DE480580C

DE480580C - Charging method for internal combustion engines with a displacer seated on the working piston

Info

Publication number: DE480580C
Application number: DEB110051D
Authority: DE
Original assignee: MAX BURG
Current assignee: MAX BURG
Priority date: 1923-06-19
Filing date: 1923-06-19
Publication date: 1929-08-05

Description

Ladeverfahren für Verbrennungskraftmaschinen mit einem auf dem Arbeitskolben sitzenden Verdränger Gegenstand der Erfindung ist ein Ladeverfahren für Vorkammer-Brennkraftmaschinen, bei denen auf dem Arbeitskolben ein in den Vorkammerhals eindringender Verdrängerzapfen sitzt, bei denen ferner die Luft in dem am Ende des Kolbenhubes abgeschnürten Teil des Arbeitszylinders hoch verdichtet und in die Vorkammer teils an dem Verdrängerzapfen entlang, teils durch besondere Nebenschlußkanäle übergeschoben wird.Loading method for internal combustion engines with one on the working piston seated displacer The subject of the invention is a charging method for prechamber internal combustion engines, those on the working piston have a displacement pin penetrating into the antechamber neck sits, in which furthermore the air in the part pinched off at the end of the piston stroke of the working cylinder is highly compressed and partly in the prechamber on the displacer pin is pushed along, partly through special bypass channels.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein Brennstoffluftgemisch in eine an den eigentlichen Arbeitszylinder und die Vorkammer oder den Verdrängerhals angeschlossene, also im NebenschluB zum Vorkammerhals angeordnete Gemischkammer eingelagert wird und ein Teil der in dem Arbeitszylinder am Ende des Kolbenhubes hoch verdichteten und abgeschnürten Luft in die Gemischkammer eindringt, das Brennstoffluftgemisch durchwirbelt und mit ihm nach inniger Vermischung in die Vorkammer übertritt.The essence of the invention is that a fuel-air mixture into one of the actual working cylinder and the antechamber or the displacer neck connected mixture chamber, i.e. arranged in a bypass to the antechamber neck is stored and part of the in the working cylinder at the end of the piston stroke Highly compressed and constricted air penetrates the mixture chamber, the fuel-air mixture swirled through and with it, after intimate mixing, passes over into the antechamber.

Es ist zwar bei Verbrennungskraftmaschinen bereits bekannt, den flüssigen Brennstoff in ähnlicher Weise vorzulagern, derart, daß durch die Verdrängerwirkung eine Zuführung und Vermischung des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft erfolgt. Die Zuführung des flüssigen Brennstoffs, die bekanntlich durch eine Einspritzpumpe geschieht, erschwert aber die nötige Feinregelung des Brennstofftropfens, dessen Größe verhältnismäßig gering ist und bei Leerlauf z. B. a,5 mm und bei voller Last etwa q. mm im Durchmesser beträgt.It is already known in internal combustion engines, the liquid To store fuel in a similar manner, in such a way that by the displacement effect the fuel is supplied and mixed with the combustion air. The supply of liquid fuel, as is known, by an injection pump happens, but complicates the necessary fine control of the fuel drop, its Size is relatively small and when idling z. B. a, 5 mm and at full load about q. mm in diameter.

Ferner sind auch Vorkammer-Brennkraftmaschinen mit einem auf dem Kolbenboden sitzenden Verdrängerzapfen bekannt, bei denen der flüssige Brennstoff unmittelbar in die Vorkammer eingespritzt wird und bei denen ein Teil der im Arbeitszylinder am Ende des Kolbenhubes hoch verdichteten Luft durch Nebenschlußkanäle in tangentialer Richtung in die Vorkammer übergeschoben wird, wo die Luft in einer Ebene senkrecht zum eingespritzten Brennstoff eine kreisende Bewegung ausführt und sich dabei innig mit ihm vermischt.Furthermore, there are also prechamber internal combustion engines with one on the piston crown seated displacer known, in which the liquid fuel directly is injected into the antechamber and in which part of the in the working cylinder at the end of the piston stroke highly compressed air through shunt channels in tangential Direction is pushed over into the antechamber, where the air is perpendicular in a plane executes a circular motion to the injected fuel and is intimately involved in the process mixed with him.

Demgegenüber ist als Vorteil für das vorliegende Verfahren anzuführen, daß Brennstoff und Luft bereits als Gemisch in den für die Vorlagerung vorgesehenen Raum eintreten und die Vergasung sich bei der Verdichtung gewissermaßen als zweite Stufe des Gemischbildungsvorganges vollzieht. Infolge der Einführung des Brennstoffluftgemisches wird dem Arbeitszylinder eine größere, für die Gemischbildung nützliche Bewegungsenergie zugeführt. Schließlich ermöglicht die Brennstoffluftgemischeinführung leichte Regelung auch der kleinsten Brennstoffmengen. Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand beispielsweise, und zwar zeigt: Abb. i einen Zylinderkopf im Längsschnitt, Abb.2 im Querschnitt, während die Abb.3 bis 5 verschiedene Ausführungsformen einer Gemischkammer schematisch darstellen, wobei die Eintritts- und die Austrittskanäle zur besseren Übersicht in eine Ebene verlegt sind.On the other hand, an advantage for the present procedure is to be cited, that fuel and air already as a mixture in the intended for the preliminary storage Enter space and gasification is, so to speak, second in compression Stage of the mixture formation process takes place. As a result of the introduction of the fuel-air mixture the working cylinder receives a greater kinetic energy useful for mixture formation fed. Finally, the fuel-air mixture introduction enables easy control even the smallest amounts of fuel. The drawing illustrates the subject matter of the invention, for example, namely: Fig. i shows a cylinder head in longitudinal section, Fig.2 in cross section, while Fig.3 to 5 different embodiments represent a mixture chamber schematically, the inlet and outlet channels have been moved to one level for a better overview.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird ein an Brennstoff überreiches Brennstoffluftgemisch in der Gemischkammer a vorgelagert, welche den Verdrängungshals b des Zylinderkopfes c konzentrisch umschließt. Die heißen Wände der Gemischkammer leiten die Vergasung des Brennstoffluftgemisches ein. Wenn der auf dem Arbeitskolben sitzende Verdrängerzapfen f in den Verdrängerhals b einmündet, erfährt die in dem eigentlichen Arbeitszylinder d eingeschlossene, durch den Verdrängex zapfen f abgeschnürte hoch verdichtete Luft gegenüber der Luft in der Vorkammer e eine höhere Verdichtung. Die nach einem Ausgleich strebende Spannung erzeugt nun mit einem Teil der abgeschnürten Luft in dem zwischen dem Verdrängerzapfen f und dem Verdrängerhals b verbleibenden Ringspalt eine lebhafte, in die Vorkammer e hineinfließende Strömung, während der andere Teil der Luft durch Kanäle h in die Gemischkammer a eintritt und das Gemisch durch die Kanäle i in die Vorkammer e mit sich fortreißt. Bei dem Zusammentreffen der beiden Ströme entsteht eine lebhafte Durchwirbelung, die sich noch in die Vorkammer e hinein fortpflanzt und so eine schnelle und innige Durchmischung mit der Verbrennungsluft herbeiführt.In the exemplary embodiment, an excess of fuel is stored in the fuel-air mixture in the mixture chamber a, which concentrically surrounds the displacement neck b of the cylinder head c. The hot walls of the mixture chamber initiate the gasification of the fuel-air mixture. When the displacement pin f sitting on the working piston opens into the displacement neck b , the highly compressed air enclosed in the actual working cylinder d and constricted by the displacement pin f is more compressed than the air in the prechamber e. The tension striving for equilibrium now creates, with part of the constricted air in the annular gap remaining between the displacer pin f and the displacer neck b, a lively flow flowing into the antechamber e, while the other part of the air enters the mixture chamber a through channels h and the mixture is carried away with it through the channels i into the antechamber e. When the two streams meet, a lively turbulence arises, which propagates into the antechamber e and thus brings about a rapid and intimate mixing with the combustion air.

Infolge der tangentialen Gemischzuführung durch das Ventil h entsteht eine kreisende Bewegung in der Ringkammer a. Bis zur .eintretenden Verdrängerwirkung verbleibt das Brennstoffluftgemisch in der Ringkammer, da diese sich bis zu dem betreffenden Zeitpunkt im Druckausgleich befindet.As a result of the tangential mixture supply through the valve h arises a circular movement in the annular chamber a. Until the displacement effect occurs the fuel-air mixture remains in the annular chamber, as this is up to the relevant point in time is in the pressure equalization.

Die kreisende Bewegung des Brennstoffluftgemisches in der Gemischkammer a läßt sich noch beschleunigen, wenn die Zuführungskanäle h gemäß Abb. 2 und 3 angeordnet sind, so daß die durch sie .einströmende Luft im Gleichstrom mit dem Gemischstrom in der Ringkammer verläuft. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 und 5 dagegen sind die Kanäle h so gerichtet, daß die Luftströme entgegengesetzt zu dem Gemischstrom in der Ringkammer verlaufen. In diesem Falle findet eine stärkere Durchwirbelung der beiden Mittel statt.The circular movement of the fuel-air mixture in the mixture chamber a can be accelerated if the supply channels h are arranged as shown in FIGS so that the air flowing through them is in cocurrent with the mixed flow runs in the annular chamber. In the embodiment of Fig. 4 and 5 on the other hand the channels h are directed so that the air flows opposite to the mixture flow run in the annular chamber. In this case there is a stronger vortex of the two means instead.

Die Austrittskanäle i können ebenfalls so angeordnet sein, daß sie in gleichem oder entgegengesetztem Sinn zur Bewegungsrichtung des Gemischstromes in der Ringkammer gerichtet sind. Im ersteren Falle (s. Abb. 2, 3 und 4) wird vermieden, daß das vorgelagerte Brennstoffluftgemisch vorzeitig in die Vorkammer e eintritt, um einer Vorzündung vorzubeugen. Im zweiten Falle, den die Abb.5 zeigt, ermöglicht die Gegenläufigkeit der Kanäle i dem Brennstoffluftgemisch einen beschleunigten Austritt in die Vorkammer e.The outlet channels i can also be arranged so that they in the same or opposite sense to the direction of movement of the mixture flow are directed in the annular chamber. In the former case (see Fig. 2, 3 and 4) it is avoided that the upstream fuel-air mixture enters the antechamber e prematurely, to prevent pre-ignition. In the second case, shown in Figure 5, this is possible the counter-rotation of the channels i accelerated the fuel-air mixture Exit into the antechamber e.

Eine weitere Regelungsmöglichkeit besteht in der Verstellung des Gemischpumpenantriebes gegenüber dem Arbeitskolben, so daß die Vorlagerung des Brennstoffluftgemisches in jedem Verdichtungsgrad bzw. bei jeder Kolbenstellung erfolgen kann. Ferner kann z. B. in höheren Belastungsfällen des Motors durch eine gewisse -Überladung der Gemischkammer a ein Teil des Brennstoffluftgemisches schon vorzeitig in die Vorkammer gedrängt werden, zur Ausnutzung einer längeren Durchmischungsdauer mit der Verbrennungsluft; der in die Vorkammer gelangende Ladeübers chuß kann dabei so bemessen sein, daß Frühzündungen nicht auftreten.Another control option is to adjust the mixture pump drive opposite the working piston, so that the pre-storage of the fuel-air mixture can take place in any degree of compression or in any piston position. Furthermore can z. B. in higher load cases of the engine by a certain overload of the Mixture chamber a part of the fuel-air mixture prematurely into the antechamber be urged to take advantage of a longer mixing time with the combustion air; the loading overhang reaching the antechamber can be dimensioned in such a way that Pre-ignition does not occur.

Dieses Ladeverfahren ist an keine Zündungsart gebunden, es kann also für Glüh-- kopfmaschinen oder Maschinen mit Selbstzündung (Dieselmaschinen) oder Maschinen mit' Fremdzündung (elektrische Zündkerze) angewendet werden.This charging method is not tied to any type of ignition, so it can for hot-head machines or machines with compression ignition (diesel machines) or Machines with 'spark ignition (electric spark plug) are used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Loading method - for antechamber Brennkräfimäschinen, in which a displacement pin penetrating into the antechamber neck sits on the working piston, in which the air in the part of the working cylinder constricted at the end of the piston stroke is also highly compressed and in the pre-chamber partly along the displacement pin, partly through special shunt ducts are pushed over, characterized in that a fuel-air mixture is stored in a mixture chamber (t) connected to the actual working cylinder (d) and the prechamber (e) or the displacer neck (b) , i.e. in a shunt to the prechamber neck, and a Part of the air, which is highly compressed and constricted in the working cylinder at the end of the piston stroke, penetrates into the mixture chamber (a), swirls through the fuel-air mixture and, after being intimately mixed, passes with it into the antechamber (e).

2. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that that the mixture chamber (a) encloses the displacer neck in the form of an annular chamber, and that the inlet and outlet channels (h and 2 @, which the mixture chamber connect with the antechamber and the working cylinder, in the same or opposite Sense to the direction of movement of the mixed flow are directed in the annular chamber.