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Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung und im Kolben an- geordneten taschenförmigen Ausnehmungen, die den grössten Teil der komprimierten Luft vor der Ver- brennung aufnehmen, untereinander über Randstufen oder Randeinschnürungen in Verbindung stehen und in die mittels einer Mehrlochdüse Kraftstoff eingespritzt wird. Derartige Brennkraftmaschinen sind bekannt, iwobei stets die einzelnen taschenförmigen Ausnehmungen gleiche Grösse und Form besitzen und die rela- tive Lage der Kraftstoffstrahlen in diesen Ausnehmungen dieselbe ist.
Es ist auch bekannt, die Verbren- nungsluft schon beim Einströmen in den Zylinder in Drehbewegung um die Zylinderachse zu versetzen, wodurch die komprimierte Luft in den taschenförmigen Ausnehmungen die Drehbewegung in gleicher Rich- tung beibehält, wobei die Drehgeschwindigkeit in allen Ausnehmungen mindestens angenähert die gleiche ist.
Bei diesen Brennkraftmaschinen ergibt sich durch die gleichen Verhältnisse bei den einzelnen Aus- nehmungen ein gleicher Verbrennungsablauf in diesen, so dass sich die in der Zeiteinheit je einzelnen
Raum verbrannten Brennstoffteile vervielfachen. Es ist deshalb die Beherrschung des Verbrennungsablaufes schwierig.
Die Erfindung strebt dagegen bewusst einen verschiedenartigen Ablauf der Verbrennung in den einzel- nen Brennräumen an und vermehrt so die Möglichkeiten, den Verbrennungsablauf zu steuern. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass in den einzelnen taschenförmigen Ausnehmungen jeweils minde- stens eines der den Verbrennungsablauf in diesen bestimmenden Merkmale, betreffend Grösse, Form und
Anordnung der taschenförmigen Ausnehmungen, die Luftbewegung sowie die relative Lage der Kraftstoff- strahlen in den taschenförmigen Ausnehmungen, verschieden ist.
Durch entsprechende Anwendung der ge- nannten Massnahmen ist es möglich, den Verbrennungsablauf in den einzelnen Ausnehmungen zu beein- flussen, weil hiebei in den einzelnen Ausnehmungen die Zündverzüge und daher auch die Verbrennungs- abläufe verschieden sind. Dadurch lässt sich die Gesamtverbrennung so steuern, dass den verschiedenen
Anforderungen, z. B. hinsichtlich Laufruhe, Wirkungsgrad und Höchstdruck, weitgehend entsprochen wer- den kann.
Die Erfindung unterscheidet sich damit auch grundsätzlich von jenem bekannten Vorschlag, bei dem ausser einem in bekannter Weise im Kolbenboden vorgesehenen Hauptbrennraum noch ein weiterer Brenn- raum kleineren Volumens im Zylinderdeckel vorgesehen ist. Der letztere ist entsprechend seiner Aufgabe, als Ausgangspunkt der Zündung des eingespritzten Kraftstoffes zu dienen, so auszubilden, dass von ihm möglichst wenig Wärme abgeführt wird. Diese Anordnung war für jene Brennkraftmaschinen, bei welchen ein grosser Teil des eingespritzten Kraftstoffes auf die Brennraumwand aufgespritzt wird, empfohlen wor- den, da in diesen Fällen das Starten schwierig ist. Gegenüber diesem Vorschlag reicht die bei Anwendung des Erfindungsgedallkens erzielbare Wirkung viel weiter.
Dies kommt schon darin zum Ausdruck, dass durch die Erfindung eine Beeinflussung der Verbrennung erzielbar ist, die sich über deren gesamten Ver- lauf erstrecken kann. Im Rahmen der Erfindung kann z. B. bei gleicher Grösse und Form der taschenför- migen Ausnehmungen und gleichartiger Luftbewegung in denselben die relative Lage der Kraftstoffstrah- len in den einzelnen Brennräumen oder die Art der Ausbildung der Strahlen in den einzelnen Brenn- räumen verschieden sein. Es kann aber auch die Luftbewegung in gleichen Ausnehmungen, z. B. durch verschieden gerichtete Einströmkanäle in die Ausnehmungen, verschieden sein und die Kraftstoffstrahlen in Form und relativer Lage zu den Ausnehmungen gleich sein.
Weiters ist es möglich, die einzelnen ta- schenförmigen Ausnehmungen verschieden gross auszuführen und in sie Strahlen verschiedener Fortlermen- ge einzuspritzen, wobei die relative Lage der Strahlen zu den Ausnehmungen gleich oder verschieden sein
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kann. Wenn z. B. in diesem Falle die Verbrennung in der kleinsten Ausnehmung zuerst beginnt, so lässt sich ein stossarmer Verbrennungsverlauf erzielen. Bei verschiedener Grösse der taschenfcrmigenAusneh- mungen ergibt sich als weiterer Vorteil noch die Möglichkeit, die Düsen ausserhalb des thermisch höchst- beanspruchten Teiles des Ventilsteges unterzubringen, wodurch die Gefahr der Rissbildung im Zylinderkopf vermindert wird.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Förderung dereinzelnenBrennstoffstrahlen wenigstens annähernd proportional dem Inhalt der zugehörigen taschenförmigen Ausnehmung sein. Es ist selbstverständlich im Rahmen der Erfindung aberauchmöglich, voneinemgleichen Luft-Kraftstoffverhältnis bei den einzelnen Ausnehmungen abzugehen und dadurch ebenfalls den ungleichen-Ablauf der Verbren- nung herbeizuführen oder zu beeinflussen.
Die Erfindung wird an einigen Ausführungsbeispielen noch veranschaulicht. Fig. l der schematischen
Zeichnung zeigt eine Ausführung gemäss der Erfindung im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2. Fig. 2 zeigt hiezu eine Draufsicht auf den Kolben. In gleicher Darstellung wie Fig. 2 zeigen Fig. 3 und 4 je eine Aus- führungsvariante.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 sind im Kolben 1 zwei Ausnehmungen 2 und 3 vorgesehen, die etwa gleichen Abstand von der Peripherie des Kolbens haben und die einen Steg 4 bilden. Durch den Pfeil
5 in Fig. 2 ist angedeutet, dass die Verbrennungsluft schon vor dem Einströmen in die Ausnehmungen 2, 3 in Drehbewegung versetzt wurde, welche Drehbewegung sich in den Ausnehmungen 2, 3 im gleichen Sinne entsprechend den dort eingezeichneten Pfeilen fortsetzt. Durch eine Mehrlochdüse 6 wird ein Strahl 7 in die Ausnehmung 2 und ein Strahl 8, vorzugsweise kleinerer Fördermenge, in die Ausnehmung 3 je im Sinne der Drehbewegung der Verbrennungsluft etwa tangential eingespritzt. Die Ungleichheit des Verbrennungsverlaufes wird in diesem Falle also durch die verschiedene Grösse der Ausnehmungen 2, 3 erreicht.
Ähnliche Verhältnisse liegen bei der Ausführung nach Fig. 3 vor, nur mit dem Unterschied, dass drei verschieden grosse Ausnehmungen 9, 10, 11 vorgesehen sind. Der Kraftstoff wird ebenfalls in Richtung der Luftbewegung eingespritzt.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 sind drei gleich grosse Ausnehmungen 12 vorgesehen, wobei aber der Kraftstoffstrahl 13 in Richtung der Luftbewegung, der Kraftstoffstrahl 14 entgegen der Luftbewegung und der Kraftstoffstrahl 15 neutral etwa radial in die Ausnehmung eingespritzt wird. In diesem Falje wird der angestrebte verschiedene Verbrennungsverlauf in den einzelnen Ausnehmungen durch verschiedene Gemischbildung erreicht, wobei die Fördermenge der Kraftstoffstrahlen 13, 14, 15 vorzugsweise gleich gross sein wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennhraftmaschine mit Kompressionszündung und mehreren im Kolben angeordneten taschenförmigen Ausnehmungen, die den grössten Teil der komprimierten Luft vor der Verbrennung aufnehmen, untereinander über Randstufen oder Randeinschnürungen in Verbindung stehen und in die mittels einer im Zylinderkopf angeordneten Mehrlochdüse Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzielung eines ungleichen Verbrennungsablaufes in den einzelnen taschenförmigen Ausnehmungen jeweils mindestens eines der den Verbrennungsablauf in diesen bestimmenden Merkmale, betreffend Grösse, Form und Anordnung der taschenförmigen Ausnehmungen, die Luftbewegung sowie die relative Lage der Kraftstoffstrahlen in den taschenförmigen Ausnehmungen, verschieden ist.