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Einspritzbrennkraftmaschine mit einem vom Arbeitszylinder abgesonderten Brennraum im Kolben.
Um bei Brennkraftmaschinen eine gute Vermischung des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft zu erhalten, hat man schon vorgeschlagen, abgesondert vom Arbeitszylinder, z. B. im Kolben der
Maschine, einen Brennraum anzuordnen, der mit dem Arbeitszylinder durch eine Öffnung in Ver- bindung steht, deren Querschnitt gegenüber demjenigen des Arbeitszylinders wesentlich verengt ist.
Während des Einspritzvorganges ragt die Einspritzdüse in den Brennraum so hinein, dass die gegen
Ende des Verdichtungshubes durch die verengte Öffnung hindurchströmende Verbrennungsluft von den aus der Düse austretenden Brennstoffstrahlen getroffen wird. Infolge der Verengung der Eintritts- öffnung für die Verbrennungsluft wird diese gedrosselt und ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht.
Es entstehen dabei nach innen gerichtete Luftwirbel, durch die eine gute Mischung des eingespritzten
Brennstoffs mit der Verbrennungsluft erzielt ist.
Die Einspritzung des Brennstoffs erfolgte jedoch bei den bisher bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art mittels einer Brennstoffdüse, die am Umfang ihrer Mündung mit einigen wenigen Öffnungen versehen war, so dass die Luftwirbel nur durch Einzelstrahlen getroffen wurden. Dies hat den Nachteil, dass auf den zwischen den Einzelstrahlen liegenden Sektoren des die Düse umgebenden Ringraumes die Verbrennungsluft sich trotz ihrer kräftigen Wirbelbewegung in der kurzen Zeit des Verbrennungsvorganges nicht hinreichend mit dem Brennstoff anreichern und vermischen kann.
Dieser Übelstand wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die Einspritzung des Brennstoffs in die durch die verengte Öffnung in den Brennraum einströmende Verbrennungsluft durch einen Ringspalt an der Mündung der Brennstoffdüse hindurch erfolgt. Der Brennstoff hat bei dieser Einführungsart die Form eines flachen, etwas kegelförmigen Schleiers, der ohne Unterbrechung die Einspritzdüse umgibt, wobei der Brennstoff allseitig gleichmässig austritt. Es werden daher die im Brennraum sich bildenden Luftwirbel in einer quer zur Kolbenachse gerichteten Ebene an allen Stellen von dem Brennstoff getroffen, so dass in der kurzen Zeit des Verbrennungsvorganges eine sehr innige Mischung eintritt und damit die restlose Verbrennung des Brennstoffes gewährleistet ist.
Der Ringspalt kann an der Mündung der Brennstoffeinspritzdüse in irgendeiner Weise vorgesehen sein, wobei die Absperrung der Brennstoffzufuhr ausserhalb des Brennraumes erfolgt. Vorteilhaft wird der Ringspalt dadurch gschaffen, dass die Mündung der Einspritzdüse durch den Teller eines gesteuerten Tellerventils abgeschlossen ist. Es ist bereits bekannt, bei Einspritzbrennkraftmaschinen den Brennstoff mittels eines sich nach dem Zylinderraum zu öffnenden, gesteuerten Tellerventils zuzuführen, jedoch wurden diese Ventile nicht in Verbindung mit einem vom Arbeitszylinder abgesonderten Brennraum im Kolben benutzt, in den die Verbrennungsluft durch eine verengte Öffnung eingedrückt wird.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Einspritzbrennkraftmaschine nach der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den mit der Einspritzdüse versehenen Teil des Zylinders, während Fig. 2 die Draufsicht auf den mit dem Kolben versehenen Zylinder ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 1, der in dem Zylinder 2 spielt, in der Mitte seines Bodens mit einem Brennraum 3 versehen, der im Grundriss kreisförmig ist und im axialen Längsschnitt etwa halbkreisförmig gekrümmte Seitenwandungen 4 hat. Dieser Brennraum 3 steht mit dem Innern des Zylinders 2 durch eine Öffnung 5 in Verbindung, die wesentlich kleiner als der Zylinderdurchmesser ist und auch kleiner als der Durchmesser des Brennraumes 3 selbst.
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der Mündung des Düsenkörpers 7 ab, der über den Zylinderkopf 6 etwas in den Arbeitsraum des Zylinders.
2 hineinragt. Der Ventilteller 11 wird durch eine Feder 12. auf seinen Sitz gedrückt. Die Zuführung des Brennstoffs erfolgt durch eine in dem Düsendeckel 8 vorgesehene mittlere Bohrung 1. 1 und durch in dem Schaft 10 des Tellerventils vorgesehene Längsnuten 14 hindurch.
Beim Verdichtungshub des Kolbens 1 wird die über dem Kolben befindliche Luft, wenn sich der Kolben dem Zylinderkopf 6 nähert, in einem konzentrischen Strahl durch die verengte Öffnung j in den Brennraum. 3 hineingedrückt, wobei sieh infolge der Drosselung ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Dabei bilden sich in dem Brennraum. 3 Wirbel, die im Sinne der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile auf die Seitenwandungen 4 hin gerichtet sind. Diese Luftstrahlen werden dabei an der Mündung der Düse vorbeigeführt. Öffnet sieh nun das Tellerventil, wobei sich der Teller 11 von dem Düsenkörper 7 nach innen zu abhebt, so tritt der Brennstoff durch den entstehenden Kreisspalt in Gestalt des in Fig. 1 eingezeichneten flachkegelförmigen Schleiers 15 in den Brennraum. 3 ein.
Die von diesem Schleier bestrichen Fläche ist in Fig. 2 durch eine Sehraffur angedeutet. Es werden daher die Luftwirbel in dem Brennraum J, die einen Ring bilden, dessen Ebene senkrecht zur Kolbenachse liegt, an allen Stellen des Ringes von den Brennstoffstrahlen gleichmässig bestriehen. Es können sich daher selbst in der sehr kurzen Zeit des Verbrennungsvorganges Luft und Brennstoff so innig mischen, dass eine restlose Verbrennung des Brennstoffs gesichert ist.
An Stelle des Brennstoffventils, das in irgendeiner bekannten Weise gesteuert wird, kann auch an der Mündung des Düsenkörpers ein Ringsclùitz vorgesehen sein, dem der Brennstoff zugeführt wird, während die Steuerung der Brennstoffzufuhr auf andere Weise erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einspritzbrennkraftmaschine mit einem vom Arbeitszylinder abgesonderten Brennraum im Kolben, der mit dem Zylinder durch eine diesem gegenüber verengte Öffnung in Verbindung steht und in den die Brennstoffdüse während des Einspritzvorganges hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzung des Brennstoffs in die durch die verengte Öffnung (5) in den Brennraum einströmende Verbrennungsluft durch einen Ringspalt an der Mündung der Brennstoffdüse (7) hindurch erfolgt.