Verbrennungsmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung und Verdichtungszündung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbren nungsmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung und Verdichtungszündung, bei welchem die Anordnung der Kraftstoffstrahlen seines Einspritzventils zum Verbrennungsraum eine rauchfreie und klopflose Ver brennung sichert.
Der drehkörperförmige Verbren nungsraum, dessen Drehachse mit der Zylinderachse völlig oder nahezu zusammenfällt, ist im Kolben un tergebracht und so ausgebildet, dass sich in ihm in der oberen Totpunktlage des Kolbens im Verdich tungshub nahezu die gesamte angesaugte Verbren nungsluft befindet, die vorher in eine drehende Be wegung um die Drehachse des Brennraumes gebracht worden war. Das Einspnitzventil ist gegenüber dem Brennraum zu seiner Achse aussermittig angeordnet und spritzt den Kraftstoff in mindestens zwei Kraft stoffstrahlen von verschiedener freier Länge annä hernd in Richtung der Lufteinströmung in den Ver brennungsraum.
Nach dem heutigen Stande der Technik sind ver schiedene Arten von Brennräumen für klopffreie Ver brennung direkt eingespritzten Kraftstoffes bekannt, unter anderem auch ein kugelförmiger Brennraum mit anschliessendem, zylinderförmigem Hals, auch koaxial zur Zylinderachse angeordnet. In diesen Brennräumen ist es möglich, ein nahezu völlig klopf freies Durchbrennen des eingespritzten Kraftstoffes in der ,intensiv kreisenden Luftfüllung zu erzielen.
Dieses klopffreie Durchbrennen des Kraftstoff-Luft- gemisches ist dort grundsätzlich durch eine solche Anordnung der Kraftstoffstrahlen ,im Brennraum ge währleistet, bei welcher der Kraftstoff aus unmittel barer Nähe auf die Brennraumwandung in Richtung der Luftströmung filmartig aufgebracht wird, an ihr verdampft und offensichtlich an einem von mehreren nebeneinander angeordneten Kraftstoffstrahlen erst nach ihrem Auftreffen auf die heisse Brennraumwand an dieser selbst die erste Zündung eingeleitet wird.
Die übrigen Kraftstoffstrahlen werden, wenn sie die Brennraumwand noch nicht erreicht haben sollten, von der Flamme des Zündstrahles mit Hilfe der Luft bewegung im Brennraum gezündet. In diesen be kannten Fällen liegt der kürzeste Strahl, das heisst der Zündstrahl, gesehen in Richtung der in den Brennraum einströmenden Luft, vor und über den übrigen Kraftstoffstrahlen, auf welche die durch die Luftströmung verwehte Zündflamme übertragen wird.
Die bislang bekannten Arten der Anwendung des an sich richtigen Grundsatzes allmählichen Durch brennens des Kraftstoffluftgemisches nach der Selbst zündung nur eines kleinen Teiles des eingespritzten Kraftstoffes und nach Verwehung der Zündflamme durch eine heftige Luftströmung auf weitere Kraft stoffstrahlen haben jedoch ihre konstruktiven Nach teile. Die bekannten Brennräume für diesen Verbren nungsprozess sind infolge der Strahlenanordnung in Richtung der Kolbenachse nebeneinander verhältnis- mässig tief und erfordern grössere Kompressionshöhen der Kolben.
Hohe Kolben jedoch erhöhen überflüs sig das Motorgewicht, was sich als besonders un wirtschaftlich bei Motoren mit grossem Hubverhält nis erweist, wenn dieses zwecks Erreichung grösserer Luftgeschwindigkeiten zur Förderung der Gemisch bildung notwendig wird.
Die Erfindung beseitigt diesen grundsätzlichen Mangel bekannter Brennräume und bekannter Kraft stoffstrahl-Anordnungen dadurch, dass durch Auf spritzen des kürzesten Kraftstoffstrahles auf die von der Brennraumwandung und vom Kolbenboden- bzw.
der Brennraumhalsfläche gebildete Kante ein Kraft stoffanteil abgespalten und der dort in den Brenn raum überströmenden Luft zugeführt wird, während der übrige überwiegende Kraftstoffanteil des Strah- les auf die Brennraumwand auf deren heisseste Zone unmittelbar unter ihrer Kante auftrifft und der oder die weiteren Kraftstoffstrahlen ausschliesslich gegen tiefere Stellen mit niedrigeren Wandtemperaturen un ter der Kante der Brennraumwand gerichtet sind.
Hierdurch wird bei Selbstzündung, von einer einge schränkten, nahezu punktförmigen Stelle am Rande der Brennraumöffnung ausgehend ein allmähliches Durchbrennen des Kraftstoffluftgemisches auch in wesentlich flacheren Brennräumen, das heisst bei niedrigeren Kolbengewichten, ermöglicht. Dadurch sinkt auch das Motorgewicht und es lassen sich dann für höhere Drehzahlen und Leistungen günstigere Hubverhältnisse verwenden, ohne dass die zur Erzie lung einer vollkommenen Verbrennung notwendige optimale Luftgeschwindigkeit im Brennraum beein trächtigt würde.
Es wurde versuchsmässig nachgewiesen, dass der kürzeste Kraftstoffstrahl nach Auftreffen auf die Brennraumwand dann am raschesten zur Zündung gelangt, wenn der Kern des Kraftstoffstrahles knapp unter dem Rande der Brennraumwand auf diese auf trifft, was ein Abspalten eines Kraftstoffanteiles ent gegen der einströmenden Luft zur Folge hat.
Was den oder die weiteren Kraftstoffstrahlen (vom Zündstrahl abgesehen) anbelangt, ist ebenfalls experimental nachgewiesen worden, dass sich ein Kraftstoffstrahl, der auf eine heisse Wand aufgespritzt wird, erst nach Zurücklegung einer gewissen Strecke an dieser Wand entzündet. Hierzu muss bemerkt werden, dass sich der Kraftstoff nur so lange der Brenn- raumwand entlanggleitend ausbreitet, als eine Aus- spritzung aus der Düse erfolgt.
Ist diese beendet, hört die Ausbreitung entlang der Brennraumwand sehr bald auf, weil nämlich der Kraftstoffstrahl sich in der verdichteten Luft sehr rasch abbremst. Der Zeitabschnitt, innerhalb dessen es zur Selbstzündung am Kraftstoffstrahl kommt - insbesondere wenn die ser durch einen mit grosser Geschwindigkeit der Brennraumwand entlanggleitenden Luftstrom auf diese aufgespritzt wird, ist demnach von der Gesamt dauer der Ausspritzung sowie von der freien Strahl- länge bis zum Auftreffen auf die Brennraumwand abhängig.
Versuchsmässig lässt sich nachweisen, dass eine rauchfreie Verbrennung des eingespritzten Kraft stoffes im Strahl nur dann zustande kommt, wenn dieser Kraftstoffstrahl eine genügend freie Länge auf weist und nicht aus unmittelbarer Nähe auf die heisse Brennraumwand aufgespritzt wird. Im umgekehrten Falle entsteht schon bei sehr kleinen ausgespritzten Kraftstoffmengen stets Russ in den Auspuffgasen und dies selbst bei verhältnismässig intensivem Kreisen der Luft im Brennraum entlang seiner Wandung.
Die Luft reisst offenbar doch nur zerstäubten oder verdampften Kraftstoff mit sich und niemals den An teil des Strahlkernes, der sich an der Brennraumwand ausbreitet. Dort tritt dann unter Umständen eine übermässige Anreicherung der Luftzone rund um die Stelle, an der der Strahlkern auf die Brennraumwand auftrifft, mit Kraftstoff ein, wenn dieser in der zur Verfügung stehenden Zeit nicht hinreichend ver dampfen kann.
Infolge der hohen Wandtemperatur und der hohen .Sättigung der besagten Luftzone mit Kraftstoff und der unvermeidlichen Luftturbulenz an der Wand tritt an mehreren Stellen des sich aus breitenden Strahlkernes gleichzeitig die Zündung ein, die eine russende und auch klopfende Verbrennung einleitet. Deshalb ist eine längere Zeit andauernde Ausbreitung des Kraftstoffes an der Brennraumwand (Filmbildung) ohne hinreichende Abdampfungsmög- lichkeit der Güte der Verbrennung durchaus abträg lich.
Es ergibt sich daraus die logische Forderung, dass die Luftgeschwindigkeit im Brennraum um so höher gewählt werden muss, je mehr Kraftstoff auf die Brennraumwand gelangt und von dort verdampft werden muss.
Beim erfindungsgemässen Verbrennungsmotor können die vorstehenden Erkenntnisse folgender massen ausgewertet werden: Wird der Rand der Brennraumwandung nur zum Teil überspritzt und gelangt dieser kleine Teil des besser zerstäubten Kraftstoffstrahl-Mantels beim Auf prallen auf eine Fläche höchster Temperatur und ausserdem anderer Neigung, als die Brennraumwand an der Stelle des Auftreffens des Strahlkernes auf weist,
kommt es an der Stelle des Überspritzens des Brennraumrandes unter dem Einfluss der Lufteinströ- mung in den Brennraum zu einer Übersättigung der Luftzone an dieser Stelle mit Brennstoff, was be- kannterweise zur rascheren Selbstzündung führt.
Dieses Einspritzen von Kraftstoff wird auch vorteil haft zur Erreichung eines zuverlässigen Kaltstartes angewendet, weil eben durch übersättigen der Luft zone mit Kraftstoff die Vorbedingung für eine sichere Zündung geschaffen wird. Der übrige Teil des Zünd strahlkraftstoffes fällt schon auf die Wand des eigentlichen Brennraumes und breitet sich dort von der Auftreffstelle im Sinne der Luftströmung in im mer kühlere Brennraumwandzonen aus, womit seine Fähigkeit sowohl zum Verdampfen wie auch zur raschen Zündung abnimmt.
Damit wird erreicht, dass die Selbstzündung vorzugsweise von dem Teil des Zündstrahlmantels ausgeht, der feinst zerstäubt über den Rand der Brennraumwandung gespritzt wird. Dieser kleinere Teil an Kraftstoff aus dem Zünd- strahl wird nach der Zündung von der Luft, die gegen Ende des Verdichtungshubes mit der grössten Ge schwindigkeit aus dem Raum über dem Kolben in den Brennraum überströmt, in diesen als Flamme unter den Brennraumrand mitgerissen, wo er den übrigen Kraftstoff desselben Strahles zum Brennen bringt.
Von diesem Strahl aus geht die Zündung auch auf weitere Kraftstoffstrahlen im Brennraum über, woran die heftige Luftbewegung ihren mass gebenden Anteil hat. Damit sich diese Kraftstoff strahlen nicht vorzeitig selbst entzünden, wird ihnen eine solche Richtung erteilt, dass sie den Brennraum- rand nicht überspritzen und beim Auftreffen auf die Brennraumwand diese an kühleren Stellen berühren. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
In den Fig. 1 und 2 ist die Anordnung der Kraft stoffstrahlen 4 und 4' zur Brennraumwand 1 darge stellt, welche nm Falle der Fig. 1 unmittelbar, das heisst ohne übergangsfläche (Hals) mit der Boden fläche 2 des Kolbens eine scharfe Randkante 3 bil det. Aus der Düse 5 des Einspritzventils werden zwei Kraftstoffstrahlen 4, 4' annähernd in der Strö mungsrichtung der in den Brennraum eintretenden Luft ausgespritzt, deren Achsen strichpunktiert ein gezeichnet sind.
Der Zündstrahl 4, der als erster zur Brennraumwand 1 gelangt, überspritzt mit einem Teil seines Strahlmantels den Brennraumrand respek tive die Kante 3 und hinterlässt dort eine deutliche Spur, gekennzeichnet durch 6, auf dem Kolbenboden. Der Strahlkern in der Achse des Zündstrahles 4 gleitet - solange der Kolben noch im Sinne des Pfei les 7 während der Verdichtung in Bewegung ist als abgeprallter und mit Hilfe der Luftbewegung sich ausbreitender Kraftstoff der Brennraumwand 1 ent lang in Richtung zum Boden des Brennraumes ab.
Es ist also zweckmässig, die Strahlen 4 und 4' aus der Düse 5 nicht in Richtung der Stromlinien der Luftbewegung hintereinander anzuordnen, son dern nebeneinander, dermassen, dass nach dem Auf treffen der Kraftstoffstrahlen auf die Brennraum- wand die sich dort ausbreitenden Kraftstoffzungen einander nicht berühren. Auf diese Weise wird einer übermässigen Kraftstoffkonzentration an einzelnen Stellen der Brennraumwand und ihrem nachteiligen Einfluss auf die Verbrennung des Gesamtgemisches Einhalt geboten.
Wie oben bereits angeführt, ent zündet sich bei Eintritt der aus dem Raum über dem Kolben in den Brennraum hn Kolben in Richtung der Pfeile 8 überströmenden Luft zuerst der Teil 6 des Strahles 4, soweit dieser den Rand 3 der Brenn- raumwand 1 überspritzt, und bringt dann zunächst den Rest des Strahles 4 und weiter auch den Kraft stoff im Nachbarstrahl 4' zum Brennen. Dies bewirkt ein allmähliches Durchbrennen des in verschiedenen Strahllagen in den Brennraum eingespritzten Kraft stoffes.
Die freien Strahllängen der Kraftstoffstrahlen 4, 4' und eventuell weitere sowie der auf den Brennraumboden bezogene Projektionswinkel zwi schen ihnen sind so zu wählen, dass die maximale ausgespritzte Kraftstoffmenge an allen Stellen ange nähert dem stöchiometrischen Mass der angesaugten Luftmenge entspricht. Bei richtiger Anwendung die ses Grundsatzes wird es möglich, mit Unterstützung der den Brennraumabmessungen angepassten Luftbe wegung dem idealen Koeffizienten des notwendigen Luftüberschusses .1= 1 nahezukommen.
Die Fig.2 zeigt uns die gleiche Anordnung der Kraftstoffstrahlen 4 und 4' gegenüber dem Rande 3 der Brennraumwand 1, wobei aber der Brennraum mit einem übergangshals 1' zwischen der Brenn- raumwand 1 und dem Kolben- oder Zylinderkopf boden 2 versehen ist.
Auch im Falle des übersprit- zens des Randes 3 auf die Fläche des Halses 1' abermals nur durch einen Teil 6 des Zündstrahles 4 kommt es infolge der Luftströmung nach den Pfei len 8 und der dargestellten Ausbreitung des aufge spritzten (abgespaltenen) Kraftstoffanteiles auf dem Halse 1' zu der oben beschriebenen überreicherung der Stelle am Rande 3 an der heissesten Brennraum wandzone mit Kraftstoff und deshalb zur raschesten Zündung.
Im gegebenen Falle der Fig. 2 spritzt also der Zündstrahl nicht auf den Kolbenboden, sondern nur zum Teil auf den übergangshals 1', während sein weitaus grösserer Kraftstoffanteil ausschliesslich in den eigentlichen Brennraum gerichtet ist. Bei dieser Lösung nach Fig.2 wird dieselbe Wirkung wie bei der vorhergehenden Konstruktion nach Fig. 1 erreicht.
Für einen sicheren Start des Motors auch bei Frost bietet die beschriebene Strahlanordnung einen weiteren Vorteil dadurch, dass der Strahl 4' oder noch ein weiterer Strahl um ein bestimmtes Zeit intervall nach dem Zündstrahl die Brennraumwand 1 erreichen muss. Der auf den Kolbenboden bezogene Projektionswinkel zwischen den beiden letzten Strah len lässt sich in bezug auf die Drehachse des Brenn- raumes so wählen, dass der Mantel des letzten Strah les in den bei Potential-Wirbelströmung vorhandenen Kern rund um die Brennraumachse eindringt, in dem sie die höchste Verdichtungstemperatur erhält.
Diese allein kann den Start des Motors auch bei Frösten sicherstellen. Beim Start unter Frost ent- zündet sich dann allerdings, zum Unterschied von den normalen Betriebsbedingungen mit höheren Brennraumwandtemperaturen und höheren Luftge schwindigkeiten, der Kraftstoff zuerst im Mantel des Strahles mit der grössten freien Strahllänge, und zwar erst nach Beendigung der Ausspritzung, das heisst mit grossem Zündverzug.
Unter diesen Bedingungen bleibt der Kraftstoffstrahl im freien Raum des Brenn- raumes sozusagen stehen, denn bei den niedrigen Start-Drehzahlen, bei welchen die Luftbewegung im Brennraum noch unwesentlich ist, werden die Kraft stoffstrahlen von dieser Luftbewegung noch nicht beeinflusst.
Mittels der beschriebenen Einrichtung erzielt man ein ähnliches Durchbrennen des Kraftstoff-Luftgemi- sches wie bei Motoren mit Punktzündung, das heisst mit Fremdzündung. Vom Standpunkt des klopffreien Ganges und des rauchlosen Betriebes ist dann der beschriebene Dieselmotor einem Otto-Motor prak tisch gleichwertig, weist nur noch den Vorteil der Verwendungsmöglichkeit verschiedener Kraftstoff arten bei geringsten Kraftstoffverbräuchen auf.
Internal combustion engine with direct fuel injection and compression ignition The present invention relates to an internal combustion engine with direct fuel injection and compression ignition, in which the arrangement of the fuel jets of its injection valve to the combustion chamber ensures smoke-free and knock-free combustion.
The rotating body-shaped combustion chamber, the axis of rotation of which coincides completely or almost with the cylinder axis, is housed in the piston and designed in such a way that almost all of the intake combustion air is located in it in the top dead center position of the piston in the compression stroke Movement had been brought about the axis of rotation of the combustion chamber. The injection valve is arranged eccentrically to its axis opposite the combustion chamber and injects the fuel in at least two fuel jets of different free length approximately in the direction of the air inflow into the combustion chamber.
According to the current state of the art, various types of combustion chambers for knock-free Ver combustion of directly injected fuel are known, including a spherical combustion chamber with an adjoining, cylindrical neck, also arranged coaxially to the cylinder axis. In these combustion chambers it is possible to achieve an almost completely knock-free burning of the injected fuel in the intensely circulating air charge.
This knock-free burning of the fuel-air mixture is basically ensured there by such an arrangement of the fuel jets in the combustion chamber in which the fuel is applied in a film-like manner to the combustion chamber wall from close proximity in the direction of the air flow, evaporates on it and obviously on one of several jets of fuel arranged next to one another, the first ignition is only initiated after they have hit the hot combustion chamber wall.
The remaining fuel jets, if they have not yet reached the combustion chamber wall, are ignited by the flame of the pilot jet with the help of the air movement in the combustion chamber. In these known cases, the shortest jet, i.e. the pilot jet, viewed in the direction of the air flowing into the combustion chamber, is in front of and above the other fuel jets to which the pilot flame blown by the air flow is transmitted.
The previously known types of application of the basically correct principle of gradual burning of the fuel-air mixture after self-ignition only a small part of the injected fuel and after blowing the pilot flame through a violent air flow on further fuel jets, however, have their structural after parts. The known combustion chambers for this combustion process are relatively deep as a result of the beam arrangement in the direction of the piston axis next to one another and require greater compression heights of the pistons.
High pistons, however, excessively increase the engine weight, which proves to be particularly uneconomical in engines with a large stroke ratio if this is necessary to promote the mixture formation in order to achieve greater air speeds.
The invention eliminates this fundamental shortcoming of known combustion chambers and known fuel jet arrangements in that by spraying the shortest fuel jet onto the walls of the combustion chamber and the piston crown or
The edge formed on the edge of the combustion chamber neck area splits off a fuel component and is supplied to the air flowing over into the combustion chamber, while the remaining predominant fuel component of the jet strikes the combustion chamber wall in its hottest zone immediately below its edge and the other fuel jets exclusively against lower ones Places with lower wall temperatures are directed under the edge of the combustion chamber wall.
This enables a gradual burn-through of the fuel-air mixture even in much flatter combustion chambers, that is, with lower piston weights, in the event of auto-ignition, starting from a restricted, almost punctiform point on the edge of the combustion chamber opening. This also reduces the engine weight and more favorable stroke ratios can then be used for higher speeds and outputs without impairing the optimal air speed in the combustion chamber, which is necessary to achieve perfect combustion.
Experiments have shown that the shortest fuel jet after it hits the combustion chamber wall is the quickest to ignite when the core of the fuel jet hits it just below the edge of the combustion chamber wall, which results in a fuel component being split off against the inflowing air .
As far as the further fuel jet or jets (apart from the pilot jet) is concerned, it has also been proven experimentally that a fuel jet sprayed onto a hot wall only ignites after a certain distance has been covered on this wall. It should be noted here that the fuel only spreads along the combustion chamber wall while it is being sprayed out of the nozzle.
When this is over, the spread along the combustion chamber wall stops very soon because the fuel jet brakes very quickly in the compressed air. The period of time within which the fuel jet self-ignites - especially if this is sprayed onto the fuel jet by an air stream sliding along the combustion chamber wall at high speed, depends on the total duration of the injection and on the free jet length until it hits the Combustion chamber wall dependent.
It can be demonstrated in experiments that smoke-free combustion of the injected fuel in the jet only takes place if this fuel jet has a sufficiently free length and is not sprayed onto the hot combustion chamber wall from close by. In the opposite case, even with very small amounts of fuel injected, soot is always produced in the exhaust gases and this even with relatively intensive circles of the air in the combustion chamber along its wall.
The air apparently only carries atomized or vaporized fuel with it and never the part of the jet core that spreads on the combustion chamber wall. There, under certain circumstances, an excessive enrichment of the air zone around the point where the jet core hits the combustion chamber wall occurs with fuel, if this cannot sufficiently evaporate in the available time.
As a result of the high wall temperature and the high saturation of said air zone with fuel and the inevitable air turbulence on the wall, ignition occurs simultaneously at several points in the expanding jet core, which initiates a sooty and knocking combustion. Therefore, prolonged spreading of the fuel on the combustion chamber wall (film formation) without adequate evaporation is definitely detrimental to the quality of the combustion.
This results in the logical requirement that the air speed in the combustion chamber must be selected higher, the more fuel reaches the combustion chamber wall and has to be vaporized from there.
In the case of the internal combustion engine according to the invention, the above findings can be evaluated as follows: If the edge of the combustion chamber wall is only partially overmolded and this small part of the better atomized fuel jet jacket hits a surface with the highest temperature and also has a different inclination than the combustion chamber wall Point of impact of the jet core,
At the point where the edge of the combustion chamber is sprayed over, the air inflow into the combustion chamber causes the air zone to be oversaturated with fuel at this point, which, as is known, leads to faster self-ignition.
This injection of fuel is also used advantageously to achieve a reliable cold start, because the precondition for reliable ignition is created by over-saturating the air zone with fuel. The remaining part of the ignition jet fuel falls on the wall of the actual combustion chamber and spreads there from the point of impact in the sense of the air flow in ever cooler combustion chamber wall zones, so that its ability to evaporate as well as to rapid ignition decreases.
This ensures that the self-ignition preferably emanates from that part of the pilot jet jacket which is sprayed over the edge of the combustion chamber wall in an extremely atomized manner. After ignition, this smaller part of fuel from the ignition jet is carried away by the air, which flows over at the highest speed from the space above the piston into the combustion chamber towards the end of the compression stroke, as a flame under the edge of the combustion chamber, where it the rest of the fuel in the same jet burns.
From this jet, the ignition is also transferred to other fuel jets in the combustion chamber, to which the violent air movement plays a decisive role. So that these fuel rays do not ignite prematurely by themselves, they are given a direction so that they do not spray over the edge of the combustion chamber and when they hit the combustion chamber wall, they touch the wall in cooler places. An embodiment of the invention is shown in the drawing.
1 and 2, the arrangement of the fuel jets 4 and 4 'to the combustion chamber wall 1 is Darge, which nm case of FIG. 1 directly, that is, without a transition surface (neck) with the bottom surface 2 of the piston a sharp edge 3 educates. From the nozzle 5 of the injection valve, two fuel jets 4, 4 'are injected approximately in the direction of flow of the air entering the combustion chamber, the axes of which are drawn in dash-dotted lines.
The pilot jet 4, which is the first to reach the combustion chamber wall 1, injects part of its jet jacket over the edge of the combustion chamber or the edge 3 and leaves a clear trace there, indicated by 6, on the piston crown. The jet core in the axis of the pilot jet 4 slides - as long as the piston is still in motion in the sense of the arrow 7 during compression as a rebound and with the help of the air movement spreading fuel of the combustion chamber wall 1 ent long towards the bottom of the combustion chamber.
It is therefore advisable not to arrange the jets 4 and 4 'from the nozzle 5 one behind the other in the direction of the streamlines of the air movement, but next to one another, in such a way that after the fuel jets hit the combustion chamber wall, the fuel tongues spreading out there do not overlap touch. In this way, excessive fuel concentration at individual points on the combustion chamber wall and its disadvantageous influence on the combustion of the overall mixture is stopped.
As already mentioned above, when the air flowing over from the space above the piston into the combustion chamber hn piston in the direction of the arrows 8, the part 6 of the jet 4 ignites first, insofar as it overlays the edge 3 of the combustion chamber wall 1 and then first brings the rest of the beam 4 and further also the fuel in the neighboring beam 4 'to burn. This causes the fuel injected into the combustion chamber in various jet positions to gradually burn through.
The free jet lengths of the fuel jets 4, 4 'and possibly others as well as the projection angle between them based on the combustion chamber floor must be selected so that the maximum amount of fuel injected at all points approximates the stoichiometric amount of the amount of air drawn in. If this principle is applied correctly, it is possible, with the support of the air movement adapted to the dimensions of the combustion chamber, to come close to the ideal coefficient of the necessary excess air .1 = 1.
2 shows us the same arrangement of the fuel jets 4 and 4 'opposite the edge 3 of the combustion chamber wall 1, but the combustion chamber is provided with a transition neck 1' between the combustion chamber wall 1 and the piston or cylinder head base 2.
Even if the edge 3 is sprayed onto the surface of the neck 1 'again only by a part 6 of the pilot jet 4, the air flow according to the arrows 8 and the illustrated spread of the sprayed (split off) fuel component on the neck occurs 1 'to the above-described enrichment of the point at the edge 3 at the hottest combustion chamber wall zone with fuel and therefore for the fastest ignition.
In the given case of FIG. 2, the pilot jet does not spray onto the piston crown, but only partially onto the transition neck 1 ', while its much larger proportion of fuel is directed exclusively into the actual combustion chamber. In this solution according to FIG. 2, the same effect as in the previous construction according to FIG. 1 is achieved.
For a reliable start of the engine even in frosty conditions, the jet arrangement described offers a further advantage in that the jet 4 'or another jet must reach the combustion chamber wall 1 at a certain time interval after the pilot jet. The projection angle between the last two jets related to the piston crown can be selected in relation to the axis of rotation of the combustion chamber in such a way that the jacket of the last jet penetrates into the core around the axis of the combustion chamber that is present in the case of a potential vortex flow receives the highest compression temperature.
This alone can ensure that the engine starts even when it is frosty. When starting under frost, however, in contrast to the normal operating conditions with higher combustion chamber wall temperatures and higher air velocities, the fuel ignites first in the jacket of the jet with the greatest free jet length, and only after the end of the injection, i.e. with a large amount Ignition delay.
Under these conditions, the fuel jet remains in the free space of the combustion chamber, so to speak, because at the low starting speeds, at which the air movement in the combustion chamber is still insignificant, the fuel jets are not yet influenced by this air movement.
By means of the device described, a similar burnout of the fuel-air mixture is achieved as in engines with point ignition, that is to say with external ignition. From the standpoint of the knock-free gear and the smokeless operation, the diesel engine described is practically equivalent to an Otto engine, only has the advantage of using different types of fuel with the lowest fuel consumption.