CH338325A - Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine

Info

Publication number
CH338325A
CH338325A CH338325DA CH338325A CH 338325 A CH338325 A CH 338325A CH 338325D A CH338325D A CH 338325DA CH 338325 A CH338325 A CH 338325A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
fuel
air
combustion chamber
wall
chamber wall
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Meurer Siegfried Ing Dr
Original Assignee
Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschf Augsburg Nuernberg Ag filed Critical Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Publication of CH338325A publication Critical patent/CH338325A/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0675Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621Squish flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0624Swirl flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/066Details related to the fuel injector or the fuel spray the injector being located substantially off-set from the cylinder centre axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0666Details related to the fuel injector or the fuel spray having a single fuel spray jet per injector nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description


  Verfahren     zum    Betrieb einer     luftverdichtenden,        selbstzündenden        Brennkraftmaschine       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Be  trieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden     Brenn-          kraftmaschine.    Eine nach diesem Verfahren arbei  tende     Brennkraftmaschine    ist in der deutschen Pa  tentschrift Nr. 865 683 beschrieben.

   Bei dieser     Brenn-          kraftmaschine    wird der flüssige Kraftstoff gegen Ende  des Verdichtungshubes in den Zylinder eingespritzt  und ohne wesentliche     Vorzerstäubung    durch die Ver  brennungsluft auf eine     Brennraumwand    aufgetragen  und dort in Filmform ausgebreitet. Die     Brennraum-          wand    ist dabei auf einer Temperatur gehalten, die  unter der thermischen     Zerfalltemperatur    des Kraft  stoffes, aber noch in dessen Siedebereich liegt.  



  Diese thermische Zerfallstemperatur des Kraft  stoffes, das heisst die Temperatur des Kraftstoffes,  bei der sein thermischer Zerfall (Pyrolyse) merkbar  in Erscheinung tritt, ist eine sehr verwickelte Funk  tion der     Verweilzeit    des Kraftstoffes, des Druckes,  der Art des Kraftstoffes, der Anwesenheit von  Fremdstoffen, des Materials der     Brennraumwandung     u. a. m. Von Interesse ist natürlich nur die Zerfall  temperatur der Kraftstoffe bei den Verhältnissen im  Brennraum eines Motors, bei dem das erfindungs  gemässe Verfahren Anwendung findet.

   Auf Grund  von Versuchen mit einem derartigen Motor wurde  festgestellt, dass die thermische Zerfallstemperatur  sowohl für einen zündwilligen     Dieselkraftstoff    als  auch für ein relativ zündunwilliges Autobenzin im  Bereich von 400 bis 450  C zu liegen kommt, so dass  es für die genannten Kraftstoffe ratsam erscheint,  die Temperatur der     Brennraumwand    nicht wesentlich  über 380  C ansteigen zu lassen.  



  Um den Kraftstoff in Filmform auf der     Brenn-          raumwand    auszubreiten, erfolgt dessen     Auftragung     auf die Wandung des Brennraumes in der Weise  reflexionsfrei, dass eine möglichst grosse Fläche der       Brennraumwand    mit Kraftstoff benetzt wird, der an    der Wand haften bleibt; dies wird dadurch erreicht,  dass ein oder mehrere     Kraftstoffstrahlen    bei jeweils  kurzer freier     Strahlweglänge    unter spitzem     Auftreff-          winkel    auf die     Brennraumwand    gerichtet sind.

   Die  Verbrennungsluft, welcher bereits bei ihrem Eintritt  in den Zylinder eine Rotationsbewegung     gleichsinnig     zur Kraftstoffeinspritzung erteilt wird, wird dabei mit  hoher Geschwindigkeit an den     Auftreffstellen    des  Kraftstoffes und der filmartig vom Kraftstoff be  netzten     Wandungsfläche    vorbeigeführt, wodurch der  Kraftstoff allmählich in Dampfform von der Wand  abgelöst, mit der Luft     vermischt    und verbrannt wird.  



  Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Ver  besserung des Verfahrens zum Betrieb derartiger,  bekannter     Brennkraftmaschinen    zu erzielen, und zwar  durch besondere Massnahmen hinsichtlich der Kraft  stoffeinspritzung und des Verdichtungsverhältnisses,  welche eine zuverlässige Zündung gewährleisten,  ohne dass dadurch die Eigenschaften der bekannten  Maschine im Hinblick auf geräuscharmen Verbren  nungsablauf und Wirtschaftlichkeit nachteilig beein  flusst werden.  



  Die bekannte Maschine weist insofern einen  entscheidenden Fortschritt gegenüber allen sonstigen  mit überwiegender Luftverteilung des Kraftstoffes  arbeitenden     Brennkraftmaschinen    auf, als durch die  filmartige     Auftragung    des Kraftstoffes an der     Brenn-          raumwand    vorzeitige chemische Zerfallsreaktionen  des Kraftstoffes, die einen zu plötzlichen Verbren  nungsablauf mit hohen Drucksteigerungen und Auf  treten von Klopfgeräuschen zur Folge haben, ver  mieden werden.  



  Es hat sich nun aber gezeigt, dass bei einer film  artigen     Auftragung    des Kraftstoffes auf die Brenn  raumwand mit Ablösung und Vermischung dessel  ben in Dampfform an die Zündung des so gebildeten       Brennstoffdampf-Luftgemisches    bestimmte Anforde-           rangen    zu stellen sind, die bei der bekannten Ma  schine noch nicht in befriedigender Weise erfüllt  werden. Die Zündung     in    einer     Dieselmaschine    wird  bekanntlich durch die am Ende des Verdichtungs  hubes entstehende Kompressionswärme herbeigeführt.

    Während nun bei     Brennkraftmaschinen,    welche mit  ausgesprochener     Luftverteilung    des     Kraftstoffes    ar  beiten,     in    dieser Hinsicht keine Schwierigkeiten be  stehen, da die     Verdichtungsendtemperatur    über der  Zündtemperatur des in die Luft eingespritzten Kraft  stoffes liegt und der in die Luft verteilte Kraftstoff  im Dampfzustand den Zündpunkt der Flüssigkeit  aufweist, ist dies bei einem Gemisch, das aus an  der     Brennraumwand    verdampftem Kraftstoff und  Luft besteht, wesentlich anders.

   Der     Verdampfungs-          vorgang    an der     Brennraumwand,    der schnell aufein  anderfolgend nur     Teilmengen    erfasst, lässt ein Brenn  stoffdampf-Luftgemisch entstehen, dessen Zündpunkt  so hoch liegt, dass es in der kurzen zur Verfügung  stehenden Zeit allein durch die     Verdichtungsendtem-          peratur    nicht mehr gezündet werden kann.

   Denn der  Zündpunkt     derartiger        Gemische    liegt erfahrungsge  mäss bei     etwa    700  C, während die bei der Kompres  sion entstehende Endtemperatur nur etwa 500        erreicht.        Würde        man        also        den        Kraftstoff        100        %        ig     auf die Wand verteilen und in dieser Verteilung zur  Verdampfung bringen, dann würde eine Zündung  durch die Kompressionswärme nicht mehr zustande  kommen.  



  Das Verfahren nach vorliegender     Erfindung    be  ruht auf der Erkenntnis, dass bei der Bildung eines  Gemisches, welches aus an der     Brennraumwand    ver  dampftem Kraftstoff und Luft besteht, zur Einleitung  der Zündung ein     luftverteilter        Kraftstoffanteil    erfor  derlich ist, der eine bestimmte     Mindestgrenze    ein  halten mass, damit bei     allen    Betriebszuständen eine  zuverlässige Zündung gewährleistet ist.

   Diesem Um  stand wird die     bekannte,    mit Wandverteilung des  Kraftstoffes arbeitende     Bremskraftmaschine    nur in  unvollkommener Weise insoweit gerecht, als zwang  läufig auch dort mit der auf die Wand verteilten  Kraftstoffeinspritzung durch Randablösung eine ge  wisse     Luftverteilung    verbunden ist, welche vom ge  schlossenen     Kraftstoffstrahl        abgesplitterte        Kraftstoff-          teilchen    zur unmittelbaren     Vermischung    mit der Luft  gelangen lässt, wodurch die     Einleitung    der Zündung  für das übrige     Brennstoffdampf-Luftgemisch    ermög  licht wird.

   Eine in dieser Weise     bewirkte    Zündung  ist jedoch unbestimmt, das heisst mehr oder weniger  noch dem Zufall überlassen und führt zum Versagen,  wenn die Wandverteilung des Kraftstoffes über eine  zulässige Höchstgrenze hinaus ausgedehnt wird, wie  dies bei der bekannten Maschine freigestellt ist.  Anderseits gibt die bekannte Maschine auch noch       keinen    Aufschluss darüber, wie bei     Unterteilung    der  Kraftstoffeinspritzung in einen wand- und luftverteil  ten Kraftstoffanteil bestimmter Grössenordnungen das  Verdichtungsverhältnis zu wählen ist, welches für die  Zündung des     luftverteilten    Kraftstoffes gleichfalls  eine Rolle spielt.

      Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher,  ein Verfahren zu schaffen, dass diese bei der be  kannten Maschine noch bestehenden Mängel be  seitigt. Das Verfahren nach der     Erfindung    besteht  darin, dass bei einer     Brennkraftmaschine    mit Wand  verteilung des     Kraftstoffes    der eingangs beschriebenen       Art    der Hauptteil des eingespritzten Kraftstoffes,  jedoch nicht mehr     als    98 0/0, in filmartiger     Verteilung     auf die     Brennraumwand    aufgetragen wird, während  gleichzeitig der restliche Teil des Kraftstoffes,

       min-          destens        aber    2     %        und        höchstens        so        viel,        dass        sich     beim Startlauf der Maschine gerade kein wahr  nehmbares Zündgeräusch mehr zeigt, in die Ver  brennungsluft eingespritzt wird, wobei das Verdich  tungsverhältnis so gewählt ist, dass eine Selbstzün  dung des luftverteilt eingespritzten Kraftstoffanteils  mit Sicherheit erfolgt, dass dagegen der auf die  Wand aufgebrachte Kraftstoff allein nicht zündet.  



  Die Zündung wird sonach als     Selbstzündungs-          vorgang    eines     bestimmten        luftverteilten    Kraftstoff  anteils, der eine Mindestgrenze nicht unterschreiten  und eine Höchstgrenze nicht überschreiten darf,  sichergestellt.

   Die Luftverteilung des Kraftstoffes       liegt        dabei        zweckmässig        zwischen    2     und        10%.        Da-          durch    ergibt sich eine gute     Stabilisierung    der Zün  dung, und es erübrigt sich der Einbau einer Hilfs  zündung, welche nach in der Dieselmotorentechnik  bekannten Vorbildern bei unsicheren     Zündverhält-          nissen    das nächstliegende wäre.  



  Die Wahl des Verdichtungsverhältnisses, welche  in der angegebenen Weise auf die Zündeigenschaften  des Luft- und     wandverteilten    Kraftstoffes abgestellt  ist, hängt natürlich auch von der Art des verwen  deten Kraftstoffes ab und wird mit durch den vor  gegebenen Zylinderdurchmesser bestimmt. Das Ver  dichtungsverhältnis einer Maschine betrieben gemäss  dem Verfahren nach der Erfindung liegt im Bereich  der bei Dieselmaschinen üblichen Werte, ist hierbei  jedoch infolge der vorgegebenen Bedingungen ver  hältnismässig eng begrenzt. Für den Betrieb mit  schwer zündenden Kraftstoffen (Teeröle, Gasöle  oder dergleichen) kommt beispielsweise ein Ver  dichtungsverhältnis 1 : 17, bei Betrieb mit leicht  selbstzündenden Kraftstoffen wie Benzin ein Ver  dichtungsverhältnis von etwa 1 : 20 in Betracht.  



  Eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens  gemäss der Erfindung ist weiterhin auch hinsichtlich  der Formgebung des Brennraumes an gewisse Vor  aussetzungen gebunden, die ähnlich wie bei der  bekannten Maschine im wesentlichen darin bestehen,  dass  1. eine filmartige     Auftragung    des Kraftstoffes mög  lich ist,  2. die erforderliche Wandtemperatur gewährleistet  ist und  3. die Verbrennungsluft im Brennraum eine beson  ders     intensive,    über die vom Kraftstoff benetzte       Wandungsstelle    hinwegstreichende Luftbewegung  ausführen kann.      Praktisch kommen dabei in erster Linie     Brenn-          räume    in Betracht, wie sie in der deutschen Patent  schrift Nr. 865683 aufgezeigt sind.

   Auch die Luft  bewegung wird zweckmässig in der gleichen Weise  wie dort vorgesehen.  



  Die Vorteile der Anwendung des erfindungs  gemässen Verfahrens liegen gegenüber dem Bekann  ten darin, dass unter Beibehaltung der dieser letzteren  eigentümlichen ruhigen, stossfreien Verbrennung bei  geringer Abgastrübung und wirtschaftlichem Kraft  stoffverbrauch für alle Betriebszustände auch die  Zündung des     Brennstoffdampf-Luftgemisches    in ein  wandfreier Weise gewährleistet und stabilisiert ist.  



  Zum Stande der Technik wird folgendes be  merkt:  Über die reaktionskinetischen Wirkungen einer  Wandberührung des Kraftstoffes ist zwar schon  früher berichtet worden, jedoch ist dort, ungeachtet  der erkannten Zusammenhänge, noch die Ansicht  vertreten, dass in der Wandberührung des Kraftstoffes  ein den anordnungsgemässen Ablauf der Gemisch  bildung hemmender Vorgang zu sehen sei, da die  Gemischbildung über die     Brennraumwand    einen  zeitlichen Umweg darstellt. Diese Anschauung trifft  für die damals bekannten Ausführungsformen von  Dieselmotoren zweifellos zu.

   Durch die deutsche  Patentschrift Nr. 865683 sind jedoch erstmals grund  sätzlich und durch das Verfahren nach der vorlie  genden Erfindung in verbesserter Form die Vor  aussetzungen angegeben worden, unter denen man  die Wandberührung des Kraftstoffes in     vorteilhafter     Weise gegenüber der herkömmlichen Gemischbil  dung zur Anwendung bringen kann.  



  Weiterhin ist auch bereits ein älterer Vorschlag  bekannt, wonach bei einem     rotationskörperförmigen     Brennraum mit taschenartigen Einschnitten an der       Brennraumöffnung    einer     Brennkraftmaschine    der  Kraftstoff durch einen dieser Einschnitte so einge  spritzt wird, dass der Einspritzweg längs der     Brenn-          raumwand    verläuft und auf diese Weise Kraftstoff  auf die     Brennraumwandung        gelangt;

      hierbei soll  durch die Einschnitte an der     Brennraumöffnung    eine       Luftbewegung        herbeigeführt    werden, welche die     Zer-          stäubung    des     Kraftstoffes    und Vermischung dessel  ben mit der Verbrennungsluft bewirkt.

   Auch diese       vorbekannte    Anordnung entspricht nicht dem Vor  gehen beim Verfahren nach vorliegender Erfindung,  indem     dort    keine Massnahmen vorgesehen sind, dass  der Kraftstoff unvermischt und filmartig auf die  Wand kommt und dass gegebenenfalls auf die Wand  gelangender Kraftstoff so weiterbehandelt wird, dass  er erstens nicht an der Wand vorzeitig chemisch zer  fällt und zweitens ohne einen solchen Zerfall in Teil  mengen aufeinanderfolgend im     wesentlichen    nur in  Dampfform mit der Verbrennungsluft zur Vermi  schung gelangt.

   Da bei der bekannten älteren An  ordnung die innige Vermischung von hochzerstäub  tem Kraftstoff mit der Luft im Sinne der bisherigen  Anschauung und im Gegensatz zur vorliegenden Er  findung gewolltes Ziel und Ergebnis der     dort    vor-    gesehenen Massnahmen ist, sieht diese bekannte       Brennraumanordnung    eine     Einspritzung    des Kraft  stoffes nicht nur in Richtung der Luftbewegung, son  dern in gleicher Weise entgegen der letzteren vor,  wodurch die beabsichtigte     Zerstäubung    und Luft  verteilung des Kraftstoffes noch gesteigert werden  soll.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel eines Zylinders, -eines Kolbens und  einer Einspritzdüse einer     Brennkraftmaschine    zur  Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung  dargestellt, und zwar zeigt:       Fig.    1     einen    Längsschnitt durch Zylinder und  Kolben einer     Brennkraftmaschine    mit Brennraum  im Kolben und Kraftstoffeinspritzung gemäss der  Erfindung,       Fig.    2 eine Draufsicht auf den Kolben nach     Fig.    1  mit Brennraum, mit Darstellung der Einspritzdüse,

         Fig.    3 einen Längsschnitt durch den Mündungs  teil einer Einspritzdüse mit Kernstrahl und Rand  strahlen und       Fig.    4 einen Längsschnitt ähnlich     Fig.    1, jedoch  unter Verwendung einer     Mehrlochdüse.     



       Im    Kolben 1 des nur angedeuteten Zylinders 2  ist der     Brennraum    3 eingeschnitten, welcher Rota  tionskörperform aufweist, z. B. elliptisch ausgebil  det ist. Die Kolbenstellung in unmittelbarer Nähe  der obern     Totpunktlage    ist durch die Linie 4 ange  deutet, welche zugleich die     Zylinderdeckelebene    dar  stellt.

   5 ist die     Einspritzdüse,    welche derart exzen  trisch zur     Brennraummitte    angeordnet ist, dass ihr  mündungsseitiges Ende 5a in der     obern    Totpunkt  stellung des Kolbens - im Bereich der     Brennraum-          öffnung    - nahe der     Brennraumwand    liegt. Die       Brennraumöffnung    kann dabei durch einen hals  artigen     Übertrittskanal    6 gebildet sein.  



  Aus der Düse 5 wird der wesentliche Teil des  pro Arbeitstakt eingespritzten Kraftstoffes, jedoch       nicht        mehr        als        98        %,        in        Form        eines        geschlossenen     Kraftstoffstrahls 7 bei kurzer freier     Strahlweglänge    L  und unter     angenähert        tangentialem        Auftreffwinkel,     auf die     Brennraumwand    gespritzt, so dass sich der  Kraftstoff dort in Form eines     Films    8 ausbreitet.

   Der  restliche Teil des     eingespritzten    Kraftstoffes, jedoch  mindestens 20/0 und höchstens so viel, dass sich beim  Startlauf gerade kein wahrnehmbares Geräusch mehr  zeigt (z. B.     1011h),    wird dagegen nicht auf die Wand,       sondern    - wie in     Fig.    1 und 2 unter 7a angedeutet  - in die gleichsinnig zur     Wandauftragung    des Kraft  stoffes im Brennraum kreisende Verbrennungsluft  eingespritzt, wobei die Rotationsbewegung der Luft  um die     Brennraumachse    9 durch den Pfeil 10 ange  deutet ist.  



  Die Wand- und Luftverteilung des Kraftstoffes  in der angegebenen Grössenordnung kann beispiels  weise durch eine an sich bekannte Zapfendüse  erreicht werden, deren mündungsseitiger     Endteil    in       Fig.    3 vergrössert dargestellt ist. Der     Düsenöffnungs-          oder    Einstelldruck derartiger Düsen liegt zwischen  80 und 175 atü. Die als     Ganzes    mit 11 bezeichnete      Düsennadel hat an ihrem der Düsenmündung zu  liegenden Ende einen besonders ausgebildeten koni  schen Spritzzapfen 12, der mit geringem Spiel in das       Spritzloch    13 des Düsenkörpers 14 hineinragt.

   Hier  durch formt sich der wesentliche Teil des Kraftstoffes  infolge der innern     Kontraktionskräfte    des Kraftstoffes  zu einem geschlossenen Kernstrahl 17, während  durch die konische     Ausführung    der Spritzzapfen ein  kleinerer Teil des Kraftstoffes in einem kegelför  migen Mantel 16 zerstäubt wird. Derartige Düsen  sind     im    Handel mit Spritzzapfen verschiedenster  Formgebungen und Abmessungen erhältlich, wo  durch die     Forderungen    der Praxis hinsichtlich An  passung des     Einspritzstrahls    an eine gewünschte       Strahlform    und Kraftstoffverteilung weitgehend er  füllbar sind.

   Zur     Durchführung    des Verfahrens wird  ein Spritzzapfen 12 gewählt, der bei geöffneter     Spritz-          lochmündung    13     einen    im wesentlichen geschlossenen       Kernstrahl    17 (entsprechend 7     in        Fig.    1 und 2) er  gibt, welcher so bemessen ist, dass er die Hauptmasse  des eingespritzten Kraftstoffes (bis zu 98     "/o.)    enthält.

    Der     Abspritzdruck    ist dabei ausreichend, damit der       Kernstrahl    17 bzw. 7 in geschlossener Form, das  heisst ohne wesentliche     Vorzerstäubung    durch die  Luft, auf die     Brennraumwandung    gelangt. Da der  Kernstrahl 7     tangential    auf die     Brennraumwand    ge  richtet ist, ist eine Filmbildung des an der Wand  zerfliessenden Kraftstoffes sichergestellt.

   Der Rest       von    2     %        oder        mehr        bis        max.        10        %        des        eingespritzten     Kraftstoffes wird in Form des Randstrahls 16 in       Fig.    3 bereitgestellt und fächerartig so auseinander  gezogen, dass dieser Kraftstoffanteil     im    wesentlichen  ohne     Wandberührung    in zerstäubter flüssiger Form  unmittelbar     mit    der Verbrennungsluft vermischt  wird.  



  Statt einer Zapfendüse kann auch eine Mehr  lochdüse benützt werden, wie dies in     Fig.    4 gezeigt  ist. Auch     derartige    Düsen sind an sich bekannt und  im Handel erhältlich. Bei dieser Düsenart sind zur  Durchführung des Verfahrens am mündungsseitigen  Düsenende eine oder mehrere     Hauptbohrungen    18  vorgesehen, die in der obern     Totpunktstellung    des  Kolbens     unmittelbar    auf die     Brennraumwand    ge  richtet sind.

   Die Bohrungen 18 sind im Durchmesser  so bemessen, dass wiederum der grösste Teil des     ein-          gespritzten        Kraftstoffes,        jedoch        nicht        mehr        als        98        %,     in Form eines oder mehrerer geschlossener und     tan-          gential    zur     Brennraumwand    gerichteter Kraftstoff  strahlen 7 auf die Wand aufgebracht wird.

   Um auch  hier eine geschlossene     Strahlform    zu erreichen, ist  das Verhältnis von Bohrungsdurchmesser zu Boh  rungslänge mindestens 1 : 4 gewählt, wodurch sicher-    gestellt wird,     dass    der aus den Bohrungen 18 austre  tende Kraftstoff ohne     Vorzerstäubung    auf die Brenn  raumwand-gelangt.

   Ausserdem ist am     mündungsseiti-          gen    Ende der Düse 5 mindestens eine weitere Boh  rung 19 von wesentlich kleinerem Durchmesser als  die Bohrung 18 vorgesehen, die in das     Brennraum-          innere    gerichtet ist;

   die Bohrung 19 ist dabei so be  messen, dass nur ein kleiner Teil des eingespritzten       Kraftstoffes,        mindestens        jedoch    2     %        und        höchstens          10        %        der        insgesamt        je        Arbeitstakt        eingespritzten     Kraftstoffmenge zur unmittelbaren Einspritzung in  die Verbrennungsluft gelangt.  



       Wandaufspritzung    und Luftverteilung des Kraft  stoffes brauchen nicht unbedingt durch ein und die  selbe Düse zu     erfolgen;    der unmittelbar in die Ver  brennungsluft eingespritzte Kraftstoffanteil kann auch  durch eine besondere Einspritzvorrichtung bereitge  stellt werden, wenn dies beispielsweise aus Gründen  genau einzuhaltender Mengenabmessung zweckmässi  ger erscheint.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei welcher der flüssige Kraftstoff gegen Ende des Verdichtungs hubes in den Zylinder eingespritzt und mit seinem grössten Teil ohne Vorzerstäubung durch die Ver brennungsluft auf eine Brennraumwand aufgetragen wird, deren Temperatur unter der thermischen Zer- falltemperatur, aber noch im Siedebereich des Kraft stoffes liegt, wobei die Auftragung des Kraftstoffes auf die Brennraumwand reflexionsfrei erfolgt,
    um die Brennraumwand über eine möglichst grosse Fläche mit Kraftstoff zu benetzen, der an der Wand haften bleibt, und die Verbrennungsluft an den Auf treffstellen des Kraftstoffes auf die Brennraumwand mit einer solchen Geschwindigkeit vorübergeführt wird, dass hierbei der aufgetragene Kraftstoffilm in Dampfform abgelöst wird, dann mit der Verbren nungsluft vermischt und verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil des eingespritzten Kraftstoffes,
    jedoch nicht mehr als 98 %, in film- artiger Verteilung auf die Brennraumwand aufgetra gen wird, während gleichzeitig der restliche Teil des Kraftstoffes, mindestens aber 211/o und höchstens so viel, dass sich beim Startlauf der Maschine gerade kein wahrnehmbares Zündgeräusch mehr zeigt, in die Verbrennungsluft eingespritzt wird, wobei das Ver dichtungsverhältnis so gewählt ist, dass eine Selbst zündung des luftverteilt eingespritzten Kraftstoff anteils mit Sicherheit erfolgt,
    dass dagegen der auf die Wand aufgebrachte Kraftstoff allein nicht zündet.
CH338325D 1954-01-15 1955-01-03 Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine CH338325A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE338325X 1954-01-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH338325A true CH338325A (de) 1959-05-15

Family

ID=6222433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH338325D CH338325A (de) 1954-01-15 1955-01-03 Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH338325A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2382585A1 (fr) * 1977-03-03 1978-09-29 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Moteur a explosion a injection directe apres compression d'air

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2382585A1 (fr) * 1977-03-03 1978-09-29 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Moteur a explosion a injection directe apres compression d'air

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2901210C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine
DE2901211C2 (de) Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19804463A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für Ottomotoren
DE2611624C2 (de) Fremdgezündete, luftverdichtende Brennkraftmaschine
DE69703215T2 (de) Verfahren zum mischen und zünden eines brennstoffs in einer zum zylinder offenen vorkammer
DE10012970A1 (de) Verfahren zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff-Luftgemischs
DE2755916C2 (de) Verfahren zum Verbrennen von fremdzuzündenden Kraftstoffen in einer luftverdichtenden, direkt einspritzenden Brennkraftmaschine
CH338325A (de) Verfahren zum Betrieb einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine
DE496000C (de) Duese fuer kompressorlose Brennstoffeinspritzung in Verbrennungskraftmaschinen
DE1055873B (de) Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE2826602A1 (de) Luftverdichtende, direkteinspritzende brennkraftmaschine
DE2727357A1 (de) Brennkraftmaschine der hubkolbenbauart
DE4407360A1 (de) Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder von Verbrennungsmotoren
DE1012775B (de) Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE19637996C1 (de) Direkteinspritzende Brennkraftmaschine
DE1526320B1 (de) Fremdgezuendete,luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen
DE935219C (de) Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit gleichzeitiger Einspritzung eines schwer zuendbaren Betriebsbrennstoffes und eines leichter zuendbaren Zuendbrennstoffes
AT215215B (de) Einspritzverfahren für selbstzündende Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren
DE579556C (de) Selbstzuendende Einspritzbrennkraftmaschine mit Strahlzerstaeubung
DE3034824C2 (de) Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
DE1426030A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Rotationskolbenbrennkraftmaschine
DE823072C (de) Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von gemischverdichtenden fremdgezuendeten Brennkraftmaschinen mit Schwerkraftstoffen
DE2945917A1 (de) Verfahren zum einspritzen von kraftstoff in eine luftverdichtende brennkraftmaschine
DE1016060B (de) Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine mit Vorkammer
DE1020210B (de) Einspritzverfahren fuer selbstzuendende Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen