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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorbrennkammeranordnung und insbesondere
auf eine Vorbrennkammeranordnung mit einem Zündkerzenkühldurchlassweg.
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Technischer
Hintergrund
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Vorbrennkammeranordnungen
sind in Verbrennungsmotoren schon einige Zeit verwendet worden,
um gasförmige
Brennstoffe zu zünden.
Solche Vorbrennkammeranordnungen verwenden typischerweise eine Zündkerze,
um die Brennstoff-Luft-Mischung in einer Vorbrennkammer zu zünden, die
in der Vorbrennkammeranordnung gelegen ist. Die Zündkerze
ist der Vorbrennkammer ausgesetzt, um die Brennstoff-Luft-Mischung
zu zünden,
die dorthin eingespritzt wird. Die Temperatur in der Vorbrennkammer
ist extrem heiss, was schädlich
für die
Lebensdauer der Zündkerze
ist. Als eine Folge ist ein häufiger
Ersatz der Zündkerze
nötig.
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Es
wäre vorteilhaft,
die Temperatur der Vorbrennkammer zu reduzieren, um die Lebensdauer der
Zündkerze
zu steigern. Jedoch wäre
eine solche Verringerung schädlich
für die
Verbrennung und den Betrieb des Verbrennungsmotors. Eine vollständige Verbrennung
würde höhere Niveaus
von Stickoxid-Emissionen zur Folge haben und Ineffizienzen im Motorbetrieb.
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Versuche,
die Temperatur der Zündkerze
in einem Bereich der Elektrode der Zündkerze zu reduzieren, sind
unternommen worden. Als eine Folge ist die Lebensdauer der Zündkerze
kurz, und die Ausfallzeit eines Verbrennungsmotors für einen
Ersatz kommt oft vor.
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US-A-5
222 993 offenbart eine gekühlte
Vorbrennkammeranordnung für
einen Verbrennungsmotor, die Folgendes aufweist: einen ersten Körperteil mit
einer Zündkerzenaufnahmebohrung;
einen zweiten Körperteil,
der zumindest den umgebenden Kühldurchlass
aufweist, und zwar mit einer darin angeordneten gestuften Bohrung
(siehe Figur), wobei die Bohrung einen Gegenboh rungsteil bzw. Senkungsteil,
einen Gewindebohrungsteil und eine Längsachse hat, wobei der zweite
Körperteil
axial mit der Zündkerzenaufnahmebohrung
ausgerichtet ist; einen dritten Körperteil mit einer Vorbrennkammer,
die darin gelegen ist, wobei der zweite Körperteil zwischen den ersten
und dritten Körperteilen
gelegen ist, und wobei die gestufte Bohrung zu der Zündkerzenaufnahmebohrung
und der erwähnten
(Vor-)Brennkammer offen ist; und einen Zündkerzenkühldurchlassweg (siehe Bezugszeichen 44 in
der Figur) der in dem zweiten Körperteil
an einer vorbestimmten radialen Stelle beabstandet von dem Gewindebohrungsteil
angeordnet ist, wobei der Zündkerzenkühldurchlassweg geeignet
ist, um einen Kühlströmungsmittelfluss
in enger Nähe
relativ zu dem Gewindebohrungsteil vorbeizuleiten, und wobei dieser
durch die ersten und zweiten Seitenflächen definiert wird, die radial
von der gestuften Bohrung beabstandet sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der
oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine gekühlte Vorbrennkammeranordnung
für einen
Verbrennungsmotor wie von den Merkmalen gemäß Anspruch 1 definiert, erste,
zweite und dritte Körperteile.
Der erste Körperteil
hat eine Zündkerzenaufnahmebohrung.
Der zweite Körperteil hat
eine gestufte Bohrung. Die gestufte Bohrung hat einen Gegenbohrungsteil
bzw. Senkungsteil, einen Gewindebohrungsteil und eine Längsachse.
Der zweite Körperteil
ist axial mit der Zündkerzenaufnahmebohrung
ausgerichtet. Der dritte Körperteil
hat eine Vorbrennkammer. Der zweite Körperteil ist zwischen den ersten
und dritten Körperteilen
gelegen, und die gestufte Bohrung ist zu der Zündkerzenaufnahmebohrung und
der Brennkammer offen. Ein Zündkerzenkühldurchlassweg
ist in dem zweiten Körperteil
an einer vorbestimmten radialen Stelle beabstandet von dem Gewindebohrungsteil
und um diesen herum angeordnet. Der Zündkerzenkühldurchlassweg ist geeignet,
um den Kühlströmungsmittelfluss
in enger Nähe
relativ zu dem Gewindebohrungsteil zu leiten.
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Als
eine Folge ermöglicht
der Zündkerzenkühldurchlassweg,
dass der Kühlströmungsmittelfluss
in enger Nähe
zu dem Gewindeteil der Zündkerze
läuft und
dadurch Wärme
von der Zündkerze überträgt und die
Lebensdauer der Zündkerze
steigert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels
einer gekühlten Vorbrennkammeranordnung
der vorliegenden Erfindung, die so gezeigt ist, dass sie in einem
Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors eingebaut ist;
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2 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht der gekühlten Vorbrennkammeranordnung der 1,
die genauer gezeigt ist;
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3 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht, die entlang der Linien
3-3 der 2 aufgenommen ist;
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4 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht, die entlang der Linien
4-4 der 2 aufgenommen ist; und
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5 ist
eine diagrammartige vergrößerte Querschnittsansicht
der gekühlten
Vorbrennkammer der 2, die einen zweiten Körperteil
genauer zeigt.
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Bester Weg
zur Ausführung
der Erfindung
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 und 2 ist
eine gekühlte Vorbrennkammeranordnung 10 derart
gezeigt, dass sie in einer Bohrung 12 in einem Zylinderkopf 14 eines
Verbrennungsmotors 16 angeordnet ist. Die gekühlte Vorbrennkammeranordnung 10 erstreckt
sich von dem Zylinderkopf 14 in eine Brennkammer 18 des
Verbrennungsmotors 16. Eine Dichtungsfläche 20 ist in dem
Zylinderkopf 14 vorgesehen, um die Brennkammer 18 gegen
Kühlströmungsmittel
abzudichten, welches in den Kühlströmungsmitteldurchlässen 44 in
dem Zylinderkopf 14 angeordnet ist.
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Wie
am besten in 2 zu sehen hat die gekühlte Vorbrennkammeranord nung 10 einen
ersten Körperteil 22,
einen zweiten Körperteil 24 und
einen dritten Körperteil 26.
Der erste Körperteil 22 hat
erste und zweite Enden 28, 30 und einen zylindrischen Körperteil 32,
der zwischen den ersten und zweiten Enden 28, 30 gelegen
ist. Ein Bundteil 54 mit einer rohrförmigen Konfiguration erstreckt
sich axial von dem zweiten Ende 30. Ein Flansch 34 ist
am ersten Ende 28 des ersten Körperteil 22 vorgesehen.
Der Flansch 34 hat ein Paar von Öffnungen 36, die dort hindurch
angeordnet sind, um Gewindebefestigungsmittel 38 aufzunehmen.
Die Gewindebefestigungsmittel 38 sind verschraubbar mit
dem Zylinderkopf 14 verbunden. Die Gewindebefestigungsmittel 38 halten die
gekühlte
Vorbrennkammeranordnung 10 in der Bohrung 12 im
Zylinderkopf 14 und halten sie von einer Drehbewegung und
einer axialen Bewegung relativ zur Bohrung 12 ab.
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Der
erste Körperteil 22 hat
auch eine Vielzahl von axial beabstandeten ringförmigen Nuten 40, die umlaufend
um eine zylindrische Außenfläche 52 angeordnet
sind. Die ringförmigen
Nuten 40 öffnen
sich radial nach außen
und nehmen jeweils eine "O-Ringdichtung" 42 auf.
Die "O-Ringdichtungen" 42 sind
jeweils in Eingriff mit dem Zylinderkopf 14 an beabstandeten
axialen Stellen in der Bohrung 12 und sie dichten die verschiedenen
Kühlströmungsmitteldurchlässe 44 gegen
eine Strömungsmittelleckage
dadurch ab. Die Dichtungen 42 sind aus irgendeinem geeigneten
nicht metallischen "O-Ringdichtungsmaterial".
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Der
erste Körperteil 22 hat
auch eine Zündkerzenaufnahmebohrung 46,
die dort hindurch angeordnet ist und sich an den ersten und zweiten
Enden 28, 30 des ersten Körperteil 22 öffnet. Die
Zündkerzenaufnahmebohrung 46 ist
parallel zu einer Längsachse 48 des
ersten Körperteil 22 und
radial davon versetzt. Die Zündkerzenaufnahmebohrung 46 hat einen
ausreichenden Durchmesser, um eine Zündkerze 50 mit einer
Zündkerzenverlängerung 51 aufzunehmen,
und um einen Zugriff auf die Zündkerze 50 zu
Zwecken des Einbaus und der Entfernung zu gestatten. Die Zündkerze 50 bedeutet
im Zusammenhang mit dieser Erfindung irgend eine geeignete Zündungsvorrichtung,
die in der Technik verfügbar ist.
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Der
erste Körperteil 22 hat
auch eine darin angeordnete Rückschlagventilaufnahmebohrung 56. Die
Rückschlagventilaufnahmebohrung 56 öffnet sich
an den ersten und zweiten Enden 28, 30 und hat einen
vorbestimmten Durchmesser, der ausreicht, um eine Rückschlagventilanordnung 58 und
einen Stecker 59 am ersten Ende 28 aufzunehmen.
Die Rückschlagventilaufnahmebohrung 56 ist
im wesentlichen in Längsrichtung
parallel zu der Zündkerzenaufnahmebohrung 46 und
zu der längs
verlaufenden Mittelachse 48 des ersten Körperteil 22.
Der erste Körperteil 22 ist
vorzugsweise aus einem duktilen Gusseisen gemacht – perlitisches
Ferrit.
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Der
zweite Körperteil 24 hat
ein erstes Ende 60 und ein zweites Ende 62, einen
ersten Endteil 64, der am ersten Ende 60 endet,
und einen zweiten Endteil 65, der am zweiten Ende 62 endet.
Die ersten und zweiten Endteile 64, 65 sind zylindrisch.
Die ersten und zweiten Enden 60, 62 sind im wesentlichen parallel
zueinander und im wesentlichen senkrecht zum ersten Endteil 64.
Der zweite Körperteil 24 ist aus
rostfreiem Stahlmaterial gemacht, welches relativ hohen Temperaturen
im Vergleich zu den Niedertemperatureigenschaften des ersten Körperteils 22 widerstehen
kann. Vorzugsweise wird eine geknetete rostfreie Stahllegierung
vom Typ 347 verwendet. Diese Legierung hat eine hervorragende
Gießbarkeit, Schweissbarkeit
und ist nicht durch Wärmebehandlung
härtbar.
Dieses Material ist insbesondere geeignet zur Anwendung zwischen
800 und 1650 Grad Fahrenheit (412 und 884 Grad Celsius) unter Bedingungen
mit Spannung, schwerer Korrosion und Schwingungen. Der zweite Körperteil 24 ist
vorzugsweise in die allgemeine Konfiguration gegossen und darauf
folgend auf die letztendlichen Abmessungen maschinell bearbeitet,
wo erforderlich.
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Der
zweite Körperteil 24 hat
eine darin angeordnete gestufte Bohrung 66. Die gestufte
Bohrung 66 öffnet
sich an den ersten und zweiten Enden 60, 62 und
ist geeignet, die Zündkerze 50 aufzunehmen. Die
gestufte Bohrung 66 hat einen Gewindebohrungsteil 68 und
einen Senkungsteil 70. Der Gewindebohrungsteil 68 nimmt
verschraubbar den Gewindeendteil 72 der Zündkerze 50 auf,
und der Senkungsteil 70 ist geeignet, um die Zündkerze 50 mit
einem radialen Spiel aufzunehmen. Eine Dichtungsfläche 71 wird
von einer Stufe definiert, die zwischen dem Senkungsteil 70 und
dem Gewindebohrungsteil 68 gelegen ist. Die Dichtungsfläche 71 ist
geeignet, um dichtend mit der Zündkerze 50 in
Eingriff zu kommen. Der Senkungsteil 70 und der Gewindebohrungsteil 68 sind
axial ausgerichtet. Der zweite Körperteil 24 hat
auch einen Brennstoffdurchlassweg 74, der darin angeordnet
ist und sich an den ersten und zweiten Enden 60, 62 öffnet. Der
Strömungsmitteldurchlassweg 74 öffnet sich
am ersten Ende 60 des zweiten Körperteils 24 in die
Rückschlagventilaufnahmebohrung 56 und
am zweiten Ende 30 des ersten Körperteils 22. Der
Gewindebohrungsteil 68 öffnet
sich an der Dichtungsfläche 71 und
einer Vorbrennkammerendfläche 90.
Der Brennstoffdurchlassweg 74 öffnet sich auch an der Vorbrennkammerendfläche 90.
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Der
dritte Körperteil 26 hat
ein erstes Ende 76 und einen kugelförmigen Kuppelendteil 78,
der vom ersten Ende 76 beabstandet ist. Der dritte Körperteil 26 hat
einen zylindrischen ersten Endteil 80, einen zylindrischen
zweiten Endteil 82 und einen Übergangsteil 84, der
zwischen den ersten und zweiten Endteilen 80, 82 gelegen
ist. Der Übergangsteil 84 sieht
einen allmählichen Übergang
und eine Vermischung zwischen den unterschiedlichen Durchmessern
der ersten und zweiten zylindrischen Endteile 80, 82 vor.
Der Kuppelendteil 78 endet an dem zweiten Endteil 82 und
ist tangential daran. Die ersten und zweiten Endteile 80, 82,
der Übergangsteil 84 und
der Kuppelendteil 78 sind um eine Mittelachse 86 herum
angeordnet.
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Eine
Dichtungsfläche 88 ist
um den dritten Körperteil 26 an
einer vorbestimmten Stelle axial entlang dem Übergangsteil 84 zwischen
dem ersten Endteil 80 und dem Kuppelendteil 78 angeordnet.
Die Dichtungsfläche 88 erstreckt
sich in Querrichtung relativ zur Mittelachse 86. Die Dichtungsfläche 88 ist vorgesehen,
um die Leckage zwischen der Brennkammer 18 und den Kühlströmungsmitteldurchlässen 44 abzudichten.
Die Dichtungsfläche 88 steht
mit dem Oberflächenbereich 20 in
Eingriff, der benachbart zu einer Bohrung 92 gelegen ist,
die in dem Zylinderkopf 14 angeordnet ist. Die Bohrung 92 öffnet sich
in die Brennkammer 18 und nimmt den zweiten Endteil 82 auf.
Die Bohrung 92 ermöglicht,
dass der Kuppelendteil 78 sich in die Brennkammer 18 erstreckt
und dieser ausgesetzt ist.
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Der
dritte Körperteil 26 hat
eine Vorbrennkammer 94, die darin angeordnet ist. Die Vorbrennkammer
hat im allgemeinen die gleiche Form wie jene des dritten Körperteils 26 und öffnet sich
an dem ersten Ende 76 des dritten Körperteils 26. Wie
gezeigt ist ein Endteil 90 der Vorbrennkammer 94 in dem
zweiten Körperteil 24 angeordnet
und öffnet
sich am zweiten Ende 62 des zweiten Körperteils 24. Eine Vielzahl
von voneinander beabstandeten radial orientierten Zumessöffnungen 96 ist
in dem Kuppelendteil 78 angeordnet. Die Zumessöffnungen 96 öffnen sich
in die Vorbrennkammer 94 und in die Brennkammer 18 des
Motors 16. Die Zumessöffnungen 96 leiten
die expandierenden Gase von der Vorbrennkammer 94 in einem
vorbestimmten Muster in die Brennkammer 18.
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Der
dritte Körperteil 26 ist
aus einem Hochtemperatur-Material gemacht. Insbesondere ist eine thermisch
stabile und gegen die Umwelt resistente Zelle Hochtemperatur-Legierung,
wie beispielsweise Haynes 230, hergestellt von Haynes International Inc.,
Kokomo, Indiana USA die erwünschte
Wahl. Diese Legierung ist eine Mittel-Chrom-Wolfram-Molybdän-Legierung,
die Hochtemperatur-Festigkeit, Beständigkeit gegen oxidieren der
Umgebungen bis zu 2100 Grad Fahrenheit (1149 Grad Celsius), Widerstandsfähigkeit
gegen nitrirende Umgebungen und thermische Langzeitstabilität. Es sei
bemerkt, dass andere Hochtemperatur-Materialien von geeigneter Zusammensetzung
eingesetzt werden könnten,
ohne von der Erfindung abzuweichen. Der dritte Körperteil 26 kann gegossen
sein oder aus einem Halbzeug maschinell herausgearbeitet worden
sein.
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Der
erste Körperteil 22,
der zweite Körperteil 24 und
der dritte Körperteil 26 sind
miteinander verbunden, um die Vorbrennkammeranordnung 10 zu bilden.
Insbesondere ist das zweite Ende 30 des er ersten Körperteils 22 mit
dem ersten Ende 60 des zweiten Körperteils 24 verbunden,
und das zweite Ende 62 des zweiten Körperteils 24 ist mit
dem ersten Ende 76 des dritten Körperteils 26 verbunden.
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Das
zweite Ende 30 des ersten Körperteils 22 ist mit
dem ersten Ende 60 des zweiten Körperteils 24 durch
ein Lötmaterial
von geeigneter Zusammensetzung verbunden, das der Umgebung (Temperatur,
chemische und mechanische Belastung) widerstehen kann, der es ausgesetzt
ist. Beispielsweise ist ein Silber-Nickel-Lötenmaterial für eine solche
Anwendung geeignet. Der Bundteil 54 nimmt den zylindrischen
ersten Endteil 64 des zweiten Körperteils 24 im wesentlichen
koaxial darin auf. Der Bundteil 54 ist radial von dem ersten
Endteil 64 des zweiten Körperteils 24 um eine
vorbestimmte Distanz beabstandet, und zwar ausreichend, um das fließende Lötmaterial dazwischen
während
des Lötvorgangs
aufzunehmen, um Festigkeit, Steifigkeit und die erforderliche relativen
Positionierung der ersten und zweiten Körperteile 22, 24 vorzusehen.
Es sei bemerkt, dass die Zündkerzenaufnahmebohrung 46 und
der Senkungsteil 70 axial ausgerichtet sind und im wesentlichen den
gleichen Durchmesser haben.
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Das
zweite Ende 62 des zweiten Körperteils 24 liegt
an dem ersten Ende 76 des dritten Körperteils 26 durch
eine Schweißnaht
mit gesteuerter Tiefeneindringung an und ist dadurch damit verbunden, beispielsweise
eine Laser- oder
Elektronenstrahlschweißung
und, die um die Vorbrennkammer 10 an einer Verbindung oder
einem Kontakt zwischen den ersten und zweiten Enden 76, 62 angeordnet
ist. Eine Schweißnaht
mit gesteuerter Tiefeneindringung wird verwendet, um genau die Eindringungstiefe
zu steuern, um die Einddringungstiefe zu maximieren und um eine
adäquate
Festigkeit der Schweißnaht
vorzusehen. Die Eindringungstiefe ist zwischen 4 und 4,5 mm an der
Verbindung des Kontaktes. Die Wanddicke an dieser Verbindung ist
ungefähr
5 mm. Der zylindrische zweite Endteil 65 des zweiten Körperteils 24 und
der zylindrische erste Endteil 80 des dritten Körperteils 26 sind
im wesentlichen vom gleichen Durchmesser und sind axial ausgerichtet.
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Wie
am besten in den 3–5 zu sehen ist
ein Zündkerzenkühldurchlassweg 98 in
dem zweiten Körperteil 24 an
einer vorbestimmten radialen Stelle beabstandet von dem Gewindebohrungsteil 68 und
um diesen herum angeordnet. Der Zündkerzenkühldurchlassweg 98 ist
geeignet, um einen Kühlströmungsmittelfluss
in enger Nähe
relativ zu dem Gewindebohrungsteil 68 zu leiten. Der Zündkerzenkühldurchlassweg 98 wird
durch erste und zwei te beabstandete Seitenflächen 100, 102 definiert,
die radial von der gestuften Bohrung 66 beabstandet sind. Der
Zündkerzenkühldurchlassweg 98 ist
auch durch erste und zweite beabstandete Endflächen 104, 106 definiert.
Die ersten und zweiten Endflächen 104, 106 sind
quer zu dem ersten und zweiten Seitenflächen 100, 102 und
sind mit diesen verbunden. Der Zündkerzenkühldurchlassweg 98 ist
im wesentlichen rechteckig geformt.
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Die
ersten und zweiten Seitenflächen 100, 102 und
die ersten und zweiten Endflächen 104, 106 sind
in axialer Richtung relativ zu der gestuften Bohrung 66 zwischen
der Dichtungsfläche
und der Vorbrennkammerendfläche 71, 90 gelegen.
Die Dichtungsfläche
und die Vorbrennkammerendfläche 71, 90 sind
voneinander beabstandet. Die erste Seitenfläche 100 ist im wesentlichen
parallel zur Längsachse 48 der
gestuften Bohrung 66 und ist um eine vorgewählte radiale
Distanz von der Gewindebohrung 68 beabstandet. Die erste
Seitenfläche 100 definiert eine
zylindrische Wand 112 des zweiten Körperteils 24 radial
um die Längsachse 48 und
relativ zu der Gewindebohrung 68. Die erste Endfläche 104 ist
eng benachbart und um eine vorbestimmte Distanz beabstandet von
der Vorbrennkammerendfläche 71.
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Der
zweite Körperteil 24 hat
eine Vielzahl von beabstandeten Öffnungen 108,
die darin angeordnet sind. Die Öffnungen 108 sind
geeignet, um Kühlströmungsmittelfluss
in den Zündkerzenkühldurchlassweg 98 zu
leiten. Die ersten und zweiten Endflächen 104 erstrecken
sich radial relativ zu der Längsachse
der gestuften Bohrung 66, um voneinander beabstandete Endflächen 110 der Öffnungen 108 zu
definieren. Die voneinander beabstandeten Öffnungen 108 erstrecken
sich durch die zweite Seitenfläche 102 und
unterbrechenden diese intermittierend.
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Der
Brennstoffdurchlassweg 74, der in dem zweiten Körperteil 24 angeordnet
ist, öffnet
sich an der Vorbrennkammerendfläche 90 und
dem ersten Ende 60 des zweiten Körperteils 24, welches
gegenüberliegend
zur Endstirnseite 90 ist. Der Brennstoffdurchlassweg 74 ist
radial von der gestuften Bohrung 66 beabstandet. Der Zündkerzenkühldurchlassweg 98 ist
zwischen dem Brennstoffdurchlassweg 74 und der gestuften
Bohrung 66 gelegen.
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Der
zweite Körperteil 24 ist
in dem Zylinderkopfkühldurchlassweg 44 angeordnet.
Die Öffnungen 108 in
dem zweiten Körperteil 24 sind
zum Zylinderkopfkühldurchlassweg 44 offen
und sind geeignet, um einen Kühlströmungsmittelfluss
zwischen dem Zylinderkopfkühldurchlassweg 44 und
dem Zündkerzenkühldurchlassweg 98 zu
leiten.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen und im Betrieb erleichtert der Zündkerzenkühldurchlassweg 98 die
Kühlung
des zweiten Körperteils 24 an
einer Stelle in enger Nähe
zu dem Gewindebohrungsteil 68 der gestuften Bohrung 66.
Das Kühlströmungsmittel,
dass in dem Kühlströmungsmitteldurchlassweg 44 des
Zylinderkopfes 14 fließt, überträgt Wärme von
der Zündkerze 50,
die verschraubbar in dem Gewindebohrungsteil 68 angeordnet
ist, durch Leitung. Somit wird die Temperatur der Zündkerze am
Elektrodenendteil der Zündkerze 50 reduziert. Diese
Verringerung ergibt eine gesteigerte Lebensdauer der Zündkerze
und eine verringerte Ausfallzeit des Motors.
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Die Öffnungen 108,
die in dem zweiten Körperteil 24 angeordnet
sind, leiten Kühlströmungsmittelfluss,
der in dem Zylinderkopf 14 zwischen dem Durchlassweg 44 und
dem Zündkerzenkühldurchlassweg 98 zirkuliert
wird. Der Kühlströmungsmittelfluss,
der im Zylinderkopf 14 zirkuliert wird, wird in herkömmlicher
Weise gekühlt,
wie beispielsweise durch einen (nicht gezeigten) Kühler. Weil
der Zündkerzenkühldurchlassweg 44 wie
oben beschrieben in enger Nähe
zum Gewindebohrungsteil 68 gelegen ist, ist die Wärmeübertragung
auf das Kühlströmungsmittel
effizient. Die radial gemessene Wanddicke zwischen dem Gewindebohrungsteil 68 und
der ersten Seitenfläche 100 und
die axiale Länge
der ersten Seitenfläche 100 richtet
die Größe des Oberflächenbereiches
ein, der zum Kühlströmungsmittel
offen ist, und auch das Wärmeübertragungspotenzial.
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Eine
vorgewählte
Beabstandung zwischen dem ersten und zweiten Seitenflächen 100, 102 und die
vorgewählte
Beabstandung zwischen der ersten und zweiten Endfläche 104, 106 bestimmt
die Querschnittsfläche
des Zündkerzenkühldurchlassweges 98 und
richtet die Kühlströmungsmittelflusskapazität innerhalb
des Durchlassweges 98 ein. Diese Abmessungen werden basierend
auf mechanischen Einschränkungen
und Notwendigkeiten der Kühlung ausgewählt.
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Der
Zündkerzenkühldurchlassweg 98 dient auch
dazu, den zweiten Körperteil 24 an
der Vorbrennkammerendfläche 90 zu
kühlen
und verlängert weiter
die Lebensdauer des zweiten Körperteils 24. Die
erste Endfläche 104 ist
an einer vorgewählten Distanz
von der Vorbrennkammerendfläche 90 angeordnet,
um die Wärmeübertragung
von der Endfläche 90 und
deren Kühlung
zu maximieren.
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Die
Position des Zündkerzenkühldurchlassweges 98 zwischen
dem Gewindebohrungsteil 68 und dem Brennstoffdurchlassweg 74 hält diesen
Bereich, wie beschrieben, auf einer verringerten Temperatur und
stabilisiert die Temperatur des Brennstoffes, der zur Brennkammer 18 geliefert
wird.
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Die
gekühlte
Vorbrennkammeranordnung 10, die aus drei unterschiedlichen
Materialien gemacht ist (wie oben dargestellt), maximiert basierend auf
der Betriebsumgebung (Temperatur und Chemie), der sie ausgesetzt
ist, die Lebensdauer der gekühlten
Vorbrennkammer und reduziert ihre Kosten. Es sei bemerkt, dass die
Bedingungen der Temperatur und der Chemie die in der Vorbrennkammer 94 des
dritten Körperteils 26,
wo die Verbrennung des Brennstoffes stattfindet, ein anderes Material
erfordert, als jene des zweiten Körperteils 24, wo Brennstoff
durch den Brennstoffdurchlassweg 74 verteilt wird und die
Zündkerze 50 an
der Position gehalten wird. Der erste Körperteil 22, der den
niedrigsten Temperaturen ausgesetzt ist, erfordert das am wenigsten
exotische Material. Dass Verlöten
der ersten und zweiten Körperteile 22, 24 und
die Steuerung der Tiefeneinbringung der Schweißnaht der zweiten und dritten
Körperteile 24, 26 macht
die Montage der drei unterschiedlichen Materialien möglich. Es
sei bemerkt, dass der Zündkerzenkühlströmungsmitteldurchlassweg 98 zu
einer niedrigeren Betriebstemperatur des zweiten Körperteils 24 beiträgt und zu
der Auswahl eines Materials für niedrigere
Betriebstemperatur beiträgt.
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Andere
Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der
Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.