<B>Verfahren zum Betrieb von</B> Vorkammer-Dieselmaschinen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Vorkammer-Dieselmaschinen, bei welchen während des Normalbetriebes Brenn stoff in die Vorkammer eingespritzt und nach teilweiser Verbrennung des Brennstoffes das Geniiseh durch die Druckerhöhung in der Vor kammer in den Hauptbrennraum geblasen wird.
Die Erfindung besteht darin, dass im Zy linderraum verdichtete Luft am Ende des Verdichtungshubes von allen Seiten von den äussern Zylinderraum.teilen einwärts gegen die Vorkammermändung verdrängt wird, um un inittelbar vor der Vorkammermündung auf einanderzutreffen und in eine Vertiefung ini Kolbenboden abgelenkt, zu werden. Zweck mässig wird beim Anlassen Brennstoff in flüs sigem Zustande durch die Vorkammer hin durch in die Kolbenvertiefung gespritzt.
Des weiteren besteht die Erfindung in einer Vorkammer-Dieselmaschine zur Aus übung dieses Verfahrens, die dadurch gekenn zeichnet ist, dass gegenüber der Mündung der Vorkammer in den Zylinderraum eine von einem Kolbenrand umgebene Vertiefung im Kolbenboden angeordnet ist, das CTanze zum Zwecke, dass das aus der Vorkammer austre tende Gemisch an derjenigen Stelle in den Zylinderraum geblasen wird, an welcher die ani Ende des Verdichtungshubes aus den äussern Zylinderraumteilen verdrängte Luft sufeinandertrifft. Vorzugsweise liegt,
am Ende des Verdichtungshubes der Kolbenboden ausserhalb der Kolbenvertiefung so dicht am Zylinderkopf, dass annähernd die gesamte Luft in die Vorkammer und in die Kolben vertiefung verdrängt ist.
Vorzugsweise ist der Mündungskanal der Vorkammer zum Kolbenboden unter einem Winkel von mehr als 60 geneigt. Bei zentra ler Anordnung der Vorkammer am Zylinder kopf ist. die Kolbenvertiefung zentral in bezug auf den Kolbenboden angeordnet, während bei zur Zylinderachse versetzter Ausmündung der Vorkammer und zur Zylinderachse versetzter Kolbenvertiefung letztere auch zur Vorkam mermündung versetzt angeordnet ist., damit die unsymmetrischen Strömungen der verdräng ten Luft vor der Vorkammermündung aufein- andert.reffen und an dieser 'Stelle in die Kol benvertiefung abgelenkt werden.
Die Zeichnung betrifft. Ausführungsbei spiele der erfindungsgemässen Maschine. Fig.1 zeigt einen Zylinder einer Maschine mit zen tral am Zylinderkopf angeordneter Vorkam mer. Die Fis. ? bis 1 zeigen Zylinder von Maschinen in bezug auf die Zylinderachse ver setzt angeordneten Vorkammern. An Hand der Ausführungsbeispiele wird auch das er findungsgemässe Verfahren beispielsweise er läutert.
Gemäss Fig. 1 besitzt die Maschine, die z. B. eine Viertakt-Dieselmaschine sein kann, im Maschinenzylinder a einen Kolben ö, wel- eher im innern Totpunkt dicht am zweck mässig wassergekühlten Zylinderkopf c mit den Ventilen d liegt, so dass nur ein schmaler Ringspalt e zwischen den Randpartien des Kolbens und dem Zylinderkopf verbleibt. Der Hauptbrennraum wird durch eine Kolbenver tiefung f gebildet, welche zusammen mit der Vorkammer im innern Kolbentotpunkt an nähernd die gesamte Verbrennungsluft ent hält.
Die Kolbenvertiefung f ist hierbei koaxial zur Zylinderachse und zum im Zylinderkopf befindlichen Mündungskanal i der kugelför migen Vorkammer jz angeordnet. Der Brenn stoff wird in die Vorkammer durch eine Düse g eingespritzt, und zwar quer durch die Vor kammer h und in Richtung des düsenförmig gestalteten Mündungskanals i, welcher die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum ver bindet. Die Austrittsöffnung des Mündungs kanals ist hierbei bündig mit der Innenseite der Wandung des Zylinderkopfes.
Die Länge des Kanals ist grösser als seine lichte Weite und entspricht mindestens an nähernd der Tiefe der Kolbenvertiefung f.
Beim Verdichtungshub des Kolbens wird, sobald sich derselbe dem innern Kolbentot punkt nähert, die Luft aus den äussern Raum teilen des Zylinders, welche sich zu dem schmalen Ringspalt e verengen, von allen Sei ten gegen die Zylinderachse in den Haupt- brennraum verdrängt, damit sie unmittelbar vor der Ausmündung des Verbindungskanals i der Vorkammer aufeinandertrifft und als dann in die Vertiefung f des Kolbenbodens abgelenkt wird. Der in die Vorkammer einge spritzte Brennstoff wird nach Zündung des selben teilweise verbrannt,
so dass das Gemisch unter der Wirkung .der in der Vorkammer verursachten Drucksteigei-Ling durch den Ver bindungskanal i in die Kolbenvertiefung aus geblasen wird. Das in den Hauptbrennraum austretende Gemisch wird von den zu einem Ringwirbel abgelenkten Luftströmungen in der Kolbenvertiefung erfasst und verteilt.
Durch die koaxiale Anordnung von Einspritz düse und Verbindungskanal ist zugleich die Möglichkeit gegeben, dass während des An lassens, das heisst also bei niedrigen Drehzah- len, Brennstoff unmittelbar aus der Düse durch die Vorkammer und den Verbindungs kanal hindurch in den Hauptbrennraum ge spritzt und dadurch das Anlassen erleichtert wird.
Bei der Maschine nach Fig. 2 ist die Vor kammer seitlich neben den Ventilen und ex zentrisch und schräg zur Zylinderachse im zweckmässig wassergekühlten Zylinderkopf an geordnet. Die Kolbenvertiefung f ist ebenfalls zur Zylinderachse versetzt. Da beim Verdich tungshub zur Achse des Kolbens unsymmetri sche Luftströmungen entstehen, mündet die Vorkammer entsprechend den ausserhalb der Mitte der Kolbenvertiefung zusammentreffen den Luftströmen exzentrisch in die Kolben vertiefung aus. Die Abmessung der Kolben vertiefung ist - ebenso wie beim Beispiel nach Fig. 1 - senkrecht zur Zylinderachse grösser als in Richtung der Zylinderachse.
Bei der Maschine nach Fis. 3 ist die Kol benvertiefung f der Schräglage des Mün dungskanals i der Vorkammer 3z entsprechend schräg angeordnet, wobei die Achsen des Mün dungskanals und der Kolbenvertiefung unter Berücksichtigung der unsymmetrischen Strö mungsverhältnisse zueinander etwas versetzt sind. Im Vergleich zu den Ausführungsbei spielen nach Fig. 1 und ? ist die Abmessung der Vertiefung f in Richtung der Achse der Vertiefung grösser.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. .l er weitert sich die Kolbenvertiefung konisch gegen den Zylinderraum. Die Vorkammer mündet entsprechend der zur Zylinderachse exzentrischen Anordnung der Vertiefung f ihrerseits mit leichter Exzentrizität zur Achse der Kolbenvertiefung in diese aus.
Die Maschine kann als Zweitakt- oder Viertaktmaschine betrieben und für beliebige Zwecke, insbesondere auch als schnellaufende Fahrzeugdieselmaschine, verwendet werden. Die Vorkammer kann im Zylinderkopf einge gossen oder in diesen eingesetzt sein. Auch kann der Mündungskanal der Vorkammer in einem besonderen Einsatzstück oder Futter vorgesehen werden.
<B> Method for operating </B> pre-chamber diesel engines. The invention relates to a method for operating pre-chamber diesel engines, in which fuel is injected into the pre-chamber during normal operation and after partial combustion of the fuel the geniiseh is blown into the main combustion chamber by the pressure increase in the pre-chamber.
The invention consists in the fact that air compressed in the cylinder chamber at the end of the compression stroke is displaced from all sides by the outer cylinder chamber parts inwardly against the prechamber mouth in order to meet immediately in front of the prechamber mouth and to be deflected into a recess in the piston crown. When starting, fuel is expediently injected in a liquid state through the prechamber and into the piston recess.
Furthermore, the invention consists in a prechamber diesel engine for practicing this method, which is characterized in that opposite the opening of the prechamber into the cylinder space, a recess surrounded by a piston edge is arranged in the piston head, the CTanze for the purpose of that The mixture emerging from the prechamber is blown into the cylinder chamber at the point where the air displaced from the outer cylinder chamber parts at the end of the compression stroke meets. Preferably,
At the end of the compression stroke, the piston crown outside the piston recess is so close to the cylinder head that almost all of the air is displaced into the prechamber and the piston recess.
The orifice channel of the prechamber is preferably inclined to the piston head at an angle of more than 60 degrees. When the prechamber is centrally located on the cylinder head. the piston recess is arranged centrally with respect to the piston head, while if the opening of the prechamber is offset to the cylinder axis and the piston recess is offset to the cylinder axis, the latter is also offset to the prechamber opening so that the asymmetrical flows of the displaced air before the prechamber opening meet and be deflected at this point in the piston recess.
The drawing concerns. Exemplary games of the machine according to the invention. Fig.1 shows a cylinder of a machine with a central chamber arranged on the cylinder head. The Fis. ? to 1 show cylinders of machines with respect to the cylinder axis ver sets arranged pre-chambers. Using the exemplary embodiments, the method according to the invention is also explained, for example.
According to Fig. 1, the machine that z. B. can be a four-stroke diesel engine, in the machine cylinder a a piston ö, wel- rather in the inner dead center close to the appropriately water-cooled cylinder head c with the valves d, so that only a narrow annular gap e between the edge parts of the piston and the cylinder head remains. The main combustion chamber is formed by a piston recess f, which together with the antechamber in the inner piston dead center holds nearly all of the combustion air ent.
The piston recess f is arranged coaxially to the cylinder axis and to the orifice channel i of the kugelför-shaped prechamber jz located in the cylinder head. The fuel is injected into the antechamber through a nozzle g, across the front chamber h and in the direction of the nozzle-shaped mouth channel i, which connects the antechamber with the main combustion chamber. The outlet opening of the orifice channel is here flush with the inside of the wall of the cylinder head.
The length of the channel is greater than its inside width and corresponds at least to the depth of the piston recess f.
During the compression stroke of the piston, as soon as it approaches the inner piston dead point, the air from the outer space parts of the cylinder, which narrow to the narrow annular gap e, is displaced from all sides against the cylinder axis into the main combustion chamber, so that it is Immediately before the opening of the connecting channel i the prechamber meets and is then deflected into the recess f of the piston head. The fuel injected into the prechamber is partially burned after it has been ignited,
so that the mixture is blown out through the connecting channel i into the piston recess under the effect of the pressure rise caused in the antechamber. The mixture emerging into the main combustion chamber is captured and distributed in the piston recess by the air currents deflected into an annular vortex.
The coaxial arrangement of the injection nozzle and the connecting channel also allows fuel to be injected directly from the nozzle through the antechamber and the connecting channel into the main combustion chamber during start-up, i.e. at low speeds starting is made easier.
In the machine according to Fig. 2, the front chamber is arranged laterally next to the valves and ex centric and oblique to the cylinder axis in the water-cooled cylinder head expediently. The piston recess f is also offset from the cylinder axis. Since the compression stroke to the axis of the piston creates asymmetrical air flows, the prechamber opens out eccentrically into the piston recess in accordance with the air currents that meet outside the center of the piston recess. The dimension of the piston recess is - as in the example of FIG. 1 - larger perpendicular to the cylinder axis than in the direction of the cylinder axis.
With the machine according to Fis. 3, the Kol benvertiefung f of the inclined position of the Mün tion channel i of the prechamber 3z is arranged at an angle accordingly, the axes of the Mün formation channel and the piston recess being slightly offset from one another, taking into account the asymmetrical Strö flow conditions. In comparison to the Ausführungsbei play according to Fig. 1 and? the dimension of the recess f is larger in the direction of the axis of the recess.
In the embodiment of Fig. .L it widens the piston recess conically towards the cylinder space. In accordance with the arrangement of the recess f which is eccentric to the cylinder axis, the antechamber opens into the piston recess with a slight eccentricity to the axis of the piston recess.
The machine can be operated as a two-stroke or four-stroke engine and can be used for any purpose, especially as a high-speed vehicle diesel engine. The prechamber can be cast into the cylinder head or inserted into it. The mouth channel of the antechamber can also be provided in a special insert or lining.