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DE909058C - Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number
DE909058C
DE909058C DEP26881D DEP0026881D DE909058C DE 909058 C DE909058 C DE 909058C DE P26881 D DEP26881 D DE P26881D DE P0026881 D DEP0026881 D DE P0026881D DE 909058 C DE909058 C DE 909058C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
nozzle
valve
air
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP26881D
Other languages
English (en)
Inventor
George Allen Holt
Sir Harry Ralph Ricardo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of DE909058C publication Critical patent/DE909058C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/08Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/14Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, die mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeiten und bei denen sich am Ende des Verdichtungshubes- entweder die gesamte oder ein Teil der Verbrennungsluft in einem vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil in wirbelnder Bewegung befindet und Kraftstoff gegen Ende des Verdichtungshubes in zwei Strahlen eingespritzt wird, von denen der eine in Drehrichtung der Luft verläuft oder abgelenkt wird, wenigstens aber keine erhebliche Komponente in der entgegengesetzten Richtung aufweist, und der andere entgegengesetzt der Drehrichtung der Luft gerichtet ist.
  • Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich dasjenige nach der Erfindung vor allen Dingen dadurch, daß von der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eingespritzten Kraftstoffmenge bei niedriger Drehzahl die entgegen der Drehrichtung der Verbrennungsluft und bei hoher Drehzahl die in Drehrichtung der Verbrennungsluft eingespritzte oder in diese Richtung abgelenkte Kraftstoffmenge überwiegt. Dabei kann der Verlauf des Hauptstrahles in Drehrichtung der Luft auf zweierlei Art und Weise `bewirkt werden, und zwar einmal dadurch, daß er direkt in diese Richtung eingespritzt wird, und zum anderen, indem er durch die Luft in ihrer Drehrichtung abgelenkt und da-,durch mitgenommen wird. Die Achse der Hauptdüse kann somit im Rahmen der Erfindung auch rechtwinklig zur Drehachse der Luft liegen und der Kraftstoffstrahl durch die Luft so abgelenkt werden, daß er in deren Bewegungsrichtung verläuft bzw. mitgerissen wird.
  • Die Erfindung kann bei jeder Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung des eingespritzten Kraftstoffes Anwendung finden, die einen von. dem Kolbenhubraum abgesetzten Verbrennungsraum hat, in dem durch das eine oder andere Mittel die Luft so beeinflußt wird, daß sie sich am Ende des Kompressionshubes in Drehung befindet.
  • Zur Ausübung des neuen Verfahrens eignet sich vor allen Dingen eine Brennkraftmaschine mit Luftverdichtung und Selbstzündung sowie einem mindestens teilweise vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil, in den der Kolben am Ende seines Kompressionshubes einen wesentlichen Teil der Luftladung drückt, die dann um einen Mittelpunkt im Brennraumteil kreist oder wirbelt, in den mittels einer Einspritzvorrichtung mit Haupt- und Hilfsdüse Kraftstoff derart eingespritzt wird, daß der Hauptstrahl eine Komponente in Drehrichtung der in dem Brennraumteil befindlichen Luftladung oder wenigstens keine erhebliche Komponente in der entgegengesetzten Drehrichtung hat, während der Hilfsstrahl im wesentlichen eine entgegengesetzt der Drehrichtung der in dem Brennraumteil rotierenden Luftladung gerichtete Komponente aufweist und beide Einspritzöffnungen automatisch durch den Kraftstoffdruck gesteuerte Ventile für den Kraftstoffdurchlaß besitzen. Damit derartige Maschinen nach dem neuen Verfahren arbeiten können, ist erfindungsgemäß der Durchlaßquerschnitt der Hilfsdüse konstant und klein gegenüber dem der Hauptdüse ausgebildet, die durch eine Ventilnadel verschlossen ist, dessen einer Teil in sie hineinragt und dazu dient, ihren Durchlaßquerschnitt zu vergrößern, wenn das Ventil sich bei einem bestimmten Druck öffnet, der von einer einzigen, beide Düsen beliefernden Kraftstoffpumpe erzeugt wird, nachdem vorher das sich nur bei geringem Kraftstoffanfall, bei niedrigem Druck öffnende Ventil die Hilfsdüse freigegeben hat, deren Durchlaßwiderstand bei größerem Kraftstoffanfall eine solche Drucksteigerung ergibt, daß sich dadurch die Hauptdüse öffnet, deren Öffnungsweite mit steigendem Druck zunimmt.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung können vorteilhaft die Haupt- und die Hilfsdüse von einer einzigen Ventilnadel gesteuert werden, die koaxial zur Hauptdüsenbohrung liegt und einen Abschlußteil hat, der den Zufluß zu beiden Düsen beeinflußt, sowie einen unterhalb dieses Teiles liegenden, in die Hauptdüsenbohrung hineinragenden, zum Schließen derselben dienenden zylindrischen Teil besitzt, durch den sie bei einem bestimmten Druck, bei dem der Abschlußteil in Schließstellung ist, ebenfalls geschlossen ist, aber bei einem Druck, bei dem sich der Abschlußteil von seinem Sitz abhebt und damit das Ventil öffnet, die Hauptdüse öffnet, deren Öffnungsweite zunimmt, wenn sich bei wachsendem Druck diejenige des Ventils vergrößert. Erfindungsgemäß können ferner gesonderte Haupt- und Hilfseinspritzvorrichtungen vorgesehen sein, von denen die Hilfseinspritzvorrichtung eine verhältnismäßig kleine Einspritzöffnung mit konstantem Durchlaßquerschnitt und die Haupteinspritzvorrichtung eine verhältnismäßig große Einspritzöffnung besitzt, deren Durchlaßquerschnitt durch einen Teil gesteuert wird, welcher Bestandteil eines Ventils ist, das den. Durchlaßquerschnitt so verändert, daß er bei zunehmender öffnungsweite des Ventils zunimmt, wobei die Anordnung derart ist, daß das die Hilfsdüse .schließende Ventil diese Düse bei einem Kraftstoffdruck freigibt, der kleiner ist als: derjenige, der die Hauptdüse öffnet.
  • Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt: Fig. i eine Brennkraftmaschine, teilweise im Längsschnitt, teilweise in der Ansicht, Fig. 2 einen Längsschnitt in größerem Maßstab durch den vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil nebst Einströmung des Kraftstoffes aus der Düse beim Anlassen, Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 bei normaler Geschwindigkeit und Leistung der Maschine, Fig. q. verschiedene Kurven, die die Beziehungen zwischen den Kraftstoffeinspritzungen durch die Hilfsdüse und durch die Hauptdüse sowie die gesamte Brennstoffeinspritzung erkennen lassen, Fig. 5 und 6 eine Düsenanordnung, teils in der Ansicht, teils im Längsschnitt, und zwar einmal bei geschlossenen und zum anderen bei geöffneten Düsen, Fig.7 eine abgeänderte Ausführungsform des Brennraumteiles im Längsschnitt nebst zwei getrennten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, teils in der Ansicht, teils im Längsschnitt, Fig. ä einen Längsschnitt durch einen kugelförmigen, vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil nebst -dem unteren Teil der Düse in der Ansicht, Fig. g einen Schnitt durch eine ähnliche Anordnung, aber mit seitlich liegender Einspritzdüse, Fig. io einen Schnitt durch einen kugelförmigen, außerhalb des Hubraumes liegenden Brennraumteil mit zwei getrennten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Fig. i i einen Schnitt durch den Zylinderkopf einer Viertaktventilmaschine mit zylindrischem Brennraumteil, Fig. i2 einen Querschnitt durch Fig. i i in Richtung 2-2, F!-. 13 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführung bei einer Zweitaktmaschine, Fig. 14 einen Schnitt durch Fig. 13 in Richtung d.-d. und Fig. 15 einen Querschnitt durch einen Brennraumteil, der de@mj enigen nach Fig. 13 ähnelt, je- doch zwei getrennte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen hat.
  • Bei der in Fig. i dargestellten Breinkraftmaschine mit Kompressionszündung liegt der Brennraumteil A außerhalb des Zylinders B. Der Kolben D weist in seiner Stirnseite eine Aussparung C auf. Der Kraftstoff wird durch eine Düse E in den Brennraumteil A eingespritzt, in den am Ende des Kompressionszuges der Hauptteil der Verbrennungsluft über den Kanal F eingedrückt wird. Dieser Kanal sitzt in einem Einsatz G, der aus wärmebeständigem Werkstoff besteht und so in dem Zylinderkopf H liegt, daß kein freier Wärmefluß stattfindet. Ferner ist eine Kraftstoffpumpe I vorgesehen, die den Kraftstoff über die Leitung J zu derDüse Epumpt undbei derViertaktmaschinemit halber Maschinengeschwindigkeit angetrieben wird.
  • Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, haben die über die Düse E in den Brennraumteil A eintretenden Kraftstoffstrahlen 0 und P, von denen 0 der aus der Hilfsdüsenbohrung und P der aus der Hauptdüsenbohrung kommende Strahl ist, eine ganz bestimmte Richtung zu -der Wirbelbewegung der in den Brennraumteil A eingedrückten Verbrennungsluft, und zwar verläuft der Hilfsdüsenstrahl 0 im Gegenstrom und der Hauptdüsenstrahl P im Mitstrom zur Dreh- oder Wirbelbewegung Q der Verbrennungsluft. Die Figuren zeigen ferner, daß während der Anlaßperiode der Hilfsdüsenstrahl 0 den Hauptanteil und der Hauptdüsenstrahl P den kleineren Anteil an dem eingespritzten Kraftstoff hat. Dieses Verhältnis ändert sich aber mit steigender Tourenzahl der Maschine zugunsten des Hauptdüsenstrahles P. Je mehr dieser ,dabei zunimmt, desto mehr nimmt der Hilfsdüsenstrahl O ab. Diese Änderungen der Kraftstoffanteile sind in Kubikmillimeter Kraftstoffmenge aus den Kurven II und III der Fig. 4 zu entnehmen, von denen die Kurve II für den Hauptdüsenstrahl und die Kurve III für den Hilfsdüsenstrahl gilt. Die «-eiter noch in Fig. 4 gezeigte Kurve I gibt die Gesamtmenge des jeweils über beide Düsenöffnungen in den Verbrennungsraum A eingespritzten bzw. einzuspritzenden Kraftstoffes an. Wie die Kurven erkennen lassen, nimmt bei steigender Drehzahl die über die Hilfsdüsenöffnung eingespritzte Kraftstoffmenge (Kurve III) immer mehr ab, während die über die Hauptdüsenbohrung eingespritzte Kraftstoffmenge (Kurve II) ständig zunimmt. Bei einer festen Einstellung der Steuerung der Kraftstoffpumpe für Höchstleistung und Höchstgeschwindigkeit verhalten sich die durch die Hauptdüsenöffnung und die durch die Hilfsdüsenöffnung eingespritzten Mengen der Kraftstoffstrahlen P1 : 0l wie 85 : 15 (Fig. 3). Ferner verhält sich in der Anlaßperiode, also bei niedriger Maschinengeschwindigkeit und demzufolge auch Pumpengeschwindigkeit die durch den Kraftstoffstrahl P gemäß Fig. 2 eingespritzte Kraftstoffmenge zu der durch den Kraftstoffstrahl O wie 1o : 9o.
  • Wie die Fig. 5 und erkennen lassen, besteht die Düse E aus einem Gehäuse K mit konischem Sitz KI für die Ventilnadel L. Hinter diesem Sitz befindet sich ein Durchgang, der die Form einer zylindrischen Bohrung hat und die Hauptdüse K2 darstellt. Der Ventilsitz K1 liegt zwischen dieser Hauptdüse K2 und einer Ringkammer K3, welche die Ventilnadel L umgibt, und in die der Kraftstoff in der üblichen Weise unter Druck eintritt. Die Ventilnadel L hat einen konischen Teil L1, der sich -bei geschlossenem Ventil auf den Ventilsitz KI aufsetzt. Die Ventilnadel L hat ferner einen Ventilstift L2, der genau in die Hauptdüse K2 paßt und am unteren Ende einen doppelkegeligen Zapfen L3, L4 hat.
  • Wie'Fig. 5 zeigt, ist der Ventilstift L2 von einem Ringraum M umgeben. Von diesem Ringraum geht die Hilfsdüsenbdhrung N ab, die an der Unterseite des Ventilgehäuses K mündet. Ihre Achse liegt in einem Winkel zur Achse der Hauptdüse K2 und der Ventilnadel L, die in bekannter Weise durch eine nicht dargestellte Feder auf ihren Sitz K1 gedrückt wird.
  • Das Ventil arbeitet wie folgt: Der unter Druck in die Kammer K3 eintretende Kraftstoff hebt die Ventilnadel L und gelangt in den Ringraum M. Solange sich dabei der Ventilstift L2 noch in der Hauptdüsenbohrung K2 befindet, wird der Kraftstoff nur durch die Hilfsdüsenbohrung N eingespritzt. Sobald der Ventilstift L2 ganz aus der Hauptdüse K2 heraustritt, erfolgt auch das Einspritzen des Kraftstoffes durch diese Düse, wobei gleichzeitig mit wachsendem Hub des Ventilstiftes L2 die Kraftstoffeinspritzung, entsprechend der Zunahme durch die Hauptdüse K2, durch die Hilfsdüse N abnimmt.
  • Statt beide Düsenbohrungen in einem gemeinsamen Düsenkörper E anzuordnen, können auch zwei getrennte Düsenkörper El, E2 vorgesehen sein, von denen der eine, und zwar El, die Hauptdüsenbohrung und. der andere, E2, die Hilfsdü.senbohrung enthält. Die Düse El ist dabei so angeordnet, daß der Kraftstoffstrahl in Bewegungsrichtung der Verbrennungsluft, d. h. in Richtung der Pfeile Q eingespritzt wird, während die Düse E2 derart liegt, daß der Kraftstoff im Gegenstrom zu der Pfeilrichturng Q in den Brennraumteil A gelangt. Die beiden Düsen El, E2 erhalten den Kraftstoff durch die Leitungen J2, J3 über ein regelbares Ventil R von der Hauptleitung J, die mit der Kraftstoffpumpe in Verbindung steht. Die Anordnung ist derart, daß bei steigender :Maschinendrehzahl der durch die HauptdüseEl eintretende Kraftstoffstrahl stärker wird, während der durch die Hilfsdüse E2 eingespritzte Kraftstoffstrahl abnimmt. Weiterhin ist die Anordnung -derart, daß bei geringer Kraftstoffzufuhr der Kraftstoff hauptsächlich über die Hilfsdüse E2 eingebracht wird und die Hauptdüse El einen geringeren Kraftstoffanteil einspritzt. Vorzugsweise ist die Anfangsbelastung- oder der Öffnungsdruck der Hauptdüse El größer als der der Hilfsdüse E2, so daß beim Ansteigen des Kraftstoffdruckes in der gemeinsamen Leitung J mehr Kraftstoff durch die Düse E2 als durch die Düse El fließt. Dadurch wird erreicht, daß bei niedriger Kraftstoffzufuhr, also beim Anlassen bei niedriger Maschinengeschwindigkeit sowie auch bei höheren Maschinengeschwindigkeiten, wenn die Pumpe auf 'Lieferung sehr kleiner Kraftstoffmengen eingestellt ist, der größte Teil der Gesamtmenge durch die Düse E2 und nicht durch die Düse El strömt. Bei den beim Anlassen vorhandenen niedrigen Maschinengeschwindigkeiten von z. B. i oo Umdrehungen pro Minute ist die Kraftstoffzufuhr so bemessen, daß der in der Leitung herrschende Druck nicht derart hoch wird, daß ein Einspritzen durch die Düse EI erfolgt, vielmehr wird die ganze Kraftstoffmenge durch die Düse E2 eingespritzt. Bei wachsender Kraftstoffzufuhr, z. B. infolge zunehmender Maschinengeschwindigkeit, bedingt der dem wachsenden Zufluß entgegenwirkende Widerstand der Düse E2 einen Anstieg des Druckes in der Leitung, so daß dieser, wenn die Kraftstoffzufuhr einen gewissen Wert erreicht hat, die Düse EI so weit geöffnet hat, daß der Kraftstoff über diese eingespritzt wird. Der Anteil des durch die Düse EI strömenden Kraftstoffteiles wird also mit wachsendem Kraftstoffzufluß größer, während derjenige, der durch die Düse E2 fließt, abnimmt.
  • In manchen Fällen kann die Düse EI in bekannter Weise mit Verzögerung arbeiten, während die Düse E2 wie eine einfache Durchflußbohrung wirkt. In' diesen Fällen kann bei beiden Düsen der die Düsennadel von ihrem Sitz abhebende öffnungsdruck gleich sein. Dann wird infolge der Verzögerungseigenschaften der Düse EI der Kraftstoff bei niedrigen Zufuhren bevorzugt durch die Düse E2 strömen. Diese Bevorzugung richtet sich nach der Länge des Ventilstiftes L2 (Fig. 5 und 6) undhängt von der Größe der Mündung der Düse E2 und der Federeinstellung der Düse EI ab. Bei einer solchen Durchbildung kann unter gewissen Bedingungen, z. B. bei niedrigen Kraftstoffzufuhren beim Leerlauf oder bei geringer oder fehlender Belastung und kleiner Kraftstoffeinspritzung, die gesamte Kraftstoffzufuhr durch die Düse E2 erfolgen.
  • Beim Leerlauf oder bei geringer oder fehlender Belastung wird die bei irgendeiner Maschinengeschwindigkeit auftretende Temperatur des wärmeisolierten Einsatzstückes G des Brennraumteiles außerhalb des Zylinders viel geringer sein als bei normalen Belastungen. Durch die Zufuhr des Kraftstoffes im Gegenstrom, derart, daß er die heiße Luft in der Nähe des Mittelpunktes des Brennraumteiles trifft, werden so Fehlzündungen vermieden.
  • Die Düse E2 kann ferner in bekannter Weise als federbelastetes Ventil mit beschränktem Hub und Öffnung in Richtung nach außen ausgebildet sein.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 8 steht der kugelförmige Brennraumteil A mit dem Zylinder C durch eine Öffnung D in Verbindung, die etwa parallel zur Achse des Zylinders verläuft und tangential in den Raum A einmündet. Während des Kolbenhubes wird die ,ganze im Zylinder befindliche Luftmenge oder ein Teil davon durch den Kanal D derart in den Raum A gedrückt, daß sie in Richtung des Pfeiles F wirbelt. Bei diesem Beispiel ist ein einziger Düsenkörper G mit zwei Einspritzöffnungen vorgesehen, die in verschiedenen Richtungen verlaufen. Der durch die eine, die Hauptdüse darstellende Öffnung strömende Kraftstoff wird durch den Ventilstift od. dgl. so gesteuert"daß er in Richtung des Pfeiles G1 in den Brennraumteil A eintritt, d. h. in der Richtung, in der die Luft wirbelt. Die durch die andere, die Nebendüse darstellende Öffnung einströmende Kraftstoffmenge hat die Richtung des Pfeiles G2 und ist also der Wirbelbewegung der Luft entgegengerichtet. In diesem Beispiel verläuft die Achse des Düsenkörpers G etwa parallel zur Zylinderachse und zum Kanal Bei der Ausführung nach Fig. 9 ist der Brennraumteil A1 ebenfalls im wesentlichen kugelförmig. I? r besteht teilweise aus einem Einsatzstück A2, das, da es nicht gekühlt wird, die Wärme zurückhält und dadurch, wie bekannt, die Verbrennung unterstützt. Hier verläuft der Kanal Dl, der tangential in den Brennraumteil A1 einmündet, etwas im Winkel zur Zylinderachse. Der Kraftstoff wird über einen einzigen Düsenkörper G eingeführt, der eine Haupt- und eine Hilfsdüsenöffnung hat. Aus diesen Düsenöffnungen wird ähnlich wie gemäß Fig.8 Kraftstoff in Richtung der Pfeile G1, G2 eingespritzt. Die Richtung der Luftwirbelung ist wieder durch den Pfeil F gekennzeichnet.
  • Nach Fig. io ist ein kugelförmiger Brennraumteil A3 vorgesehen, der sich an .das kegelige Ende BI des Zylinders anschließt, in dessen Mitte der Durchgang D2 liegt, durch,den die Verbrennungsluft beim Kolbenhub in den Brennraumteil A3 eingedrückt wird. Der Kolben! EI hat einen Fortsatz E2, der in den Durchgang D2 am Hubende eindringt. Vorzugsweise hat der Fortsatz E2 eine Nut E3, die auf der einen Seite nahe der Kolbenachse liegt, so daß der letzte Teil der aus dem sich verkleinernden Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinderkopf herausgedrückten Luft noch die Wirbelbewegung der bereits in dem Brennraumteil A3 infolge der asymmetrischen Anordnung herumwirbelnden Luft verstärkt. Die auf diese Weise in den asymmetrischen Raum A3 durch die Nut E3 eingedrückte Luft läuft in Pfeilrichtung F um.
  • Bei diesem Beispiel sind zwei besondere Düsen H, J vorgesehen, denen aus einer Leitung K über die beiden Zweigleitungen KI, K2 der Kraftstoff zugeführt wird.
  • Durch die Düse H wird der Kraftstoff in Richtung des Pfeiles Hl eingeführt, d. h. im Mitstrom mit der herumwirbelnden Luft. Die Düse I ist als federbelastetes Ventil ausgebildet, das den Kraftstoff durchfluß durch eine einfache Öffnung steuert. Durch diese Düse wird der Kraftstoff in. Richtung des Pfeiles J1, also im Gegenstrom zu der Drehrichtung der Verbrennungsluft eingespritzt. Beide Ventile sind über Leitungen KI, K2 mit einem Absperrventil L verbunden, das seinerseits an die Hauptleitung K angeschlossen ist. Die in Fig. 8 und 9 gezeigte Düse kann bei der Ausführung nach Fig. io an Stelle der beiden Düsen H, J treten, während umgekehrt diese statt der Düsen G bei den Ausführungen nach Fig. 8 und 9 verwendet werden können.
  • Bei der Ausführung nach Fig. i i und 12 ist im Zylinderkopf ein zylindrischer Brennraumteil A vorgesehen, der zentral und gleichachsig mit dem Zylinder B liegt. Der Kolben C läuft hier in einem Gleitschieber D, der sowohl hin und her gehen als auch umlaufen kann. In diesem Schieber befindet sich ein Schlitz Dl, über den, wenn er vor dem in der Zylinderwand befindlichen Schlitz B1 ist, die Luftladung in den Zylinder gelangt. Die Abgase verlassen den Zylinder durch ähnliche Schlitze in der Zylinderwand, die durch in dem Gleitschieber D vorgesehene Schlitze in bekannter Weise gesteuert werden. Die Einlaßschlitze liegen so und sind derart gestaltet, daß die über sie in den Zylinder eintretende Luft eine Wirbelbewegung um die Zylinderachse herum ausführt. Diese Wirbelbewegung behält die Luft bei, wenn sie beim Kompressionshub durch den Kolben in den Brennraumteil A eingedrückt wird. Diese Drehrichtung ist durch den Pfeil E angedeutet.
  • Die Einführung des Kraftstoffes erfolgt durch die Düse F, die so liegt, daß ihre Achse etwa parallel derjenigen des Brennraumteiles verläuft. Der Düsenkörper F enthält die Hauptdüsen- und die Nebendüsenbohrung. Beide sind so angeordnet, daß der Hauptstrahl in Richtung des Pfeiles G gerichtet ist und damit durch die wirbelnde Luft hindurchtritt, die ihn ablenkt und mitnimmt. Der Hilfsstrahl, der durch den Pfeil H angedeutet ist, verläuft entgegengesetzt der Drehrichtung der Luft.
  • Bei der Ausführung nach 'Fig. 13 und 14, die eine Zweitaktbrennkraftmaschine darstellt, ist der Brenn.raumteil Al abweichend von den bisherigen Darstellungen ausgebildet. Auch hier erhält die Luft bei ihrem- Eintritt in den Zylinder während des Ansaughubes eine Wirbelbewegung um die Zylinderachse, die der in dem Brennraumteil Al eingedrückte Luftteil beibehält.
  • Bei dieser Ausführung hat der Brennraumteil Al die Gestalt eines Umdrehungskörpers, dessen Achse etwa mit der des Zylinders B2 zusammenfällt. Ein Tellerventil .steuert die Auslaßöffnung für die Verbrennungsgase. In dem Zylinder B2 ist ein Buchse B3 mit Schlitzen B4 angeordnet, die von dem Kolben C bei seinem Abwärtsgang freigegeben werden und gemäß Fig. 14 tangential angeordnet sind, so daß die Spülluft und die Ladeluft beim Eintritt in den Zylinder eine Wirbelbewegung erhalten, die im Brennraumteil Al durch den Pfeil E angedeutet ist.
  • Im Zylinderkopf K ist ein einziger Düsenkörper F angeordnet, der zwei Düsenbohrungen enthält, von denen die eine die Haupt- und die andere die Hilfsdüsenbohrung darstellt. Die aus diesen Düsen austretenden Kraftstoffstrahlen sind durch die Pfeile I_ und M angedeutet. Der aus der Hauptdüsenbohrung austretende Kraftstoffstrahl L verläuft in Richtung der Drehbewegung der Verbrennungsluft, während der Hilfsdüsenstrahl _I1 im Gegenstrom dazu eingespritzt wird.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 15, die im wesentlichen der nach Fig. 13 hinsichtlich der Zylinder-und Brennraumausbildun.g ausgeführt ist, sind zwei getrennte Einspritzdüsen N, 0 vorgesehen. Diesen wird wieder der Kraftstoff mittels einer einzigen Pumpe durch eine Leitung P, ein Abstellventil Q und die Zweigleitungen P1, P2 zugeführt.
  • Die aus der Hauptdüse N austretenden Kraftstoffstrahlen verlaufen in Pfeilrichtung N', älso gleichlaufend mit der Drehbewegung der im Brennraumteil wirbelnden Verbrennungsluft, während der aus der Hilfsdüse 0 austretende Kraftstoffstrahl in Richtung des Pfeiles 0' und somit entgegen der Drehbewegung der Verbrennungsluft gerichtet ist. Bei den beschriebenen Düsenausbildungen und -anordnungen kann der gesamte Kraftstoff unter gewissen Bedingungen, z. B. bei geringer Kraftstoffzufuhr während des. Leerlaufes oder bei geringer Belastung, durch die Hilfsdüse eingespritzt -,werden, ohne daß eine Einspritzung durch die Hauptdüse stattfindet.
  • Die Düsenanordnung nach Fig. 15 kann auch hei der Ausführung des Brennraumteiles nach Fig. i i und 12 verwendet werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen,die mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeiten und bei denen sich am Ende des Verdichtungshubes entweder die gesamte oder ein Teil der Verbrennungsluft in einem vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil in wirbelnder Bewegung befindet und Kraftstoff gegen Ende des Verdichtungshubes. in zwei Strahlen eingespritzt wird, von denen der eine in Drehrichtung der Luft verläuft oder abgelenkt wird oder wenigstens keine erhebliche Komponente in der entgegengesetzten Richtung aufweist und der andere entgegengesetzt der Drehrichtung der Luft gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eingespritzten Kraftstoffmenge bei niedriger Drehzahl die entgegen der Drehrichtung der Verbrennungsluft und bei hoher Drehzahl die in Drehrichtung der Verbrennungsluft eingespritzte oder in diese Richtung angelenkte Kraftstoffmenge überwiegt. a. Brennkraftmaschine mit Luftverdichtung und Selbstzündung und einem mindestens teilweise vom Hubraum abgesetzten Brennraumteil, in den der Kolben am Ende seines Kompressionshubes einen wesentlichen Teil der Luftladung drückt, die um einen Mittelpunkt im Brennraumteil kreist oder wirbelt, in den mittels einer Einspritzvorrichtung mit Haupt- und Hilfsdüse Kraftstoff derart eingespritzt wird, daß der Hauptstrahl eine Komponente in Drehrichtung der in dem Brennraumteil befindlichen Luftladung oder wenigstens keine erhebliche Komponente in der entgegengesetzten Drehrichtung hat, während der Hilfsstrahl im wesentlichen eine entgegengesetzt der Drehrichtung der in dem Brennraumteil rotierenden Luftladung gerichtete Komponente aufweist und beide Einspritzöffnungen Ventile zum Steuern des Kraftdurchlasses aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie durch den Kraftstoffdruck automatisch geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnittder Hilfsdüse konstant und klein gegenüber dem der Hauptdüse ist, die durch ein Ventil verschlossen ist, dessen einer Teil in sie hineinragt und dazu dient, ihren Durchlaßquerschnitt zu vergrößern, wenn das Ventil sich bei einem bestimmten, durch eine einzige, beide Düsen beliefernde Kraftstoffpumpe erzeugten Druck öffnet, nachdem vorher das sich nur bei ;geringem Kraftstoffanfall, bei niedrigem Druck öffnende Ventil das Hilfsventil freigegeben hat, dessen Durchlaßwiderstand bei größerem Kraftstoffanfall eine solche Drucksteigerung ergibt, daß sich dadurch die Hauptdüse öffnet, deren Öffnungsweite mit steigendem Druck zunimmt. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und die Hilfsdüse von einem einzigen Ventil gesteuert werden, das. koaxial zur Hauptdüsernbohrung liegt und einen Abschlußteil hat, der den Zufluß zu beiden Düsen beeinflußt, sowie einen unterhalb dieses Teiles liegenden, in die Hauptdüsenbohrung hineinragenden, zum Schließen derselben dienenden zylindrischen Teil besitzt, durch den sie bei einem bestimmten Druck, bei dem der Abschlußteil in Schließstellung ist, ebenfalls geschlossen ist, aber bei einem Druck. bei dem sich der Abüchlußteil von seinem Sitz abhebt und damit das Ventil öffnet, die Hauptdüse öffnet, deren Öffnungsweite zunimmt, wenn sich bei wachsendem Druck diejenige des Ventils vergrößert. q.. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch gesonderte Haupt- und Hilfseinspritzvorrichtungen, von denen die Hilfseinspritzvorrichtung eine verhältnismäßig kleine Einspritzöffnung von konstantem Durchlaßquerschnitt und die Haupteinspritzvorrichtung eine verhältnismäßig große Einspritzöffnung besitzt, deren Durchlaßquerschnitt durch einen Teil gesteuert wird, der Bestandteil eines Ventils ist, das,den Durchlaßquerschnitt so verändert, daß er bei zunehmender Öffnungsweite des Ventils zunimmt, wobei die Anordnung derart ist, daß das die Hilfsdüse schließende Ventil diese Düse bei einem Kraftstoffdruck freigibt, der kleiner ist als derjenige, der die Hauptdüse öffnet. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 196 746, 208 8I2, 203 762, I84 957, I75 765, 2I9 250; deutsche Patentschriften Nr. 697 366, 668 772.
DEP26881D 1947-03-07 1948-12-25 Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen Expired DE909058C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB909058X 1947-03-07

Publications (1)

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ID=10687845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP26881D Expired DE909058C (de) 1947-03-07 1948-12-25 Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen

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