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Brennkraftmaschine mit scheibdiförmigem Brennraum.
Bei Brennkraftmaschinen findet eine vollkommene Ausnutzung des Brennstoffes nur dann statt, wenn jedes kleinste Teilchen des Brennstoffes mit der zu seiner Verbrennung nötigen Luft versehen ist.
Je besser dies gelingt, desto besser ist die Verbrennung, und man gelangt dadurch auf höhere indizierte
Drucke und auf geringeren Brennstoffverbrauch, kurz, auf eine vollkommene Verbrennung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmasehine mit scheibenförmigem Brennraum und dementsprechend geformtem flachem Brennstoffstrahl, welche zufolge einer eigenartigen Ausgestaltung des Brennraumes und Verteilung des Brennstoffes im Brennraum eine besonders gute
Verbrennung und infolgedessen hohen Wirkungsgrad gewährleistet.
Gemäss der Erfindung wird dies durch Füllkörper erreicht, von denen eine Gruppe symmetrisch zu beiden Seiten der Einspritzdüse liegt und ebene, den Brennstoffstrahl begrenzende Flächenteile besitzt, wogegen eine andere Gruppe der Düse gegenüberliegt und gekrümmte, in einem Abstand von den Ventilöffnungen verlaufende Flächen besitzt, so dass der Brennraum eine herz-oder b : rnförmige Gestalt erhält, in deren Spitze die Düse angeordnet ist.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen lotreehten Schnitt durch den Zylinderkopf mit dem Brennraum und den anschliessenden Teilen des Zylinders nach Linie 1-1 der Fig. 2, während in Fig. 2 eine Ansicht des Brennraumes von unten dargestellt ist. Fig. 3 ist ein lotrechter Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ist eine Ansicht des Brennraumes gemäss Fig. 3 von unten, Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch die Düse nach Linie VI-VI der Fig. 3 und Fig. 7 ist ein Schnitt durch das Mundstück einer Düse anderer Ausführungsform.
Die Fig. 8 und 9 zeigen zwei weitere Ausführungbeispiele von Brennräumen in Ansichten von unten, Fig. 10 zeigt den Brennraum mit einer Düse gemäss Fig. 6 und Fig. 11 ist eine ähnliche Ansicht mit einer Düse gemäss Fig. 7.
In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 ist 1 der Zylinder der Brennkraftmaschine, 2 ist der Kolben und, der Zylinderkopf. 4 ist der Körper der Einspritzdüse, 5 ist das Mundstück, 6 die Achse des Düsenkörpers und 7 die Achse des von der Düse ausgespritzten Brennstoffstrahles. 8 ist der Brennraum, 9 und 9'sind die Ventile, 10 und 10'die zugehörigen Ventilöffnungen im Zylinderkopf.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Brennraum im Zylinderkopf oberhalb der wirksamen Kolbenfläche angeordnet und wird an seinem Umfang durch drei Füllkörper 1. 3, 1-5 begrenzt. Die Füllkörper sind als Angüsse des Zylinderkopfes J ausgebildet und so angeordnet, dass sie, in der Richtung der Zylinderachse gesehen, Teile der wirksamen Kolbenfläche überdecken.
Um eine möglichst einfache Formgebung des Zylinderkopfes zu erhalten, ist die Achse 6 des Düsenkörpers 4 schräg zur Zylinderachse gestellt und die Achse 7 des eingespritzten Brennstoffstrahles schliesst mit der Achse des Düsenkörpers einen Winkel ein, so dass die Achse 7 des Brennstoffstrahles senkrecht oder annähernd senkrecht zu einer
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raum 8 erhält durch die ihn begrenzenden Füllkörper M, , J eine Form, welche dem durch die Düse eingespritzten Brennstoffstrahl angepasst ist. Die Füllkörper 14, 15 sind symmetrisch zur Achse 7 des eingespritzten Brennstoffstrahles angeordnet und weisen ebene, den Brennstoffstrahl begrenzende Flächenteile 23, 2")' auf. Der gegenüber der Düse angeordnete Füllkörper.
M besitzt gekrümmte, in einem Abstand 20 von den ventilöffnungen 10, 10' verlaufende Flächenteile 16. 16'. Durch die Füllkörper wird ein Brennraum begrenzt, der, in der Richtung der Zylinderachse gesehen, herzförmig ausgebildet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 3,4 und 5 ist ebenfalls ein herzförmiger Brennraum 8 vorgesehen. Die Begrenzung des Brennraumes erfolgt hier jedoch nicht durch drei voneinander getrennte Füllkörper, sondern die Füllkörper sind an den beiden Aussenseiten der Ventilöffnungen 10, 10'durch
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körpers in ähnlicher Weise ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2.
Die bei der vorstehend beschriebenen Maschine angewendete Düse ist mit Mitteln zur flachen Versprühung des Brennstoffes über die wirksame Kolbenfläehe ausgestattet.
Es hat sich gezeigt, dass die flache Versprühung im Gegensatz zu der kegelförmigen Versprühung insbesondere für die vorstehend beschriebene Maschine Vorteile bietet. Zu diesem Zwecke kann eine Düse angewendet werden, die eine flache schlitzförmige Austrittsöffnung für den Brennstoff besitzt.
An Stelle dieser Düse können auch Mehrlochdüsen mit zylindrischen oder ovalen Ausströmkanälen verwendet werden. Derartige Düsen sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Mundstück 5 mit mehreren in einer Ebene liegenden und in der Strömungsriehtung divergierend angeordneten zylindrischen Bohrungen 36 versehen. Es sind vier derartige Ausströmkan le vorgesehen, welche symmetrisch zur Achse 7 des von der Düse ausgespritzten Gesämtbrennstoffstrahles verlaufen und unter sieh gleichen Querschnitt aufweisen.
An der Düse gemäss Fig. 7 sind Ausströmkanäle verschiedenen Querschnittes vorgesehen. Die äusseren Ausströmkanäle 37, 37'besitzen grösseren Querschnitt wie die inneren 38, 38'.
Bei Ausrüstung der Maschine mit einer Düse gemäss Fig. 6 ergibt sich die in Fig. 10 veranschaulichte Brennstoffversprühung. Die Winkel α, welche die Ausströmkanäle 36 miteinander einschliessen, sind einander gleich und derart bemessen, dass die Querschnitte der aus jedem Ausstromkanal 36 austretenden Brennstoffstrahlen, wie in Fig. 10 durch die punktierten Kreise angedeutet ist, annähernd einander berühren. Auf diese Weise wird erreicht, dass der aus der Düse austretende Flaehstrahl an keiner Stelle unterbrochen ist.
Vorteilhaft wird der Winkel, welchen die Achsen der beiden aus den äusseren Kanälen, 36 austretenden Teilstrahlen mit den ebenen Begrenzungswänden 23, 23'des Verbrennungsraumes 8 ein-
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s den Hub, n die Drehzahl und k einen Faktor zwischen 49#4 und 55 bedeutet.
An Stelle der vorbesehriebenen Eindüsenanordnungen können auch Mehrdüsenanordnungen getroffen werden, wobei jede einzelne Diise einen Flachstrahl erzeugt. Die Füllkörper im Brennraum sind
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den von diesen Düsen versprühten flachen Brennstoffstrahlen im Sinne der Erfindung entsprechend anzuordnen.
Die zweckmässige Anpassung der Form des Brennraumes an die Form des oder der durch eine oder mehrere Düsen eingespritzten Brennstoffes in Verbindung mit der Anordnung des Brennraumes im Zylinderkopf ermöglicht, dass, gleichgültig, ob es sich um Vier-oder Zweitaktmaschinen handelt, im gewünschten Zeitpunkte jedes eingespritzte Brennstoffteilchen mit einem möglichst grossen Teile der vorhandenen Verbrennungsluft in unmittelbare Berührung gelangt. Bei den Maschinen der vorbeschriebenen Art wird jedes Teilchen des flach versprühten Brennstoffes mit der Verbrennungsluft durchwirbelt, wodurch diese unmittelbare Berührung erzielt wird.
Die Erreichung aller dieser Vorteile erfordert keinerlei kostspielige Bearbeitung des Kolbens und des Zylinderkopfes. Die wirksame Kolbenfläche und die dem Kolben gegenüberliegenden Flächen des Zylinderkopfes können vollständig eben gehalten werden, wodurch die Bearbeitung dieser Flächen eine sehr einfache und billige wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Brennkraftmaschine mit scheibenförmigem Brennraum und dementsprechend geformtem flachem Brennstoffstrahl, gekennzeichnet durch Füllkörper (13, 14, 15), von denen eine Gruppe (14, 15) symmetrisch zu beiden Seiten der Einspritzdüse (4) liegt und ebene, den Brennstoffstrahl begrenzende Flächenteile (23, 23') besitzt, wogegen eine andere Gruppe (1. 3) der Düse (4) gegenüberliegt und gekrümmte, in einem Abstand (20) von den Ventilöffnungen (10, 10') verlaufende Flächen (16, 16') besitzt, so dass der Brennraum (8) eine herz-oder birnförmige Gestalt erhält, in deren Spitze die Düse (4) angeordnet ist.