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Brennkraftmaschine mit hängenden Ein- und Auslaßventilen Die Erfindung
bezieht sich auf eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, und
zwar. auf die Ausbildung der Verbrennungskammer.
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Bei einer bekannten Bauart wird die Verbrennungskammer im Zylinderkopf
vorgesehen, wobei die Zündkerze in dem oberen Teil der Verbrennungskammer auf deren
nach der Zylindermitte zu liegenden Seite angeordnet ist. Die Ein- und Auslaßventile
liegen hierbei jedes auf einer Seite einer die Verbrennungskammer halbierenden Ebene,
und zwar außerhalb der Verbrennungskammer neben der Zündkerze.
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Eine andere Bauart zeigt eine in zwei Teile getrennte Verbrennungskammer,
von denen der eine Teil durch eine Ausbuchtung im Kolbenkopf und der andere Teil
durch eine Ausbuchtung im Zylinderkopf gebildet werden. Diese Bauart bedeutet zwar
eine Verbesserung der allgemeinen Laufeigenschaften des. Motors; man kann jedoch
hierbei eine Neigung zum Klopfen feststellen, da die Zündkerze seitlich angeordnet
ist, so daß die Flammenzone
einen verhältnismäßig großen Weg zurückzulegen
hat und außerdem ungünstige thermische Verhältnisse an der von der Zündkerze am
weitesten entfernten Stelle des Brennraumes vorhanden sind.
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Diese Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden, indem
eire Verbrennungskammer vorgeschlagen wird, bei der die Lage der Ventile, die Form
.der Ausbuchtung im Zylinderkopf und im Kolbenkopf, ferner die Lage der Zündkerze
so aufeinander abgestimmt sind, daß das Verbrennen der gesamten Ladung in wesentlich
kürzerer Zeit vollendet wird, als dies bei den bekannten Bauarten möglich ist. Dies
ergibt sich daraus, daß die Lage der beiden Teile der Verbrennungskammer und die
Form des im Zylinderkopf liegenden Teiles der Verbrennungskammer so gewählt sind,
daß das Verbrennen des letzten Teiles der Ladung bei niederen Temperaturen und Drücken
erfolgt als das Verbrennen des Hauptteils der Ladung. Hierdurch kann gegenüber den
bekannten Bauarten die Neigung zum Klopfen vermindert und das Verdichtungsverhältnis
vergrößert werden.
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Bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine mit Fremdzündung,
hängenden Ein- und Auslaßventilen und einer Verbrennungskammer, die im wesentlichen
aus je einer Ausbuchtung im Kolben- und im Zylinderkopf besteht, wobei die Ausbuchtungen
exzentrisch zum Zylinder. liegen und sich gegenseitig zum Teil überdecken, und die
Ausbuchtung im Kolben zum Teil die Ventile und die Ausbuchtung im Zylinderkopf zum
Teil die Zylinderbohrung überdecken, und bei welcher die Zündkerze in der Ausbuchtung
des Zylinderkopfes angeordnet ist, liegen erfindungsgemäß die Funkenstrecke der
Zylinderkerze oberhalb der Überdekkungszone der beiden Ausbuchtungen und die exzentrisch
zum Zylinder angeordneten Ventile den beiden Ausbuchtungen gegenüber, deren Achsen
in einer Durchmesserebene des Zylinders rechtwinklig zur Verbindungslinie der Ventilmittelpunkte
stehen, wobei die Überdeckungszone zwischen der Ausbuchtung im Kolben und den Ventilen
einerseits und die zwischen den beiden Ausbuchtungen andererseits dicht beieinanderliegen,
und der Querschnitt der Ausbuchtung im Zylinderkopf gegen die Ventile hin zunimmt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist ein Bruchstück eines Querschnitts durch die Maschine, teilweise.
in einer Ebene durch die Zylinderachse und die Zündkerze und teilweise durch die
Achse eines der Ventile, Fig.2 ist die Unteransicht des Zylinderkopfes in Richtung
der Pfeile 2-2 in Fig. i.
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Die Maschine io hat einen Zylinderblock i i mit einem oder mehreren-
Zylindern 12 und Kühlräumen 13. Jeder Zylinder enthält einen Kolben 14 mit einem
Kolbenbolzen 16. Auf dem Zylinderblock ist der Zylinderkopf 17 über eine Dichtung
IS aufgeschraubt. Der Boden i9 des Kolbens 14 und die Dichtungsfläche 21 des Zylinderblockes
i i sowie der gegenüberliegende Boden 22 des Zylinderkopfes 17 können -geneigt zur
Achse des Zylinders 12 angeordnet werden, also anders als dargestellt.
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Im Zylinderkopf sind die Einlaß- und Auslaßkanäle für das Einlaßventil24
und das Auslaßventi126 angeordnet. Die Anordnung der Kanäle ist aus der Fig. i ersichtlich,
in der der Einlaßkanal 27 im Schnitt gezeigt ist. Die Ventile werden in -üblicher
Weise gesteuert. In geschlossener Lage der Ventile liegt ihre Oberfläche in gleicher
Ebene mit dem Boden 22 des Zylinderkopfes 17.
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Der Raum zwischen dem Boden 22 des Zylinderkopfes 17 einerseits und
zwischen der Dichtungsfläche 21 des Zylinderblocks i i und dem Boden 19 des Kolbens
14 andererseits bildet eine verhältnismäßig kühle Zone 29 der Verbrennungskammer
31. Diese besteht aus einer Ausbuchtung 32 des Kolbenbodens i9 und einer Ausbuchtung
33 des Bodens 22 des Zylinderkopfes 17. Weitere Teile der Verbrennungskammer 31
sind ringförmige Aussparungen 34 des Zylinderkopfbodens 22 rings um die Ventilsitze
(Fig. 2).
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Die Ventile 24 und 26 und die Ausbuchtung 33 des Zylinderkopfes 17
sind auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 12 so zueinander angeordnet, daß
die Achse der Ausbuchtung 33 in einer Durchmesserebene des Zylinders 12 rechtwinklig
zur Verbindungslinie der Ventilmittelpunkte liegt.
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Die Ausbuchtung 32 des Kolbenbodens ist so weilt seitlich zu der Zylinderachse
angeordnet, daß sie Teile der Ventile 24 und 26 und einen Teil der Ausbuchtung 33
überdeckt. Die Ausbuchtung 32 kann mulden- oder halbkugelförmig gestaltet werden.
DieAusbuchtung 33 des Zylinderkopfes 17 hat ebenfalls einen kreisförmigen Grundriß.
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Die Zündkerze 37 mit den Elektroden 38 liegt in dem überlagernden
Teil der Ausbuchtung 33, so daß die Ladung durch die sich überlagernden offenen
Teile der Ausbuchtungen 32 und 33 hindurch rasch verbrennt. Der Teil der Ladung,
der zuletzt verbrennt, befindet sich zum Teil an demjenigen Ende der Ausbuchtung
33, der die Ausbuchtung 32 nicht überlagert. Da die Ausbuchtungen 32 und 33 nahezu
den gesamten Raum der Verbrennungskammer ausmachen und das außenliegende Ende der
Ausbuchtung 33 verhältnismäßig nahe den Elektroden 38 ist, verbrennt die Ladung
in der Ausbuchtung _33 so schnell, daß ein verhältnismäßig hohes Verdichtungsverhältnis
möglich ist und, Brennstoff von verhältnismäßig niedrigem Oktanwert angewendet werden
kann, ohne daß Selbstentzündung des in dem abgelegenen Ende der Ausbuchtung 33 befindlichen
Gemisches und damit Klopfen der Maschine eintritt. Der letzte Teil' der Ladung verbrennt
in der verhältnismäßig kühlen Zone 29, wo eine übermäßige Temperatur-und Drucksteigerung
nicht eintritt. Die in den Ringräumen 34, 36 rings um die Ventile 34 und 36 enthaltene
Ladung verbrennt zufolge ihrer geringen Querschnittsfläche verhältnismäßig langsam
und ohne übermäßiges Ansteigen der Temperatur und des Druckes.
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Die Aufteilung der Verbrennungskammer hat also die Wirkung, daß die
Ladung so schnell verbrennt,
daB Klopferscheinungen nicht auftreten,
oder die Verbrennung erfolgt in Räumen, wo die Ladung gekühlt wird. Der Querschnitt
der Ausbuchtung 33 nimmt gegen die Ventile 24 und 26 hin zu, was zur Folge hat,
daB sich die Geschwindigkeit der Flammenfront während des letzten Teiles der Verbrennung
verringert, und damit die Klopfneigung der Maschine weiter verringert wird.