DD230899A1

DD230899A1 - Fremdgezuendete, luftverdichtende brennkraftmaschine

Info

Publication number: DD230899A1
Application number: DD83257613A
Authority: DD
Inventors: Franz Chmela; Walter Herzog; Richard Meier
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-12-11
Also published as: FR2537651B1; IN158545B; KR840007135A; SE8306390L; CA1209427A; US4492194A; SE8306390D0; ATA429483A; GB2134975B; NL8304075A; AU2227783A; KR920006541B1; FR2537651A1; JPS59150923A; GB8332667D0; AT396509B; GB2134975A; NZ206528A; DE3245780C1; AU563967B2

Abstract

Fremdgezuendete, luftverdichtende Brennkraftmaschine, die im Kolben einen rotationskoerperfoermigen Brennraum mit eingeschnuerter Ueberstroemoeffnung aufweist, bei der die Einspritzduese im Zylinderkopf in der Naehe des Brennraumrandes liegt und die der Einspritzduese gegenueberliegende Zuendvorrichtung in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum eintaucht und bei der die Gemischbildung ueberwiegend durch Kraftstoffwandauftragung erfolgt. Bei einer derartigen Brennkraftmaschine soll die stark variable Stroemung in der Naehe der Brennraumwand vergleichmaessigt sowie eine absolut sichere Zuendung und optimale Verbrennung in allen Betriebsbereichen erreicht werden, obwohl dabei aus Verschleissgruenden eine drastische Verkuerzung der Zuendvorrichtungselektroden vorgenommen wird. Erfindungsgemaess wird dies im wesentlichen durch eine spezielle Form und Bemessung des Brennraumes erreicht, dessen Seitenwandung aus zwei ineinander uebergehenden Kruemmungslinien gebildet ist, wobei sich die erste mit dem kleineren Kruemmungsradius von einer eingeschnuerten Brennraumoeffnung bis zum groessten Brennraumdurchmesser und die zweite mit dem groessten Kruemmungsradius bis zum im wesentlichen flach ausgebildeten Brennraumboden erstreckt bzw. in diesen uebergeht. Fig. 1

Description

" Berlin, den 2β..3· 1984 63 199 23 WPF02B/257S13/5

Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine, mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes durch einen Strahl zu seinem Hauptteil auf die Wand des im Kolben vorgesehenen rotationskörperförmigen Brennraumes, bei der der einströmenden Luft durch bekannte Mittel eine solche .Drehbewegung in Richtung des eingespritzten Kraftstoffstrahles erteilt wird, daß hierdurch der Kraftstoff in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst und mit der Luft vermischt wird, die Einspritzdüse im Zylinderkopf in der Nähe des Brennraumrandes liegt und die der Einspritzdüse gegenüberliegende Zündvorrichtung in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum eintaucht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-PS 1 576 bekannt·

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen eine Gemischbildung überwiegend durch eine Kraftstoffwandauftragung erfolgt, kommt der Luftbewegung im Brennraum eine doppelte Bedeutung zu; sie muß erstens ~ine genügend schnelle und wirksame Ablösung des an der Brennraumwand angelagerten Kraftstoffes bewirken und zweitens eine nachfolgende Vermischung des Kraftstoffes mit der Luft ergeben. Die Luftbewegung wird dabei durch zwei Maßnahmen hervorgerufen: durch die Drehung der Verbrennungsluft um die Brennraumlängsachse entstehend während des Ansaughubes und durch die beim Einströmen der Luft in den Brennraum (beim

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Verdichtungshub) entstehende Quetschströmung» Dabei ist natürlich die achsensymmetrische Drehbewegung für die Ablösung des aufgespritzten Kraftstoffes besonders geeignet» Diese ermöglicht hohe Luftgeschwindigkeiten mit langer Lebensdauer, weil sie durch den Yerbrennungsvorgang und die Expansionsbewegung der Gase nicht zum Stillstand gebracht wird* Dagegen hat sich aber eine zu starke Quetschströmung bzw» deren Wirkung als nachteilig erwiesen. Da nämlich die Geschwindigkeit der Quetschströmung und damit auch deren in Wandnähe zur Brennraumöffnung gerichtete Komponente der resultierenden Drallströmung sich bei Annäherung des Kolbens an den oberen Totpunkt schneller vergrößert als die Geschwindigkeit der durch das Verschieben der Ladung in-den Kolbenbrennraum beschleunigten reinen Drallströmung und damit deren in einer horizontalen Bezugsebene tangentiale Komponente, ist die Richtung der resultierenden Strömung in Wandnähe über dem Kolbenhub stark veränderlich. Dies führt bei fremdgeζundeten Brennkraftmaschinen dazu, daß die Aufgabe, die Kraftstoffdampfkonzentration an der Funkenstrecke während der Funkenüberschlage innerhalb der Zündgrenzen zu halten, schwierig zu lösen ist, da nicht nur die zeitliche sondern auch die örtliche Übereinstimmung von Gemischversorgung und Funkenüberschlägen sicherzustellen ist. Diese Schwierigkeiten bedingten bei gegenüberliegender Anordnung von Einspritzdüse und Zündvorrichtung die Notwendigkeit, die Elektrode bzw. die Elektroden relativ weit in den Brennraum hineinragen su lassen, damit der überspringende Funke sich die Stelle aussuchen kann, wo die günstigste Gemischzusammensetzung herrscht. Zudem würde auch noch vorgeschlagen, im Bereich der Elektrode(n) in der Brennraumwand eine Staukante vorzusehen, oder den Kraftstoffilm mit Hilfe einer Einlaufrinne zu kanalisieren, wodurch (im Bereich der Elektroden) eine gewisse Kraftstoffansammlung erreicht wurde.

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Wegen der Zyklonwirkung der Dranströmung, die den vom Wandfilm verdampfenden Kraftstoff in einer der Brennraumwand benachbarten Zone in der Umgebung des Brennraumäquators hält, ist es. allgemein üblich bzw. erforderlich, die Funkenstrecke der Elektroden in eben diesen Bereich zu verlegen» Dadurch ergaben sich bei den bisher verwendeten, grob kugelähnlichen Brennräumen je nach ausgeführtem Motor Elektrodenlängen zwischen 20 und 25 mm.

Eine derartige Elektrodenlänge bringt jedoch einige bedeutsame Fachteile für die Betriebssicherheit und Standzeit mit sich. Zunächst-besteht die Gefahr, daß die Elektroden bedingt durch instationäre ?/ärmespannungen und von der Strömung angefachte Schwingungen abbrechen können, was wegen des geringen Spaltmaßes zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf zur Beschädigung der Kolbenlauffläche und letztlich zur Zerstörung des Motors führen kann· Ein weiterer Nachteil der- großen Länge besteht darin, daß es unter Temperatureinfluß zu Verformungen kommen kann, die es unmöglich machen, den wegen der hohen Verdichtung notwendigen kleinen Elektrodenspalt von 0,1 bis 0,5 mm aufrechtzuerhalten. Wegen des ungünstigen Verhältnisses von Querschnitt zu Oberfläche bei langen Elektroden und wegen der aus Gründen der Unsicherheiten bei der Gemischversorgung erforderlichen relativ hohen Zündenergie (bedingt durch die Schwankungen der Strömung) kommt es dabei zu ebenfalls hohen Abbrandgeschwindigkeiten, die die Serviceintervalle eines Fahrzeugs unnötig verkürzen.

Auch ist es nachteilig, in der Brennraumwand eine Staukante oder Einlaufrinne vorzusehen, da derartige Maßnahmen als zusätzliche Bearbeitung den Kolben verteuern. Darüberhinaus werden die Wirkungen dieser Maßnahmen bei längerem Betrieb mit nicht absolut reinem Kraftstoff eingeschränkt oder sogar aufgehoben, da diese Verunreinigungen an der Brennraumwand

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abgeschieden werden und Beläge wachsender Dicke bilden, die die Gestalt der Staukante oder der Einlaufrinne so stark ändern, daß eine sichere Zündung nicht mehr gewährleistet ist.

Bei dem hinsichtlich innerem Wirkungsgrad und Abgasqualität erforderlichen, und in der Praxis verwirklichten hohen Verdichtungsverhältnissen von 16 bis 18 und dem damit relativ kleinen Brennraumdurchmessern wurde in der Regel beim eingangs erwähnten Stand der Technik der Brennraum zur Kerze hin außermittig angeordnet, da die Kerze wegen der Ventile in einem bestimmten Abstand-zur Zylindermitte angeordnet wird, wegen des Schichtladungsprinzips aber an der Peripherie des Brennraumes lie'gen muß· Der relativ kleine Brennraumdurchmesser und die Verschiebung des Brennraumes zur Kerze hin bedingt eine besonders lange Düsenschnaupe, die zu Störungen der Drallströmung und damit verbunden zu Zündschwierigkeiten fuhren kann.

Der relativ kleine Brennraumdurchmesser, genauer gesagt, der relativ kleine Durchmesser der Brennraumöffnung, bedingt einen weiteren Nachteil in der Form, daß die auftretende starke Quetschströmung verbunden mit den relativ langen Strömungswegen su den als Wärmesenke fungierenden Kolbenringen zu hohen Temperaturbelastungen am Brennraumrand führen» Auch der Ventilsteg wird durch die Quetschströmung verstärkt mit Wärme beaufschlagt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit und die Standzeit für eine fremdgesündete, luftverdichtende Brenn- . kraftmaschine zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer fremdge-

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zündeten, luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes durch einen Strahl zu seinem Hauptteil auf die Wand des im Kolben vorgesehenen rotationskörperform!gen Brennraumes und Einleitung der einströmenden Luft mit einer Drehbewegung in Sichtung des eingespritzten KraftstoffstrahleSvdie stark variable Strömung in Wandnähe zu vergleichmäßigen, den Verschleiß der Zündvorrichtung zu senken und ohne erheblichen konstruktiven Mehraufwand in allen Betriebsbereichen eine absolut sichere Zündung und optimale Verbrennung des aufbereiteten Gemisches und damit bestmögliche Motordaten zu erreichen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seitenwand dung des Brennraumes - im Querschnitt gesehen - aus zwei ineinander übergehenden, Krümmungslinien gebildet ist, wobei sich die erste Krümmungslinie mit dem kleineren Krümmungsradius von einer eingeschnürten Brennraumöffnung bis zum größten Brennraumdurchmesser und die zweite Krümmungslinie mit dem größeren Krümmungsradius bis zum im wesentlichen flach ausgebildeten Brennraumboden erstreckt bzw· in diesen übergeht, der größte Brennraumdurchmesser das 0,5 - 0,7-fache des Kolbendurchmessers beträgt und - vom Kolbenboden aus - sich in einer Tiefe befindet, die dem 0,3- bis 0,4-fachen der Brennraumtiefe entspricht und der kleinere Krümmungsradius der Brennraumseitenwandung eine Länge von 0,2 bis 0,3 der Brennraumtiefe, der größere aber eine Länge von 0,5 bis 0,75 der Brennraumtiefe aufweist, wobei das Verhältnis Brennraumöffnungsdurchmesser zum größten Brennraumdurchmesser zwischen 0,85 und 0,95 und die Wandhöhe der Brennraumöffnung zwischen 0,1 und 0,15 der Brennrauintiefe liegt.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Brennraumform wird folgendes erreicht: Der Kraftstoffdampf wird durch die starke Krümmung der Brennraumseitenwand im Bereich des größten Durch-

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messers stärker als bisher in einer bestimmten Zone konzentriert. Diese Zone liegt in der Habe der Brennraumöffnung; dadurch ist eine einwandfreie Versorgung auch kurzer Elektroden mit zündfähigem Gemisch gewährleistet. Es können deshalb die bisher verwendeten mit mehreren Stabelektroden versehenen Einschraubzündkerzen drastisch verkürzt werden, wobei sich Einiauchlängen (in OT-lage des Kolbens) unter 12 mm ergeben bzw. sogar die an Pkw-Ottomotoren üblichen Kerzen mit Hakenelektroden verwendet werden können. Auch die Anwendung einer Glühkerze ist nicht auszuschließen«

Durch das Vergrößern des größten Brennraumdurchmessers bzw» des Durchmessers der Brennraumöffnung (relativ zur Brennraumtiefe) wird die restliche Kolbenbodenfläche und damit die für die Ausbildung der Quetschströmung wesentliche radiale Weglänge verkleinert« Heben der damit verbundenen Beruhigung der Strömung in Wandnähe wird durch die Verkleinerung der Quetschströmungsgeschwindigkeit auch die thermische Belastung der Brennraumöffnung, die natürlich auch schon durch die jetzt nähere Entfernung zur Kolbenringpartie verkleinert wird, sowie des Ventilsteges verringert. Auch hat die Vergrößerung des Brennraumdurchmessers den Vorteil_? daß damit die Luftausnutzung verbessert wird, da sich der Anteil der Frischluft zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf, der erfahrungsgemäß nur unvollständig an der Verbrennung teilnimmt, verringert. Schließlich rückt mit der Vergrößerung des Brennraumes die der Kerze gegenüberliegende Seite der Brennraumöffnung näher an die Einspritzdüse heran, wodurch die Düsenschnaujjc in Kolben verkürzt Wird bzw. ganz entfallen kann.

Durch die stärkere Konzentration des Dampf-Luft-Gemisches im Bereich des größten Brennraumdurchmessers wird die störungsfreie Versorgung einer dort befindlichen Funkenstrecke mit

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zündfähigem Gemisch erleichtert, was die Anwendung beispielsweise einer Einlaufrinne, die ja flüssigen Kraftstoff vor die Funkenstrecke leiten soll, unnötig macht· Diese dadurch erzielte Verbesserung der peripherischen ladungsschichtung ermöglicht auch eine Verringerung der benötigten Zündenergie, da dadurch eine höhere lokale Kraftstoffdampfkonzentration erreicht wird, die ja bekanntlich proportional der Ionisationsspannung und auch der Funkendauer ist.

Wie bereits erwähnt, sind wegen des geringen Abstandes des größten Brennraumdurchmessers zur Brennraumöffnung nur kurze Elektroden erforderlich. Diese kurzen Elektroden haben den Vorteil längerer Standzeit, da sie, nicht zuletzt.auch wegen der nun vorliegenden geringeren Luftbewegung, kühler bleiben. Diese Tatsache ermöglicht es auch, das Verdichtungsverhältnis weiter, d· h. über bisher 18 hinaus anzuheben, ohne wegen des damit verbundenen Temperatur- und Druckniveaus/ im Zylinder und damit der Wärmebeaufschlagung der Kerzenelektroden unerträglich hohe Abbrandraten in Kauf nehmen zu müssen»

Die Verwendung des vorgeschlagenen Brennraumes ist für den hier betrachteten Pail eines fremdgezündeten Motors besonders günstig, weil gerade die sinnvollerweise eine Fremdzündung benötigenden Kraftstoffe (beispielsweise Methanol) einen niedrigen Siedepunkt bz?;» Siedeverlauf als Diesekraftsto'ff aufweisen und damit die Verlangsamung der Drallströmung im Bereich, des größten Brennraumdurchmessers gegenüber einem kugelförmigen Brennraum mit sehr viel kleineren x)urchmesser in ihrer Auswirkung auf die Geschwindigkeit der Gemischbildung kompensiert wird. Jedoch können auch mit Dieselkraftstoff betriebene Motoren von der erfindungsgemäßen Brennraumausbildung profitieren,- um beispielsweise die Nachteile einer langen Einspritzdüsenschnaupe bzw. hoher Temperaturbelastungen der

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bisher kugelähnlichen Brennraumform zu -umgehen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, den mittleren Teil des Brennraumbodens - wie an sich bekannt - als kuppelförmige Erhebung auszubilden. Die dort sonst befindliche luft (bei einer flachen Ausbildung des Bodens) wird dadurch näher an die von der ?/and ausgehende Verbrennung herangebracht-

Wegen der kleineren Tiefe des Brennraumes oder anders ausgedrückt wegen des größeren Brennraumdurchmessers bzw. des größeren Durchmessers der Brennraumöffnung ist der Kraftstoffstrahl mit geringerer Steilheit einzuspritzen. Der Kraftstoffstrahl schließt dabei mit einer Ebene senkrecht zur Zylinderachse einen Winkel von 10 bis 15° ein. Die Einspritzung erfolgt in der Weise, (Einspritzbeginn liegt bei Vollast bei ^ etwa 30° Kurbel?/inkel vor OT), daß einmal bei Beginn der Einspritzung kein Kraftstoff auf den Kolbenboden gelangt und einmal der AufTreffpunkt des KraftstoffStrahls auf der Brennwand in der oberen Totpunktlage des Kolbens nicht zti tief im unteren Bereich des Brennraumes, mit anderen Worten nicht zu tief unterhalb des größten Brennraumdurchmessers liegt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Auftreffpunkt des Kraftstoffstrahls auf der Brennraumwand (in OT-Stellung des Kolbens) in einem Abstand von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe unterhalb des Kolbenbodens liegt.

Der geometrische Kraftstoffstrahl trifft - in.Richtung der Luftdrehung gesehen - von der in den ^T' ennraum eingetauchten Zündvorrichtung auf die Brennraumwand auf. Damit mit Sicherheit ein gut zündbares Gemisch erhalten wird, bzw. damit der Strahlauftreffpunkt nahe genug an die Elektrodenzone herangebracht wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Zentriwinkel zwischen Kraftstoffstrahl-Auftreffpunkt und dem Zentrum der Zündvorrichtung, in einer senkrecht zur Brenn-

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raumlängsachse liegenden Ebene projiziert, zwischen 15 und 45° beträgt. Die Zündvorrichtung besteht aus zueinander parallel verlaufenden Stabelektroden·

Die den einen Pol der Zündvorrichtung bildende Stabelektrode ist aus mehreren, um die den anderen Pol bildende Mittelelektrode angeordneten Einzelelektroden gebildet· _ .. Die Zündvorrichtung kann weiterhin aus einer Zündkerze mit einer oder mehreren Hakenelektrode bestehen oder es kann eine Glühkerze vorgesehen sein· -

Die .Länge der in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum hineinragenden Zündvorrichtung ist unter 12 mm gehalten.

Ausführungsbeispiel .

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: den Längsschnitt I-I nach Fig. 2 durch den oberen Teil eines Kolbens mit einem Brennraum und Kraftstoff strahl,

Fig. 2: eine Draufsicht auf den Kolben gemäß dem Schnitt II-II nach Fig. 1.

Im Boden 1a eines Kolbens 1 ist mittig ein Brennraum 3 mit einer eingeschnürten Brennraumöffnung 3a angeordnet· Der flüssige Kraftstoff wird aus einer nicht näher dargestellten Einspritzdüse 8, die außermittig !Zylinderkopf 2 angeordnet ist, zu einem im Hinblick auf die Art der Betriebsbedingungen und die Art des Kraftstoffes (Siedelage und Zündwilligkeit) geeigneten Zeitpunkt mit nur einem Kraftstoffstrahl 9 in den Brennraum 3 in Richtung der rotierenden Verbrennungsluft 12 eingespritzt· Der Auftreffpunkt 9a des KraftstoffStrahls 9 auf der Seitenwandung 4 des Brennraumes 3 liegt in OT-Stellung

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des Kolbens 1 unterhalb des größten Brennraumdurchmessers Der Strahlabspritzpunkt 8a der Einspritzdüse 8 liegt dabei in der Bähe des Brennraumöffnungsrandes.

Dem Strahlabspritzpunkt 8a gegenüber ist eine in dem Boden 1a bzw· der Brennraumwand 4 eingearbeitete Ausnehmung (Nische) vorgesehen, in die in oberer Totpunktstellung des Kolbens 1 eine Zündvorrichtung 11, die ebenfalls im Zylinderkopf 2 angeordnet ist, eintaucht. Die Zündvorrichtung 11 besteht beispielsweise aus mehreren Stabelektroden; im- vorliegenden Pail aus einer Mittelelektrode-1-3 und aus drei um diese Mittelelektrode 13 angeordneten Einzelelektroden 14aj 14b; 14c. Als Zündkerze kann, aber auch eine bei Pkw-Ottomotoren übliche Kerze mit Hakenelektroden verwendet werden. Ebenfalls ist die Anwendung einer Glühkerze nicht auszuschließen«

Die Seitenwandung 4 des Brennraumes 3 wird aus zwei ineinander übergehenden Krümmungslinien 5; .6 gebildet, wobei sich die erste Krümmungslinie 5 mit dem kleineren Krümmungsradius R-von der eingeschnürten Brennraumöffnung 3a bis zum größten Brennraumdurchmesser Dg und die zweite Krümmungslinie 6 mit dem größeren Krümmungsradius Rp bis zum im wesentlichen flach ausgebildeten Brennraumboden 7 erstreckt bzw* in diesen übergeht, wobei der Brennraumboden 7 in der Mitte auch eine Aufwölbung aufweisen kann. Der größte Brennraumdurchmesser D-p, in dessen Horizontalebene auch die Mittelpunkte 5a; 6a, der Kr ümmungslinien 5; 6 liegen, beträgt dabei das. 0,t~- bis 0,7-fache des Kolbendurchmessers 1L· und befindet sich, vom Boden 1a des Kolbens 1 aus, in einer Tiefe t~, die dem 0,3- bis 0,4-fachen der Brennraumtiefe T-g entspricht. Der kleinere Krümmungsradius R-. der Seitenwandung 4 weist dabei eine länge von 0,2 bis 0,3 der Brennraumtiefe T-g, der größere Krümmungsradius-Rp eine länge von 0,5 bis 0,75 der Brennraumtiefe T-g auf. Schließlich liegt der Durchmesser d™ der eingeschnürten. Brennraum-

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öffnung 3a-zwischen 0,85 und 0,95 des Brennraumdurchmessers D_B> wobei die Wandhöhe dieser öffnung zwischen 0,1 und 0,15 der Brennraumtiefe T-n beträgt.

Der Auftreffpunkt 9a des Kraftstoffstrahles 9 auf der Seitenwandung 4 liegt in OT-Stellung des Kolbens 1 in einem Abstand a von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe T^ unterhalb des Bodens 1a. Dabei schließt derselbe mit dem Zentrum der Mittelelektrode 13 der Zündvorrichtung 11, in einer senkrecht zur Brennraumachse χ liegenden Ebene projiziert, einen Zentriwinkel cC von 15 bis 45° ein·

In ?ig. 2 ist auch noch die tatsächliche Größe des Winkels β dargestellt, den der Kraftstoffstrahl 9 mit einer zur Brennraumaclise ζ senkrechten Ebene einschließt, wobei die Gerade die Ebene senkrecht zur Brennraumachse χ abbildet und die Strecke 16 den Abstand vom Strahlabspritzpunkt 8a zum Auftreffpunkt 9a in Richtung der Brennraumachse s dargestellt.

Wie aus Pig. 2 noch weiterhin ersichtlich ist, brauchen sich aus konstruktiven Gesichtspunkten der Strahlabspritzpunkt 8a sowie die Zündvorrichtung 11 nicht unbedingt direkt diametral gegenüberliegen, sondern können auch etwas von der Brennraummitte (Kolbenmitte) versetzt angeordnet sein. Auch wäre es möglich, den Brennraum 3 selbst etwas außermittig anzuordnen, wenn ebenfalls aus konstruktiven Gründen der Abstand der Zündvorrichtung 11 zur Zylindermitte unter Umständen etwas größer sein muß als bei einem mittigen Brennraum 3· Dabei kann im vorliegenden Fall wegen des größeren Brennraumdurchmessers D₁-, trotzdem noch auf eine Dusenschnaupe verzichtet werden.

Claims

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Erfindungsanspruch

Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes durch, einen Strahl zu seinem Hauptteil auf die Wand des im Kolben vorgesehenen rotationsicSrperförmigen Brennraumes, bei der der einströmenden Luft durch bekannte Mittel eine solche Drehbewegung in Richtung des eingespritzten Kraftstoffstrahles erteilt wird, daß hierdurch der Kraftstoff in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst und mit der luft vermischt wird, die Einspritzdüse im Zylinderkopf in der Wähe des Brennraumrandes liegt und die der Einspritzdüse gegenüberliegende Zündvorrichtung in oberer Totpunktstellung des Kolbens in den Brennraum eintaucht, gekennzeichnet dadurch, daß die Seitenwandung (4) des Brennraumes (3) - im Querschnitt gesehen - aus zwei ineinander übergehenden Krümmungslinien (5; 6) gebildet ist, wobei sich, die erste Krümmungslinie (5) mit dem kleineren Krümmungsradius (R^) von einer eingeschnürten Brennraumöffnung (3a) bis zum größten Brennraumdurchmesser (Dg) und die zweite Krümmungslinie (6) mit dem größten Krümmungsradius (R₀) bis zum im wesentli-

C.

chen flach ausgebildeten Brennraumboden (7) erstreckt bzw. in diesen übergeht, der größte Brennraumdurchmesser (Dg) das 0,5- bis 0,7-fache des Kolbendurchmessers (B^) beträgt und - vom Boden (1a) des Kolbens (1) aus - sich in einer Tiefe (t_D) befindet, die dem 0,3- bis 0,4-fachen der Brennraumtiefe (T-n) entspricht und der kleinere Krümmungsradius (R.) der Seitenwandung (4) eine Länge von 0,2 bis 0,3 der Brennraumtiefe (TtJ der größere Krümmungsradius (R₀) aber eine Länge von 0,5 bis -0,75 der Brennraumtiefe (*τ>) aufweist, wobei das Verhältnis Durchmesser (d^) der Brennraumöffnung Oa) zum größten Brennraumdurchmesser (D-g) zwischen 0,85 und 0,95 und die Wandhöhe (tp) der Brennraumöffnung (3a) zwischen 0,1 und 0,15 der Brennraumtiefe (T-O liegt*

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2» Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der mittlere Teil des Brennraumbodens (7) - wie an sich bekannt - als kuppelförmige Erhebung ausgebildet ist.
3· Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß" der Kraftstoffstrahl (9) mit einer zur Brennraumachse (x) senkrechten Ebene einen Winkel (A) von 10 bis 15° einschließt, wobei der Auftreffpunkt (ya) des geometrischen Kraftstoffstrahles (9) auf der Seitenwandung (4) in OT-Stellung des Kolbens (1) in einem Abstand (a) von 40 bis 60 % der Brennraumtiefe (T_ß5 unterhalb des Bodens (1a) des Kolbens (1) liegt·
4* Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zentriwinkel (*£ ) ·' zwischen dem Auftreffpunkt (9a) und dem Zentrum der Zündvorrichtung (11) r in einer senkrecht zur Brennraumachse (x) liegenden Ebene projiziert - zwischen 15 und 45 beträgt.
5· Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zündvorrichtungen) aus zueinander parallel verlaufenden Stabelektroden besteht.
6· Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1 und 5, gekennzeichnet.dadurch, daß die den einen Pol der Zündvorrichtung (11) bildende Str,b;lektrode aus mehreren, um die den anderen Pol bildende Mittelelektrode (13) angeordneten Einzelelektroden (14a? 14b; 14c) gebildet ist.
7. Fremdgesündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zündvorrichtung

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(11) aus einer Zündkerze mit einer oder mehreren Hakenelektroden besteht. -
8» Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zündvorrichtung (11) eine Glühkerze vorgesehen ist.
9« Premdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge der in oberer Totpunktstellung des Kolbens (1) in den Brennraum (3)
hineinragenden Zündvorrichtung (11) unter 12 mm gehalten ist.

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