WO2022175033A1 - Vorkammerzündkerze für eine verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Vorkammerzündkerze für eine verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs, sowie verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2022175033A1
WO2022175033A1 PCT/EP2022/051698 EP2022051698W WO2022175033A1 WO 2022175033 A1 WO2022175033 A1 WO 2022175033A1 EP 2022051698 W EP2022051698 W EP 2022051698W WO 2022175033 A1 WO2022175033 A1 WO 2022175033A1
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WO
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prechamber
combustion chamber
spark plug
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/051698
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English (en)
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Inventor
Werner HOLLY
Dietmar Bertsch
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1019—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber
    • F02B19/1023—Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder with only one pre-combustion chamber pre-combustion chamber and cylinder being fed with fuel-air mixture(s)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/12—Engines characterised by precombustion chambers with positive ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/16—Chamber shapes or constructions not specific to sub-groups F02B19/02 - F02B19/10
    • F02B19/18—Transfer passages between chamber and cylinder

Definitions

  • Prechamber spark plug for an internal combustion engine in particular a motor vehicle, and internal combustion engine
  • the invention relates to a prechamber spark plug for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention also relates to an internal combustion engine with at least one such prechamber spark plug.
  • DE 102018 007 093 A1 discloses a prechamber spark plug for a combustion chamber of an internal combustion engine as known.
  • the prechamber spark plug has a prechamber with a plurality of openings, via which the prechamber can be fluidically connected to the combustion chamber.
  • a fuel-air mixture can be introduced from the combustion chamber into the antechamber via the openings.
  • the openings are designed to bring about a tumble-shaped flow of the fuel-air mixture flowing into the antechamber via the openings.
  • DE 102004 039 818 A1 discloses a method for igniting an internal combustion engine with prechamber ignition.
  • a prechamber ignition device is known from DE 39 13665 A1.
  • DD 2 07 953 A1 discloses a combustion chamber insert for an internal combustion engine.
  • the object of the present invention is to create a prechamber spark plug and an internal combustion engine with such a prechamber spark plug, so that particularly stable combustion can be implemented in the prechamber spark plug.
  • a first aspect of the invention relates to a prechamber spark plug for a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.
  • the motor vehicle designed for example as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the internal combustion engine in its fully manufactured state and can be driven by means of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an output shaft, which can be designed as a crankshaft, for example.
  • the internal combustion engine can be designed as a reciprocating engine or as a reciprocating engine.
  • the internal combustion engine has a motor housing designed in particular as a cylinder housing, in particular a cylinder crankcase, which is also referred to as an engine block and, for example, has, forms or delimits at least one combustion chamber.
  • a piston of the internal combustion engine is accommodated in the cylinder in a translationally movable manner, so that the piston and the cylinder each partially delimit the combustion chamber.
  • the piston is, for example, coupled in an articulated manner to the output shaft, in particular the crankshaft, via a connecting rod, so that the translational movements of the piston in the cylinder can be converted into a rotational movement of the output shaft.
  • the output shaft is rotatable about an axis of rotation relative to the motor housing.
  • the internal combustion engine can provide torque for driving the motor vehicle via the output shaft.
  • fuel and air in particular liquid, are introduced into the combustion chamber.
  • the air which is also referred to as fresh air
  • the fuel form a fuel-air mixture, also referred to simply as a mixture, or are components of the mixture, which is at least temporarily accommodated in the combustion chamber.
  • the prechamber spark plug has a prechamber which is at least partially, in particular at least predominantly and thus more than half or completely, delimited or formed, for example, by a housing of the prechamber spark plug, in particular directly by the housing. It is preferably provided that the housing is a housing that is designed separately from the motor housing and is provided in addition thereto, which can be held at least indirectly on the motor housing.
  • the prechamber spark plug has a plurality of connecting channels, via which the prechamber can be fluidly connected or is connected to the combustion chamber. For example, the respective connection channel is formed in the housing of the prechamber spark plug, that is for example, in particular completely, by the housing of the prechamber spark plug, in particular directly.
  • the antechamber is fluidically separated from the combustion chamber, in particular completely, except for a respective fluidic connection between the antechamber and the combustion chamber that is realized via the respective connecting channel.
  • the mixture can be introduced from the combustion chamber into the antechamber via the connecting channels. If, for example, the aforementioned piston moves from its bottom dead center to its top dead center, the mixture initially received in the combustion chamber, i.e. at least part of the mixture, is thereby, for example, removed from the combustion chamber via the connecting channels, i.e. through the connecting channels, into introduced the antechamber, in particular pressed into it.
  • the prechamber spark plug can provide or generate at least one ignition spark in the prechamber.
  • the mixture that has flowed into the prechamber and is thus at least temporarily received in the prechamber is ignited and thereby burned by means of the ignition spark.
  • At least or precisely one of the connecting ducts is provided at its end opposite the antechamber, on the combustion chamber side, via which the fuel-air mixture can be introduced or flows into the at least one connecting duct , has a chamfer that is produced in a particularly targeted manner.
  • the chamfer or an edge of the chamfer facing away from the prechamber on the combustion chamber side at whose edge, for example, the at least one connecting channel, in particular towards the combustion chamber, ends or, conversely, begins viewed from the combustion chamber towards the prechamber, an inlet opening of the at least one connection duct in the circumferential direction of the at least one connection duct, in particular completely delimited all around.
  • the at least one connecting channel opens into the combustion chamber via its inlet opening, so that the mixture flows into the at least one connecting channel via the inlet opening, flows through the at least one connecting channel starting from the inlet opening, flows out of the at least one connecting channel and into the antechamber and thus via the at least one connecting channel flows or is directed into the antechamber.
  • a longitudinal area of the at least one connecting duct is limited, in particular in the circumferential direction of the at least one connecting duct, in particular completely, circumferentially, in particular directly, with the longitudinal area extending towards the antechamber, i.e. in the direction of flow of the at least one connecting duct flowing through and behind the Antechamber flowing mixture tapers.
  • the longitudinal area is, for example, conical or truncated. It was surprisingly found that, compared to conventional solutions, the combustion in the antechamber can be stabilized and improved by the targeted and selective attachment of the bevel to the end of the at least one connecting channel, i.e. to the inlet opening of the at least one connecting channel.
  • the invention is based in particular on the following findings:
  • Prechamber spark plugs usually have a limited working range. They either have a reduced low-load running limit (increased occurrence of misfires at low loads) or an increased tendency to pre-ignition. Both problems are due to an accumulation of hot residual gas in a so-called breathing space.
  • the breathing space is a partial area of the antechamber and in particular an end area of the antechamber opposite the openings.
  • detachments can occur. These detachments affect a respective flow cross section through which flow occurs in the respective connecting channel.
  • the effective flow cross section through which the flow passes is smaller than the actual, geometric cross section of the respective connecting channel.
  • the effective flow cross section can be approximated more closely to the actual, geometric cross section of the at least one connecting channel through the targeted attachment of the chamfer to the inlet opening. This increases the momentum of flow through the at least one connecting channel into the antechamber.
  • the working area of the prechamber spark plug is increased compared to conventional solutions, so that a more stable ignition at idle and a lower risk of pre-ignition when the internal combustion engine is operating under full load can be achieved. Furthermore, the better combustion results in a greater increase in pressure in the antechamber and consequently a deeper penetration depth of the flares into the combustion chamber. This can also Combustion can be improved in the combustion chamber, also known as the main combustion chamber.
  • At least one other of the connecting ducts is free of a chamfer, and therefore sharp-edged, at its further end opposite the antechamber, on the combustion chamber side, via which the fuel-air mixture can be introduced into the at least one further connecting duct.
  • n the number of or all connecting channels of the prechamber spark plug
  • at least one of the connecting channels and at most n-1 of the connecting channels at their respective combustion chamber end opposite the prechamber via which the mixture can be introduced into the respective connecting channel has a bevel that is produced in a particularly targeted manner, with the remaining or other connecting channels preferably being free of a bevel and is thus formed with sharp edges.
  • a tumble-like flow of the mixture in the antechamber also referred to as a tumble flow
  • a tumble flow can be realized by means of the connecting channels.
  • the tumble-shaped flow is a tumbling flow, also referred to as a tumbling flow, which, for example, at least partially extends or runs in one plane, in which the main axis lies.
  • the antechamber is rotationally symmetrical with respect to the main axis.
  • a further finding on which the invention is based is that an excessive accumulation of hot residual gas, in particular in the breathing space, can be avoided by a particularly targeted design of the flow of the mixture in the antechamber.
  • This can be achieved by appropriately designing the connection channels.
  • this can be achieved by a targeted design of the respective end on the combustion chamber side, ie the inlet openings.
  • the at least one connecting channel at its end on the combustion chamber side Having a chamfer, while preferably the further connecting channel is free of a chamfer at its end on the combustion chamber side.
  • the at least one connecting channel and the at least one further connecting channel are spaced apart from one another by at least 90 degrees, in particular by at least 120 degrees, in the circumferential direction of the antechamber, in particular running around the main axis.
  • a further embodiment is characterized in that the at least one further connecting channel has a constant flow cross section through which the mixture can flow over its entire extent, from the end on the combustion chamber side to its second end facing the antechamber and opposite the end on the combustion chamber side.
  • the at least one further connecting channel has a constant flow cross section through which the mixture can flow over its entire extent, from the end on the combustion chamber side to its second end facing the antechamber and opposite the end on the combustion chamber side.
  • the at least one connecting duct over its entire, remaining, from the Phase up to the antechamber running extent has a constant flow cross section through which the mixture can flow.
  • the bevel is formed or produced by mechanical processing, in particular in a targeted manner.
  • the chamfer can be produced in a way that is particularly tailored to requirements, so that a particularly advantageous flow deflection can be achieved.
  • the chamfer is to be understood as a beveled surface on the combustion chamber end of the at least one connecting channel and in particular on its edge or edge, the edge or the rim being formed, for example, by the aforementioned housing of the prechamber spark plug.
  • the respective connecting channel is designed as a bore, and is therefore produced by drilling.
  • a second aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, the internal combustion engine having at least one prechamber spark plug according to the first aspect of the invention.
  • Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the drawing shows a schematic and sectional side view of a prechamber spark plug according to the invention for a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the only figure shows a schematic and sectional side view of a prechamber spark plug 10 for a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle, preferably designed as a reciprocating piston machine or reciprocating piston engine, in particular one preferably as a passenger car trained motor vehicle.
  • the motor vehicle has the internal combustion engine in its completely manufactured state and can be driven by the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an engine block which is designed, for example, as a cylinder housing, in particular as a cylinder crankcase, which has at least one cylinder, ie in particular directly delimits or forms it.
  • a piston is accommodated in the cylinder in a translationally movable manner.
  • the internal combustion engine has an output shaft, designed in particular as a crankshaft, which can provide the internal combustion engine with torque for driving the motor vehicle.
  • the piston is connected to the output shaft in an articulated manner via a connecting rod, so that the translational movements of the piston in the cylinder can be converted into a rotational movement of the output shaft.
  • the aforementioned combustion chamber is partially delimited by the cylinder and by the piston.
  • Prechamber spark plug 10 has at least or precisely one prechamber 12, which is at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely, delimited, in particular directly, by a housing 14 of prechamber spark plug 10.
  • the antechamber 12 is delimited, in particular directly, by an inner circumferential lateral surface 16 of the housing 14, in particular directly.
  • Prechamber spark plug 10 has a plurality of, i.e. at least or exactly two, connecting channels 18a, b, also referred to as nozzles and designed, for example, as through-openings, via which prechamber 12 can be fluidically connected to the combustion chamber, which is denoted by 20 in the figure and is also referred to as the main combustion chamber connected is.
  • a fuel-air mixture also referred to simply as a mixture, the flow of which is illustrated by arrows 22 in the figure, can flow out of the combustion chamber 20 via the connecting channels 18a, b into the antechamber 12.
  • the mixture from combustion chamber 20 can at least partially flow through connecting ducts 18a, b and thereby flow into prechamber 12, so that at least part of the mixture from combustion chamber 20 can flow through connecting ducts 18a, b and thus into prechamber 12 can flow in.
  • the prechamber spark plug 10 has electrodes 24 and 26 which are arranged in an electrode area 28 .
  • the prechamber spark plug 10 can generate and thus provide at least one ignition spark, in particular between the electrodes 24 and 26, the prechamber spark plug 10 can generate or provide the ignition spark in the electrode area 28 .
  • the mixture in the prechamber 12 that is to say the part of the mixture which has flowed into the prechamber 12, is ignited by means of the ignition spark and is thereby burned. This results in flares which flow through the connecting channels 18a, b and thus flow out of the antechamber 12 back into the combustion chamber 20 via the connecting channels 18a, b.
  • the mixture remaining in combustion chamber 20 ie another part of the fuel-air mixture remaining in the combustion chamber, is ignited and subsequently burned.
  • the respective connecting channel 18a, b has a respective end E1 on the combustion chamber side facing away from or opposite the prechamber 12 and a respective second end E2 on the prechamber side, facing the prechamber 12 and opposite or facing away from the respective first end E1 has, which is also referred to as a further end.
  • the respective connecting channel 18a, b extends continuously and thus without interruption from the respective end E1 to the respective end E2 and ends at the respective end E1 or E2 and thus does not extend beyond the respective end E1 or E2.
  • a longitudinal extension direction of the respective connecting channel 18a, b is illustrated by a respective dashed line 30a, b, the respective passage direction of which coincides with the respective longitudinal extension direction.
  • the mixture ie its flow, can flow through the respective connecting channel 18a, b along its respective direction of passage.
  • the respective direction of passage and thus the respective direction of longitudinal extent of the respective connecting channel 18a, b runs obliquely to a main axis 32 of the antechamber 12, also referred to or formed as a central axis or longitudinal central axis, which is formed rotationally symmetrically with respect to the main axis 32, for example.
  • a so-called breathing space is denoted by AR in the figure.
  • AR a so-called breathing space
  • an excessive amount of hot residual gas can collect in the breathing space AR, which can lead to insufficiently stable combustion in the prechamber 12 .
  • the connecting channel 18a has at its end E1 opposite the prechamber 12, on the combustion chamber side, via which the fuel-air mixture can be introduced from combustion chamber 20 into connecting duct 18, has a specifically produced chamfer F, which or the edge thereof at which connecting duct 18a ends toward combustion chamber 20 or, viewed from combustion chamber 20 toward prechamber 12, begins the combustion chamber-side end E1 arranged inlet opening 34 of the connecting channel 18a, in particular in the longitudinal direction of the connecting channel 18a running circumferential direction of the connecting channel 18a, in particular completely circumferential.
  • the mixture can flow from the combustion chamber 20 via the inlet opening 34 and thus via the combustion chamber end E1 into the connecting channel 18a, which ends at its combustion chamber end E1 and in particular at the inlet opening 34 towards the combustion chamber 20.
  • the chamfer F at the inlet opening 34 causes a slight separation of the flow of the mixture, as a result of which an actual, geometric flow cross section of the connecting channel 18a can be used particularly well for the mixture to flow through on its way from the combustion chamber 20 to and into the antechamber 12 to become.
  • the connecting channel 18b is free of a chamfer at its end E1 on the combustion chamber side opposite the antechamber 12, via which the mixture from the combustion chamber 20 can be introduced into the connecting channel 18b, so that the connecting channel 18b has a sharp edge at its end E1 and is therefore an edge K, at which the connecting channel 18b ends towards the combustion chamber 20 or, as viewed from the combustion chamber 20 towards the antechamber 12, begins.
  • the edge K delimits an inlet opening 36 of the connection channel 18b, the inlet opening 36 of which is arranged at the end E1.
  • the sharp-edged inlet opening 36, or inlet opening 36 with sharper edges in comparison to inlet opening 34, causes a strong detachment or, in comparison to inlet opening 34, a stronger detachment of the flow of the mixture, whereby in comparison to the actual, geometric flow cross-section of the connecting channel 18a, an actual, geometric flow cross-section of the connecting channel 18b is less utilized to be flowed through by the mixture or its flow from the combustion chamber 20.
  • the connecting channels 18a, b cause different pulses of the flow of the mixture, in particular due to their different inlet openings 34 and 36, from which the advantageous deflection of the flow of the mixture, i.e. a particularly advantageous and in particular tumble-shaped flow of the mixture in the antechamber 12 results.
  • the connecting channels 18a, b are preferably designed as bores and are thus produced by drilling. It is preferably provided that, after the connecting channel 18a has been drilled, the connecting channel 18a is additionally machined at its end E1 on the combustion chamber side, in order thereby to produce the chamfer F. In contrast to this, it is preferably provided that after the drilling of the connecting duct 18b, further, targeted mechanical processing of the connecting duct 18b at its end E1 is omitted, but at least a chamfer is not produced on the combustion chamber-side end E1 of the connecting duct 18b. In this way, the different impulses of the flow can be advantageously implemented, so that the flow can be deflected in a particularly advantageous manner.
  • a particularly advantageous, at least essentially tumble-shaped flow of the mixture in the antechamber 12 can thus be implemented.
  • the breathing space AR can advantageously be flushed, so that it is possible to prevent an excessive amount of hot residual gas from accumulating in the breathing space AR.
  • the connecting duct 18b has an at least essentially constant flow rate from the mixture over its entire extent, running from the combustion chamber end E1 to the prechamber end E2 facing the prechamber 12 and opposite the end E1 flow cross-section through which it can flow. It has also been shown to be advantageous if the connecting channels 18a, b are spaced apart from one another by at least 90 degrees, in particular by at least 120 degrees, in the circumferential direction of the antechamber 12 running around the main axis 32. In other words, it is preferably provided that the smallest distance between the connecting channels 18a, b running in the circumferential direction of the antechamber 12 is at least 90 degrees, in particular at least 120 degrees. In particular, it can be provided that the connecting channels 18a, b are spaced apart from one another by 180 degrees in the circumferential direction of the antechamber 12 .
  • the connecting channel 18a over its entire rest, from the chamfer F, that is, from the end to the antechamber 12 and thus up to the End E2 extending extent has a constant flow cross section through which the mixture can flow.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorkammerzündkerze (10) für einen Brennraum (20) einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorkammer (12), und mit mehreren Verbindungskanälen (18a, b), über welche die Vorkammer (12) mit dem Brennraum (20) fluidisch verbindbar und dadurch ein Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Brennraum (20) in die Vorkammer (12) einleitbar ist, wobei wenigstens einer der Verbindungskanäle (18a, b) an seinem der Vorkammer (12) gegenüberliegenden Ende (E1), über welches das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den wenigstens einen Verbindungskanal (18a) einleitbar ist, eine Fase (F) aufweist.

Description

Vorkammerzündkerze für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorkammerzündkerze für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer solchen Vorkammerzündkerze.
Der DE 102018 007 093 A1 ist eine Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Die Vorkammerzündkerze weist eine Vorkammer mit mehreren Öffnungen auf, über welche die Vorkammer mit dem Brennraum fluidisch verbindbar ist. Dadurch kann über die Öffnungen ein Kraftstoff-Luft- Gemisch aus dem Brennraum in die Vorkammer eingeleitet werden. Des Weiteren ist es dabei vorgesehen, dass die Öffnungen dazu ausgebildet sind, eine tumbleförmige Strömung des über die Öffnungen in die Vorkammer einströmenden Kraftstoff-Luft- Gemisches zu bewirken. Die DE 102004 039 818 A1 offenbart ein Verfahren zur Zündung eines Verbrennungsmotors mit einer Vorkammerzündung. Aus der DE 39 13665 A1 ist eine Vorkammer-Zündeinrichtung bekannt. Außerdem offenbart die DD 2 07 953 A1 einen Brennkammereinsatz für eine Verbrennungskraftmaschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorkammerzündkerze sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Vorkammerzündkerze zu schaffen, sodass besonders stabile Verbrennungen in der Vorkammerzündkerze realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorkammerzündkerze mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet insbesondere, dass das beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Abtriebswelle auf, welche beispielsweise als eine Kurbelwelle ausgebildet sein kann. Somit kann die Verbrennungskraftmaschine als ein Hubkolbenmotor beziehungsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet sein. Beispielsweise weist die Verbrennungskraftmaschine ein insbesondere als Zylindergehäuse, insbesondere Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse auf, welches auch als Motorblock bezeichnet wird und beispielsweise wenigstens einen Brennraum aufweist, bildet oder begrenzt. Dabei ist beispielsweise in dem Zylinder ein Kolben der Verbrennungskraftmaschine translatorisch bewegbar aufgenommen, sodass der Kolben und der Zylinder jeweils teilweise den Brennraum begrenzen. Der Kolben ist beispielsweise über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle, insbesondere der Kurbelwelle, gekoppelt, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden können. Somit ist die Abtriebswelle um eine Drehachse relativ zu dem Motorgehäuse drehbar. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Insbesondere während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine werden ein insbesondere flüssiger Kraftstoff und Luft in den Brennraum eingebracht. Die Luft, welche auch als Frischluft bezeichnet wird, und der Kraftstoff bilden ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft- Gemisch oder sind Bestandteile des Gemisches, welches zumindest vorübergehend in dem Brennraum aufgenommen ist.
Die Vorkammerzündkerze weist dabei eine Vorkammer auf, welche beispielsweise durch ein Gehäuse der Vorkammerzündkerze zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch das Gehäuse, insbesondere direkt, begrenzt beziehungsweise gebildet ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Gehäuse ein separat von dem Motorgehäuse ausgebildetes und zusätzlich dazu vorgesehenes Gehäuse ist, welches zumindest mittelbar an dem Motorgehäuse gehalten sein kann. Die Vorkammerzündkerze weist mehrere Verbindungskanäle auf, über welche die Vorkammer mit dem Brennraum fluidisch verbindbar oder verbunden ist. Beispielsweise ist der jeweilige Verbindungskanal in dem Gehäuse der Vorkammerzündkerze ausgebildet, das heißt beispielsweise, insbesondere vollständig, durch das Gehäuse der Vorkammerzündkerze, insbesondere direkt, begrenzt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorkammer bis auf eine jeweilige, über den jeweiligen Verbindungskanal realisierte fluidische Verbindung zwischen der Vorkammer und dem Brennraum, insbesondere vollständig, fluidisch von dem Brennraum getrennt ist. Über die Verbindungskanäle kann das Gemisch aus dem Brennraum in die Vorkammer eingeleitet werden. Bewegt sich beispielsweise der genannte Kolben aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt, so wird beispielsweise dadurch das zunächst in dem Brennraum aufgenommene Gemisch, das heißt zumindest ein Teil des Gemisches, aus dem Brennraum über die Verbindungskanäle, das heißt durch die Verbindungskanäle hindurch, in die Vorkammer eingebracht, insbesondere hinein gedrückt. In der Vorkammer kann die Vorkammerzündkerze wenigstens einen Zündfunken bereitstellen beziehungsweise erzeugen. Mittels des Zündfunkens wird das in die Vorkammer eingeströmte und somit zumindest vorübergehend in der Vorkammer aufgenommene Gemisch gezündet und dadurch verbrannt. Daraus resultieren sogenannte brennende Fackeln, die die Verbindungskanäle durchströmen und somit über die Verbindungskanäle in den Brennraum eindringen und dort das im Brennraum verbliebene Gemisch zünden, welches in der Folge verbrannt wird.
Um nun in der Vorkammer besonders stabile Verbrennungen realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens oder genau einer der Verbindungskanäle an seinem der Vorkammer gegenüberliegenden, brennraumseitigen Ende, über welches das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den wenigstens einen Verbindungskanal einleitbar ist beziehungsweise einströmt, eine insbesondere gezielt hergestellte Fase aufweist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Fase beziehungsweise eine von der Vorkammer abgewandte, brennrauseitige Kante der Fase, an deren Kante beispielsweise der wenigstens eine Verbindungskanal, insbesondere zu dem Brennraum hin, endet beziehungsweise umgekehrt von dem Brennraum hin zu der Vorkammer betrachtet beginnt, eine Eintrittsöffnung des wenigstens einen Verbindungskanals in Umfangsrichtung des wenigstens einen Verbindungskanals insbesondere vollständig umlaufend begrenzt. Über seine Eintrittsöffnung mündet der wenigstens eine Verbindungskanal in den Brennraum, sodass das Gemisch über die Eintrittsöffnung in den wenigstens einen Verbindungskanal einströmt, ausgehend von der Eintrittsöffnung den wenigstens einen Verbindungskanal durchströmt, aus dem wenigstens einen Verbindungskanal ausströmt und in die Vorkammer einströmt und somit über den wenigstens einen Verbindungskanal in die Vorkammer strömt beziehungsweise geleitet wird. Durch die Fase des wenigstens einen Verbindungskanals ist beispielsweise ein Längenbereich des wenigstens einen Verbindungskanals insbesondere in Umfangsrichtung des wenigstens einen Verbindungskanals, insbesondere vollständig, umlaufend, insbesondere direkt, begrenzt, wobei sich der Längenbereich hin zu der Vorkammer, das heißt in Strömungsrichtung des den wenigstens einen Verbindungskanal durchströmenden und hinter der Vorkammer strömenden Gemisches verjüngt. Somit ist der Längenbereich beispielsweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Es wurde überraschend gefunden, dass im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die Verbrennung in der Vorkammer durch die gezielte und selektive Anbringung der Fase an dem Ende des wenigstens einen Verbindungskanals, das heißt an der Eintrittsöffnung des wenigstens einen Verbindungskanals, stabilisiert und verbessert werden kann. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde:
Vorkammerzündkerzen weisen üblicherweise einen eingeschränkten Arbeitsbereich auf. Entweder haben sie eine reduzierte Niedriglastlaufgrenze (verstärktes Auftreten von Verbrennungsaussetzern bei niedrigen Lasten) oder eine erhöhte Neigung zu Vorentflammungen. Beide Probleme sind auf eine Ansammlung von heißem Restgas in einem sogenannten Atmungsraum zurückzuführen. Beispielsweise ist der Atmungsraum ein Teilbereich der Vorkammer und insbesondere ein den Öffnungen gegenüberliegender Endbereich der Vorkammer. Durch herkömmlicherweise hohe Strömungsgeschwindigkeiten an den Verbindungskanälen, insbesondere an deren Eintrittsöffnungen, können sich Ablösungen ergeben. Diese Ablösungen beeinflussen einen jeweiligen, durchströmten Strömungsquerschnitt des jeweiligen Verbindungskanals. Dadurch ist der effektiv durchströmte Strömungsquerschnitt kleiner als der eigentliche, geometrische Querschnitt des jeweiligen Verbindungskanals. Durch die gezielte Anbringung der Fase an der Eintrittsöffnung kann der effektive Strömungsquerschnitt näher an den tatsächlichen, geometrischen Querschnitt des wenigstens einen Verbindungskanals angenähert werden. Dadurch wird der Strömungsimpuls durch den wenigstens einen Verbindungskanal in die Vorkammer vergrößert.
Durch das Anbringen der Fase wird somit im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen das Arbeitsgebiet der Vorkammerzündkerze vergrößert, sodass sich eine stabilere Entflammung bei Leerlauf und ein geringeres Vorentflammungsrisiko bei einem Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen. Des Weiteren ergibt sich durch die bessere Verbrennung ein größerer Druckanstieg in der Vorkammer und folglich eine tiefere Eindringtiefe der Fackeln in den Brennraum. Dadurch kann auch die Verbrennung in dem auch als Hauptbrennraum bezeichneten Brennraum verbessert werden.
Zumindest ein weiterer der Verbindungskanäle ist an seinem der Vorkammer gegenüberliegenden, brennraumseitigen, weiteren Ende, über welches das Kraftstoff- Luft-Gemisch in den zumindest einen weiteren Verbindungskanal einleitbar ist, frei von einer Fase, mithin scharfkantig ausgebildet. Mit anderen Worten, wird die Anzahl der beziehungsweise aller Verbindungskanäle der Vorkammerzündkerze mit n bezeichnet, so ist es vorzugsweise vorgesehen, dass wenigstens einer der Verbindungskanäle und höchstens n-1 der Verbindungskanäle an ihrem jeweiligen, der Vorkammer gegenüberliegenden, brennraumseitigen Ende, über welches das Gemisch in den jeweiligen Verbindungskanal einleitbar ist, eine insbesondere gezielt hergestellte Fase aufweist, wobei vorzugsweise die restlichen beziehungsweise übrigen Verbindungskanäle an ihrem jeweiligen, der Vorkammer gegenüberliegenden, brennraumseitigen, weiteren Ende, über welches das Gemisch in den jeweiligen Verbindungskanal einleitbar ist, frei von einer Fase und somit scharfkantig ausgebildet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Umlenkung einer Strömung des Gemisches in der Vorkammer realisiert werden, wodurch ein vorteilhaftes Durchspülen des zuvor genannten Atmungsraums darstellbar ist. Insbesondere kann mittels der Verbindungskanäle eine auch als Tumbleströmung bezeichnete, tumbleförmige Strömung des Gemisches in der Vorkammer realisiert werden. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter Betrieb der Vorkammerzündkerze und somit der Verbrennungskraftmaschine insgesamt dargestellt werden. Im Gegensatz zu einer drallförmigen Strömung, die sich beispielsweise schraubenartig um eine Hauptachse beziehungsweise um eine Längsachse der Vorkammer erstreckt, ist die tumbleförmige Strömung eine auch als Walzenströmung bezeichnete, walzenförmige Strömung, die sich beispielsweise zumindest teilweise in einer Ebene erstreckt beziehungsweise in einer Ebene verläuft, in der die Hauptachse liegt. Beispielsweise ist die Vorkammer bezüglich der Hauptachse rotationssymmetrisch ausgebildet.
Eine weitere, der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis ist, dass eine übermäßige Ansammlung von heißem Restgas, insbesondere in dem Atmungsraum, durch eine insbesondere gezielte Gestaltung der Strömung des Gemisches in der Vorkammer vermieden werden kann. Dies kann über eine entsprechende Gestaltung der Verbindungskanäle erreicht werden. Im Speziellen kann dies durch eine gezielte Gestaltung des jeweiligen, brennraumseitigen Endes, das heißt der Eintrittsöffnungen, realisiert werden. Diesbezüglich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungskanal an seinem brennraumseitigen Ende die genannte Fase aufweist, während vorzugsweise der weitere Verbindungskanal an seinem brennraumseitigen Ende frei von einer Fase ist.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungskanal und der zumindest eine weitere Verbindungskanal in insbesondere um die Hauptachse verlaufender Umfangsrichtung der Vorkammer um wenigstens 90 Grad, insbesondere um wenigstens 120 Grad, voneinander beabstandet sind. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Strömungsumlenkung realisiert werden, sodass besonders vorteilhafte, stabile Verbrennungen darstellbar sind.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der zumindest eine weitere Verbindungskanal über seine gesamte, von dem brennraumseitigen Ende bis zu seinem der Vorkammer zugewandten und dem brennraumseitigen Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende verlaufende Erstreckung einen konstanten, von dem Gemisch durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Führung und Umlenkung des Gemisches beziehungsweise der Strömung des Gemisches in der Vorkammer realisiert werden, sodass Vorentflammungen und Zündaussetzer vermieden werden können. Somit kann eine besonders stabile Verbrennung in der Vorkammer gewährleistet werden.
Um die Strömung des Gemisches in der Vorkammer besonders vorteilhaft umlenken und in der Folge einen besonders vorteilhaften Betrieb der Vorkammerzündkerze und der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens eine Verbindungskanal über seine gesamte, übrige, von der Fase bis zu der Vorkammer verlaufende Erstreckung einen konstanten, von dem Gemisch durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fase durch mechanisches Bearbeiten, insbesondere gezielt, gebildet beziehungsweise hergestellt ist. Dadurch kann die Fase besonders bedarfsgerecht hergestellt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Strömungsumlenkung darstellbar ist.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist - wie üblich - unter der Fase eine abgeschrägte Fläche an dem brennraumseitigen Ende des wenigstens einen Verbindungskanals und dabei insbesondere an dessen Kante oder Rand zu verstehen, wobei die Kante beziehungsweise der Rand beispielsweise durch das zuvor genannte Gehäuse der Vorkammerzündkerze gebildet ist.
Um eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Führung des Gemisches mittels der Verbindungskanäle realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige Verbindungskanal als eine Bohrung ausgebildet, mithin durch Bohren hergestellt ist.
Schließlich hat es sich zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Strömung als vorteilhaft gezeigt, wenn die Anzahl der beziehungsweise aller Verbindungskanäle, über welche die Vorkammer fluidisch mit dem Brennraum verbindbar oder verbunden ist, höchstens 15 ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine Vorkammerzündkerze gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorkammerzündkerze für einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine Vorkammerzündkerze 10 für einen Brennraum einer vorzugsweise als Hubkolbenmaschine oder Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine einen beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildeten Motorblock auf, welcher wenigstens einen Zylinder aufweist, das heißt insbesondere direkt begrenzt oder bildet. In dem Zylinder ist ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, welche der Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Der Kolben ist über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden können. Dabei ist der zuvor genannte Brennraum jeweils teilweise durch den Zylinder und durch den Kolben begrenzt.
Die Vorkammerzündkerze 10 weist wenigstens oder genau eine Vorkammer 12 auf, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch ein Gehäuse 14 der Vorkammerzündkerze 10, insbesondere direkt, begrenzt ist. Insbesondere ist die Vorkammer 12, insbesondere direkt, durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 16 des Gehäuses 14, insbesondere direkt, begrenzt. Die Vorkammerzündkerze 10 weist mehrere, das heißt wenigstens oder genau zwei auch als Düsen bezeichnete und beispielsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildete Verbindungskanäle 18a, b auf, über welche die Vorkammer 12 mit dem in der Fig. mit 20 bezeichneten und auch als Hauptbrennraum bezeichneten Brennraum fluidisch verbindbar oder verbunden ist. Dadurch kann ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch, dessen Strömung in der Fig. durch Pfeile 22 veranschaulicht ist, aus dem Brennraum 20 über die Verbindungskanäle 18a, b in die Vorkammer 12 einströmen. Dies bedeutet, dass das Gemisch aus dem Brennraum 20 zumindest teilweise durch die Verbindungskanäle 18a, b hindurchströmen und dadurch in die Vorkammer 12 einströmen kann, sodass zumindest ein Teil des Gemisches aus dem Brennraum 20 die Verbindungskanäle 18a, b durchströmen und somit in die Vorkammer 12 einströmen kann.
Die Vorkammerzündkerze 10 weist Elektroden 24 und 26 auf, die in einem Elektrodenbereich 28 angeordnet sind. Mittels der Elektroden 24 und 26 kann die Vorkammerzündkerze 10 wenigstens einen Zündfunke, insbesondere zwischen den Elektroden 24 und 26, erzeugen und somit bereitstellen, wobei die Vorkammerzündkerze 10 den Zündfunken in dem Elektrodenbereich 28 erzeugen beziehungsweise bereitstellen kann. Mittels des Zündfunkens wird das Gemisch in der Vorkammer 12, das heißt der in die Vorkammer 12 eingeströmte Teil des Gemisches, gezündet und dadurch verbrannt. Daraus resultieren Fackeln, die die Verbindungskanäle 18a, b durchströmen und somit über die Verbindungskanäle 18a, b aus der Vorkammer 12 zurück in den Brennraum 20 strömen. Dadurch wird beispielsweise das in dem Brennraum 20 verbliebene Gemisch, das heißt ein weiterer, in dem Brennraum verbliebener Teil des Kraftstoff-Luft-Gemisches gezündet und in der Folge verbrannt.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der jeweilige Verbindungskanal 18a, b ein jeweiliges, der Vorkammer 12 abgewandtes beziehungsweise gegenüberliegendes, brennraumseitiges Ende E1 und ein jeweiliges, der Vorkammer 12 zugewandtes und dem jeweiligen ersten Ende E1 gegenüberliegendes beziehungsweise abgewandtes, vorkammerseitiges, zweites Ende E2 aufweist, welches auch als weiteres Ende bezeichnet wird. Der jeweilige Verbindungskanal 18a, b erstreckt sich durchgängig und somit unterbrechungsfrei von dem jeweiligen Ende E1 bis zu dem jeweiligen Ende E2 und endet an dem jeweiligen Ende E1 beziehungsweise E2 und erstreckt sich somit nicht über das jeweilige Ende E1 beziehungsweise E2 hinaus. In Fig. 1 ist durch eine jeweilige, gestrichelte Linie 30a, b eine Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Verbindungskanals 18a, b veranschaulicht, dessen jeweilige Durchgangsrichtung mit der jeweiligen Längserstreckungsrichtung zusammenfällt. Dabei ist der jeweilige Verbindungskanal 18a, b entlang seiner jeweiligen Durchgangsrichtung von dem Gemisch, das heißt von dessen Strömung, durchströmbar. Es ist erkennbar, dass die jeweilige Durchgangsrichtung und somit die jeweilige Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Verbindungskanals 18a, b schräg zu einer auch als Mittelachse oder Längsmittelachse bezeichneten oder ausgebildeten Hauptachse 32 der Vorkammer 12 verläuft, welche beispielsweise bezüglich der Hauptachse 32 rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Des Weiteren ist in der Fig. ein sogenannter Atmungsraum mit AR bezeichnet. Bei herkömmlichen Vorkammerzündkerzen kann sich in dem Atmungsraum AR eine übermäßige Menge an heißem Restgas sammeln, was zu einer nur unzureichend stabilen Verbrennung in der Vorkammer 12 führen kann.
Um nun jedoch besonders stabile Verbrennungen in der Vorkammer 12 realisieren zu können, weist der Verbindungskanal 18a an seinem der Vorkammer 12 gegenüberliegenden, brennraumseitigen Ende E1, über welches das Kraftstoff-Luft- Gemisch aus dem Brennraum 20 in den Verbindungskanal 18 einleitbar ist, eine gezielt hergestellte Fase F auf, die beziehungsweise deren Kante, an welcher der Verbindungskanal 18a zu dem Brennraum 20 hin endet beziehungsweise von dem Brennraum 20 hin zu der Vorkammer 12 betrachtet beginnt, eine an dem brennraumseitigen Ende E1 angeordnete Eintrittsöffnung 34 des Verbindungskanals 18a, insbesondere in um die Längserstreckungsrichtung des Verbindungskanals 18a verlaufender Umfangsrichtung des Verbindungskanals 18a, ganz insbesondere vollständig umlaufend, begrenzt. Dies bedeutet, dass das Gemisch aus dem Brennraum 20 über die Eintrittsöffnung 34 und somit über das brennraumseitige Ende E1 in den Verbindungskanal 18a einströmen kann, welcher an seinem brennraumseitigen Ende E1 und insbesondere an der Eintrittsöffnung 34 zu dem Brennraum 20 hin endet. Die Fase F an der Eintrittsöffnung 34 bewirkt eine geringe Ablösung der Strömung des Gemisches, wodurch ein tatsächlicher, geometrischer Strömungsquerschnitt des Verbindungskanals 18a besonders gut ausgenutzt werden kann, um von dem Gemisch auf dessen Weg von dem Brennraum 20 zu der und in die Vorkammer 12 durchströmt zu werden.
Der Verbindungskanal 18b ist an seinem der Vorkammer 12 gegenüberliegenden, brennraumseitigen Ende E1, über welches das Gemisch aus dem Brennraum 20 in den Verbindungskanal 18b einleitbar ist, frei von einer Fase, sodass der Verbindungskanal 18b an seinem Ende E1 scharfkantig ausgebildet ist und somit eine Kante K aufweist, an der der Verbindungskanal 18b zu dem Brennraum 20 hin endet beziehungsweise von dem Brennraum 20 hin zu der Vorkammer 12 betrachtet beginnt. Die Kante K begrenzt dabei insbesondere um die Längserstreckungsrichtung beziehungsweise Durchgangsrichtung des Verbindungskanals 18b verlaufender Umfangsrichtung des Verbindungskanals 18b, insbesondere vollständig umlaufend, eine Eintrittsöffnung 36 des Verbindungskanals 18b, dessen Eintrittsöffnung 36 an dem Ende E1 angeordnet ist. Somit endet der Verbindungskanal 18b zu dem Brennraum 20 hin an der brennraumseitigen Eintrittsöffnung 36, über welche das Gemisch aus dem Brennraum 20 in den Verbindungskanal 18b einleitbar ist. Die scharfkantige beziehungsweise im Vergleich zur Eintrittsöffnung 34 scharfkantigere Eintrittsöffnung 36 bewirkt eine starke Ablösung beziehungsweise im Vergleich zu der Eintrittsöffnung 34 eine stärkere Ablösung der Strömung des Gemisches, wodurch im Vergleich zu dem tatsächlichen, geometrischen Strömungsquerschnitt des Verbindungskanals 18a ein tatsächlicher, geometrischer Strömungsquerschnitt des Verbindungskanals 18b geringer ausgenutzt wird, um von dem Gemisch beziehungsweise dessen Strömung aus dem Brennraum 20 durchströmt zu werden. Hierdurch ergibt sich - wie anhand der Pfeile 22 erkennbar ist - eine vorteilhafte Umlenkung des Gemisches beziehungsweise dessen Strömung in der Vorkammer 12. Insbesondere bewirken die Verbindungskanäle 18a, b insbesondere aufgrund ihrer unterschiedlichen Eintrittsöffnungen 34 und 36 unterschiedliche Impulse der Strömung des Gemisches, woraus die vorteilhafte Umlenkung der Strömung des Gemisches, das heißt eine besonders vorteilhafte und insbesondere tumbleförmige Strömung des Gemisches in der Vorkammer 12, resultiert.
Vorzugsweise sind die Verbindungskanäle 18a, b als Bohrungen ausgebildet und somit durch Bohren hergestellt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass nach dem Bohren des Verbindungskanals 18a der Verbindungskanal 18a an seinem brennraumseitigen Ende E1 zusätzlich mechanisch bearbeitet wird, um dadurch die Fase F herzustellen. Im Gegensatz dazu ist es vorzugsweise vorgesehen, dass nach dem Bohren des Verbindungskanals 18b eine weitere, gezielte mechanische Bearbeitung des Verbindungskanals 18b an dessen Ende E1 unterbleibt, wobei jedoch zumindest eine Herstellung einer Fase an dem brennraumseitigen Ende E1 des Verbindungskanals 18b unterbleibt. Hierdurch können die unterschiedlichen Impulse der Strömung vorteilhaft realisiert werden, sodass die Strömung besonders vorteilhaft umgelenkt werden kann. Somit kann eine besonders vorteilhafte, zumindest im Wesentlichen tumbleförmige Strömung des Gemisches in der Vorkammer 12 realisiert werden. Dadurch kann der Atmungsraum AR vorteilhaft gespült werden, sodass vermieden werden kann, dass sich eine übermäßige Menge an heißem Restgas in dem Atmungsraum AR ansammelt.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Verbindungskanal 18b über seine gesamte, von dem brennraumseitigen Ende E1 bis zu dem der Vorkammer 12 zugewandten und dem Ende E1 gegenüberliegenden, vorkammerseitigen Ende E2 verlaufende Erstreckung durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei einen zumindest im Wesentlichen konstanten, von dem Gemisch durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist. Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Verbindungskanäle 18a, b in um die Hauptachse 32 verlaufender Umfangsrichtung der Vorkammer 12 um wenigstens 90 Grad, insbesondere um wenigstens 120 Grad, voneinander beabstandet sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der geringste, in Umfangsrichtung der Vorkammer 12 verlaufende Abstand zwischen den Verbindungskanälen 18a, b mindestens 90 Grad, insbesondere mindestens 120 Grad, beträgt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Verbindungskanäle 18a, b in Umfangsrichtung der Vorkammer 12 um 180 Grad voneinander beabstandet sind.
Ferner ist es denkbar, dass der Verbindungskanal 18a über seine gesamte übrige, von der Fase F, das heißt von deren Ende bis zu der Vorkammer 12 und somit bis zu dem Ende E2 verlaufende Erstreckung einen konstanten, von dem Gemisch durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorkammerzündkerze (10) für einen Brennraum (20) einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorkammer (12), und mit mehreren Verbindungskanälen (18a, b), über welche die Vorkammer (12) mit dem Brennraum (20) fluidisch verbindbar und dadurch ein Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Brennraum (20) in die Vorkammer (12) einleitbar ist, wobei wenigstens einer der Verbindungskanäle (18a, b) an seinem der Vorkammer (12) gegenüberliegenden Ende (E1), über welches das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den wenigstens einen Verbindungskanal (18a) einleitbar ist, eine Fase (F) aufweist, und wobei zumindest ein weiterer der Verbindungskanäle (18a, b) an seinem der Vorkammer (12) gegenüberliegenden weiteren Ende (E2), über welches das Kraftstoff-Luft- Gemisch in den zumindest einen weiteren Verbindungskanal (18b) einleitbar ist, frei von einer Fase ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungskanal (18a) und der zumindest eine weitere Verbindungskanal (18b) in Umfangsrichtung der Vorkammer (12) um wenigstens 90 Grad voneinander beabstandet sind.
2. Vorkammerzündkerze (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine weitere Verbindungskanal (18b) über seine gesamte, von dem Ende (E1) bis zu seinem der Vorkammer (12) zugewandten und dem Ende (E1) gegenüberliegenden, zweiten Ende (E2) verlaufende Erstreckung einen konstanten, von dem Kraftstoff-Luft-Gemisch durch ström baren Strömungsquerschnitt aufweist.
3. Vorkammerzündkerze (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungskanal (18a) über seine gesamte, von der Fase (F) bis zu der Vorkammer (12) verlaufende Erstreckung einen konstanten, von dem Kraftstoff-Luft-Gemisch durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist.
4. Vorkammerzündkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase durch mechanisches Bearbeiten gebildet ist.
5. Vorkammerzündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Verbindungskanal (18a, b) als eine Bohrung ausgebildet ist.
6. Vorkammerzündkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Verbindungskanäle (18a, b) höchstens 15 ist.
7. Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Vorkammerzündkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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