[go: up one dir, main page]

DE2411213C3 - Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung - Google Patents

Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung

Info

Publication number
DE2411213C3
DE2411213C3 DE2411213A DE2411213A DE2411213C3 DE 2411213 C3 DE2411213 C3 DE 2411213C3 DE 2411213 A DE2411213 A DE 2411213A DE 2411213 A DE2411213 A DE 2411213A DE 2411213 C3 DE2411213 C3 DE 2411213C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
main combustion
inlet
air
valve
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.)
Expired
Application number
DE2411213A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2411213B2 (de
DE2411213A1 (de
Inventor
Kenji Susono Shizuoka Goto (Japan)
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Jidosha Kogyo KK
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 Toyota Jidosha Kogyo KK filed Critical Toyota Jidosha Kogyo KK
Publication of DE2411213A1 publication Critical patent/DE2411213A1/de
Publication of DE2411213B2 publication Critical patent/DE2411213B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2411213C3 publication Critical patent/DE2411213C3/de
Expired 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
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F02B19/1071Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s) pre-combustion chamber having only one orifice,(i.e. an orifice by means of which it communicates with the cylinder); the intake system comprising two distinct intake conduits
    • 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
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1095Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with more than one pre-combustion chamber (a stepped form of the main combustion chamber above the piston is to be considered as a pre-combustion chamber if this stepped portion is not a squish area)
    • 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
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S123/00Internal-combustion engines
    • Y10S123/04Stratification

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)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung, mit einem Hauptverbrennungsraum, der von einem Zylinder, einem in der Zylinderbohrung gsführten Kolben und einem Zylinderkopf gebildet ist, und mit einer innerhalb des Zylinderkopfes vorgesehenen und mit dem Hauptverbrennungsraum lediglich über einen Verbindungskanal verbundenen einlaßventillosen Vorkammer, in der eine Zündkerze angeordnet ist, sowie mit einem Einlaßventil am Hauptverbrennungsraum für Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei durch einen ersten Einlaßkanal ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch in unmittelbare Nachbarschaft des Verbindungskanals geleitet wird und ein zweiter Einlaßkanal zur Zuführung von Luft in den Hauptverbrennungsraum vorgesehen ist.
Bei einem solchen aus der US-PS 33 82 850 bekannten Verbrennungsraum ist im Zylinderkopf ein Einlaßventil vorgesehen, das einen ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch oder aber reine Luft zuführenden Einlaßkanai öffnet und schließt. Dieses Einlaßventil ist so ausgebildet, daß es in seinem Ventilschaft eine zylindrische Bohrung als weiteren Einlaßkanal aufweist, der im Ventilteller annähernd rechtwinklig abgekröpft zur zylindrischen Bohrung mündet. Diese abgekröpfte Mündung des Einlaßkanals weist in die Richtung eines Verbindungskanals sehr kleinen Querschnittes, der in einer Vorkammer mündet, in der außerdem die Elektroden einer Zündkerze angeordnet sind. Beim öffnen des Einlaßventils wird über den ersten Einlaßkanal reine Luft oder aber ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Hauptverbrennungsraum gesaugt und gleichzeitig über den im Inneren des Einlaßventils vorgesehenen weiteren Einlaßkanal ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Hauptverbrennungsraum so eingeleitet, daß die durch den zweiten Einlaßkanal geführte Strömung in unmittelbare Nähe des Verbindungskanals zur Vorkammer geleitet wird. Dadurch soll sichergestellt werden, daß das durch den zweiten Einlaßkanal zugeführte fette Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Vorkammer geleitet wird, während das magere Kraftstoff-Luft-Gemisch bzw. die reine Luft diese Vorkammer möglichst nicht erreichen soll. Da bei dieser bekannten Anordnung die sehr viel stärkere Strömung der reinen Luft oder des mageren Kraftstoff-Luft-Gernisches jedoch unmittelbar über die relativ schwache Strömung des fetten Kraftstoff-Luft-Gemisches aus dem zweiten Einlaßkanal geführt wird, sich also beide Strömungen schneiden, ist eine Ableitung der Strömung des fetten Kraftstoff-Luft-Gemisches aus dem dem Verbindungskanal benachbarten Teil des Hauptverbrennungsraums möglich, wodurch die Vorkammer kein ausreichend fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch erhält.
Aus der US-PS 22 42 990 ist ein weiterer Verbrennungsraum bekannt, der von einem geteilten Einlaßkanal gefüllt wird, der von einem einzigen Einlaßventil geöffnet und geschlossen wird. Der ein Kraftstoff-Luft-Gemisch führende Teil des Einlaßkanals mündet dabei in einen ersten, als Vorkammer ausgebildeten Teil des Hauptverbrennungsraumes, während der andere und im wesentlichen Luft führende zweite Teil des Einlaßkanals in den Hauptverbrennungsraum mündet. Der als Vorkammer ausgebildete Teil des Hauptverbrennungsraumes weist außerdem ein Aulaßventil auf, über das die Abgase sowohl der Vorkammer als auch der Hauptverbrennungsraum abströmen. Der Hauptverbrennungsraum ist in dem Zylinderkopf in den die Vorkammer bildenden ersten Teil und einen einen weiteren Verbrennungsraum bildenden Teil mit Hilfe einer
Trennwand aufgeteilt Beim Verdichtungstakt wird das fette Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Vorkammer und die unbehandelte Luft in der zweiten Vei brennungskammer verdichtet Im oberen Totpunkt des Kolbens wird das verdichtete Gemisch in der Vorkammer gezündet und nach der einsetzenden Abwärtsbewegung des Kolbens breitet sich diese Zündung auch in die zweite Verbrennungskammer aus, wodurch eine sehr gleichmäßige Verbrennung des Kraftstoffes in dem gesamten Verbrennungsraum erreicht wird.
Eine ähnliche Ausbildung eines Verbrennungsraumes ist auch aus der US-PS .21 79 143 bekannt, bei der jedoch die Vorkammer und die zweite Brennkammer über ihnen individuell zugeordnete Einlaßventile von einem wiederum zweigeteilten Einlaßkanal her mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch und im wesentlichen reiner Luft gefüllt werden. Die Vorkammer weist außerdem wiederum ein Auslaßventil auf, über das die gesamten Abgase aus dem Hauptverbrennungsraum ausgeblasen werden. Die bei diesen bekannten Anordnungen benutzte Vorkammer hat ein relativ großen Volumen, das sogar größer als das der zweiten Brennkammer ist, und außerdem einen sehr großen Öffnungsquerschnitt in ihrer Verbindung mit dem Hauptverbrennungsraum, so daß diese Vorkammer einen wesentlichen Bestandteil des Hauptverbrennungsraumes bildet
Aus der US-PS 19 15 170 ist eine weitere Brennkraftmaschine bekannt, die einen Hauptverbrennungsraum aufweist, in den von oben ein mit einem Einlaßventil versehener Einlaßkanal für das Gemisch mündet. Unterhalb des Einlaßventils ist eine kleine Vorkammer vorgesehen, in der eine Zündkerze angeordnet ist. Diese Vorkammer ist über einen Verbindungskanal sehr kleinen Querschnitts mit einem weiteren Teil des Hauptverbrennungsraumes verbunden, der von dem oberen und die Einlaßöffnung aufweisenden Teil des Hauptverbrennuiigsraumes durch eine eine Verengung des Querschnitts des Hauptverbrennungsraumes bildende Einschnürung getrennt ist. Während des Ansaugtaktes wird sowohl der Hauptverbrennungsraum als auch die Vorkammer mit Gemisch gefüllt und bei der Zündung zuerst das in der Vorkammer befindliche Gemisch gezündet und anschließend das in der Hauptverbrennungskammer befindliche übrige Gemisch gezündet, wobei durch die Einschnürung in dem Hauptverbrennungsraum eine starke Saugwirkung auf das sich in der Vorkammer befindliche Volumen ausgeübt wird, wodurch diese von allen sich in ihr befindenden Abgasen befreit wird. Der Hauptverbrennungsraum ist über einen sich quer zu seinen Abmessungen erstreckenden Kanal mit einem Auslaßventil verbunden, über das die Abgase aus dem Hauptverbrennungsraum ausgestoßen werden. Axial über dem Auslaßventil befindet sich ein weiteres SS Einlaßventil, durch das Frischluft in den Hauptverbrennungsraum gelangen kann, die die Kühlung des Auslaßventils verbessern und eine Luftschicht zur Trennung der noch ausgestoßenen Abgase von dem bereits angesaugten frischen Gemisch bewirken soll. Diese bekannte Brennkraftmaschine arbeitet daher mit einem einheitlichen Gemisch, das sowohl in den Hauptverbrennungsraum als auch in die Vorkammer eingeleitet wird.
Aus der DE-AS 14 01 965 ist eine weitere Brennkraft- 6$ maschine vergleichbarer Art bekannt, die im Zylinderkopf eine mit dem Verbrennungsraum verbundene Verdampfungskammer aufweist, in der eine Verdampfung des eigentlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches stattfindet, während über die Einlaßöffnung reine Frischluft in den Verbrennungsraum angesaugt wird, so daß auch diese Maschine mit einem Frischluftüberschuß, d. h. mit einem sehr mageren Gemisch arbeitet Die Verdampfungskammer ist so ausgebildet daß unmittelbar vor der Verdichtung die Heranführung von reinei Luft an die in der Verdampfungskammer vorgesehene Zündstelle vermieden wird, so daß sich also auch bei dieser Maschine in unmittelbarer Nähe der Zündstelle ein gegenüber dem übrigen Gemisch fetteres oder angereichertes Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet Die Elektroden der Zündkerze münden dabei in die taschenförmig ausgebildete Verdampfungskammer, die relativ zur Einlaßöffnung so angeordnet ist, daß beim Ansaugen der größte Teil der angesaugten Strömung, die aus reiner Luft besteht, unmittelbar in den Verbrennungsraum gelangt, während ein dazu nur relativ kleiner Anteil der Strömung an einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung vorbei in die Verdampfungskammer gelangt Dieser relativ kleine Anteil der Strömung enthält daher annähernd den gesamten Kraftstoff des zu verbrennenden Gemisches, der in der während des Betriebs heißen Verdampfungskammer verdampft wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsraum der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei möglichst geringem konstruktiven Aufwand die Vorkammer eine ausreichende Menge eines eine zuverlässige Zündung gewährleistenden Gemischs enthält.
Bei einem Verbrennungsraum der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem zweiten Einlaßkanal ein vom — ersten — Einlaßventil für das fette Kraftstoff-Luft-Gemisch räumlich getrenntes zweites Einlaßventil für den Hauptverbrennungsraum zugeordnet ist und daß im Hauptverbrennungsraum mindestens eine durch in bezug auf den Kolbenboden gegenüber dem Ventilsitz des ersten Einlaßventils zurückgesetzten Ventilsitz des zweiten Einlaßventils gebildete Wand vorgesehen ist, die nahe dem zweiten Einlaßventil verläuft und die über dieses einströmende Luft vom Verbindungskanal fortlenkt.
Bei dem neuen Verbrennungsraum ist sein über einen Verbindungskanal mit der Vorkammer verbundener Teil gegenüber seinem übrigen Teil, der mit Frischluft beaufschlagt wird, strömungsmäßig über mindestens eine Ablenkwand so abgetrennt, daß keine Frischluft oder zu mageres Gemisch in die Nähe des Verbindungskanals zur Vorkammer gelangen kann, wodurch diese auch noch während des Verdichtungstaktes des Verbrennungsmotors mit einem ausreichend fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch gefüllt wird. Zu diesem Zweck sind zwei unterschiedliche Einlaßkanäle und diesen individuell zugeordnete Einlaßventile vorgesehen, über die dem ersten Teil des Hauptverbrennungsraums ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch und dem zweiten Teil des Hauptverbrennungsraumes Luft zugeführt wird. Die in die unterschiedlichen Teile des Hauptverbrennungsraumes zugeführten Strömungen durchmischen sich nicht, so daß der Verbindungskanal zur Vorkammer durch die Strömung aus dem ersten Einlaßkanal gegenüber der Strömung aus dem zweiten Einlaßkanal sicher geschützt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen ausschnittsweisen Schnitt durch das
obere Ende eines Zylinders, der die eriindungsgemäße Ausbildung des Verbrennungsraumes zeigt und
F i g. 2 einen Schnitt A -A in F i g. 1.
In F i g. 1 ist ein Zylinder 1 gezeigt, in dem eine Zylinderbohrung la ausgebildet ist, in der ein Kolben 2 verschiebbar angeordnet ist. Der Zylinder 1 ist mit einem Zylinderkopf 4 verbunden, wobei eine Zylinderkopfdichtung 3 zwischen beiden angeordnet ist. Im Zylinderkopf 4 ist eine Ausnehmung ausgebildet, die mit der Zylinderbohrung Xa fluchtet und zusammen mit der Oberseite des Kolbens 2 einen Hauptverbrennungsraum 5 begrenzt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Hauptverbrennungsraum 5 abgestuft und umfaßt einen zylindrischen ersten Teil 6 mit großem Durchmesser, der unmittelbar oberhalb der Oberseite des Kolbens 2 angeordnet ist und dessen Achse in gleicher Richtung verläuft wie die Längsachse der Zylinderbohrung. Der Hauptverbrennungsraum 5 umfaßt ferner einen zylindrischen zweiten Teil 7, der im Zylinderkopf 4 ausgebildet ist und einen wesentlich kleineren Durchmesser als der erste Teil 6 hat Der kleinere zweite Teil 7 ist relativ zum großen ersten Teil 6 exzentrisch versetzt.
Der Zylinderkopf 4 weist einen ersten Einlaßkanal 8 auf, der in den Hauptverbrennungsraum 5 mündet und ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Verbrennungsraum zuführt. Die Mündung des Einlaßkanals 8 ist in der Stirnwand des großen ersten Teils 6 ausgebildet und steht direkt mit diesem an einer Stelle in Verbindung, die einen gewissen Abstand von dem kleinen zweiten Teil 7 hat. Der Zylinderkopf 4 weist ein erstes Einlaßventil 9 auf, das die Strömung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch den ersten Einlaßkanal 8 in den Verbrennungsraum 5 steuert.
Im Zylinderkopf 4 ist ferner ein zweiter Einlaßkanal 11 ausgebildet, der Luft in den Hauptverbrennungsraum 5 einspeist. Die Einlaßöffnung des zweiten Einlaßkanals 11 ist in der Stirnwand des kleinen zweiten Teils 7 ausgebildet, so daß dieser direkt in den kleinen zweiten Teil 7 mündet. Der Zylinderkopf 4 weist ein zweites Einlaßventil 10 auf, das das Einströmen von Luft durch den zweiten Einlaßkanal 11 in den Hauptverbrennungsraum 5 steuert. Ferner ist im Zylinderkopf 4 ein Auslaßkanal 13 vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er direkt mit dem kleinen zweiten Teil 7 über eine Auslaßöffnung in Verbindung steht, die in dessen Stirnwand ausgebildet ist. Zu dieser Auslaßöffnung gehört ein Auslaßventil 12, das die Strömung der Abgase aus dem Hauptverbrennungsraum 5 in den Auslaßkanal 13 steuert.
Der Zylinder 1 weist ferner eine Vorkammer 14 auf, die ihm zugeordnet ist und neben dem Hauptverbrennungsraum 5 angeordnet ist Diese Vorkammer 14 steht mit dem Hauptverbrennungsraum über einen Verbindungskanal 15 in Verbindung, der in den ersten Teil 6 des Hauptverbrennungsraums 5 neben der Einlaßöff nung des Einlaßkanals 8 für das Kraftstoff-Luft-Gemisch mündet In der Vorkammer 14 ist eine Zündkerze 16 angeordnet
Im folgenden wird die Arbeitsweise des neuen Verbrennungsraums beschrieben.
Wenn sich der Kolben 2 nach unten bewegt, bewirkt der in der Zylinderbohrung erzeugte Unterdruck, daß fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Hauptverbrennungsraum 5 einströmt Dieses fette Gemisch strömt aus dem ersten Einlaßkanal 8 durch das erste Einlaßventil 9 in den Hauptverbrennungsraum 5. Das einströmende Gemisch wird durch das erste Einlaßventil 9 in der Weise abgelenkt, daß es mit sehr hoher Geschwindigkeit über die Stirnfläche und die Seitenflächen des Hauptverbrennungsraumes 5 strömt. Während das fette Gemisch über die Seitenflächen des Verbrennungsraumes strömt, strömt es auch in unmittelbarer Nähe des Verbindungskanals 15 vorbei, der sich nahe bei der Einlaßöffnung des ersten Einlaßkanals 8 befindet. Aufgrund einer ähnlichen Wirkung wie beim Pfeifen strömt ein Strom aus fettem Gemisch vom Hauptverbrennungsraum 5 durch den Verbindungskanal 15
ίο hindurch in die Vorkammer 14. Gleichzeitig werden die verbrannten, in der Vorkammer 14 verbliebenen Abgase aus dieser durch den Verbindungskanal 15 hindurch in den Hauptverbrennungsraum 5 ausgetrieben,
Während des Ansaughubes des Kolbens 2 wird ferner aus dem zweiten Einlaßkanal 11 über das zweite Einlaßventil 10 Luft in den Hauptverbrennungsraum 5 eingesaugt. Die einströmende Luft wird durch das Einlaßventil 10 in der Weise abgelenkt, daß sie mit sehr hoher Geschwindigkeit über die Stirnfläche und die Seitenflächen des zweiten Teils 7 mit kleinem Durchmesser strömt Diese Strömung erfolgt im wesentlichen in der durch die Pfeile Q in F i g. 1 angedeuteten Weise, wobei sich die einströmende Luft
is von dem zweiten Teil 7 in den ersten Teil 6 nach unten bewegt. Da jedoch der zweite Einlaßkanal 11 unmittelbar in den zweiten Teil 7 mündet, der dem Verbindungskanal 15 im wesentlichen diametral gegenüberliegt, und daher fern von diesem angeordnet ist, bewegt sich die aus dem Einlaßkanal 11 strömende Luft nach unten in den Hauptverbrennungsraum 5, ohne in die Nähe des Verbindungskanals 15 zu strömen. Daher strömt die einströmende Luft nicht in die Vorkammer 14.
Ferner führt der einströmende Gemischstrom, der aus dem Einlaßkanal 8 über das Einlaßventil 9 strömt, dazu, daß ein Teil des einströmenden Gemisches von dem Einlaßventil 9 in der Weise abgelenkt wird, daß er mit hoher Geschwindigkeit über die Stirnfläche des großen ersten Teils 6 in Richtung auf den kleinen zweiten Teil 7 strömt Dieser abgelenkte Teil des einströmenden Gemisches, der in F i g. 1 nach rechts strömt, trifft aul den einströmenden Strom frischer Luft, der aus dem Einlaßkanal 11 einströmt und sich über die innere Seitenwand des zweiten Teils 7 nach unten bewegt Dieses Auftreffen des Stroms aus Kraftstoff-Luft-Gemisch auf den Luftstrom führt dazu, daß beide Ströme abgelenkt werden, so daß das fette Kraftstoff-Luft-Gemisch nach unten und nach außen in den Hauptverbrennungsraum im wesentlichen in der durch den Pfeil / gezeigten Weise strömt während der Luftstrorr ebenfalls nach unten und nach außen in den Hauptver brennungsraum strömt, wie dieses durch die Richtum; des Pfeils Q gezeigt ist Das beschriebene Strömungsbik der einströmenden Luft und des einströmend« Kraftstoff-Luft-Gemisches tritt während des Saughube! im Zylinder auf.
Während des Verdichtungshubes des Motors, dli während der Aufwärtsbewegung des Kolbens, wird da:
beschriebene Strömungsbild gestört und unterbrocher so daß das fette Kraftstoff-Luft-Gemisch und die Luf miteinander vermischt werden, wodurch ein in wesentlichen gleichmäßiges, jedoch mageres Gemiscl im gesamten Hauptverbrennungsraum 5 erzeugt wird. Dieses führt dazu, daß die Vorkammer 14 noch mi einem verhältnismäßig fetten Kraftstoff-Luft-Gemiscl gefüllt ist, während der Hauptverbrennungsraum 5 mi einem mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch gefüllt ist, da
ferner die restlichen, zuvor aus der Vorkammer 14 ausgetriebenen Abgase enthält.
Wenn sich der Kolben 2 während des Verdichtungshubes nach oben bewegt und sich seinem oberen Totpunkt nähert, wird das fette Gemisch in der Vorkammer 14 durch die Zündkerze 16 ohne Schwierigkeit gezündet. Die durch die Zündung des fetten Gemisches in der Vorkammer 14 erzeugten Flammen treten durch den Verbindungskanal 15 in den Haupiverbrennungsraum 5 ein, wodurch das darin enthaltene magere Gemisch gezündet wird. Auf diese Weise wird die bekannte Schichtladung und entsprechende Verbrennung erreicht.
In der Regel werden das erste Einlaßventil 9 und das zweite Einlaßventil IO während des Ansaughubes im wesentlichen gleichzeitig geöffnet, beispielsweise durch die gleiche Ventilsteuerung. Wenn jedoch aus dem Einlaßkanal 11 in den Hauptverbrennungsraum 5 verdichtete Luft eingesaugt wird, um eine Aufladung zu bewirken, kann dem Verbrennungsraum in der Regel selbst dann eine ausreichende Menge von Luft zugeführt werden, wenn das zweite Einlaßventil 10 für einen kürzeren Zeitraum als das erste Einlaßventil 9 geöffnet wird. Daher kann das zweite Einlaßventil 10 in der Weise betätigt werden, daß es nach dem öffnen des ersten Einlaßventils 9 öffnet, so daß Luft aus dem zweiten Einlaßkanal 11 in den Hauptverbrennungsraum 5 eingelassen wird, nachdem die Vorkammer 14 bereits gespült und mit fettem Gemisch aus dem ersten Einlaßkanal 8 gefüllt ist. Dieses verzögerte öffnen des zweiten Einlaßventils IO führt dazu, daß die Vorkammer 14 bereits zu Anfang mit dem fetten Gemisch gefüllt wird, wodurch das Eintreten von Luft in die Vorkammer 14 verhindert wird. Ferner ermöglicht das Aufladen des Motors durch die Zufuhr von verdichteter Luft aus dem zweiten Einlaßkanal ll, daß der Motor auch mit einem mageren Gemisch optimal arbeitet, wodurch nicht nur die abgegebene Leistung erhöht, sondern ferner auch Fehlzündungen des Gemisches durch den Anstieg des Drucks des Gemisches verhindert wird.
Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Hauptverbrennungsraum eine abgestufte doppelzylindrische Form hat, kann die besondere Ausbildung des Verbrennungsraums auch bei einem Hauptverbrennungsraum mit anderer Formgebung realisiert werden, solange die über das zweite Einlaßventil eingesaugte Luft daran gehindert wird, in die Vorkammer 14 einzutreten. Zu diesem Zweck kann der Hauptverbrennungsraum mit einer Ablenkfläche versehen sein, die neben der Einlaßöffnung des zweiten Einlaßkanals angeordnet ist und dazu dient, die einströmende Luft nach unten in den Verbrennungsraum zu leiten, wodurch verhindert wird, daß die einströmende Luft direkt in Verbindung mit der Vorkammer 14 gelangt. Eine solche Ablenkfläche wäre somit im wesentlichen gleichwirkend wie die innere zylindrische Wand, die durch den zylindrischen zweiten Teil 7 mit kleinem Durchmesser gebildet wird.
Der neue Verbrennungsraum hat daher sowohl die Eigenschaften einer Verbrennung mit fettem Gemisch als auch einer Verbrennung mit magerem Gemisch. Dadurch kann nicht nur die Menge schädlicher Bestandteile der Abgase, wie beispielsweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickstoffperoxid, vermindert, sondern auch der Wirkungsgrad des Motors durch einen Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit der Verbrennung verbessert werden. Durch Ausnutzung der dem Pfeifen ähnlichen Wirkung werden ferner die restlichen Abgase in der Vorkammer 14 mit Sicherheit ausgespült, wodurch auch bei einem Motor mit nur einem Vergaser ein fettes Gemisch in der Vorkammer 14 und ein mageres Gemisch im Hauptverbrennungsraum gleichzeitig vorhanden ist. Der neue Verbrennungsraum ermöglicht ferner einen Betrieb mit Aufladung durch Einspeisung eines kleinen Volumens verdichteter Luft aus dem zweiten Einlaßkanal.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung, mit einem Hauptverbrennungsraum, der von einem Zylinder, einem in der Zylinderführung geführten Kolben und einem Zylinderkopf gebildet ist, und mit einer innerhalb des Zylinderkopfes vorgesehenen und mit dem Hauptverbrennungsraum lediglich über einen Verbindungskanal verbundenen einlaßventillosen Vorkam- mer, in der eine Zündkerze angeordnet ist, sowie mit einem Einlaßventil am Hauptverbrennungsraum für Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei durch einen ersten Einlaßkanal ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch in unmittelbare Nachbarschaft des Verbindungskanals 1S geleitet wird und ein zweiter Einlaßkanal zur Zuführung von Luft in den Hauptverbrennungsraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Einlaßkanal (11) ein vom — ersten — Einlaßventil (9) für das fette Kraftstoff-Luft-Ge- *> misch räumlich getrenntes zweites Einlaßventil (10) für den Hauptverbrennungsraum (5) zugeordnet ist und daß im Hauptverbrennungsraum (5) mindestens eine durch in bezug auf den Kolbenboden gegenüber dem Ventilsitz des ersten Einlaßventils (9) zurückge- 2S setzten Ventilsitz des zweiten Einlaßventils (10) gebildete Wand vorgesehen ist, die nahe dem zweiten Einlaßventil (10) verläuft und die über dieses einströmende Luft vom Verbindungskanal (15) fortlenkt.
2. Verbrennungsraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptverbrennungsraum (5) einen ersten zylindrischen Teil (6) großen Durchmessers, an dessen einer Seite der Verbindungskanal (15) unmittelbar mündet, und einen zweiten Teil (7) aufweist, der an einer zum Verbindungskanal im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seite des ersten Teils angeordnet ist und in axialer Richtung über den ersten Teil hinausragt, und daß der zweite Einlaßkanal (11) in der Stirnwand des zweiten Teils mündet.
3. Verbrennungsraum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einlaßkanal (8) direkt mit dem ersten zylindrischen Teil (6) an einer Stelle in Verbindung steht, die zwischen dem Verbindungskanal (15) und dem zweiten Teil (7) liegt.
4 Verbrennungsraum nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (7) ebenfalls zylindrisch ist, einen wesentlich kleineren Durchmesser als der erste zylindrische Teil (6) hat und relativ zu diesem exzentrisch angeordnet ist.
5. Verbrennungsraum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (15) durch die Seitenwand des Hauptverbrennungsraums (5) hindurchgeht, daß der erste Einlaßkanal (8) mit dem Hauptverbrennungsraum (5) über eine in der Stirnwand ausgebildete Einlaßöffnung in Verbindung steht und daß die zum ersten Einlaßkanal (8) gehörende Einlaßöffnung ungefähr zwischen dem Verbindungskanal (15) und der Einlaßöffnung des zweiten Einlaßkanals (11) angeordnet ist.
DE2411213A 1973-08-09 1974-03-08 Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung Expired DE2411213C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1973093113U JPS548241Y2 (de) 1973-08-09 1973-08-09

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2411213A1 DE2411213A1 (de) 1975-03-06
DE2411213B2 DE2411213B2 (de) 1977-09-01
DE2411213C3 true DE2411213C3 (de) 1978-05-03

Family

ID=14073456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2411213A Expired DE2411213C3 (de) 1973-08-09 1974-03-08 Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3967611A (de)
JP (1) JPS548241Y2 (de)
DE (1) DE2411213C3 (de)
GB (1) GB1431152A (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2293601A1 (fr) * 1974-12-03 1976-07-02 Duvant Moteur a combustion interne du type comportant deux soupapes d'admission par cylindre commandees par un unique culbuteur
DE2749730A1 (de) * 1976-11-08 1978-05-18 Nissan Motor Viertakt-kolben-verbrennungsmotor und verfahren zu dessen betrieb
US4658780A (en) * 1981-05-08 1987-04-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Four cycle internal combustion engine
US8205593B2 (en) * 2009-06-17 2012-06-26 De Versterre William I DEV cycle engine
CA2786267C (en) 2010-01-07 2017-12-12 Jon K. Tice Exhaust catalyst pre-heating system and method
DE202019105016U1 (de) * 2019-09-11 2019-09-19 Silvester Cambal Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung für Verbrennungsmotoren

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1750063A (en) * 1926-01-23 1930-03-11 William A Sorg Internal-combustion engine
US1825658A (en) * 1927-03-15 1931-10-06 Dumanois Emile Paul Internal combustion engine
US2011992A (en) * 1929-12-28 1935-08-20 Gen Motors Corp Internal combustion engine
US2121921A (en) * 1937-03-05 1938-06-28 Mallery Marion Internal combustion engine
US2179143A (en) * 1939-02-09 1939-11-07 Brown Thomas Edgar Internal combustion engine
US2242990A (en) * 1941-02-15 1941-05-20 Brown Thomas Edgar Internal combustion engine
US2799257A (en) * 1952-11-15 1957-07-16 Stumpfig Friedrich Four-stroke internal combustion engines and method of operation therefor
US2826187A (en) * 1956-12-03 1958-03-11 Andre J Meyer Method and means for the control of combustion in internal combustion engines
US3195519A (en) * 1963-03-28 1965-07-20 Ford Motor Co Combustion chamber for an internal combustion engine
US3255739A (en) * 1963-05-06 1966-06-14 Seggern Ernest A Von Excess air cycle engine
US3283751A (en) * 1963-06-28 1966-11-08 Inst Khim Fysiki Internal combustion engine with jet ignition of a non-uniformly distributed working mixture from a precombustion chamber cut-off by the piston
JPS4123521Y1 (de) * 1964-10-05 1966-11-30

Also Published As

Publication number Publication date
US3967611A (en) 1976-07-06
JPS548241Y2 (de) 1979-04-17
GB1431152A (en) 1976-04-07
JPS5036902U (de) 1975-04-17
DE2411213B2 (de) 1977-09-01
DE2411213A1 (de) 1975-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69007755T2 (de) Brennkraftmaschine.
DE2929767C2 (de) Zweitakt-Otto-Brennkraftmaschine
DE2758492C2 (de) Gemischansaugende Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE2710482C2 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine
DE2645908C2 (de) Dieselmotor
DE1806764A1 (de) Verbrennungsmotor und unter Verwendung eines diffusen Gemisches und Zusatzluft durchgefuehrtes Verbrennungsverfahren
DE3226959C2 (de) Kolbenbrennkraftmaschine mit Haupt- und Hilfverbrennungskammer
DE3248713A1 (de) Verfahren zur einspritzung von kraftstoff und kraftstoffeinspritzvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3808672A1 (de) Verbrennungsmaschine
DE2411213C3 (de) Verbrennungsraum für eine Brennkraftmaschine mit Schichtladung
DE2732005C2 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine
DE2227440A1 (de) Mehrstufiges brennverfahren fuer mit interner verbrennung arbeitende brennkraftmaschinen
DE3545440C2 (de)
DE2433942B2 (de) Luftansaugende rotationskolben- brennkraftmaschine mit brennstoffeinspritzung
DE2621628C2 (de) Zweitaktkolbenbrennkraftmaschine mit Gemischvorverdichtung im Kurbelkasten
EP0345436A1 (de) Zweitakt-Doppelkolbenmotor
DE2502931A1 (de) Rotationskolbenmaschine
DE69200532T2 (de) Zweitaktmotor mit selektiver Steuerung für die in der Brennkammer eingeführte Ladung.
DE2454813A1 (de) Fackelgezuendeter hubkolbenverbrennungsmotor
DE2743495A1 (de) Verfahren zur verbesserung der zuendwilligkeit und abgassauberkeit eines verbrennungskraftmotors und verbrennungskraftmotor
DE2306375A1 (de) Mit ladungsschichtung betriebene brennkraftmaschine
DE2448475A1 (de) Drehkolben-brennkraftmaschine
DE2417838C3 (de) Fremdgezündete Viertaktverbrennungskraftmaschine mit einem Brennraum und einem taschenförmigen zusätzlichen Raum
DE2649850C2 (de) Einspritzbrennkraftmaschine mit einem im wesentlichen im Kolben angeordneten Brennraum
DE2837231C2 (de) Gemischverdichtende Hubkolben-Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee