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Verbrennungskraftmaschinen mit Vorverbrennungskanimer.
Die Erfindung bezieht sich auf die Brennstoffeinführung von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere auf solche, die nach dem Diesel-oder Gleichdruckverfahren arbeiten und die mit einer Vor- verbrennurgikammer versehen sind, die durch eine Öffnung mit einer Verdichtung, kammer verbunden sind.
Gemäss der Erfindung ist die Öffnung zwischen Vorverbrennungskammer und Verdichtungskammer durch einen Kanal in einer der Einspritzdüse gegenüberliegenden Platte gebildet, der den grössten Teil des in Form eines schlanken Zerstäubungskegels mit grosser Geschwindigkeit eingespritzten Brennstoffes sofort aus der Vorverbrennurgikammer in die Verdichturgkammer übertreten lässt, ohne dass er sich mit der Luft der Vorkammer mischt und verbrennt, während nur ein kleiner Teil des Brennstoffes am Rande des Zerstäuburgskfgds mit der Luft der Vorkammer verbrennt und eine Drucksteigerung in dieser hervorruft, weg, gen der übrige, nicht verbrauchte Teil der Luft der Vorkammer in den Verdichtungsraum hinter dem unverbrannten Brennstoff überströmt,
wo er die Verbrennung begünstigt. Die Zwischenplatte ist insbesondere als austauschbare Flachdüse ausgebildet, deren Wandstärke zwecks besserer Wärmeableiturg vom Öffnungsrand nach aussen hin allmählich zunimmt.
In der Zeichnung ist als Ausführung ; beispiel eine Zweitaktmaschine mit der vorteilhaften Aus-
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und Vorverbrennung3kammer mit dem Kolben in der oberen Endstellung.
A ist der Maschinenzylinder, B der Kolben, C der Kühlmantel oder Wassermantel, D die Vorverbrennung, kammer, E die Brennstoffeinspritzdüse, durch die der Brennstoff, beispielsweise Öl, mittels' einer geeigneten Pumpe befördert wird. Der Zylinderkopf ist gegenüber der Düse E mit einer Öffnung versehen, die einen Einsatz e aufnimmt, der eine Mittelöffnung 1 hat, die den Verbrennungsraum des Zylinders mit der Vorverbrennungskammer D verbindet und gegenüber der Kolbenfläche klein ist und in einer dünnen Wand des Einsatzes e vorgesehen ist. Um die gewünschte Festigkeit und das Wärme- leitungsvermifgen der Einsatzwände um die Öffnurg herum zu sichern, verjüngt sich die Rirgwand nach innen, so dass eine flache Düse mit Strömungsdurchgang durch eine dünne Wand entsteht.
Der Einsatz ist, wie dargestellt, vorteilhaft auswechselbar, so dass verschiedene aurgewech1elte Einsätze mit verschiedener Öffnung grösse und Form benutzt werden können, um je nach den Betriebsbedirgungen und der Art des Brennstoffes das beste Ergebnis zu erzielen. Der Zylinderkopf ist mit einer kalottenförmigen oder gewölbten Kammer F, gleichaehsig mit der Öffnung 1 und dem Kolben B, versehen, während der Kolben in seiner Endstellurg g genüber dem Zylinderkopf in dem Ringraum 2 nur ein ganz geringes Spiel zeigt, so dass nahezu sämtliche verdichtete Luft durch den Kolben in die Verdichtung, kammer F- verdrängt wird.
Die Einführung von Luft in den Zylinder zur Spülung und Verdichtung kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen, während für den Auspuff die üblichen Auspuffsehlitze 3 und schräge Spülschlitze 4 bei der beispielsweise da] gestellten Zweitaktmaschine vorgesehen sind.
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und sich der Nebel des gmz oder teilweise verdampften oder vergasten Brennstoffes unmittelbar über dieser Durchgangsöffnung bildet.
Die Zahl, Feinheit und der Einströmungswinkel für die Brennstoffstrahlen ist so zu wählen, dass eine Berührung mit der Luft in der Kammer D erfolgt, um die gewünschte teilweise Verbrennung zu sichern, während ein angemessener Anteil der Luft in dem hinteren Teil der
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V orverbrennU11gskammer für die spätere Austreibung des Brennstoffes durch Expansion der Luft zurück- bleibt. Nach der Darstellung hat die Einspritzdüse eine Mittelbohrung gleichachsig mit der Zylinder- öffnung 1 und einen Kranz von Bohrungen um diese Mittelbohrung herum in einem spitzen Winkel.
Diese Anordnung hat im Betrieb sehr gute Ergebnisse gezeigt, aber selbstverständlich kann die Anzahl, Form und Anordnung der Düsenoffnurgm je nach Bedarf abgeändert werden. Beispielsweise können schraubenförm'ge Bohrungen oder Nuten zur Erzeugung eines Wirbelstrahles gewählt werden, wobei die Abmessungen so sein müssen, dass die gewünschte Geschwindigkeit, Oberfläche und Kegelwh. kel durch die Kammer D nach der Übergangsöffnung 1 zur gewünschten Vorverbrennurg erhalten werden.
Die Wirkungsweise ist folgende : Der Brennstoff wird durch die Düse E mit grosser Geschwindigkeit strahlenförmig eingespritzt und so durch die Kammer D geführt. Hiebei wird er durch die Berührung mit der heissen verdichteten Luft in der Kammer D verdampft oder vergast. Diese Wirkung kann durch die Berührung mit den Wandungen der Vorverbrennungskammer an dem Einsatz e unterstützt werden, braucht es aber nicht. Jedenfalls erfolgt in dem Teil der-Vorverbrennungskammer an der Übergangs- öffnung eine teilweise Verbrennung, wobei die Luft in der Kammer D, die aus dem Zylinder hinein- gedrückt wurde, hoch verdichtet wird. Auf diese Weise ist eine richtige Zündung und. Verbrennung eingeleitet in dem Zeitpunkt, wo oder bevor der Rückstrom nach dem Zylinder infolge der Kolbenumkehr beginnt.
Bei dieser Umkehrung tritt eine Strömung von verdampftem und möglicherweise auch von etwas flüssigem Brennstoff aus dem Innenteil der Kammer D durch die Öffnung 1 in die Verdichtungkammer F ein, wobei die Expansion der Luft in dem hinteren Teil der Vorverbrennungskammer einen kräftigen Strom sichert, bis sämtlicher Brennstoff in den Zylinder gelangt und verbraucht ist. Die Luft ist hiebei in der gewölbten Verdichtungskammer F unmittelbar gleichlinig mit der Öffnung 1 konzentriert, so dass der Brennstoff aus der Vorverbrennungskammer D rasch und vollständig durch die ganze Luft in dieser Verdiehtungskammer verteilt wird, worauf er aus dieser Kammer F sofort über die gesamte Kolbenfläche verteilt wird, sobald der Kolben B zurückgeht. Hiedurch wird eine vollständige und richtige Verbrennung gesichert.
Erfolgt die Einspritzung durch die Düse E genügend vor dem Totpunkt, so wird eine kleine Drucksteigerung in der Vorverbrennurg ; kammer D eintreten, die eine Strömung von Brennstoff und expandierender Luft in dem Zylinder erzeugt und aufrecht erhält, so dass der Brennstoff allmählich und gleichmäss'g in den Zylinder eingeführt wird und aus der Kammer D eine ganrgende Luftzufahrung vorhanden ist, wie sie zur Erzeugung und Aufreeherhaltung einer gleichmässigen Verbrennurg für eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich ist, trotzdem die Brennstoffpumpe den gesamten Brennstoff in die Vorverbrennurg ; kammer D plötzlich einspritzt.
Erfolgt die Einspritzung später, so wird eine solche Druckste : gung in der Vorverbrennurg ; kammer D zunächst nicht eintreten, aber auch dann wird der erforderliche Druckunterschied zwischen der Kammer und dem Zylinder durch das Zusammenwirken der Rückbewtgung des Kolbens mit der Vorverbrennung in der Kammer D gesichert. durch die der nöfge Druck in dieser erzielt wird, und man erhält auch dann das gleiche E-gebnis wie mit einer anf ; nglichen Drucksteigmmg bei einer früheren Einspritzung.
Obgleich die Erfindung sich in erster Linie auf eine Maschine mit Einspritzung von flüssigem Brennstoff allein bezieht, so ist sie auch anwendbar, wenn die Brennstoffeinspritzung durch Einführung und Zerstäubung des Brennstoffes nach D mittels verdichteter Luft erfolgt. Ferner ist die Erfindung naturgemäss nicht nur für Zweitakt-sondern auch für Viertaktmaschinen anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verbrennungskraftmaschine mit Vorverbrennungskammer (D) und einer diese mit der Ver- dichtung3kammer (F) verbindenden Öffnung (1), dadurch gekennzeichnet, dass diese Öffnung durch einen der Einspritzdüse (E) gegenüberliegenden Kanal (1) in einer Zwischenplatte (e) gebildet ist, der den grössten Teil des als schlanken Zerstäubungskegel mit grosser Geschwindigkeit eingespritzten Brennstoffes sofort aus d r Vorverbrennungskammer (D) in die Verdichtungskammer (F) übertreten lässt, ohne dass er sich mit der Luft der Vorkmmaer (D) mischt und verbrennt, während nur ein kleiner Teil des Brennstoffes mit der Luft der Vorkammer verbrennt und eine Drucksteigerung in dieser hervorruft, wogegen der übrige, nicht verbrauchte Teil der Luft der Vorkammer in den Verdichtungsraum (F)
hinter dem unverbrannten Brennstoff übertritt und dort dessen Verbrennung begünstigt.