DE1027931B

DE1027931B - Internal combustion engine with spark ignition

Info

Publication number: DE1027931B
Application number: DEG11839A
Authority: DE
Inventors: Archie D Mcduffie
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1952-05-28
Filing date: 1953-05-27
Publication date: 1958-04-10

Description

Brennkraftmaschine mit Funkenzündung Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung, bei der der Zylinderkopf den Kolbenboden überlappt und mit diesem einen Kompressionsraum von geringer Tiefe einschließt, in dessen Bereich die Ventile liegen und der mit einer Zündkammer im Zylinderkopf in Verbindung steht.Spark ignition internal combustion engine The invention relates to an internal combustion engine with spark ignition, in which the cylinder head meets the piston crown overlaps and with this encloses a compression space of shallow depth, in the area of which the valves are located and the area with an ignition chamber in the cylinder head communicates.

Eine bekannte Bauart weist eine seitlich über den Kolben reichende, birnenförmige Zündkammer auf, an die sich ein Kompressionsraum geringer Tiefe anschließt. Die Ventile schließen hierbei bündig mit einer Wand des Zylinderkopfes ab. Bei einer anderen Bauart ist der Kompressionsraum, rund um die Ventile reichend, etwas vertieft, jedoch ist die Zündkammer durch eine Wand eingeschnürt, um eine zusätzliche Wirbelkamrner zu bilden.A known design has a laterally reaching over the piston, Pear-shaped ignition chamber, which is followed by a compression chamber of shallow depth. The valves are flush with a wall of the cylinder head. At a Another design is the compression space, reaching around the valves, somewhat deepened, however, the ignition chamber is constricted by a wall to create an additional vortex chamber to build.

Die Erfindung bezweckt, die Verbrennung gegenüber bekannten Bauarten zu vervollkommnen.The aim of the invention is to reduce the combustion compared to known types to perfect.

Es wurde erkannt, daß der gesamte Verbrennungsraum einer anderen Ausbildung bedarf, daß also die Zuordnung der Zündkammer und des vertiefte Räume rund um die Ventile aufweisenden Kompressionsraumes und die Anordnung der Elektroden der Zündkerze so gewählt werden müssen, daß die am Auslaß der "Zündkammer beginnende Verbrennung der Ladung zum Kompressionsraum fortschreitet, bevor ein großer Teil der Ladung in den vom Auslaß der Zündkammer «-eiter entfernt liegenden Teilen der Zündkammer verbrannt ist.It was recognized that the entire combustion chamber of a different design requires that so the assignment of the ignition chamber and the recessed spaces around the Valves having compression chamber and the arrangement of the electrodes of the spark plug must be chosen so that the combustion begins at the outlet of the "ignition chamber the charge progresses to the compression space before a large part of the charge in the parts of the ignition chamber which are remote from the outlet of the ignition chamber is burned.

Bei den bekannten Bauarten ist dies nicht der Fall. Die Erfindung besteht darin, daß die Zündkammer den Kolbenboden einseitig überlagert, ihre Austrittsöffnung im Querschnitt mindestens so weit ist wie ihre in den Zylinderkopf reichenden Teile und durch sich gegenüberliegende halbzylindris.ch-e Wände und diese verbindende, zueinander und zur Verbindungslinie der Achse der Ventile parallele Wände begrenzt ist, daß der Kompressionsraum rund um die Ventile. bis zur Zündkammer reichend, in an sich bekannter Weise etwas vertieft ist und daß die Elektroden in der Zündkammer dem Rande des vertieften Kompressionsraumes näher liegen als den abgelegenen Wänden der Zündkammer.This is not the case with the known designs. The invention consists in the fact that the ignition chamber overlaps the piston crown on one side, its outlet opening is at least as wide in cross-section as its parts reaching into the cylinder head and through opposite half-cylinder.ch-e walls and connecting them, limits parallel walls to each other and to the connecting line of the axis of the valves is that the compression space around the valves. reaching to the ignition chamber, is somewhat deepened in a manner known per se and that the electrodes in the ignition chamber closer to the edge of the recessed compression space than to the remote walls the ignition chamber.

Bei Versuchen ergaben sich günstige Verhältnisse mit handelsüblichen Brennstoffen hoher Oktanzahl. sogar bei Verdichtungsverhältnissen von 8 : 1 bis 9 : 1.Experiments showed favorable conditions with those that are customary in the trade High octane fuels. even at compression ratios of 8: 1 to 9: 1.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig.l ist ein bruchstückartiger Querschnitt des oberen Teiles einer Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungskammer gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist die Unteransicht des Zylinderkopfes nach Linie 2-2 in Fig. 1.Fig.l is a fragmentary cross-section of the upper portion of a Internal combustion engine with a combustion chamber according to the invention; Fig. 2 is the bottom view of the cylinder head along line 2-2 in FIG. 1.

Die 'Maschine 10 besteht aus dem Zylinderblock 11 mit einem oder mehreren Zylindern 12 und Hohlräumen 13 für die Kühlflüssigkeit, den Kolben 14 mit Kolbenbolzen 16 und dem Zylinderkopf 17, der mit dem Zylinderblock 11 über eine Dichtungsscheibe 18 verbunden ist und die Einlaß- und Auslaßventile 19 und 21 enthält. In Fig. 1 ist der Einlaßkanal23 mit dem Einlaßventil 19 und dem Ventilsitz 22 dargestellt.The 'machine 10 consists of the cylinder block 11 with one or more Cylinders 12 and cavities 13 for the cooling liquid, the piston 14 with piston pin 16 and the cylinder head 17, which is connected to the cylinder block 11 via a sealing washer 18 is connected and the inlet and outlet valves 19 and 21 contains. In Fig. 1 the inlet channel 23 with the inlet valve 19 and the valve seat 22 is shown.

Der Kolbenboden 24 ist vorzugsweise eben und parallel der ebenen Unterseite der Wand 26 des Zylinderkopfes 17. Der zwischen den Wandflächen 24 und 26 liegende Kompressionsraum 27 bildet eine Kühlzone der Verbrennungskammer, deren Dicke normalerweise der Dicke der Dichtungsscheibe - etwa 2 mm - entspricht. Die Verbrennungskammer 28 besteht aus der Zündkammer 29, dem Kompressionsraum 27 und den Ringräumen 31 rund um die Ventile, die in einem Kanal 32 einmünden, der eine Querverbindung mit der "Zündkammer 29 herstellt. Die Zündkammer ist in den Zylinderkopf seitlich der Ventile und verhältnismäßig nahe zu ihnen angeordnet, und zwar unmittelbar über dem Zylinder 12. Zwecks Kühlung der Zündkammer ist der Zylinderkopf zwischen den Ein- und Auslaßkanälen der Ventile mit einem Hohlraum 35 versehen.The piston head 24 is preferably flat and parallel to the flat underside the wall 26 of the cylinder head 17. The one between the wall surfaces 24 and 26 Compression space 27 forms a cooling zone of the combustion chamber, the thickness of which is normally corresponds to the thickness of the sealing washer - approx. 2 mm. The combustion chamber 28 consists of the ignition chamber 29, the compression chamber 27 and the annular chambers 31 around the valves, which open into a channel 32 that has a cross connection with the "ignition chamber 29. The ignition chamber is in the cylinder head on the side of the Valves and arranged relatively close to them, namely immediately above the cylinder 12. To cool the ignition chamber, the cylinder head is between the The inlet and outlet channels of the valves are provided with a cavity 35.

Die Zündkammer 29 hat halbzylindrische Seitenwände 33 und 34, deren Achsen parallel zueinander sind und in ebene \-@'ände 36 und 37 übergehen. Die Kopfwand 38 der Zündkammer ist nach Fig. 1 ebenfalls zylindrisch gestaltet, kann aber auch anders geformt :ein, sofern dadurch ]<eine Taschen gebildet werden oder der Querschnitt irgendwo vergrößert wird. Die Zündkammer verläuft in der Längsrichtung parallel zur Verbindungslinie der Ventilachsen.The ignition chamber 29 has semi-cylindrical side walls 33 and 34, whose Axes are parallel to each other and merge into planar ends 36 and 37. The head wall 38 of the ignition chamber is also designed cylindrically according to FIG. 1, but can also shaped differently: a, if this creates] <a pocket or the cross-section enlarged somewhere will. The ignition chamber runs in the longitudinal direction parallel to the line connecting the valve axes.

Eine Zündkerze 39 mit den Elektroden 41 ist an der Auslaßöffnung der Zündkammer 29 .zum Zylinder 12 angeordnet, und zwar in einer Ausrundung 42 etwa in der Mitte der Wand 37. Diese Ausrundung ist so groß gehalten, daß die Initialzündung im Umkreis der Elektroden 41 nicht wesentlich behindert ist. Vorzugsweise wird die Zündkerze quer zur Zündkatnmer 29 unter einem Winkel eingebaut, so daß die Front der Zündflamme von den Elektroden 41 aus mitten durch den Auslaß der Zündkammer nach der Mitte der verschiedenen Verdichtungsräume gerichtet ist. Da die Zündkammer parallel zur Achse des Zylinders 12 sich ausdehnt, liegen die Elektroden 41 der Zündkerze 39 näher bei den benachbarten Begrenzungen der Verdichtungsräume 32 und 27 als die außenliegenden Teile der Zündkammer.A spark plug 39 with the electrodes 41 is at the outlet opening of the Ignition chamber 29. Arranged to the cylinder 12, namely in a fillet 42 for example in the middle of the wall 37. This rounding is kept so large that the initial spark is not significantly hindered in the vicinity of the electrodes 41. Preferably the Spark plug installed transversely to Zündkatnmer 29 at an angle so that the front the pilot flame from the electrodes 41 through the middle of the outlet of the ignition chamber is directed towards the center of the various compression spaces. Because the ignition chamber extends parallel to the axis of the cylinder 12, the electrodes 41 are the Spark plug 39 closer to the adjacent boundaries of the compression spaces 32 and 32 27 as the outer parts of the ignition chamber.

Die Verbrennung setzt an den Elektroden 41 ein und breitet sich sehr schnell quer durch den Auslaß der Kammer in die Räume 32, 31 und 27 aus. Die Verbrennung pflanzt sich in die weiter entfernten Teile der Zündkammer 29 und die Räume 32, 31, 27 fort. Da der Kompressionsraum 27 nur eine sehr geringe Tiefe hat und die darin enthaltene Ladung im Verhältnis zu seiner Fläche sehr gering ist, ist die Geschwindigkeit der Verbrennung in dem Raum 27 verhältnismäßig gering. Die Kompressionsräume 32 und 31 rings der Ventile 19 und 21 sind etwas tiefer als der Raum 27, so daß die Verbrennung hier etwas schneller verläuft, jedoch nicht so schnell wie in einem nicht eingeschränkten Raum. Da die Kompressionsräume 32 und 31 unmittelbar mit dem Auslaß der Zündkammer 29 in Verbindung sind und der Rand des Raumes 32 der Funkenstrecke 41 näher ist als die äußeren Teile der Zündkaininer, setzt die Verbrennung in den Räumen 32 und 31 früher ein als in den weiter entfernten Teilen der Zündkammer 29 und bevor der Druck und die Temperatur der Ladung in der Verbrennungskammer übermäßig hoch geworden sind. Die Verbrennung der Ladung in den Räumen 32 und 31 setzt daher verhältnismäßig schnell ein, verbreitet sich aber ziemlich langsam.The combustion starts at the electrodes 41 and spreads very much quickly across the outlet of the chamber into spaces 32, 31 and 27. The burn is planted in the more distant parts of the ignition chamber 29 and the spaces 32, 31, 27 continued. Since the compression space 27 has only a very small depth and the The charge it contains is very small in relation to its area The rate of combustion in the space 27 is relatively low. The compression rooms 32 and 31 around the valves 19 and 21 are slightly deeper than the space 27, so that the combustion is a little faster here, but not as fast as in one not restricted space. Since the compression spaces 32 and 31 directly with the Outlet of the ignition chamber 29 are in communication and the edge of the space 32 of the spark gap 41 is closer than the outer parts of the Zündkaininer, the combustion continues in the Rooms 32 and 31 are arranged earlier than in the more distant parts of the ignition chamber 29 and before the pressure and temperature of the charge in the combustion chamber become excessive have become high. The combustion of the cargo in the spaces 32 and 31 therefore continues in relatively quickly, but spreads rather slowly.

Claims

Claim: internal combustion engine with spark ignition, in which the cylinder head overlaps the piston crown and with this encloses a compression chamber of shallow depth, in the area of which the valves are located and which is in communication with an ignition chamber in the cylinder head, characterized in that the ignition chamber (29) is the Piston head (24) superimposed on one side, its outlet opening in cross section is at least as far as its parts reaching into the cylinder head and through opposing semi-cylindrical walls (33, 34) and connecting them, parallel to each other and to the connecting line of the axis of the valves (19, 21) Walls (36,37) is limited, that the compression space (27) around the valves, reaching up to the ignition chamber, is somewhat deepened in a manner known per se and that the electrodes (41) in the ignition chamber correspond to the edge of the deepened compression chamber (32 ) are closer than the remote walls (32, 34, 38) of the ignition chamber. References considered: British Patent No. 428695; U.S. Patent No. 2204068.