DE598605T1 - Brennkraftmaschine mit Vorkammer. - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Vorkammer.

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DE598605T1 DE0598605T DE93309171T DE598605T1 DE 598605 T1 DE598605 T1 DE 598605T1 DE 0598605 T DE0598605 T DE 0598605T DE 93309171 T DE93309171 T DE 93309171T DE 598605 T1 DE598605 T1 DE 598605T1
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Claims (19)

EP 93309171.2 ISUZU CERAMICS RESEARCH INSTITUTE CO., LTD. ANSPRÜCHE
1. Vorkammermotor, welcher aufweist:
einen Zylinderblock, der mit Hauptkammern bildenden Zylindern versehen ist,
einem am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf, der mit Ansaug- und Auspuffkanälen versehen ist,
mit Kolbenköpfen versehene Kolbenkörper, die Hubkolben in den Zylindern bilden,
Vorkammern, die aus Hohlräumen bestehen, die im wesentlichen in den Mittelbereichen der Kolbenköpfe ausgebildet sind,
Kopfteile, die sich so erstrecken, daß sie die Hohlräume verschließen,
in den Mittelbereichen der Hohlräume angeordnete Einset zbohrungen , die in den Kopfteilen ausgebildet sind,
Kraftstoffeinspritzdüsen im Zylinderkopf, die geeignet sind, in die Einsetzbohrungen vorzustehen, wenn die Kolben sich in Stellungen nahe den oberen Totpunkten befinden, wobei ein von Mehrfachlöchern in den Kraftstoffeinspritzdüsen ausgespritzter Kraftstoff in die Vorkammern gesprüht wird, und
Verbindungskanäle, über die die Hauptkammern mit den Vorkammern in Verbindung stehen und die in denjenigen Bereichen der Kopfteile ausgebildet sind, welche rings um
die Einsetzbohrungen angeordnet sind, so daß sie einen gegenseitigen Abstand in Umfangsrichtung der Einsetzbohrungen aufweisen und bezüglich der Achsen der Zylinder geneigt verlaufen.
2. Vorkammermotor nach Anspruch 1, bei welchem das Volumenverhältnis der Vorkammern zu den Hauptkammern nicht größer als 65 % ist.
3. Vorkammermotor nach Anspruch 1, bei welchem die Einsetzbohrungen durch die Kraftstoffeinspritzdüsen im wesentlichen verschlossen sind, wenn die letzteren in die ersteren vorstehen.
4. Vorkammermotor nach Anspruch 1, bei welchem die Länge der Zeitspanne, während der die Einsetzbohrungen durch die in sie vorstehenden Kraftstoffeinspritzdüsen verschlossen sind, durch die Länge bestimmt wird, um die die Kraftstoffeinspritzdüsen aus dem Zylinderkopf vorstehen, sowie durch die Tiefe der Einsetzbohrungen, wobei die Länge der Verbrennungszeit in den Vorkammern durch diejenige der Verschlußzeit der Einsetzbohrungen bestimmt ist.
5. Vorkammermotor nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungskanäle so ausgebildet sind, daß ihre Achsen in Richtung entgegen der Richtung geneigt sind, in der sich die in den Zylindern durch die von den Ansaugkanälen in die Hauptkammern strömende Luft gebildeten Wirbelströmungen vorwärts bewegen, wobei die Richtung, in der eine Gasmischung von den Vorkammern in die Hauptkammern ausgestoßen wird, mit derjenigen übereinstimmt, in der die Wirbelströmungen in den Zylindern strömen.
6. Vorkammermotor nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungskanäle so ausgebildet sind, daß ihre Achsen radial
von den oberen Flächen der Umfangsbereiche der Kolbenkörper zu den Mitten der Hohlräume verlaufen, wobei die Gasmischung aus den Vorkammern in die Hauptkammern zu den Umfangsbereichen der Kolbenkörper in einer diagonalen Richtung ausgestoßen wird, so daß sie die Wirbelströmungen in den Zylindern rechtwinklig zu diesen überkreuzt.
7. Vorkammermotor, welcher aufweist:
einen Zylinderblock, der mit Hauptkammern bildenden
Zylindern versehen ist,
einen am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf, der
mit Ansaug- und Auspuffkanälen versehen ist,
mit Kolbenköpfen versehene Kolbenkörper, welche Hubkolben in den Zylindern bilden,
Vorkammern, die aus Hohlräumen bestehen, welche im
wesentlichen in den Mittelbereichen der Kolbenköpfe ausgebildet sind,
Teile der oberen Bereiche der Kolbenköpfe bildende
Kopfplatten, die an den Kolbenkörpern derart befestigt sind, daß sie die Hohlräume verschließen,
Einsetzbohrungen in den Mittelbereichen der Hohlräume, die in den Kopfplatten ausgebildet sind,
Kraftstoffeinspritzdüsen im Zylinderkopf, die geeignet sind, in die Einsetzbohrungen vorzustehen, wenn die Kolben sich in Stellungen nahe den oberen Totpunkten befinden, wobei ein aus Mehrfachlöchern, die in den Kraftstoffeinspritzdüsen vorgesehen sind, ausgespritzer Kraftstoff in die Vorkammern gesprüht wird, und
Verbindungskanäle, über die die Hauptkammern mit den Vorkammern in Verbindung stehen und die in denjenigen Bereichen der Kopfplatten ausgebildet sind, welche rings um die Einsetzbohrungen angeordnet sind, so daß sie gegenseitige Abstände in Umfangsrichtung der Einsetzbohrungen aufweisen und bezüglich der Achsen der Zylinder geneigt verlaufen.
8. Vorkammermotor nach Anspruch 7, bei welchem die Kopfplatten aus einem hochhitzebeständigen Material bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich demjenigen der Kolbenkörper ist.
9. Vorkammermotor nach Anspruch 7, bei welchem die Kopfplatten aus Ni-Resist bestehen.
10. Vorkammermotor nach Anspruch 7, bei welchem die Kopfplatten aus einem zusammengesetzten Material hergestellt sind, das aus einem Keramikmaterial und einem Metall besteht.
11. Vorkammermotor nach Anspruch 7, bei welchem die Kopfplatten an den Kolbenkörpern durch Gießen der letzteren befestigt sind und Teile der Wände der Vorkammern bilden.
12. Vorkammermotor, welcher aufweist:
einen Zylinderblock, der mit Hauptkammern bildenden
Zylindern versehen ist,
einen am Zylinderblock befestigten Zylinderkopf, der
mit Ansaug- und Auspuffkanälen versehen ist,
mit Kolbenköpfen versehene Kolbenkörper, die Hubkolben in den Zylindern bilden,
im wesentlichen in den Mittelbereichen der oberen
Teile der Kolbenköpfe ausgebildete Hohlräume, wobei Befestigungsbohrungen in den Bereichen der Kolbenkörper ausgebildet sind, welche die Bodenflächen der Hohlräume bilden,
in den Hohlräumen vorgesehene Vorkammerblöcke, die
in die Befestigungsbohrungen eingepaßt und in denselben befestigt sind und Vorkammern bilden, wobei die oberen Flächen der Vorkammerblöcke mit denjenigen der Kolbenköpfe bündig liegen,
zwischen den Vorkammerblöcken und den Hohlräumen vorgesehene Wärmeisolierschichten, wobei die Vorkammern in Wärmeisolierorganen durch die Wärmeisolierschichten gebildet sind,
im Zylinderkopf vorgesehene Kraftstoffeinspritzdüsen,
die geeignet sind, in Einsetzbohrungen vorzustehen, die in den Mittelbereichen der Vorkammerblöcke ausgebildet sind, wenn die Kolben sich in Stellungen nahe den oberen Totpunkten befinden, wobei ein aus Mehrfachlöchern, die in den Kraftstoffeinspritzdüsen vorgesehen sind, ausgestoßener Brennstoff in die Vorkammern gesprüht wird, und
Verbindungskanäle, über die die Hauptkammern mit den
Vorkammern in Verbindung stehen und die in denjenigen Teilen der Vorkammerblöcke ausgebildet sind, die rings um die Einsetzbohrungen angeordnet sind, so daß sie gegenseitige Abstände in Umfangsrichtung der Einsetzbohrungen aufweisen und bezüglich der Achsen der Zylinder geneigt verlaufen.
13. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Vorkammerblöcke in den unteren Abschnitten derselben mit Vorsprüngen versehen sind, die an den Kolbenkörpern in einem in eine Befestigungsbohrung eingepaßten Zustand befestigt sind.
14. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Vorkammerblöcke aus einem keramischen Material mit hoher Wärmebeständigkeit bestehen.
15. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Wärmeisolierungsschichten aus wärmeisolierenden Luftschichten bestehen, die zwischen den äußeren Umfangsflachen der Vorkammerblöcke und den inneren Umfangsflachen der Hohlräume gebildet sind, und wärmeisolierende Dichtungen zwischen den unteren Flächen der Vorkammerblöcke und den
Bodenflächen der Hohlräume vorgesehen sind.
16. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Verbindungskanäle so ausgebildet sind, daß ihre Achsen in Richtung entgegen der Richtung geneigt sind, in der sich die in den Zylindern durch die von den Ansaugkanälen in die Hauptkammern strömende Luft gebildeten Wirbelströmungen vorwärts bewegen, wobei die Richtung, in der eine Gasmischung aus den Vorkammern in die Hauptkammern ausgestoßen wird, mit derjenigen übereinstimmt, in der die Wirbelströmungen in den Zylindern strömen.
17. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Verbindungskanäle so ausgebildet sind, daß ihre Achsen sich radial von den oberen Flächen der ümfangsbereiche der Kolbenkörper gegen die Mitten der Hohlräume verlaufen, wobei die Gasmischung von den Vorkammern in die Hauptkammern zu den Umfangsbereichen der Kolbenkörper in einer Diagonalrichtung ausgespritzt wird, so daß sie die Wirbelströmungen in den Zylindern rechtwinklig zu diesen kreuzt.
18. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Einsetzbohrungen im wesentlichen durch die Kraftstoffeinspritzdüsen geschlossen sind, wenn die letzteren in die ersteren vorstehen.
19. Vorkammermotor nach Anspruch 12, bei welchem die Länge einer Zeitperiode, während der die Einsetzbohrungen die in dieselben vorstehenden Kraftstoffeinspritzdüsen verschlossen sind, durch die Länge bestimmt ist, um die die Kraftstoffeinspritzdüsen vom Zylinderkopf vorstehen, sowie durch die Tiefe der Einsatzbohrungen, wobei die Länge der Verbrennungszeit in den Vorkammern durch diejenige der Verschlußzeit der Einsetzbohrungen bestimmt ist.
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