Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND DEVICE FOR FEEDING A LAYERED CHARGE INTO SPARK IGNITION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1987/002415
Kind Code:
A1
Abstract:
Process for feeding a layered charge into spark ignition engines in which a rich gas mixture is used in the region of the ignition plug (5) and a linear mixture is used elsewhere. The rich mixture is fed at pressure to the ignition plug trough compression slots (16, 18). In one embodiment, at least one strongly accelerated eddy is formed in the middle of the combustion chamber (12) by the type and shape of the latter, as well as by the position of the compression slots. In this way a very low fuel consumption is achieved, with minimal CO, CH and NOx contents. The engine can be operated with a mixture having an overall composition of 1,5 Lambda and above, whereas in the region of the spark plug a good ignition mixture of 0,8 to 1 Lambda is available.

Inventors:
AUGUST PAUL (ES)
Application Number:
PCT/EP1986/000586
Publication Date:
April 23, 1987
Filing Date:
October 14, 1986
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
GLOTUR TRUST REG (LI)
International Classes:
F02B17/00; F02B23/08; F02F1/42; F02B1/04; F02F1/24; (IPC1-7): F02B17/00; F02B23/08
Foreign References:
US4018193A1977-04-19
FR2360754A11978-03-03
FR1520960A1968-04-12
DE2950830A11981-06-25
DE2514416A11976-10-14
DE2741121A11979-03-22
US4494504A1985-01-22
GB371852A1932-04-20
Other References:
Automative Engineering, Vol. 93, January 1985 Dallas (US) J. YAMAGUCHI: "Lightweight Super-Economy Engine Adopts Three-Valve Combustion Chamber"; pages 79-82
PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 4, No. 171 (M-44) (653) 26 November 1980 & JP, A, 55123312 (Nippon Jidosha Buhin Sogo Kenkyusho) 22 September 1980
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Einbringen einer Schichtladung bei Ottomotoren, bei dem eine fettere Schicht im Bereich der Zündkerze und im übrigen Bereich bzw. darunter liegend das Magergemisch sich befindet, d a d u r ch g ek e n n z e i c h n e t , daß das fettere Gemisch unter Druck der Zündkerze (5) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i ehn e t, daß die Zuführung des fetteren Gemisches zur Zündkerze (5) durch Rotation dieses Gemisches in der Brennkammer (12) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t , daß das fettere Gemisch unter Druck der Zündkerze (5) zugeführt und zusammen mit dem Zündstrahl (22) eine Rotation des Gemisches in der Brennkammer (12) erzeugt wird.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i ch n e t, daß das Einlaßventi 1(2) für das fettere Gemisch sich gegenüber der Zündkerze (5) befindet.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Brennkammer (12) an einer Seite aus einer im Kolbenboden (27) ausgebildeten, wannen förmigen Vertiefung (28) und zugeordneten abgerundeten Flächen des Zylinderkopfes (10) besteht, daß an der anderen Seite der Brennkammer (12) ein Quetschspalt (16) ausgebildet ist, der einerseits aus einer Fläche des Kolbenbodens (27) und andererseits aus einer zugeordneten Fläche des Zylinderkopfes (IQ)gebildet ist, daß der erste Quetschspalt (16) in die Brennkammer (12) mündet und dort eine erste rotierende Strömungswalze (39) erzeugt, daß etwa mittig zum ersten Quetschspalt (16) und in Verlängerung des ersten Quetschspalts (16) der zweite Quetsch spalt (19) zwischen Kolbenboden (27) und der zugeordneten Fläche des Zy¬ linderkopfes (.0) ausgebildet ist und eine zweite rotierende Strömungs¬ walze (38) erzeugt, die auf die Zündkerze (5) gerichtet, ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Quetschspalt (19) aus einer in der Draufsicht etwa keilförmigen Quetschnase (30) besteht, welche im Kolbenboden (27) angeordnet ist, und die sich soweit in die wannen förmige Vertiefung (28) im Kolbenboden (27) erstreckt, daß sie in den Zwischenraum hineinragt, der durch die beiden nebeneinander im Ab¬ stand im Zylinderkopf (10) angeordneten Ventile (3,4) definiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h π e„t , daß "die durch die mittige Quetschspalte (19)" erzeugte "Quetsch spaltenströmung (18) schräg gegen die Unterseite des Zylinderkopfes (10) gerichtet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t, daß die Zündkerze (5) in einem solchen Winkel zu den in der Brennkammer (12) rotierenden Strömungswalzen (38,39) gerichtet ist, daß der Zündstrahl(22) annähernd parallel zur Strömungs¬ walze (38,39) in die Brennkammer (12) eintritt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a du r c g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zündkerze (5) in einem von der Brennkammer (12) zurückversetzten Vorraum (24) im Zylinderkopf (10) angeordnet ist, und daß der Vorraum (24) so im Winkel ausgerichtet ist daß der aus dem Vorraum (24) austretende Zündstrahl (22) annähernd parallel zur Strömungswalze (38,39) in die Brennkammer (12) eintritt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t, daß zwei Einlaßventile (2) und (3) voi— handen sind, wobei über ein erstes Einlaßventil (3) reine Brennluft oder Magergemisch und über das zweite Einlaßventil (2) fetteres Gemisch angesaugt wird.
11. Verfahren zur Einbringung einer SchichtLadung bei Ottomotoren, bei dem eine fettere und magere Schicht bzw. reine Brennluft sich in der Brennkammer befindet, d a du r c h g e k e n n z e i ch n e t, daß im Zylinder (11) beim Ansaugen unten an der Kolbenoberfläche reine Brennluft oder Magergemisch angesaugt und gelagert wird, danach ein Gemisch von Brennluft oder Magergemisch und Fettgemisch oben in den Zylinderkopf durch den Ansaugvorgang fette¬ res Gemisch eingebracht und gelagert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i ch n e t, daß eine StufenschichtLadung vorgenommen wird mit zeitlicher Trennung des Ansaugbeginns von BrennLuft oder magerem Gemisch und fetterem Gemisch durch Ansaugen über die zwei Einlaßventile (2) und (3), wobei ein Einlaßventil (2) reine Brennluft oder Magergemisch und über das andere Einlaßventil (2) fetteres Gemisch angesaugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Einlaßventile (2) und (3) getrennte Ansaugrohre (6 und 7) haben. 1i. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c g ek e n n z e i ch. n e t, daß für beide Einla߬ ventile . (2.
14. und 3) von einem Vergaser oder sonstigen Gemischbilder das Gemisch von Luft und Kraftstoff gebildet wird, jedoch vor dem Einlaß venti L (3) ZusatzLuft oder Abgas oder beides zugeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i ch n e t , daß die Zuführung von Luft und/oder Abgas über ein Drosselorgan erfolgt, was in Verbindung mit der Vergasei— Steuerung vorgenommen wird nd bei Leerlauf des Motors geschlossen ist.
16. Verfahren nach Anspruchl und 15, a d u.r c.h _ . g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuführung von Luft und"/ öder Abgas über ein Zwischenstück (8) erfolgt.
17. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach. Anspruch 1, d a d u.r c h .g e k e n n z.e i ch n e t , daß das eine Einlaßventil (3) für Brennluft oder Magergemisch, wie bekannt, mit den normalen Öff¬ nungszeiten gesteuert wird, jedoch das andere Einlaßventil (2) später öff¬ net und zum gleichen Kurbelwinkel oder etwas später schließt als das eine Einlaßventil (3).
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das eine Einlaßventil (3) eher als üblich und eher als das andere Einlaßventil (2) schließt. ZEICHNUNGSLEGENDE Kolben 31 Stirnfläche (Quetschnase 30) Einlaßventil 32 Seitenfläche (Quetschnase 30) Einlaßventil AuslaßventiL Zündkerze Ansaugrohr Ansaugrohr Zwischenstück 38 Strömungswalze (Mitte) Stelle 39 Strömungswalze (außen) Zylinderkopf Zylinder Brennkammer Kurve (Steuerkurve Auslaßv.4) Kurve (Steuerkurve Einlaßv. 3) Kurve (Steuerkurve Einlaßv.2) Quetschspalt (außen) Pfei Irichtung Quetschspaltenströmung (Mitte) Quetschspalt (Mitte) Pfei Irichtung Pfeilrichtung Zündstrahl Gemich Vorraum (Zündkerze 5) Kante (Vorraum 24) Umlenkboge Kolbenboden Vertiefung Quetschspaltenströmung (außen) Quetschnase.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Einbringung einer SchichtLadung bei Ottomotoren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einbringung einer SchichtLadung bei Ottomotoren, bei dem eine fettere Schicht im Bereich der Zündkerze und im übrigen Bereich bzw. darunter¬ liegend das magere Gemisch sich befindet.

Die Schichtladung bei Ottomotoren ermöglicht den Betrieb mit sehr mage¬ ren Gemischen. Dabei sollen Verbrauchszahlen wie beim Dieselmotor, ver¬ bunden mit den nidrigen CO-, CH- und NOx-Anteilen im Abgas, erreicht werden. Das eigentliche Problem bei dieser Schichtladung besteht darin, daß der Zündvorgang einwandfrei erfolgt, obwohl vorwiegend im Zylinder sich ein Gemisch größer als Lambda 1,3 befindet. Je mehr mageres Gemisch vor- handen ist, umso geringer sind dann die Schadstoffanteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Zündung dieses mage¬ ren Gemisches vorzusehen, daß man mit verhältnismässig sehr magerem Ge- misch trotzdem noch eine einwandfreie Verbrennung erreicht.

Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß das fettere Gemisch unter Druck der Zündkerze zugeführt wird.

Bei diesem Verfahren wird ein vollkommen neuer Weg beschritten. Bisher hatte man die " Einlagerung des mageren Gemisches nur durch den Ansaug- druck erreicht. Man brauchte damit verhältnismässig viel fettes Gemisch, um einen einwandfreien Zündvorgang zu erreichen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird allgemeiner Schutz dafür bean¬ sprucht, daß ein fetteres Gemisch unter Druck einer Zündkerze zugeführt wird und zwar unabhängig davon, durch welche Maßnahmen am Kolbenboden und an der zugeordneten Zylinderwand dieser Druck erzeugt wird, der

selbstverständlich über dem ohnedies vorhandenen Kompressionsdruck Liegt

Kern der vorliegenden Erfindung ist also , daß man das fettere Gemisch gezielt, wie mit einem düsenartig beschleunigten Strahl, der Zündkerze zuführt und das in der Brennkammer lagernde magere Gemisch zunächst nicht mit diesem gezielten Strahl des fetteren Gemisches in Berührung bringt, sondern erst mit dem fetteren Gemisch die Zündung einleitet und erst mit dem dann sich ergebenden Zündstrahl eine Mischung und Durch¬ zündung mit dem mageren Gemisch erreicht.

In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß das fettere Gemisch über mindestens einen Quetschspalt gezielt der Zündkerze zugeführt wird, wobei wesentlich ist, daß das fettere Gemisch über diesen Quetschspalt düsenartig beschleunigt in die Brennkammer einströmt- und die an der gegenüberliegenden Seite der Brennkammer angeordnete Zündkerze trifft, während das magere Gemisch über andere Ventile, außerhalb des Quetschspalts in die Brenn¬ kammer eingeführt wird. Dadurch wird -sichergestellt, daß die Zündkerze z nächst nur von dem fetteren Gemisch getroffen wird, was eine außerordent lich gute und sichere Durchzündung dieses Gemisches gewäh leistet. Der s dann ergebende Zündstrahl wird zur Durchzündung des in der Brennkammer lagernden mageren Gemisches verwendet, welches aufgrund der Initialen- zünduήg durch den Zündstrahl dann gut durchzündet und praktisch restlos verbrennt.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß eine weitere Verbesserung der Richtwirkung des fetteren Gemisches in Richtung auf-die Zündkerze dadurch erreicht wird, daß der nach dem ersten Ausführungsbeispiel bereits vorhandene Quetschspalt noch in -Dichtung auf die Zündkerze dadurch verlängert ist, daß er sich so weit in die vorhandene Brennkammer hinein erstreckt, daß er in den Zwischenra zwischen den darüber in der Zylinderkopfwandung angeordneten Ventilen hi ragt. Hierdurch wird die Quetschlänge in Richtung auf die Zündkerze we¬ sentlich verlängert und damit eine weitere Beschleunigung des fetteren G sches und eine Verbesserung der Richtungswirkung auf die Zündkerze ei— reicht.

Dieses Ausführungsbeispiel geht also davon aus, daß ein relativ Langer, sich nahezu über die gesamte Breite der Brennkammer erstreckender Quetschspalt vorhanden ist, der das fette Gemisch vom Einlaßventil in Richtung auf die Zündkerze durch die Brennkammer hindurch beschleunigt und auf die Zündkerze richtet.

Diesem längeren Quetsc spalt ist nun ein mittlerer Quetschspalt nachge¬ schaltet, der so weit wie möglich in die Brennkammer hineinreicht, wobei diese maximal mögliche Länge dadurch begrenzt ist, daß er andernfalls an den darüber in der Zylinderkopfwandung angeordneten Ventilen anstossen würde.

Dieser nachgeschaltete, mittlere Quetschspalt übernimmt gezielt das Gemisch, welches bereits schon von dem ersten Quetschspalt beschleunigt wurde und beschleunigt es weiter und erzielt hierduch eine außerordent¬ lich günstige Beschleunigung des aus der Mündung dieses Quetschspaltes au tretenden Gemisches in Richtung zur Zündkerze.

Man kann nun die Richtung des mittleren Quetschspaltes von der Rich¬ tung des längeren, äußeren Quetschspaltes abweichen Lassen.

Eine erste Ausführungsform sieht demzufolge vor, daß das über die längere Quetschspalte in die Brennkammer eintretende Gemisch etwa in der Mitte der Brennkammer (bezogen auf die Höhe der Brennkammer) eintritt und im wesentlichen keine Rotation erzeugt, während der mittlere Quetschspalt in Richtung zur oberen Zylinderkopfwandung gerichtet ist und in Ver - bindung mit Umlenkmitteln in der Brennkammer dann eine stark rotierende mittlere Strömungswalze erzeugt, welche die Zündkerze beaufschlagt.

in der anderen Abwandlung dieses Prinzips ist es vorgesehen, daß die äuße Quetschspalt eine gleiche Neigung hat wie die mittlere Quetschspalte und daß beide Quetschspalten schräg gegen die obere Zylinderkopfwandung gerichtet sind.

Es rotieren dann die von der längeren Quetschspalte erzeugten Strömungs- walzen ebenso wie die mittlere Strömungswalze, welche von dem mittleren Quetschspalt erzeugt wird.

Wird jetzt unter Druck das fette Gemisch der Zündkerze zugeführt und gleichzeitig eine Rotation in der Brennkammer erreicht, dann ist ein viel besserer und umfangreicherer Zündvorgang gewährleistet.

In einer konstrukti en Ausfü runπsform einer Vorrichtung nach der Erfindung wird es bevorzugt, aß die Brennkammer an einer Seite aus einer im Kolbenboden ausgebildeten, wannen ör igen Vertiefung und zuge¬ ordneten abgerundeten Flächen des Zylinderkopfes besteht, daß an der anderen Seite der Brennkammer ein Quetschspalt ausgebildet ist, der einei seits aus einer Fläche des Kolbenbodens und andererseits aus einer zugeor neten Fläche des Zylinderkopfes gebildet ist, daß der erste Quetsch¬ spalt in die Brennkammer mündet und dort in Abhängigkeit von der Richtung dieses Quetschspaltes entweder Lediglich eine laminare, nicht-rotierende Quetschspaltenströmung oder - falls es sich um eine gegen die obere

Zylinderkopfwandung gerichtete Quetschrspalte handelt - eine erste ro¬ tierende Strömungswalze erzeugt; wobei etwa mittig zum ersten Quetsch¬ spalt und in Verlängerung des ersten Quetschspalts der zweite Quetschspal zwischen Kolbenboden und der zugeordneten Fläche des Zylinderkopfes aus- gebildet ist und eine zweite rotierene Strömungswalze erzeugt, die auf di Zündkerze gerichtet ist.

über die Breite der Brennkammer gesehen ist also eine erste Quetschspalte angeordnet, welche dafür sorgt, daß das über das erste Einlaßventil, welc fetteres Gemisch zuführt, in die Brennkammer eingeleitet wird und dort eine erste rotierende Strömungswalze erzeugt. Mittig bezüglich dieses ersten Einlaßventils ist - ebenfalls etwa mittig im Kolbenboden "~ ein weiterer Quetschspalt angeordnet, welcher den ersten Quetschspalt verlängert, wobei dieser Quetschspalt eine zweite rotierende Strömungs¬ walze erzeugt, die genau auf die Zündkerze gerichtet ist.

Man k-ann sich bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem die erste Quetschspalt gegen die Zylinderkopfwandung gerichtet ist, - über die Breite gesehen - etwa so vorstellen, daß seitlich außen zwei langsamer rotierende Strömung walzen gebildet sind, die durch den ersten, breiten Quetschspalt erzeugt wurden. Diese beiden äußeren Strömungswalzen sind in der Mitte durch eine schneller rotierende, mittige Strömungswalze voneinander getrennt.

Zu einer schnelleren Rotation dieser mittigen Strömungswalze kommt es des halb, weil der mittige Quetschspalt in Verlängerung des breiteren Quetschspaltes angeordnet ist und daher seine Quetschströmung bereits schon mit einer hohen Anfangsgeschwindigkeit in die Mündung dieses zweiten Q uetschspaltes eintritt und von diesem noch einmal stark be¬

schneller rotierenden Strömungswalze kommt, die genau auf die Zündkerze gerichtet ist. Hierdurch wird der Zündkerze zunächst ein relativ fettes Gemisch dargeboten-, uas- 2-u einer solort-igeri und sicheren Zündung in Form eines Zündstrahles führt, der derart in die Brennkammer einge- Leitet wird, daß er etwa parallel zu den rotierenden Strömungswalzen in die Brennkammer eintritt und den Rotationseffekt dadurch noch verstärkt. Die mittige, schnell rotierende Strömungswalze, die nun den Zündstrahl enthält, setzt sich schnell seitlich ' in die seitlich außen rotierenden Strömungswalzen fort, die über den sich ausbreitenden Zündstrahl außerordentlich schnell und sicher durchgezündet werden, so daß insgesamt eine sichere Durchzündung des in der Brennkammer rotie¬ renden Gemisches gewährleistet ist.

Es hat sich erwiesen, daß man jetzt noch mit viel geringeren NOx- und CO- Anteilen den Verbrennungsvorgang einwandfrei durchführen kann, weil die Verbrennung durch das unter Druck zugeführte fettere Gemisch sehr intensiv ist.

Selbstverständlich sind auch alle anderen Möglichkeiten, unter Druck fetteres Gemisch der Zündkerze zuzuführen, mit in die Erfindung einge¬ schlossen. Bei einer bevorzugten Ausführung erscheint diese Verwendung einer Quetschspalte aber als die einfachste Lösung.

Ausführungen mit Nebenkammer für das Fettgemisch brachten nicht den ge¬ wünschten Erfolg. Infolge der zerklüfteten Brennräume waren die CH hoch und der Verbrauch entsprach nicht den Erwartungen.

SchichtLadungen in einem Brennraum mit besonders gerichteter Direktein- spritzung - z.B. Proco-Motor von Ford - brachten im dauernd wechseln¬ den Drehzahl- und Lastbereich bei Automotoren trotz sehr langer Ent¬ wicklungszeit keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Außerdem sind diese Systeme aufwendig und teuer.

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 erfindungswesen Lieh beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombina¬ tion gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungs¬ weg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Figur 1: Draufsicht auf den Kolbenboden eines Kolbens mit einer Brenn¬ kammer nach der Erfindung und mit gestrichelt eingezeichneter Lage der darüber im Zylinderkopf angeordneten Ventile und Ansaugrohre in einer ersten Ausführungsform, mit einem ersten, langen Quetschspalt,

Figur 2: Schnitt gemäss der Linie A-B in Figur 1,

Figur 3: Draufsicht auf den Kolbenboden eines Kolbens mit einer Brenn- ka mer nach der Erfindung mit gestrichelt eingezeichneter Lage der darüber im Zylinderkopf angeordneten Ventile und Ansaugrohre, mit einem längeren Quetschspalt und einem nachgeschalteten mittler Quetschspalt,

Figur 4: Schnitt gemäss der Linie A-B in Figur 3,

Figur 5: Kurven der Ventilöffnungszeiten der drei Ventile,

Figur 6: Schnitt gemäss der Linie VI-VI in Figur 2 durch die Brenn¬ kammer.

In einem Zylinder 11 Läuft ein Kolben 1, der in der Darstellung nach Figur 2 und 4 in seiner oberen Totpunktlage dargestellt ist. Der Zylinder 11 wird nach oben durch einen Zylinderkopf 10 abgedeckt, in dem gemäss der Darstellung nach Figur 1 drei Ventile 2,3,4 angeordnet sind, wobei die Ventile 2,3 als Einlaßventile und das Ventil 4 als Auslaßventil ausgebildet ist. Das Einlaßventil 3 erhält sein Gemisch über das Ansaugrohr 7, während das andere Einlaßventil 2 sein Gemisch über ein weiteres Ansaugrohr 6 erhält.

Der Auslaß des Auslaßventils 4 ist der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Brennkammer 12 ist zwischen dem Kolbenboden 27 des Kolbens 1 und den zugeordneten Flächen des Zylin¬ derkopfes 10 ausgebildet. Die gleichen Teile sind durch gleiche Bezugszeic bezeichnet.

im Kolbenboden 27 ist auf der einen Seite eine wannenartige Vertiefung 28 eingearbeitet, die zusammen mit den zugeordneten, darüberliegenden Flächen des Zylinderkopfes etwa rundprofiliert aussieht,wie es in Figur 2 dargestellt ist.

In der wannenartigen Vertiefung 28 sind entsprechende Umlenkbogen 26 ein- gearbeitet und gleiche Umlenkbogen befinden sich auch in den darüberliegenden Teilen des Zylinderkopfes.

In Figur 1 und 2 ist nun eine erste Ausführungsform dargestellt, wie ein fetteres Gemisch unter Druck der in der Brennkammer dem Einlaßven¬ til 2 für das fettere Gemisch gegenüberliegend angeordneten Zündkerze 5 zugeführt werden kann.

Der Kolbenboden 27 bildet hierbei einen sich etwa über die Breite der Brennkammer 12 erstreckenden Quetschspalt 16 aus. Der Quetschspalt 16 wird hierbei durch eine im wesentlichen gerade Fläche des Kolbenbodens 27

in Verbindung mit einer gegenüberliegenden, geraden Fläche im Zylinder¬ kopf 10 gebildet. Im Bereich dieses Quetschspaltes 16 ist das Einla߬ ventil 2 für den Einlaß des fetteren Gemisches angeordnet.

In der eingezeichneten Stellung nach Figur 2 hat das Einlaßventil 2 be- reits schon wieder geschlossen und das fette Gemisch wurde über den Quetsch spalt 16 in Form einer Quetschspaltenströmung 29 annähernd gerade in die Brennkammer 12 geschossen, wo diese Quetschspaltenströmung 29 die Zünd¬ kerze 5 trifft und wonach dann die Zündung eingeleitet wird. Der sich im fetten Gemisch ergebende Zündstrahl 22 (vergl. Figur 4) dient dann dazu, ' die Rotation in d.esem Bereich zu fördern und ' das in der Brennkammer lagernde magere Gemisch vollständig durchzuzünden.

Es liegt im Rahmen des vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiels, daß der Quetschspalt, 16 auch schräg angeordnet ist und in Form einer Keil¬ brennkammer seine 'Quetschspaltenströmung 4-9 genau auf die gegenübei— liegend angeordnete Zündkerze 5 richtet.

Das Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von dem erstgenannten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 dadurch, daß hin¬ ter dem ersten Quetschspalt 16 ein weiterer, mittlerer Quetschspalt 18 vorgesehen ist.

Linksseitig in Figur 4 ist im Kolbenboden 27 wiederum die erste Quetsch¬ spalt 16 ausgebildet, die einerseits aus einer geraden Fläche des Kolben¬ bodens 27 besteht, die mit einer zugeordneten, geraden Fläche der darüberliegenden Wandung des Zylinderkopfes 10 zusammenwirkt.. Die Quetsch¬ spalte 16 erstreckt sich wiederum im wesentlichen gemäss Figur 3 über die gesamte Breite der Brennkammer, wobei die aus dieser Quetschspalte aus¬ tretende Quetschspaltenströmung 29 in einem ersten Ausführungsbei¬ spiel gerade in die Brennkammer 12 gerichtet ist und dann keine außen liegenden, rotierenden Strömungswalzen 39 erzeugt. Es wird dann nur durch den mittleren Quetschspalt eine mittlere, rotierende Strömungs- walze 38 erzeugt. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Quetschspalt 16 ebenfalls schräg gegen die Unterseite der Ventile 3,4 gerichtet und die daraus entströmende Quetschspaltenströmung 29 wird dann

an den zugeordneten, bogenförmigen Flächen der Wandung des Zylinderkopfe 10 und den zugeordneten Umlenkbogen 26 der Vertiefung 28 im Kolben¬ boden umgelenkt, so daß sich eine in Pfeilrichtung 21 umgelenkte Strö¬ mungswalze 39 (vergl. Figur 6) eines Gemisches 23 ergibt.

Wie in Figur 4 und 6 dargestellt, wird die Strömungswalze 39 auch am Bod der Vertiefung 28 in Pfeilrichtung 20 umgelenkt, so daß sich durch den breiten Quetschspalt 16 eine sich über die gesamte Breite der Brenn¬ kammer 12- erstreckende. Strömungswalze 39 ergibt.

Entsprechend der Darstellung in Figur 3 und 6 ist die breite Quetsch- Spalt 16 in der Mitte durch einen weiteren Quetschspalt 19 ver¬ längert, wobie sich dieser Quetschspalt in den Zwischenraum zwischen den darüber im Zylinderkopf 10 angeordneten Ventilen 3,4 erstreckt. Der Quetschspalt 19 liegt also in Verlängerung des dahinter angeordneten breiteren Quetschspaltes 16 und erhält von dem letztgenannten Quetsch- spalt 16 sein Gemisch schon mit relativ hoher Anfangsgeschwindigkeit. Es kommt hierbei zu einer weiteren Beschleunigung in Pfeilrichtung 17 (vgl. Figur 4 ) und die von diesem Quetschspalt 19 erzeugte, mittige Quetschspaltenströmung 18. (vgl. Figur 4 und Figur 6) tritt mit höherer Geschwindigkeit in die Brennkammer12 ein alsdie von der ande- ren Quetschspalte 16 erzeugte Quetschspaltenströmung 29. Es wird hiei— durch also etwa in der Mitte der Brennkammer eine schneller rotierende Strömungswalze 38 erzeugt, die genau auf die gegenüberliegend im Zylinderkopf 10 angeordnete Zündkerze 5 gerichtet ist. Dadurch, daß der mittlere Quetschspalt 19 weit in die Brennkammer 12 hineinragt, wird-das Kammervolumen der Brennkammer an dieser Stelle und damit auch die Entfernung der Mündung der .Quetschspalt 19 zur Zündkerze 5 in vortei hafter Weise verringert, was zu einer weiteren Beschleunigung der Quetschspaltenströmung 18 beiträgt.

Bei Beginn des Ansaugtaktes öffnet zuerst das Einlaßventil 3, durch welches reine Brennluft evtl. mit Zusatz von Auspuffgas oder sehr magere Gemisch angesaugt wird. Erst später öffnet das Einlaßventil 2, durch

welches über einen Vergaser oder Einspritzung fetteres Gemisch angesaugt wird.

So erhält der Motor im unteren Teil der Brennkammer reine Brennluft oder sehr mageres Gemisch und später ein Gemisch von Brennluft oder magerem Gemisch mit fetterem Gemisch. Im oberen Teil der Zylinder¬ füllung erhält der Zylinder 11 nur noch fetteres Gemisch über das ge¬ öffnete Einlaßventil 2, währen das Einlaßventil 3 bereits geschlossen ist, über das geöffnete Einlaßventil 2 wird dann fetteres Gemisch über den ersten Quetschspalt 16 zunächst vorbeschleunigt, um seine hohe End¬ beschleunigung dann durch den zweiten Quetschspalt 19 zu erhalten und dann in Form einer hochbeschleunigten Quetschspaltenströmung 18 in die Brennkammer 12 einzutreten und die gegenüberliegende Zündkerze 5 zu treffen. ..

Nachdem der mittige Quetschspalt 19 in Verlängerung des etwa mittig angeordneten Einlaßventils 2 liegt, wird also das fettere Gemisch durch die beiden hintereinander angeordneten Quetschspalten 16,19 stark be¬ schleunigt und gelangt - wie ausgeführt - in Form einer stark beschleu¬ nigten Quetschspaltnströmung 18 in die Brennkammer 12, welche diese hoch beschleunigte Quetschspaltenströmung 18 sicher durchzündet. Der hierbei erzeugte Zündstrahl 22 wird in einer bevorzugten Ausführungs¬ form etwa parallel zu den in der Brennkamme 12 rotierenden Strömungs¬ walzen 38,39 eingeleitet, so daß sich eine weitere starke Beschleuni¬ gung der Strömungswalzen 38,39 ergibt und gleichzeitig der Zündstrahl über die schnell in der Mitte rotierende Strömungswalze 38 in die seit¬ lich strömenden Quetschspaltenströmungen 29 bzw. in die seitlich rotierenden Strö ungswalzen 39 hineingetragen wird und dadurch eben¬ falls zu einer -sicheren Durchzündung dieser Quetschspaltenströmungen 29 bzw. Strö uRgswalzen 39 führt.

Es wird hierbei bevorzugt, wenn die Zündkerze 5 in einem von der Brennkammer 12 zurückversetzten Vorraum 24 im Zylinderkopf 10 angeordnet ist und der Vorraum 24 eine abgeschrägte Kante 25 derart aufweist, daß der Zündstrahl 22 - in der oben beschriebenen Weise - parallel zu den Strömungswalzen 33,39 in die Brennkammer 12 eintritt.

Entsprechend de's Ausführungsbeispiel na h Figur 4 ist die mittlere Quetschspalte 19 als Quetschnase 30 ausgebildet, die entsprechend der Darstellung in Figur 3 und Figur 6 in der Draufsicht etwa keilförmig sich in den Zwischenraum zwischen den darüber angeordneten Ventilen 3,4 erstreckt. Die Quetschnase 30 weist eine vordere, etwa ebene, Stirn¬ fläche 31 auf, an die sich keilförmig nach hinten abgeschrägte Seiten¬ flächen 32 anschließen. Hiebei ist es wichtig, daß der mittlere Quetsch¬ spalt 19 so weit wie möglich in Richtung zur Zündkerze 5 verlängert ist, um eine gerade und gerichtete kurze Strömung des fetten Gemisches zur Zündkerze 5 unmittelbar hinzuleiten.

Um die Bildung von magerem und fetterem Gemisch .noch zu vereinfachen, wird das Gesamtgemisch über die Kanäle 6,7 zu den Ventilen 2,3 nur von einem Vergaser oder einer Einspritz-Einrichtung erzeugt und durch Zusatz von Brennluft vor dem Ventil 3 an der Stelle 9 dieses Gemisches abgemagert. Dieser Luftzusatz kann in einem Zwischenstück 8 zwischen

Ansaugkrümmer und Zylinderkopf eingeführt werden. Die Steuerung erfolgt über eine Drosselklappe oder sonstiges Ventil, was mit der Steuerung der Öffnung der Vergaserdrosselklappe verbunden ist. Bei Leerlauf des Motors ist die Drosselklappe für die Zusatzluft geschlossen. Anstelle reiner Brenn-

luft kann auch Abgas oder ein Gemisch von Abgas und Brennluft zugeführt werden.

Durch die nicht exakt getrennte Schi cht Ladung, bei der Fettgemisch und Brennluft in der Zone der Berührung beim Ansaug- und Verdichtungsvorgang eine Übergangsdurchmischung erfahren, ist eine einwandfreie Durch¬ brennung aller Kraftstofftei Lehen gewährleistet. Dies bringt bei einem Luftüberschuss, der ohne SchichtLadung nicht zündfähig wäre, sehr niedri¬ gen Verbrauch bei sehr geringen CO-, CH- und NOx-Antei Len. Es kann mit einer Gesamtmischungszusammensetzung von Lambda 1,5 und mehr gefahren werden, wobei im Bereich der Zündkerze ein gut zündfähiges Gemisch von Lambda 0,8 - 1 sich befindet.

Der niedrige Verbrauch und die sehr niedrigen Werte aller Giftanteile im Abgas werden nur dann erreicht , wenn die Verbrennung in einem nicht zei— klüfteten Brennraum stattfindet, was bei dieser Erfindung der Fall ist.

Folgende Änderungen werden gegenüber dem bekannten Motor vorgenommen:

1.Beide Ventile 2,3 haben getrennte Ansaugrohre 6,7, wobei ein Ansaug¬ rohr 6 mit fetterem Gemisch versorgt wird und dem anderen Ansaugrohr 7 mageres Gemisch oder reine Brennluft zugeführt wird.

2. Die ' Öffnungszeiten beider Ventile sind nicht gleich. Das Ventil 3 wird w ie üblich gesteuert mit normalen ffnungs- und Schließzeiten, etwa 40 vor o.T. bis 50 nach unterem Totpunkt, oder schließt eher nach Kurve 14. Die Steuerkurve vom Auslaßventil 4 ist mit Kurve 13 ange¬ führt.

Das Einlaßventil 2 öffnet später um etwa 20 - 40 und schließt später als das andere Einlaßventil 3, siehe Kurve 15.

Alle. vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, daß sich die eine Hälfte der Brennkammer in einer wannenförmigen Vertie¬ fung im Kolbenboden und die andere Hälfte der Brennkammer im Zylinder¬ kopf befindet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung w.ird darüber hinaus g sonderter Schutz dafür beansprucht, daß sich die Brennkammer im wesent¬ lichen im oberen Zylinderkopf befindet. Das heisst, die wannenförm ge Vertiefung im Kolbenboden entfällt und der Kolbenboden ist in diesem Bereich eben ausgebildet und bildet mit der rechten Quetschspalte im wesentlichen eine durchgehende Ebene.