DE3626757A1 - Brennkraftmaschine mit einer oder mehreren quetschspalten zwischen kolben und zylinderkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Zwecke der Abgasentgiftung, verbunden mit niedrigem Verbrauch, werden Systeme oder Verfahren vorgeschlagen, die beim Otto-Motor sehr magere Gemische in Rotation versetzen, damit mittels dieser Rotation in schneller Folge Gemischteile zur Zündkerze kommen und damit eine sichere Zündung und einwandfreien Brennablauf gewährleisten. Sehr magere Gemische einer Zusammensetzung von Lambda 1,3 und noch magerer werden deshalb benötigt, damit nicht nur die CO und CH sondern auch die NOx sehr niedrig sind.

Ein Vorschlag besteht darin, im Bereich des Einlaßventils mittels drallerzeugenden Einrichtungen eine spiralförmige Strömung zu er­ zeugen, die sich im Brennraum bis zur Zündung fortsetzen soll. Bei den laufend wechselnden Betriebsbedingungen eines Automobilmotors in Drehzahl und Leistung bringt dieses System keine sichere Zündung, weil die Rotation nicht mit Sicherheit im Verdichtungstakt bis zur Zündung aufrecht erhalten werden kann und möglicherweise schon vorher abreißt, so daß es nicht zur Zündung kommt.

Entsprechend der DE 27 51 993 ist es bekannt, die Quetsch­ spalte zwischen dem Kolbenboden und der zugeordneten Wandung des Zylinderkopfes so auszubilden, daß in der Nähe der oberen Totpunkt­ lage des Kolbens mindestens eine Quetschspaltenströmung erzeugt wird, die parallel zu einer Wandung der Brennkammer in die Brennkammer ein­ strömt, sodaß diese Quetschspaltenströmung zusammen mit in der Brenn­ kammer angeordneten Umlenkmitteln zu einer rotierenden Strömung ver­ einigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit einem noch weiter abgemagerten Gemisch trotzdem noch eine sichere Zündung in allen Betriebsarten des Motors erreicht wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens in dem sich zwischen die Ventile erstrecken­ den Zwischenraum des Kolbenbodens eine weitere mittlere Quetschspalte angeordnet ist, welche in Verbindung mit der darüberliegenden Wandung des Zylinderkopfes eine die seitliche Quetschspaltenströmung verstär­ kende weitere Quetschspaltenströmung bildet.

Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß neben der bisher be­ kannten Quetschspaltenströmung eine weitere, mittlere Quetschspalten­ strömung erzeugt wird, die unmittelbar auf die Zündkerze gerichtet ist. Dadurch, daß sich die mittlere Quetschspalte in den Raum zwischen die Ventile mindestens teilweise hinein erstreckt, wird mit dieser mittleren Quetschspalte ein größerer Quetschweg für das Gemisch erzeugt als ver­ gleichsweise bei der bisher bekannten Quetschspaltenströmung. Die mittlere Quetschspalte setzt also die bisher bekannte Quetschspalte fort und erreicht in der Mitte der Brennkammer eine starke Beschleuni­ gung der Strömung, so daß insgesamt - über die Breite der Brennkammer gesehen - zwei seitliche rotierende Strömungswalzen erzeugt werden, zwischen denen eine schneller rotierende Strömungswalze angeordnet ist, die durch den mittleren Quetschspalt erzeugt wird. Die schnellere Rotationsgeschwindigkeit entsteht zusätzlich dadurch, daß der Rotations­ raum und -weg (Abstand Quetschspalten-Vorderkante zur Zündkerze) kleiner ist als bei den seitlich daneben liegenden Rotationsräumen. Durch die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit im Bereich der Zündkerze im Vergleich zu den benachbarten Bereichen wird der Brennvorgang unter anderem dadurch beschleunigt, daß die Strömungswalzen unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit besitzen und die mittlere Strömungswalze schneller rotiert als die benachbarten außen liegenden. Hierdurch werden die links und rechts der Zündkerze langsamer rotierenden Strömungs­ walzen von der bereits an der Zündkerze gezündeten, schnelleren Strö­ mungswalze seitlich getroffen, wobei die mittlere Strömungswalze jetzt als Zündstrahl definiert werden kann, der in die seitlichen, langsameren Strömungswalzen eindringt, diese hierdurch verwirbelt, so daß sich diese intensiv und schnell mit dem Zündstrahl vermischen und durchbrennen.

Damit wird der Vorteil erreicht, daß der Brennvorgang wegen der unter­ schiedlichen Druckverhältnisse auch in den äußeren Strömungswalzen schneller abläuft.

Mit der technischen Lehre nach der Erfindung ist es deshalb möglich, einen späteren Zündzeitpunkt im Vergleich zu bekannten Anordnungen einzustellen, was zusätzlich im Magergemisch eine noch weitere Ver­ ringerung der NOx bringt.

In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß die mittlere Quetschspalte durch eine keilförmige Umlenknase am Kolbenboden gebildet ist. Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Ebene der Fläche der Umlenknase in gleicher Ebene wie die Flächen der sich seitlich anschließenden Quetschspalten liegt, so daß ein - über die Breite der Brennkammer gesehen - geradliniger Über­ gang von den Quetschspalten in die Brennkammer gewährleistet ist.

ln einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vor­ gesehen, daß sich an die äußeren Quetschspalten eine mittlere Quetsch­ spalte mit unterschiedlich geneigter Fläche anschließt, so daß die von den außenliegenden, langen Quetschspalten erzeugte Strömung im Winkel über die mittlere Quetschspalte geleitet wird und danach in die Brenn­ kammer einströmt.

Wichtig bei allen Ausführungsformen ist ferner, daß den an der einen Seite des Zylinderkopfes erzeugten gleichgerichteten Quetschspalten­ strömungen eine an der anderen Seite des Zylinderkopfes erzeugte Quetschspaltenströmung entgegengesetzt gerichtet ist, welche durch in der Brennkammer angeordnete Umlenkmittel gleichsinnig in die oben genannten anderen Quetschspaltenströmungen eingeleitet wird. Hierdurch wird eine weitere Beschleunigung der rotierenden Strömungswalzen erreicht, weil die an der anderen Seite des Zylinderkopfes angeordnete Quetschspalte ihre Quetschspaltenströmung gleichsinnig und im Sinne einer Verstär­ kung der Rotationswirkung in die Brennkammer einleitet.

Es gibt hierbei mehrere Möglichkeiten die Richtung dieser Quetsch­ spaltenströmung so zu bestimmen, daß es zu einer gleichsinnigen Ein­ leitung in die in der Brennkammer rotierenden Strömungswalzen kommt.

In einer ersten Ausführungsform ist hierbei die Ebene der an dieser Seite des Zylinderkopfes angeordneten Quetschspalte senkrecht zur Längsachse des Kolbens und die zur gleichsinnigen Einleitung in die Brennkammer notwendigen Umlenkmittel sind hierbei durch Umlenkbögen im Kolbenboden und in der Zylinderkopfwand gebildet.

In einer zweiten Ausführungsform wird die an dieser Seite des Zylinder­ kopfes erzeugte Quetschspaltenströmung durch eine im Zylinderkopf an­ geordnete Umlenknase erzeugt, die schräg in die Brennkammer herein ragt und mit ihrer Unterseite eine Schräge bildet, der eine gleichgerich­ tete Schräge im Kolbenboden gegenüberliegt.

Die Richtung dieser Quetschspalte zeigt damit schräg zum Kolbenboden, so daß die schräg auf dem Kolbenboden auftreffende Quetschspaltenströ­ mung an der gegenüberliegenden Seite des Kolbenbodens durch einen Um­ lenkboden umgelenkt wird und so gleichsinnig in die aus den gegenüber­ liegenden Quetschspalten hervorschießenden Quetschspaltenströmungen eingeleitet wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteran­ sprüche.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungs­ wesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeich­ nungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: Schnitt duch eine Brennkammer in einer ersten Ausführungs­ form entsprechend der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2: Draufsicht auf den Kolbenboden mit einem Schnitt entspre­ chend der Linie II-II in Fig. 3 mit gestrichelt einge­ zeichneter Lage der Ventile und der Zündkerze,

Fig. 3: Schnitt durch die Brennkammer nach Fig. 1 und 2 in Höhe der Linie III-III,

Fig. 4: Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Brennkammer entsprechend der Linie IV-I in Fig. 6,

Fig. 5: Schnitt gemäß der Linie V-V durch die Brennkammer nach Fig. 3,

Fig. 6: Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 4 mit gestrichelt eingezeichneter Lage der Ventile und der Zündkerze,

Fig. 7-9: eine im Vergleich zur Darstellung der Fig. 1-3 abge­ wandelte Ausführungsform einer Brennkammer,

Fig. 10: Schnitt gemäß X-X in Fig. 12 durch eine weitere Ausführungs­ form einer Brennkammer,

Fig. 11: Schnitt gemäß XI-XI durch die Brennkammer in Fig. 12,

Fig. 12: Draufsicht auf den Kolbenboden mit einem Schnitt gemäß XII-XII in Fig. 11 mit gestrichelt eingezeichneter Lage der Ventile.

Im Zylinder 1 ist der Kolben 2 angeordnet, wobei im Zylinderkopf 5 ein Einlaßventil 6 und ein Auslaßventil 7 angeordnet sind. Die im Kolbenboden 15 ausgebildete Brennkammer 8 wird durch eine im Kolben­ boden 15 angeordnete, wannenförmige Vertiefung 22 gebildet, während die gegenüberliegende Seite durch die geneigte Fläche 9 der Wandung des Zylinderkopfes 5 gebildet wird. Der Zylinderkopf 5 weist an der einen Seitenwand einen Umlenkbogen 4 auf, der stetig in die wannen­ förmige Vertiefung 22 im Kolbenboden 15 übergeht. Die eine Seiten­ wand der Vertiefung 22 ist durch einen weiteren Umlenkbogen 20 gebildet, der seinerseits wiederum stetig in die obere Wandung des Zylinderkopfes 5 übergeht.

Hierdurch ergibt sich insgesamt eine wannenförmige Brennkammer 8, in der eine rotierende Strömung des Gemisches in der folgend beschriebenen Weise erzeugt wird.

Auf der einen Seite des Zylinderraums ist der Kolben 2 mit einer nach oben gerichteten geneigten Fläche 10 ausgebildet, der die parallel dazu verlaufende geneigte Fläche 9 des Zylinderkopfes 5 gegenüber liegt. Diese beiden, gegenüberliegenden Flächen 9, 10 bilden einen Quetschspalt 25, dessen Mündung schräg nach oben in die Brennkammer 8 gerichtet ist, so daß die aus der Quetschspalte 25 austretende Quetschspaltenströmung 29 etwa parallel zur Unterseite der Ventile 6, 7 und zur oberen Wandung des Zylinderkopfes 5 verläuft. Die Quetschspaltenströmung 29 wird nach dem Überstreichen der Unterseite der Ventile 6, 7 an dem Umlenkbogen 4 umgelenkt und vereinigt sich dort mit einer kleineren Quetschspalten­ strömung 41, die aus einem an der rechten Seitenwand des Zylinders ausgebildeten Quetschspalte 13 strömt, der ebenfalls durch zugeordnete Flächen des Kolbens 2 und des Zylinders 1 gebildet ist.

Diese in Pfeilrichtung 23 (vgl. Fig. 3) umgelenkte Strömung trifft auf die Vertiefung 22 im Kolbenboden 15 und wird dort in Pfeilrich­ tung 12 umgelenkt, so daß sie am Boden der Vertiefung 22 entlangströmt.

Die am Boden der Vertiefung 22 entlangströmende, schnellrotierende Strömung wird am Umlenkbogen 20 einer Umlenknase 16 umgelenkt und wird so wiederum stetig in Richtung zum Zylinderkopf 5 umgelenkt.

In der Brennkammer 8 wird also eine schnellrotierende Strömung in den Pfeilrichtungen 11, 12 erreicht.

Erfindungsgemäß ist im Zwischenraum zwischen den Ventilen eine weitere Umlenknase 17 angeordnet, die ebenfalls mit einer gleichen schrägen Fläche 9 versehen ist, wie der dahinterliegende Quetschspalt 25.

Entsprechend der Fig. 3 wird das Gemisch zunächst durch die Quetsch­ spalte 25 stark beschleunigt und in Form von seitlichen Quetschspalten­ strömungen 29 über die Ventile 6, 7 in Richtung zur Zündkerze 14 gelenkt.

Im mittleren Bereich der Brennkammer gelangt diese Quetschspaltenströ­ mung 29 in den zusätzlichen, mittleren, durch die Umlenknase 17 ausge­ bildeten Quetschspalt 26 und wird dort weiter beschleunigt, so daß sich in der Mitte der Brennkammer 8 eine Quetschspaltenströmung 30 höherer Geschwindigkeit ergibt, die im Zwischenraum zwischen den Ven­ tilen 6, 7 auf die Zündkerze 14 gerichtet ist.

Im mittleren Bereich der Brennkammer 8 wird also eine schneller rotie­ rende Quetschspaltenströmung 30 erzeugt, die mit hoher Geschwindigkeit auf die gegenüberliegend angeordnete Zündkerze 14 auftrifft und dort in Pfeilrichtung 23 am Umlenkbogen 4 der Zylinderkopfwand 3 umgelenkt wird.

Ein verbesserter Effekt ergibt sich dann, wenn die Zündkerze 14 in einem Vorraum 24 in der Zylinderkopfwand 3 angeordnet ist, der gegen­ über der Brennkammer 8 zurückversetzt ist. Die Richtung des Vor­ raums 24 muß so gerichtet sein, daß der aus dem Vorraum 24 austre­ tende Zündstrahl 18 etwa parallel in die in Pfeilrichtung 23 vorbei­ strömende Quetschspaltenströmung 30 eingeleitet wird.

Dies wird nach einem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dadurch erreicht, daß die obere Kante 19 des Vorraumes 24 etwa parallel zu der in Pfeil­ richtung 23 vorbeiströmenden Quetschspaltenströmung 30 liegt, wodurch eine schnelle Durchzündung des Gemisches gewährleistet ist.

In Fig. 5 ist die stirnseitige Ansicht des Kolbenbodens mit Darstel­ lung der mittleren Umlenknase 17 gezeigt.

Hierbei ist erkennbar, daß die aus den beiden seitlichen Quetschspalten 25 austretenden Strömungswalzen 31 für sich rotieren, während die durch den mittleren Quetschspalt 26 gebildete Quetschspaltenströmung 30 eine schneller rotierende Strömungswalze 32 bildet, welche in der be­ schriebenen Weise auf die gegenüberliegende Zündkerze 14 trifft.

Es wird hierbei bevorzugt, wenn die mittlere Umlenknase 17 sich keil­ förmig in den Zwischenraum 21 zwischen die Ventile 6, 7 erstreckt. Ge­ mäß Fig. 5 weist die Umlenknase 17 eine vordere Stirnseite 28 auf, an die sich seitliche, im Winkel daran anschließende, Keilflächen 27 anschließen, welche in die seitlich sich daran anschließenden Umlenk­ nasen 16 stetig übergehen.

In den Fig. 4 und 6 ist als weitere Ausführungsform eine andere Brenn­ kammer gezeigt, bei der die außen liegenden Quetschspalten 45 einen Winkel in Bezug zur mittleren Quetschspalte 46 bilden. Die außen lie­ genden Quetschspalten 45 bilden hierbei äußere Quetschspaltenströ­ mungen 39, die in der beschriebenen Weise langsamer rotieren als die mittlere Quetschspaltenströmung 40, welche durch den Quetschspalt 46 erzeugt ist.

Entsprechend Fig. 6 erstreckt sich wiederum in dem Zwischenraum zwischen den Ventilen 6, 7 eine mittlere Umlenknase 37, die stetig in die seitlich sich daran anschließenden Umlenknasen 36 übergeht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7-9 gelten im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-3 für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen. Es gelten im übrigen auch die gleichen Ansichten wie in den Fig. 1-3 gezeichnet. Unterschiedsmerkmal dieses Ausfüh­ rungsbeispiels ist, daß die wannenförmige Vertiefung 22 im Kolben­ boden 15 entfällt. Der Kolbenboden 15 ist im Bereich der Brennkammer 8 eben ausgebildet und bildet z. B. eine Ebene mit der rechten Quetsch­ spalte 13. Entsprechend der Beschreibung zu den Fig. 1-3 werden bei diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch die Erzeugung einer mittleren Quetschspaltenströmung 30, welche seitlich von der Quetschspaltenströmung 29 begrenzt ist, die vorher beschriebenen Merkmale und Vorteile erzielt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10-12 handelt es sich um eine weitere Variante, die die gleichen Vorteile wie die vorher be­ schriebenen Ausführungsformen bietet. Im übrigen gelten für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen wie vorher angegeben.

Im Zylinder 1 ist der Kolben 2 angeordnet, wobei im Zylinderkopf 5 ein Einlaßventil 6 und ein Auslaßventil 7 angeordnet ist. Außerdem ist im Zylinderkopf 5 eine nach unten - in den Brennraum 8 - ragende längliche Umlenknase 52 angeordnet. Diese Umlenknase 52 ist auf der Brennkammer zugeordneten Seite als Umlenkbogen 4 gestaltet und hat auf der anderen Seite eine Schräge, die mit der entsprechenden Schräge in der Vertiefung 62 des Kolbenbodens 15 einen Quetschspalt 53 bildet, wenn sich der Kolben 2 in oberer Lage befindet.

Im Kolben 2 ist auf seiner oberen Seite die Brennkammer 8 angeordnet, die auf der einen Seite vom Umlenkbogen 4 des Zylinderkopfes 5 begrenzt wird und auf der anderen Seite selbst einen Umlenkbogen 60 aufweist. Auf der linken Seite der Kolbenoberkante ist diese waagerecht aus­ gebildet und bildet mit der Unterkante der Zylinderkopfwand 3 in oberer Lage des Kolbens äußere Quetschspalten 65. Zwischen den Ventilen 6, 7 ist der Umlenkbogen 60 im Kolben 2 näher zur Mitte gerückt, wodurch sich ein mittlerer verlängerter Quetschspalt 66 zwischen den Ventilen er­ streckt.

Die Zündkerze 14 ist im Bereich der Umlenknase 52 angeordnet. Vorzugs­ weise wird sie etwas zurückgesetzt, so daß ein Vorraum 63 zwischen Zünd­ kerze 14 und Brennkammer 8 vorhanden ist. Dieser Vorraum 63 verengt sich in Richtung Brennraum 8 zu einem Ausgang 64 der entweder rund oder als Längsschlitz ausgebildet ist. Die Längsrichtung dieses Längs­ schlitzes verläuft in Richtung zwischen den Ventilen 6, 7.

Die Vorgänge in dieser Brennkammer 8 zum Zünden und Durchbrennen des Gemisches ist wie folgt:

Beim Verdichtungsvorgang des Kolbens 8 befindet er sich auf dem Weg nach oben bei 30°-40° vor oberen Totpunkt etwa 8-10 mm vor der Zylinderkopfwand 3. Damit setzt die Wirkung der Quetschspalten 53, 65, 66 voll ein und es findet eine Rotation des Gemisches in der Brennkammer 8 statt.

Auf einer Seite entströmt das Gemisch aus dem Quetschspalt 53 in Form einer Quetschspaltenströmung 71 und läuft mit hoher Geschwindigkeit in Pfeilrichtung 12 an der Vertiefung 62 des Kolbenbodens 15 entlang, wird am Umlenkbogen 60 umgelenkt und strömt in die aus den Quetschspalten 65 und 66 herausgepreßten Quetschspaltenströmungen 69, 70 in deren Pfeilrichtung 11. Beide Ströme fließen an den Tellern der Ventile 6, 7 entlang, wobei das Auslaßventil 7 gekühlt wird und werden am Umlenk­ bogen 4 in die aus dem Quetschspalt 53 kommende Quetschspaltenströ­ mung 71 gelenkt.

So entsteht in der Brennkammer 8 eine Rotation des Gemisches mit sehr hoher Geschwindigkeit.

Im Bereich der Zündkerze 14 wird diese Rotation noch mehr beschleunigt, da der der Zündkerze 14 gegenüberliegende, äußere Quetschspalt 66 länger ist als die Quetschspaltflächen der äußeren Quetschspalten 65. Außer­ dem ist die Brennkammer 8 in diesem Bereich kürzer, wodurch der Rotationsweg verkürzt und die Rotation beschleunigt wird. Es bildet sich dadurch eine mittlere, schneller rotierende Strömungswalze 32 (vgl. Fig. 5).

Eine weitere Beschleunigung der Rotation im mittleren Bereich der Brennkammer 8 erfolgt durch den Strahl des gezündeten Gemischs. Da die Kerze 14 etwas zurückversetzt ist und einen Vorraum 63 mit vereng­ tem Ausgang 64 hat, drängt das im Vorraum 63 gezündete Gemisch mit hoher Geschwindigkeit, zusätzlich beschleunigt durch den engen Aus­ gang 64, in Richtung des rotierenden Gemisches am Umlenkbogen 4 und beschleunigt dessen Rotation zusätzlich.

Durch die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit der mittleren Strömungswalze 32 aus der mittleren Quetschspaltenströmung 70 im Bereich der Zündkerze 14 im Vergleich zu den äußeren Strömungswalzen 31 (vgl. Fig. 5) der äußeren Quetschspalten 65 wird der Brennvorgang unter anderem dadurch beschleunigt, daß die Strömungswalzen 31, 32 (vgl. Fig. 5) unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit besitzen und die mittlere Strömungswalze 32 schneller rotiert als die benach­ barten außen liegenden Strömungwalzen 31.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäßen Vorgänge das Gesamtdurch­ brennen des Gemisches stark verkürzt.

Durch die erfindungsgemäß technische Lehre wird also erreicht, daß der Zündzeitpunkt zurückgestellt werden kann, die Temperaturspitzen geringer werden und die NOx gesenkt werden.

Diese sind schon gering, da das sehr magere Gemisch einen Luftüberschuß von 30% und mehr hat, was ebenfalls die Brenntemperatur niedriger hält, womit weniger NOx entstehen. Die CO sind infolge des mageren Gemisches ohnedies niedrig und die CH sind durch die vollständige Verbrennung mittels Rotation sehr niedrig. Prüfungsergebnisse zeigen eine Senkung des Verbrauchs von 15-20% gegenüber den heute be­ kannten Motoren.

Die Konstruktion ist einfach und preiswert und bedarf keiner kost­ spieligen Steuerungen elektronischer oder sonstiger Art.

• Zeichnungslegende  1 Zylinder
   2 Kolben
   3 Zylinderkopfwand
   4 Umlenkbogen
   5 Zylinderkopf
   6 Einlaßventil
   7 Auslaßventil
   8 Brennkammer
   9 Fläche
  10 Fläche
  11 Pfeilrichtung
  12 Pfeilrichtung
  13 Quetschspalt
  14 Zündkerze
  15 Kolbenboden
  16 Umlenknase (Vertiefung 22)
  17 Umlenknase (Mitte)
  18 Zündstrahl
  19 obere Kante
  20 Umlenkbogen
  21 Zwischenraum
  22 Vertiefung (Kolben 2)
  23 Pfeilrichtung
  24 Vorraum
  25 Quetschspalt (außen)
  26 Quetschspalt (Mitte)
  27 Keilfläche (Umlenknase 17)
  28 Stirnseite (Umlenknase 17)
  29 Quetschspaltenströmung (Quet. 25)
  30 Quetschspaltenströmung (Quet. 26)
  31 Strömungswalze (Quet. 25)
  32 Strömungswalze (Quet. 26)
  36 Umlenknase
  37 Umlenknase (Mitte)
  39 Quetschspaltenströmung (Quet. 45)
  40 Quetschspaltenströmung (Quet. 13)
  41 Quetschspaltenströmung (Quet. 13)
  45 Quetschspalt (außen)
  46 Quetschspalt (Mitte)
  52 Umlenknase
  53 Quetschspalt
  60 Umlenkbogen
  62 Vertiefung (Kolben 2)
  63 Vorraum
  64 Ausgang
  65 Quetschspalt (außen)
  66 Quetschspalt (Mitte)
  69 Quetschspaltenströmung (Quet. 65)
  70 Quetschspaltenströmung (Quet. 66)
  71 Quetschspaltenströmung (Quet. 53)

Claims (16)

1. Brennkraftmaschine mit einer oder mehreren Quetschspalten zwischen Kolben (2) und Zylinderkopf (5) und Umlenkmitteln (4, 20, 60) in der Brennkammer (8), die eine rotierende Strömung in der Brennkammer (8) erzeugen, wobei die obere Wandung der Brennkammer (8) durch den Zylinderkopf (5) und die Seitenwandung durch den Zylinder (1) ge­ bildet sind und mindestens an einer Seite des Kolbenbodens (15) eine Fläche (10) angeordnet ist, die mit einer gegenüberliegenden Fläche (9) des Zylinderkopfes (5) eine Quetschspalte (25, 45, 65) bildet, welche in der Nähe der oberen Totpunktlage des Kolbens (2) mindestens eine Quetschspaltenströmung (29, 39, 69) erzeugt, die parallel zur einen Wandung der Brennkammer (8) in die Brennkammer (8) einströmt, welche durch die in der Brennkammer (8) angeordneten Umlenkmittel (4, 20, 60) zu einer rotierenden Strömung vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in dem sich zwischen die Ventile (6, 7) erstreckenden Zwischenraum (21) des Kolbenbodens (15) eine weitere mittlere Quetschspalte (26, 46, 66) ange­ ordnet ist, welche in Verbindung mit der darüber liegenden Wandung des Zylinderkopfes (5) eine die seitlichen Quetschspaltenströmungen (29, 39, 69) verstärkende weitere Quetschspaltenströmung (30, 40, 70) bildet.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Quetschspalte (26, 46) durch eine keilförmige Umlenknase (17, 37) am Kolbenboden (15) gebildet ist, (Fig. 1, 2).

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere, durch die keil­ förmige Umlenknase gebildete Quetschspalte (26) in gleicher Ebene die Fläche (10) der seitlichen Quetschspalten (25) fortsetzt (Fig. 3).

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Fläche der mittleren Quetschspalte (46) von der Ebene der Fläche der seitlichen Quetsch­ spalten (45) abweicht, (Fig. 4).

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den mittleren Quetschspalt (26) ausbildende Umlenknase (17, 37) eine in den Zwischenraum (21) zwischen die Ventile (6, 7) ragende, schmalere Stirnseite (28) auf­ weist, an deren Seiten sich Keilflächen (27) anschließen, welche in die Umlenknasen (16, 36) der seitlichen Quetschspalten (25, 45) einmünden, (Fig. 6).

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Quetschspalte (66) durch eine senkrecht zur Kolbenlängsachse angeordneten Fläche des Kolbenbodens (15) gebildet ist, der eine in gleicher Ebene angeord­ ne Wandung des Zylinderkopfes (5) gegenüberliegt, (Fig. 10-12).

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der mittleren Quetsch­ spalte (66) in gleicher Ebene liegt wie die Fläche der äußeren Quetschspalten (65), (Fig. 10-12).

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß den an der einen Seite des Zylinder­ kopfes (5) erzeugten, gleichgerichteten Quetschspaltenströmungen (29, 30; 39, 40; 69, 70) eine an der anderen Seite des Zylinderkopfes (5) erzeugte Quetschspaltenströmung (41, 71) entgegen gerichtet ist, welche durch in der Brennkammer (8) angeordnete Umlenkmittel (4, 20, 22; 60, 62) gleichsinnig in die anderen Quetschspaltenströmungen (29, 30; 39, 40; 69, 70) eingeleitet wird, (Fig. 1-12).

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an der anderen Seite des Zylinder­ kopfes (5) erzeugte Quetschspaltenströmung (71) durch eine schräge Unterseite einer am Zylinderkopf (5) angeordneten Umlenknase (52) er­ zeugt wird, der eine gleichgerichtete schräge Fläche des Kolbens (2) gegenüberliegt, (Fig. 10-12).

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wandung der Brennkammer (8) bildende vordere Fläche der Umlenknase (52) als Umlenkbogen (4) ausgebildet ist, (Fig. 10, 11).

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die durch die mittlere Quetsch­ spalte (26, 46, 66) erzeugte Quetschspaltenströmung (30, 40, 70) auf die Zündkerze (14) gerichtet ist, (Fig. 1-12).

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (14) in einem von der Brennkammer (8) zurückversetzten Vorraum (24, 63) angeordnet ist und der aus dem Vorraum (24, 63) austretende Zündstrahl (18) in Rich­ tung der rotierenden Strömung in die Brennkammer (8) gerichtet ist, (Fig. 4, 11).

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum (63) einen Ausgang (64) mit verengtem Querschnitt bildet, (Fig. 11).

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des verengten Ausgangs (64) rund ist, (Fig. 11).

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Ausgang (64) als Längs­ schlitz ausgebildet ist, dessen Längsachse in Längsrichtung zwischen den Ventilen (6, 7) angeordnet ist.

16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum (24, 63) und der Ausgang (64) im Bereich des Umlenkbogens (4) der Brennkammer (8) angeordnet sind.