DE646119C - Einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbst- oder Fremdzündung und einer als Hohldrehkörper ausgebildeten, mit dem Arbeitszylinder durch einen tangential in sie einmündenden Kanal verbundenen Brennkammer, in der sich am Ende des Verdichtungshubes nahezu die gesamte Verbrennungsluft befindet und bei der der Brennstoff entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zur Drehachse eingespritzt wird.
• Die bekannten Maschinen dieser Art weisen meist Brennkammern kegeliger oder kugeliger Form mit starker Bodenwölbung und beträchtlichen Querschnittsänderungen für den Luftstrom auf, welch letztere ungewollte Wirbelbildungen beim Eintritt der Luft in die Kammer und auf ihrem weiteren Weg innerhalb der letzteren bedingen. Vielfach wird auch dem Luftstrom durch Neigung des Überströmkanals eine bestimmte Anfangssteigung aufgezwungen, die ebenfalls zu starker Wirbelbildung führen muß, da j a die Steigungen der einzelnen Stromfäden je nach ihrem Abstand von der Drehachse bei wirbelfreier Schraubenbewegung des Luftstroms weitgehend voneinander verschieden sind. Oder die Luft wird am engen Kammerende eingeführt und der Luftschraube dadurch eine überhöhte Anfangssteigung erteilt, was jeweils eine Vermischung der zuletzt eingeströmten Luft mit der schon in der Kammer befindlichen zur Folge hat. In allen Fällen wird die Luft in der Brennkammer mehr oder weniger unkontrollierbar durcheinandergewirbelt, so daß eine planmäßige Brennstoffverteilung über den ganzen Kammerinhalt und vollends über einzelne Zonen in der Kammer nicht gewährleistet ist.
• Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch eine besondere Gestaltung der Kammer auf der Einströ@mseite, in Verbindung mit einer besonderen Ausbildung des Überströmkanals, vermieden. An die Stelle unbeherrschter Wirbelung tritt dabei eine geordnete, wirbelfreiere Schraubenbewegung der Luft in der Brennkammer. Gemäß der Erfindung ist das Kammerende, an dem die Luft eintritt, zylindrisch oder annähernd zylindrisch ausgebildet und durch einen ebenen Boden begrenzt. Ferner wird die Luft annähernd parallel zum Kammerboden durch einen Überströmkanal von etwa rechteckigem Querschnitt eingeführt, wobei mit fortschreitender Verdichtung unter der Einwirkung der nachdrängenden Luft selbsttätig eine schraubenförmig kreisende Luftbewegung mit ausgesprochener Schichtung der Luftmassen in der Reihenfolge ihres Überströmens entsteht.
• Die Einleitung dieser geordneten Luftbewegung kann noch durch einen in der Mitte des Kammerbodens angeordneten Führungszapfen, der etwa die Höhe des Überströmkanals aufweist, unterstützt werden.
• Bei der Einspritzbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird der Luftstrom auf seinem ganzen Weg, vor allem aber bei seinem Eintritt in die Kammer, gut geführt und möglichst geringen Ouerschnittsveränderungen unterworfen, so daß unregelmäßige Luftwirbel am Entstehen verhindert werden.
• Die auf diese Weise in der Kammer erzeugte Luftbewegung ermöglicht eine platl-' mäßige Verteilung und beschleunigte Aufbereitung des in die Kammer eingespritzten Brennstoffs. Ungewollte Brennstoffanhäufungen, wie sie sonst bei regelloser Durchwirbelung des Kammerinhalts entstehen, werden vermieden. Auf der andern Seite ermöglicht die erwähnte Luftschichtung auch eine bewußte Gemischkonzentration in irgendeiner Zone der Verbrennungskammer und damit die Bildung eines zündfähigen Gemischs auch bei schwacher Belastung und Leerlauf. Je feiner die Zerstäubung des Brennstoffs und je früher die Einspritzung beendet ist, desto mehr wird die brennstofführende Luftschicht in der _t ähe der Einspritzdüse zusammengedrängt. Je geschlossener die Brennstoffstrahlen sind und je später die Einspritzung erfolgt, desto mehr bleibt der Brennstoff auf die zuletzt überströmende Luftschicht in der NTähe des Kammerbodens beschränkt. Günstig für die Zündfähigkeit wirkt sich dabei auch der Umstand aus, daß der die Gemischzone umschließende Teil der Kammerwandung seine Temperatur mit abnehmender Belastung wenig ändert. Die örtliche Gemischanreicherung kommt besonders für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, zumal für Zweitaktmaschinen, in Betracht, kann aber auch beim reinen Dieselbetrieb Anwendung finden.
• Der Brennstoff wird entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zur Drehachse der Wirbelbewegung eingespritzt. Durch den kreisenden Luftstrom wird die Mischung des Brennstoffs mit der Luft begünstigt.
• Auf dem Kammerboden, der Einspritzdüse gegenüber, kann in bekannter Weise ein mehr oder weniger gekühlter Teller angeordnet werden, der zum Auffangen der Brennstoffstrahlen und gleichzeitig als Wärmespeicher bzw. Verdampfer dient. Die gesamte in die Kammer einströmende Luft wird in kreisender Bewegung unmittelbar über den Teller geführt und dabei erwärmt und mit Brennstoffdämpfen angereichert.
• In den Abb. i bis q. sind Ausführungsbeispiele einer Einspritzbrennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i die Ansicht eines Zylinderdeckels mit Brennkammer von unten, während die Abb. 2 bis q. senkrechte Maschinenschnitte wiedergeben. Beim Hochgehen des Arbeitskolbens d wird die Luft aus dem Zvlinder b durch den rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kanal c in die Brennkammer d gedrückt und dort in eine schraubenförmig kreisende Bewegung versetzt. Der Führungszapfen e (Abb. i bis 3) begünstigt die Einleitung einer geordneten Drehbewegung. Durch die Düse f wird der Brennstoff eingespritzt. Der Teller g (Abb. q.) dient zum Auffangen der Brennstoffstrahlen; vor allem bei geschlossener Strahlform, sowie als Wärmespeicher. Der Rand des Tellers kann hochgezogen sein, so daß die Kammerwand zum Teil überdeckt ist.
• In den Abb. 2 und 3 ist ein Fall von Gemischverteilung bei niedriger Belastung und Fremdzündung dargestellt. Die Brennstoffeinspritzung sei bei der in Abb.2 eingezeichneten Kolbenstellung beendet und der Brennstoff über den augenblicklichen Kammerinhalt fein zerstäubt verteilt. Wenn nun der Kolben seine obere Totlage erreicht hat (Abb.3), so ist das Brennstoff-Luftgemisch durch die inzwischen noch übergeschobene Luft in die obere Kammerhälfte zurückgedrängt. Die Zündkerze lt ist dementsprechend ebenfalls in der oberen Kammerhälfte angeordnet, so daß der Zündfunke innerhalb der Gemischzone entsteht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbst- oder Fremdzündung und einer als Hohldrehkörper ausgebildeten, mit dem Arbeitszylinder durch einen tangential in sie einmündenden Kanal verbundenen Brennkammer, in der sich am Ende des Verdichtungshubes nahezu die gesamte Verbrennungsluft befindet und bei der der Brennstoff entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zu der Drehachse der Wirbelbewegung eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammerende, an dem die Luft eintritt, zylindrisch oder annähernd zylindrisch ausgebildet und durch einen ebenen Boden begrenzt ist, und die Luft parallel zum Kammerboden durch einen Überströmkanal von annähernd rechteckigem Querschnitt eingeführt wird.
2. 2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen in der Mitte des Kammerbodens angeordneten, etwa gleiche Höhe wie der Überströmkanal aufweisenden Führungszapfen.