DE1010318B

DE1010318B - Vorkammerdieselmaschine

Info

Publication number: DE1010318B
Application number: DEM24486A
Authority: DE
Inventors: Hans Seifert; Otto Breindl
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1954-09-14
Filing date: 1954-09-14
Publication date: 1957-06-13

Description

Vorkammerdieselmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorka,mmerdieselmaschine mit einer in Richtung der Vorkammerachse angeordnetem Einspritzdüse, bei welcher der Hauptbrenn.raum gegen die Vorkammer durch einen Einsatz mit schräg verlaufenden Bohrungen abgeschlossen ist, mittels welcher die eintretende Verbrennungsluft nach außen an die Wand der Vorkammer geführt wird.
Bekanntlich ist bei Vorkammerbrennkraftmaschinen ein gutes Durchmischen von. Brennstoff und Verbrennungsluft für einen einwandfreien Betrieb der Maschine unbedingt erforderlich. Dies hängt in. entscheidendem Maße von der Ausbildung der Einsätze und Vorkammern ab, welche es ermöglichen., zum Zeitpunkt der Einspritzung Luft und Brennstoff im Gegen- oder Gleichstrom aneinander heranzuführen. Bei einer Gemischaufbereitung im Gegenstrom, bei der also. Luft und Brennstoff in einem mehr oder weniger steilen. Winkel aufeinandertreffen, erfolgt bei den bekannten Ausführungen. die Verbrennung meist schlagartig im oberen Teil der Vorkammer und ist damit schlechter. Überdies wird durch die! sich in Düsennähe abspielende Verbrennung die Düse! selbst sehr stark beansprucht. Es sind auch bereits Vorkammerbrennkraftrnaschinen bekannt, bei denen die Gemischaufbereitung sich im Gleichstrom vollzieht, d. h.. durch Heranführen der verbrannten Luft an den Brennstoffstrahl in der Bewegungsrichtung desselben. Durch diese Maßnahmen kann sich diel Verbrennung sukzessiv über denn gesamten Raum der Vorkammer fortpflanzen, da. der Brennstoffstrahl in seiner Ausbreitung nicht behindert ist. Man erhält auf diese Weise: eine wesentlich drehzahlwilligere Brennkraftmaschine.
Die bei den bisher bekannten. Ausführungen der Vorkammer mit Mischen von Brennstoff und Luft im Gleichstrom verwendete Luftführung in. der Vorkammer und damit auch die Durchmischung selbst kann aber erfindungsgemäß noch wesentlich dadurch verbessert werden, daß der Einsatz mit einem zentralen Leitkörper versehen ist, der bis annähernd an den oberen Rand des topfförmigen, eine nach der Vorkammer hin konisch erweiterte Innenwand aufweisenden Einsatzes reicht und mit seiner kegelstumpffärmigen Mantelfläche mit dem Einsatz einen konischen Ringspalt bildet, in welchen die Ausblasebahrungen annähernd waagerecht einmünden, und daß ferner die Vorkammer oberhalb des Leitkörpeirs in Richtung der Einspritzdüse in an sich, bekannter Weise kegelstumpfförmig erweitert und in deren Bereich gewölbt ausgebildet ist. Dadurch wird die gesamte: in die Vorkammer eintretende Luft zunächst außerhalb des eingespritzten schlanken Brennstoffstrahls an der Wand entlang und erst nach ihrer Umlenkung im oberen Teil der Vorkammer an diesen im Gleichstrom herangeführt. Die Aufteilung des Kraftstoffes in der Kammer selbst wird dabei nicht, wie bei Gegenstrommischung üblich, durch die in, die Vorkammer einströmende Luft in der oberen Hälfte der Vorkammer bewirkt, sondern über die ganzes Kammer verteilt vollzogen. Ein Teil der eingeiströmten Luft kehrt am Ende der Kammer um und bewegt sich in. Richtung des eingespritzten Strahles und mit demselben im Zentrum der Kammer wieder zu den Ausblaseöffnungen. Damit hat die Verbrennungsluft Gelegenheit, auf ihrem längeren Weg Kraftstoffteilchen aufzunehmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch Vorkammer und Einsatz, Fig. 2 und 3 verschiedenes Ausführungsfonnen des Einsatzes in größerem Maßstab, Fig. 4 eine Draufsicht in Pfeilrichtung A der Fig. 2, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Einsatz in Richtung B der Fig. 3, Fig.6 einen Teilschnitt durch einen Einsatz in größerem Maßstab und anderer Ausführung.
Wie aus Fing. 1 ersichtlich, besteht die Vorkammer 1 mit dem Zylinderdeckel 2 aus einem Stück. Selbstverständlich kann die Vorkammer ebenso in den Zylinderdeckel eingesetzt werden, wie dies bei bekannten Ausführungen der Fall ist. Den oberen Abschluß der Vorkammer bildet die Einspritzdüse 3, während die Vorkammer nach unten durch einen Einsatz 4, der beispielsweise durch einen Schraubring 5 gehalten wird, abgeschlossen ist. Nach der Erfindung ist im Einsatz ein kegellger Leitkörper 6 vorgesehen und der Einsatz selbst annähernd trichterförmig ausgebildet, so daß zwischen dem bis annähernd an den oberen Rand des Einsatzes reichenden Leitkörper und der Innenwand des Einsatzes ein konischer Ringspalt 7 entsteht. Der Einsatz ist in bekannter M reise mit düsenförmigen, nach außen sich erweiternden Bohrungen 8 versehen, die zudem annähernd tangential an den durch die Austrittsbohrungen gelegten Kreis angeordnet sind. Der zur Befestigung des Einsatzes 4 dienende Schraubring 5 ist innen ebenfalls konisch ausgebildet, so daß er einen glatten Übergang zu der birnenförmigen Vorkammer 1 bildet. Durch die Abrundung der Vorkammer 1 am oberen Ende wird die entlang der Vorkammerwand einströmende Verbrennungsluft um annähernd' 180° umgelenkt und in Gleichstrom mit dem eingespritzten Brennstoffstrahl gebracht. Um gleichzeitig einen Teil der Luft mit dem Brennstoff zu vermischen, sind radiale Schlitze- 9 am Einspritzdüsenkörper vorgesehen, durch welche Verbrennungsluft bis an den Kern des Brennstoffstrahles vordringen kann. Dadurch wird der Mischprozeß verbessert. Ein Teil der Einspritzenergie wird auf die Verbrennungsluft übertragen, d. h., di.e Luft wird vom Kraftstoffstrahl mitgerissen. Der kegelige Einsatz 6 ist an seiner Stirnseite entweder konvex cder konkav ausgebildet, wie aus den Fig. 2 und. 6 ersichtlich ist. Um die Durchmischung weiter zu fördern., sind am Leitkörper außerdem Bohrungen.10 vorgesehen, durch welche das austretende Gemisch in Richtung der Bohrung 8 abgelenkt wird. Andererseits kann durch eine zentrale Bohrung 11 im Leitkörper das Anlassen erleichtert werden, indem Kraftstoffteilchen direkt in den Verbrennungsraum gelangen können. Um die Herstellung des Einsatzes 4 zu erleichtern, wird dieser aus zwei Teilen 4' und 4" hergestellt, die durch eine Dichtschweißnaht 12 verbunden sind. Diese ist zweckmäßigerweise kurz oberhalb der Auslaßöffnungen angeordnet. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr vcm Leitkörper an die Außenwand können Wärmeleitrippen 13 vorgesehen sein:, deren Zahl und Ausbildung verschieden. sein kann. Durch die konische. Ausbildung des Einsatzes und die birnenförmige Ausweitung der Vcrkainmer kann die eintretende Luft genügend weit vom Einspritzstrahl entfernt diesem entgegen und durch dieAbrundungen am oberen Ende der Vorkammer an diesen. herangeführt werden, so daß eine gute Aufbereitung des Gemisches erzielt wird. Der Leitkörper 6 ist auf der oberen Abschlußfläche vorteilhafterweise mit einer geeigneten Wärrneschutzschicht versehen. Um eine bessere Wärmeabfuhr aus der Vorkammer zu ermöglichen, kann diese, wie in Fig. 1 angedeutet, mit Kühlrippen 14 versehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorkammerdieselmaschine mit einer in Richtung der Vo,rka,mmerachse angeordneten Einspritzdüse, bei welcher der Hauptb,rennra@um gegen die Vorkammer durch einen Einsatz mit schräg verlaufenden Bohrungen, abgeschlossen ist, mittels welcher die eintretende: Verbrennungsluft nach außen an, die Wand der Vorkammer geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) mit einem zentralen Leitkörper (6) versehen. ist, der bis annähernd an den oberem: Rand des topfförmigen, eine nach der Vorkammer hin konisch erweiterte Innenwand aufweisenden Einsatzes (4) reicht und mit seiner kegedstumpfförrnigen, Mantelfläche mit dem Einsatz einen konischen Ringspalt (7) bildet, in. welchen die Ausblasebohrungen. (8) annähernd waagerecht einmünden., und daß ferner die Vorkammer (1) oberhalb des Leitkörpers (6) in Richtung der Einspritzdüse (3) in an sich bekannter Weise kegelstumpfförmig erweitert und in deren Bereich derart gewölbt ausgebildet ist, daß die gesamte in die Vorkammer eintretende Luft zunächst außerhalb des eingespritzten schlanken Brennstoffstrahls an der M'and entlang und erst nach ihrer Umlenkung im oberen Teil der Vorkammer an diesen im Gleichstrom herangeführt wird.
2. Vo@rkammerdicselmaschine: nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasebohrungen. (8) ani Einsatz (4) in an sich bekannter Weise annähernd tangen.tial angeordnet und diftuso.rartig aufgeweitet sind.
3. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Einspritzdüsenkörper (3) radiale, gegen die Einspritzdüse (3) gerichtete Schlitze (9) vorgesehen sind.
4. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, Abschluß des Leitkörpers (6) in bekannter Weise konvex oder konkav ausgebildet ist.
5. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitkörper (6) in <ui sich bekannter Weise eine zentrale Anlaßbohrung (11) vorgesehen ist.
6. Vo:rkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Leitkörper (6), vom oberen. Abschluß ausgehend, schräg nach denn Ringspalt hin verlaufend Mischbohrungen (10) vorgesehen sind.
7. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (6) mit einer Wärmeschutzschicht versehen ist. B.
Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d.aß in an sich bekannter Weise im Ringspalt (7) zwischen Einsatz und Leitkörper radiale Rippen (13) angeordnet sind.
9. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Einsatzes (4) in bekannter Weise ein Gewindering (5), dessen Innenflächen der Form der Vorkammer (1) angepaßt sind, vorgesehen ist.
10. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) in an sich bekannter Weise in einer zur Vorkammerachse senkrecht liegenden. Ebene geteilt ist-
11. Vorkammerdieselmascbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfläche (12) oberhalb der Ausblaseöffnungen (8) angeordnet ist und die beiden Hälften miteinander verschweißt sind.
12. Vorkammerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Vorkammer (1) mit Kühlrippen (14) versehen ist.
13. Vorkammerdieselmaschine nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (1) in an sich bekannter Weise in den Zylinderdeckel (2) eingesetzt ist.
14. Vorkainmerdieselmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (1) in an. sich bekannter Weise mit dem Zylinderdeckel (2) aus einem Stück besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 576 943, 639 072, 874 844, 627 351; USA.-Patentschrift Nr. 2 5616.28; britische Patentschrift Nr. 482 165.