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Verbrennungsraum für Dieselmaschinen mit luftloser Einspritzung.
Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Verbrennungsraumes für Dieselmaschinen mit luftloser Einspritzung ; durch diese Ausbildung wird mit dem geringsten Aufwand an Maschinenteilen und ihrer Bearbeitung bei einfachster Gestaltung des Zylinderdeckels die vorteilhafteste Zerstäubung des Brennstoffes in der Luft und als Folge davon die günstigste Brennstoffausnutzung unter Vermeidung von Russabseheidungen selbst bei starker Überlastung erzielt.
Die Erfindung beruht darauf, dass bei ebener Ausbildung des Zylinderdeckelbodens der Kolben nach der Oberfläche einer Kugel ausgehöhlt wird, deren Mittelpunkt in der Düsenmündung oder in deren unmittelbarer Nähe liegt.
Folgende Beobachtung hat zu dieser Kolbenform geführt : Ein Flüssigkeitsstrahl, der unter hohem Druck in einen gasgefüllten Raum gespritzt wird, muss einen gewissen Weg zurücklegen, damit sich von seiner Oberfläche Nebelteilchen abtrennen können. Der Nebel weicht dann räumlichen Hindernissen, ähnlich wie ein Gasstrahl, unter Wirbelbildung aus. Hand in Hand mit der Nebelabspaltung findet nun eine Durchdringung der Nebelteilehen mit der Luft der Umgebung statt.
Es kommt also darauf an, wenn man eine vollständige und möglichst schnelle Verbrennung eines Ölstrahles erzielen will, erstens den Strahl in freier Luft einen so weiten Weg zurücklegen zu lassen, dass er sich auf diesem Wege in Nebel auflösen kann und zweitens die Brennstoffstrahlen soweit zu streuen, dass zwischen den Strahlen möglichst viel Luft enthalten ist, die von den Strahlen bei ihrer Auflösung erfasst werden kann. Dazu kommt noch die weitere Bedingung, dass man die Wärme abführende Fläche des Verbrennungsraumes möglichst klein macht, um den Wärmeverlust der Wandung herabzudrücken. Diese Bedingungen werden am vollkommensten durch die genannte Formgebung des Hoh] kolbens bei ebenem Zylinderboden erfüllt.
Die Ausbreitung der Strahlen erfolgt in einem Streuungswinkel von etwa 180 , alle Strahlen sind gleichweit entfernt von der die Verbrennung störenden Fläche, so dass alle unter den gleichen Bedingungen ganz oder nahezu ganz in Nebel aufgelöst und verbrannt sein können, bevor sie auf Flächen auftreffen, und es wird durch den ebenen Zyiinderboden nur eine möglichst geringe Wärme unbenutzt abgeführt.
In der Tat haben Versuche ergeben, dass mit einem Verbrennungsraum gemäss der Erfindung wesentlich günstigere Brel1nstoffverbrallchszahlm zu erreichen sind als bei einem Raum mit z. B. flachem oder schwach gewölbtem Kolben unter sonst gleichen Verhältnissen.
Tief gehöhlte Kolben sind zwar bereits für Dieselmaschinen mit Lufteinspritzung bekannt ; hier hat aber die Kolbenform nicht den eben erläuterten Einfluss auf die Zerstäubung des Öles in der Luft, da ja das Öl bereits n it Druckluft gemischt in den Verbrennungsraum eingeführt wird. Versuche haben bestätigt, dass bei diesen Maschinen die Anwendung eines flachen oder tiefgehöhlten Kolbens keinen wesentlichen Einfluss auf den Brenl1stoffverbrauch hat. Für die Formgebung des Kolbens bei Luft- einspritzmasehinen sind daher andere Grundsätze massgebend und es treten andere Wirkungen ein, als sie die Formgebung des Kolbens bei Maschinen mit luftloser Einspritzung auslöst.
Auch bei Maschinen mit luftloser Einspritzung ist bereits vorgeschlagen worden, den Kolben nach einer Kugelfläehe zu krümmen, deren Mittelpunkt in der Aiisspritzstelle der Düse liegt. Diese bekannte Konstruktion unterscheidet sich aber dadurch wesentlich von jener nach der Erfindung, dass der Verbrennungsraum gebildet wird aus einer sowohl im Zylinderdeckel als auch im Kolbenboden vorgesehenen kugeligen Höhlung. Da die Ausspritzstelle im höchsten Punkte des Zylinderdeekels liegt. können die Strahlen nicht alle die gleichen Entfernungen bis zum Auftreffen auf die Wandfläche des
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Verbrennungsraumes zurücklegen ;
es wird also bei den unter dem weitesten Streuwinkel austretenden Strahlen ein frühzeitiges Auftreffen auf die Wandfläche stattfinden und dadurch der Vernebelungsvorgang frühzeitig unterbrochen werden. Demgegenüber gehört es zu den wesentlichen Merkmalen der Erfindung, nicht nur den Kolben kugelig zu höhlen, sondern auch den Zylinderdeckelboden flach zu machen, so dass der ganze Verbrennungsraum in den Kolben verlegt ist und somit alle Brennstoffstrahlen bei weitestem Streuwinkel gleiche und möglichst lange Wege vor dem Auftreffen auf die Wandung zurückzulegen haben.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Der Maschinenkolben a ist nach der Oberfläche einer Kugel mit dem Radius r, deren Mittelpunkt in der Düsenmündung liegt, gehöhlt. b stellt
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diesen Deckel ist der Düsenkörper d eingesetzt. Der Steuerstempel e drückt mit seinem unteren Ende gegen das Nadelventil f. Steuerstempel und Nadelventil gleiten in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den beiden getrennten Führungen g und h. Damit das Nadelventil f der Hubbewegung des Steuerstempels e sofort folgt, wird es gegen diese durch die schwache Schraubenfeder i gepresst.