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EinspritzbrennkraftmaschiC mit Verdichtungszüindung.
Die Erfindung bezieht sich auf Einspritzbrennkraftmaschinen mit Verdichtungszündung und im besonderen auf die Gestaltung und Anordnung der taschenartigen Brennkammern ausserhalb des
Zylinders.
Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine Maschine dieser Art, bei der eine ausserhalb des Zylinders liegende Brennkammer als gekühlte Tasche gestaltet ist, in deren Mündung, die in ein
Zylinderende einläuft, ein verhältnismässig dicker Stopfen so angeordnet ist, dass der Wärmeabfluss von ihm auf die umschliessenden Teile erschwert ist, so dass die Wärme nicht vom Stopfen frei abfliessen kann. In dem Stopfen ist ein Kanal so angeordnet, dass am Ende des Verdichtungshubes die in die Brennkammer getriebene Luftladung eine geordnete Umlauf-oder Kreisbewegung in der Kammer ausführt. Eine Brennkraftmaschine dieser Art ist beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift Nr. 160250 beschrieben.
Bei einer Maschine dieser Art können sich bei der Anordnung der äusseren Brennkammer
Schwierigkeiten ergeben, insbesondere bei abnehmbarem Zylinderkopf, wenn es nicht erwünscht ist, dass die Brennkammermündung im Zylinderkopf über den Zylinderbohrungsumfang hinaustritt. Solche Verhältnisse liegen vor, wenn ein von Kühlflüssigkeit umspültes Zylinderfutter verwendet wird. In solchen Fällen ist es erwünscht, dass die Öffnung im Zylinderkopf nicht über den Oberrand des Futters hinweggeht, weil es Schwierigkeiten bereitet, einen einwandfreien Abschluss zwischen Flltteroberkante und Zylinderblock herzustellen, wenn die Teile an dieser Stelle den Gasen bei hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt sind.
Die Erfindung will diese Schwierigkeit vermeiden ; sie schafft eine Bauart, bei der die Mündung der Brennkammer entweder gänzlich innerhalb des Zylinderbohrungsumfanges liegt oder doch innerhalb des Kreises, der der Flanschenaussenkante des Zylinderfutters entspricht.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der Stopfen gegen die Zylinderbohrung zu kegelig zusammenläuft und in einem entsprechenden kegeligen Hohlraum des Zylinderkopfes gegen Drehung und Wärmeableitung gesichert angeordnet ist, und dass die obere Begrenzung der Brennkammer durch eine über das äussere Ende des kegeligen Hohlraumes gesetzte abnehmbare Haube gebildet wird.
Der Hohlraum kann im Zylinderkopf so angeordnet sein, dass die Öffnung am schwächeren oder inneren Ende völlig innerhalb des Kreises der Zylinderbohrung oder innerhalb des Aussenumfanges des Zylinderfutters liegt, wenn der Kopf aufgesetzt ist. Der Teil des Kopfes, in dem der kegelige Kanal gebildet ist, kann durch Flüssigkeit, z. B. Wasser, oder durch Luft gekühlt werden. Auch die Haube ist so angeordnet, dass sie in dieser Weise gekühlt werden kann. Ferner kann die Haube die Einspritzdüse sowie gegebenenfalls eine Heizvorrichtung tragen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise auf der Zeichnung dargestellt, u. zw. ist Fig. 1 ein lotrechter Schnitt durch den oberen Teil des Zylinders und durch die taschenartige Brennkammer, Fig. 2 ein Schaubild des kegeligen Einsatzstopfens.
Der Zylinder A, in dem sich der Kolben B bewegt, trägt einen abnehmbaren Zylinderkopf Al.
In einem Teil A2 des Kopfes J. i befindet sich ein kegeliger Kanal C von ziemlicher Länge, dessen schwächeres Ende in den Zylinder so einmündet, dass der Offnungsumriss völlig innerhalb des der Zylinderbohrung entsprechenden Kreises liegt, jedoch auf einer Seite in bezug auf die Zylinderachse wie dargestellt. Die Mittelachse des kegeligen Kanals ist ziemlich stark, z. B. um 300, gegen die Längsachse des Zylinders geneigt. Dadurch, dass der kegelige Kanal C auf einer Seite in bezug auf die Zylinderachse und geneigt zu dieser angeordnet ist, lassen sich Kanal sowie Teil A2 des Zylinderkopfes so
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anordnen, dass sie für die zu den nicht dargestellten Einlass-und Auslassöffnungen führenden Kanäle im Kopf Platz lassen.
Im kegeligen Kanal G befindet sich ein Stopfen D aus geeignetem Werkstoff, insbesondere aus einem hitzebeständigen Metall geringer Wärmeleitfähigkeit. Der Stopfen hat eine kegelige Aussenform, die der Kegelform des Kanals C entspricht. Am Ende des grösseren Durchmessers des Stopfens D sitzt eine ringförmige Verstärkung Di, die in eine Ringnut A3 am grösseren Ende des kegelförmigen Kanals G passt. Wenn der Stopfen D an Ort und Stelle angebracht ist, so dass die Ringverstärkung Di in der Ringnut A3 liegt, so sitzt der Stopfen D im Kanal C so, dass zwischen seiner Aussenseite und der Innenfläche des Kanals C ein schmaler Spalt verbleibt (s. die Fig. 1).
Auf diese Weise kann die Wärme vom Stopfen D nicht frei auf den ihn umschliessenden Teil und die übrigen Teile des Kopfes Al abfliessen. Der Stopfen D wird gegen Drehung um seine Achse durch einen nicht dargestellten, von der Wandung A2 aus in eine Aussparung in der Aussenfläche des Stopfens eingreifenden Stift (oder eine entsprechende Schraube) gehalten.
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die Kappe E in ihrer Lage durch Bolzen E4 befestigt ist, so hält die Kappe den Stopfen D in seiner Stellung fest. Durch den halbkugeligen Teil Ei der Kappe E und den daran anschliessenden ausgehöhlten Teil D3 am inneren Ende des Stopfens D wird eine etwa kugelförmige Brennkammer gebildet.
Der haubenartige Teil E trägt einen Flansch, durch den Bolzen E4 hindurchgehen, die den Teil E am Kopf Al befestigen. Dabei wird ein ringförmiger Dichtungskörper Es so zusammengedrückt, dass er einen flüssigkeitsdichten Abschluss zwischen den Teilen E und Ai bildet. Der Teil E weist einen Kanal F auf, der mit dem Kühlmantel Fi des Zylinderkopfes in Verbindung steht. Dieser Mantel erstreckt sich nach Ea (links in Fig. 1), so dass das Kühlmittel nicht nur den halbkugeligen Teil der Haube E, sondern auch den dem Stopfen D benachbarten Teil A2 umspült.
Der Haubenkörper E ist mit einer Bohrung G versehen, die in die kugelige Brennkammer mündet und die Einspritzdüse ssi aufnimmt. Eine zweite Bohrung H im Körper E, die gleichfalls in die Brennkammer mündet, dient zur Aufnahme einer Heizvorrichtung Bi.
Der Kanal D2 ist so zu der Umrissform der durch die Teile Ei D3 gebildeten Brennkammer angeordnet, dass die gasförmige Ladung, die beim Verdichtungshub durch den Kolben B aus dem Zylinder durch den Kanal D2 in die Brennkammer getrieben wird, in diese in einer solchen Richtung, z. B. tangential, eintritt, dass die Ladung in der Kammer umzulaufen sucht. Der Brennstoffstrahl der Düse ssi ist so gerichtet, dass die Strahlachse auf die Hohlfläche D3 des Stopfens D an einer Stelle trifft, z. B. bei J, über die die kreisenden Gase beim Abwärtsströmen hinwegstreichen (s. die Pfeile in Fig. 1).
Sie sind dabei an der Einspritzvorrichtung ssi schon vorbeigeströmt und befinden sieh noch kurz vor der Mündung des Kanals Da.
Die beispielsweise beschriebene Anordnung lässt sich in mancherlei Einzelheiten abändern, beispielsweise kann die Brennkammer statt der Kugelform die Gestalt eines andern Umdrehungskörpers aufweisen, in den der Kanal im Stopfen ebenfalls tangential einmündet. Der Stopfenkanal kann auch zylindrische Gestalt haben und sein Querschnitt kann kreisförmig, langgestreckt oder auch rechteckig sein. Weiter kann der Haubenkörper statt durch Schraubenbolzen mit dem Zylinder dadurch verbunden sein, dass ein mit Aussengewinde versehener Körper auf die Haube drückt und in eine entsprechende Gewindefassung im Zylinderkopf eingreift. Die Erfindung lässt sich sowohl an einem Zylinderkopf anwenden, der abnehmbar ist, als auch an einem solchen, der mit dem Motorzylinder aus einem Stück besteht. Der Zylinderkopf kann wasser-oder luftgekühlt sein.
Die Erfindung ist auch anwendbar für Brennkammeranordnungen, wie sie in der österr. Patentschrift Nr. 146404 beschrieben sind.
Ausser den eingangs erwähnten Vorteilen hat die Erfindung den weiteren Vorteil der baulichen Einfachheit. Insbesondere ist es leicht, den Kanal im Zylinderkopf und den eingesetzten Stopfen zu formen und maschinell zu bearbeiten.
Weiter lassen sieh dadurch, dass die Brennkammer grösstenteils aus der Mittelachse des Zylinders herausgerückt ist, die Wasserkanäle um die Kammer und zwischen Kammer und Ventilen leichter anordnen. Bei luftgekühlten Maschinen lassen sich ebenfalls Durchgänge für die Kühlluft bei der neuen Anordnung leichter vorsehen. Der Zusammenbau der zur Verbrennungskammer gehörenden Teile ist einfach und lässt eine einwandfreie Abdichtung zu, auch lässt sich der äussere Teil der Brennkammer mit den Zusatzteilen leicht entfernen und ersetzen.
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