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Brennkraftmaschine mit Luftverdichtung und Selbstzündung sowie einem im
Kolbenboden angeordneten Brennraum
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschi- ne mit Luftverdichtung und Selbstzündung und einem im Kolbenboden angeordneten, vorzugs- weise rotationssymmetrischen Brennraum, der im oberen Totpunkt des Kolbens nahezu die gesamte
Verbrennungsluft aufnimmt und bei welchem der
Durchmesser der etwas kreisförmigen öffnung zum Hubraum kleiner ist als der Brennraum- durchmesser. Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird die Einspritzdüse üblicherweise schräg zur Zylinderachse angeordnet, so zwar,'dass der Brenn- stoffstrahl möglichst den ganzen Brennraum er- fasst.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, durch Versetzung des Brennraumes gegenüber der
Kolbenachse eine unsymmetrische Einströmung der Luft in den Brennraum und damit eine bes- sere Gemischaufbereitung zu erhalten.
Ferner hat man auch schon die Öffnung des
Brennraumes vor der Einspritzdüse mit einer ra- dialen Ausbuchtung versehen, durch welche der Brennstoffstrahl hindurchtritt und so eine Ge- mischanreicherung im Bereich der Einbuchtung in der Brennkammer bewirkt. Die Ausbuchtung wurde hiebei bei einer exzentrisch im Kolben lie- genden Brennkammer in dem von der Kolben- achse am weitesten entfernten Bereich des Brenn- raumrandes angeordnet. Mit dieser Ausbildung ist ein günstigerer Verbrennungsverlauf erzielbar, der sich in einem leichteren Anstarten und einem geräuscharmen Lauf der Maschine äussert.
Bei der zuletzt genannten Ausführung ist jedoch die Ausbuchtung, insbesondere im Zusam- menhang mit dem exzentrisch angeordneten Brennraum sehr nachteilig, weil sich die schmale Ausbuchtung als Ausgangspunkt von Rissbildun- gen erwiesen hat.
Des weiteren wird bei solchen Brennkraftmaschinen mit einer Ausnehmung in der Mündungs- öffnung der Brennkammer für den Einspritzstrahl zumindest während des V oreinspritzzeit- raumes ein geringfügiges, unbeabsichtigtes überspritzen des Kolbenbodens im Bereich der Mündungsöffnung der Brennkammer stattfinden.
Im Gegensatz zu dieser nicht direkt beabsichtigten überspritzung des Kolbenbodens, die bloss einige wenige Prozente der gesamten eingespritzten Kraftstoffmenge betragen dürfte, wird erfindungs- gemäss die Einspritzdüse so angeordnet, dass ein erheblicher Teil der eingebrachten Brennstoff- menge gegen den an die öffnung des Brennrau- mes angrenzenden Bereich des Kolbenbodens be- wusst aufgespritzt wird, u. zw. in der Weise, dass dieser Brennstoffanteil, fächerförmig verteilt, In Richtung der einströmenden Verbrennungsluft zur Brennraummündung fächerförmig abgelenkt wird, wodurch eine feine Zerstäubung des Kraftstoffes erzielt wird, während der übrige Teil des Brennstoffes in bekannter Weise unmittelbar in den Brennraum gelangt.
Zur Verwirklichung eines derartigen Einspritzverfahrens mit einer Umlenkung von Kraftstoffteilchen in eine geordnete fächerförmige Strö- mung ist gegenüber der genannten unbeabsichtig- , ten überspritzung ein erheblicher Anteil des am Kolbenboden aufgespritzten Kraftstoffes erfor- derlich, welcher Anteil gemäss dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel auch die Hälfte der gesamten eingespritzten Brennstoffmenge betragen'kann.
Es hat sich gezeigt, dass dadurch das Gemisch in der Brennkammer in solcher Weise verbessert wird, dass sich ein in bezug auf Starten und Laufruhe der Maschine günstigerer Verbrennungverlauf einstellt. Im Vergleich zur bekannten Ausführung mit radialer Ausbuchtung der Brenn- kammer, öffnung wird infolge Wegfallens irgendeines konvexen Teiles des Randes der Brennkam- mermündung jedoch die Gefahr einer Rissbildung an dieser thermisch hochbeanspruchten Stelle des Kolbens vermieden.
Es kann hiebei auch die Brennraummündung ibzw. der Brennraum seitlich versetzt zur Kolbenachse liegen, in welchem Falle der nicht unmittelbar in den Brennraum eingespritzte Brenn- stoff. anteil auf den von der Kolbenachse am weitesten entfernten Rand der Brennraummiindung aufgespritzt wird.
Es sind zwar schon Einspritzbrennkraftmaschinen mit einer in Richtung der Zylinderachse bzw. quer dazu angeordneten Einspritzdüse bekannt- geworden, bei denen allenfalls auch der Kolbenboden im Bereich der Brennraummündung
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überspritzt wird. Diese Überspritzung findet je- doch bei diesen bekannten Maschinen bloss in jenem Zeitpunkt statt, in welchem die zunächst in den Zylinderraum abspritzenden Strahlen vom Kolbenboden durchsetzt werden und dann in den Kolbenbrennraum gelangen. Unterschiedlich verhält sich demgegenüber die erfindungsgemässe Einspritzung, bei der. das Aufspritzen auf den Kolbenboden während der Einspritzung in den Brennraum, also annähernd gleichzeitig vorgenommen wird.
Durch diese Massnahme wird jedoch ermöglicht, dass der auf den Kolbenboden aufgespritzte Kraftstoffanteil nach seinem Aufprall am Kolbenboden durch die Spritzenergie gegen die Mitte des Brennraumes abgelenkt werden kann, wodurch ein günstiger Verbrennungsablauf gesichert ist, wogegen bei den genannten bekannten Maschinen die Verteilung des allenfalls am Kolbenboden auftreffenden Kraftstoffes infolge seiner Einspritzung entgegen der im Verbrennungsraum einströmenden Verbrennungsluft im wesentlichen auf die Randpartien der Verbindungsöffnung bzw. des Brennraumes be-
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Die angeschlossene Zeichnung zeigt ein Aus- führungabeispiel der Erfindungsgegenstandes, u. z, w. in Fig. 1 im Axialschnitt bei im Totpunkt
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2 in Draufsichtauf den Kolbenboden.
Der Kolben 1 weist einen gegenüber der Kolbenachse l' seitlich versetzten rotationssymme- trischen Brennraum 2 auf, welcher durch eine kreisförmige öffnung 3 in den Hubraum ausmündet. Der grösste Durchmesser des Brennraumes ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt und mit 4 bezeichnet. Die im Zylinderkopf J angeordnete Einspritzdüse 6 ist mit ihrer Achse 6'unter einem Winkel 7 zum Kolbenboden 9 geneigt, und in solcher Lage zum Brennraum 2 angeordnet, dass ein Teil 10 des Brennstoffstrahles unmittelbar in den Brennraum 2 eintritt, der andere, vorzugsweise kleinere Teil 10'jedoch auf
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te des Brennstoffes auf. den Rand 8 aufgespritzt, wobei die Düsenachse 6' die äussere Kante der öffnung 3 berührt.
Es ist selbstverständlich, dass dieser Anteil sehr leicht je nach Bedarf variiert werden kann, indem einfach die Einspritzdüse 6 und der Brennraum 2 gegeneinander versetzt werden. Die Einspritzdüse ist etwa 450 gegen den Kolbenboden und die Kolbenachse geneigt.
Auch dieser Winkel (kann gegebenenfalls grösser oder kleiner gewählt werden.
PATENTANSPRüCHE :
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Selbstzündungaufnimmt und bei welchem der Durchmesser der etwa kreisförmigen öffnung zum Hubraum klei ner ist als der grösste Brennraumdurchmesser und der Brennstoff durch eine im Zylinderkopf schräg zur Zylinderachse angeordnete Einspritzdüse gegen Ende des Verdichtungshubes in den Brennraum eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erheblicher Teil der eingebrachten
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ÖffnungBrennraumes angrenzenden Bereich des Kolben- Badens so aufgespritzt wird, dass dieser Brennstoffanteil, fächenförmig verteilt, in Richtung der einströmenden Verbrennungsluft zur Brennraum- mündung aibgeledkt wicd, während der übrige Teil des Brennstoffes in bekannter Weise unmittelbar in den Brennraum gelangt.