DE802732C - Brennkraftmaschine, insbesondere im Zweitakt arbeitend, mit Brennstoffeinspritzung - Google Patents

Description

• Brennkraftmaschine, insbesondere im Zweitakt arbeitend, mit Brennstoffeinspritzung Bekannt sind Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit Luftkühlung, bei denen der Brennstoff durch eine Düse in den Zylinderraum während des Verdichtungshubes eingespritzt und mit Frischluft gemischt mittels einer Zündkerze gezündet wird. Dieses Zünden ist jedoch nur dann möglich, wenn an den Randzonen des mehr oder weniger aufgelösten Brennstoffkegels ein zündwilliges, mit einer bestimmten Luftmenge angereichertes Gemisch vorhanden ist.
• Zu diesem Zweck sind zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden, die den Brennstoffstrahl in eine Kammer des Zylinderkopfes eintreten lassen, in der er sich zu einem mehr oder weniger spitzen Kegel entwickelt, der sich an seinen Randzonen zu Wirbeln auflöst, die ein Zünden des Brennstoff-Luft-Gemisches sichern sollen. Die Ausbildung des Brennstoffkegels mit zündwilligen Randwirbelzonen ist jedoch weitgehend davon abhängig, ob die Maschine mit Teillast oder Vollast läuft, wobei gerade bei Teillastbetrieb eine saubere und regelmäßige Verbrennung einmal von der Gestalt des sich bildenden Brennstoffkegels, zum anderen von der Lage der Zündkerze abhängig ist, die, gleichgültig welcher Belastungsfall vorliegt, im Bereich eines zündfähigen Gemisches liegen muß. Einwandfreies Zünden bei Teillast ist aber gerade für die bekannten Ausführungsformen schwierig, da die bei Teillast auftretenden Einspritzkegelverkürzungen notwendigerweise andere Zündverhältnisse schaffen, als sie bei Vollast vorliegen.
• Eine andere Schwierigkeit liegt bei den bekannten Ausführungsformen darin, daß sich an gewissen Stellen des oberen Zylinderraumes Frischgasnester bilden, die den notwendigerweise geregelten Zündablauf durch eigenwilliges Selbstzünden stören und damit das Klopfen der Maschine begünstigen. Diese Frischgasnester bleibn von der bei Teillast und Vollast unterschiedlichen' Bildung des Brennstoffkegels völlig unbeeinflußt, so daß auch die in zahlreichen Vorschlägen vorgesehene Bemessung des Brennstoffkegelwinkels nach der einen oder anderen Richtung auf den Zündverlauf wenig Einfluß hat.
• Die Erfindung schafft eine Brennkraftmaschine, insbesondere im Zweitakt arbeitend, mit Luftspülung, Einspritzen des Brennstoffs in den Zylinderraum und Fremdzündung, bei der das Einspritzen während des Verdichtungshubes durch einen sich nach dem Zylinderraum erweiternden und in diesen einmündenden kegeligen Kanal erfolgt, und das Neue besteht darin, daß der Inhalt des die Einspritzdüse aufnehmenden Kanals im oberen Totpunkt des Kolbens ungefähr gleich dem komprimierten Zylinderinhalt ist. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, den Kolben, der bei oberer Totpunktlage nun fast bis an die obere Wand des Verbrennungsraumes heranreicht, zur Sicherung einer einwandfreien Zündung mit heranzuziehen, denn ein etwa in der oberen seitlichen übergangsstelle zwischen Zylinderwand und Zylinderkopf sich bildendes Frischgasnest wird zwangsläufig in den Einspritzkanal getrieben und zusammen mit dem übrigen in den Einspritzkanal strömenden Gemischstrom entsteht eine Turbulenzwirkung, die auch sich gegebenenfalls im oberen Einspritzkanalende bildende Frischgasnester auflöst, so daß eine gute Durchmischung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gewährleistet ist.
• Nach der Erfindung ist dabei weiter vorgesehen, daß die Höhe des Kanals im wesentlichen seinem mittleren Durchmesser entspricht, wodurch eine genügend große Turbulenzwirkung eintritt, ohne daß sich Brennstoffteile aus dem Brennstoffkegel an den Kanalwandungen absetzen, wie dies bei engen Brennstoffkanälen eintreten kann.
• Eine weitere Ausgestaltung besteht bei der Erfindung darin, daß der Einspritzkanal nahezu konzentrisch bzw. konzentrisch zum Zylinder liegt. Gegenüber den seitlich liegenden Einspritzkanälen hat dies den Vorteil, daß der Kanal in derjenigen Zone des Verbrennungsraumes liegt, an der die durch den Kolbenlauf und die Einspritzung sowie gegebenenfalls Spülung erzeugte Turbulenz die größte Beharrlichkeit zeigt, und dies kommt gerade einer sauberen und regelmäßigen Verbrennung des Gemisches besonders zugute.
• Schließlich ist bei der Erfindung noch vorgesehen, daß die Zündkerze in Nähe des Überganges des Kegelgrundkreises des Einspritzkanals zum Zylinderkopf angeordnet ist. Gegenüber den unmittelbar im Kanal oder außerhalb dieses Kanals vorgesehenen Zündkerzen kommen hierdurch einmal auch bei durch Teillastbetrieb entstehenden schwachen Brennstoffkegeln deren Randwirbelzonen in den Zündkerzenbereich, zum anderen verbrennen sich gegebenenfalls zwischen Zylinderwand und Zylinderkopfecke bildende Frischgasnester durch die unmittelbare Nähe der Zündkerze außerordentlich leicht, so daß sie den geregelten Zündverlauf nicht stören können.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt Abb. z einen Längsschnitt durch einen Zylinder mit Kolben kurz hinter dessen unterer Totpunktlage in schematischer Darstellung, Abb.2 den gleichen Zylinderschnitt kurz vor oberer Totpunktlage des Kolbens, Abb.3 den gleichen Zylinderschnitt mit oberer Totpunktlage des Kolbens.
• Nach Abb. i ist ein üblicher Brennkraftmaschinenzylinder i mit einem Zylinderkopf 2 versehen, und ein Kolben 3 befindet sich beim Aufwärtsgehen kurz hinter der unteren Totpunktlage. Der Zylinderkopf 2 enthält einen sich nach unten erweiternden kegelstumpfförmigen Kanal 4, in dessen Bodenteil 5 eine Einspritzdüse 6 angeordnet ist. An der Übergangsstelle, die durch den Grundkreis 7 des Kanals 4 und der oberen Zylinderkopfwandung 8 gebildet wird, ist_ eine Zündkerze 9 in den Zylinderkopf 2 eingeschraubt. Der durch die Düse 6 in den Kanal 4 und damit in den Zylinder i eingespritzte Brennstoff bildet einen Kegel io, an dessen Mantelzone sich mit Luft vermischte Randwirbel i i bilden, die für das Zünden durch die Zündkerze 9 ein zündwilliges Brennstoff-Luft-Gemisch ergeben.
• Der Einspritzkanal 4 ist so ausgebildet, daß seine Höhe ungefähr seinem mittleren Durchmesser entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist er konzentrisch zum Zylinder i angeordnet, er kann aber auch exzentrisch zum Zylinder i liegen. Der Inhalt des Kanals 4 ist so groß gehalten, daß er ungefähr gleich dem komprimierten Zylinderinhalt ist.
• Nach Abb. 2 befindet sich der Kolben 3 kurz vor der oberen Totpunktlage. Er nähert sich damit einem im oberen Zylinderteil gegebenenfalls entstandenen Frischgasnest 12, das sich hier infolge ungenügender Durchwirbelung gebildet haben könnte. Bei seinem Weitergehen nach oben drückt er dieses Frischgasnest 12 unter gleichzeitigem Zerstören in Richtung des eingezeichneten Pfeils in den Kanal 4, wodurch auch hier etwa entstehende Frischgasnester 13 zerstört und mit dem übrigen Inhalt des Kanals 4 durchgewirbelt werden. An anderen Stellen des Zylinders i sich etwa bildende. Frischgasnester 14 können keinerlei Störung verursachen, da hier die unmittelbare Nähe der Zündkerze 9 ein leichtes Verbrennen begünstigt.
• In Abb. 3 hat' der Kolben 3 seine obere Totpunktlage erreicht und läßt zwischen seinem Boden 15 und dem Grundkreis 7 des Kanals 4 nur noch einen ganz geringen Spalt frei, so daß sich nunmehr der gesamte Zylinderinhalt oberhalb des Kolbens in dem Kanal 4 befindet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkraftmaschine, insbesondere im Zweitakt arbeitend, mit Luftspülung, Einspritzen des Brennstoffs in den Zylinderraum und Fremdzündung, bei der das Einspritzen während des Verdichtungshubes durch einen nach dem Zylinderraum sich erweiternden und in diesen mündenden kegeligen Kanal erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des die Einspritzdüse (6) aufnehmenden Kanals (4) im oberen Totpunkt des Kolbens (3) ungefähr gleich dem komprimierten Zylinderinhalt ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Kanals (4) im wesentlichen seinem mittleren Durchmesser entspricht. 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (4) konzentrisch bzw. nahezu konzentrisch zum Zylinder (i) liegt. 4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerze (9) in Nähe des Überganges des Kegelgrundkreises (7) des Einspritzkanals (4) zum Zylinderkopf (2) angeordnet ist.