CH357239A - Self-igniting internal combustion engine - Google Patents

Self-igniting internal combustion engine

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CH357239A
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combustion chamber
self
internal combustion
combustion engine
igniting internal
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Seitz Ludwig
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Maschf Augsburg Nuernberg Ag
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Description

  

  Selbstzündende     Brennkraftmaschine       Die     Erfindung        betrifft    eine selbstzündende     Brenn-          kraftmaschine    mit zwei mindestens annähernd ku  gelförmigen Brennräumen im Zylinderkopf, auf deren  Innenwand der Brennstoff durch eine gemeinsame  Einspritzdüse     tangential    aufgespritzt und durch einen  gleichsinnig gerichteten Luftwirbel abgelöst wird.  



  Bekanntlich wird bei     Brennkraftmaschinen    mit       kugelförmigem    Brennraum ein sehr     geräuscharmer     Verbrennungsverlauf, ein     russfreier    Auspuff und eine  erhebliche Unempfindlichkeit gegen Brennstoffe ver  schiedenster Art erreicht.

       Voraussetzung    für das Er  reichen dieser vorteilhaften Wirkungen ist jedoch eine  kurze     Brennstoffstrahllänge    bis     zum    Auftreffen auf  die     Brennraumwandung    und eine starke     Luftwirbe-          lung    im Brennraum, welche bei     Kugelbrennräumen     im Kolben durch Abschirmung der     Einlassventile    oder  einen entsprechenden     Einlasskanal    und bei Anord  nung im Zylinderdeckel durch besondere Ausbildung  des Verbindungskanals zwischen     Hauptbrennraum     und     Kugelbrennraum    erreicht wird.

   Des weiteren ist  der Brennstoffstrahl möglichst     tangential    in die ro  tierende Luft     einzuführen    und     eine    möglichst weit  greifende Verteilung des Brennstoffes auf die     Brenn-          raumoberfläche    anzustreben.  



  Diesen Forderungen kann mit grösser werdendem  Zylinderdurchmesser und Anwendung eines     Kugel-          brennraums    nur sehr schwer nachgekommen werden,  da die     Brennstoffstrahllänge    zu gross und die Aus  dehnung des Kraftstoffilms an der     Brennraumwand     beschränkt wird. Man hat daher bereits vorgeschla  gen, anstelle einer Brennstoffdüse zwei Düsen anzu  ordnen und den Brennraum so auszubilden, dass diese  beiden Düsen mit kurzer     Strahllänge    eine     grosse          Brennstoffilmausweitung    ermöglichen.

   Eine     derartige     Massnahme ist aber nur unter grossen Schwierigkeiten  zu verwirklichen, ebenso wie die Anordnung  mehrerer getrennter Brennräume mit eigenen Düsen,    da es ausser bei sehr grossen Zylinderabmessungen  kaum möglich ist, zwei oder mehrere Brennstoffdüsen  im Zylinderdeckel     anzuordnen.       Bei einer weiteren bekannten     Ausführung    besteht  der Brennraum aus zwei nebeneinander angeordneten       kugelförmigen        Wirbelkammern    im Zylinderkopf.

   Der       Brennstoff    wird dabei durch eine gemeinsame, im  Verbindungskanal liegende Einspritzdüse     tangential     in dieselben     eingespritzt.    Durch die einseitige Anord  nung des Verbindungskanals zwischen     Kammern    und  Zylinder entsteht jedoch nur in der einen Kammer  ein Wirbel, während die dem Zylinder zunächst lie  gende Kammer teilweise sogar     im    Gegenstrom zum  eingespritzten Brennstoff lediglich von der Verbren  nungsluft durchströmt wird, so dass eine geordnete  Wirbelbildung in beiden Räumen nicht möglich ist.  Infolge dieser mangelnden     Luftwirbelung    ist die be  absichtigte geräuscharme Verbrennung jedoch mit  einer derartigen Anordnung nicht zu erreichen.  



  Diese Mängel werden erfindungsgemäss dadurch  vermieden, dass der den Zylinder mit den     Brennräumen     verbindende     Luftzuführungskanal    oder die Kanäle in  den Raum zwischen den beiden     Kugeln    eingeführt und  die Brennstoffdüse derart angeordnet und ausgebildet  ist, dass die austretenden Brennstoffstrahlen auf     die    der  Düse benachbarte     Brennraumwandfläche    in der glei  chen Richtung wie die einströmende Luft     tangential     auftreffen. Durch die     erfindungsgemässen    Massnahmen       kann    z.

   B. bei einem doppelt so grossen Zylinder  inhalt die gleiche     Strahllänge    und eine relativ zur       Brennraumoberfläche    gleich grosse     Kraftstoffilmaus-          weitung    erreicht werden, wie für eine     Brennkraft-          maschine    mit kleinerem     Zylinderdurchmesser.    Die  beiden Brennräume müssen dabei nicht rein     kugelig     ausgebildet sein,     vielmehr        kommt    es bei der erfin  dungsgemässen Ausbildung darauf an, einen guten      Luftwirbel und eine gute Brennstoffverbreitung auf  die Wand des     Brennraumes    zu erwirken.  



  In der Zeichnung ist     ein    Ausführungsbeispiel der  Erfindung dargestellt. Es zeigt       Fig.    1 und 2 einen Querschnitt durch     einen    Brenn  kraftmaschinendeckel mit dem erfindungsgemässen  Brennraum,       Fig.    3 einen Schnitt nach Linie     III-Ill    der     Fig.    1.  Im     Zylinderdeckel    1 einer     Brennkraftmaschine     sind zwei     Kugelkammern    2 und 2' nebeneinander an  geordnet und durch einen schmalen Kanal 3 mitein  ander verbunden.

   Im     Verbindungskanal    3 ist eine  Einspritzdüse 4 angeordnet, die je zwei oder drei den  beiden Brennräumen zugeordnete Düsenbohrungen  aufweist. In den Verbindungskanal 3 mündet von  unten der     Luftzuführungskanal    5 vom     Hauptbrenn-          raum.    Dieser ist symmetrisch zu den     Kugelbrenn-          räumen    angeordnet, so dass sich die einströmende  Luft gleichmässig auf beide Räume verteilt und durch  die     tangentiale    Einströmung Wirbel erzeugt.  



  Wie aus der     Fig.    2 ersichtlich ist, kann der     Luft-          einströmkanal    5 auch durch einen wassergekühlten  Steg 6 in zwei Kanäle 7 aufgeteilt sein, so dass die  Düse vor der direkten Berührung mit der einströ  menden Luft abgeschirmt ist.  



  Nach     Fig.    3 mündet der     Luftzuführungskanal    5  in den     Hauptbrennraum    in einem     möglichst        kleinen     Winkel a     zum    Kolbenboden, damit das aus der Kam  mer austretende Gemisch möglichst flach auf den  Kolbenboden     auftreffen    kann, um dort zu starke Er  hitzungen zu vermeiden. Im Beispiel nach     Fig.    3 be  trägt der Winkel a weniger als 45 .

   Gleichzeitig wird  dadurch     beim    Austritt der     Kraftstoff-Luftstrahl    so  verteilt, dass die gesamte     im        Hauptbrennraum    noch  vorhandene Luft über dem Kolben möglichst gleich  mässig zur restlosen Verbrennung herangezogen wird.

    Diese     Wirkung    ist durch eine Erweiterung gegen den  Mündungsquerschnitt hin noch zu     verbessern.    Ein  weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung der  Brennräume im Zylinderdeckel besteht darin, dass  selbstzündende Lunten oder Glühkerzen zur Start  erleichterung ohne     Schwierigkeiten        unterzubringen     sind, indem beispielsweise, wie     Fig.    1 zeigt, eine ein-         zelne    Glühkerze 8 für beide Brennräume vorgesehen  oder jedem Brennraum eine besondere Glühkerze 9  zugeordnet wird.



  Self-igniting internal combustion engine The invention relates to a self-igniting internal combustion engine with two at least approximately spherical combustion chambers in the cylinder head, onto the inner wall of which the fuel is tangentially sprayed by a common injection nozzle and released by a vortex of air directed in the same direction.



  It is known that in internal combustion engines with a spherical combustion chamber a very quiet combustion process, a soot-free exhaust and considerable insensitivity to fuels of various types are achieved.

       A prerequisite for achieving these beneficial effects, however, is a short fuel jet length until it hits the combustion chamber wall and a strong air turbulence in the combustion chamber, which in the case of spherical combustion chambers in the piston by shielding the inlet valves or a corresponding inlet channel and, if arranged in the cylinder cover, by special training of the connecting channel between the main combustion chamber and the spherical combustion chamber is achieved.

   Furthermore, the fuel jet is to be introduced into the rotating air as tangentially as possible and the aim is to achieve as wide a distribution of the fuel as possible on the combustion chamber surface.



  As the cylinder diameter increases and a spherical combustion chamber is used, these requirements can only be met with great difficulty, since the fuel jet length is too great and the expansion of the fuel film on the combustion chamber wall is limited. It has therefore already been proposed to arrange two nozzles instead of a fuel nozzle and to design the combustion chamber in such a way that these two nozzles with a short jet length enable a large fuel film expansion.

   However, such a measure can only be implemented with great difficulty, as can the arrangement of several separate combustion chambers with their own nozzles, since it is hardly possible to arrange two or more fuel nozzles in the cylinder cover, except for very large cylinder dimensions. In a further known embodiment, the combustion chamber consists of two spherical vortex chambers arranged next to one another in the cylinder head.

   The fuel is injected tangentially into the same through a common injection nozzle located in the connecting channel. Due to the one-sided arrangement of the connecting channel between the chambers and the cylinder, a vortex is created in only one chamber, while the chamber initially lying in the cylinder is partially even flowed through by the combustion air in countercurrent to the injected fuel, so that an orderly vortex formation occurs is not possible in both rooms. As a result of this lack of air turbulence, however, the intended low-noise combustion cannot be achieved with such an arrangement.



  According to the invention, these deficiencies are avoided in that the air supply duct or ducts connecting the cylinder to the combustion chambers are introduced into the space between the two balls and the fuel nozzle is arranged and designed in such a way that the exiting fuel jets on the combustion chamber wall surface adjacent to the nozzle in the same way Direction as the incoming air hit tangentially. The inventive measures can, for.

   For example, with a cylinder that is twice as large, the same jet length and a fuel film expansion of the same size relative to the combustion chamber surface can be achieved as for an internal combustion engine with a smaller cylinder diameter. The two combustion chambers do not have to be of a purely spherical design, rather it is important in the training according to the invention to achieve a good air vortex and good fuel distribution on the wall of the combustion chamber.



  An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 and 2 show a cross section through an internal combustion engine cover with the combustion chamber according to the invention, FIG. 3 shows a section along line III-III of FIG. 1. In the cylinder cover 1 of an internal combustion engine, two spherical chambers 2 and 2 'are arranged side by side and through a narrow channel 3 connected mitein other.

   In the connecting channel 3, an injection nozzle 4 is arranged, which has two or three nozzle bores assigned to the two combustion chambers. The air supply duct 5 from the main combustion chamber opens into the connecting duct 3 from below. This is arranged symmetrically to the spherical combustion chambers so that the inflowing air is evenly distributed over both rooms and creates eddies through the tangential inflow.



  As can be seen from FIG. 2, the air inflow channel 5 can also be divided into two channels 7 by a water-cooled web 6 so that the nozzle is shielded from direct contact with the inflowing air.



  According to Fig. 3, the air supply duct 5 opens into the main combustion chamber at the smallest possible angle a to the piston head, so that the mixture exiting from the chamber can hit the piston head as flat as possible to avoid excessive heating there. In the example of FIG. 3, the angle a is less than 45.

   At the same time, when it exits, the fuel-air jet is distributed in such a way that all of the air still present in the main combustion chamber is drawn in as evenly as possible above the piston for complete combustion.

    This effect can still be improved by widening it towards the mouth cross-section. Another advantage of the described arrangement of the combustion chambers in the cylinder cover is that self-igniting fuses or glow plugs can be accommodated without difficulty to facilitate the start, for example by providing a single glow plug 8 for both combustion chambers or a special one for each combustion chamber, as shown in FIG Glow plug 9 is assigned.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem aus zwei nebeneinander angeordneten, mindestens annähernd kugelförmigen Wirbelkammern bestehen den Brennraum im Zylinderkopf, auf deren Innen wand der Brennstoff durch eine gemeinsame, im Ver bindungskanal liegende Einspritzdüse tangential auf gespritzt und durch einen Luftwirbel abgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der den Zylinder mit den Brennräumen (2, 2') verbindende Luftzuführungs- kanal (5) oder die Kanäle (7) in den Raum zwischen den beiden Kugeln (2, 2') eingeführt und die Brenn stoffdüse (4) PATENT CLAIM Self-igniting internal combustion engine with one of two juxtaposed, at least approximately spherical vortex chambers consist of the combustion chamber in the cylinder head, on the inner wall of which the fuel is tangentially injected through a common injection nozzle located in the connecting channel and is replaced by an air vortex, characterized in that the The air supply duct (5) connecting the cylinder with the combustion chambers (2, 2 ') or the ducts (7) are introduced into the space between the two balls (2, 2') and the fuel nozzle (4) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die austretenden Brennstoffstrahlen auf die der Düse benachbarte Brennraumwandfläche in der glei chen Richtung wie die einströmende Luft tangential auftreffen. UNTERANSPRÜCHE 1. Selbstzündende Brennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Verbrennungskammer (2, 2') ein eigener Luftzufüh- rungskanal (7) vom Hauptbrennraum aus vorgesehen ist, wobei die beiden Kanäle durch einen wasser gekühlten Steg (6) getrennt nebeneinander angeord net sind. is arranged and designed in such a way that the exiting fuel jets impinge tangentially on the combustion chamber wall surface adjacent to the nozzle in the same direction as the inflowing air. SUBClaims 1. Self-igniting internal combustion engine according to patent claim, characterized in that a separate air supply duct (7) is provided from the main combustion chamber for each combustion chamber (2, 2 '), the two ducts being separated from one another by a water-cooled web (6) are arranged. 2. Selbstzündende Brennkraftmaschine nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Luftzuführungskanäle (5, 7) unter einem Winkel (a) von weniger als 45 in bezug auf den Kolbenboden in den Hauptbrennraum eingeführt sind und gegen den Mündungsquerschnitt hin sich erweitern. 3. Selbstzündende Brennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Ver bindungskanal (3) zwischen den beiden Kugelbrenn- räumen (2, 2') eine Glühkerze (8) vorgesehen ist. 4. 2. Self-igniting internal combustion engine according to patent claim, characterized in that the air supply duct or ducts (5, 7) are introduced into the main combustion chamber at an angle (a) of less than 45 with respect to the piston head and widen towards the orifice cross-section. 3. Self-igniting internal combustion engine according to patent claim, characterized in that a glow plug (8) is provided in the connecting channel (3) between the two spherical combustion chambers (2, 2 '). 4th Selbstzündende Brennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Brennkammer (2, 2') eine eigene Glühkerze (9) an geordnet ist. Self-igniting internal combustion engine according to patent claim, characterized in that a separate glow plug (9) is arranged in each combustion chamber (2, 2 ').
CH357239D 1956-07-13 1957-05-13 Self-igniting internal combustion engine CH357239A (en)

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