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Einspritzbrennkraftmaschine mit einer in einem Zylinderkopfeinsatz vorgesehenen Vorkammer
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Vorkammern gegebenenfalls dünnwandige schalenartige Glühkörper vorzusehen, wobei aber die bisherigen Ausführungen eine gute Durchwirbelung der Luft und des eingespritzten Kraftstoffesvermissen lassen und den weiteren Nachteil haben, dass bei im Betrieb zu heiss werdenden Glühkörpern der auftreffende Kraftstoff verkokt. Es ist ferner eine Einspritzbrennkraftmaschine bekannt, bei der im Überströmkanal von der Vorkammer zum Hauptbrennraum ein durch radiale Stege gehaltenes Kernstück vorgesehen ist, das einen gegen die Einspritzdüse gerichteten spitzen Kegel trägt.
Der Kraftstoff wird gegen diesen gewissermassen als Glühkörper wirkenden Kegel gespritzt, wo er zerstäubt und entzündet wird, indem der Kegel einen Teil seiner aufgespeicherten Wärme an den Kraftstoff abgibt. Es hat sich aber gezeigt, dass die dünnwandigen Stege, die das Kernstück mit dem Kegel tragen, im Dauerbetrieb durchbrennen. Schliesslich ist es nicht mehr neu, die Achse der Vorkammer und des ihr gegenüber verengten Überströmkanales gegen die Zylinderachse zu neigen, wobei in diesem Fall aber eine für die gute Durchwirbelung notwendige Drosselstelle bzw. Blende fehlt.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der bekannten Vorkammereinspritzbrennkraftmaschinen und zeichnet sich durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale aus, dass die Vorkammer mit dem ihr gegenüber verengten Überströmkanal einen Rotationshohlkörper um die Achse des Kraftstoffstrahles bildet und gegen die Zylinderachse geneigt ist, dass zwischen der Vorkammer und dem Überströmka- nal eine dünnwandige Blende vorgesehen ist, dass ferner der Durchmesser des gedachten kegelförmigen Mantels des Kraftstoffstrahles an der Blende etwa dem lichten Durchmesser der Blendenöffnung entspricht und dass schliesslich der im Bereich der Blende dünnwandige Zylinderkopfeinsatz an dieser Stelle durch einen Isolierraum von der gekühlten Zylinderkopfwandung getrennt ist.
Durch die dünnwandige Blende werden die zwangsläufig durchströmende heisse Verdichtungsluft bzw. die Verbrennungsgase rasch zum Glühen gebracht, zumal der Zylinderkopfeinsatz im Blendenbereich dünnwandig ausgeführt und ausserdem zur Verringerung der Wärmeabgabe durch einen Isolierraum von der gekühlten Zylinderkopfwandung gesondert ist. Das Glühen der Blende führt zu einer frühzeitigen Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, und der erreichte, nur geringe Zündverzug ergibt einen weicheren und geräuschärmeren Verbrennungsverlauf, da zur Zeit des Zündungsbeginnes erst ein Teil der Kraftstoffmenge in die Vorkammer eingespritzt ist und sich der gesamte Verbrennungsvorgang somit auf einen längeren Zeitraum erstreckt.
Durch die besondere Bemessung der Blendenöffnung in bezug auf den Kraftstoffstrahl kommen nur die Randstrahlen mit dem glühenden Blendenrand in Berührung, während der geschlossene Strahlkern zunächst unbeeinflusst bleibt und erst später an der Verbrennung teilnimmt, so dass der Effekt der weicheren Verbrennung noch verstärkt wird. Darüberhinaus bildet die Blende selbstverständlich eine scharfe Einschnürung und führt damit zu einer für die gute Gemischbildung wünschenswerten Wirbelung in der Vorkammer.
Durch die Neigung der Vorkammerachse gegenilber der Zylinderachse und der damit zusammenhängenden seitlichen Anordnung der Vorkammer wird die Möglichkeit geschaffen, grosse Ventile für eine schnellaufende Maschine vorzusehen, dennoch aber eine gute Verteilung des Gemisches bzw. des noch unverbrannten Kraftstoffes im Hauptbrennraum zu erreichen, ohne den Kolbenboden in ungünstiger Weise zu belasten. Da die Vorkammer bzw. der Überströmkanal koaxial zum Kraftstoffstrahl liegen, kann ein Teil des Kraftstoffes unmittelbar in den Hauptbrennraum gelangen und dort ebenfalls eine Gemischbildung herbeiführen, was vorteilhaft ist, weil die Gemischbildung im Hauptbrennraum weniger Energie als die in der Vorkammer verzehrt.
Ausserdem wird dadurch der Startvorgang bei kalter Maschine erleichtert, da sich die in die Vorkammer einströmende Kompressionsluft an der noch kalten Vorkammerwandung abkühlt, während die Luft im Hauptbrennraum die Kompressionswärme beibehält und das dort gebildete Gemisch daher eher zur Selbstzündung neigt.
Um den durch die dünnwandige Blende erreichten Effekt der weicheren Verbrennung noch zu verbessern, können an der an die Blende anschliessenden, zweckmässig konischen Vorkammerwand etwo pilzförmige Glühkörper vorgesehen sein, die den Mantel des Kraftstoffstrahles berühren.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt.
Von den Zylinderkopfeinsätzen 1, 2 wird eine Vorkammer 3 und ein ihr gegenüber verengter Überströmkanal 4 gebildet. Zwischen der Vorkammer 3 und dem Überströmkanal 4 ist eine dünnwandige Blende 5 vorgesehen, wobei der Einsatz 2 im Bereich der Blende besonders dünnwandig und durch einen Isolierraum 6 von der gekühlten Zylinderkopfwandung getrennt ist. Mit 7 ist die Einspritzdüse bezeichnet, deren Kraftstoffstrahl 8 strichliert angedeutet ist. Der Durchmesser des kegelförmigen Mantels dieses
Kraftstoffstrahles entspricht an der Blende 5 etwa dem lichten Durchmesser der Blendenöffnung, so dass nur die Randstrahlen mit der Blende in Berührung kommen.
An der an die Blende 5 anschliessenden Vor- kammerwand sind pilzförmige Glühkörper 9 befestigt, die ebenfalls nurdengedachten Kegelmantel des
Kraftstoffstrahles 8 berühren. Der obere Einsatz 1 ist so weit als möglich vor der Stirnfläche der Einspritz-
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düse 7 eingezogen, um die Düse abzuschirmen und vor vorzeitigem Verschleiss zu bewahren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einspritzbrennkcaftmaschine mit einer in einem Zylinderkopfeinsatz vorgesehenen Vorkammer, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale, dass die Vorkammer (3) mit dem ihr gegenüber verengten überströmkanal (4) einen Rotationshchlkörper um die Achse des Kraftstoffstrahles bildet und gegen die Zylinderachse geneigt Ist, dass zwischen der Vorkammer und dem Über- strömkanal eine dünnwandige Blende vorgesehen ist, dass ferner der Durchmesser des gedachten kegelförmigen Mantels des Kraftstoffstrahles (8) an der Blende etwa dem lichten Durchmesser der Blendenöffnung entspricht und dass schliesslich der im Bereich der Blende dünnwandige Zylinderkopfeinsatz (2) an dieser Stelle durch einen Isolierraum (6)
von der gekühlten Zylinderkopfwandung getrennt ist.