DE872686C - Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brennlcraft;maschine, bei der sich die Verdichtungsluft. am Ende des Verdichtungshubes, teilweise in einem zwischen Kolbenoberfläche und Zylinderkopfinnenfläche liegenden Brennraumteil und teilweise in einem vom Zylinderraum abgesetzten Brennraum beefindet,, der dieVerbrennungsluft z.. B. zum größtem Teil aufnimmt und der durch eine Drosselöffnung mit dem erwähnten Zylinderraum in Verbindung steht, die am Ende des Verdichtungshubes noch zusätzlich gedrosselt wird, während flüssiger Brennstoff durch die Drosselöffnung hindurch in den vom Zylinderraum abgesetzten Brennraum eingespritzt wird, und die Ausblasung über die zusätzlich gedrosselte Verbindung erfolgt.
• Das Neue und Fortschrittliche wird nach der Erfindung darin gesehen, daß die zusätzliche Drosselverbindung die Form eines vorzugsweise parallel zum Kolbenboden verlaufenden flachen Spaltes. hat, durch den der Brennkammerinhalt fächer- oder bandartig austritt. Ein w eiteree Merkmal der- Erfindung ist, daß der Überströmdrosselöffnung zwischen Brennkammer und Zylinderraum gegenüber eine Prallfläche mit einer Abreißkante angeordnet ist.
• Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß beim Ausblasen der Brennkammer in den Brennraum .durch mehr runde, geschlossene Strahlen, wie. dies bei den bisher bekannten Brennkraft-. maschinen; der Fall ist, die Verbrennungsluft zu ungleichmäßig mit. dem Brennstoff in Berührung gelangt. Aus diesem Grunde ist beim Erfindungsgegenstand: dafür gesorgt, daß der Kammerinhalt nicht in der bekannten Weise durch einen längeren Kanal oder durch einzelne, im wesentlichen runde Löcher als geschlossener Strahl, sondern in der er--,vähnben flachen Form in den Hauptb,rennr aum übertritt. Weiterhin hat zu der Anordnung des flachen Spaltes in Anpassung an den flachen Verbrennungsraum über denn Arbeitskolben noch Anlaß gegeben, daß die Geschwindigkeit des ausströmenden Brennkammerinhalts an der dem Brennraum zugekehrten Spaltmündung größer sein soll als an der Einspritzöffnung der Brennkammer. Denn, duroh die höhere Geschwindigkeit wird erstens erreicht, daß eine weitere Auflockerung des BTennstoffs erfolgt und zweitens wird: erreicht, da@B die Brenimstofftröpfchen wirklich von deir Kante der Pr@allfläche abgerissen und in den Hauptbeennraum hineingeschleudert werden.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsb:eis.pi-elen dargestellt, und zwar zeigt Die Abb. 4:2, 3, q., 6 und 8-je einen Längsschnitt durch .den mit einer kugelförmigen Vorlcarnmer versehenen Arbeibskolben einer Dieselmaschine und einer schräg hierzu angeordneten Brenns:toffeinspritz:düi!se, die Abb. 5 eine Unteransicht des vom Zylindermantel begrenzten Zylinderkopfbodenabschnittes, die Ab#b. 7 eine Ansicht von unten auf eine Prallfläche des. Zylinderkopfes in Einzeldarstellung, die Abb. 9 und 1o eine im Zylinderkopf angeordnete Vorkammer.
• Die Abb.2! und 7 sind gegenüber den. übrigen. Abbildungen in einem größeren Maßstab gezeichnet. Bei allen sind mit i der .,1,rbeitszylinder, mit 2- der in diesem Zylinder gleitende KOlbeu, mit 3 eine im Kalben angeordnete seitlich zur Zylinderachse versetzte kugelförmige Brennkammer und mit q. die schräg zu dieser im Zylinderkopf 5 angeordnete Brennstoffeinspritzdüse gekennzeichnet. Weiterhin kennzeichnen bei allen Ausführungsbeispielen 6 die Überströmöffnung der Vorkammer, 7 einen vor der Düsenmündung sich erstreckenden Einspritzkanal und 8 eine flache Mulde im Kolbenboden, die gleichzeitig eine öffnung. der Aus- und Einlaßventile 9, 1o erlaubt, wenn der Kolbenboden 2 eine innere Totlage einnimmt.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist nun: der Bodendes Zylinderkopfes 5 so weit abgedreht, daß uni den Einspritzkanal 7 herum ein kurzes Zylinderstück i i stehentleibt (Abt. i und 2). Die Stirnfläche 1z- des Zylinderstückes 1i liegt zu dem vorzugsweise gleichfalls ebenen Kol@benbod'en parallel und gleichzeitig ,ist für eine- scharfe äußere Randkante 13 Sorge getragen, die gegebenenfalls auch etwas. hinterdreht sein kann. -D.ie Fläche 12 dient gemnäß der Erfindung als Prallfläche. Sie verhindert, d'aß beimAusiblasen der Vorkammer 3 mitgerissene Brennstoffteilchen gegen den Boden des Zylinderkopfes geschleudert und an diesem entlanggeblasen werden. Sie bilden dort einen Flüssigkeitsspiegel und werden nur unvollkommen verbrannt. Die Prallfläche 12- soll also diese Brrenrnstoffteilchen abfangen. Durch die Ausblaseenergie werden sie dann gegen die Kante 13 getrieben, wo sie fein verteilt abgerissen und in den Brennraum zwischen Zylinderkopf und Arbeitskolben geschleudert werden (Abt. 2).
• Die Prallfläkehe mit ihrer Abreißkante kann auch einem besonderen Einsatz 1q. angehören, wie die Abb. 3 zeiget. Es hat die Anordnung den Vorteil, daß für diese Ausführung der Zylinderkopf einer gewöhnlichen Vorkammermaschine verwendet werden; kann, im: deir normalerweise die Vorkammer im Zylinderkopf angeordnet ist.
• Es wird in diesem Fall lediglich an Stelle des Vorkammereinsatzes die Büchse 14 eingesetzt und ein mit der Vorkammer 3 versehener Kolben angeordnet. Durch eine entsprechende Passung oder durch entsprechend angeordnete Luftspalte zwischen der Einsatzbürhse 1q. und der gekühlten Wand der die Büchse aufnehmenden Zylinderkopfbohrung können auch bestimmte Wärmeverhältnisse an der Prallfläche geschaffen werden. Ähnliches gilt auch für eine Anordnung nach den Abb. d. und 5, bei der die Prallfläche durch eine am Zyl.ind-@rlcopf 5 befestigte Lochplatte 15 gebildet wird. Wie die Abb. 6 zeigt, kann die Prallfläche 16 auch mit einem Kragen 17 vegsehen sein, der dann, wenn der Arbeitskolben 2 sich seiner inneren Totlagge nähert, in die übersträmäffnung 6 zwvschen Vorkammer und Zylinderraum eintritt. Dieser Kragen ist mit Überströmschlitzen 18 versehen, die gerade so hoch sind wie die Mulde 8 im Kolbenboden tief ist und .die in, solcher Höhe angeordnet sind, daß sie in gleicher Höhe wie die Kollbenbo.denmulde liegen, wenn der Kolben 2 seine innere Totlage einnimmt. Die Anordnung hat den Vo@rtei:l, daß dann, wenn der Kolben sich bereits wieder nach abwärts bewegt, zunächst der enge Überströmdurchschnitt zwischen Vorkammer und Brennraum aufrechterhalten bleibt. Wie lange dies der Fall ist, hängt von der Höhe der Überströmsehlitze 18 und von der Kragenhöhe 17 ab. Außerdem sorgen die Überströmschlitze 18 dafür, daß die von der Abreißkanvte 13' absprühenden Brennstoffteilchen nur in einer bestimmten Richtung in den Brennraum geschleudert werden. Eine Richtwirkung kann auch dadurch erzielt werden, daß man der Prallfläche eine bestimmte Neigung gibt. Auch kann die Abreißkante 1-3 zur Mündung des Einspritzkanals 7 bzw. zur Mündung der Überströmöffnung exzentrisch (Abt. 7) oder sonstwie beliebig verlaufen. Die Prall- bzw. Abspritzein:sätze werden zwerkm"aßig aus, einem korrosionsfesten und hitzebeständigen Werkstoff hergestellt. Je nach dem Grad des Berührungsdrucks- zwischen den Einsätzen und dem gekühlten Zylinderkopf boden sowie je nach der Größe der Berührungsfläche können die Einsätze wärmer oder kühler gehalten werden. Zweckmäßig beträgt der Vorkammerinhallt etwa 30 bis q.01/0 des gesamten Kompressionstraumes,, Die Vorkammer kann auch zentral im Kolhen angeordnet werden, wobei die Einspritzduse 4 entweder in ihrer Schrägordnung belassen werden kann, wie die A.bb. 8 zeigt, oder es wird die Einspritzdüse ebenfalls zentral, in &r Zylinderachse liegend, angeordnet. I1m die Vorkammer 3 leicht bearbeiten zu können,, ist zweckmäßig deren untere Hälfte durch eine Schraubkappe ig begrenzt. Zum Polieren der Vorkammerwände wird mit dem Werkzeug durch die Schrau:böffnung 2o .eingefahren und nach dem Polieren die Öffnung 2-o durch den Stopfen ig verschlossen. Gleichzeitig dient das Ei:nsatzs-tüclc i9 als Wärmespeicher.
• Vorteile der beschriebenen Anordnung sind eine gute Gemischbildung, die den gesamten Birennstoff erfaßt, da vor Einleitung der Verbrennung kein Austreten desselben in den Zylinderraum möglich ist; keine engen Vorkammeraustrittsquerschnitte, daher Vermeidung von Kraft- und Wärmeverlusten sowie die Möglichkeit einer Drehzahlerhöhung; Erleichterung des Startens, da der ganze Brennstoff in die heiße, ungekühlte Luft in der Vorkammer eingespritzt wird. Auch ist die Temperatur in der Kolbenmulde 8 weben des beschränkten Sauerstoffvorrates :. dort eher niedriger als im übrigem Kolbenlyode@n;. Die zentrale Anordnung nach Abb. 8 hat außerdem den Vorteil, daß die Wärmeabstrahlung nach allen Richtungen hin eine gleichmäßige ist und sich der Kolben unter dem Einfluß der Wärme nicht verzieht. Die Erfindung kann sowohl für Zwei- wie Viertaktmaschinen verwendet werden.
• Die Abb. 9 und io zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Anordnung der Vorkammer im Zylinderkopf. Den übrigen Ausfüih@rungsbeispielen wesensgleiche Teile sind in diesen beidien Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen und die Wirkungsweise dieser .#l"usifü#,vrungsbeispieleergibt sich aus derZeichnung ohne weiteres.
• Beim Ausblasen der Vorkammer werden durch den überströmkanal mitgerissene Brennstoffteilchen von der P.rallfläche 12 am Kolbenboden aufgefangen, durch den Drosselspalt oberhalb der Pra.llfläche 12 mitgerissen und infolge der Wirkung der an der Brenuraumseite der Prallfläche gelegenen Abreißkante in den Raum 8 hineingeschleudert.
• Die Anordnung nach Abh. io unterscheidet sich vom Gegenstand der Abb. 9 nur dadurch., diaß die Einspritzdüse den Brennstoff in zwei Strahlen einspritzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE. -i. Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brenukraftmaschine, bei der sich die Verdichtungsluft am Ende des Verdichtungshubes teilweise in einem zwischen Kolbenoberfläche und Zylinderkopfinnenfläche liebenden Brennraumanteil und teilweise in einem vom Zylinderraum abgesetzten Brennraum befindet, der durch eine Drosselöffnung mit dem vorerwähnten Zylinderraum in Verbindung steht, die am Ende des Verdichtungshubes noch zusätzlich gedrosselt wird, während zu der gleichen Zeit flüssiger Brennstoff durch die Drosselöffnung hindurch in den vom Zylinderraum abgesetzten Brennraum eingespritzt -,vird und die Ausbdasung über die zusätzlich gedrosselte Verbindung erfolgt, dadurch gekemn.zaichn.et, daß die, zusätzliche Droeselverbindung d;ie Form eines vorzugsweise parallel zum Kolbenboden verlaufenden flachen Spaltes hat, durch den detr Brennkammerinhalt fächer- und bandartig austritt. z. Brexmkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmdrosselöffnu;ng zwischen Brennkammer und Zyli,uderraum gegenüber eine Prallfläche (12) mit einer Abreißkante (13) angeordnet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, da,-durch gekennzeichnet, daß die Prallfläche am Zylinderkopf und die vom Zylinderraum abgesetzte Brennkammer im Arbeitskolben angeordnet ist. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche durch eine. Eindrehung im Boden des Zylinderkopfes geschaffen ist. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläch.e von der Stirnkante einer, einen vor der Drosselöffnung der Vorkammer liegenden Einspritzkanal aufnehmenden Einsatzbuchse gipbildet wird. 6. B:rennkraftmaschi,n:e nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche von einer im Zylinderkopf befestigten Platte gebildet wird. 7. Drennkra,ftmasch.ine nach Anspruch 6, da durch gekennzeichnet, daß die Platte mit: einem in dhe Hauptdrosselöffnun:g der Vorkammer am Ende des Verdichtungshubes eintauchenden, hohlzylindrischen Kragen mit überströmschlitzen in unmittelbarer Nähe der Platte versehen ist und daß die überströmschlitze in dem die Prallfläche begrenzenden Kragen gerade so hoch sind, wie eine im Arbeitskolben vorgesehene Mulde tief ist. -&. Brenukraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmschlitze in, dem die Platte begrenzenden Kragen. so über den Umfang der Kragenwändie verteilt sind, daß die von der Abspritzkante abtsp@rühenden flüssligen Bvennstofftei,lchen bevorzugt in bestimmte Abschnitte das Zylinderraumes geschlendert werden. g. Brennkraftmaschi:ne nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreißkante exzentrisch zur Düsenmündung bzw. zu einem vor dieser sich erstreckenden, Einspritzkanal oder zur Vorkammer und Überströmöffnung angeordnet ist. i o. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse schräg zur Zy linderachse angeordnet ilst;. i i. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß` die Vorkammer außerhalb der Mittelachse des Kolbens angeordnet ist. 12. Brennkraftmaschine nach denAnsprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß' die Vorkammer untendurch ein Einsatzteil begrenzt ist, das zu einer besseren Wärmehaltung dient und eine untere öffnung zur Einführung eines Werkzeuges für die Bearbeitung der Vorkammerwände abschließt. Angezogene Druckschriften: »Automobiltechnische Zeitschrift« Heft 31 vom 10. 11. 1930, S.741 bis 744.