CH216497A

CH216497A - Brennkraftmaschine mit Vorkammer.

Info

Publication number: CH216497A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellsch Nutzkraftwagen
Original assignee: Buessing Nag Vereinigte Nutzkr
Priority date: 1939-01-28
Filing date: 1939-02-15
Publication date: 1941-08-31

Description

Brennkraftmaschine mit Yorkammer. Bei Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung ist es bereits bekannt, im Kol benboden oder im Zylinderkopf eine oder mehrere der Brennstoffstrahlform angepasste Brennraummulden vorzusehen. Die sich hierdurch ergebende verpuffungsartige Ver brennung, die auch das Triebwerk der Ma schine ungünstig beeinflusste, machte jedoch, wie die Erfahrungen gelehrt haben, diese Maschine mit direkter Einspritzung vor allem für den Schnellauf ungeeignet.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer und mindestens einem muldenförmigen, durch Ausblaseöffnungen für das Brenn- stoffgE@misch mit dieser verbundenem Brenn- raum, bei welcher die Ausblaseöffnungen ,so mis-gebildet und gerichtet sind, da.ss jeder aus der Vorkammer austretende Brennstoff gemischstrahl gegen die Mulde je eines Brennraumes gerichtet ist.

Dabei ist anzu nehmen, dass im Falle eines einzigen gemein- samen Brennraumes jedem Brennstoffge- mischstrahl ein bestimmter Abschnitt dieses Raumes zugeordnet ist. Infolgedessen wer den die Brennstoffgemischstrahlen gerad linig, also auf kürzestem Wege, ohne sich gegenseitig zu stören, durch die Mulde eines der genannten Brennräume geführt.

Mit Vorteil wird dabei der einzige oder jeder von mehreren Brennräumen so ausgebil det, dass er in er Nähe der Vorkammer nur einen geringen, bei weiterer Entfernung von derselben einen :sich vergrössernden Quer- schnitt besitzt, so dass mit Auflockerung des Brennstoffgemischstrahls auch die mit ihm sich mischende Luftmenge grösser wird.

Der oder die Brennräume können im Kol benboden oder im Zylinderkopf oder aber zum Teil im Kolbenboden und zum Teil im Zylinderkopf angeordnet werden. Ferner können mehrere Brennräume zentrisch ver teilt angeordnet sein, in welchem Falle auch die Vorkammer zentrisch liegt, oder aber sie können exzentrisch lieben, wobei dann auch die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist.

Durch die -Massnahmen der Erfindung wird gegenüber bekannten, mit Vorkammer versehenen Maschinen eine schnellere und durchdringendere Durchmischung des oder der Brennstoffgemischstrahlen mit Luft er reicht. weil die Gestaltung und Anordnung der Brennräume unter dem Einflusse der Kolbenbewegung die Entstehung wirksamer Wirbel der im Zylinder befindlichen Luft und der in den Zylinder eintretenden Brenrr- stoffgenri3elistrahlen begünstigt.

Eine Verbesserung dieser Wirbelwirkung kann erzielt werden in der Weise. dass bei Anwendung mehrerer Brennräume einzelne von ihnen als flache und andere als tiefere Mu?.d-n au--bildet -erden. Daran.: ergil,t sich, dass die flacheren Mulden für die tiefe ren Mulden als zusätzliche Verdrängerflä- chen wirken.

In der Zeichnung sind verschiedene A.us- führun-sformen des Erfindrirrgsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder einer Brennkraftmasehine mit eitler zentrisch angeordneten Vorkammer.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorkam mer mit ihrer. Ausblaseöffntmgen dieser Brennkraftmaschiue und Draufsicht auf den im Kolbenboden angeordneten, aus einer ?Mehrzahl von zentrisch angeordneten Teil- brennräumen gebildeten Brennraum, Fig. 3 einen gleichen Schnitt und Drauf sicht auf einen im Kolbenboden angeordne ten rot=ationskö rperförmigen, muldenartigen Brennraum,

Fig. J einen Längsschnitt durch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine mit ex zentrisch lieo-ender Vorkammer und eben falls exzentrisch im Kolbenboden angeordne tem Brennraum, Fig. 5 eine Draufsicht auf einen aus drei exzentrisch liegenden Teilbrerinrirrmen zusammengesetzten Brennraum, Fig. ss eine Draufsicht auf einen aus zwei symmetrischen,

exzentrisch liegenden Teil- brennräumen zusammengesetzen Brennraum, Fig. 7 einen Längsschnitt gemäss Linie A-A in Fig. 5, aus welchem zu ersehen ist, in welcher Richtung die in den Teilbrenn- räumen erzeugten Wirbel verlaufen.

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen exzen trisch liegenden Brennraum, Fig. 9 einen Längsschnitt einer Brenn- kraftmaschirre mit exzentrisch liegender Vor kammer und im Kolbenboden angeordnetem, aus Teilbrennräumen verschiedener Tiefe ge bildeten Brennraum, Fig. 10 eine Draufsicht auf den Brenn- raum der Brennkraftmaschine gemäss Fig. 9,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch den Kolbenboden gemäss Linie A-B in Fig. 10 und Fig. 12 einen Längsschnitt durch den Kolbenboden gemäss Linie A-C in Fig. 10. Die mittig angeordnete Vorkammer a lFig. 1 und ?) isi in bekannter Weise mit einer grösseren Anzahl von Ausblaseöffnun- gen f versehen.

In dem Kolbenboden g sind die mittigen, spiegelgleich ausgebildeten und voneinander getrennten, muldenartigen Teil- brennräume b vorgesehen. Jedem Teilbrenn- raum b ist eine Ausblaseöffnung f der Vor kammer a zugeordnet.

Diese Ausblaseöff- nungen f sind derart ausgebildet und ange ordnet, dass die aus der Vorkammer mit einem geringen Überdruck austretenden Ge mischstrahlen schräg nach unten (Fig. 1) und, bezogen auf den waagrechten Quer schnitt der Teilbrennräume b (Fig. 2), gerad- iirrig durch dieselben etwa in Richtung ihrer Symmetrieachsen geführt sind.

Diese Teil- brennräume b sind in ihrer Gestaltung dem ans der Vorkammer austretenden Gemisch strahl angepa,sst, das heisst in der Nähe der Vorkammer. wo der austretende Strahl ge ringeren Querschnitt hat, ist auch das Volu- nren der Brennräume gering, .velches erst hei weiterer Entfernung von der Vorkammer grösser wird. In den Teilbrennräumen bildet sieh ein geregelter Luftwirbel, so dass die erstrebte vollkommene und schnelle Verbren nung gewährleistet ist.

Gemäss Fig. 3 ist in dem Kolbenboden g der mittifre. muld@enartigc Rotationskörper c t=orgesehen, und die im gleichen Abstand voneinander liegenden Ausblaseöffnungen ;

sind ebenfalls derart angeordnet und ausge bildet, dass die aus der Vorkammer a mit einem geringen Überdruck austretenden Ge mischstrahlen schräg nach unten, und zwar mehr oder weniger steil, und, bezogen auf den Querschnitt des Brennraumes c, gerad linig durch denselben, ohne sich gegenseitig i zu stören, geführt sind. Der Brennraum c ist den aus der Vorkammer a austretenden Gemischstrahlen angepasst ausgebildet und weist daher in der Nähe der Vorkammer a ein geringes Volumen auf, welches sich bei ;wachsendem Abstand von der Vorkammer entsprechend vergrössert.

Die Fig. 4-l2 zeigen Ausführungsbei spiele mit einer aussermittigen stehenden Vor kammer a. Die einzelnen voneinander ge trennten, unter sich gleichartigen oder un gleichartig ausgebildeten Teilbrennräume d, e, h, m, n und o liegen ebenfalls im Kolben boden g. Ebenso ist es, wie an sich bekannt, möglich, die Teilbrennräume auch im Zylin derkopf i anzuordnen.

Der durch die Aus blaseöffnungen f der Vorkammer a jeweils in die Teilbrennräume geleitete Gemisch strahl ist wiederum schräg nach unten zur Mulde (Fig. 4 und 9) und, bezogen auf den waagrechten Querschnitt der einzelnen Teil- brennräume, geradlinig durch dieselben ge führt (Fig. 5, 6, 8 und 10).

Durch diese Führung der Gemischstrahlen bilden sich innerhalb der Teilbrennräume Wirbel, die, ;bezogen auf den Längsschnitt. des Brenn- raumes, von oben nach unten und von unten nach oben verlaufen (Fig. 7).

Fig. 8 zeigt einen spiegelgleich ausgebil deten Teilbrennraum, .für den drei Ausblase öffnungen f dienen, die auch derart in der Vorkammer a angeordnet sind, dass die in den Brennraum gerichteten Gemischstrahlen sieh nicht gegenseitig stören und den gesam ten muldenartigen Brennraum erfassen.

Bei den Anordnungen nach Fig. 9-12 sind in dem Kolbenboden g die muldenarti gen Teilbrennräume vorgesehen, von denen die Brennräume m und 7a tiefere Mulden als die Brennräume o besitzen, welche flacher ausgebildet sind. Anstatt die Teilbrennräume 7n, n und o im Kolbenboden unterzubringen, können dieselben auch, wie an sich bekannt ist, im Zylinderl-i#opf i und/oder im Kolben boden liegen.

Wie die Figuren zeigen, be sitzen die nebeneinander angeordneten Teil- brennräume verschieden tiefe Mulden, und zwar liegt zwischen je zwei Teilbrennräumen ii, und m mit tieferer Mulde -ein flacher, mul denartiger Brennraum o. Jedem Teilbrenn- raum m, n, und o ist eine Ausblaseöffnung f der Vorkammer a zugeordnet.

Diese Aus blaseöffnungen f sind derart schräg ausge bildet und angeordnet, dass die aus der Vor kammer mit einem geringen Überdruck aus tretenden Gemischstrahlen schräg nach unten (Fig. 9) entsprechend der Gestaltung der zugehörigen Mulde und, bezogen auf den waagrechten Querschnitt der Teilbrennräume (Fig. 10), geradlinig durch dieselben, etwa in Richtung ihrer Symmetrieachsen, geführt sind.

Diese Teilbrennräume m, n und o sind in ihrer Gestaltung dem aus der Vorkammer a austretenden Gemischstrahl angepasst, das heisst in der Nähe der Vorkammer, wo der austretende Strahl geringen Querschnitt hat, ist auch das Volumen der Brennräume klein, welches erst bei weiterer Entfernung von der Vorkammer grösser wird.

Besonders günstig wirkt sich die vorge nommene Ausbildung der Teilbrennräume und die Führung der Gemischstrahlen auch noch für schnellaufende Dieselmaschinen aus. Derartige Maschinen sind bekanntlich zwecks hinreichender Luftfüllung mit grossen Ven tilen und daher mit Ventiltaschen im Zylin der versehen. Der Volumeninhalt dieser Ta schen ist nicht unbeträchtlich, so dass diese Luft auch zur Verbrennung mit herange zogen wird, indem mindestens ein aus der Vorkammer a austretender Gemischstrahl in Richtung auf diese im Zylinder liegenden Ventiltaschen verläuft.

Claims

PATENTANSPRUCH: Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer und mindestens einem muldenförmigen, durch Ausblaseöffnimgen für das Brennstoffge misch mit dieser verbundenen Brennraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblase öffnungen so ausgebildet und gerichtet sind, 5 dass jeder aus der Vorkammer austretende Brennstoffgemischstrahl gegen die Mulde je eines Brennraumes gerichtet und geradlinig, ohne dass die Brennstoffgemischstrahlen sich gegenseitig stören, durch denselben ge- i führt ist.

UNTERANSPRÜUCHE 1. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Brennräume so ausgebildet sind. da.ss sie in der bähe der Vorkammer nur einen ge ringen, bei weiterer Entfernung von dersel ben einen sich vergrössernden Querschnitt be sitzen.

Brennkraftmaschine nach Patentun ; sprueh und U nteransprnch 1, mit. nur einem Brennraum, dadurch gekennzeichnet. dass der Brennraum aus einem zentrisch im Kolben boden angeordneten. rotationskörperförmigen Raum besteht, in welchen radial gerichtete, gleichmässig verteilt angeordnete Ausblase öffnungen der ebenfalls zentrisch angeord neten Vorkammer münden.

3. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1. mit, nur einem Brennraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennraum aus einem zentrisch im Zylinder- honf angeordneten, rotationskörperförniigen Raum besteht, in welchen radial gerichtete. (Yleichmässig verteilt angeordnete Ausblase öffnungen der ebenfalls zentrisch angeord neten Vorkammer münden.

4. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, da.dureh gekennzeichnet, dass d.ie Brennräume im Kolbenboden zentrisch verteilt angeordnet sind und in ,jeden Brenn- raum je mindestens eine Ausblaseöffnung der zentrisch an--eordneten Vorkammer mündet.

7. Brennkraftmaschine nach Patentan- i sprach und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennräume im Zylinderkopf zentrisch verteilt angeordnet sind und in jeden Brenn- raum je mindestens eine Ausblaseöffnung der zentrisch angeordneten Vorkammer mündet.

6. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennräume, in welche je mindestens eine Ausblaseöffnung der zentrisch angeordneten Vorkammer mundet, zentrisch verteilt so an geordnet sind, dass sie zum Teil im Kolben boden und zum Teil im Zylinderkopf liegen.

7. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1. mit nur einem Brennraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist und der Brennraum eine im Kolbenboden ange ordnete, von der Lage der Vorkammer aus sieh symmetrisch erweiternde Mulde bildet, in welche mindestens zwei symmetrisch an geordnete Ausblaseöffnungen münden.

B. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit nur einem Brennraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist, und der Brennraum eine im Zylinderkopf ange ordnete, von der Lage der Vorkammer aus sich symmetrisch erweiternde Mulde bildet, in welche mindestens zwei symmetrisch an geordnete Auslilaseöffnungen@ münden.

¯ 9. Brennkraftmasehine nach Pa.tentan- sprueh und Unteranspruch 1, mit zwei Brenn räumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist und die zwei im Kolbenboden symmetrisch ange ordneten Brennräume von der Lage der Vor kammer aus sich symmetrisch erweitern, wo bei ,je mindestens eine Ausblaseöffnung in sie mündet.

10. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit zwei Brenn- räumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist, und in die zwei im Zylinderkopf symmetrisch an geordneten, von der Lage der Vorkammer ans sich symmetrisch erweiternden Brenn- räume ,je mindestens eine Ausblaseöffnung milndet. 11.

Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist, und die Brennräume von der Lage der Vor kammer aus fächerartig auseinander stre bend im Kolbenboden angeordnet sind, wo bei je mindestens eine Ausblaseöffnung in sie mündet. 12. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist, und die Brennräume von der Lage der Vor kammer aus fächerartig auseinander stre bend im Zylinderkopf angeordnet sind, wo bei je mindestens eine Ausblaseöffnung in sie mündet.

18. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, mit mehreren Brennräumen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer exzentrisch angeordnet ist, und die Brennräume von der Lage der Vor kammer aus fächerartig auseinander stre bend, zum Teil im Kolbenboden und zum Teil im Zylinderkopf angeordnet sind, wo bei je mindestens eine Ausblaseöffnung in sie mündet. 14. Brennkraftmaschine nach Patenan spruch, mit mehreren Brennräumen, da durch gekennzeichnet, dass die Brennräume verschieden tiefe Mulden bilden.

15. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteranspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, dass die Brennräume nebenein ander liegen und verschiedene Tiefe besitzen. 16. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch und Unteransprüchen 14 und 15, da durch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Brennräumen grösserer Tiefe ein flacher aus gebildeter Brennraum liegt.

17. Brennkraftmaschine nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Zy linderkopf Ventiltaschen vorgesehen sind, und dass mindestens ein aus der Vorkammer austretender Brennstoffgemischstrahl in Rich tung auf die im Zylinder liegenden Ventil- taschen gerichtet ist.