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DE1016060B - Air-compressing, self-igniting internal combustion engine with antechamber - Google Patents

Air-compressing, self-igniting internal combustion engine with antechamber

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Publication number
DE1016060B
DE1016060B DEK21551A DEK0021551A DE1016060B DE 1016060 B DE1016060 B DE 1016060B DE K21551 A DEK21551 A DE K21551A DE K0021551 A DEK0021551 A DE K0021551A DE 1016060 B DE1016060 B DE 1016060B
Authority
DE
Germany
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air
antechamber
self
internal combustion
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
DEK21551A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Julius Liebel
Dr-Ing Siegfried Meurer
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
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEK21551A priority Critical patent/DE1016060B/en
Publication of DE1016060B publication Critical patent/DE1016060B/en
Pending 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
    • F02B19/14Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • 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
    • 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)

Description

Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine mit Vorkammer Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten Vorkammer, die über enge Kanäle mit dem Zylinderraum verbunden ist, wobei der Kraftstoff auf die Wandung der Vorkammer aufgespritzt wird.Air-compressing, self-igniting internal combustion engine with antechamber The invention relates to an air-compressing, self-igniting internal combustion engine with an antechamber arranged in the cylinder head, which connects to the cylinder chamber via narrow channels is connected, the fuel being sprayed onto the wall of the antechamber.

Zweck der Erfindung ist es, bei einer derartigen Brennkraftmaschine das Einspritz- und Gemischbildungsverfahren zur Anwendung zu bringen, wie es für einen schnell laufenden Dieselmotor mit zinem im Kolben angeordneten rotationskörperförmigen Brennraum dahingehend bereits beschrieben wurde, daß der Kraftstoff als dünner Film auf die Wandung des Brennraumes aufgebracht und zugleich der einströmenden Luft eine solche Drehbewegung um die Zylinder- bzw. Brennraumachse erteilt wird, daß hierdurch der Kraftstoff in Dampfform allmählich von der Wandung abgelöst, mit der Luft vermischt und verbrannt wird.The purpose of the invention is in such an internal combustion engine to apply the injection and mixture formation process as it is for a high-speed diesel engine with zinem in the piston arranged rotational body-shaped Combustion chamber has already been described to the effect that the fuel as a thin film Applied to the wall of the combustion chamber and at the same time the inflowing air such a rotary movement about the cylinder or combustion chamber axis is issued that as a result, the fuel in vapor form is gradually detached from the wall, with the Air is mixed and burned.

Durch dieses bei der zuletzt genannten Maschinengattung bereits bekannte Verfahren ist es erstmals bei Dieselmaschinen gelungen, die reaktionskinetischen Vorgänge in rIer Brennkammer dahingehend wirksam zu beeinflussen, daß der harte Dieselschlag beseitigt wird. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, daß entgegen der bisher allgemeinen üblichen Verfahrensweise, den flüssigen Kraftstoff mit derLuft sofort und so innig als möglich zu vermischen, eine solche Vermischung flüssiger Kraftstoffteile mit der Verbrennungsluft bewußt vermieden wird. Der flüssige Kraftstoff wird vielmehr nahezu ausschließlich durch Anlagerung desselben an der relativ kühlen Brennraumwandung vor einer zu schnellen Erwärmung durch die hochverdichtete Verbrennungsluft und damit vor einem verfrühten chemischen Zerfallvorgang vor seiner eigentlichen Reaktion mit dem Sauerstoff der Verbrennungsluft bewahrt, welch letzterer Vorgang die eigentliche Ursache für die unerwünschten klopfenden Geräuschbildu..ngen bei allen Dieselmotoren darstellt.This is already known for the last-mentioned machine type This process has succeeded for the first time in diesel engines, the reaction kinetic To the effect of influencing processes in your combustion chamber that the hard Diesel shock is eliminated. This is mainly due to the fact that contrary the previously common procedure, the liquid fuel with the air to mix immediately and as intimately as possible, such mixing more fluid Fuel parts with the combustion air is deliberately avoided. The liquid fuel Rather, it is almost exclusively due to its accumulation on the relatively cool Combustion chamber wall from being heated up too quickly by the highly compressed combustion air and thus before a premature chemical decomposition process before its actual Reaction with the oxygen in the combustion air preserves the latter process the real cause of the undesirable knocking noise represents all diesel engines.

Weitere Überlegungen haben nun :ergeben, daß vorstehendes Verfahren nicht nur für 'Motoren mit im Kolben liegendem rotationskörperförmigem Brennraum geeignet ist, sondern mit Vorteil auch bei solchen Motoren angewendet werden kann, bei denen der Brennraum als Vorkammer im Zylinderkopf ang1eordnet ist.Further considerations have now resulted in the above procedure not only for 'engines with a combustion chamber in the form of a rotational body in the piston is suitable, but can also be used with advantage in such engines, in which the combustion chamber is arranged as an antechamber in the cylinder head.

Die Anwendung des an sich bekannten Verfahrens bei einer Vorkammermaschine mußte zunächst auf Bedenken stoßen, da die Vorkammer grundsätzlich andere verbrennungsmotorische Gegebenheiten hat als ein offener Brennraum im Kolben der eingangs erwähnten Art. Bei der Vorkammer wird üblicherweise nicht die gesamte Verbrennungsluft beim N'erdichtungshub in den Vorkammerraum übergeschoben, sondern nur etwa 30 bis 50% derselben; nur diese letzteren prozentualen Anteile kommen unmittelbar mit dem in die Vorkammer eingesprizten Kraftstoff zur Vermischung, während der restliche Teil im Zylinderraum zur Hauptverbrennung dient. Demgemäß findet in der bisherigen Vorkammer infolge des geringen OZ-Gehaltes im Verhältnis zur eingespritzten Kraftstoffmenge nur eine Teilreaktion statt.The application of the method known per se in an antechamber machine first had to meet with concerns, since the antechamber fundamentally different internal combustion engine Has conditions as an open combustion chamber in the piston of the type mentioned at the beginning. In the case of the antechamber, not all of the combustion air is usually used during the sealing stroke pushed over into the antechamber space, but only about 30 to 50% of the same; only this the latter percentage shares come directly with that injected into the antechamber Fuel for mixing, while the remaining part in the cylinder chamber for main combustion serves. Accordingly, in the previous antechamber due to the low OZ content only a partial reaction takes place in relation to the amount of fuel injected.

Diese Teilreaktion .erzeugt neben einem Überdruck beträchtliche Temperatursteigerungen, die zur Aufspaltung der infolge O,-klangels nicht in der Vorkammer verbrennbaren Kraftstoffantveile führen. Die Spaltprodukte «erden durch den Üb-,rdruck in den Hauptbrennraum befördert und reagieren nur mehr mit dein dort befindlichen Sauerstoff bis zum Endprodukt. Dies..- bekannte Arbeitsweise der Vorkammer zeigt. daß hier eine Verzögerung des Reaktionsablaufes dadurch zustande kommt, daß man den Brennstoff zwar erwärmt und zerfallen läßt, die O; Zufuhr dagegen drosselt. Bei diesem Gemischbildungs- und Verbrennungsablauf entsteht sehr viel freier, aus dem Molekülverband gelöster Kohlenstoff, der mangels genügender Reaktionsgeschwindigkeit als Ruß im Abgas :erscheint.This partial reaction generates, in addition to overpressure, considerable increases in temperature, those for splitting up those which cannot be burned in the antechamber as a result of O, -klangels Lead fuel shares. The fission products «ground through the overpressure in the Main combustion chamber only transports and reacts with your oxygen located there to the end product. This ..- shows the well-known operation of the antechamber. that here a delay in the course of the reaction comes about that the fuel although warmed and disintegrated, the O; Supply, however, throttles. With this mixture formation and the combustion process arises much more freely, more freely released from the molecular structure Carbon, which appears as soot in the exhaust gas due to insufficient reaction speed.

Alle bisher bekannten Vorkammermaschin:en haben diesen Reaktionsvorgang b:ewußt für sich in Anspruch genommen, und es wird hierdurch bis zu eirein Grade ein weicherer Verbrennungsablauf erreicht, jedoch unter Inkaufnahme der erwähnten Abgastrübung.All previously known pre-chamber machines have this reaction process b: eknowingly taken up for itself, and it is thereby up to a degree a smoother combustion process is achieved, but at the expense of those mentioned Exhaust gas opacity.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Arbeitsweise der bisherigen Vorkammer grundlegend so zu ändern, daß keinerlei Zersetzungsprodukte und flüssige Kraftstoffteile mehr von der Vorkammer in den Hauptbrennraum gelangen, sondern nur noch Brennstoffdämpfe. die in der Vorkammer gebildet und durch initiale Zündung in den Hauptbreii.nraum eingeblasen werden.In contrast, it is the object of the present invention to improve the mode of operation to fundamentally change the previous antechamber so that no decomposition products whatsoever and liquid fuel particles get more from the antechamber into the main combustion chamber, but only fuel vapors. those in the antechamber educated and blown into the main pulp space by initial ignition.

Dies wird erfindungsgemäß bei einer im Zylinderkopf einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine angeordneten Vorkammer, die mit dem Zylinderraum über enge- Kanäle verbunden ist, dadurch erreicht, daß die Kanäle zwischen Vorkammer und Zylind,-,rraum tangential in die Vorkammer einmünden und in der Vorkamm-,r eine geordnete Luftdrehung erzeugen und daß ferner der Kraftstoff, wie bei Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs in einen im Kolben angeordneten rotationskörperähnlichen, eingeschnürten Brennraum und exzentrisch zur Brennraumöffnung angeordneter Einspritzdüsee an sich bekannt, ohne die Vorkammer zu durchqueren in Form eines dünnen Films auf die gekühlte Wandung der Vorkammer aufgetragen wird, wo "r von der rotierenden Luft allmählich in Dampfform abgelöst wird und verbrennt.According to the invention, this is achieved in a cylinder head of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine arranged prechamber, which is connected to the cylinder chamber is connected via narrow channels, achieved in that the channels between antechamber and cylinder, -, rraum open tangentially into the antechamber and in the antechamber, r one Generate orderly air rotation and that also the fuel, as in diesel engines with direct injection of the fuel into a rotating body-like, arranged in the piston, constricted combustion chamber and injection nozzle arranged eccentrically to the combustion chamber opening known per se, without crossing the antechamber in the form of a thin film the cooled wall of the antechamber is applied, where the rotating air gradually dissolves in vapor form and burns.

Der V orkammerraum gemäß der Erfindung hat vorzugsweise Rotationskörperform und kann sowohl zentrisch als auch exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet sein. Wesentlich ist, daß in demselben beim Verdichtungshub eine heftige und geordnete Luftbewegung zustande kommen kann, die imstande ist, den an der Brennraumwand angelagerten Kraftstoff in dampfförmigem Zustand abzulösen. Der Brennraum kann daher sehr wohl auch bis zu einem ge--vissen Grad von der Rotationsform abweichen, sofern nur die Luft Tiber alle vom Kraftstoff benetzten Auftreffst-,llen wirksam hinwegstreicht. Die Luftdrehung wird dann am günstigsten, wenn die mit dem Verdichtungsraum des Zylinders in Verbindung stehenden Übertrittskanäle möglichst flach verlaufend, d. h. unter einem möglichst spitzen Winkel zur Kolbenboden- oder Zylinderkopfeben-, angeordnet sind und dabei tangential in die Brennraumwandung übergehen. In diesem Falle wird bei einer stehenden Maschine mit rotationskörperförmigem V orkammerbrennraum im Zylinderkopf die Einspritzdüse zweckmäßigerweise seitlich in einer 1-Iaximaldurchmesserebene des Brennraumes angeordnet, und die Strahlrichtung der Kraftstoffeinspritzung verläuft zur Zylinderkopf- oder Kolbenbod-enel)ene annähernd parallel.The front chamber space according to the invention preferably has the shape of a body of revolution and can be arranged both centric and eccentric to the cylinder axis. It is essential that the compression stroke is violent and orderly Air movement can come about, which is capable of the accumulated on the combustion chamber wall Replace fuel in a vaporous state. The combustion chamber can therefore very well also deviate from the rotational form to a certain degree, provided that only the Air effectively sweeps away all of the fuel-wetted points of impact. The air rotation is most favorable when the one with the compression chamber of the Cylinder-connected transfer channels running as flat as possible, d. H. at as acute an angle as possible to the piston crown or cylinder head plane, are arranged and merge tangentially into the combustion chamber wall. In this Trap is in a stationary machine with a rotational body-shaped pre-chamber combustion chamber in the cylinder head, the injection nozzle expediently laterally in a 1-maximum diameter plane of the combustion chamber arranged, and the jet direction of the fuel injection runs approximately parallel to the cylinder head or piston crown element.

Das Neuartige und Überraschende der Erfindung besteht in folgendem: die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen verwandeln die bisherige Vorkammer, welch-, als Generator für zerfallene Kraftstoffmoleküle angesprochen werden kann. welch letztere gegebenenfalls zusammen mit unzerfallenen flüssigen Krafts.toftanteilen in den Hauptbrennraum ausgeblasen werden, in einen Verbrennungsraum, der nur mehr dampfförmige und im wesentlichen unz-,rfallene Kraftstoffmoleküle ile in den Hauptbrennraum bläst. Infolge der filmartigen Anlagerung des Kraftstoffs an der Vorkammerwand kommen für den -Misch-und Austreibungsvorgang nur mehr die bei relativ niedrigen Temperaturen im Zuge der Verdampfung entstandenen Brennstoffdämpfe in Betracht. Hierdurch wird bei einer Vorkammermaschine der besondere Vorteil erreicht, daß Kraftstoff mit langem Zündverzug in flüssiger, chemisch nicht zerfallener Form so lange in der Vorkammer zurückgehalten werden kann, bis selbst ein langer Zündverzug überwunden ist. Bei der bisherigen Vorkammer ist dies anders. Wenn hier ein Kraftstoff eingespritzt wird, der einen sehr großen Zündverzug besitzt, dann gelangt chemisch unveränderter, d. h. nicht zerfallener Kraftstoff in flüssigem Zustand durch die Cbertrittsöff nung in den Haupt-Brennraum. Die Reaktionseigenschaften von nicht zerfallenem flüssigem Kraftstoff sind aber solche, daß eine starke Klopfreaktion auftritt, die sich nicht nur auf die Vorkammer beschränkt, sondern in starkem Maße auch im Hauptbrennraum stattfindet. Hierdurch ergibt sich ein unbefriedigender Lauf des Motors. Durch die Erfindung «-erden derartige Klopfreaktionen im Keime erstickt, da der an der Wand verdampfende Kraftstoff nur aufeinanderfolgend im Zuge seiner Verdampfung, also sozusagen im Gleichdruck zur Verbrennungsreaktion gelangt.The novel and surprising of the invention consists in the following: the measures provided according to the invention transform the previous antechamber, which, can be addressed as a generator for disintegrated fuel molecules. what the latter possibly together with undisrupted liquid Krafts.toftantteile be blown out into the main combustion chamber, into a combustion chamber that is only more vaporous and essentially non-collapsing fuel molecules ile into the main combustion chamber blows. As a result of the film-like accumulation of the fuel on the antechamber wall for the mixing and expelling process only those at relatively low temperatures Fuel vapors generated in the course of evaporation can be taken into account. This will in an antechamber machine the particular advantage achieved that fuel with a long Ignition delay in liquid, chemically not disintegrated form for so long in the antechamber can be withheld until even a long ignition delay has been overcome. at the previous antechamber this is different. When a fuel is injected here which has a very long ignition delay, then chemically unchanged, d. H. Non-disintegrated fuel in a liquid state through the crossover opening into the main combustion chamber. The reaction properties of undecomposed liquid But fuels are such that a strong knocking reaction occurs, which does not occur limited only to the antechamber, but also to a large extent in the main combustion chamber takes place. This results in unsatisfactory running of the engine. Through the Invention «- such knocking reactions are nipped in the bud because the one on the wall evaporating fuel only successively in the course of its evaporation, ie reaches the combustion reaction in equal pressure, so to speak.

Durch die Erfindung lasen sich weiterhin auch jene bekannten Nachteile der bisherigen Vorkammer vermeiden, die darin bestehen, daß der aus der Vorkammer ausgestoßene 1Naßdampf-Flüssigkeitsstrahl mindestens teilweise bis an die Zylinderwandung vordringt und dort zu Ölverschmutzung und mit der Zeit zur Korrosionsbeschädigung führt. Außerdem wird der Rußanfall, der bisher selbst im Teillastbetrieb relativ hoch war. auf ein erträgliches Maß herabgesetzt.The invention also eliminates those known disadvantages avoid the previous antechamber, which consist in the fact that the from the antechamber Ejected 1 wet steam liquid jet at least partially up to the cylinder wall penetrates and there to oil pollution and, over time, to corrosion damage leads. In addition, the amount of soot, which was previously even in partial load operation, is relative was high. reduced to a tolerable level.

Die bisher verwendeten @-orkaminern zeigen in keinem bekannten Vorbild die Maßnahmen der Erfindung. Allerdings ist es bei Vorkammern an sich bekannt, Übertrittskanäle vorzusehen, die eine Luftdrehung in der Vorkammer erzeugen; der Kraftstoff wird dabei jedoch unmittelbar in den rotierenden Luftstrom eingespritzt.The @ -orkaminern used so far do not show any known role model the measures of the invention. However, it is known per se in the case of antechambers, transfer channels provide that generate a rotation of air in the antechamber; the fuel will however, it is injected directly into the rotating air stream.

Aber auch die eingangs erwähnte Brennkraftinaschine, bei der ähnliche -Maßnahmen wie bei der vorliegenden Erfindung bei einem im Kolben angeordneten Brennraum vorgesehen sind, konnte für die vorliegende Erfindung nicht Vorbild sein; denn bei dieser Maschine findet der Gemischbildungs- und Verbrennungsablauf in einem offenen @'erbreiinungsraum statt, der beim Verdichtungshub nahezu die gesamte verdichtete Verbrennungsluft aufnimmt. Hierbei entstehen durch die Verdampfung von unzerfallenen Kraftstoffmolekülen und deren Vermischung mit der Luft Brennstoffdampf-Luft-Gemische, die einen wesentlich höheren Zündpunkt oder eine wesentlich höhere Induktionszeit besitzen, als dies bei einer Vorkammer der Fall ist.But also the internal combustion engine mentioned at the beginning, in which the similar -Measures as in the present invention for a combustion chamber arranged in the piston are provided, could not be a model for the present invention; because at of this machine, the mixture formation and combustion process takes place in an open one @ 'erbreiinungsraum instead, which compressed almost the entire area during the compression stroke Absorbs combustion air. This is caused by the evaporation of undecayed Fuel molecules and their mixing with the air fuel vapor-air mixtures, which have a significantly higher ignition point or a significantly higher induction time than is the case with an antechamber.

Über die reaktionskinetischen Wirkungen einer Wandberührung des Kraftstoffs ist zwar schon früher berichtet worden, Jedoch ist dort noch die Ansicht vertreten, daß in der Wandberührung des Kraftstoffs ein den Ablauf der Gemischbildung hemmender Vorgang zu sehen sei, da die Gemischbildung über die Bren,nraumwand einen zeitlichen Umweg darstelle.About the reaction kinetic effects of the fuel coming into contact with a wall has been reported earlier, but there is still the view that that in the wall contact of the fuel a mixture formation inhibiting The process can be seen because the mixture formation over the combustion chamber wall takes place over time Detour represent.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine halbschematische Schnittansicht eines Kolbens nebst einem im Zylinderkopf angeordneten Vorkammerbrennraum, Fig. 2 einen Grundriß des Vorkammerbremnraumes. In den Zeichnungen ist 1 der (nicht näher ausgeführte) Zylinderkopf und 2 der Kolben. Im Zylinderkopf 1 ist zentrisch zur Zylinderachse der als Vorkammer auögebildete Brennraum 3 angcordnet, welcher durch die Übergangkanäle 4 mit dem Zylinderraum in Verbindung steht. der seinerseits in Fig. 1 entsprechend der oberen Totpunktstellung des Kolbens nur durch den Spalt 5 angedeutet ist. Der Brennraum 3 kann ebensogut auch exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet sein. Diese Brennraumanordnung bietet hinsichtlich der Lage der Einspritzdüse zum Raum der Vorkammer gewisse bauliche und betriebliche Vorteile. die bekannt sind. Die Einspritzdüse ist mit 6 bezeichnet; dieselbe ist seitlich in einer 111aximaldurchmesserebene des rotationskörperförmig,en (kugeligen) Brennraumes 3 angeordnet und lagert den Kraftstoff in einem oder mehreren Kraftstoffstrahlen 7 in Richtung der durch die Kanäle 4 beim Verdichtungshub erzeugten Luftdrehung (Pfeillinie 8) unmittelbar, d. h. ohne die Luftströmung zu durchsetzen, an der Wandung der Brennkammer 3 an. Die Ü bertrittskanäle 4 schneiden die Brennraumwandung möglichst flach, d. h. unter einem spitzen Winkel a zur Kolhenboden- oder Zylinderkopfebene 9 bzw. 10 an, so daß die Rotationsebene der Luftdrehung 8 sich richtungsmäßig im wesentlichen mit der Strahlebene des oder der Einspritzstrahlen 7 deckt. Auf diese Weise hilft die rotierende Luftströmung den Kraftstoffstrahl 7 an der Brennraumwand mit ausbreiten und löst den in Dampfform übergeführten Kraftstoff allmählich von der Brennraumwand ab. Bei im Zylinderkopf angeordneter Vorkammer kann gegebenenfalls als Anlaßhilfe eine Vorglühkerze 11 benutzt werden.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, 1 shows a semi-schematic sectional view of a piston together with one The prechamber combustion chamber arranged in the cylinder head, FIG. 2 is a plan view of the prechamber combustion chamber. In the drawings, 1 is the cylinder head (not detailed) and 2 is the piston. The cylinder head 1 is centered on the cylinder axis and is formed as an antechamber Combustion chamber 3, which through the transition channels 4 with the cylinder chamber communicates. which in turn in Fig. 1 corresponding to the top dead center position of the piston is only indicated by the gap 5. The combustion chamber 3 can just as well also be arranged eccentrically to the cylinder axis. This combustion chamber arrangement offers with regard to the position of the injection nozzle in relation to the space of the antechamber, certain structural factors and operational benefits. who are known. The injection nozzle is denoted by 6; the same is on the side in one 111 maximum diameter plane of the rotational body-shaped, en (spherical) combustion chamber 3 arranged and stores the fuel in one or more Fuel jets 7 in the direction of the generated by the channels 4 during the compression stroke Air rotation (arrow line 8) immediately, d. H. without enforcing the air flow, on the wall of the combustion chamber 3. The transfer channels 4 cut the combustion chamber wall as flat as possible, d. H. at an acute angle a to the piston head or cylinder head plane 9 or 10, so that the plane of rotation of the air rotation 8 is directionally in essentially with the jet plane of the injection jet or jets 7 covers. To this The rotating air flow helps the fuel jet 7 on the combustion chamber wall with spreading and gradually dissolving the fuel converted into vapor form the combustion chamber wall. If the prechamber is arranged in the cylinder head, A glow plug 11 can be used as a starting aid.

Die Kanäle 4 sind in der Zeichnung nur schematisch angedeutet; in der Praxis wird man dieselben aus baulichen Gründen zweckmäßigerweise in einem besonderen Vorkammereinsatz unterbringen, wie dies an sich bekannt ist.The channels 4 are only indicated schematically in the drawing; in In practice, for structural reasons, one will expediently use a special one Place antechamber insert, as is known per se.

Da die Übertrittskanäle bei Vorkammermaschinen bekanntlich einen relativ engen Durchgangsquerschnitt aufweisen, entsteht für die Luftbewegung eine Art Düsenwirkung, welche für die Ablösung des in Dampfform übergeführten Kraftstoffs von der Brennraumwand sehr vorteilhaft ist. Die Kanäle 4 können dabei so dimensioniert werden, daß die darin -erzeugte Luftbewegung in das Gebiet überkritischer Strömungsgeschwindigkeit fällt. Die Luftdrehung kann in bekannter Weise auch noch dadurch unterstützt werden, daß bereits der in den Zylinder einströmenden Luft eine Rotationsbewegung Zylinder initiale Luftdrehung) erteilt wird.Since the transfer channels in antechamber machines are known to have a relative have a narrow passage cross-section, a kind of nozzle effect is created for the air movement, which for the detachment of the fuel, which has been converted into vapor form, from the combustion chamber wall is very beneficial. The channels 4 can be dimensioned so that the air movement generated therein into the area of supercritical flow velocity falls. The rotation of the air can also be supported in a known manner by that the air flowing into the cylinder already starts a rotational movement of the cylinder initial air rotation) is granted.

Der Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfahrungsgemäß am größten, wenn die Brennkammerwandung relativ kühl gehalten wird.Experience has shown that the success of the method according to the invention is on greatest when the combustion chamber wall is kept relatively cool.

Claims (7)

PATENTAN SPE L CIIE: 1. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten Vorkammer, die über enge Kanäle mit dem Zylinderraum verbunden ist, wobei der Kraftstoff auf die Wandung der Vorkammer aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle zwischen Vorkammer und Zylinderraum tangential in die Vorkammer einmünden und in der Vorkammer eine geordnete Luftdrehung erzeugen und d@aß ferner der Kraftstoff, wie bei Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs in einen im Kolben angeordneten, rotationskörperähn.lichein, eingeschnürten Brennraum und exzentrisch zur Brennrauanöffnung angeordneter Einspritzdüse an sich bekannt, ohne die Vorkammer zu durchqueren in Form eines dünnen Films auf die gekühlte Wandeng der Vorkammer aufgetragen wird, wo er von der rotierenden Luft allmählich in Dampfform abgelöst wird und verbrennt. PATENTAN SPE L CIIE: 1. Air-compressing, self-igniting internal combustion engine with an antechamber arranged in the cylinder head, which is connected to the cylinder chamber via narrow channels, the fuel being sprayed onto the wall of the antechamber, characterized in that the channels between the antechamber and the cylinder chamber are tangential open into the prechamber and generate an orderly air rotation in the prechamber and the fuel is also known per se, as in diesel engines with direct injection of the fuel into a rotational body-like, constricted combustion chamber arranged in the piston and eccentric to the combustion chamber opening, without crossing the antechamber is applied in the form of a thin film to the cooled walls of the antechamber, where it is gradually detached in vapor form by the rotating air and burns. 2. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschi,ne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdrehung in an sich bekannter Weise durch eine initiale Rotationsbewegung der in den Zylinder einströmenden Luft eingeleitet und/oder unterstützt wird. 2. Air-compressing, self-igniting internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the air rotation is known per se Way by an initial rotational movement of the air flowing into the cylinder initiated and / or supported. 3. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Einspritzdüse (6) unmittelbar auf die Brennraumwand (3) aufgetragene Kraftstoffstrahl bzw. mehrere Kraftstoffstrahlen (7) mit der Luftdrehung (8) gleichgerichtet ist bzw. sind. 3. Air-compressing, self-igniting internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that from the injection nozzle (6) or several fuel jets applied directly to the combustion chamber wall (3) Fuel jets (7) is or are rectified with the air rotation (8). 4. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (4) in einem besonderen Vorkammereinsatz untergebracht sind. 4th Air-compressing, self-igniting internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that that the channels (4) are housed in a special antechamber insert. 5. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der `'orkammerbrennraum (3) zentrisch zur Zylinderachse angeordnet ist. 5. air compressors, Self-igniting internal combustion engine according to Claims 1 to 4, characterized in that that the chamber combustion chamber (3) is arranged centrally to the cylinder axis. 6. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkammerbrennraum (3) exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet ist. 6. Air compressing, Self-igniting internal combustion engine according to Claims 1 to 4, characterized in that that the antechamber combustion chamber (3) is arranged eccentrically to the cylinder axis. 7. Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zylinderkopf angeordnete Vorkammer (3) eine Vorglühkerze (11) als Anlaßhilfe besitzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 854 71.6, 865 683 ; französische Patentschrift Nr. 595 616; britische Patentschrift Nr. 339 450; MTZ (Motortechnische Zeitschrift) 1944, S. 3 bis 11.7th Air-compressing, self-igniting internal combustion engine according to claims 1 to 6, characterized in that the prechamber (3) arranged in the cylinder head is a glow plug (11) as a starting aid. Publications considered: German Patent Specifications No. 854 71.6, 865 683; French Patent No. 595,616; British patent specification No. 339,450; MTZ (Motortechnische Zeitschrift) 1944, pp. 3 to 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3539128A1 (en) * 1984-11-10 1986-05-15 Volkswagen AG, 3180 Wolfsburg Combustion chamber for diesel internal combustion engines

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