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Kolben für Breimkraftmaschiuen.
Die Erfindung bezieht sich auf Kolben für Brennkraftmacehinen, bei denen der Brennstoff aus einer in der Zylinderachse liegenden Düse in zu dieser Achse geneigten Strahlen eingespritzt wird, und der mit einer ringförmigen, muldenartigen Vertiefung im Kolbenboden oder in einem im Kolbenboden befindlichen Einsatzkörper und einer sich an diese Vertiefung anschliessenden buckelförmigen Erhöhung in der Kolbenbodenmitte versehen ist.
Die Erfindung besteht darin, dass die Erzeugende der buckelförmigen Erhöhung mit der Kolbenachse einen grösseren Winkel bildet als die aus der Düse austretenden Brennstoffstrahlen mit der Zylinderachse, so dass jedes Brennstofftröpfchen einen vom vorhergehenden Brennstofftröpfchen derselben Förderung möglichst wenig abgekühlten Teil der Oberfläche des Kolbenbodens trifft. Die Erfindung bezweckt, durch diese Gestaltung der Kolbenbodenfläche im Verein mit dem Einspritzwinkel den Verbrennungsvorgang günstig zu beeinflussen ; sie eignet sich insbesondere für solche Kolben, bei denen im Kolbenboden ein zur Wärmeaufspeicherung geeigneter Einsatzkörper angeordnet ist, was bei Verwendung von manchen flüssigen Brennstoffen vorteilhaft ist.
Die Temperatur der Oberfläche des Kolbenbodens oder derartiger Einsatzkörper ist nach oben durch die Hitzebeständigkeit des verwendeten Baustoffes und durch Rücksichten auf die Betriebssicherheit und den höchsten Verbrennungsdruck begrenzt ; anderseits darf diese Temperatur nicht unter einen gewissen Mindestbetrag sinken, wenn allen Brennstofftröpfchen in der kurzen zur'Verfügung stehenden Zeit die nötige Wärmemenge zugeführt werden soll.
Um nun eine als noch wirkungsvoll anerkannte Temperatur des Kolbenbodens oder des Einsatzkörpers nicht zu unterschreiten, sie aber wegen der zu berücksichtigenden vorerwähnten Umstände auch möglichst wenig zu überschreiten, bezweckt die Erfindung, die Erwärmung der Brennstofftröpfchen systematisch so zu leiten, dass während des Auftreffens eine möglichst gleichmässige Wärmeaufnahme aller Brennstoffteilchen bewirkt wird.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform bei einem mit einem Einsatzkörper versehenen Kolben veranschaulicht., u. zw. zeigen die Fig. 1 den Kolben im schematisch angedeuteten Zylinder im Längsschnitt und die Fig. 2 und 3 zwei andere Stellungen des
Kolbens im Zylinder in schematischer Darstellung.
Der Kolbenkörper A, der in üblicher Weise mit Kolbenringen kl ausgestattet ist, trägt in einer Ausnehmung des Kolbenbodens einen Einsatzkörper B, u. zw. ist dieser mit seitlichem Spiel eingesetzt, so dass er sich frei ausdehnen kann. Die Verbindung des Einsatzkörpers B mit dem Kolben A erfolgt durch eine in den Einsatzkörper B eingeschraubte Stiftschraube C mit Mutter cl. Die Oberfläche des Einsatzkörpers B ist erfindungsgemäss nach dem Verbrennungsraume hin im Längsschnitt nach einer Wellenlinie gestaltet, die einen in der Achse des Kolbens liegenden Wellenberg besitzt.
Dadurch erhält der Einsatzkörper eine mittlere buckelförmige Erhöhung bl, die nach dem Rande hin in eine mulden- artige ringförmige Vertiefung b2 ausläuft. Die Verwendung von Kolben wesensgleicher Art ist bei Ein- spritzmaschinen zwar an sich bekannt, doch treffen bei diesen Maschinen die Brennstoffstrahlen nicht die
Oberfläche des Kolbenbodens.
Durch Verwendung eines derart gestalteten Kolbens bei Maschinen mit den Kolbenboden treffenden Brennstoffstrahlen wird erreicht, dass der Winkel, den die aus der Düse bei D unter einem konstanten Winkel S austretenden Brennstoffstrahlen mit der Tangente an die Wellen- linie im Auftreffpunkte bilden, während des Einspritzvorganges und Fortschreitens des Kolbenlaufes
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Wärmeaufnahme aller Brennstoffteilchen und damit eine gute Verbrennung herbeigeführt wird.
Während demnach bisher bei den Maschinen mit der bekannten Kolbenbodenform und Einspritzung des Brennstoffes parallel zur Kolbenfläche eine Verlängerung des Einspritzweges angestrebt wird, wird beim Kolben nach der Erfindung die Vergrösserung des Auftreffweges der Brennstofftröpfchen auf den Kolbenboden herbeigeführt, so dass dieser den auf ihn treffenden Brennstoffstrahlen eine möglichst grosse Oberfläche bietet.
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nach Fig. 2 im Punkte 2 und am Ende der Einspritzung, wenn der Kolben die Stellung nach Fig. 3 einnimmt, im Punkte 3. Der Auftreffpunkt des Brennstoffstrahles durchwandert also die Strecke -.
Diese Strecke ist nun wesentlich grösser als die bei den bisher gebrüuchlichen Kolbeneinsätzen, die entweder eine ebene Oberfläche haben oder, wie es auf der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, flach ausgehöhlt sind. Bei dieser letzteren Ausführung, die sich noch etwas günstiger verhält als Kolben-
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Erwärmung aller Brennstoffteilchen zur Verfügung stehende Oberfläche bei dem der Erfindung gemäss gestalteten Einsatzkörper wesentlich grösser als bei den bekannten Kolben ist und demgemäss eine bessere Wirkung ergibt.
Die Erfindung kommt besonders für Brennkraftmasehinen in Frage, bei denen die Einspritzung des Brennstoffes ohne Zuhilfenahme von Druckluft erfolgt, da in diesem Falle die Brennstoffstrahlen meist geschlossener sind und daher die örtliche Abkühlung des Einsatzkörpers grösser ist, sie bietet aber auch bei der Einspritzung des Brennstoffes mittels Druckluft Vorteile.