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Vorverbrennungskammer für Einsplitzverbrennungsk. raftmaschillen.
Die Erfindung bezieht sich auf Einspritzverbrennungskraftmaschinen mit V orverbrennungs- kammer. Bei dieser Art von Maschinen steht der Arbeitszylinder mit einer Vorkammer durch einen Kanal in ständiger Verbindung, durch den beim Aufwärtsgang des Kolbens ein Teil der in dem Zylinder verdichteten Arbeitsluft mit grosser Geschwindigkeit in die Kammer hineingedrückt wird. Dadurch, dass kurz vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens der Arbeitsbrennstoff als Faden seitlich in den Verbindungskanal eingeschoben wird, bläst die verdichtete Luft die zuerst in den Kanal eintretenden Brennstoffteilchen des Fadens in die Kammer, wo sie beim Aufprallen auf die heissen Wandungen, die ständig über einer bestimmten hohen Temperatur gehalten werden müssen, zur Entzündung gelangen.
Infolge der durch die Zündung hervorgerufenen plötzlichen Drucksteigerung in der Kammer bläst der Inhalt der Kammer gegen den Arbeitszylinder ab und treibt den ununterbrochen in den Verbindungskanal weiter eingeschobenen Arbeitsbrennstoff in den Zylinder, wo er unter Selbstzündung zur Arbeitleistung verbrennt.
Es ist nun erfahrungsgemäss wichtig, dass zur restlosen Verbrennung des in der Kammer zur Entflammung kommenden Brennstoffluftgemisches eine möglichst vollkommene Zerstäubung in der Kammer stattfindet. Zu diesem Zwecke wird der die Kammer mit dem Arbeitszylinder verbindende, der Zerstäubung dienende Kanal nach der Kammer zu in mehrere Einzelkanäle unterteilt, aus deren Mündungen entsprechend ihrer Winkelstellung der ganze Kammerraum gleichmässig bestrichen wird.
Diese Ver- ästelung des Zerstäuber-oder Schusskanals hat aber den Nachteil, dass die hocherhitzte Feuergase an derjenigen Stelle, - wo sich der Hauptkanal verzweigt, zusammenprallen und dass infolge der dadurch entstehenden Wirbelung eine derartige Hitze entwickelt wird, dass die begrenzenden Kanalwandungen zerstört werden. Ausserdem besteht infolge der Hitzeentwicklung die Gefahr von Frühzündungen und Verkokungen, durch die die Leistungsfähigkeit der Kammer stark beeinträchtigt wird.
Es ist der Zweck der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Sehusskanal und insbesondere seine Verästelungsstelle eine besonders wirksame Kühlung erfahren, die so beschaffen ist, dass sich die Kühlwirkung bis unmittelbar unter den der Kammer zugekehrten Boden des die Verästelungen des Schusskanal tragenden Einsatzteils (Brause) erstreckt. Gleichzeitig ist jedoch gemäss der Erfindung Sorge getragen, dass durch diese Kühlung des Schusskanaleinsatzes bzw. der Brause die erforderliche Innenwandungstemperatur der Kammer nicht zu stark herabgemindert wird, was für das richtige Arbeiten der Maschine unerlässlich ist.
Als Kühlmittel für die Zerstäubungsvorrichtung kann der eingeführte Arbeitsbrennstoff Verwendung finden, der dann unmittelbar gegen den Boden der Brause gespritzt wird, oder es kann daneben ein besonderes Kühlmittel (Wasser od. dgl. ) Verwendung finden, das durch ein geeignetes System von
Kühlkanälen bis unmittelbar unter den Boden der Brause, u. zw. bis in die Verästelungen des Schusskanals hinein geführt wird. Unter Umständen mag eines der beiden Kühlmittel ausreichen.
Die erforderliche Wandungstemperatur in der Kammer wird durch einen besonderen Einsatz gesichert, dessen Wan- dungen mit seitlichem Spiel in die Kammer hineinragen, so dass sie sich infolge ihrer isolierten Lage im
Innern der Kammer stärker erwärmen als die Kammer selbst und leicht auf der für den Betrieb der
Maschine notwendigen Temperatur gehalten werden können.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in drei Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.
Die Abb. 1 zeigt eine AusfÜhrungsform, bei der die unmittelbare Kühlung der Brause durch den
Brennstoff allein bewirkt wird. A ist der Deckel der Maschine, in dem der gekühlte Einsatzkörper B sitzt, der seinerseits den Schusskanalkegel 0 aufnimmt. Die Zu-und Abführung des Kühlmittels in den
Hohlraum bl des Zylinderdeckeleinsatzes B erfolgt durch die Kanäle b2, b3, die in der Zeichnung, weil ausserhalb der Schnittebene liegend, punktiert angedeutet sind. Die auf dem Schusskanalkegel C sitzende
Brause D, welche die kleinen Bohrungen < ss der Verästelung enthält, wird durch die Überwurfmutter E auf den Kegel C aufgepresst.
Die kräftige Kühlung der Brause D wird dadurch erreicht, dass der durch den Kanal b4 in den Ringkanal b5 eingeführte Brennstoff mittels der kleineren Bohrungen c3 im Schuss- kanalkegel 0 unmittelbar gegen den Boden der Brause gespritzt wird, u. zw. gilt dies für den gesamten
Arbeitsbrennstoff und nicht nur für den in die Kammer F gelangenden Teil.
Trotz dieser starken Kühlung der Brause wird jedoch die im Innern der Kammer F notwendige
Wandungstemperatur infolge der Anordnung und besonderen Ausbildung des Einsatzes E, der als Über- wurfmutter zum Festhalten der Brause ausgebildet ist, auf der erforderlichen Höhe gehalten. Diese Überwurfmutter E ist so ausgebildet, dass sie nur durch dasanihrem unteren, eingeschnürten, mit Gewinde versehenen Ende in metallischer Verbindung mit dem Einsatzkörper B steht, während ihr oberer Teil mit Spiel in die Kammer F hineingezogen ist.
Diese Ausbildung der unten eingeschnürten Überwurf- mutter, die gewissermassen den Hals der Kammer bildet, gestattet zunächst die Verwendung einer oben
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geschlossenen Kammer mit grossem unteren Durchmesser, da deren Innenwände durch die grosse untere Öffnung hindurch leicht bearbeitet werden können. Durch das Spiel zwischen Überwurfmutter und Kammer bzw. dem Zylinderdeokeleinsatz B ist der freien Ausdehnung der Überwurfmutter Rechnung getragen. Dadurch, dass die heissen Gase in den Spalt zwischen der Überwurfmutter und der Kammer eintreten, erfahren die Wandungen der Überwurfmutter einen vollkommenen Druckausgleich, so dass sie beliebig dünn ausgebildet werden können.
Die Wandungen der Überwurfmutter nehmen also sehr rasch die für den Betrieb der Maschine erforderliche Temperatur an, so dass der durch die Überwurfmutter abgedeckte untere Teil der eigentlichen Kammerwandung stärker auskühlen kann, ohne den Betrieb der Maschine zu beeinflussen. Die Kammer selbst ist an ihrem unteren Ende mit dem Kühleinsatz B versehraubt oder aber unmittelbar mit dem Zylinderdeckel A, falls kein besonderer Kühleinsatz vorhanden ist ; durch den nach innen vorspringenden Bund Fol der Kammer F wird verhindert, dass sich die Überwurfmutter des Einsatzes E während des Betriebes löst.
Um die Kühlung der Brause noch wirksamer zu gestalten, kann man die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte Ausführungsform wählen, bei der ausser der Brennstoffkühlung für die Verästelungsstellen des Schusskanal noch eine besondere Wasserkühlung vorgesehen ist, die sich bis in die Verästelungen hinein erstreckt. Das Kühlwasser tritt hiebei durch den Kanal b6 in eine Aussparung b7 des Deckel- einsatzes B ein und verteilt sich von hier aus nach beiden Seiten auf die KÜhlkanäle d2 der Brause D.
Die Fig. 3 zeigt einen abgewickelten Zylinderschnitt durch dieses Kühlkanalsystem. Von gemeinsamen Punkten x aus sind jeweils zwei schräg gerichtete Kanäle d2 gebohrt, die sich unmittelbar bis unter den Boden der Brause erstrecken und hier mit den benachbarten Bohrlöchern schneiden. Auf diese Weise entsteht eine zickzackartig Wasserführung, die, da sie in die Verästelungen der Brennstoffkanäle heinein- ragt, ausserordentlich wirksam ist. Der Abfluss des Kühlwassers aus der Brause erfolgt durch den punktiert angedeuteten Kanal b8 in den Ringraum bl des Deckeleinsatzes B, aus dem es durch den ebenfalls punktiert angedeuteten Kanal b9 austritt.
Die in der Fig. 4 : dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der eben beschriebenen nur dadurch, dass auf die Kühlung durch den Brennstoff verzichtet ist, was unter Umständen in Anbetracht der besonders wirksamen Wasserkühlung zulässig ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Brennstoff, da er zur Kühlung der Brause nicht erforderlich ist, in an sich bekannter Weise unmittelbar in den eigentlichen Schusskanal el eingeführt, der unmittelbar im Deckeleinsatz des Zylinders
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gleichzeitig (Fig. 2) Verwendung finden.
Wesentlich ist in erster Reihe, dass die Kühlmittel unmittelbar bis unter den der Verbrennungskammer zugekehrten Boden der Brause herangeführt werden, wobei vorzugsweise dafür gesorgt wird, dass trotz der kräftigen Kühlung der Brause die Temperatur der Innenwandung der Kammer auf der erforderlichen Rohe gehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorverbrennungskammer für Einspritzverbrennungskraftmaschinen, deren Schusskanal (ei) nach der Vorverbrennungskammer (F) zu in eine Anzahl von Einzelkanälen (dl) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsbrennstoff zwecks Kühlung der von den Einzelkanälen gebildeten Brause (D) unmittelbar gegen den Boden der Brause gespritzt wird.