DE854716C - Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer - Google Patents
Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden VorkammerInfo
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- DE854716C DE854716C DED3200D DED0003200D DE854716C DE 854716 C DE854716 C DE 854716C DE D3200 D DED3200 D DE D3200D DE D0003200 D DED0003200 D DE D0003200D DE 854716 C DE854716 C DE 854716C
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Description
- Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer, die durch einen in der Achse des Brennstoffstrahles liegenden, sich von einer engsten Stelle sowohl nach dem Hubraum als auch nach der Vorkammer hin erweiternden Kanal mit dem Hauptbrennraum in Verbindung steht, wobei am Ende des Verdichtungshubes der Kolben vor den Verbindungskanal tritt, und bei der gegen Ende des Verdichtungshubes durch eine in der Achse des Verbindungskanales liegende Einspritzdüse flüssiger Brennstoff auf die sich nach der Vorkammer erweiternde Wandung des Verbindungskanales auf-, teilweise in den Kanal sowie gegebenenfalls durch den Kanal hindurch unmittelbar in den Hubraum eingespritzt wird. Die eigentliche Erfindung besteht darin, daB der in an: sich bekannter Weise in einem Einsatzstück befindliche Kanal sich von seiner in unmittelbarer Nähe der Vorkammer liegenden engsten Stelle ausgehend nach der Vorkammer hin mit großem Scheitelwinkel konisch oder schalenförmig als Prall$äche zur Aufnahme des Brennstoffkegels erweitert, nach dem Hubraum hin dagegen sich schwach konisch erweiternd mit Abrundung in die Wandung des Hauptbrennraumes übergeht und ein an sich bekannter abgerundeter Kolbenansatz im inneren Totpunkt der Maschine zusammen mit der abgerundeten Austütündizng der Vorkammer einen ringdüsenartigen Austrittsquerschnitt bildet.
- Es sind Vorkammerbrennkraffmaschinen bekannt, bei welchen die der Einspritzdüse gegenüberliegende Überströmöffnung in einem Einsatz angeordnet ist, der sich gegen die Einspritzdüse hin erweitert und zur Aufnahme des Brennstoffstrahles dient. Die trichterförmige Erweiterung dient jedoch in diesem Fall nicht als Prallfläche für den Brennstoff, da der Brennstoff unter einem spitzen Winkel auf die konische Innenwandung des Einsatzes auftrifft und gegen die unmittelbar an der Ausmündung zum Hauptbrennraum gelegene engste Stelle des Durchtrittskanales abgelenkt wird.
- Des weiteren sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen im Zylinderkopf der Maschine eine den Hauptteil der Verdichtungsluft aufnehmende Kammer angeordnet ist, die mit.-dem, Hubraum der Maschine über einen mittleren, um die Achse des Brennstoffstrahles und um die Achse des Zylinders angeordneten Kanal verbunden ist, der sich sowohl nach dem Hubraum des Zylinders als.atich'nach der die Einspritzdüse enthaltenden Kammer zu kegelig erweitert und gegebenenfalls durch eine äußere ..Heizflamme beheizt wird, sonst jedoch luftisoliert ist. Die Einspritzdüse ist in diesem Fall nahe an die Ausmündung des Verbindungskanales in die Vorkammer herangerückt, so daß der Brennstoff schon kurz nach Austritt aus der Düse die Wandungen des sich gegen die Düse kegelförmig erweiternden Kanals trifft. Es handelt sich also bei der bekannten Maschine nicht im eigentlichen Sinne um eine eigentliche Vorkammermaschine, da immerhin der Hauptteil der, Luft sich am Ende des Verdichtungshubes in der vom Hubraum abgetrennten Kammer befindet.
- Demgegenüber arbeitet die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maschine ausschließlich nach dem Vorkammerverfahren. Der Brennstoff wird also in die beispielsweiseeinen.ideinerenTeil derVerdichtungsluft aufnehmende Vorkammer eingespritzt. Der Raumanteil der Vorkammer wird, soweit es sich mit den Abmessungen des Motors vereinbaren läßt, gegenüber den früheren Maßnahmen mehrund mehr vergrößert, so daß man eigentlich nicht von einem kleinen Teil der Verdichtungsluft reden kann. Er entzündet sich in dieser teilweise und ruft in ihr eine Drucksteigerung hervor, wodurch der restliche Brennstoff in noch flüssigem, vergastem oder schon brennendem Zustande durch den düsenförmigen Verbindungskanal in den den Hauptteil der Verdichtungsluft aufnehmenden Hauptbrennraum eingeblasen wird.
- Die Anordnung einer gegen die Einspritzdüse gerichteten, die vorkammerseitige Ausmündung des Verbindungskanales umgebenden Prallfläche bewirkt, daß der Brennstoff in wirksamer Weise zerstäubt und durch die Wärmevorrichtung der Prall' platte aufbereitet wird.
- Der im Einsatz angeordnete langgestreckte, düsenförmige Überströmkanal 'hat weiter den Vorteil, daß dem aus dem $auptbrennraum in die Vorkammer übertretenden Luftstrom eine möglichst verlustlose Führung gegeben wird, wobei er gleichzeitig durch die Wandung des Einsatzfutters in vorteilhafter Weise aufgeheizt wird bzw. gegen Wärmeverlust. geschützt ist. Da er unmittelbar in den Kern des gegen die ringförmige Prallfläche eingespritzten Brennstoffes geführt wird, wird dieser weiterhin durch die aus dem Hauptbrennraum überströmende heiße Luft aufgeheizt und seine Zündwilligkeit dadurch noch weiter gesteigert. Gleichzeitig wird ein. sehr wirksame Durchmischung mit der eindringenden Luft erzielt.
- Der Brennstoff wird hierbei derart eingespritzt, daß er entweder in Form eines Kegelmantels oder in mehreren etwa kreisförmig verteilten Einsatzstrahlen gegen die Prallfläche des Einsatzes gerichtet ist, oder es wird auch ein Teil des Brennstoffes Unmittelbar in den Überströmkanal bzw. durch diesen hindurch in den Ilauptbrennraum gespritzt. Im ersten Fall wird erreicht, daß alle Teil; des Brennstoffes zerstäubt und mit Luft vermischt sind, bevor sie in den Hauptbrennraum übertreten. Im leizteren Fall wird ein besonders leichtes Anlassen der Maschine auch aus dem kalten Zustand heraus gewährleistet. Durch die düsenförmige Ausbildung des . Überströmkanales wird schließlich ein schnelles, ungehindertes Ausströmen des Vorkammerinhaltes mit geringstem Wärmeverlust erreicht. Dies wird noch durch den entsprechend ausgebildeten Kolbenansatz unterstützt, welcher in der inneren Totpunktstellung des Kolbens das aus der Überströmöffnung austretende Brennstoff-Luft-Gemisch auf die seitlichen Lufträume des Hauptbrennraumes verteilt.
- Zum Unterschied von solchen Vorkammern, bei welchen zwischen Vorkammer und Hauptbrennrauin ein Kernstück innerhalb eines Einsatzes angeordnet ist, das von einer Anzahl Durchtrittsöffnungen umgeben ist und gegebenenfalls eine in Richtung des Brennstoffstrahles angeordnete Mittelbohrung zum geradlinigen Durchtritt des Brennstoffes in den Hauptbrennraum besitzt, wird bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorkammer infolge des verhältnismäßig weiten Überströmkanales ein schnelleres Auffüllen und Entleeren der Vorkammer sowie eine größere Einfachheit der Maschine erzielt.
- In der Zeichnung ist in Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß der Erfindung dargestellt, während Fig. 2 den Überströmkanal in vergrößertem Maßstabe darstellt.
- Die imwassergekühlten Zylinderkopf angeordnete Vorkammer a steht mit dem Hauptbrennraum r) durch einen im Einsatz c gebildeten überströmkanal d in Verbindung. Der Einsatz ist in eine Öffnung des Zylinderkopfes von der Seite der Vorkammer her eingeschraubt und gegen die Wandung durch einen Hohlraum e teilweise isoliert. Der Überströmkanal ist derart düsenförmig ausgebildet, daß er seine engste Stelle f mit dem Durchmesser x in der Nähe der Vorkammer besitzt und sich nach dem Hauptbrennraum schwach konisch erweitert, wo er mittels seiner abgerundeten Kante g ausmündet. Nach der Vorkammer zu geht die Wandung des Kanales über eine möglichst weiche Abrundung la in eine kegelige Fläche i mit einem großen stumpfen Kegelwinkel über. Auf diese Fläche wird der Brennstoff aus der Düse k in Form eines Kegels, Kegelmantels oder in einzelnen Strahlen 1 z. B. unter einem Spritzwinkel f3 aufgespritzt. Die Prallfläche i ist hierbei im wesentlichen senkrecht oder nahezu senkrecht zu den Brennstoffstrahlen angeordnet und geht nahezu bündig oder ohne erheblichen Absatz in die seitliche Wandung m der Vorkammer a über. Durch die Anordnung .des Isolierraumes e wird sowohl die Prallfläche i als auch die Stelle f in besonders vorteilhafter Weise gegen Abkühlung geschützt.
- Die Größenverhältnisse werden zweckmäßig @so gewählt, daß die lichte Weite v des Cberströmkanales an seiner Ausmündung in den Hauptbrennrattm <las ungefähr 1,2- bis 2fache der lichten weite x seines Querschnittes f und die Länge z des Kanales ungefähr das 2- bis 4fache, zweckmäßig etwa das 3fache der geringsten lichten Weite x beträgt. :ltldererseits beträgt die Länge des Überströmkanales ungefähr das o,5- bis 1fache, zweckmäßig etwa das o,8fache der Entfernung der Prallfläche i von der Einspritzdüse, wobei diese Entfernung zweckmäßig ungefähr gleich dem Durchmesser der Vorkammer a gewählt ist. Der Winkel a beträgt bei einem Spritzwinkel ß = 20 bis 25" 1)eisl>ielsweise Zoo bis 180`, im Mittel 12o bis 15o°. Doch kann die Prallfläche auch z. B. schalenförmig ausgebildet sein. Die konische Form der Prallfläche trägt in Verbindung mit der Ausbildung der Vorkammer und der Anordnung des Überströmkanales dazu bei, ciaß der Brennstoff in der Nähe des Überströnikanales zusammengehalten und ein .Aufspritzen des Brennstoffes auf die kalten Vorkammerwandungen nach Möglichkeit vermieden wird,trotzdem aber ein freier Zutritt der im erweiterten Teil der Vorkammer befindlichen Luft zu dem sich in der Nähe der 1'rallfläche bildenden Brennstoffnebel bei gleichzeitiger wirksamer Durchmischung gewährleistet ist.
- Eine schnelle und gleichmäßige Verteilung des in derVorkammer gebildeten undgezündetenBrennstoff-I-uft-Gemisches auf den Hauptbrennraum wird durch den abgerundeten Ansatz n am Kolben bewirkt, welcher in der inneren Totpunktstellung des Kolbens vor die Ausmündung des Überströmkanales d tritt und dessen Seitenwandungen stetig in die Bodenwandungen der ringförmigen Kolbenvertiefung o übergehen. Zwischen der Abrundungg und dem Ansatz n entsteht hierbei im oberen Totpunkt ein düsenförmiger Ringkanal p, welcher das beschleunigte Ausströmen des Vorkammerinhaltes in den Haupthrenrlraum unterstützt.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE: r. Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer, die durch einen in der Achse des Brennstoffstrahles liegenden, sich von einer engsten Stelle sowohl nach dem Hubraum als auch nach der Vorkammer 'hin erweiternden Kanal mit dem Hauptbrennraum in Verbindung steht, wobei am Ende des Verdichtungshubes:der Kolben vor den Verbindungskanal tritt, und hei der gegen Ende des Verdichtungshubes durch eine in der Achse des Verbindungskanales liegende Einspritzdüse flüssiger Brennstoff auf die sich nach der Vorkammer erweiternde Wandung des,Verbindungskanales aufgespritzt, teilweise in den Kanal sowie gegebenenfalls durch den Kanal hindurch unmittelbar in den Hubraum eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise in einem Einsatzstück befindlicllc Kanal sich von seiner in unmittelbarer Nähe der Vorkammer liegenden engsten Stelle ausgehend nach der Vorkammer hin finit großem Scheitelwinkel konisch oder schalenförmig als Prallfläche zur Aufnahme des Brennstoffkegel erweitert, nach dem Hubraum hin dagegen sich schwach konisch erweiternd mit Abrundung in die Wandung des Hauptbrennraumes übergeht.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche de unmittelbar unterhalb derselben an der Stelle des engsten Querschnittes des Durchtrittskanales von einem Isolierraum umschlossenen Einsatzes ungefähr bündig zu den seitlichen Wandungen der z. B. in Richtung auf den Hauptbrennraum zu sich birnenförmig verjüngenden X-orkammer liegt.
- 3. Brennkraftmaschine mit einer um die Zylinderachse angeordneten Vorkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden mit einer kreisrirlgförmig2n 1luld; versehen ist und die Ablenkflächen des Kolbeilansatzes stetig in die Wandungen der kreisringförmigen Mulde übergehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED3200D DE854716C (de) | 1938-07-20 | 1938-07-20 | Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED3200D DE854716C (de) | 1938-07-20 | 1938-07-20 | Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE854716C true DE854716C (de) | 1952-11-06 |
Family
ID=7030360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DED3200D Expired DE854716C (de) | 1938-07-20 | 1938-07-20 | Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer im Zylinderkopf angeordneten, nur einen kleineren Teil des Brennraumes bildenden Vorkammer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE854716C (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE942950C (de) * | 1954-01-31 | 1956-05-09 | Motoren Werke Mannheim Ag | Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine |
DE1016060B (de) * | 1954-03-20 | 1957-09-19 | Hans Krug | Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine mit Vorkammer |
US4798183A (en) * | 1986-05-23 | 1989-01-17 | Kubota Ltd. | Swirl chamber type combustion chamber for diesel engine |
DE3917943A1 (de) * | 1988-06-02 | 1990-02-08 | Yamaha Motor Co Ltd | Dieselmotor |
FR2714111A1 (fr) * | 1993-12-16 | 1995-06-23 | Peugeot | Moteur à allumage par compression comportant au moins un cylindre et une préchambre communiquant entre eux par l'intermédiaire d'un canal de transfert successivement convergent puis divergent. |
-
1938
- 1938-07-20 DE DED3200D patent/DE854716C/de not_active Expired
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE942950C (de) * | 1954-01-31 | 1956-05-09 | Motoren Werke Mannheim Ag | Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine |
DE1016060B (de) * | 1954-03-20 | 1957-09-19 | Hans Krug | Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine mit Vorkammer |
US4798183A (en) * | 1986-05-23 | 1989-01-17 | Kubota Ltd. | Swirl chamber type combustion chamber for diesel engine |
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