DE1804383A1 - Luftverdichtende,fremdgezuendete Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 7995A

Stuttgart-Untertürkheim ■ .18. Okt. 1968

Patentanm eldung

Luftverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende, fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff durch eine Einspritzdüse in einem oder mehreren Strahlen in den Brennraum eingespritzt wird.

Von luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen wird häufig gefordert, daß sie im sogen. Vielstoffbetrieb auch bei Verwendung von Kraftstoffen stark unterschiedlicher Zündwilligkeit betriebsfähig sind. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es bisher üblich, das Verdichtungsverhältnis so weit zu erhöhen, daß auch Kraftstoffe geringer Zündwilligkeit sicher gezündet werden können. Die Verbrennung hochklopffester Kraftstoffe der Größenordnung ROZ 100 ist jedoch nur noch mit unerträglich hohen Verdichtungsverhältnissen möglich, weshalb ein echter Vielstoffbetrieb, d.h. die Verwendung von Kraftstoffen der ROZ 15 bis ROZ 100 nicht möglich ist. Es ist deshalb naheliegend, eine selbstzündende Brennkraftmaschine bei Verwendung selbstzündunwilliger Kraftstoffe, d.h. hochoktaniger Kraftstoffe, mit Fremdzündung zu betreiben. Ein solcher Betrieb ist bei Brennkraftmaschinen mit reiner Luftverhältnisregelung jedoch nur dann möglich, wenn sich unabhängig^ von Belastung, d.h. Gesamtluftverhältnis, und Drehzahl an der Zündquelle immer ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der eingangs genannten luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine eine Zündquelle so anzuordnen, daß entsprechend den verwendeten Kraftstoffen ohne weiteres ein wahlweiser Betrieb mit Selbst- oder Fremdzündung möglich ist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Zündkerze ausgebildete Zündquelle der eingangs genannten fe Brennkraftmaschine dicht neben der Einspritzdüse angeordnet ist und eine Elektrode in Form eines Fangbleches aufweist, das unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des bzw. eines KraftstoffStrahles der Einspritzdüse hineinragt, und daß die Zündkerze mit ihrer üblich ausgebildeten weiteren Elektrode auf der dem Kraftstoffstrahl abgelegenen Seite des Fangbleches angeordnet ist.

Beim Betrieb einer so ausgebildeten Brennkraftmaschine fängt das Fangblech einen kleinen Teil des KraftstoffStrahlrandes ab, wobei sich der aufgebrachte Kraftstoff auf dem Fangblech filmai»tig ausbreitet, woraufhin im Falle der Zündung der Zündfunke von der zweiten Elektrode durch den Kraftstoffilm hindurch auf W das Fangblech durchschlägt und dabei das vor dem Fangblech gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch zündet. Der Funkenüberschlag, der zunächst durch eine Luftschicht, sodann durch ein Kraftstoff-Luft-Gemisch und schließlich durch den Kraftstoffilm auf das Fangblech erfolgt, ergibt den großen Vorteil, daß an irgendeiner Stelle der Funkenstrecke zwischen Luft und Kraftstoff in jedem Falle ein zündfähiges Gemisch entsteht und gezündet t werden kann.

Die düsennahe Anordnung der Zündquelle bringt dabei nicht nur den weiteren Vorteil mit sich, daß die Zündflamme auch etwaige weitere, von der gleichen Düse ausgehende Einspritzstrahlen sehr

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schnell erreicht, sondern auch den noch weiteren Vorteil, daß sich auf der als Fangblech ausgebildeten Elektrode unabhängig von Belastung bzw. Gesamtluftverhältnis und Drehzahl stets ein Kraftstoffilm befindet, an dessen luftseitiger Begrenzung ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Brennraum der eingangs genannten Brennkraftmaschine in an sich bekannter Weise als Kolbenbrennraum ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß ein solcher Kolbenbrennraum die bekannten Vorteile bezüglich des Verbrennungeablaufes auch in Verbindung mit einer Fremdzündung bietet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungegemäfie Einspritzbrennkraftmaschine in einem die Zündkerzenanordnung zeigenden schematisch gehaltenen axialen Teilschnitt durch einen Arbeitszylinder;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Arbeitskolben der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher Darstellung der Einspritz- und Zündanordnung.

Die dargestellte Brennkraftmaschine weist einen in einem Arbeitszylinder 1 in üblioher, und deshalb nicht besonders dargestellter Weise hin- und hergehend verschiebbaren und seine Bewegung auf eine Kurbelwelle übertragenden Arbeitskolben 2 sowie einen Zylinderkopf 3 auf. Der Arbeitskolben 2 ist mit einem etwa zylindrischen, exzentrisch zur Kolbenachse angeordneten Kolbenbrennraum Ί versehen, in den bei der dargestellten Kolbenstellung kurz vor dem Verdichtungstotpunkt ebenfalls exzentrisch zur Achse des Kolbenbrennraumes eine Einspritzdüse 5 und eine Zündkerze 6 hineinragen, die beide in üblicher Weise im Zylinderkopf 3 festgelegt sind.

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Die Einspritzdüse 5 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel als Vierlochdüse ausgebildet, deren Strahlrichtungen in Umfangsrichtung der Düse gleichmäßig verteilt sind und gemeinsam auf einem Kegelmantel liegen, dessen Kegelwinkel nur wenig unter 180° beträgt. Die Zündkerze 6 ist dicht neben der Einspritzdüse 5 und außerdem im Randbereich des einen, gemäß der Zeichnung nach rechts gerichteten KraftstoffStrahles 7 angeordnet.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Zündkerze P 6 eine als Fangblech 8 ausgebildete Elektrode auf, wobei dieses Fangblech unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des Kraftstoffstrahles 7 der Einspritzdüse 5 hineinragt. Die zweite, üblich ausgebildete Elektrode 9 der Zündkerze 6 ist auf der dem Kraftstoffstrahl 7 abgelegenen Seite des Fangbleches 8 angeordnet.

Wird die beschriebene Brennkraftmaschine mit einem Dieselkraftstoff im Dieselverfahren betrieben, dann bleibt die Zündkerze 6 abgeschaltet oder braucht lediglich zur Starthilfe herangezogen zu werden. Soll die Brennkraftmaschine jedoch mit einem hochklopffesten Kraftstoff entsprechend geringerer Zündwilligk keit betrieben werden, dann wird auch die Zündkerze 6 in üblicher Weise mit betrieben. Dabei befindet sich im Augenblick der Zündung auf dem Fangblech 8 ein dünner Kraftstoffilm, durch den der Zündfunken hindurchschlägt. Dadurch, daß sich zwischen dem Fangblech 8 und der anderen Elektrode 9 der Zündkerze 6 außer dem Kraftstoffilm nach der Elektrode 9 hin ein zunächst fettes, sodann aber zur Elektrode 9 hin immer mehr in Luft übergehendes Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet, ist stets an irgendeiner Stelle der Funkenstrecke ein zündfähiges Gemisch vorhanden, von dem die Zündung ausgeht. Da sich die entsprechende Zündflamme nahe der Einspritzdüse 5 befindet, kann sie auch den Kraftstoff der übrigen Kraftstoffstrahlen der Einspritzdüse 5 schnell erreichen.

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BAD ORIGINAL

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Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So könnte die Brennkraftmaschine auch einen anderen als den dargestellten Kolbenbrennraum aufweisen, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

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Claims (2)

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1. Luftverdichtende, fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff durch eine Einspritzdüse in einem oder mehreren Strahlen in den Brennraum eingespritztwird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zündkerze (6) ausgebildete Zündquelle dicht neben der Einspritzdüse (5) angeordnet ist und eine Elektrode in Form eines Fangbleches (8) aufweist, das unter einem spitzen Winkel in den Randbereich des bzw. eines KraftstoffStrahles (7) der Einspritzdüse (5) hineinragt, und daß die Zündkerze (6) mit ihrer üblich ausgebildeten weiteren Elektrode (9) auf der dem Kraftstoffstrahl (7) abgelegenen Seite des Fangbleches (8) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Brennraum in an sich bekannter Weise als Kolbenbrennraum ausgebildet ist.

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