CH198488A - Device for mixing the fuel and the combustion air in injection internal combustion engines. - Google Patents

Device for mixing the fuel and the combustion air in injection internal combustion engines.

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CH198488A
CH198488A CH198488DA CH198488A CH 198488 A CH198488 A CH 198488A CH 198488D A CH198488D A CH 198488DA CH 198488 A CH198488 A CH 198488A
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Switzerland
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fuel
screen
mixing
air
injection
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Stephan Kammer Georg
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Stephan Kammer Georg
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • F02B19/04Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  

  Vorrichtung zum Vermischen des Brennstoffes und der     Verbrennungsluft     in     Einspritzbrennkraftmaschinen.       Es     ist    bereits vorgeschlagen     worden,    die  innige     Vermischung    des Brennstoffes und der       Verbrennungsluft    in     Einspritzbrennkraft-          maschinen    dadurch zu fördern,

   dass man die  Luft     mittels    eines im Arbeitsraum oder in  einer Vorkammer vorgesehenen     Hilfskolbens     durch einen engen Kanal     hindurchdrängte          und    die zufolge des     engen        Querschnittes    mit  grosser     Geschwindigkeit    strömende Luft vor  der     Brennstoffeinspritzdüse        vorbeistreichen     liess. Hierbei trafen     Luft    und Brennstoff im       wesentlichen        rechtwinklig        zusammen.     



  Bei     diesen    Maschinen     konnten        Luft    und       Brennstoff    sich nur     unvollkommen    ver  mischen; wurde     nämlich    ein kompakter  Brennstoffstrahl eingespritzt, so kam die er  forderliche     Zerstäubung    nicht     zustande,    bei       Verwendung    einer den Brennstoff in der üb  lichen Weise in einen kegelartigen     Strahl    zer  stäubenden     Einspritzdüse    aber trat der Übel  stand auf,

   dass die     feinen    Brennstoffteilchen  von der senkrecht zur Achse des Brennstoff  kegels     daherströmenden    Luft in ein- und der-    selben Richtung fortgerissen     wurden,    sich zu  sammenballten und die auf diese Weise ge  bildeten Brennstoffkügelchen     eine        ungünstige          Verbrennung    ergaben.  



  Bei der     erfindungsgemässen    Vorrichtung  werden die Teilchen des eingespritzten Brenn  stoffes von der     Luftströmung    nach verschie  denen     Richtungen        auseinandergetrieben.     



  Die     Erfindung    betrifft     eine        Vorrichtung          zum        Vermischen    des Brennstoffes und der       Verbrennungsluft        in        Einspritzbrennkraftma-          schinen,    welche im     Brennraume    vor der     Ein-          spritzdüse    ein Element besitzt,

   das den       Brennraum    in durch     verhältnismässig    enge       Öffnungen        miteinander    in     Verbindung     stehende     Teile    unterteilt     und    während der       Einspritzung    bewegt     wird,    um eine     Luftströ-          mung    zu     bewirken,    die dadurch gekennzeich  net ist,     dass    -dieses Element die     Form    eines  Schirmes hat,

   an welchem um die Achse des       Brennstoffstrahles    herum     Verbindungsöff-          nungen    für die durch den Schirm     getrennten     Teile des     Brennraumes    vorgesehen     sind.         Der Brennstoff kann in einem mit der  Schirmachse gleichachsigen     kegelmantelför-          migen    Strahl eingespritzt werden.

   Die Öff  nungen des Schirmes können gegen die Brenn  stoffdüsenseite divergieren und der Schirm  kann gleichzeitig mit einer Bewegung in der  Richtung des     Brennstoffstrahles    auch um  seine     Achse    gedreht werden, so dass sich die  Brennstoffteilchen unter der Wirkung der  aus den     Öffnungen    ausströmenden Luft auf  einer sehr günstigen spiralförmigen Bahn von  stets     zunehmendem    Durchmesser bewegen.  



  Zwecks Einstellung der optimalen Luft  strömung kann der Schirm aus mehreren.  mindestens aber aus zwei eng     aneinanderlie-          genden    Platten zusammengesetzt sein, die  sich gegeneinander derart verstellen lassen,  dass die Öffnungen der einen Platte durch die  andere Platte je nach der Verstellung mehr  oder weniger verdeckt werden.  



  Die Zeichnung zeigt in einem Schnitt des  Zylinderkopfes einer     Einspritzbrennkraftma-          schine    durch die Achse der Brennstoffein  spritzdüse eine beispielsweise Ausführungs  form der erfindungsgemässen Vorrichtung.  



  Der den Kolben 2 aufnehmende Arbeits  zylinder 1 steht in ständiger Verbindung mit  dem Brennraum der Maschine, welcher durch  den vor der Einspritzdüse 3 angeordneten,  kegelförmig ausgebildeten Schirm 4 in zwei  Teile 6 und 8 unterteilt ist. Die Düse 3 mün  det in den Raumteil 6 und spritzt den Brenn  stoff in einem     kegelmantelförmigen    Strahl  koaxial zum Schirm 4. Der Schirm 4 ist. um  die Achse des Brennstoffstrahls herum mit  verhältnismässig engen, gegen die Seite der  Düse 3     auswärts    gerichteten Öffnungen 7  versehen, welche die beiden Teile 6 und 8  des Brennraumes miteinander verbinden.  



  Die in den Arbeitszylinder 1 vor der  Kompression eingeführte Luft     wird    durch  den im Zylinder aufwärts gehenden Kolben 9  verdichtet. Wenn gegen Ende des Kompres  sionshubes die Brennstoffeinführung in den  Raum 6 durch die Düse 3 beginnt, wird der  in seiner linken     Grenzlage    befindliche Schirm    4     mittels    der Stange 5 mit grosser Geschwin  digkeit durch die Schraubenfeder 9 nach  rechts     bewegt.    Infolgedessen strömt die Luft  aus dem sich fortschreitend verkleinernden  Raum 8 durch die verhältnismässig engen  Öffnungen 7 mit grosser Geschwindigkeit in  den sich vergrössernden     Raum    6 jenseits des  Schirmes 4 hinüber.

   Die     aus    den Öffnungen 7  austretenden Luftstrahlen divergieren und  vermischen sich beim     Zusammenstossen    innig  mit den sich längs eines Kegelmantels fort  bewegenden Brennstoffteilchen, wobei sie  diese in verschiedenen Richtungen mit sich  reissen. Nach erfolgter Brennstoffeinspritzung  kehrt der Schirm 4 in seine ursprüngliche  Lage zurück.  



  Die Bewegung des     Schirmes    4 kann zum  Beispiel durch Hebel von einer Steuerwelle  aus oder durch     hydraulische        Irraft    bewirkt  werden, und zwar nur in einer     Richtung     aber entgegen einer     Rückführkraft    oder in  beiden. Beginn     und    Ende der Schirmbewe  gung können einstellbar sein, so dass     auf     dem Erfahrungswege die günstigsten Ver  mischungsverhältnisse erreicht werden kön  nen.  



  Der Schirm 4 übt auch, wenn er sich  während der Brennstoffeinspritzung in ent  gegengesetzter Richtung zum Brennstoff  strahl bewegt, einen günstigen     Einfluss    auf  die Vermischung     aus.  



  Device for mixing the fuel and the combustion air in injection internal combustion engines. It has already been proposed to promote the intimate mixing of the fuel and the combustion air in internal combustion engines by

   that the air was forced through a narrow channel by means of an auxiliary piston provided in the working space or in an antechamber and the air flowing at high speed due to the narrow cross section was allowed to sweep past the fuel injector. Here air and fuel met essentially at right angles.



  In these machines, air and fuel could only mix incompletely; If a compact fuel jet was injected, the necessary atomization did not take place, but when an injection nozzle was used to atomize the fuel in the usual way into a cone-like jet, the problem arose,

   that the fine fuel particles were carried away in one and the same direction by the air flowing through it perpendicular to the axis of the fuel cone, and that the fuel globules formed in this way resulted in unfavorable combustion.



  In the device according to the invention, the particles of the injected fuel are driven apart by the air flow in various directions.



  The invention relates to a device for mixing the fuel and the combustion air in fuel injection engines, which has an element in the combustion chamber in front of the injection nozzle,

   which divides the combustion chamber into parts connected to one another by relatively narrow openings and which is moved during the injection in order to produce an air flow which is characterized in that this element has the shape of a screen,

   at which connection openings are provided around the axis of the fuel jet for the parts of the combustion chamber separated by the screen. The fuel can be injected in a conical jacket-shaped jet coaxial with the umbrella axis.

   The openings of the screen can diverge towards the fuel nozzle side and the screen can also be rotated around its axis with a movement in the direction of the fuel jet, so that the fuel particles move under the action of the air flowing out of the openings in a very favorable spiral shape Move orbit of ever increasing diameter.



  To adjust the optimal air flow, the umbrella can be made up of several. but at least be composed of two closely spaced plates which can be adjusted relative to one another in such a way that the openings of one plate are more or less covered by the other plate, depending on the adjustment.



  The drawing shows, in a section of the cylinder head of an internal combustion engine through the axis of the fuel injection nozzle, an exemplary embodiment of the device according to the invention.



  The working cylinder 1 receiving the piston 2 is in constant communication with the combustion chamber of the machine, which is divided into two parts 6 and 8 by the cone-shaped screen 4 arranged in front of the injection nozzle 3. The nozzle 3 opens into the space part 6 and injects the fuel in a cone-shaped beam coaxial with the screen 4. The screen 4 is. provided around the axis of the fuel jet with relatively narrow openings 7 which are directed outwards towards the side of the nozzle 3 and which connect the two parts 6 and 8 of the combustion chamber to one another.



  The air introduced into the working cylinder 1 before the compression is compressed by the piston 9 rising up in the cylinder. When the fuel is introduced into space 6 through nozzle 3 towards the end of the compression stroke, the screen 4 located in its left limit position is moved to the right by means of the rod 5 at high speed by the helical spring 9. As a result, the air flows from the progressively decreasing space 8 through the relatively narrow openings 7 at great speed into the expanding space 6 on the other side of the screen 4.

   The air jets emerging from the openings 7 diverge and mix intimately when they collide with the fuel particles moving along a cone jacket, dragging them with them in different directions. After the fuel injection has taken place, the screen 4 returns to its original position.



  The movement of the screen 4 can be brought about, for example, by levers from a control shaft or by hydraulic force, namely only in one direction but against a return force or in both. The beginning and end of the screen movement can be adjustable so that the most favorable mixing ratios can be achieved on the basis of experience.



  The screen 4 also exerts a beneficial influence on the mixing when it moves in the opposite direction to the fuel jet during fuel injection.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zum Vermischen des Brenn stoffes und der Verbrennungsluft in Ein- spritzbrennkraftmaschinen, welche im Brenn- raume vor der Einspritzdüse ein Element be sitzt, das den Brennraum in durch verhältnis mässig enge Öffnungen miteinander in Ver bindung stehende Teile unterteilt und wäh rend der Einspritzung bewegt wird, um eine Luftströmung zu bewirken. PATENT CLAIM: Device for mixing the fuel and the combustion air in injection engines, which has an element in the combustion chamber in front of the injection nozzle that divides the combustion chamber into parts that are connected to one another through relatively narrow openings and during the injection is moved to cause air flow. dadurch gekenn zeichnet, dass dieses Element die Form eines Schirmes hat, an welchem um die Achse des Brennstoffstrahls herum VerbindungSöffnun- gen für die durch den Schirm getrennten Teile des Brennraumes vorgesehen sind, UNTEUANSPRÜCIIF 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Schirm gleichzeitig mit einer Bewegung in der Achsrichtung des Brennstoffstrahls auch eine drehende Bewegung vollführt. characterized in that this element has the shape of a screen on which connection openings for the parts of the combustion chamber separated by the screen are provided around the axis of the fuel jet. 1. Device according to patent claim, characterized in that the screen simultaneously with a movement in the axial direction of the fuel jet also performs a rotating movement. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm aus aneinanderliegenden Platten zusammengesetzt ist, die sich gegeneinander verstellen lassen, derart, dass der Querschnitt der Verbindungsöff nungen geändert wird. 2. Apparatus according to claim and un teran claim 1, characterized in that the screen is composed of adjacent plates which can be adjusted against each other, such that the cross-section of the connection openings is changed.
CH198488D 1937-06-02 1937-06-02 Device for mixing the fuel and the combustion air in injection internal combustion engines. CH198488A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254751A (en) * 1978-07-27 1981-03-10 Centro Ricerche Fiat S.P.A. Diesel engines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4254751A (en) * 1978-07-27 1981-03-10 Centro Ricerche Fiat S.P.A. Diesel engines

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