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Torverbrennungsraum für Einspiitz-Verbrennungskraftmaschinen.
Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Brennstoff durch einen im Kühlraum des Zylinderkopfes angeordneten Vorverbrennungsraum gespritzt wird, sind bekannt. Ältere Ausführungen weisen eine Vorverbrennungskammer auf, die ohne jede Auskleidung auf ihrer Aussenseite unmittelbar vom Kühlwasser umflossen wird. Der Nachteil dieser Maschinen war, dass sie eine ungewöhnlich hohe Verdichtung zur sicheren Einleitung der Zündung verlangten. Man suchte daher Teile des Brennstoffstrahles so in den Zylinderbrennraum zu bringen, dass sie auf ihrem Wege einer weniger starken Kühlung unterlagen. Zu diesem Zwecke wurde die geräumige, unmittelbar gekühlte Vorkammer mit einem Einsatzstück versehen, das entweder beiderseits von den in der Vorkammer sich bildenden heissen Dämpfen und Gasen umspült wurde oder aber auf der Aussenseite mit einem Isolierraum umgeben war.
Der gesamte Brennraum wies also die drei Teile auf : Unmittelbar. gekühlte Vorkammer, Einsatzstück, eigentlicher Zylinderbrennraum.
Es soll nun der Hauptteil des Brennstoffstrahles in das Einsatzstück oder an dessen Wandungen gespritzt werden. Entsprechend der hohen Temperatur der Innenfläche des Einsatzstückes werden die dort auftreffenden Brennstoffteilchen bzw. vorbeistreichenden Dampfluftgemischteilchen einer sehr wirkungsvollen Aufbereitung und Entzündung unterworfen. Treffen dagegen Brennstoff-oder Dampf- teilehen an die Wandungen des unmittelbar gekühlten Hauptteils der Vorkammer, so kann nur eine träge Verdampfung, schleichende oder überhaupt keine Entflammung dieser Teilchen die Folge sein.
Sollen also Aufbereitung, Entzündung und vollständige Verbrennung der Gesamtladung des Brennstoffes einen ganz bestimmt geregelten Verlauf nehmen, so kann dies nach dem Gesagten nur dann zuverlässig geschehen, wenn Spritzrichtung und Zerstäubungskegel trotz Belastung-und Drehzahl- änderung sich kaum verändern, damit stets die heissen aber verhältnismässig kleinen Flächen des Einsatzstückes von einer genügenden Menge Brennstoff getroffen werden. Bei der kurzen, für die Verbrennung zur Verfügung stehenden Zeit in der Einspritzmaschine genügt eine, wenn auch nur geringe Verschleppung des Verbrennungsvorganges, um den gesamten Arbeitsprozess. unannehmbar zu gestalten.
Ganz besonders treten hinsichtlich der Form des Zerstäubungskegels bedeutende Unterschiede im Verhalten des Brennstoffstrahles auf, wenn man den Brennstoff durch selbststeuernde Düsen einspritzt.
Ziel der Erfindung ist, die Maschine von diesen unbeherrschbaren Veränderungen im Einspritzvorgang unempfindlich zu machen. Nach eingehenden Versuchen wurde das Ziel durch folgende Ausgestaltung erreicht :
Der Brennstoff wird, ohne durch einen unmittelbar von den Wandungen des gekühlten Zylinderkopfes eingeschlossenen Raum zu gelangen, in eine in den Kühlraum des Zylinderkopfes eingesetzte ganz oder annähernd zylindrische Kapsel gespritzt. Sie ist in ihrer unteren Grundfläche mit mehreren Bohrungen versehen und wird von oben durch das Düsensitzstück gasdicht verschlossen. Im Gegensatz zu den oben genannten bekannten Einspritzvorrichtungen mit Vorkammer besteht also nach der Erfindung der Gesamtbrennraum der Maschine nicht aus drei, sondern nur aus zwei klar voneinander getrennten Teilen, ohne dass er unzulässig starker, unmittelbarer Kühlung unterworfen wäre.
Es ist nunmehr für den Verlauf der Verbrennung so gut wie gleichgültig, in welcher Höhe der Kapselinnenfläche, in welcher Menge und in welchem Zustand Brennstoffteilchen. auftreffen. Denn der gesamte Vorraum bildet hinsichtlich seines Wärmeleitzustandes ein einheitliches Ganzes. Übermässige
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Wärmebeanspruchung irgendeiner Stelle wird durch den natürlichen Wärmefluss innerhalb der Kapsel ausgeglichen. Auch sogar dann, wenn Brennstoffteile in flüssiger Form bis auf die Bodenfläche spritzen sollten, um wieder zurückzuprallen, würden sie irgendwo damptförmig oder entflammend andern Kapselteilchen einen Teil ihrer Wärmeentwicklung abgeben, so dass also auch dann der Gesamtwärmezustand der Kapsel gleich bleibt.
Die Abbildung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt. 1 ist der Zylinderbrennraum, 2 die Einsatzkapsel, 3 das Düsensitzstück. Dieses ist mittels Stiftschrauben auf den Zylinderkopf 4 befestigt, mit Kante 5 verspannt und dichtet die Einsatzkapsel, die ihrerseits auf der dichtenden Ringfläche ss im Zylinderkopf aufsitzt. Man erkennt, dass der Brennstoff, der durch die Düse gespritzt wird, unabhängig von Stärke und Art seiner Zerstäubung und von der. Spritzrichtung, stets die Innenfläche der Kapsel treffen muss, so dass die Wirkung dieser Fläche auf Aufbereitung und Entzündung stets etwa dieselbe bleiben muss. Die Abbildung zeigt ferner, dass die Einsatzkapsel 2 mit Leichtigkeit ausgewechselt werden kann, da jede Verschraubung derselben mit dem Zylinderkopfe vermieden ist.