DE2549933A1 - Vorkammer im zylinderkopf einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine - Google Patents

Vorkammer im zylinderkopf einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine

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DE2549933A1
DE2549933A1 DE19752549933 DE2549933A DE2549933A1 DE 2549933 A1 DE2549933 A1 DE 2549933A1 DE 19752549933 DE19752549933 DE 19752549933 DE 2549933 A DE2549933 A DE 2549933A DE 2549933 A1 DE2549933 A1 DE 2549933A1
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Description

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V-SF Λ,
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Vorkammer im Zylinderkopf einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorkammer im Zylinderkopf einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, insbesondere eine Vorkammer eines Schichtlademotors, wobei die eine öffnung fur die Zündkerze und zumindest eine Öffnung zum Hauptbrennraum hin aufweisende Vorkammer im Zylinderkopf als gesondertes Bauteil ausgeführt ist, und der Vorkammer Kraftstoff-Luftgemisch durch eine Einspritzdüse zugeführt wird.
Es ist eine Vorkammer der genannten Art für einen fremdgezündeten Schichtlademotor bekannt (DT-OS 2 037 532), die einen mit dem Zylinderkopf verschraubten Deckel teil umfasst, in den die Einspritzdüse und die Zündkerze eingesetzt sind. Der andere Teil der Vorkammer wird durch einen Einsatz aus wärmedämmendem Material gebildet, in dem Verbindungsöffnungen zum Hauptbrennraum vorgesehen sind. Da die Einspritzdüse einerseits und die Verbindungsöffnungen andererseits in verschiedenen Bauteilen angeordnet sind, ist aufgrund der FertigungstOleranzen eine exakte Lage der Einspritzdüse zu den VerbiradüiKigsöffnungen nicht gewährleistet. Versuche aber haben ergeben, daß gerade dieser motorinterne Parameter einen wesentlichen Einfluß auf die Abgasemission, den Kraftstoffverbrauch und das Betriebs verhalten eines fremdgezündeten Schi chtl adeuaotors hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorkammer im Zylinderkopf einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, insbesondere eine Vorkammer eines Schichtlademotors zu schaffen, bei der durch die Lage der Einspritzdüse zu der den sogenannten Schußkanal bildenden öffnung bzw. öffnungen zwischen der Vorkammer und dem Hauptbrennraum kein negativer Einfluß auf die Abgas-Emission, den Kraftstoffverbrauch und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorkammer in einer sich zumindest abschnittweise zum Hauptbrennraum hin erweiternden öffnung des Zylinderkopfes angeordnet ist und durch axial zur Einspritzdüsen-Mittelebene angeordnete Befestigungsmittel in der öffnung festgesetzt ist.
Eine zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung ist unter anderem darin zu sehen, daß die öffnung einen zylindrischen Teil umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum hin erweiternde Teil kegelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der öffnung ausgebildete Vorkammer im Bereich des Hauptbrennraumes einen kugelförmigen Abschluß aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles der öffnung stirnseitig offen ist und die Vorkammer in diesem Bereich durch ein Innengewinde mit der Einspritzdüse verschraubt und durch ein Aussengewinde mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene verlaufenden Ebene des Zylinderkopfes zusammenwirkende Kontermutter in der öffnung festgesetzt ist. Eine weitere Ausführungsform ist, daß die öffnung einen zylindrischen Teil umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum hin erweiternde Teil kegelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der öffnung ausgebildete Vorkammer im Bereich des Hauptbrennraumes einen kegelförmigen Abschluß aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles der öffnung stirnseitig offen ist und die Vorkammer in diesem Bereich durch ein Innengewinde mit der Einspritzdüse verschraubt ist und stirnseitig derart dimensioniert
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ist, daß zwischen einer an einem Absatz der Einspritzdüse einerseits und einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene verlaufenden Ebene des Zylinderkopfes andererseits anliegenden Stützscheibe und der Stirnseite der Vorkammer in montiertem Zustand ein Luftspalt verbleibt, so daß die Vorkammer durch die mittels des Absatzes auf die Stützscheibe aufliegende Einspritzdüse in der öffnung festgesetzt ist. Dabei ist die Vorkammer im Zylinderkopf durch einen achsparallel zur Einspritzdüse in der Ebene durch die Umfangsfläche der Vorkammer und die Umfangsflache der öffnung gebildeten Ebene'angeordneten Sperrstift in Umfangsrichtung gesichert. Ebenfalls als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die öffnung einen zylindrischen Teil umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum hin erweiternde Teil kugelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der öffnung ausgebildete Vorkammer im Bereich des Hauptbrennraumes einen kugelförmigen Abschluß aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles der öffnung stirnseitig offen ist und die Vorkammer in diesem Bereich durch ein Innengewinde mit der Einspritzdüse verschraubt und durch ein Außengewinde mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene verlaufenden Ebene des Zylinderkopfes zusammenwirkende Kontermutter in der öffnung festgesetzt ist, wobei bei beiden AusfUhrungsbeispielen mit einer Kontermutter zwischen Kontermutter und der Ebene des Zylinderkopfes eine Schraubensicherung bekannter Bauart angeordnet ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nach erfolgter Demontage die Einspritzdüsen immer die gleiche Lage zu den entsprechenden Schußkanälen bei einer neuerlichen Montage aufgrund der axial zur Einspritzdüse angeordneten Befestigungsmittel einnimmt. Darüber hinaus sind durch die Anordnung der Vorkammer in einer sich zumindest abschnittweise zum Hauptbrennraum hin erweiternden öffnung die Befestigungsmittel der Vorkammer nicht den Verbrennungsdrücken der Brennkraftmaschine ausgesetzt, da diese ausschließlich von den Seitenwänden der öffnung im Zylinderkopf aufgenommen werden.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 die Vorkammer mit kegeligem Einpass und Halterung
mit einer Feststellmutter,
Fig. 2 die Vorkammer mit kegeligem Einpass und Halterung
durch die Einspritzdüse,
Fig. 3 die Vorkammer mit Vorkammerbrennraum in Kugelform
und Halterung mit einer Feststellmutter, und
Fig. 4 die Vorkammer mit Vorkammerbrennraum in Kugelform und Halterung durch Gewinde im Zylinderkopf.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinderkopf bezeichnet, der einen Hauptbrennraum 2, eine öffnung 3 für die Vorkammer 4 und eine öffnung für die Zündkerze 6 aufweist. Die öffnung umfasst einen zylindrischen Teil 7 und einen sich zum Hauptbrennraum 2 hin erweiternden kegeligen Teil 8, wobei die
entsprechend der öffnung 3 ausgebildete Vorkammer 4 im
Bereich des Hauptbrennraumes 2 einen kugelförmigen Abschluß aufweist. Im Abschluß 9 ist eine den Vorkammerbrennraum 10 mit dem Hauptbrennraum 2 verbindende öffnung 11, der sogenannte Schußkanal, vorgesehen. In dem kegeligen Teil 8 der öffnung 3 weist die Vorkammer 4 eine die öffnung 5 für die Zündkerze 6 mit dem Vorkammerbrennraum 10 verbindende öffnung auf, wobei die öffnung 5 und die öffnung 12 einen annähernd gleich großen Durchmesser aufweisen und etwa fluchtend zueinander angeordnet sind. Im Bereich des zylindrischen Teiles der öffnung 3 ist die Vorkammer 4 stirnseitig offen und durch ein Innengewinde 13 in diesem Bereich mit der Einspritzdüse verschraubt. Gleichzeitig weist die Vorkammer 4 in diesem
Bereich ein Außengewinde 15 auf, durch das die Vorkammer 4 mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene A-A verlaufenden Ebene 16 des Zylinderkopfes 1 zusammenwirkende Kontermutter 17 in der öffnung 3 festgesetzt wird, wobei die kegelige Fläche 19 der Vorkammer 4 an dem
kegeligen Teil 8 der öffnung 3 zur Anlage gelangt. Zwischen der Kontermutter 17 und der Ebene 16 des Zylinderkopfes 1 ist eine Schraubensicherung 18 bekannter Bauart angeordnet.
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In der Fig. 2 ist mit 20 ein Zylinderkopf bezeichnet, der einen Hauptbrennraum 21, eine öffnung 22 für die Vorkammer 23 und eine öffnung 24 für die Zündkerze 25 aufweist. Die öffnung 22 umfasst einen zylindrischen Teil 26 und einen sich zum Hauptbrennraum 21 hin erweiternden kegeligen Teil 27j wobei die entsprechend der öffnung 22 ausgebildete Vorkammer 23 im Bereich des Hauptbrennraumes 21 einen kegeligen Abschluß 28 aufweist. Im Abschluß 28 ist eine den Vorkammerbrennraum 29 mit dem Hauptbrennraum 21 verbindende öffnung 30, der sogenannte Schußkanal, vorgesehen. Im kegeligen Teil 27 der öffnung 26 weist die Vorkammer 23 eine die öffnung 24 für die Zündkerze 25 mit dem Vorkammerbrennraum 29 verbindende öffnung 31 auf, wobei die öffnung 24 und die öffnung 31 einen annähernd gleich großen Durchmesser aufweisen und etwa fluchtend zueinander angeordnet sind. Im Bereich des zylindrischen Teiles 26 der öffnung 22 ist die Vorkammer 23 stirnseitig offen und durch ein Innengewinde 32 in diesem Bereich mit der Einspritzdüse 33 verschraubt. Stirnseitig ist die Vorkammer 23 derart dimensioniert, daß zwischen einer an einem Absatz 34 der Einspritzdüse 33 einerseits und einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene B-B verlaufenden Ebene 35 des Zylinderkopfes 20 andererseits anliegenden Stützscheibe 36 und der Stirnseite 37 der Vorkammer 23 in montiertem Zustand ein Luftspalt verbleibt, so daß die Vorkammer 23 durch die mittels des Absatzes 34 auf die Stützscheibe 36 aufliegende Einspritzdüse 33 in der öffnung 22 festgesetzt wird, wobei die kegelige Fläche 38 der Vorkammer 23 an dem kegeligen Teil 27 der öffnung 22 zur Anlage gelangt. Die Vorkammer ist im Zylinderkopf durch einen achsparallel zur Einspritzdüsen-Mittelebene B-B in der durch die Umfangsflache der Vorkammer 23 und der Umfangsflache der öffnung 22 gebildeten Ebene angeordneten Sperrstift 77 in Umfangsrichtung gesi chert.
In der Fig. 3 ist mit 39 ein Zylinderkopf bezeichnet, der einen Hauptbrennraum 40, eine öffnung 41 für die Vorkammer 42 und eine öffnung 43 für die Zündkerze 44 aufweist. Die öffnung 41 umfasst
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einen zylindrischen Teil 45 und einen sich zum Hauptbrennraum
40 hin erweiternden kugelförmigen Teil 46, wobei die entsprechend der öffnung 41 ausgebildete Vorkammer 42 im Bereich des Hauptbrennraumes 40 einen kugelförmigen Abschluß 47 aufweist. Im Abschluß 47 ist eine den Vorkammerbrennraum 48 mit dem Hauptbrennraum 40 verbindende öffnung 49, der sogenannte Schußkanal, vorgesehen. Im kugelförmigen Teil 46 der öffnung
41 weist die Vorkammer 42 eine die öffnung 43 für die Zündkerze 44 mit dem Vorkammerbrennraum 48 verbindende öffnung 50 auf, wobei die öffnung 43 und die öffnung 50 einen annähernd gleich großen Durchmesser aufweisen und etwa fluchtend zueinander angeordnet sind. Im Bereich des zylindrischen Teiles 45 der öffnung 41 ist die Vorkammer 42 stirnseitig offen und durch ein Innengewinde 51 in diesem Bereich mit der Einspritzdüse 52 verschraubt. Gleichzeitig weist die Vorkammer 42 in diesem Bereich ein Außengewinde 53 auf, durch das die Vorkammer 42 mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene C-C verlaufenden Ebene 54 des Zylinderkopfes 39 zusammenwirkende Kontermutter 55 in der öffnung 41 festgesetzt wird, wobei die kugelförmige Fläche 56 der Vorkammer 42 an dem kugelförmigen Teil 46 der öffnung 41 zur Anlage gelangt. Zwischen der Kontermutter 55 und der Ebene 54 des Zylinderkopfes 39 ist eine Schraubensicherung 57 bekannter Bauart angeordnet.
In der Fig. 4 ist mit 58 ein Zylinderkopf bezeichnet, der einen Hauptbrennraum 59, eine öffnung 60 für die Vorkammer 61 und eine öffnung 62 für die Zündkerze 63 aufweist. Die öffnung 60 umfasst einen zylindrischen Teil 64 und einen sich zum Hauptbrennraum 59 hin erweiternden kugeligen Teil 65, wobei die entsprechend der öffnung 60 ausgebildete Vorkammer 61 im Bereich des Hauptbrennraumes 59 einen kugelförmigen Abschluß 66 aufweist. Im Abschluß sind zwei den Vorkammerbrennraum 67 mit dem Hauptbrennraum 59 verbindende öffnungen 68 und 69, die sogenannten Schußkanäle, vorgesehen. Im kugeligen Teil 65 der öffnung 60 weist die Vorkammer eine die öffnung 62 für die Zündkerze 63 mit dem Vorkammerbrennraum 67 verbindende öffnung 70 auf, wobei die öffnung 62 und die öffnung 70 einen annähernd gleich großen Durchmesser aufweisen
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und etwa fluchtend zueinander angeordnet sind. Im Bereich des zylindrischen Teiles 64 der öffnung 60 ist die Vorkammer 61 stirnseitig offen und durch ein Innengewinde 71 in diesem Bereich mit der Einspritzdüse 72 verschraubt. Gleichzeitig weist die Vorkammer 61 in diesem Bereich ein Außengewinde 73 auf, durch das die Vorkammer 61 mit dem Zylinderkopf 58 verschraubt ist. Zwischen dem zylindrischen Teil 64 und dem kugelförmigen Teil 65 der öffnung 60 weist der Zylinderkopf sowie die Vorkammer 61 einen rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelachse D-D verlaufenden Absatz 74 bzw. 75 auf, die in montiertem Zustand der Vorkammer 61 unter Vermittlung eines elastischen Dichtringes 76 gegeneinander zur Anlage gelangen.
In montiertem Zustand der Vorkammern der Figuren 1 bis 4 werden während des Betriebes der Brennkraftmaschine die Verbrennungsdrücke vorkammersei tig ausschließlich von den kegeligen Flächen 8 und 9 (Fig. 1) oder 27 und 30 (Fig. 2), den kugeligen Flächen 46 und 56 (Fig. 3) oder den Absatzflächen 74 und 75 (Fig. 4) aufgenommen, ohne daß die Befestigungselemente 15 und (Fig. 1), 32 und 36 (Fig. 2), 51 und 55 (Fig. 3) und 73 (Fig. 4) diesen ausgesetzt sind. Nach erfolgter Demontage nehmen die Einspritzdüsen immer die gleiche Lage zu den entsprechenden Schußkanälen bei einer neuerlichen Montage aufgrund der axial zur Einspritzdüse angeordneten Befestigungsmittel ein.
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Leerseite

Claims (8)

T 5 2543933 Patentansprüche
1. Vorkammer im Zylinderkopf einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, insbesondere eine Vorkammer eines Schichtlademotors, wobei die eine öffnung für die Zündkerze und zumindest eine öffnung zum Hauptbrennraum hin aufweisende Vorkammer im Zylinderkopf als gesondertes Bauteil ausgeführt ist und der Vorkammer Kraftstoff-Luftgemisch durch eine Einspritzdüse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (4, 23, 42, 61 in einer sich zumindest abschnittweise zum Hauptbrennraum (2, 21, 40, 59) hin erweiternden öffnung (3, 22, 41, 60) des Zylinderkopfes (1, 20, 39, 58) angeordnet ist und durch axial zur Einspritzdüsen-Mittelebene (A-A, B-B, C-C, D-P) angeordnete Befestigungsmittel (15 und 17 bzw. 32 und 36 bzw. 51 und 55 bzw. 73) in der öffnung (3, 22, 41, 60) festgesetzt ist.
2. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (3) einen zylindrischen Teil (7) umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum (2) hin erweiternde Teil (8) kegelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der öffnung (3) ausgebildete Vorkammer (4) im Bereich des Hauptbrennraumes
(2) einen kugelförmigen Abschluß (9) aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles (7) der öffnung (3) stirnseitig offen ist und die Vorkammer (4) in diesem Bereich durch ein Innengewinde (13) mit der Einspritzdüse (14) verschraubt und durch ein Außengewinde (15) mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene (A-A) verlaufenden Ebene (16) des Zylinderkopfes (1) zusammenwirkende Kontermutter (17) in der öffnung (3) festgesetzt ist.
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3. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (22) einen zylindrischen Teil (26) umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum (21) hin erweiternde Teil (27) kegelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der Öffnung (22) ausgebildete Vorkammer (23) im Bereich des Hauptbrennraumes (21) einen kegelförmigen Abschluß (28) aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles (26) der Öffnung (22) stirnseitig offen ist und die Vorkammer (23) in diesem Bereich durch ein Innengewinde (22) mit der Einspritzdüse (33) verschraubt ist und stirnseitig derart dimensioniert ist, daß zwischen einer an einem Absatz (34) der Einspritzdüse (33) einerseits und einer rechtwinklig zur Brennstoffeinspritzdüsen-Mittelebene (B-B) verlaufenden Ebene (35) des Zylinderkopfes (20) andererseits anliegenden Stützscheibe (36) und der Stirnseite (37) der Vorkammer (23) in montiertem Zustand ein Luftspalt verbleibt, so daß die Vorkammer (23) durch die mittels des Absatzes (34) auf die StUtzscheibe (36) aufliegende Einspritzdüse (33) in der Öffnung (22) festgesetzt ist.
4. Vorkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (23) im Zylinderkopf (20) durch einen achsparallel zur EinspritzdUsen-Mittelebene (B-B) in der durch die Umfangsflache der Vorkammer (23) und der Umfangsfläche der Öffnung (22) gebildeten Ebene angeordneten Sperrstift (77) in Umfangsrichtung gesichert ist.
5. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (41) einen zylindrischen Teil (45) umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum (40) hin erweiternde Teil (46) kugelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der Öffnung (41) ausgebildete Vorkammer (42) im Bereich des Hauptbrennraumes (40) einen kugelförmigen Abschluß (47) aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles (45) der Öffnung (41) stirnseitig offen ist und die Vorkammer (42) in diesem Bereich durch ein Innengewinde (51) mit der Einspritzdüse (52) verschraubt und durch ein Außengewinde (53)
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mittels einer mit einer rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene (C-C) verlaufenden Ebene (54) des Zylinderkopfes (39) zusammenwirkende Kontermutter (55) in der öffnung (41) festgesetzt ist.
6. Vorkammer nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kontermutter (17, 55) und der Ebene (16, 54) des Zylinderkopfes (1, 39) eine Schraubensicherung (18, 57) bekannter Bauart angeordnet ist.
7. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die öffnung (60) einen zylindrischen Teil (64) umfasst, und der sich zum Hauptbrennraum (59) hin erweiternde Teil (65) kugelförmig ausgebildet ist, wobei die entsprechend der öffnung (60) ausgebildete Vorkammer (61) im Bereich des Hauptbrennraumes (59) einen kugelförmigen Abschluß (66) aufweist, im Bereich des zylindrischen Teiles (64) der öffnung (60) stirnseitig offen ist und die Vorkammer (61) in diesem Bereich durch ein Innengewinde (71) mit der Einspritzdüse (72) verschraubt und durch ein Außengewinde (73) mit dem Zylinderkopf (58) verschraubt ist.
8. Vorkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Teil (64) und dem kugelförmigen Teil (65) der öffnung (60) der Zylinderkopf (58) sowie die Vorkammer (61) eine rechtwinklig zur Einspritzdüsen-Mittelebene (D-D) verlaufende Absatzfläche (74 bzw. 75) aufweisen, die in montiertem Zustand der Vorkammer (61) unter Vermittlung eines elastischen Dichtringes (76) gegeneinander zur Anlage gelangen.
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DE19752549933 1975-11-07 1975-11-07 Vorkammer im zylinderkopf einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine Withdrawn DE2549933A1 (de)

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