WO2002099258A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2002099258A1
WO2002099258A1 PCT/EP2002/003908 EP0203908W WO02099258A1 WO 2002099258 A1 WO2002099258 A1 WO 2002099258A1 EP 0203908 W EP0203908 W EP 0203908W WO 02099258 A1 WO02099258 A1 WO 02099258A1
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Georg Donauer
Arne Schneemann
Ralf Speetzen
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F02B19/18—Transfer passages between chamber and cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F02B19/165—The shape or construction of the pre-combustion chambers is specially adapted to be formed, at least in part, of ceramic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B23/04—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being subdivided into two or more chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a compression space delimited by fixed housing walls and a piston movably arranged therein and with a pore body in which the combustion of fuel and air takes place.
  • Internal combustion engines are known from DE 199 00 231 A1 and also from DE 197 53 407 C2, which have a compression and combustion chamber formed by fixed housing walls and a piston movable therein, in which fuel and air are supplied for combustion.
  • a gas-permeable pore body is arranged in the compression and combustion chamber, in which the combustion of the fuel essentially takes place.
  • the pore body of these known internal combustion engines should either be arranged in a recess formed on the piston crown or on the fixed housing walls of the compression and combustion chamber.
  • a piston internal combustion engine which is formed with a space separated from the main combustion chamber.
  • the separate space can be arranged in a prechamber in the cylinder head.
  • a gas-permeable structure arranged in the separate space is intended to process the injected fuel and improve combustion.
  • the compression chamber formed by the piston and cylinder serves as the main combustion chamber.
  • the object of the invention is to provide an improved internal combustion engine of the required type.
  • the invention limits an internal combustion engine with a piston defined by fixed housing walls and a piston movably arranged therein
  • the pore body is arranged within a combustion chamber, which is separated from the compression chamber except for an overflow cross section for overflowing the combustion gases generated during combustion from the combustion chamber into the compression chamber, the
  • the combustion of the fuel injected into the combustion chamber takes place almost exclusively in the combustion chamber completely filled by the porous body, while the compression chamber does not constitute a combustion chamber.
  • a major advantage of the wide-angle engine according to the invention is that low-pollutant combustion can be achieved.
  • the rooms in order to avoid the disadvantageous consequences of the porous body, which represents a hot body, on the heat input, the rooms must be largely separated and the overflow cross section restricted as far as possible. This is done when changing the gas and during the
  • Overflow cross section is formed by an overflow nozzle, to which the combustion chamber tapers in the direction of the fuel gas flow.
  • the combustion chamber preferably has a circular cross section, in particular it is preferably cylindrical.
  • the overflow nozzle preferably also has a circular cross section.
  • the combustion chamber and the overflow nozzle are preferably formed in one piece by a single component.
  • the component forming the combustion chamber and the overflow nozzle, including the pore body can be replaced separately. This is advantageous in view of the low maintenance requirements for the internal combustion engine.
  • a fuel injector is provided for injecting the fuel into the combustion chamber.
  • the fuel can preferably be injected directly into the pore body by means of an injection nozzle of the fuel injector.
  • the injection nozzle of the fuel injector is arranged opposite the overflow cross section or the overflow nozzle in the combustion chamber.
  • the fuel injector preferably projects into the combustion chamber at the end opposite the overflow cross section or the overflow nozzle.
  • the pore body is held in the combustion chamber by means of a hold-down device, the injection nozzle of the Fuel injector protrudes through an opening of the hold-down device into the combustion chamber or into the pore body.
  • the combustion chamber forms a replaceable module together with the pore body and with the fuel injector. This is again advantageous in view of the low maintenance requirements for the internal combustion engine.
  • a thermally insulating layer is preferably arranged between the pore body and the inner wall of the combustion chamber.
  • the combustion chamber accommodating the pore body is provided in the cylinder head of the internal combustion engine.
  • the combustion chamber is arranged centrally in the cylinder head of the internal combustion engine with respect to the piston.
  • the overflow cross section is preferably only so large that pressure losses are largely avoided when the gases overflow.
  • the figure shows a side sectional view of a part of an internal combustion engine, the compression and combustion space delimited by fixed housing walls and a piston movably arranged therein and a pore body arranged in a separate combustion chamber, in which the combustion of fuel and air takes place, according to an embodiment of the invention Represents invention.
  • part of an internal combustion engine in the form of a reciprocating piston machine with a compression space 3 is shown in the cross-sectional view, which is formed by fixed housing walls 1, 2 and a movably arranged piston 5.
  • the fixed housing walls 1, 2 are by a cylinder 1 leading the piston 5 and a cylinder head 2 is formed.
  • a fuel injector 10 serves to inject fuel, which is burned during operation of the internal combustion engine together with the combustion air that is also supplied to it.
  • a combustion chamber 6 is provided separately from the compression space 3, in which a pore body 4 is provided, in which the combustion of fuel and air takes place.
  • the pore body 4 essentially completely fills the combustion chamber 6.
  • the volume of the pore body 4 is dimensioned such that there can be enough air that the entire fuel injected into the pore body 4 is burned in the pore body 4.
  • the combustion chamber 6 is the sole combustion chamber.
  • the combustion chamber 6 is formed separately from the compression space 3 except for an overflow cross section in the form of an overflow nozzle 8.
  • the overflow nozzle 8 serves to overflow the combustion gases formed during the combustion from the combustion chamber 6 into the compression chamber 3.
  • the overflow nozzle 8 has a substantially smaller overflow cross section than the cross-sectional area of the combustion chamber 6.
  • the overflow nozzle 8 also has a circular cross section.
  • the overflow cross section is selected so that no pressure losses occur when the combustion gases overflow. Since there is no longer any combustion in the compression space 3, it is not necessary, as in conventional injection, to achieve good jet formation through closely contoured nozzle holes in order to use the compression space as completely as possible for good combustion. Since, according to the invention, the combustion is at least almost completely completed in the pore body, all that is required is to transfer the gas as loss-free as possible without special beam shaping.
  • the overflow cross section can also be formed by several, preferably symmetrically arranged nozzle holes.
  • the combustion chamber 6 and the overflow nozzle 8 are formed in one piece by a single common component.
  • This component forming the combustion chamber 6 and the overflow nozzle 8, including the pore body 4 accommodated in the combustion chamber 6, can be replaced separately.
  • the component forming the combustion chamber 6 and the overflow nozzle 8 is made of a high-temperature-resistant material.
  • a thermally insulating layer 7 is arranged between the pore body 4 and the inner wall of the combustion chamber 6.
  • the fuel injector 10 used for injecting the fuel protrudes into the combustion chamber 6 at the end opposite the overflow nozzle 8, and the injection nozzle 11 of the fuel injector 10 is arranged such that it directs the fuel directly into the pore body 4 at the end opposite the overflow nozzle 8 injects.
  • the distance between the pore body and the fuel injector is kept as small as possible.
  • the fuel injected into the pore body 4 ignites in the latter and burns together with combustion air pressed into the combustion chamber 6 during compression from the compression space 3.
  • the combustion gases produced during the combustion 'then pass through the Matterströmdüse 8 into the compression chamber 3 via and provide at an explosion stroke of the engine the expansion work on the piston. 5
  • the porous body 4 is held in the combustion chamber 6 by means of a hold-down device 9.
  • the holding-down device 9 has an opening through which the injection nozzle 11 of the fuel injector 10 projects into the combustion chamber 6 or into the pore body 4.
  • combustion chamber 6 is mounted centrally in the cylinder head 2 with respect to the piston 5.
  • Reference number I is

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem durch feststehende Gehäusewände (1, 2) und einen darin beweglich angeordneten Kolben (5) begrenzten Kompressionsraum (3), sowie mit einem Porenkörper (4), der eine zum Kompressionsraum (3) separate Brennkammer (6) ausfüllt. Die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erfolgt ausschliesslich im Porenkörper (4). Der Kompressionsraum (3) ist mit der Brennkammer (6) nur durch einen Überstromquerschnitt (8) zum Überströmen der bei der Verbrennung entstehenden Brenngase von der Brennkammer (6) in den Kompressionsraum (3) verbunden.

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem durch feststehende Gehäusewände und einen darin beweglich angeordneten Kolben begrenzten Kompressionsraum und mit einem Porenkörper, in welchem die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erfolgt.
Aus der DE 199 00 231 A1 und auch aus der DE 197 53 407 C2 sind Brennkraftmaschinen bekannt, die einen von feststehenden Gehäusewänden und einen darin beweglichen Kolben gebildeten Kompressions- und Verbrennungsraum aufweisen, in welchen Kraftstoff und Luft zur Verbrennung zugeführt werden. In dem Kompressions- und Verbrennungsraum ist ein gasdurchlässiger Porenkörper angeordnet, in welchem im wesentlichen die Verbrennung des Kraftstoffs stattfindet. Der Porenkörper dieser bekannten Brennkraftmaschinen soll entweder in einer an der Kolbenkrone ausgebildeten Vertiefung oder an den feststehenden Gehäusewänden des Kompressions- und Verbrennungsraums angeordnet sein.
In der deutschen Offenlegungsschrift 24 16 804 ist eine Kolben-Brennkraftmaschine dargestellt, die mit einem vom Hauptbrennraum abgesonderten Raum ausgebildet ist. Dabei kann der gesonderte Raum in einer Vorkammer im Zylinderkopf angeordnet sein.- - Eine in dem gesonderten Raum angeordnete gasdurchlässige Struktur soll eine Aufbereitung des eingespritzten Kraftstoffs bewirken und die Verbrennung verbessern. Als Hauptbrennraum dient aber der vom Kolben und Zylinder gebildete Kompressionsraum.
Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Verbrennung von Kraftstoff und Luft weitgehend in einem im Kompressionsraum angeordneten oder an diesen offen angrenzenden Porenkörper erfolgt, besteht eine Schwierigkeit darin, dass aufgrund großer Wärmeaustauschflächen ein starker Wärmeeintrag durch den Porenkörper in den Kompressionsraum und damit auch in das Frischgas erfolgt. Dies führt zu einer geringeren Frischgasladung, einer erhöhten Kompressionsarbeit und einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine. Weitere nachteilige Folgen sind eine erhöhte thermische und mechanische Belastung der Komponenten der Brennkraftmaschine im Bereich des Kompressionsraums. Die Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Brennkraftmaschine der vorausgesetzten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene 5 Brennkraftmaschine gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit einem durch feststehende Gehäusewände und einen darin beweglich angeordneten Kolben begrenzten
10 Kompressionsraum und mit einem Porenkörper, in welchem die Verbrennung von
Kraftstoff und Luft erfolgt, geschaffen. Es ist vorgesehen, dass der Porenkörper innerhalb einer Brennkammer angeordnet ist, welche von dem Kompressionsraum bis auf einen Überströmquerschnitt zum Überströmen der bei der Verbrennung entstehenden Brenngase von der Brennkammer in den Kompressionsraum getrennt ist, wobei der
15 Überströmquerschnitt wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche der Brennkammer ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Verbrennung des in die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffs nahezu ausschließlich in der vollständig vom Porenkörper ausgefüllten Brennkammer, während die Kompressionskammer keinen Verbrennungsraum darstellt.
20. . Ein wesentlicher Vorteil der, erfindungsgemäßen Breηnkraftmaschine ist es, dass eine schadstoffarme Verbrennung erzielt werden kann. Um aber auch die nachteiligen Folgen des einen heißen Körper darstellenden Porenkörpers auf den Wärmeeintrag zu vermeiden, ist die weitgehende Trennung der Räume vorzusehen und der Überströmquerschnitt soweit als möglich zu beschränken. So erfolgt beim Gaswechsel und während der
25 Kompression ein wesentlich geringerer Wärmeeintrag in das Frischgas, verbunden mit einer besseren Frischgasbeladung und einem höheren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Ein weiterer Vorteil ist eine geringere thermische und mechanische Belastung der Brennkraftmaschine im Bereich des Kompressionsraums.
30 Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht es vor, dass der
Überströmquerschnitt durch eine Überströmdüse gebildet ist, zu welcher sich die Brennkammer in Richtung der Brenngasströmung verjüngt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass der Überströmquerschnitt der Überströmdüse in Hinblick auf einen geringen Wärmeeintrag in Richtung zur Kompressionskammer klein ist, ohne dass sich wesentliche Druckverluste für die von der Brennkammer in den Kompressionsraum überströmenden Brenngase ergeben.
Die Brennkammer hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt, insbesondere ist sie vorzugsweise zylinderförmig.
Die Überströmdüse hat vorzugsweise ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt.
Vorzugsweise sind die Brennkammer und die Überströmdüse durch ein einziges Bauteil einstückig gebildet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das die Brennkammer und die Überströmdüse bildende Bauteil einschließlich des Porenkörpers separat austauschbar. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf einen geringen Wartungsaufwand der Brennkraftmaschine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer vorgesehen.
Vorzugsweise ist der Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse des Kraftstoffinjektors direkt in den Porenkörper einspritzbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einspritzdüse des Kraftstoffinjektors dem Überströmquerschnitt bzw. der Überströmdüse in der Brennkammer gegenüberliegend angeordnet.
Vorzugsweise ragt der Kraftstoffinjektor an dem dem Überströmquerschnitt bzw. der Überströmdüse gegenüberliegenden Ende in die Brennkammer hinein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Porenkörper mittels eines Niederhalters in der Brennkammer gehalten, wobei die Einspritzdüse des Kraftstoffinjektors durch eine Öffnung des Niederhalters in die Brennkammer bzw. in den Porenkörper hineinragt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Brennkammer zusammen mit dem Porenkörper und mit dem Kraftstoffinjektor ein austauschbares Modul. Dies ist wiederum vorteilhaft im Hinblick auf einen geringen Wartungsaufwand für die Brennkraftmaschine.
Vorzugsweise ist zwischen dem Porenkörper und der Innenwand der Brennkammer eine thermisch isolierende Schicht angeordnet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die den Porenkörper beherbergende Brennkammer im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehen.
Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Brennkammer bezüglich des Kolbens zentral angeordnet im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
Der Überströmquerschnitt ist vorzugsweise nur so groß, dass beim Überströmen der Gase Druckverluste weitgehend vermieden werden. .
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur erläutert.
Die Figur zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine, der einen durch feststehende Gehäusewände und einen darin beweglich angeordneten Kolben begrenzten Kompressions- und Verbrennungsraum und einen in einer separaten Brennkammer angeordneten Porenkörper, in welchem die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erfolgt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
In der Figur ist in der Querschnittsansicht ein Teil einer Brennkraftmaschine in Form einer Hubkolbenmaschine mit einem Kompressionsraum 3 gezeigt, der durch feststehende Gehäusewände 1, 2 und einen beweglich angeordneten Kolben 5 gebildet ist. Die feststehenden Gehäusewände 1, 2 sind durch einen den Kolben 5 führenden Zylinder 1 und einen Zylinderkopf 2 gebildet. Ein Kraftstoffinjektor 10 dient zum Einspritzen von Kraftstoff, welcher beim Betrieb der Brennkraftmaschine zusammen mit ebenfalls dieser zugeführter Verbrennungsluft verbrannt wird.
Von dem Kompressionsraum 3 getrennt angeordnet ist eine Brennkammer 6 vorgesehen, in welcher ein Porenkörper 4 vorgesehen ist, in welchem die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erfolgt. Der Porenkörper 4 füllt die Brennkammer 6 im wesentlichen vollständig aus. Das Volumen des Porenkörpers 4 ist so bemessen, dass genügend Luft vorhanden sein kann, dass der gesamte in den Porenkörper 4 eingespritzte Kraftstoff im Porenkörper 4 verbrannt wird. Die Brennkammer 6 ist alleiniger Verbrennungsraum. Die Brennkammer 6 ist von dem Kompressionsraum 3 bis auf einen Überströmquerschnitt in Form einer Überströmdüse 8 getrennt ausgebildet. Die Überströmdüse 8 dient zum Überströmen der bei der Verbrennung entstehenden Brenngase von der Brennkammer 6 in den Kompressionsraum 3. Die Überströmdüse 8 hat einen wesentlich kleineren Überströmquerschnitt als die Querschnittsfläche der Brennkammer 6. Die Brennkammer 6, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und in ihrer Grundform im wesentlichen zylinderförmig ist, verjüngt sich beispielsweise, wie dargestellt, in Richtung der zu dem Kompressionsraum 3 strömenden Brenngase zu der Überströmdüse 8 hin. Die Überströmdüse 8 hat ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt. Der Überströmquerschnitt wird, so gewählt, dass beim Überströmen der Verbrennungsgase keine Druckverluste entstehen. Da im Kompressionsraum 3 keine Verbrennung mehr stattfindet, ist es nicht nötig, wie bei herkömmlicher Einspritzung, durch eng konturierte Düsenlöcher eine gute Strahlausbildung zu erzielen, um den Kompressionsraum möglichst vollständig für eine gute Verbrennung zu nutzen. Da nach der Erfindung vielmehr die Verbrennung bereits zumindest nahezu vollständig im Porenkörper abgeschlossen ist, muss lediglich noch ein möglichst verlustfreies Überführen des Gases ohne spezielle Strahlformung erfolgen. Der Überströmquerschnitt kann auch durch mehrere, vorzugsweise symmetrisch angeordnete Düsenlöcher gebildet sein.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind die Brennkammer 6 und die Überströmdüse 8 durch ein einziges gemeinsames Bauteil einstückig ausgebildet. Dieses die Brennkammer 6 und die Überströmdüse 8 bildende Bauteil ist, einschließlich des in der Brennkammer 6 untergebrachten Porenkörpers 4, separat austauschbar. Das die Brennkammer 6 und die Überströmdüse 8 bildende Bauteil ist aus einem hochwarmfesten Material hergestellt.
Zwischen dem Porenkörper 4 und der Innenwand der Brennkammer 6 ist eine thermisch isolierende Schicht 7 angeordnet.
Der zum Einspritzen des Kraftstoffs dienende Kraftstoffinjektor 10 ragt an dem der Überströmdüse 8 gegenüberliegenden Ende in die Brennkammer 6 hinein, und die Einspritzdüse 1 1 des Kraftstoffinjektors 10 ist so angeordnet, dass sie den Kraftstoff an dem der Überströmdüse 8 gegenüberliegenden Ende direkt in den Porenkörper 4 einspritzt. Der zwischen dem Porenkörper und dem Kraftstoffinjektor notwendige Abstand wird so klein wie möglich gehalten. Der in den Porenkörper 4 eingespritzte Kraftstoff entzündet sich in diesem und verbrennt zusammen mit bei der Kompression vom Kompressionsraum 3 in die Brennkammer 6 hineingedrückter Verbrennungsluft. Die bei der Verbrennung entstehenden Brenngase' treten sodann durch die Überströmdüse 8 in den Kompressionsraum 3 über und leisten beim Arbeitstakt der Brennkraftmaschine Expansionsarbeit am Kolben 5.
Der Porenkörper 4 ist mittels eines Niederhalters 9 in der Brennkammer 6 gehalten. In , . dem Niederhalter 9 ist eine Öffnung ausgebildet, durch welche die Einspritzdüse 1 1 des Kraftstoff injektors 10 in die Brennkammer 6 bzw. in den Porenkörper 4 hineinragt.
Die Brennkammer 6 bildet zusammen mit dem Porenkörper 4 und dem Kraftstoff injektor 10 ein austauschbares Modul, welcher ein- und ausgebaut werden kann, ohne den Zylinderkopf 2 entfernen zu müssen.
Wie ersichtlich ist, ist die Brennkammer 6 bezüglich des Kolbens 5 zentral im Zylinderkopf 2 angebracht. Bezugszeichen I iste
Gehäusewand (Zylinder)
Gehäusewand (Zylinderkopf)
Kompressionsraum
Porenkörper
Kolben
Brennkammer
Isolierung
Überströmquerschnitt
Niederhalter
Kraftstoffinjektor
Einspritzdüse

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Brennkraftmaschine mit einem durch feststehende Gehäusewände (1, 2) und einen darin beweglich angeordneten Kolben (5) begrenzten Kompressionsraum (3) und mit einem Porenkörper (4), in welchem die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erfolgt, wobei der Porenkörper (4) in einer separaten Brennkammer (6) angeordnet ist, wobei ferner der Kompressionsraum (3) mit der Brennkammer (6) durch einen Überströmquerschnitt (8) verbunden ist, über den die bei der Verbrennung entstehenden Brenngase von der Brennkammer (6) in den Kompressionsraum (3) überströmen, wobei der Überströmquerschnitt (8) kleiner als die Querschnittsfläche der Brennkammer (6) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenkörper (4) die Brennkammer (6) im wesentlichen vollständig ausfüllt, und dass die Verbrennung nahezu ausschließlich in der Brennkammer erfolgt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Überströmquerschnitt (8) durch eine Überströmdüse gebildet ist, zu welcher sich die Brennkammer (6) in Richtung der Brenngasströmung verjüngt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (6) einen kreisförmigen Querschnitt hat, insbesondere zylinderförmig ist.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmdüse (8) einen kreisförmigen Querschnitt hat.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (6) und die Überströmdüse (8) durch ein einziges Bauteil einstückig gebildet sind.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Brennkammer (6) und die Überströmdüse (8) bildende Bauteil einschließlich des Porenkörpers(4) als austauschbarer Modul ausgebildet ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoffinjektor (10) zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer (6) vorgesehen ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kraftstoffinjektor (10) eine Einspritzdüse (1 1) aufweist, mit der der Kraftstoff direkt in den Porenkörper (4) einspritzbar ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (1 1) des Kraftstoffinjektors (10) dem Überströmquerschnitt bzw. der
Überströmdüse (8) in der Brennkammer (6) gegenüberliegend angeordnet ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (10) an dem dem Überströmquerschnitt bzw. der Überströmdüse (8) gegenüberliegenden Ende in die Brennkammer (6) hineinragt.
1 1. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenkörper (4) mittels eines Niederhalters (9) in der Brennkammer (6) gehalten ist, wobei die Einspritzdüse (1 1) des Kraftstoffinjektors (10) durch eine Öffnung des Niederhalters (9) in die Brennkammer (6) bzw. in den. Porenkörper (4) hineinragt
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (6) zusammen mit dem Porenkörper (4) und mit dem Kraftstoffinjektor (10) ein austauschbares Modul bildet.
13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Porenkörper (4) und der Innenwand der Brennkammer (6) eine thermisch isolierende Schicht (7) angeordnet ist.
14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die den Porenkörper (4) beherbergende Brennkammer (6) im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (6) bezüglich des Kolbens (5) zentral angeordnet im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (6) eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche als der Kompressionsraum (3) aufweist.
17. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Porenkörpers (4) für eine vollständige Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs in der Brennkammer (6) ausgelegt ist.
18. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmquerschnitt (8) mit einer oder mehreren Öffnungen für einen weitgehend verlustfreien Übertritt der Verbrennungsgase ausgebildet ist.
PCT/EP2002/003908 2001-04-11 2002-04-09 Brennkraftmaschine WO2002099258A1 (de)

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US10/297,838 US6725824B2 (en) 2001-04-11 2002-04-09 Internal combustion engine

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DE10118315.1 2001-04-11

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