Verbrennungskraftmaschine mit luftloser Einspritzung und Selbstzündung des Brennstoffes. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit luftloser Einspritzung und Selbstzündung des Brenn stoffes in einem Hohlraum im Kolben.
Bei den bekannten Maschinen dieser Art tritt der Brennstoff aus der Einspritzdüse unmittelbar in den Kolbenhohlraum und kann sich erst dort mit der einströmenden Luft mischen. Das ist aber zu spät, um eine gute- Mischung zu sichern. Die Verbrennung bleibt deshalb unvollständig und das An lassen; der Maschine ist schwierig.
Diese Nachteile lassen sich beheben, wenn gemäss der Erfindung der eingespritzte Brennstoff und verdichtete Luft zusammen durch wenigstens eine' düsenartig wirkende Einschnürung in den Kolbenhohlraum ein treten. Die beiliegende Zeichnung zeigt in Längs schnitten fünf Ausführungsbeispiele des-Er- findungsgegenstandes.
Gemäss der F'ig. 1 ist im Zylinderboden die Einspritzdüse d zwischen dem Einlass- ventil f und dem Auslassventil g angeordnet. Der Kolben ca besitzt einen Hohlraum b, der durch eine düsenartig wirkende Einschnürung h mit dem Zylinderraum e in Verbindung steht. Die Axe der Einspritzdüse d geht durch die Einschnürung h und verläuft auf eine längere im Kolbenhohlraum b.
Die Wirkungsweise ist wie folgt: Die beim Saughub in den Zylinder ge saugte Luft wird beim nächsten Hub ver dichtet; dabei entsteht eine Strömung durch die Einschnürung h hindurch in den Kolben raum b hinein. Der im letzten Teil des Ver dichtungshubes durch die Düse d einge spritzte Brennstoff gelangt zum Teil schon- im Raume e, vor - der Einschnürung h, mit der in den Kolbenhohlraum strömenden; infolge der Verdichtung erhitzten Luft -in. Berührung und mischt sich mit dieser.
Das Brennstoff-Luft-Gemisch tritt durch die Einschnürung, wird dabei wie in einer Düse noch inniger gemischt und entzündet sich- im Kolbenhohlraum b. Die einmal eingeleitete Verbrennung wird dann überallhin weiter- getragen, wo sich brennbares Gemisch -ge- bildet hat, also auch in den Raum e hinaus, der als K achverbrennungsraum wirkt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Einschnürung la ein Trichter<I>i</I> vor geschaltet. Die Strömungsverhältnisse der Luft gegen die Einschnürung lr, sind offen sichtlich günstiger. Somit ist auch die Mi schung von Luft und Brennstoff vor dem Durchtritt der Düse besser. Die Wirkungs weise ist ebenso wie beim ersten Beispiel.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 nur durch die schräg zur Zylinderaxe angeord nete Einspritzdüse d und durch die entspre chend schräge Anordnung des Kolbenhohl raumes b. In der Wirkungsweise stimmen das zweite und das dritte Ausführungsbei spiel überein. Das letzte lässt sich besonders vorteilhaft bei Maschinen anwenden, die nachträglich umgebaut werden sollen und bei denen schon vorhandene Ventile im Zy linderdeckel das Unterbringen der Einspritz düse in der Mitte des Deckels nicht er lauben.
Das vierte Ausführungsbeispiel zeigt zwei schräg angeordnete Einspritzdüsen d. Der Brennstoff und die Luft gelangen durch zwei Einschnürungen h, hindurch in den ge meinsamen Kolbenverbrennungsraum b. Die Wirkungsweise ist auch hier wieder, wie bei den vorhergehenden Beispielen.
Fig. 5 zeigt als fünftes Ausführungsbei spiel einen Zweitaktmotor. Der Kolbenboden hat einen Verdränger 7c, der im letzten Teil des Verdichtungshubes in eine entsprechende Aussparung des Zylinderbodens eindringt und die Luft daraus durch die Einschnürung <B>17</B> hindurch in den Kolbenhohlraum<I>b</I> ver drängt. Von dem gleichzeitig durch die Düse (l eingespritzten Brennstoff vermischt sich ein Teil mit der in den Verbrennungs raum b hineinströmenden Luft.
Das entstan dene Gemisch entzündet sich gleich nach dem Passieren der Einschnürung 1a. Der bei der Entzündung im Kolbenhohlraum auftretende Druck entweicht durch die Kanäle l in den Zylinderraum e. Die Kanäle 1. sind so ange ordnet, dass sie zunächst nur den Teil des Zylinderraumes e ausserhalb des Verdrängers 1, mit dem Kolbenhohlraum verbinden.
Im Gegensatz zu den schon beschriebe nen vier Ausführungsformen, bei denen sich das im Hohlraum b entzündete Gemisch nur durch die enge Einschnürung h entspannen kann, können sich bei dem fünften Aus führungsbeispiel die Gase durch die weiten Kanäle l hindurch entspannen. Die Drossel verluste sind dabei natürlich wesentlich ge- - ringer als bei den ersten Beispielen.
Internal combustion engine with airless injection and self-ignition of the fuel. The present invention relates to an internal combustion engine with airless injection and auto-ignition of the fuel in a cavity in the piston.
In the known machines of this type, the fuel emerges from the injection nozzle directly into the piston cavity and can only mix there with the inflowing air. But that is too late to ensure a good mix. The combustion therefore remains incomplete and the starting; the machine is difficult.
These disadvantages can be remedied if, according to the invention, the injected fuel and compressed air enter the piston cavity together through at least one constriction which acts like a nozzle. The accompanying drawing shows in longitudinal sections five exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
According to the fig. 1, the injection nozzle d is arranged in the cylinder base between the inlet valve f and the outlet valve g. The piston ca has a cavity b which is connected to the cylinder chamber e by a constriction h which acts like a nozzle. The axis of the injection nozzle d goes through the constriction h and runs on a longer one in the piston cavity b.
The mode of operation is as follows: The air drawn into the cylinder during the suction stroke is compressed during the next stroke; this creates a flow through the constriction h into the piston space b. Some of the fuel injected through the nozzle d in the last part of the compression stroke already arrives - in space e, in front of - the constriction h, with the flowing into the piston cavity; as a result of the compression heated air -in. Touch and mix with this.
The fuel-air mixture passes through the constriction, is mixed even more intimately like in a nozzle and ignites - in the piston cavity b. The combustion, once initiated, is then carried on to wherever a combustible mixture has formed, that is to say also out into space e, which acts as a chamber combustion chamber.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the constriction la is preceded by a funnel. The flow conditions of the air against the constriction Ir are obviously more favorable. Thus, the mixing of air and fuel before the nozzle passes through is also better. The way it works is the same as in the first example.
The embodiment of Fig. 3 differs from that of FIG. 2 only by the inclined to the cylinder axis angeord designated injection nozzle d and by the accordingly inclined arrangement of the piston cavity space b. In the way they work, the second and third Ausführungsbei match. The latter can be used particularly advantageously in machines that are to be converted at a later date and in which existing valves in the cylinder cover do not allow the injection nozzle to be placed in the center of the cover.
The fourth embodiment shows two inclined injection nozzles d. The fuel and air pass through two constrictions h, into the common piston combustion chamber b. The mode of operation is again the same as in the previous examples.
Fig. 5 shows a fifth game Ausführungsbei a two-stroke engine. The piston head has a displacer 7c which, in the last part of the compression stroke, penetrates a corresponding recess in the cylinder head and forces the air therefrom through the constriction <B> 17 </B> into the piston cavity <I> b </I>. Some of the fuel injected through the nozzle (1) mixes with the air flowing into the combustion chamber b.
The resulting mixture ignites immediately after passing through the constriction 1a. The pressure occurring in the piston cavity during ignition escapes through the channels l into the cylinder chamber e. The channels 1. are arranged in such a way that they initially only connect the part of the cylinder space e outside the displacer 1 with the piston cavity.
In contrast to the four embodiments already described, in which the mixture ignited in the cavity b can only relax through the narrow constriction h, in the fifth exemplary embodiment the gases can relax through the wide channels l. The throttle losses are of course much lower than in the first examples.