AT202814B - Self-igniting, air-compressing internal combustion engine with an antechamber - Google Patents

Self-igniting, air-compressing internal combustion engine with an antechamber

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Publication number
AT202814B
AT202814B AT68657A AT68657A AT202814B AT 202814 B AT202814 B AT 202814B AT 68657 A AT68657 A AT 68657A AT 68657 A AT68657 A AT 68657A AT 202814 B AT202814 B AT 202814B
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AT
Austria
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insert
wall
antechamber
injection nozzle
internal combustion
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Application number
AT68657A
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German (de)
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Motoren Werke Mannheim Ag
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  

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  Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer 
Die Erfindung bezieht sich auf   selbstzündende   luftverdichtende Brennkraftmaschinen mit einer Vorkammer, die an ihrem dem Zylinderraum zugewandten Teil ein Einsatzstück aufweist, das aus einer mittleren Öffnung und einem durch Stege unterteilten äusseren Durchtrittsquerschnitt besteht, wobei der eingespritzte Brennstoffstrahl mit seinemäusserenKernstrahldurchmesserungefähr 
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 samtquerschnitt der   Strömungswege   des Einsatzes, gemessen in   cnr,   in einem Bereich zwischen 20 und 100 cm liegt und dass das Verhältnis des Querschnittes der mittleren   Öffnung   zum äusseren Durchtrittsquerschnitt zwischen 1 : 1 und 1 : 10 liegt. 



  Die vorstehend aufgeführten Bemessungsangaben sind insoferne klassifizierend, als ihre Einhaltung mit Sicherheit verhindert, dass eine den Brennstoff- 
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 strahl nicht bei allen Betriebszuständen ungehindert in den Verbrennungsraum gelangen kann, arbeitet völlig anders als der Erfindungsgegenstand,   d. h.   nach dem klassischen Vorkammer-Verfahren, bei dem die Vorverbrennung in der Vorkammer den Brennstoff chemisch zerlegt, so dass der Zündverzug   verhältnismässig   lang wird. Eine bekannte Brennkraftmaschine mit einem eine mittlere Öffnung und äussere Durchtrittsquerschnitte aufweisenden Einsatzstück, bei der die   Querschnitte, im ; -   besondere die mittlere Öffnung, stark drosselnd ausgeführt sind, kann allein schon aus diesem Grund nur nach dem klassischen Vorkammer-Verfahren arbeiten.

   Beim   erfindungsgemässen   Verfahren dagegen findet in der Vorkammer keine   nen,   nenswerte Vorverbrennung statt. Die heissen Wände der Vorkammer und des Einsatzes wirken im wesentlichen lediglich als Aufbereitungsstrecke,   wodurch sich ein kurzer Zündverzug ergibt. 



  Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die   Temperaturen der mit dem eingespritzten Brennstoffstrahl und mit der während des Verdichtungshubes in die Vorkammer einströmenden Luft in Berührung kommenden Teile so einzustellen, dass innerhalb der mittleren Öffnung eine Zündung des eingespritzten Brennstoffes bei sehr kurzem ZündverzugundeineanschliessendelangsameVerbrennung mit einem Druckanstieg bis zu 60-65   kg/cm2 bei   
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 der Cetanzahl (Zündwilligkeit) des eingespritzten Brennstoffes und ohne Verschlechterung des Kalt- 
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 Werte kennzeichnen einen Zustand, der bei der Gestaltung von Verbrennungsräumen von Dieselmotoren stets angestrebt, aber nie   vollständig er-   reicht wurde.

   Der Höchstwert des Zünddruckes von 60-65 kg/cm2 stellt bei einem für kleine, schnellaufende Dieselmotoren, für die die Erfindung in erster Linie in Frage kommt, notwendigen Verdichtungsverhältnis von etwa 1 : 20 das erreich- 
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 perschall des Verbrennungsgeräusches noch unter den Geräuschpegel der übrigen   Geräuschbildner,   
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 strebte   Unabhängigkeit   von der Cetanzahl des Brennstoffes ist notwendig, um alle flüssigen Kohlenwasserstoffe, auch Benzine mit hohen Oktanzahlen, deren Cetanzahl sehr niedrig liegt, ohne Schwierigkeiten verarbeiten zu können. Durch diese   Kraftstoffunabhängigkeit   wird der Anwendungsbereich der Dieselmaschine ganz bedeutend erweitert. 



   Es sind Dieselmotoren bekannt geworden, die den vorstehend erläuterten Forderungen an-   nähernd genügen.   Das bei den bekannten Maschinen angewendete   Verbrenfnungsverfahren   arbeitet mit einer filmartigen Brennstoffauftragung auf die   Wände   eines im Kolben gelegenen Brennraumes, die auf einer Temperatur von etwa   3500 C gehaJ-   

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 ten werden.

   Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass ein Kaltstart nur mittels einer Luftheizanlage möglich ist, welche die Verbren- 
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 ferner das Vorhandensein einer   Mehrlochdüse, die   ausser dem Filmstrahl einen Zündstrahl liefert und zusätzlich noch eine Startmengeneinstellung der Einspritzpumpe von 180% der Vollastmenge. 
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 vermehrte Empfindlichkeit der Düse gegenüber dem normalerweise bei Kleindieselmotoren verwendeten robusten Zapfendüsen. 



   Um die weiter oben erläuterte   Erfindungsauf-   gabe zu lösen, wurden   völlig   andere Wege einge- 
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 gemeinsam haben und die nicht nur Nachteile derselben vermeiden, sondern noch eine überra- 
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 normalen   Vorkammerverfahrens   und nähert sich den bei direkter Einspritzung mit einheitlichem Brennraum erreichten Werten. Es ist möglich, die 
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 anzuwerfen. Unter-papier, wie es auch bisher schon bei abgeteilten Brennräumen üblich war, notwendig. 



   Dieses Ergebnis wird an einer Brennkraftmaschine der im ersten Absatz der Beschreibung erwähnten Bauart dadurch erreicht, dass die Vorkammerwand, wie an sich bekannt, zumindest im Bereich des Einsatzstückes, durch Luftspalte gegen den Zylinderkopf wärmeisoliert ist und dass die Grösse der zur Befestigung bzw.

     Führung   des   Einsatzstückes   im Zylinderkopf dienenden Berührungsfächen, die den das   Einsatzstück umgebenden   Luftspalt vorzugsweise im Bereich der der Einspritzdüse zugewendeten Ausmündungen der Strömungswege begrenzen sowie der Querschnitt der Stege, welche die Wand der Mittelbohrung tragen, so gewählt sind, dass die Temperatur an der vom Brennstoff   berührten Wand der Mittelboh-   rung während des Betriebes der Maschine zwischen 450 und   6500 C liegt   und dass die Temperatur der Aussenwand des Einsatzstückes im Betrieb nicht über   3000 C   ansteigt. 



   Die bekannten unterteilten Einsätze von Vorkammer-und Luftspeichermaschinen können, abgesehen davon, dass im ersten Fall eine zu starke Drosselung, im zweiten Fall eine für den beabsichtigten Zweck ungeeignete Lage des Einsatzes in der Nähe der Einspritzdüse vorgesehen ist, mit der Erfindung nicht verglichen werden, da in den entsprechenden Druckschriften keinerlei mit der Erfindung vergleichbare Massnahmen zur Einstel-   lung bestimmter Temperaturen geoffenbart sind. 



  Es ist in. erssndungsgemässsr Erkenntnis not-   wendig, dass fünf Voraussetzungen erfüllt sind, damit das als Aufgabe der Erfindung bezeichnete 
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 Wand gespritzt werden, sondern darf sie nur gerade eben mit seinem Aussendurchmesser berühren. Er muss eine dichte geschlossene Form (Spritzwinkel 0-40) aufweisen. 



   2. Im Bereich der heissen Wand und des Brenn- 
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 während des Verdichtungshubes herrschen, so dass die Sollform des Brennstoffstrahles nicht verän- 
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 wird.bes zwischen 450 und   650  C   liegen.
4. Die Spitze des Brennstoffstrahles muss im 
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5. Die Temperatur der Wand der äusseren Durchtrittsquerschnitte und des dem Einsatz benachbarten Teiles der Vorkammer soll unter 300  C 
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Die beiden erstgenannten Forderungen werden durch eine bekannte Ausführung einer Vorkammerdieselmaschine erfüllt. Die Hinzunahme der letzten drei Forderungen ergibt aber erst das erwähnte   günstige Verhalten.   



   Damit sich die vorstehend angegebenen Temperaturen einstellen,   beträgt   die Weite des Luftspaltes zwischen der Aussenwand des Einsatzstückes und dem Zylinderkopf etwa 0, 1-0, 2mm. Diese Massnahme beruht auf der erfindungsgemäss- 
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1satzes, insbesondere der Temperaturunterschied zwischen der Berührungsstelle des Brennstoffstrahles und der   Aussenwand   des Einsatzes wird dadurch eingestellt, dass das Verhältnis von Mantelfläche der mittleren Öffnung   zum wärmeablei-   
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 sprechend auch die wärmeableitenden Querschnitte der Rippen wachsen müssen. 



   Die richtige zeitliche Lage der Spitze des Brennstoffstrahles in bezug auf die mittlere Öffnung des Einsatzes wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis der Kammerlänge, gemessen von der Ein- 
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 : 1volumen der zweite Wert zugeordnet ist. 



   Die richtige zeitliche Lage der Spitze des Brennstoffstrahles ist a) von dem Einspritzdruck, der die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Strahles bestimmt, b) von dem   Zündverzug,   der im wesentlichen von der Temperatur der   brennstoffberührtefn   Wand abhängt und c) von der Kammerlänge und dem Kammerdurchmesser abhängig. Der Faktor a) ist durch die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Strahlform, der Faktor b) durch die Angabe des Temperaturbereiches   450-650 C   fest- 
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 te Grösse festzulegen ist. 



   Vorteilhaft ist die Weite des am   Einsatzstück   beginnenden, sich etwa bis zur Vorkammermitte erstreckenden 1-2 mm weiten Teiles des in an sich bekannter Weise etwa auf der Höhe der Einspritzdüse endenden Spaltes und die Weite des et- 
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 kammerwand von etwa   300 C   in ihrem dem Einsatzstück benachbarten Teil bis auf etwa 800 C in der Nähe der Einspritzdüse annähernd linear abfällt. Durch die Einstellung dieser Temperaturen wird erreicht, dass die Vorkammerwand eine Auf- 
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 ihrer Anwendung für luftgekühlte und zum anderen für   wassergekühlte   Dieselmotoren darge- 
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Fig. lA-B in Fig. 1. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Stege längs der Linie C-D in Fig. 3. 
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 nung 2, die von der Wand 3 umschlossen ist. Die Wand 3 ist durch vier Stege 4 mit der Aussenwand 5 verbunden.

   Der Einsatz 1 ist unter Frei- 
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7dargestellte Ausführung. 



   In den   luftgekühlten   Zylinderkopf 7, der aus Leichtmetall hergestellt ist, ist ein Ring 10 aus Schwermetall eingeschrumpft, der eine Beschädi- 
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 Rippen 11 versehene Vorkammer 12 auf, die von nicht dargestellten, am oberen Teil der Vorkam- 
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 tungen 13. In den Oberteil der Vorkammer 12 ist die Einspritzdüse 14 eingeschraubt. Sie ist vorzugsweise als Drosselzapfendüse ausgebildet. Seitlich davon sitzt die Glühkerze 15, die beim Anlassen bei Temperaturen unter minus 10"C durch eine nicht dargestellte elektrische Batterie beheizt 
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 der etwa die Richtung des Pfeiles K nimmt. 



   Zum Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 befindet sich die Vorkammer   16,   die aus dem Unterteil   j ! 7 und   dem Oberteil   18 be-   steht, innerhalb des   wassergekühlten Zvlinder-   kopfes 9, gegen den sie durch einen weiten unteren Luftspalt 19 und durch einen engen oberen Luftspalt 20 isoliert ist. Sie wird durch nicht dargestellte Schrauben auf den Flansch 8 unter Zwi- 
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 Teil 18 ist mittels einer Dichtung 21 gegen den Zylinderkopf abgedichtet. Der obere Teil 18 der Vorkammer kann sowohl durch direkte Bespülung mit Kühlwasser als auch durch wärmeleitende Verbindung mit der wassergekühlten Zylinderkopfwand gekühlt werden. Er besitzt eine Ausneh- 
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 raum hineinragt.

   Der Kolben 23 weist eine in der Ansicht auf den Kolbenboden kreis-oder ellipsenförmige oder dreieckige Mulde 24 auf, die an der 
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 flacher wird. 



   Die Vorkammer und die   Strömungswege   des Einsatzes fassen zwischen 30 und 70% der Verbrennungsluft, wenn der Kolben. 23 im oberen Totpunkt steht. Der oben genannte Volumenanteil, gemessen in cm3, geteilt durch den kleinsten 
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 ergibt einen Wert, der zwischen 20 und   100 cm   liegt. Der kleinste Querschnitt der mittleren öffnung 2 verhält sich zu der Summe der kleinsten Querschnitte der Schlitze 25, die durch die Wände 3 und 5, sowie durch die Stege 4 umschlossen werden, wie 1 : 1 bis 1 : 10. Die Länge des Brennraumes, gemessen von der Düsenmündung bis zur düsenseitigen Kante 26 der mittleren Öffnung, 
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 wie 1, 3 : 1 bis 1 : 1.

   Dieses Verhältnis bewirkt, dass sich der Brennstoffstrahl mit seiner Spitze im Augenblick der Zündung, je nach der augenblicklichen Drehzahl, zwischen der der Kolbenmulde zugewandten Kante 27 der Mittelbohrung 2 und der Kolbenmulde selbst befindet. Diese Angabe gilt für einen Hubraum von 0, 7 bis 1, 5 Liter pro Zylinder. Bei anderen   Zylindergrössen   kann ein anderes   Längen- zu   Durchmesserverhältnis des 
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 1 : 0, 5 und 1 : 2. Der Luftspalt 6, der die Aussenwand 5 von der entsprechenden Bohrung des Zy-   linderkopfes   7 bzw. 9 trennt, ist 0, 1-0, 2 mm gross. Die vorstehenden Bemessungsangaben sind nur als Richtwerte zu betrachten. Sie müssen im Einzelfall abgeändert werden, bis sich die gewünschten Temperaturwerte einstellen.

   Die angegebenen Temperaturwerte sind mit Thermoelementen gemessen, deren Spitze sich in der Mitte der Stege 4 bzw. in der Mitte der Aussenwand 5 befindet. Der Luftspalt 19 ist zwischen 1 und 
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 den Luftspalt 6. Die Abmessungen der Luftspalte müssen so gewählt werden, dass die Temperatur der Vorkammer zwischen dem Einsatz   1   und der Ein-   spritzdüse M   annähernd linear von   300  C   auf   800 C abfällt.   Im Bereich des Luftspaltes 6 ist ein möglichst kleiner Teil der Wand 5 so als 
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    ausgebildet,verlängert   werden, je nachdem, ob sich die gewünschte Temperatur einstellt oder nicht.

   Alle an- 
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 grössten ausgeführten Maschine   (2, 8 1 Hubvolu-   men pro Zylinder) 1 : 19 und bei der kleinsten Maschine   (0, 951 Hubvolumen   pro Zylinder)   1 : 21.   



   Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Ver- 
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 :Gegen Ende des   Verdichtungshubes   wird Brennstoff aus der Düse 14 (Förderbeginn etwa 20 bis   25D vor 01   bei 2000   U/min)   in einem schlanken, geschlossenen Strahl (Strahlwinkel   der   von einem dünnen   Streustrahl   umgeben ist, gegen die 
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 Schlitze 25 ein, so dass in der mittleren öffnung 2 nur eine schwache Luftströmung herrscht. 
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22 bzw.

   27kleinem Zündverzug und brennt dort langsam ab, wobei unverbrannter Brennstoff noch in die Kol-   benmulde   24 gelangt und mit der dort befindlichen 
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 tretende   Verbrennüngsluft   mit dem weiter eingespritzten, innerhalb der Mittelbohrung 2 entzündeten Brennstoff, wobei die   Schrägstellung   der Stege 4 eine gute Durchmischung begünstigt. 



  Während dieses Vorganges entsteht praktisch kein Unterschied zwischen Vorkammer 12 bzw. 16 und Kolbenmulde 24. Es ergeben sich daher niedrige   Brennstoffverbrauehswerte, bezogen   auf die effektive Leistung von 175 bis 178 kg/gPSh im Drehzahlbereich von 1000 bis 2000 U/min bei 12 PS 
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72, praktisch unabhängigBrennstoff direkt in die als   Hauptbrennraum wir-   kende Kolbenmulde 24 gelangt, ergeben sich weiter die oben erwähnten günstigen Kaltstartwerte. Die Temperatur der Wand 3 ändert sich in Ab- 
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 durchchend gesteigerten Brennstoffmenge entgegenwirkt. Der Zündverzug ist so klein, dass der Brenn- 
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 brennungsablaufes durch das Einspritzgesetz möglich ist. Infolge der Kleinheit des Zündverzuges wird keine Verstellung des Einspritzzeitpunktesin Abhängigkeit von der Drehzahl benötigt.

   Bei Brennstoffen mit sehr niedrigen Cetanzahlen, wie   Hochoktanbenzin,   ist der   Zündverzug   etwa doppelt   so'gross wie   bei Gasöl, aber immer noch 
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 bleibt. 



   Die Erfindung   beschränkt sich nicht   auf die dar- 
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  Self-igniting, air-compressing internal combustion engine with an antechamber
The invention relates to self-igniting air-compressing internal combustion engines with an antechamber which, on its part facing the cylinder chamber, has an insert consisting of a central opening and an outer passage cross-section divided by webs, the injected fuel jet with its outer core jet diameter approximately
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 total cross-section of the flow paths of the insert, measured in cnr, lies in a range between 20 and 100 cm and that the ratio of the cross-section of the central opening to the outer passage cross-section is between 1: 1 and 1:10.



  The dimensions listed above are classifying insofar as compliance with them definitely prevents the fuel
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 beam cannot enter the combustion chamber unhindered in all operating states, works completely differently than the subject of the invention, i.e. H. according to the classic pre-chamber process, in which the pre-combustion in the pre-chamber chemically breaks down the fuel so that the ignition delay is relatively long. A known internal combustion engine with an insert piece having a central opening and outer passage cross-sections, in which the cross-sections in; - In particular, the central opening, which is designed to be strongly throttled, can only work according to the classic antechamber method for this reason alone.

   In the method according to the invention, however, no significant pre-combustion takes place in the antechamber. The hot walls of the antechamber and the insert essentially only act as a processing section, which results in a short ignition delay.



  The object of the invention is to set the temperatures of the parts coming into contact with the injected fuel jet and with the air flowing into the antechamber during the compression stroke so that the injected fuel is ignited within the central opening with a very short ignition delay and a subsequent slow combustion with a pressure increase of up to to 60-65 kg / cm2
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 the cetane number (ignitability) of the injected fuel and without deterioration of the cold
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 Values characterize a state that has always been aimed at when designing the combustion chambers of diesel engines, but has never been fully achieved.

   The maximum value of the ignition pressure of 60-65 kg / cm2 represents the required compression ratio of about 1:20 for small, high-speed diesel engines for which the invention is primarily intended.
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 perschall of the combustion noise still below the noise level of the other noise generators,
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 Strived for independence from the cetane number of the fuel is necessary in order to be able to process all liquid hydrocarbons, including petrol with high octane numbers, the cetane number of which is very low, without difficulty. This fuel independence extends the range of application of the diesel engine quite significantly.



   Diesel engines have become known which approximately meet the requirements explained above. The combustion process used in the known machines works with a film-like application of fuel to the walls of a combustion chamber located in the piston, which is at a temperature of about 3500 ° C.

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 will be.

   The disadvantage of this process is that a cold start is only possible using an air heating system that
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 Furthermore, the presence of a multi-hole nozzle which, in addition to the film jet, delivers a pilot jet and additionally a starting quantity setting of the injection pump of 180% of the full load quantity.
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 increased sensitivity of the nozzle compared to the robust pivot nozzles normally used in small diesel engines.



   In order to solve the invention problem explained above, completely different ways were used.
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 have in common and which not only avoid disadvantages, but also a surprising
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 normal pre-chamber process and approaches the values achieved with direct injection with a uniform combustion chamber. It is possible that
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 to start. Under-paper, as it was already usual for separated combustion chambers, is necessary.



   This result is achieved in an internal combustion engine of the type mentioned in the first paragraph of the description in that the antechamber wall, as is known per se, at least in the area of the insert, is thermally insulated from the cylinder head by air gaps and that the size of the

     Guiding of the insert in the cylinder head serving contact surfaces, which limit the air gap surrounding the insert, preferably in the area of the orifices of the flow paths facing the injection nozzle, and the cross-section of the webs that support the wall of the central bore are selected so that the temperature at the point in contact with the fuel The wall of the central bore is between 450 and 6500 C during operation of the machine and that the temperature of the outer wall of the insert does not rise above 3000 C during operation.



   The known subdivided inserts of pre-chamber and air storage machines cannot be compared with the invention, apart from the fact that in the first case an excessive throttling, in the second case an unsuitable position of the insert near the injection nozzle for the intended purpose is provided, since the corresponding publications do not disclose any measures for setting specific temperatures comparable to those of the invention.



  According to the invention, it is necessary that five prerequisites are met for this to be designated as the object of the invention
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 Wall, but may only just touch it with its outer diameter. It must have a tight, closed shape (spray angle 0-40).



   2. In the area of the hot wall and the
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 prevail during the compression stroke, so that the target shape of the fuel jet does not change.
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 will.bes be between 450 and 650 C.
4. The tip of the fuel jet must be in
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5. The temperature of the wall of the outer passage cross-section and of the part of the antechamber adjacent to the insert should be below 300 ° C
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The first two requirements mentioned are met by a known design of a pre-chamber diesel engine. The addition of the last three requirements only results in the aforementioned favorable behavior.



   So that the temperatures indicated above are set, the width of the air gap between the outer wall of the insert and the cylinder head is approximately 0.1-0.2 mm. This measure is based on the
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1set, in particular the temperature difference between the point of contact of the fuel jet and the outer wall of the insert is set in that the ratio of the surface area of the central opening to the heat-dissipating
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 Speaking of which, the heat-dissipating cross-sections of the ribs must also grow.



   The correct timing of the tip of the fuel jet in relation to the central opening of the insert is achieved by the fact that the ratio of the chamber length, measured from the inlet
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 : 1volume is assigned the second value.



   The correct timing of the tip of the fuel jet is a) on the injection pressure, which determines the speed of propagation of the jet, b) on the ignition delay, which essentially depends on the temperature of the wall in contact with the fuel and c) on the chamber length and the chamber diameter. The factor a) is determined by the beam shape specified in the preamble of claim 1, the factor b) by the specification of the temperature range 450-650 C
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 te size is to be determined.



   The width of the 1-2 mm wide part of the gap that ends in a known manner at the level of the injection nozzle, which begins at the insert piece and extends approximately to the center of the antechamber, and the width of the et-
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 chamber wall from about 300 C in its part adjacent to the insert piece to about 800 C in the vicinity of the injection nozzle drops almost linearly. By setting these temperatures it is achieved that the antechamber wall has a
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 their application for air-cooled and on the other hand for water-cooled diesel engines
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1A-B in FIG. 1. FIG. 4 shows a section through the webs along the line C-D in FIG. 3.
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 tion 2, which is enclosed by the wall 3. The wall 3 is connected to the outer wall 5 by four webs 4.

   Bet 1 is free
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7 illustrated embodiment.



   A ring 10 made of heavy metal is shrunk into the air-cooled cylinder head 7, which is made of light metal, which prevents damage.
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 Ribs 11 provided antechamber 12, which is not shown, on the upper part of the antechamber
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 lines 13. The injection nozzle 14 is screwed into the upper part of the prechamber 12. It is preferably designed as a throttle pin nozzle. To the side of this is the glow plug 15, which is heated by an electric battery (not shown) when the engine is started at temperatures below minus 10 "C.
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 which takes roughly the direction of arrow K.



   In contrast to the embodiment according to FIG. 1, there is the antechamber 16, which consists of the lower part j! 7 and the upper part 18 exist within the water-cooled cylinder head 9, from which it is insulated by a wide lower air gap 19 and by a narrow upper air gap 20. It is attached to the flange 8 by screws (not shown) with
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 Part 18 is sealed against the cylinder head by means of a seal 21. The upper part 18 of the prechamber can be cooled both by direct flushing with cooling water and by a heat-conducting connection with the water-cooled cylinder head wall. He has an exceptional
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 space protrudes.

   The piston 23 has a circular or elliptical or triangular recess 24 in the view of the piston head, which is on the
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 becomes flatter.



   The antechamber and the flow paths of the insert hold between 30 and 70% of the combustion air when the piston. 23 is at top dead center. The above volume fraction, measured in cm3, divided by the smallest
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 results in a value between 20 and 100 cm. The smallest cross-section of the central opening 2 is related to the sum of the smallest cross-sections of the slots 25, which are enclosed by the walls 3 and 5 and the webs 4, as 1: 1 to 1:10. The length of the combustion chamber, measured from the nozzle mouth to the nozzle-side edge 26 of the central opening,
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 like 1, 3: 1 to 1: 1.

   This ratio has the effect that the fuel jet is with its tip at the moment of ignition, depending on the instantaneous speed, between the edge 27 of the central bore 2 facing the piston recess and the piston recess itself. This specification applies to a displacement of 0.7 to 1.5 liters per cylinder. With other cylinder sizes, a different length to diameter ratio of the
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 1: 0, 5 and 1: 2. The air gap 6, which separates the outer wall 5 from the corresponding bore of the cylinder head 7 or 9, is 0.1-0.2 mm in size. The above dimensions are only to be regarded as guidelines. They must be changed in individual cases until the desired temperature values are reached.

   The specified temperature values are measured with thermocouples, the tip of which is located in the middle of the webs 4 or in the middle of the outer wall 5. The air gap 19 is between 1 and
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 the air gap 6. The dimensions of the air gaps must be chosen so that the temperature of the antechamber between the insert 1 and the injection nozzle M drops from 300 C to 800 C approximately linearly. In the area of the air gap 6, the smallest possible part of the wall 5 is as
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    trained, be extended, depending on whether the desired temperature is set or not.

   All
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 the largest engine (2.8 1 stroke volume per cylinder) 1: 19 and the smallest machine (0.951 stroke volume per cylinder) 1: 21.



   The mode of action of the inventive method
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 : Towards the end of the compression stroke, fuel is released from nozzle 14 (start of delivery about 20 to 25D before 01 at 2000 rpm) in a slim, closed jet (jet angle surrounded by a thin scattered jet, against the
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 Slits 25 so that there is only a weak air flow in the central opening 2.
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22 or

   27 with a small ignition delay and burns slowly there, unburned fuel still getting into the piston recess 24 and with the one located there
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 Coming combustion air with the fuel which is further injected and ignited within the central bore 2, the inclined position of the webs 4 promoting good mixing.



  During this process there is practically no difference between antechamber 12 or 16 and piston recess 24. This results in low fuel consumption values, based on the effective power of 175 to 178 kg / gPSh in the speed range from 1000 to 2000 rpm at 12 hp
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72, practically independently of the fuel reaches the piston recess 24, which acts as the main combustion chamber, the above-mentioned favorable cold start values are also obtained. The temperature of wall 3 changes in
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 counteracts the increased amount of fuel. The ignition delay is so small that the combustion
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 combustion process is possible through the injection law. Due to the small size of the ignition delay, there is no need to adjust the injection timing as a function of the speed.

   With fuels with very low cetane numbers, such as high-octane gasoline, the ignition delay is about twice as great as with gas oil, but still
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 remains.



   The invention is not limited to the
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** WARNING ** End of DESC field may overlap beginning of CLMS **.

 

Claims (1)

EMI4.14 <Desc/Clms Page number 5> weiter oben aufgestelltAusmündungen der Strömungswege begrenzen sowie der Querschnitt der Stege (4), welche die Wand der Mittelbohrung (2) tragen, so gewählt sind, dass die Temperatur an der vom Brennstoff berührten Wand (3) der Mittelbohrung (2) während des Betriebes der Maschine zwischen 4501i und 650"C liegt und dass die Temperatur der Aussenwand (5) des Einsatzstückes im Betrieb nicht über 3000 C ansteigt. EMI4.14 <Desc / Clms Page number 5> Set up further above Limiting the mouths of the flow paths and the cross-section of the webs (4), which carry the wall of the central bore (2), are selected so that the temperature on the wall (3) of the central bore (2) that is in contact with the fuel during operation of the Machine is between 4501i and 650 "C and that the temperature of the outer wall (5) of the insert does not rise above 3000 C during operation. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des Luftspaltes (6) zwischen der Aussenwand (5) des Einsatzstückes (1) und dem Zylinderkopf (7,9) etwa 0, 1-0, 2 mm beträgt. 2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the width of the air gap (6) between the outer wall (5) of the insert (1) and the cylinder head (7, 9) is approximately 0.1-0.2 mm. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der EMI5.1 zwischen 0, 5 : 1 und 2 : 1 liegt, wobei den grössten Hubvolumen der erstgenannte Wert, den kleinsten Hubvolumen der zweite Wert zugeordnet ist. 3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the ratio of EMI5.1 is between 0.5: 1 and 2: 1, the largest stroke volume being assigned the first-mentioned value and the smallest stroke volume being assigned the second value. 4. Brennkrassmaschine nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Kammerlänge, gemessen von der Einspritzdüse (M) bis zur düsenseitigen Kante (27) des Einsatzstükkes (1), zum grössten Vorkammerdurchmesser zwi- schen 1 : 1 und 1, 3 : 1 liegt, wobei den grössten Hubvolumen der erstgenannte Wert, den kleinsten Hubvolumen der zweite Wert zugeordnet ist. 4. Brennkrass machine according to claim 1, characterized in that the ratio of the chamber length, measured from the injection nozzle (M) to the nozzle-side edge (27) of the insert (1), to the largest prechamber diameter between 1: 1 and 1, 3: 1, the largest stroke volume being assigned the first-mentioned value and the smallest stroke volume being assigned the second value. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit einem zwischen der Vorkammerwand und dem wassergekühlten Zylinderkopf befindlichen Isolierspalt, der sich zwischen dem Einsatzstück und der Einsatzspritzdüse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des am Einsatzstück (1) beginnenden, sich etwa bis zur Vorkammermitte erstreckenden 1-2 mm weiten Teiles (19) des in an sich bekannter Weise etwa auf der Höhe der Einspritzdüse (14) endenden Spaltes und die Weite des etwa von der Vorkammermitte bis in die Gegend der Einspritzdüse (19) reichenden 0, 1 bis 0, 2 mm weiten Teiles (20) so gewählt sind, dass die Temperatur der Vorkammenwand von etwa 300 C in ihrem dem Einsatzstück benachbarten Teil (17) 5. Internal combustion engine according to claim 1 with an insulating gap located between the prechamber wall and the water-cooled cylinder head, which extends between the insert piece and the insert injection nozzle, characterized in that the width of the insert piece (1) beginning and extending approximately to the middle of the antechamber 1- 2 mm wide part (19) of the gap which ends in a known manner approximately at the level of the injection nozzle (14) and the width of 0.1 to 0.2 mm extending approximately from the center of the antechamber to the area of the injection nozzle (19) wide part (20) are chosen so that the temperature of the antechamber wall of about 300 C in its part (17) adjacent to the insert bis auf etwa a 800 C in der Nähe der Einspritzdüse (14) annähernd linear-abfällt. up to about a 800 C in the vicinity of the injection nozzle (14) falls almost linearly.
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