DE2453815A1 - Kreiskolben-brennkraftmaschine mit fremdzuendung - Google Patents

Description

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AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ.

Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung

Die Erfindung betrifft eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, die ein Gehäuse aufweist, das aus einem Mantel mit mehrbogiger innerer Mantelfläche und parallelen Seitenteilen besteht, in welchem ein mehreckiger Kolben exzentrisch drehbar gelagert ist, der mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlanggleitet, wobei im Gehäuse Einlaß- und Auslaßkanäle vorgesehen sind und im Mantel mindestens eine Zündkerzenbohrung angeordnet ist, die eine Zündkerze aufnimmt und sich zur inneren Mantelfläche erstreckt und in der in Nähe der Zündkerzenelektroden eine Druckleitung mündet.

Bei bekannten Kreiskolben-Brennkraftmaschinen dieser Art wird die Verbindung zwischen der Zündkerze und der Arbeitskammer durch eine Zündkerzenbohrung hergestellt, da die Zündkerze infolge der besonderen Bauweise sowie der thermischen Belastung von Kreiskolben-Brennkraftmaschinen mit ihren Elektroden nicht direkt in die Arbeitskammer hineinragen kann. Das hat zur Folge, daß im Bereich der Zündkerzenelektroden keine wesentliche Gasströmungen entstehen können und daher nur ein geringer Frischgasaustausch stattfindet, also ein höherer Abgasanteil verbleibt, der sich nachteilig beim Zündvorgang auswirkt. In der Zündkerzenbohrung bzw. im Elektrodenbereich der Zündkerze können sich außerdem Ablagerungen bilden und Verbrennungsrückstände ansammeln, die zu einer Verengung der Zündkerzenbohrung oder

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durch Entstehen eines Nebenschlußes zu einem Ausfallen der Zündkerze führen können.

Es ist deshalb vorgeschlagen worden, eine Leitung so zu der Zündkerzenbohrung zu führen, daß mit Hilfe von durch diese Leitung geleiteter Druckluft die Rückstände aus der Zündkerzenbohrung in die Arbeitskammer geblasen werden können. Ein in der Leitung angeordnetes Rückschlagventil schließt hierbei die Leitung gegen ein Eindringen und Zurückfließen von Brenngasen über die Zündkerzenbohrung ab. Eine andere Lösung sieht ohne die Verwendung einer besonderen Druckluftquelle vor, daß bei einer Mehrfachmaschine die Verdichtungskammer der einen Maschine mit der Zündkerzenbohrung der anderen Maschine über eine Leitung unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles verbunden ist, wodurch ein Brennstoff-Luft-Gemisch zur Reinigung von Verbrennungsrückständen in die Zündkerzenbohrung geblasen und dadurch vermieden wird, daß sich in der Zündkerzenbohrung Luft oder ein brennstoffarmes Gemisch befindet. Obwohl bei dieser Lösung der Elektrodenbereich der Zündkerze mit zündwilligem Frischgas umspült wird, besteht diese wie auch die vorgenannte Ausführung aus einem mehrmals verzweigten Leitungssystem, in das zusätzliche Rückschlagventile eingefügt werden müssen. Ausserdem läßt sich die letztgenannte Ausführung nur bei einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in mindestens zweifacher Anordnung verwirklichen. Derartige, mit zusätzlichen Einrichtungen auszurüstende Lösungen erfordern jedoch einen verhältnismäßig hohen Aufwand und sind infolge der ständig wechselnden Beanspruchung auf die Dauer nicht funktionssicher. Wird zum Beispiel die zur Zündkerzenbohrung führende Leitung an eine benachbarte Arbeitskammer angeschlossen, wie in einer weiteren Lösung vorgeschlagen wurde, so ist in diesem Falle zwar kein Rückschlagventil notwendig, aber ein hierdurch mögliches Überströmen und ein Gasaustausch

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zwischen benachbarten Arbeitskammerη kann zu einem unerwünschten Kurzschluß führen, der einen Leistungsverlust und den Ausstoß unverbrannter Gase zu Folge haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit verhältnismäßig einfachen Kitteln eine Spülung

und
der Zündkerzenbohrungi'der Zündkerzenelektroden erreicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckleitung mit einer geschlossenen Spülkammer in Verbindung steht.

Der erfindungsgemäße Vorschlag hat die Wirkung, daß die Spülkammer während des Verdichtungsvorganges durch die Zündkerzenbohrung und über die Leitung gedrücktes Frischgas aufnimmt. Im Verlauf des dieser Arbeitsphase folgenden. Iu, Bereich der Zündkerzenbohrung eintretenden Druckabfalls kann das in die Spülkammer gedrückte Frischgas durch die Zündkerzenbohrung zurückströmen und hierbei vorhandene Verbrennungsrückstände in die Arbeitskammer blasen und dabei die Zündkerzenbohrung mit Frischgas versorgen. Durch den ständigen Druckwechsel bei Betrieb der Γ-'aschine im Bereich der Zündkerzenbohrung und daa dadurch hervorgerufene Pulsieren können nicht nur Ablagerungen vermieden, sondern zur Gewährleistung einer .einwandfreien Zündung auch der Bereich der Zündkerzenbohrung ständig mit Frischgas gespült und gleichzeitig gekühlt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die geschlossene Spülkammer ein Kurzschluß zwischen benachbarten Arbeitskammern vermieden werden kann.

IJm besonders an den Elektroden der Zündkerze unerwünschte Verbrennungsrückstände zu vermeiden, kann bei einer Zündkerze, deren Ker,:- ^: „roäuse den die ZUndkerzenolektrco.eri

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enthaltenden Raum umschließt, in der äußeren Umfangsfläche des Kerzengehäuses und/oder in der Wand der Zündkerzenbohrung eine Ringnut vorgesehen sein, in welche die Druckleitung mündet, und das Kerzengehäuse radiale Bohrungen aufweisen, die sich von der Ringnut zu den die Zündkerzenelektroden aufnehmenden Raum erstrecken* Durch diese an sich bekannte Maßnahme werden außer der Zündkerzenbohrung ebenfalls die Elektroden ständig umspült, so daß sich auch an dieser Stelle keine Ablagerungen bilden können und direkt an den Elektroden stets ein Frischgas vorgelagert wird.

Die Spülkammer kann im Mantel in Nähe der Zündkerze angeordnet sein, wodurch sich zur Sicherstellung der Punktion der Spülkammer für die Druckleitung ein kurzer Weg ergibt. Eine besonders zweckmäßige und einfache Bauweise sowie eine kostengünstige Herstellung kann dadurch erreicht werben, daß die Spülkainmer von einer den Mantel parallel zur Mantelfläche durchdringenden Bohrung gebildet wird, die von beiden Seitenteilen verschlossen ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart im Querschnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Zündbereichs der in Fig. 1 gezeigten Kreiskolben-Brennkraftmaschine, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Mantel gemäß Linie III III in Fig. 2.

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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in .der schematisch eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart dargestellt ist, die ein Gehäuse aufweist, welches sich aus einem Mantel 1 mit zweibogiger innerer Mantelfläche 2 und parallelen Seitenteilen 3 zusammensetzt und in welchem ein dreieckiger Kolben 4 auf dem Exzenter 5 einer Exzenterwelle 6 drehbar gelagert ist. Der Kolben 4 trägt an seinen Ecken Dichtleisten 7 j die beim Umlaufen des Kolbens 4 in Drehrichtung D ständig an der inneren Mantelfläche 2 des Mantels 1 entlanggleiten, wodurch volumenveränderliche Arbeitskammern A, B, C gebildet werden. Zur Durchführung eines Viertaktverfahrens in jeder dieser Arbeitskamm.ern sind im Mantel 1 ein Einlaßkanal 8 für Frischgas, mindestens eine Zündkerze 9 und ein Auslaßkanal 10 für die verbrannten Gase vorgesehen. Der Einlaßkanal 8 kann auch in einem oder beider, Seitenteilen angeordnet sein. Jede Arbeitskammer A, B, C führt bei Drehung des Kolbens 4 nacheinander einen Ansaug-, Verdichtungs-, Expansions- und Ausschubtakt aus, wobei sich bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Kolbens 4 die Arbeitskammer A im Ansaugtakt, die Arbeitskammer B im Verdichtungstakt und die Arbeitskammer C im Expansionstakt befinden.

Die Zündkerze 9 ist im Aus führurigsbei spiel in Drehrichtung D des Kolbens 4 vor der kurzen Achse 11 in einem Bereich der inneren Mantelfläche 2 angeordnet, in welchem der Kolben 4 beim Überfahren durch eine Dichtleiste 7 die gestrichelt gezeigte Stellung X einnimmt, wobei in dieser Stellung im wesentlichen in der durch die Dichtleiste 7 getrennten Arbeitskammer. B der A.nsaugtakt beendet ist, während in der Arbeitskammer C der Expansionstakt vor sich geht. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, die Zündkerze 9 in einem Bereich nach der kurzen Achse 11 oder je eine Zündkerze vor und nach der kurzen Achse anzuordnen.

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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Zündkerze 9 in üblicher Weise aus einem Kerzengehäuse 12, einer Mittelelektrode \~5, die von einem Isolator 14 umgeben ist, und einer Masseelektrode 15 besteht, die bei diesem Ausführungsbeispiel an der Stirnfläche des Kerzengehäuses 12 angebracht ist. Die Zündkerze 9 ist in die Zündkerzenbohrung 16 eines Einsatzes 1? eingeschraubt, der in einer Bohrung l8 des-Mantels 1 eingeschrumpft oder eingepresst oder auch bei einer Herstellung des Mantels eingegossen ist. Von der Zündkerzenbohrung 1β erstreckt sich ein Kanal 19" bis zur inneren Mantelfläche 2. Das Kerzengehäuse 12 weist im Bereich des Einschraubgewindes eine Ringnut 20 auf, von der radiale Bohrungen 21 bis zu dem die Mittelelektrode I3 und die Masseelektrode 15 aufnehmenden-Raum 22 führen. In der Wand der Zündkerzenbohrung 16 ist auf der gleichen Ebene der Ringnut 20 eine weitere Ringnut 23 vorgesehen, in die eine Druckleitung 24 mündet, die mit einer unmittelbar neben der Zündkerze. 9 angeordneten, geschlossenen Spülkammer 23 in Verbindung steht.

Wenn sich die Arbeitskammer B - wie in Fig. 2 dargestellt im Verdichtungstakt befindet, so·können Frischgase aus der Arbeitskammer B durch den Kanal I9 in die Zündkerzenbohrung 16 und von dort durch den die Zündkerzenelektroden aufnehmenden Raum 22 über die radialen Bohrungen 21 in die Ringnut 20 und 23 und dann durch die Druckleitung 24 in die Spülkammer 25 gedrückt werden. Wenn sich nun der Kolben 4 aus der gezeigten Stellung in Drehrichtung D weiterbewegt und der Kanal I9 nach Zündung des Gemisches von der folgenden Dichtleiste 7 überschliffen worden ist, was der in Fig. 1 gezeigten Stellung X entspricht, so wird das in die Spülkammer 25 gedrückte Frischgas infolge des hierbei eintretenden Druckabfalls den urngekehrten Weg über den Raum 22 und den Kanal I9 in die Arbeitskammer B zurückströmen, da in dieser:; Augenblick in der Arbeitskam-

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mer B nach Beendigung des Ansaugtaktes gegenüber der Ar-

er

beitskammer G ein geringerT~D_ruck herrscht. Das Zurückströmen hat eine wirksame. Spülung des die Zündkerzenelektroden enthaltenden Raumes 22 zur Folge, wodurch gleichzeitig evtl. eingedrungene Verbrennungsrückstände ausgeblasen werden, so daß im Bereich der Zündkerzenelektroden vor dem Einsetzen der nachfolgenden Zündung stets ein zündwilliges Gemisch vorhanden ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Spülkammer 25 auf einfache Weise von einer Bohrung gebildet, die den Mantel 1 parallel zur Mantelfläche 2 durchdringt und von beiden Seitenteilen 3 verschlossen ist.

- Patentansprüche -

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Claims (7)

Patentansprüche

1.)Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit -Fremdzündung, die ein Gehäuse aufweist, das aus einem Mantel mit mehrbogiger innerer Mantelfläche und parallelen Seitenteilen besteht, in welchem ein mehreckiger Kolben exzentrisch drehbar gelagert ist, der mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlanggleitet, wobei im Gehäuse Einlaß- und Asslaßkanäle vorgesehen sind und im Mantel mindestens eine Zündkerzenbohrung angeordnet ist, die eine Zündkerze aufnimmt und sich zur inneren Mantelfläche erstreckt, und in der in Nähe der Zündkerzenelektroden eine Druckleitung mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (24) mit einer geschlossenen Spülkammer (25) in Verbindung steht.

2. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch l.mit einer Zündkerze, deren Kerzengehäuse den die Zündkerzenelektroden enthaltenden Raum umschließt, dadurc'h gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsfläche des Kerzengehäuses (12) und/oder in der Wand der Zündkerzenbohrung (16) eine Ringnut (20,23) vorgesee hen ist, in Vielehe die Druckleitung (24) mündet, und daß das Kerzengehäuse (12) radiale Bohrungen (21) aufweist, die sich von der Ringnut (20) zu den die Zündkerzenelektroden aufnehmenden Raum (22) erstrecken.

3. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkammer (25) im Mantel (1) in Nähe der Zündkerze (9) angeordnet ist.

4. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden .

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkammer (25)

von einer den Mantel (1) parallel zur Mantelfläche (2) durchdringenden Bohrung gebildet wird, die von beiden Seitenteilen verschlossen ist.

7. 11. 1974
N/RRX, Co/tk

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