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Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, bei der ein Teil des Kraftstoffes unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse tangential auf die Wand eines Kolbenbrenn- raumes trifft und an dieser entlang geführt und ein anderer Teil unmittelbar in die Verbrennungsluft ein- gespritzt wird, und besteht im wesentlichen darin, dass zusätzlich zu dem Kolbenbrennraum in an sich bekannter Weise eine Brennkammer im Zylinderkopf angeordnet ist, deren Volumen weniger als die
Hälfte, vorzugsweise etwa ein Viertel bis ein Sechstel des Volumens des Kolbenbrennraumes beträgt und die mit dem Zylinderraum durch einen Überströmkanal in Verbindung steht, der mit dem Kolbenbrenn- raum in der zylinderkopfseitigen Kolbentotlage im Sinne einer etwa tangentialen Einmündung korrespon- diert, wobei die Einspritzdüse,
gegebenenfalls auch zwei Einspritzdüsen, mindestens in der Nähe der Übergangsstelle zwischen der Brennkammer und dem Überströmkanal mündet und mit einem Strahl bzw. einer Gruppe von Strahlen auch in den Luftraum der Brennkammer spritzt.
Es sind Dieselbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen in ähnlicher Weise Kraftstoff tangential an die
Wandungen einer im Kolben befindlichen Kammer gespritzt wird n. zw. von einer im Zylinderkopf angeordneten Düse, deren Mündung etwas in die Kolbenkammer hineinragt. Derartige Maschinen arbeiten nach einem Verbrennungsverfahren, bei dem der flüssige Kraftstoff eine gewisse Zeit lang an der verhältnismässig kalten Kammerwand entlang geführt wird, dabei nach und nach verdampft und sich mit der etwa gleichsinnig strömenden Verbrennungsluft vermischt. Es liegt auf der Hand, dass solche Maschinen beim Starten gewisse Schwierigkeiten machen können, da dann die Kolbenkammer noch kalt ist und die niedrige Wandtemperatur eine Selbstzündung des Kraftstoffes verhindert oder doch wenigstens stark verzögert.
Man muss also bei den bekannten Maschinen einen Kompromiss schliessen und den Kraftstoffstrahl erst über ein kleines mehr oder weniger langes Stück durch die Luft führen, ehe er mit der. Kalten Wandung in Berührung kommt. Auf diese Weise kann der Kraftstoff beim Starten von der heissenKompressionsluft gezündet werden.
Es ist auch grundsätzlich schon vorgeschlagen worden, den Hauptteil des Kraftstoffes unmittelbar auf die Brennraumwand aufzutragen und den Rest unmittelbar in die Verbrennungsluft einzuspritzen. Doch stellt auch dies noch einen gewissen Kompromiss dar, weil die durch den unmittelbar in die Luft eingespritzten Zündstrahl ausgelösten Verbrennungsvorgänge die Hauptverbrennung beeinflussen und stören können.
Die Erfindung vermeidet die genannten Kompromisse, indem der eine Strahl sofort nach Austritt aus der Düse an Wandungen entlang läuft, u. zw. zunächst an der Wandung des Verbindungskanals und dann an der Wandung des Hauptbrennraumes im Kolben, und indem ein zweiter Strahl in eine besondere Zündkammer eingespritzt wird, u. zw. ohne Wandberührung direkt in die heisse'Kompressionsluft hinein. Zur Unterstützung der Selbstzündung, insbesondere bei kaltem Motor, kann eine Glühkerze in der Kammer angeordnet sein.
Es wird sich empfehlen, dass die beiden Brennstoffstrahlen bzw., sofern man jeweils mehrere Strahlen anwenden will, Gruppen von Strahlen zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingespritzt werden und dass auch unterschiedlich viel eingespritzt wird.
In konstruktiver Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird weiter vorgeschlagen, dass der Überströmkanal mit einem Winkel von 25 - 450 gegen eine Zylinderquerebene geneigt ist.
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Weiterhin ist es empfehlenswert, dass, verursacht durch an sich bekannte Massnahmen, am Ende des
Kompressionshubes im Hauptbrennraum eine Luftwirbelung vorhanden ist, die dem Kraftstoffstrahl gleichsinnig gerichtet ist.
Besonders günstig ist es, wenn, wie weiterhin vorgeschlagen wird, die Brennkammerwand im
Zylinderkopf durch an sich bekannte Massnahmen, wie durch eine Ven : ingemng der Kühlung oder gege- benenfalls durch Anwendung eines wärmeisolierten Einsatzes, möglichst heiss gehalten wird, wogegen der Hauptbrennraum im Kolben möglichst gut gekühlt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung sind den Ansprüchen und dem im folgenden be- schriebenen Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Kolbens und der für den Ver- brennungsvorgang wichtigsten Teile des Zylinderkopfes, Fig. 2 einen Längsschnitt durch Kolben und
Zylinderkopf, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolben und Fig. 4 einen Schnitt durch den Verbindungs- kanal entsprechend der Linie IV - IV in Fig. 3.
Der Kolben 10 enthält einen zu der Kolbenlängsachse rotationssymmetrischen Hauptbrennraum 11, welcher nach dem Zylinderkopf zu mit einer kreisförmigen Öffnung 12 versehen ist. Im Zylinderkopf befindet sich eine Brennkammer 13, von der aus ein Überströmkanal 14 zu dem Kolbenbrennraum 11 hinführt. Dieser Überströmkanal befindet sich teilweise im Zylinderkopfmaterial und teilweise im Kolben. Er mündet exzentrisch in die Öffnung 12 bzw. in den Kolbenbrennraum 11 ein. Eine Einspritzdüse
15 mündet an der Verbindungsstelle zwischen der Brennkammer 13 und dem Überströmkanal 14.
Zwei Kraftstoffstrahlen werden von dieser Düse aus abgespritzt, von denen der eine (16) mitten in die Brennkammer 13 hineinspritzt und der andere (17) an der Wand des Überströmkanals 14 entlang in den Kolbenbrennraum 11 gelangt, in welcher er sich ebenfalls an der Wand entlang bewegt, u. zw. von oben betrachtet in einer im Uhrzeigersinn gerichteten Kreisbewegung. Die Ansaugluft wird durch nicht näher dargestellte Massnahmen, z. B. durch eine entsprechende Führung des Ansaugluftkanals im Zylinderkopf, durch abgeschirmte Ventile od. dgl. ebenfalls in eine im Uhrzeigersinn kreisende Bewegung versetzt.
Der Strahl 16 dient zum Zünden, während der Strahl 17 die eigentliche Hauptverbrennung bewerkstelligen soll. Zur Unterstützung der Zündung beim Starten bzw. bei kalter Maschine dient eine in der Brennkammer 13 angeordnete Glühkerze 18.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, bei der ein Teil des Kraftstoffes unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse tangential auf die Wand eines Kolbenbrennraumes trifft und an dieser entlang geführt und ein anderer Teil unmittelbar in die Verbrennungsluft eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Kolbenbrennraum (11) in an sich bekannter Weise eine Brennkammer (13) im Zylinderkopf angeordnet ist, deren Volumen weniger als die Hälfte, vorzugsweise etwa ein Viertel bis ein Sechstel des Volumens des Kolbenbrennraumes beträgt und die mit dem Zylinderraum durch einen Überströmkanal (14) in Verbindung steht, der mit dem Kolbenbrennraum (11) in der zylinderkopfseitigen Kolbentotlage im Sinne einer etwa tangentialen Einmündung korrespondiert, wobei die Einspritzdüse (15),
gegebenenfalls auch zwei Einspritzdüsen, mindestens in der Nähe der Übergangsstelle zwischen der Brennkammer (13) und dem Überströmkanal (14) mündet bzw. münden und mit einem Strahl (16) bzw. einer Gruppe von Strahlen auch in den Luftraum der Brennkammer (13) spritzt bzw. spritzen.