings an zumindest einer Außenkante geringfügig größer als sein Außendurchmesser am größten Teil seiner Höhe ist, wobei die Durch­ messervergrößerung nur einen Bruchteil des Kaltspiels zwischen Brennraum­ ring und Zylinder beträgt.
Durch diese Maßnahme wird die Berührungsfläche des einseitig an der Zylin­ derwand anliegenden Brennraumrings auf einen geringen Bruchteil vermin­ dert, so daß die Wärmeableitung über die Berührungsstelle zum Zylinder während der Aufheizphase unbedeutend gering ist. Die Kante mit geringfü­ gig größerem Durchmesser legt sich bereits kurz vor Erreichen der Berüh­ rungstemperatur des übrigen Brennraumrings an die Zylinderwand an. Im Be­ harrungszustand liegt sie linienartig mit hoher Flächenpressung im Zylin­ der an, wobei sich daneben eine nicht anliegende Ringzone mit etwas er­ höhter Wandtemperatur bildet.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der den Brennraumring umgebende Zylin­ derinnendurchmesser gleich dem axial angrenzenden Zylinderinnendurchmes­ ser ist.
Diese Lösung erfordert den geringsten Herstellungsaufwand und ist sowohl bei gleichem als auch bei unterschiedlichem Durchmesser der Einlaß- und Auslaßzylinderbohrung gleichermaßen geeignet.
Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist außerdem die sich dabei ergebende Einschnürung des Zylinderquerschnitts. Dadurch wird der Verdichtungsraum bei gleichem Volumen höher und kompakter, und die Drallzahl erhöht sich umgekehrt proportional zum Quadrat des Durchmesserverhältnisses. Außerdem verbessert die Einschnürung den Wirkungsgrad der Spülung, weil sie das axiale Vorauseilen des wandnahen Spülstroms zu den Auslaßschlitzen behin­ dert.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die dem Einlaßkolben zugewandte In­ nenkante des Brennraumrings gerundet oder angefast ist.
Hierdurch wird einerseits der Quetschwirbel so klein wie möglich gehalten, und andererseits wird ein Abheben der Spüldrallströmung von der Brennraum­ ringwand vermieden, was mangelhaft gespülte Zonen und somit eine Vermin­ derung des Spülwirkungsgrads zur Folge hätte.
Hinsichtlich der Befestigung des Brennraumrings im Zylinder wird vorge­ schlagen, daß er durch mindestens einen im wesentlichen senkrecht zur Zy­ linderachse verlaufenden Stift, der in eine Bohrung im Brennraumring hin­ einragt, fixiert ist.
Ein einzelner Stift ist eventuell bereits ausreichend, wenn eine Glühkerze und/oder Einspritzdüse bei der Lagefixierung mitwirken.
Ein besonders geringer Aufwand ergibt sich, wenn der Stift durch das stiftförmige Ende eines zur Befestigung eines Düsenhalters dienenden Ge­ windebolzens gebildet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veran­ schaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt längs der Zylinderachse durch den Brennraum eines Zweitakt-Gegenkolbendieselmotors mit Brennraumring,
Fig. 2 einen Teil des Brennraumringquerschnitts in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 einen Schnitt quer zur Zylinderachse durch denselben Brennraum wie in Fig. 1.
1 - Brennraum
2 - Brennraumring
2a - Dem Einlaßkolben zugewandte Innenkante des Brennraumrings
2b - Außenkante des Brennraumrings
2c - Außenkantendurchmesser des Brennraumrings
2d - Außendurchmesser des Brennraumrings
3 - Zylinder
3a - Zylinderinnendurchmesser
4 - Einlaßkolben
5 - Auslaßkolben
6 - Gewindebolzen
6a - Stiftförmiges Ende des Gewindebolzens
7 - Düsenhalter
8 - Einspritzdüse
8a - Einspritzstrahl
9 - Glühkerze
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Brennraum 1, wie Fig. 1 zeigt, zwischen dem ebenen Kolbenboden des Auslaßkolbens 5 und dem flachkegelig gewölbten Kolbenboden des Einlaßkolbens 4 und wird um­ fangsseitig durch den Brennraumring 2 begrenzt. Die Durchmesser des Einlaß- und des Auslaßkolbens sind unterschiedlich, könnten aber auch gleichgroß sein. Der den Brennraumring 2 umgebende Zylinderinnendurchmes­ ser 3a ist gleich dem Innendurchmesser des angrenzenden Auslaßzylinders. Die dem Einlaßkolben 4 zugewandte Innenkante 2a des Brennraumrings ist gerundet.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß der Außenkantendurchmesser 2c des Brenn­ raumrings an der Außenkante 2b um einen Bruchteil des Kaltspiels zwischen Brennraumring und Zylinder größer als sein Außendurchmesser 2d am größten Teil seiner Höhe ist. Dadurch wird auch bei einseitiger Anlage des noch nicht voll aufgeheizten Brennraumrings der Wärmefluß zur Zylinderwand an der Anlagestelle äußerst gering gehalten und somit eine ungehindert schnelle Aufheizung an jeder Stelle des Brennraumrings gesichert. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wird der Kraftstoff sehr stark tangential und somit wandnah, außerhalb der bei Teillast stark restgashaltigen Kern­ zone, eingespritzt. Der in der Randzone des Einspritzstrahls 8a luftver­ teilte Teil des Kraftstoffs entzündet sich an der hochverdichteten heißen Luft, die in der wandnahen Zone auch bei Teillast mit verminderter Spül­ luftfördermenge noch relativ sauerstoffreich ist. Der den Strahlkern bildende Teil des eingespritzten Kraftstoffs trifft auf die Innenfläche des Brennraumrings auf, wo er sich filmartig ausbreitet, infolge der ho­ hen Temperatur des Brennraumrings schnell verdampft und dann sofort von der Drallströmung erfaßt, verteilt und verbrannt wird.
Der Brennraumring ist durch die in Bohrungen im Brennraumring hineinragen­ den stiftförmigen Enden 6a zweier zur Befestigung eines Düsenhalters 7 dienenden Gewindebolzen 6 im Zylinder 3 fixiert. Zur genauen axialen Aus­ richtung tragen außerdem die beiden Einspritzdüsen 8 und die als Winter­ starthilfe dienende Glühkerze 9, die den Brennraumring durchdringen, bei.
Durch die Erfindung werden im wesentlichen folgende Vorteile erreicht:
  • - Verwirklichung einer definierbaren hohen und auch bei Laständerung nur wenig schwankenden Wandtemperatur am gesamten Brennraumumfang, die be­ reits kurz nach dem Kaltstart erreicht wird.
  • - Dadurch Ermöglichung einer wandnahen Kraftstoffeinspritzung außerhalb der stark restgashaltigen Kernzone des Brennraums mit den Eigenschaften
    • - weiche und zugleich schnelle und vollständige Verbrennung;
    • - kostengünstige Einspritzanlage durch Einspritzung mit relativ niedri­ gem Einspritzdruck mit einfachen Einlochdüsen ohne Sondermaßnahmen zur speziellen Feinanpassung des Einspritzgesetzes.
  • - Geringer Kraftstoffverbrauch durch
    • - optimale und weitgehend konstante Brennraumwandtemperatur;
    • - verringerten Wandwärmeverlust durch Wärmeisolierwirkung.
  • - Infolge der schnell erreichten Brennraumwandtemperatur geringer Anstieg der Schadstoffemission und des Kraftstoffverbrauchs im Kurzstreckenbe­ trieb.

Claims (7)

1. Brennraumausführung für Zweitakt-Gegenkolbendieselmotoren mit umfangs­ seitig an die Zylinderwand angrenzendem Brennraum, insbesondere solche mit lastabhängiger Spülluftmengenregelung, bei denen sich der Brennraum zwischen den im wesentlichen flachen oder konvex gewölbten Kolbenböden des Einlaß- und des Auslaßkolbens befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum (1) von einem konzentrischen Ring (Brennraumring 2) umgeben ist, dessen Außendurchmesser (2d) bei kal­ tem oder betriebswarmem nicht laufendem Motor kleiner als der ihn umge­ bende Zylinderinnendurchmesser (3a) ist.
2. Brennraumring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Längen­ ausdehnungskoeffizient etwa gleich dem oder größer als der des Zylinders ist.
3. Brennraumring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Außenkantendurchmesser (2c) an zumindest einer Außenkante (2b) geringfügig größer als sein Außendurchmesser (2d) am größten Teil seiner Höhe ist, wobei die Durchmesservergrößerung nur einen Bruchteil des Kaltspiels zwischen Brennraumring und Zylinder be­ trägt.
4. Brennraumring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ihn umgebende Zylinderinnendurchmesser (3a) gleich dem axial angrenzenden Zylinderinnendurchmesser ist.
5. Brennraumring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine dem Einlaßkolben (4) zugewandte Innen­ kante (2a) gerundet oder angefast ist.
6. Brennraumring nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er durch mindestens einen im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse verlaufenden Stift, der in eine Bohrung im Brennraumring hineinragt, im Zylinder fixiert ist.
7. Brennraumring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift durch das stiftförmige Ende (6a) eines zur Befestigung eines Düsenhalters (7) dienenden Gewindebolzens (6) gebildet wird.
DE4203327A 1992-02-06 1992-02-06 Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung Ceased DE4203327A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4203327A DE4203327A1 (de) 1992-02-06 1992-02-06 Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4203327A DE4203327A1 (de) 1992-02-06 1992-02-06 Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4203327A1 true DE4203327A1 (de) 1992-06-11

Family

ID=6451035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4203327A Ceased DE4203327A1 (de) 1992-02-06 1992-02-06 Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4203327A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998034018A1 (de) * 1997-02-01 1998-08-06 Dancho Zochev Donkov Plunger-brennkraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1041296B (de) * 1955-09-13 1958-10-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Vorrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Waermeableitung am Brennraum von Verbrennungskraftmaschinen
DE2455295A1 (de) * 1974-11-22 1976-05-26 Porsche Ag Vorkammer im zylinderkopf einer brennkraftmaschine
DE2911357C2 (de) * 1978-10-06 1983-10-06 Toyota Jidosha Kogyo K.K., Toyota, Aichi Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1041296B (de) * 1955-09-13 1958-10-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Vorrichtung zur selbsttaetigen Regelung der Waermeableitung am Brennraum von Verbrennungskraftmaschinen
DE2455295A1 (de) * 1974-11-22 1976-05-26 Porsche Ag Vorkammer im zylinderkopf einer brennkraftmaschine
DE2911357C2 (de) * 1978-10-06 1983-10-06 Toyota Jidosha Kogyo K.K., Toyota, Aichi Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998034018A1 (de) * 1997-02-01 1998-08-06 Dancho Zochev Donkov Plunger-brennkraftmaschine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT402322B (de) Hybrid-verbrennungskolbenmotor
EP0271478B1 (de) Luftverdichtende, ventilgesteuerte Brennkraftmaschine
DE2928021C2 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Selbstzündung
DE4003729C2 (de) Verbrennungsmotor für Wasserstoff
DE3516951A1 (de) Hybrid-verbrennungskolbenmotor
EP0151793B1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen
DE3248918T1 (de) Verbrennungsmotor mit abgasrueckfuehrung und verfahren zum betreiben desselben
DE102018000706A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
EP0900324B1 (de) Einspritzvorrichtung und verbrennungsverfahren für eine brennkraftmaschine
EP0313583A1 (de) Brennstoffeinspritzung für d.i.-dieselmotor mit mehreren düsen.
WO2004057168A1 (de) Verfahren zum betreiben einer direkteinspritzenden diesel-brennkraftmaschine
EP0474623B1 (de) Fremdgezündete Zweitakt-Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Kurbelgehäusespülung
DE4203327A1 (de) Brennraumausfuehrung fuer zweitakt-gegenkolbendieselmotoren mit umfangsseitig an die zylinderwand angrenzendem brennraum, insbesondere solche mit lastabhaengiger spuelluftmengenregelung
DE19726683B4 (de) Mehrzylinder-Ottomotor mit Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum und ein Verfahren zum Betreiben desselben
DE2757648C2 (de)
WO1998045588A1 (de) Brennkraftmaschine und verfahren zur zündung und verbrennung bei einer brennkraftmaschine
DE102020115199A1 (de) Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung für Verbrennungsmotoren
DE19827250B4 (de) Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE1922026A1 (de) Semiexterne Verbrennung,insbesondere fuer Ottomotoren
DE10260938A1 (de) Verbrennungsmotor mit Kompressionszündung
AT399917B (de) Dieselmotor mit direkter kraftstoffeinspritzung
EP0174657B1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine und Hubkolbenbrennkraftmaschine zum Durchführen dieses Verfahrens
DE19983702B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine und Verbrennungskraftmaschine
DE3436461C2 (de)
DE2552583A1 (de) Schlitzgesteuerte zweitaktbrennkraftmaschine mit gegenstromspuelung und im kolben angeordnetem brennraum

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8131 Rejection