DE4030248A1 - Luftverdichtende brennkraftmaschine mit selbstzuendung, mit einem hauptbrennraum und einem an diesen angrenzenden und im zylinderkopf untergebrachten einsatzkoerper mit vorkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, mit einem Hauptbrennraum und einem an diesen angrenzenden und im Zylinderkopf untergebrachten Einsatzkörper mit Vorkammer, die sich aus einem kugelähnlichen Brennraum und einem Schußkanal zusammensetzt, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Es ist allgemein bekannt, daß derartige Brennkraftmaschinen mit Vorkammer im Vergleich zu solchen mit Wirbelkammer im Teil­ lastbereich eine unerwünscht hohe Partikelemission erzeugen, die hauptsächlich auf die unterschiedlichen Verbrennungsbedin­ gungen hinsichtlich der Gemischaufbereitung, der Strömungsver­ hältnisse und der Luftzahlen im Brennraum der Vorkammer zu­ rückzuführen sind.

Besondere vorkammerseitige Maßnahmen, wie sie aus der "Tech­ nischen Rundschau," 25/90 Seite 37, im Hinblick auf die Aus­ bildung und Anordnung von Einsatzstift mit Prallkopf, Ein­ spritzdüse und Glühkerze bekannt sind, ermöglichen eine deut­ liche Verbesserung des Abgas- und Geräuschverhaltens der Brennkraftmaschine, ebenso die aus der DE-OS 28 40 367 bekannte Vorkammerausführung mit besonderer Prallfläche und besonderem Ableitkanal für den abfließenden Kraftstoff, die ein günstiges Luft/Kraftstoffverhältnis im Brennraum und damit eine Verrin­ gerung der Rußbildung ergibt.

Maßnahmen der vorerwähnten Art genügen aber kaum noch den heu­ tigen und künftigen Forderungen hinsichtlich der Partikelemis­ sion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einfache brennraumseitige Modifikationen einen weiter verbesserten Ver­ brennungsablauf mit gleichzeitiger Verminderung der Partikel­ emission insbesondere im Teillastbereich der Brennkraftmaschine zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Anordnung eines Turbulenzstiftes im Haupt­ strömungsfeld des Brennraumes der Vorkammer wird eine zusätz­ liche Turbulenz erzeugt, die zu einer verbesserten Gemischauf­ bereitung und damit zu einer Absenkung der Partikelemission führt.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ge­ zeigt und im folgenden näher beschrieben.

Ein im Zylinderkopf 1 einer luftverdichtenden Brennkraftma­ schine mit Selbstzündung vorgesehener Einsatzkörper 2 mit seinem sich mittig anschließenden Einsatzkörperhals 3 weist eine Vorkammer 4 auf, die sich aus einem kugelähnlichen Brenn­ raum 5 und einem in den Hauptbrennraum der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) mündenden Schußkanal 6 im Einsatzkörperhals 3 zusammensetzt. Der langgestreckte Brennraum 5 ist durch einen zylindrischen Abschnitt 5a und durch zu beiden Seiten dieses Abschnitts 5a angrenzende Halbkugeln 5b, 5c gebildet.

Im Brennraum 5 ist ein in der unteren Halbkugel 5c gegenüber der brennraumseitigen Mündung 6a des Schußkanals 6 und in der Längsachse a des Einsatzkörpers 2 liegender Einsatzstift mit einem kugelförmigen Prallkopf 7 eingesetzt, der auf seiner Un­ terseite eine kalottenförmige Ausnehmung 8 aufweist, deren durch den Rand bestimmte Ebene schräg angestellt ist. Der Prallkopf 7 teilt den aus dem Schußkanal 6 anstehenden Luft­ strom in eine Neben- und Haupteinströmung auf, wobei die schräg angestellte Ausnehmung 8 die Haupteinströmung gegen den Uhr­ zeigersinn im Brennraum 5 umlenkt.

Im Wege des Hauptströmungsfeldes befindet sich ein in Höhe des Prallkörpers 8 liegender Turbulenzstift 9, der in seiner Längserstreckung in etwa auf eine Glühkerze 10 ausgerichtet ist, die in der oberen Halbkugel 5b und im Abwind der Haupteinströmung nach einer obenliegenden Einspritzdüse 11 liegt. Die Einspritzdüse 11 ist mit ihrer Längsachse 6 zur Längsachse a des Einsatzkörpers 2 im Uhrzeigersinn, z. B. um etwa 8°, geneigt angeordnet.

Der Durchmesser des Turbulenzstiftes 9, dessen Längsachse 9a zur Längsachse des Einsatzkörpers 2 um einen Winkel von etwa 60° gegen den Uhrzeigersinn verdreht angeordnet ist, und der Abstand des freien Stiftendes von der Gehäuseinnenwand des Einsatzkörpers 2 sind abhängig von der Größe des kugelähnlichen Brennraumes 5 und der Form des Prallkopfes 7. Der Turbulenz­ stift 9 kann z. B. einen Durchmesser von 4 mm aufweisen und sein freies Stiftende kann derart in den Brennraum 5 hineinra­ gen, daß der Abstand zwischen Gehäuseinnenwand des Einsatzkör­ pers 2 und dem Stiftende z. B. etwa 4 mm entspricht.

Claims (4)

1. Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Selbstzündung, mit einem Hauptbrennraum und einem an diesen angrenzenden und im Zylinderkopf untergebrachten Einsatzkörper mit Vorkammer, die sich aus einem kugelähnlichen Brennraum und einem Schußkanal zusammensetzt, mit einem in der unteren Hälfte des Brennraumes einen kugelförmigen Prallkopf aufweisenden Einsatzstift zur Aufteilung der Lufteinströmung in eine Haupt- und Nebeneinströmung, mit einer in der oberen Hälfte des Brenn­ raumes und im Abwind der Haupteinströmung nach der Einspritz­ düse liegenden Glühkerze, und mit einer Ausnehmung an der Prallkopfunterseite, die gegenüber der Mündung des Schußkanals schräg angestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Brennraum (5) auf Höhe des Prallkopfes (7) hin­ einragender und im Wege der Haupteinströmung liegender Turbu­ lenzstift (9) vorgesehen ist, der mit seiner Längsachse (9a) zumindest annähernd auf die Glühkerze (10) ausgerichtet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (9a) des Turbulenzstiftes (9) zur Längsachse (a) des Einsatzkörper (2) um einen Winkel von etwa 60° gegen den Uhrzeigersinn verdreht angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzstift (9) auf eine seinem Durchmesser ent­ sprechende Länge in den Brennraum (5) hineinragt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzstift (9) mit seiner unteren Kante (12) am freien Stiftende etwa in der durch den Rand der Ausnehmung (8) bestimmten Ebene (7) liegt.