Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Vorkammer Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb von Einspritz- Brennkraftmaschinen mit Vorkammer.
Bei solchen Brennkraftmaschinen hat die Einspritm ing der gesamten je Arbeitshub zu verbrennenden Brennstoffmenge in eine durch Bohrungen in der Nähe ihres Bodens mit dem Brennraum des Zylinders in Verbindung ste hende Vorkammer die Aufgabe, durch Ver brennung eines Teils des eingespritzten Brenn stoffes in der Vorkammer einen gegenüber dem Verdichtungsenddruc.k höheren Verbren nungsdruck zu erzeugen und diesen dazu zu be nutzen,
den unverbrannten Hauptteil des in die Vorkammer eingespritzten Brennstoffes mit hoher Geschwindigkeit, in den Brennraum einzublasen, ihn hierbei möglichst fein zu zer stäuben und mit der Verbrennungsluft im Brennraum innig zu mischen.
Es ist einleuchtend, dass diese Aufgabe um so vollkommener erfüllt wird, je höher der in der Vorkammer erzeugte Verbren nungsdruck ist. Es muss daher eine Verbren nung in der Vorkammer angestrebt werden, die einerseits sich einer vollkommenen Ver brennung weitgehend nähert und anderseits bei einem möglichst kleinen Luftüberschuss stattfindet, da nur so der höchstmögliche Verbrennungsdruck in der Vorkammer er zielt werden kann.
Um dies zu erreichen, hat man angestrebt, die Verbrennung möglichst in einem erwei- terten Teil der Vorkammer an der Einmün- dung der Einspritzdüse stattfinden zu lassen.
Zu diesem Zweck hat man die E.insträmung der Luft 'in diesen Teil der Vorkammer so gelenkt, dass dort eine Wirbelbewegung ent steht, die genügt., um eine gerade ausreichende Menge Brennstoff von dem gegen den Boden der Vorkammer gespritzten Brennstoffstrahl abzulösen, als erforderlich ist., um mit der vorhandenen Luft ohne nennenswerten Luft überschuss angenähert vollkommen zu ver brennen.
Die hinreichend vollkommene Be herrschung dieser Vorgänge ist natur gemäss schwierig und unsicher, und eine genaue Anpassung der vom Brennstoffstrahl abgelösten Brennstoffmenge an das zu ihrer wenigstens angenähert vollkommenen Ver brennung bei geringstem Luftübersehuss zur Verfügung stehende Luftgewicht praktisch unmöglich.
Um diesen Mangel der bisher bekannten Vorkammerverfahren zu beseitigen, soll der gegen den Boden der Vorkammer gespritzte Brennstoffstrahl beim Durchgang durch den der Mündung der Einspritzdüse benachbarten Teil der Vorkammer so gut zusammengehal- ten werden, dass er der Zündung und Ver brennung nicht zugänglich ist, so dass von ihm auch kein 'Teil der Verbrennungsluft in diesem Teil der Vorkammer in Anspruch genommen wird.
Um nun in der Vomkanuner einen möglichst hohen Verbrennungsdruck zu erzeugen, soll nach dem Verfahren gemäss der Erfindung der in der Vorkammer zu verbren nende Brennstoff in mindestens einem zu der Richtung des Hauptspritzstrahls unter einem in Spritzrichtung offenen Winkel geneigten, dünneren Strahl in den erweiterten Teil der Vorkammer eingespritzt werden.
Durch ent sprechende Bemessung der ,Spritzbohrung hat man es in der Hand, die Menge des in diesen schwächeren Strahlen eingespritzten Brenn stoffes so zu bemessen, dass in dem der Düsen mündung benachbarten Teil der Vorkammer eine mindestens angenähert vollkommene Ver brennung ohne nennenswerten Luftüberschuss stattfindet und so mit grosser Annäherung der höchstmögliche Verbrennungsdruck erzielt wird.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Einrichtung nach der Erfindung besteht aus einer in der Längsachse der Vor kammer dem Boden der Vorkammer gegen über in einen erweiterten Teil der Vorkammer einmündenden Mehrloch-Einspritzdüse,
die eine axiale und mindestens eine seitliche Spritzbohrung aufweist und der Querschnitt und die Länge der axialen Spritzbohrung grö sser sind als der Querschnitt und die Länge der seitlichen Spritzbohrung und die Achse dieser seitlichen Spritzbohrung zur gemein samen Achse der Vorkammer und der Ein spritzdüse unter einem in Spritzrichtung offenen Winkel geneigt isst.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel der Einrichtung zur Durchfühxnmg des erfindungsgemässen Verfahrens zum Betrieb von Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Vor kammer in einem axialen Schnitt durch den zylinderkopfseitigen Teil eines BTennkraft- masehinenzylinders dargestellt.
Im Zylinderkopf 1 ist aussermittig und mit ihrer Achse parallel zur Längsachse der Bohrring des Zylinders .2; eine Vorkammer 3 eingebaut. Der dem Hubraum des Zylinders benachbarte Teil 4 dieser Vorkammer 3 ist etwas enger als der dem Hubraum abgewen dete Teil 5 dem Vorkammer 3,. Der Raum der Vorkammer 3,
steht in der Nähe seines dem Hubraum des Zylinders 2 zuggekehrten Bodens 6 durch Bohrungen 7 mit dem bei Totlage des Kolbens im Augenblick des Zündbeginnes durch eine Mulde 8 im Boden 9 des Kolbens 10 gebildeten Brennraum in Verbindung, wo bei die Achsen der Bohrungen 7 so geneigt sind,
dass die aus der Vorkammer abblasen den Verbrennungsgase möglichst stossfrei in die Mulde 8 im Kolbenboden hineinblasen und die den Verbrennungsgasen innewohnende Energie in möglichst hohem Masse für eine Mischung der Verbrennüngsgase und des von ihnen mitgerissenen Brennstoffes mit der im Brennraum vorhandenen Vebrennungsluft nutzbar gemacht wird.
Dem Boden 6 der Vorkammer 3 gegenüber mündet in der Achse der VOTkammer in deren weiteren Teil 5 eine Mehrloch-Einspritzdüse 11 ein, die eine axiale Spritzbohrung und mindestens eine weitere Spritzbohrung auf weist, deren Achse 12, zur gemeinsamen Achse 13 der Einspritzdüse 11 und der Vorkammer 3 unter einem in Spritzrichtung offenen Win kel geneigt ist, wobei Querschnitt:
und Länge der axialen Spritzbohrung grösser bzw. länger ist als der Querschnitt und die Länge der seit lichen .Spritzbohrung.
Method and device for operating injection internal combustion engines with an antechamber. The invention relates to a method and a device for operating injection internal combustion engines with an antechamber.
In such internal combustion engines, Einspritm ing the total amount of fuel to be burned per working stroke in a pre-chamber connected to the combustion chamber of the cylinder through bores near its bottom has the task of burning a portion of the injected fuel in the pre-chamber to generate a higher combustion pressure for the final compression pressure and to use this to
The unburned main part of the fuel injected into the prechamber is blown into the combustion chamber at high speed, dusting it as finely as possible and mixing it intimately with the combustion air in the combustion chamber.
It is evident that this task is fulfilled the more perfectly the higher the combustion pressure generated in the antechamber is. Combustion in the prechamber must therefore be aimed at, which on the one hand largely approaches complete combustion and on the other hand takes place with as little excess air as possible, since this is the only way to achieve the highest possible combustion pressure in the prechamber.
In order to achieve this, efforts have been made to have the combustion take place as far as possible in an enlarged part of the antechamber at the junction of the injection nozzle.
For this purpose, the air flow into this part of the antechamber has been directed in such a way that a vortex movement is created there, which is sufficient to detach just enough fuel from the fuel jet sprayed against the floor of the antechamber than is necessary is. in order to burn almost completely with the available air without any appreciable excess of air.
Sufficiently perfect mastery of these processes is inherently difficult and uncertain, and an exact adjustment of the amount of fuel detached from the fuel jet to the air weight available for at least approximately perfect combustion with the smallest excess of air is practically impossible.
In order to eliminate this deficiency of the previously known pre-chamber processes, the fuel jet sprayed against the floor of the pre-chamber should be kept together so well when passing through the part of the pre-chamber adjacent to the mouth of the injection nozzle that it is not accessible to ignition and combustion that it does not use any part of the combustion air in this part of the antechamber.
In order to generate as high a combustion pressure as possible in the Vomkanuner, according to the method according to the invention, the fuel to be burned in the prechamber should be injected into the enlarged part of the fuel in at least one thinner jet inclined to the direction of the main spray jet at an angle open in the spray direction Pre-chamber are injected.
By appropriately dimensioning the injection bore, one has the ability to measure the amount of fuel injected in these weaker jets so that in the part of the antechamber adjacent to the nozzle opening there is at least approximately perfect combustion without any significant excess of air, and so on the highest possible combustion pressure is achieved with a large approximation.
The device according to the invention which is used to carry out this method consists of a multi-hole injection nozzle opening into an enlarged part of the antechamber in the longitudinal axis of the antechamber to the bottom of the antechamber,
which has an axial and at least one lateral spray hole and the cross section and the length of the axial spray hole are greater than the cross section and the length of the side spray hole and the axis of this side spray hole to the common axis of the prechamber and the injection nozzle under one in the spray direction eats inclined open angle.
In the drawing, an exemplary embodiment of the device for performing the method according to the invention for operating injection internal combustion engines with an upstream chamber is shown in an axial section through the part of a Bennkraft- engine cylinder on the cylinder head side.
In the cylinder head 1 is eccentric and with its axis parallel to the longitudinal axis of the drill ring of the cylinder .2; an antechamber 3 installed. The adjacent to the displacement of the cylinder part 4 of this prechamber 3 is somewhat narrower than the part 5 turned away from the displacement of the prechamber 3 ,. The space of the antechamber 3,
is in the vicinity of its bottom 6 facing the displacement of the cylinder 2 through holes 7 with the combustion chamber formed by a depression 8 in the bottom 9 of the piston 10 when the piston is dead at the moment of ignition, where the axes of the holes 7 are so inclined are,
that the combustion gases blown out of the antechamber blow the combustion gases as smoothly as possible into the recess 8 in the piston crown and the energy contained in the combustion gases is made available to the greatest possible extent for a mixture of the combustion gases and the fuel they entrain with the combustion air present in the combustion chamber.
Opposite the bottom 6 of the prechamber 3, a multi-hole injection nozzle 11 opens in the axis of the VOT chamber in its further part 5, which has an axial injection bore and at least one further injection bore, whose axis 12, to the common axis 13 of the injection nozzle 11 and the Pre-chamber 3 is inclined at an angle open in the spray direction, with the cross section:
and length of the axial injection hole is greater or longer than the cross section and the length of the side .Spritzbohrung.