Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinderkopf, welcher mindestens einen Kühlmittelraum aufweist, mit zu mindest einer im Zylinderkopf angeordneten Vorkammer, welche durch zumindest einen Vorkammerbauteil gebildet ist, welcher eine Kraftstoffzufuhreinrichtung zur Zuführung von Brenngas aufweist, wobei die Kraftstoffzufuhreinrichtung in einer fest mit dem Vorkammerbauteil verbundenen Dichthülse angeordnet ist, welche an ihrem dem Vorkammerbauteil zugewandten ersten Ende flüssigkeitsdicht mit dem Vorkammerbauteil verbunden ist.

Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art ist aus der WO 2012/058700 Al bekannt.

Die Gas-Kraftstoffzufuhreinrichtung wird im Allgemeinen möglichst nahe am eigentlichen Zündort der Vorkammer angeordnet, um das Schadvolumen mög lichst klein zu halten und um damit verbundene nachteilige Auswirkungen auf die Verbrennung zu vermeiden. Kühlmittelräume im Bereich der Vorkammbauteile und andere und bauliche Zwänge können die Minimalisierung des Schadvolumens al lerdings manchmal erschweren.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Brennkraftmaschinen mit Kühlmittelräumen im Zylinderkopf das Schadvolumen bei der Kraftstoffzufuhr, insbesondere Brenngas zufuhr, so gering wie möglich zu halten.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass die Kraftstoffzu fuhreinrichtung in einer fest mit dem Vorkammerbauteil verbundenen Dichthülse angeordnet ist, welche an ihrem dem Vorkammerbauteil zugewandten ersten Ende flüssigkeitsdicht mit dem Vorkammerbauteil verbunden ist.

Auf diese Weise kann auch bei baulichen Zwängen die Mündung der Kraftstoffzu fuhreinrichtung sehr nahe an den Zündort der Vorkammer herangeführt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Zündort einer in die Vorkammer einmündenden Zündeinrichtung im Bereich einer Längsachse der Vorkammer an geordnet ist. Das Schadvolumen lässt sich somit auf ein Minimum begrenzen.

Die Dichthülse kann dabei angrenzend an den Kühlmittelraum angeordnet sein oder durch diesen hindurchgeführt sein. Der Querschnitt des Vorkammerteils kann kreisförmig sein, gegebenenfalls aber auch von einer Kreisform abweichen. In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Dichthülse im Bereich ihres ersten Endes und einer ersten Dichtfläche des Vorkam merbauteils ein erstes Dichtungselement angeordnet ist, wobei vorzugsweise die erste Dichtfläche normal zu einer Längsachse der Dichthülse angeordnet ist. Das erste Dichtungselement gewährleistet die kühlmittelseitige Abdichtung der Kraft stoffzufuhreinrichtung vom Kühlmittelraum.

Die kraftstoffseitige Abdichtung der Kraftstoffzufuhreinrichtung erfolgt vorteilhaf terweise dadurch, dass zwischen der Kraftstoffzuführeinrichtung im Bereich ihres ersten Endes und einer zweiten Dichtfläche des Vorkammerbauteils ein zweites Dichtungselement angeordnet ist, wobei vorzugsweise die zweite Dichtfläche nor mal zu einer Längsachse der Kraftstoffzuführeinrichtung angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung kann die Abdichtung durch direk ten Kontakt zwischen Kraftstoffzuführeinrichtung und dem Vorkammerbauteil durch einen Dichtsitz bzw. eine Quetschkante erfolgen. Ein separates zweites Dichtelement kann dabei entfallen.

Die nötigen Dichtkräfte können dabei dadurch aufgebracht werden, dass die Kraft stoffzufuhreinrichtung über ein Klemmelement kraftschlüssig mit dem Vorkam merbauteil verbunden ist, wobei die Kraftstoffzufuhreinrichtung durch das Klemm element über das zweite Dichtungselement an den Vorkammerbauteil gepresst ist. Das Klemmelement kann dabei beispielsweise mit der Dichthülse verschraubt sein.

Zur kühlmittelseitigen Abdichtung der Dichthülse gegenüber dem Zylinderkopf sieht eine Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass die Dichthülse an ihrem dem Vorkammerbauteil abgewandten zweiten Ende über einen Halteteil mit dem Zylinderkopf flüssigkeitsdicht verbunden ist, wobei zumindest ein drittes Dich tungselement zwischen dem Halteteil und dem Zylinderkopf und/oder zumindest ein viertes Dichtungselement zwischen dem Halteteil und der Dichthülse angeord net ist.

Vorzugsweise ist die Dichthülse mit dem Vorkammerbauteil verschraubt. Die Dichthülse kann dabei mittels eines Außengewindes oder eines Innengewindes am Vorkammerbauteil montiert sein.

In einer einfachen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichthülse durch ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Rohr gebildet ist.

Der Vorkammerbauteil kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.

In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorkammerbauteil an den Kühlmittelraum grenzt, wobei der Kühlmittelraum in einem dem Brennraum abgewandten Bereich des Vorkammerbauteils durch einen vorzugsweise platten förmigen Wandteil abgedeckt ist, wobei vorzugsweise der Wandteil gegenüber dem Vorkammerbauteil über ein fünftes Dichtungselement und gegenüber dem Zylin derkopf über ein sechstes Dichtungselement abgedichtet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den nicht einschränkenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 einen Zylinderkopf einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt in einer ersten Ausführungsvariante;

Fig. 2 das Detail II aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Zylinderkopf einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt in einer zweiten Ausführungsvariante; und

Fig. 4 einen Zylinderkopf einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt in einer dritten Ausführungsvariante.

Gleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen verse hen.

Die Figuren zeigen jeweils einen Zylinderkopf 1 einer fremdgezündeten Gas-Brenn kraftmaschine, welcher eine Vorkammer 2 beinhaltet, die einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein kann. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Vorkammer 2 zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten Vorkammerbauteil 3 und einen un teren zweiten Vorkammerbauteil 4 auf, welche gemeinsam die Vorkammer 2 auf spannen. Die Vorkammer 2 ist im Bereich der Zylinderachse la eines Zylinders der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei in den Ausführungsbeispielen die Hoch achse 2a der Vorkammer 2 mit der Zylinderachse la zusammenfällt.

Die Vorkammer 2 ist über Überströmöffnungen 5 mit dem Brennraum 6 eines nicht weiter dargestellten Zylinders verbunden.

In die Vorkammer 2 mündet eine im oberen ersten Vorkammerbauteil 3 angeord nete Zündeinrichtung 7 mit einem definierten Zündort 8 im Bereich der Hochachse 2a der Vorkammer 2 in die Vorkammer 2 ein.

An dem ersten Vorkammerbauteil 3 ist möglichst nahe an der Vorkammer 2 eine Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 montiert, über welche durch ein Mündungsöffnung 29 Brenngas der Vorkammer 2 zugeführt werden kann. Die Längsachse 9a der Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 ist hier unter einem Winkel a von etwa 30° in Bezug auf die Hochachse 2a der Vorkammer 2 geneigt. Der Winkel a beträgt im Allge meinen zwischen etwa 15° und 75°, insbesondere zwischen etwa 25° und 60°. Ein der Vorkammer 2 zugewandtes erstes Ende der Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 ist mit 9b, ein dem erstem Ende 9b abgewandtes zweites Ende der Kraftstoffzu fuhreinrichtung ist mit 9c bezeichnet.

Um die Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 im Bereich eines oberen Kühlmittelraumes 10 des Zylinderkopfes 1 anordnen zu können, ist eine zusätzliche Dichthülse 11 vor gesehen, welche die kühlmittelseitige Abdichtung zur Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 hin erfüllt. Die Längsachse 11a der Dichthülse 11 ist bevorzugt achsgleich mit der Längsachse 9a der Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 angeordnet. Ein der Vorkam mer 2 zugewandtes erstes Ende der Dichthülse 11 ist mit 11b, ein dem erstem Ende 11b abgewandtes zweites Ende der Dichthülse 11 ist mit 11c bezeichnet.

Die Dichthülse 9, welche beispielsweise durch ein hohlzylindrisches Rohr gebildet ist, dichtet die Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 in radialer Richtung gegen Kühlmittel zum Kühlmittelraum 10 hin ab. Diese kühlmittelseitige Abdichtung erfolgt direkt oder mittelbar, beispielsweise mittels eines ersten Dichtungselementes 12 zwi schen Dichthülse 11 und dem ersten Vorkammerbauteil 3. Dabei ist ein erstes Dichtungselement 12 - beispielsweise ein Dichtungsring - zwischen der Dichthülse 11 im Bereich des ersten Endes 11b der Dichthülse 11 und einer ersten Dichtfläche 13 des ersten Vorkammerbauteils 3 angeordnet. Die erste Dichtfläche 13 ist hier normal zur Längsachse 11a der Dichthülse 11 angeordnet. Die gasseitige Abdich tung erfolgt direkt oder mittels eines zweiten Dichtungselementes 14 zwischen der Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 und einer zweiten Dichtfläche 15 des ersten Vorkam merbauteil 3. Die zweite Dichtfläche 15 ist hier ebenfalls normal zur Längsachse 11a der Dichthülse 11 ausgebildet. Die erste Dichtfläche 13 und die zweite Dicht fläche 15 befinden sich in verschiedenen Normalebenen ei, £2 auf die Längsachsen 9a, 11a, wobei in den Ausführungsbeispielen die erste Normalebene ei mit der ersten Dichtfläche 13 von der Vorkammer 2 weiter beabstandet ist, als die zweite Normalebene £2 mit der zweiten Dichtfläche 15. Gegebenenfalls kann das zweite Dichtungselement 14 auch entfallen - in diesem Fall erfolgt die Abdichtung direkt über einen entsprechenden Dichtsitz bzw. eine Quetschkante der Kraftstoffzu- führeinrichtung 9.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 über ein hülsenför miges Klemmelement 16 kraftschlüssig und austauschbar mit dem ersten Vorkam merbauteil 3 verbunden, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kraft stoffzufuhreinrichtung 9 durch das Klemmelement 16 über das zweite Dichtungs element 14 an den ersten Vorkammerbauteil 3 gepresst ist. Somit ist gewähr leistet, dass kein Kühlmittel zur Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 gelangt. Das Klemm element 16 ist mit der Dichthülse 11 durch eine Klemmverbindung 29 fest verbun den. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann das Klemmelement 16 einerseits mit der Dicht hülse 11 durch eine Klemmverbindung 29 fest verbunden und andererseits über Befestigungsschrauben 30 mit dem Zylinderkopf 1 verschraubt sein. Dies ermög licht einen unkomplizierten und raschen Austausch der Kraftstoffzuführeinrichtung 9.

Die Dichthülse 11 ist an ihrem dem ersten Vorkammerbauteil 3 abgewandten zwei ten Ende 11c über einen Halteteil 17 mit dem Zylinderkopf 1 flüssigkeitsdicht ver bunden. Zwischen dem Halteteil 17 und einer normal auf die Längsachse 11a der Dichthülse 11 angeordneten dritten Dichtfläche 19 des Zylinderkopfes 1 ist zumin dest ein drittes Dichtungselement 18 und zwischen dem Halteteil 19 und einer zylindrischen vierten Dichtfläche 21 der Dichthülse 11 zumindest ein viertes Dich tungselement 20 angeordnet.

Die Dichthülse 11 ist mit dem ersten Vorkammerbauteil 3 beispielsweise über eine Schraubverbindung 22 fest verbunden. Bei dem in den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Dichthülse 11 im Bereich ihres ersten Endes 9b ein Außengewinde und der erste Vorkammerbauteil 3 ein Innengewinde auf. Die Dicht hülse 11 ist mit ihrem Außengewinde in das Innengewinde des ersten Vorkammer bauteils 3 eingeschraubt.

Zum Unterschied dazu ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante der erste Vorkammerbauteil 3 mit einem Außengewinde und die Dichthülse 11 an ihrem ersten Ende 11b mit einem Innengewinde versehen. Die Dichthülse 11 ist mit ihrem Innengewinde in das Außengewinde des ersten Vorkammerbauteils 3 eingeschraubt.

Alternativ zur Schraubverbindung 22 ist auch eine Klemmverbindung zwischen Dichthülse 11 und erstem Vorkammerbauteil 3 möglich.

Weiters ist in der in Fig. 3 gezeigten Ausführung der Kühlmittelraum 10 in einem dem Brennraum 6 abgewandten Bereich des ersten Vorkammerbauteils 3 durch einen beispielsweise plattenförmigen Wandteil 23 abgedeckt. Der Wandteil 23 ist gegenüber einer fünften zylindrischen Dichtfläche 25 des ersten Vorkammerbauteil 3 über ein ringförmiges fünftes Dichtungselement 24 und gegenüber einer normal auf die Zylinderachse la angeordneten sechsten Dichtfläche 27 des Zylinderkopfes 1 über ein sechstes Dichtungselement 26 abgedichtet. Der Wandteil 23 trennt so mit dichtend den Kühlmittelraum 10 von einem darüber angeordneten Ölraum 28 des Zylinderkopfes 1.

Die Dichtungselemente 12, 14, 18, 20, 24, 26 können beispielsweise durch Dicht ringe, Flachdichtungen, Profildichtungen, O-Ringe oder dergleichen gebildet sein.

Durch die oben beschriebenen Lösungen ist es möglich, die Kraftstoffzufuhrein richtung 9 näher am Vorkammervolumen zu positionieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Zündeinrichtung 7, insbesondere die Lage des Zündortes 8, möglichst zentral in der Vorkammer 2 positioniert werden kann, da ein geringerer Bauraum für die Kraftstoffzufuhreinrichtung 9 benötigt wird.

Um die Fertigung zu erleichtern, können zumindest einzelne Teile des Zylinder kopfes 3-D gedruckt werden.