Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung und Einspritzung flüssigen Brennstoffes. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Kompressions zündung und Einspritzung flüssigen Brenn stoffes, mit einer die Luftladung am Ende des Kompressionshubes möglichst vollständig aufnehmenden Brennkammer, die als Umdre hungskörper gestaltet ist, und in die ein in einem heissen Körper angeordneter Kanal tangential einmündet, der die Kammer mit dem Zylinderraum verbindet.
Brennkraftmaschinen dieser Art sind in andern Patentschriften des Patentbewerbers beschrieben (so zum Beispiel das schweize rische Patent Nr. 160250). 'In dieser Patent schrift hat die Brennkammer annähernd Kugel form und der Brennstoff wird in einem Strahl eingespritzt, dessen Achse ungefähr die Rich tung eines Durchmessers hat. Mit andern Worten, sie ist auf einen Punkt gerichtet, der von der Stelle der Düse bezüglich der Kammerachse um einen Winkel vor) etwa 180 verschoben ist.
Die Brennkraftmaschine gemäss der Erfin dung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff in einem Strahl eingespritzt wird, dessen Achse mit der Achse des Verbindungs kanals in einer Symmetrieebene der Brenn- kammer liegt und auf einen Punkt eines heissen Teils der Brennkammerwandung ge richtet ist, der auf die Kammerachse bezogen gegen die Einspritzdüse in der Richtung des Luftumlaufes um einen Winkel zwischen 120 und 165 versetzt ist, und dass die Einmündung des Kanals ausserhalb dieses Winkels liegt.
Der Winkel liegt zweckmässig zwischen 120 und 150 . Die Mündung des Verbin dungskanals kann bei dieser Grösse des Win kels gegen die Einspritzdüse, auf die Kammer achse bezogen, in der Luftumlaufrichtung um einen Winkel zwischen 180 und 225 ver setzt sein.
Zweckmässig ist der Brennstoffstrahl ganz auf einer Seite der Achse der Brennkammer derart, dass der Brennstoff im Sinne der Drehbewegung der Luft in letztere einge spritzt wird.
Der Brennstoff wird auf diese Weise haupt sächlich in Teile der Kammer geführt, wo die kreisende Luft eine hohe Geschwindig keit aufweist, zweckmässig derart, dass der grösste Teil der Luftmenge durch den Brenn stoffstrahl strömen muss. Der mittlere Teil der Brennkammer, in dem die Achse für die kreisenden Luftströme liegt, braucht die ge ringste Brennstoffmenge, weil an jener Stelle die Geschwindigkeit der Luftströmung gering ist. Es ist erwünscht, dass die Verbrennungs gase vom Strahl weggeführt und durch Frisch luft ersetzt werden, die in die Brennkammer eintritt und in ihr kreist, so dass die Ver brennung andauert, bis die Brennstoffein spritzung aufhört.
Stellung und Richtung des Brennstoffstrahls sind zweckmässig der art und die Umlaufgeschwindigkeit der Luft ladung so bemessen, dass bei vollbelasteter Maschine die Verbrennungsgase nicht von der umlaufenden Luft in den Strahl zurückge trieben werden, bis die Luft in der Brenn- kammer möglichst vollständig zur Verbren nung herangezogen worden ist, und dass dann die Brennstoffeinspritzung aufhört.
Die Zeichnungen betreffen einige Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung, und zwar ist: Fig. 1 ein schematischer Querschnitt durch einen Zylinderkopf parallel zur Zylinderachse, Fig. 2 bis 4 schematische Schnitte der Brennkammer anderer Ausführungsbeispiele, Fig. 5 ein Schema, das die Grenzlagen für die Achse des Brennstoffstrahls erläutert Fig. 6 und 7 zeigen zwei verschiedene Stellungen der Brennkammer gegenüber der Zylinderbohrung.
Die Maschine nach Fig. 1 besitzt einen wassergekühlten Zylinderkopf t1 auf einem Zylinder B, in welchem der Kolben C ange ordnet ist.- An einer Seite der Zylinderboh rung weist der Zylinderkopf eine Tasche D auf, die mit einem durch einen Schraubring F im Zylinderkopf gehaltenen, gegen Wärme abgabe isolierten Einsatz E eine kugelförmige Brennkammer bildet, die auf der obern Hälfte von der wassergekühlten Wandung des Zylin- derkopfes begrenzt wird." Im Einsatz E ist ein Kanal G angeordnet, der vom Zylinder raum zur Brennkammer führt und dort tan- gential einmündet.
Die Achse dieses Kanals liegt in einer Ebene, die durch den Kugel mittelpunkt geht. Während des Kompressions hubes wird die Luftladung durch den Kanal in'die Brennkammer getrieben, wo sie infolge des tangentialen Eintrittes um den Kugel durcbmesser normal zur Ebene des Verbin dungskanals, im folgenden "Brennkammer- achsell genannt, rotiert. Im obern Teil der Brennkammer sind in der Ebene durch die Achse des Kanals G und den Kugelmittel punkt eine Brennstoffeinspritzvorrichtung H, sowie eine Heizvorrichtung J angeordnet.
Die Achse der Einspritzvorrichtung H geht durch die Mitte der Brennkammer. Der Brennstoffstrahl K ist schräg zur Achse der Vorrichtung H gerichtet, .seine Achse liegt in der Ebene durch die Achse des Kanals G und den Kugelmittelpunkt und aller Brenn stoff strömt auf einer Seite an der Brenn kammerachse vorbei.
Nach Fig. 2 fällt die Achse des Strahls g mit der Achse der Einspritzvorrichtung H zusammen, und diese ist in den Zylinderkopf so eingesetzt, dass ihre Achse an der Brenn- kammermitte vorbeigeht.
Nach Fig. 3 sind sowohl die Achse des Strahls K, als auch die Achse der Einspritz- vorrichtung parallel zur Zylinderachse.
Nach Fig. 4 sind sowohl die Achse des Strahls K, als auch die Achse der Einspritz- vorrichtung H normal zur Zylinderachse.
Gemäss den Fig. 1 bis 3 ist die Einspritz vorrichtung so angeordnet, dass. der Strahl K auf einen Punkt des heissen Einsatzes E ge richtet ist. Nach Fig. 4 dagegen ist der Strahl auf einen Punkt der obern Wandung der Brennkammer gerichtet und diese Wan dung mit einem Futter L versehen, das zum grösseren Teil ausser Berührung mit der was sergekühlten Brennkammerwand ist und des halb im Betrieb eine hohe Temperaturannimmt.
Fig. 5 zeigt in einem Schema die Greif zen, zwischen denen die Strahlachse zweck mässig liegt. Der Aussenkreis D bedeutet den Schnitt der Brennkammerwandung- mit der Symmetrieebene, die die Strahlachse ent hält; die Einspritzvorrichtung H ist oben angedeutet. Kreist die Luft in Richtung des Pfeils M, so ist die Strahlaclrse so geneigt, dass der Brennstoff im Sinne der Drehbewe gung der Luft in die Kammer einströmt. Die obere Neigungsgrenze ist durch den Pfeil P angedeutet.
Ist r der Halbmesser des Kreises D, so verläuft der Pfeil P tangential zu einem Kreis, dessen Halbmesser gleich '/2 R. ist. Die Neigung ist zweckmässig nicht kleiner als durch den Pfeil 1V angedeutet ist, der tangential zu einem Kreise vom Halbmesser gleich '/4 R. verläuft. Die Winkelwerte ent sprechend diesen Ziffern sind wie folgt: das Ende des Pfeils P hat von der Einspritzdüse im Sinne des Umlaufes der einströmenden Luft einen Winkelabstand von 120 ' und das Ende des Pfeils N einen Winkelabstand von etwa 150 .
Irr Fig. 6 ist die Brennkammer D durch mehrere Kreise auf der rechten Seite ange deutet und die Zylinderbohrung durch einen grösseren Kreis B. Der Verbindungskanal G zwischen der Brerinkamnrer und dem Zylinder raum hat rechteckigen Querschnitt mit aus gerundeten Ecken und die senkrechte Ebene durch seine Achse istdurch die strichpunktierte Linie Q dargestellt. Diese Linie Q geht durch die Mitte des Kreises B, das heisst die Achse des Kanals schneidet die Achse der Zylinder bohrung. Diese Anordnung ist zweckmässig.
Die Symmetrieebene der Brennkammer, die die Kanalachse und die Achse des Brer:rr- stoffstrahls enthält, kann gegen die Zylinder achse versetzt sein. Im Grenzfall kann diese Ebene fast tangential zur Zylinderbohrung angeordnet sein (siehe die strichpunktierte Linie ST in Fig. 6). Nach Fig. 7 ist der Ab stand zwischen dieser Ebene und der Zylinder achse etwa ein Drittel des Halbmessers der Zylinderbohrung.
Es kann zweckmässig sein, wenn die Brenn kammer die Form eines Rotationskörpers hat, dessen Meridian kein Halbbreis ist. Beispiels eeise kann die Brennkammer die Gestalt einer doppelten konkaven oder konvexen Linse haben. Ferner kann sie zylindrisch oder ton- nenförmig sein oder spindelförmig aus zwei abgestumpften Kegeln bestehen, die mit den kleineren Grundflächen in derMitte der Brenn- kammer aneinander stossen, die Kammerachse verläuft dabei quer zur Brennstoffstrahlachse.
Die Erfindung ist auch bei Motoren mit waagrechten Zylindern anwendbar. Zweck mässig ist die Symmetrieebene der Brennkam- mer, die die Strahl- und Kanalachse enthält, parallel zur Zylinderachse; doch erfasst die Erfindung mich Ausführungen, bei denen die Symmetrieebene schräg zur Zylinderachse ist.