DE1576002A1 - Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzuendung - Google Patents

Description

• Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende iinspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung und Qualitätsregelung, die außer einem Hauptbrennraum einen im Zylinderkopf angeordneten und mit dem Hauptbrennraum durch einen Verbindungskanal in Verbindung stehenden Nebenbrennraum aufweist,.in den der Kraftstoff in Richtung des Verbindungskanals nach dem Hauptbrennraum hin eingespritzt wird und in dem die Zündquelle angeordnet ist.
• Bei solchen Brennkraftmaschinen kommt es darauf an, daß an der Zündquelle unabhängig von Belastung und Drehzahl -und damit von der eingespritzten Kraftstöffmenge - zum Zeitpunkt der Zündung stets ein zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch vorhanden ist. Da es somit wichtig ist, im Verdichtungsraum gegebenenfalls auch unterschiedlich fette Kraftstoff-Luftgemische zu erzielen, wenn z.B. ein sehr sparsamer Motorbetrieb erzielt werden soll, spricht man bei den betroffenen Brennkraftmaschinen auch von "Schichtladungsmotoren". Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs genannten Brennkraftmaschine eine besonders zweckmäßige Anordnung zu treffen, die es ermöglicht, die je nach Belastung und Drehzahl unterschiedlich große Kraftstoffmenge so in den, Brennraum einzubringen, daß an der Zündquelle stets ein zündfähiges Gemisch angelagert wird. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im.wesentlichen dadurch gelöst, daß das Einspritzende so geregelt-wird, daß der zuletzt eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunkt aus der Einspritzdüse in den Nebenbrennraum eintritt, zu dem die Geschwindigkeit der beim Verdichtungshub des Kolbens aus dem Hauptbrennraum in den Nebenbrennraum überströmenden Zylinderladung größer als die-Geschwindigkeit des Kraftstoffstrahls ist, und daß die auf diese Weise im Nebenbrennraum zurückgehaltene Kraftstoffmenge so bemessen wird, daß an der Zündquelle zusammen mit dem aus dem Hauptbrennraum übergeschobenen Kraftstoff-Luftgemisch ein zündfähiges Gemisch entsteht. Durch die erfindungsgemäße Regelung wird erreicht, daß mit steigender Belastung und entsprechend früherem Einspritzbeginn die Hauptmenge des Kraftstoffs zu einer Zeit durch den Verbindungskanal in den Hauptbrennraum eintritt, zu der die Gasgeschwindigkeit im Verbindungskanal gerade ansteigend, jedoch kleiner als die Geschwindigkeit des-Kraftstoffstrahles ist, während beim Einspritzende die Überströmgeschwindigkeit die Strahlgeschwindigkeit übersteigt. Beim überschieben der Zylinderladung vom Hauptbrennraum in. den Nebenbrennraum wird ein Teil des bereits im Hauptbrennraum verdampften Kraftstoffs in den Nebenbrennraum geschoben. Diese-Kraftstoffmenge reicht jedoch bei Teillast oder Leerlauf nicht dazu aus, im Nebenbrennraum ein zündfähiges Gemisch zu bilden. Durch die vorgeschlagene Regelung des Einspritzendes wird aber vorteilhafterweise erreicht, daß die restliche Teilmenge des eingespritzten Kraftstoffs im Nebenbrennraum verbleibt und gemeinsam mit der aus dem Hauptbrennraum übergeschobenen Kraftstoffdampfmenge an der Zündquelle ein zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch sicherstellt. Außerdem wird auch_noch erreicht, daß mit steigender Drehzahl der Zeitpunkt, an dem die ttberströmgeschwindigkeit die Strahlgeschwindigkeit übersteigt, und außerdem auch das Einspritzende bei einer früheren Kurbelstellung, d.h. bei einer Kolbenstellung eintreten, bei der ein größerer Kurbelwinkel der zugeordneten Kurbel der Kurbelwelle vor dem Zündtotpunkt des Kolbens besteht, als bei kleinerer Drehzahl, so daß die zur Verdampfung des Kraftstoffs zur Verfügung stehende Zeit vom Ende der Einspritzung bis-zur Zündung relativ größer wird. Schließlich wird durch die erfindungsgemäße Anordnung auch noch erreicht, daß der eingespritzte Kraftstoffstrahl durch das_Entgegenströmen der Zylinderladung im Verbindungskanal schnell und gründlich aufgerissen und damit die Gemischbildung sowohl im Hauptbrennraum als auch im Nebenbrennraum gefördert wird.
• Gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung kann die Zündquelle in an sich bekannter Weise als Zündkerze oder Glühkerze ausgebildet sein.
• In der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einem schematisch gehaltenen Teillängsschnitt durch einen Arbeitszylinder zeigt, ist die Erfindung beisp4elsweise veranschaulicht.
• Die dargestellte Brennkraftmaschine weist einen in einem Arbeitszylinder 1 in üblicher Weise von einer nicht dargestellten Kurbelwelle her hin- und herverschiebbaren Kolben 2 mit einem axialen Kolbenbrennraum 3 auf, der zugleich den Hauptbrennraum bildet In einem dem Arbeitszylinder l.zugeordneten Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine ist axial zum Zylinder ein etwa tropfenförmiger Nebenbrennraum 5 angeordnet, von dessen etwa halbkugelförmigem unteren Ende ein verhältnismäßig enger axialer Verbindungskanal 6 in den Zylinderraum 7 des Arbeitszylinders 1 führt. Am oberen Ende des Nebenbrennraumes 5 ist im Zylinderkopf 4 eine Einspritzdüse 8 angeordnet, mittels welcher der Kraftstoff in einem axial zum Arbeitszylinder 1 gerichteten Strahl durch den Nebenbrennraum 5 und den Verbindungskanal 6 nach dem Hauptbrennraum 3 hin eingespritzt werden kann. Im Zylinderkopf 4 ist weiterhin eine Zündkerze 10 angeordnet, die mit ihren Elektroden seitlich in den Nebenbrennraum 5 hineinragt.
• Das Einspritzende der Einspritzdüse 8 wird von einer üblichen, nicht besonders dargestellten Einspritzpumpe-her so geregelt, daß der zuletzt eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunkt aus der Einspritzdüse 8 in den Nebenbrennraum 5 eintritt, zu dem die Geschwindigkeit der beim Verdichtungshub des Kolbens 2 aus dem Hauptbrennraum 3 in den Nebenbrennraum 5 überströmenden Zylinderladung größer als die Geschwindigkeit des Kraftstbffstrahles 9 ist, wobei die auf diese Weise im Nebenbrennraum 5 zurückgehaltene Kraftstoffmenge so bemessen ist, daß an der Zündkerze 10 zusammen mit dem aus dem Hauptbrennraum 3 übergeschobenen Kraftstoff-Luftgemisch ein zündfähiges Gemisch sichergestellt ist. .
• In der Zeichnung sind zur besseren Veranschaulichung der vorgenannten Einspritzung zwei Phasen der Einspritzung zugleich dargestellt. Der dargestellten, noch relativ tiefen Kolbenstellung entspricht der durch den Verbindungskanal 6 hindurch noch in den Zylinderraum 7 reichende Einspritzstrahl 9a, der nach seiner Verdampfung in Verbindung mit der im Zylinderraum 6 und im Hauptbrennraum 3 befindlichen Verbrennungsluft ein nur relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch hervorruft. Dieses magere Gemisch wird beim weiteren Verdichtungshub des Kolbens 2 durch den Verbindungskanal 6 in den Neben#-brennraum 5 zurückgeschoben, ist jedoch zu mager, um an der jetzt zündenden Zündkerze 10 ein zündfähiges Gemisch erzeugen zu können. Da die Einspritzgeschwindigkeit des Strahles 9 während des Uberschiebens des mageren Gemisches in den Nebenbrennraum 5 jedoch kleiner als die Geschwindigkeit der übergeschobenen Zylinderladung wird, verbleibt der zuletzt eingespritzte Kraftstoff gemäß dem dargestellten Strahlanteil 9b im Nebenbrennraum 5 und ergibt mit der übergeschobenen Zylinderladung an der Zündkerze 10 ein so fettes Gemisch, daß die Zündung unabhängig von der vorher eingespritzten Kraftstoffmenge stets sichergestellt bleibt. Im übrigen wird der zuletzt in den Nebenbrennraum 5 eingespritzte Kraftstoff durch die zurückströmende Zylinderladung stets so gründlich aufgerissen, daß die erforderliche schnelle Verdampfung und Aufbereitung des zuletzt eingespritzten Kraftstoffs unabhängig von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine stets gewährleistet wird.
• Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So könnte beispielsweise der Kolbenbrennraum 3 eine andere Form als die dargestellte aufweisen, und die Zündquelle könnte statt als Zündkerze auch als Glühkerze ausgebildet sein, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

Claims (1)

1. Patentans rücke 1. Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung und Qualitätsregelung, die außer einem Hauptbrennraum einen im Zylinderkopf angeordneten und mit dem Hauptbrennraum durch einen Verbindungskanal in Verbindung stehenden Nebenbrennraum aufweist, in den der Kraftstoff in Richtung des Verbindungskanals nach dem Hauptbrennraum hin eingespritzt wird und in dem die Zündquelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzende so gere,gelt wird, daß der zuletzt eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunktaus der Einspritzdüse (8) in den Neben- brennraum (5) eintritt, zu dem die Geschwindigkeit der beim Verdichtungshub des Kolbens (2) aus dem-Hauptbrennraum (3) in den Nebenbrennraum (5) überströmenden Zylin- derladung größer als die Geschwindigkeit des Kraftstoff- strahles (9) ist, und daß die auf diese Weise im Neben- brennraum (5) zurückgehaltene Kraftstoffmenge so bemessen wird, daß an der Zündquelle (Zündkerze 10) zusammen mit dem aus dem Hauptbrennraum (3) übergeschobenen Kraftstoff-Luftgemisch ein zündfähiges Gemisch entsteht. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquelle als Zündkerze ('10) ausgebildet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquelle als Glühkerze ausgebildet ist.