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Gemischverdichtende Viertaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine gemischverdichtende Viertaktbrennkraftmaschine mit Kerzenzündung,
insbesondere auf Verbesserungen der Verbrennungskammern derartiger Maschinen.
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Es ist an gemischverdichtenden Viertaktbrennkraftmaschinen bekannt,
das Ein- und Auslaßventil nebeneinander in einer seitlich aus dem Zylinder der Maschine
herausgeführten. mit ihm durch einen Kanal in Verbindung stehenden Verbrennungskammer
anzuordnen, so daß das durch das Einlaßventil eintretende Gemisch über das Auslaßventil
nach dem Zvlinderraum fließt, während die Auspuffgase ohne größere Richtungsänderungen
aus dem Zylinderraum nach dem Auslaßventil strömen. Eine solche Anordnung schafft
zwar eine bestimmte Ablenku-ig der Einlaßgase auf ihrem Wege nach dem Zylinder,
jedoch eine schädliche Durchwirbelung der Einlaßgase. Außerdem pflanzt sich die
E_xplosionswelle von dem Zündpunkte nach dem Zylinderraum nur langsam fort, da die
Zündvorrichtung an einer kalten Stelle der Verbrennungshammer oberhalb des Einlaßvetitiles
angeordnet ist. Weiterhin ist es an einer anderen Gattung gemischverdichtender Brennkraftmaschinen,
bei denen die Einlaßgase nicht über die Auslaßventile geleitet werden, bekannt,
die Zündvorrichtung oberhalb des Auslaßventiles anzuordnen. Bei diesen Brennkraftmaschinen
tritt aber neben dem -Nachteil, daß die Einlaßgase nicht vorgewärmt werden, ein
anderer 'Nachteil durch die Formgebung der Verbrennungskammer auf, der sich dahin
auswirkt, daß sie ein Hindernis für den freien Weg der Explosionswelle nach dem
Zvlinder bildet.
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Demgegenüber ist die Erfindung auf eine gemischverdichtende Viertaktbrennkraftmaschine
mit Kerzenzündung gerichtet, die sich durch eine an sich bekannte Anordnung einer
das Ein- und Auslaßventil nebeneinander aufnehmenden, seitlich aus dem Zvlinder
herausgeführten, mit ihm durch einen Kanal in Verbindung stehenden Kammer kennzeichnet,
so daß die frische Ladung über das Auslaßventil hinweg durch den Verbrennungskanal
hindurchströmt, der von dem das Auslaßventil aufnehmenden Teil der Kammer ausgeht,
und die sich weiterhin durch die an sich bekannte Anordnung der Zündkerze in der
Nähe des -Auslaßv entiles kennzeichnet.
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Die Ausbildung der gemischverdichtenden Viertal:tbrennkraftmaschine
gemäß der Erfindung hat neben der an sich bekannten Ablenkung der Einlaßgase über
das Auslaßventil und dadurch bedingten Trocknung und Erhitzung der Gase den Vorteil,
daß in den Auslaßgasen eine bestimmte gewünschte und
vorteilhafte
Durchwirbelung hervorgerufen wird, die je nach der Größe der Brennkraftmaschinen
und seiner Geschwindigkeit veränderlich ist. Die Ausbildung der Maschine gemäß der
Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß durch entsprechende Formgebung der Wandung
der Verbrennungskammer der Strom der Einlaßgase in den Zylinder nicht behindert
wird, und daß sich die Zündwelle frei in Richtung nach dem Zylinder fortpflanzt.
Dieses wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen der Verbrennungskammeroberwandung
und der Einlaßöffnung der Gase in die Verbrennungskammer kleiner ist als der Abstand
zwischen der Gehäuseoberwandung und der Auslaßöffnung der Gase aus der Kammer. Eine
solche Aubbildung der Verbrennungskammer sichert weiterhin, daß die Gase bei ihrem
Eintritt in die Verbrennungskammer sofort gegen das Auslaßventil gerichtet werden,
anstatt unmittelbar in den Zylinder zu fließen. Durch eine solche Formgebung der
Verbrennungskammer wird auch das Herausbringen der gesamten Auspuffgase aus dem
Zylinder gefördert, da oberhalb des Auslaßventiles ein möglichst großer Raum vorhanden
ist.
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Um in den Einlaßgasen vor ihrem Eintritt in den Zylinder eine obenerwähnte
günstige Durchwirbelung hervorzurufen, geht gemäß der Erfindung die Oberwandung
des Verbrennungskanals zwischen dem Zylinder und der Verbrennungskammer mit einer
verhältnismäßig starken Stufe in die Stirnwandung des Zylinderkopfes über, andererseits
ist es für bestimmte Maschinen erwünscht, in den Auslaßgasen eine gewisse Durchwirbelung
hervorzurufen, um die Verbrennungskammern und damit die über das Auslaßventil einströmenden
Gase möglichst gut zu erwärmen. Zu diesem Zwecke ist gemäß der Erfindung die Übergangsstelle
der Oberwandung der Verbrennungskammer in ihre Rückwandung nahe der Auslaßöffnung
nur wenig abgerundet, so daß eine eckige Tasche gebildet wird, die den gewünschten
Durchwirbelungsgrad in den Auslaßgasen schafft. Die besondere Form und Größe des
Durchgangs der Gase in der Verbrennungskammer wird am besten durch Fließversuche
bestimmt. Vorzugsweise hat die Kammer mit dem Verbindungskanal nach dem Zylinder
L-Form, wobei die Auslaßöffnung in der Gabelung des L angeordnet ist, während das
Einlaßventil und der Zylinder sich je an dem anderen Ende der L-Schenkel befinden.
Die Verbrennungskammer ist im Umriß so gestaltet, daß der Widerstand des Flusses
der Einlaß- oder Auspuffgase auf ein Mindestmaß beschränkt ist.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt eine Aufsicht des Kopfes einer Brennkraftmaschine mit nebeneinander
angeordneten Ventilen.
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Abb. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie A-A der Abb. i.
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Abb. 3 zeigt einen -Querschnitt nach Linie B-B der Abb. i.
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Abb. 4 zeigt eine Aufsicht des Kopfes einer Brennkraftmaschine mit
hängenden Ventilen. Abb. 5 zeigt einen Querschnitt nach Linie C-C der Abb. 4.
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Abb.6 zeigt einen Querschnitt nach Linie D-D der Abb. 4.
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Abb. 7 zeigt einen Querschnitt nach Linie E-E der Abb. q..
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Abb. 8 zeigt eine Aufsicht des Kopfes einer Brennkraftmaschine mit
nebeneinander angeordneten Ventilen, dessen übertragungsleitung so angeordnet ist,
daß eine Durchwirbelung des Flusses der Auspuffgase hervorgerufen wird.
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Abb. 9 zeigt einen Querschnitt nach Linie F-F der Abb. 8, und Abb.
1o zeigt einen Querschnitt nach Linie G-G der Abb. B.
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In den Zeichnungen sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen
gewählt. Mit Bezug auf-die-Abb.-i,-2 und 3 ist i der Zylinder,-?, -der Kolben, 3
das Auslaß- und 4 das Einlaßventil; diese Ventile sind in einer immer 5 nebeneinander'
angeordnet, die mit dem Zylinder i durch einen Verbindungskanal 6 verbunden ist.
Der durch die Kammer und den Verbindungskanal gebildete Durchgang hat längs der
Achse des Zylinders gesehen L-Form, wobei das Auslaßventil an der Gabelung in der
Ecke oder der Tasche i9, das Einlaßventil4 in der Ecke oder Tasche 2o an dem Ende
des durch die Kammer 5 gebildeten Schenkels und der Zylinder an dem Ende des durch
den Verbindungskanal 6 gebildeten Schenkels angeordnet ist. Die Form des Durchganges
an den Querschnitten der Linien 7, 8, 9, io, 11, 12 ist durch die Linien 13, 14,
15, 16, 17, 18 dargestellt. Das Auslaßventil 3 und das Einlaßventil 4 sind so angeordnet
und die Kammer 5 und der Verbindungskanal 6 sind so ausgebildet, daß die nach dem
Zylinder fließenden Einströmgase teilweise über das Auslaßventil 3 gehen. Die Linie
A-A, nach der der Querschnitt gemäß Abb. z verläuft, verbindet den Mittelpunkt des
Auslaßventiles 3 mit dem Ende des Verbindungskanals 6, und der Durchgang ist so
geformt, daß die genannte Linie in einer Ebene liegt, die von den Wandungen des
Verbindungskanals 6 entfernt ist.
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Die Größenverhältnisse des Durchganges sind derart, daß er die durch
das Einlaßventil hereingelassenen Gase ohne eine Einschränkung durchläßt. 21 ist
eine Zündkerze, die
oberhalb des Auslaßventiles an der Seite, entfernt
von dem Kolben 2, angeordnet ist, so daß die Flamme über das Auslaßventil 3 und
von ihm weg nach dem Kolben 2 wandert.
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Der Verbindungskanal 6 steht mit dem Zylinder an einem. Punkte in
Verbindung, der zu dessen Achse versetzt liegt. Die Oberwandung der Verbrennungskammer
kann geneigt ausgebildet sein, wie aus der punktierten Linie 30 gemäß Abb.
3 hervorgeht. Auf diese Weise ist der Abstand zwiscilen der Oberwandung der Kammer
und der Einlaßöffnung kleiner als der Abstand zwischen der gleichen Oberwandung
und der Auslaßöffnung.
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In Abb.-1, 5, 6 und 7, die eine Maschine mit hängenden Ventilen zeigen,
ist die Form des durch die Kammer 5 und den Verbindungskanal 6 gebildeten Durchganges
im allgemeinen die gleiche -wie die der Abb. 1, 2 und 3, mit der Ausnahme, daß der
Verbindungslcanal6 mit dem Zylinder im -,vesentlichen in einer Durchmesserlinie
liegend in Verbindung steht.
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In den Abb. 8, 9 und io ist die Form des durch die Kammer 5 und den
Verbindungskanal6 gebildeten Durchganges irn allgemeinen die gleiche, wie sie in
den Abb. 1, -2 und 3 dargestellt ist, d. h. wenn man längs der Achse des Zylinders
sieht, hat der Durchgang L-Form, wobei das Auslaßventil3 an der Gabelung, das Einlaßv
entil .1. an dem Ende des durch die Ausnehmung 5 gebildeten Schenkels und der Zylinder
an dem Ende des durch den Verbindungskanal 6 gebildeten Schenkels angeordnet ist.
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Die in der Abb. io dargestellte Kammer ist mit einer Ecke oder Tasche
24 und der Verbindungskanal ist an seiner Ober,vandung mit einer verhältnismäßig
scharfen Stufe 25 versehen. Eine derartige Formgebung verursacht eine Durchwirbelung
in den Auspuffgasen und infolgedessen eine Erwärmung der Kammer um das Auslaßventil.
wodurch dann eine Erwärmung und Trocknung der über das Auslaßventil streichenden
Einlaßgase erfolgt.
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Die For:n der Wandung 25 kann so ausgewählt werden, daß der Durchwirbelungsgrad
eine bestimmte Höhe hat. Wenn sie beispielsweise so geformt ist, wie es die punktierte
Linie 26 zeigt, wird eine größere Durchwirhelung hervorgerufen werden, wird sie
dagegen so geformt, wie es die punktierte Linie a7 zeigt, wird eine geringere Durchwirbelung
hervorgerufen werden.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Grad der Durchwirbelung
der einströmenden Gase, die über das Auslaßv entil gerichtet sind, zur Hauptsache
durch die Form (in Aufsicht) der konvexen Wandung bestimmt. Wenn z. B. die Wandung
gerade ausgerichtet wäre, wie durch die punktierte Linie 22 der Abb. i dargestellt
ist, wird der Grad vermindert werden, während, wenn die Wandung mehr konvex gemacht
wird, wie durch die Linie 23 dargestellt ist, wird die Durchwirbelung vergrößert.
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Bei einer Maschine gemäß der Erfindung mit doppelter Zündung ist eine
Zündkerze so angeordnet, daß die Explosionswelle über das Auslaßv entil und von
ihm weg nach dem Zylinder wandert, und die andere Zündkerze ist in einer anderen
geei-neten Stellung angeordnet, z. B. zwischen den Ventilen über dem Einlaßventil
oder an der Seite des Einlaßventiles entfernt vom Zylinder.