DE1035966B - Internal combustion engine with fuel injection, in particular diesel engine - Google Patents

Internal combustion engine with fuel injection, in particular diesel engine

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DE1035966B DED24336A DED0024336A DE1035966B DE 1035966 B DE1035966 B DE 1035966B DE D24336 A DED24336 A DE D24336A DE D0024336 A DED0024336 A DE D0024336A DE 1035966 B DE1035966 B DE 1035966B
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Description

Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, insbesondere Dieselmaschine Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, insbesondere Viertaktdieselmaschine, mit einer auf der den Ventilen abgewandten Seite des Zylinderquerschnitrtes vor dem Ventilen schräg im Zylinderkopf angeordneten Einspritzdüse, die den Kraftstoff auf die Wand eines im Arbeitskolben der Maschine angeordneten kugeligen Brennraumes aufspritzt, der gegen Ende des Verdichtungshubes praktisch die gesamrte Verbrennungsluft aufnimmt und der von der senkrecht zur Zylinderachse liegenden Kolbenbodenfläche derart angeschnitten wird, daß der Durchmesser der Anschnittfläche 75 biss 90% des Brennraumdurchmessers beträgt und sgm,it eine wesentliche Drosselwirkuing dort nicht entsteht. Zusätzlich ist das Eindaßventil oder der Einlaßkanal unmittelbar vor dein Ventilsitz mit einer einen Drall der Verbrennungsluft biss in den Brennraum hinein aufrechterhaltenden Vorrichtung, wie z. B. Ablen.kschirm oder Einlaßkanal-Endspi.rale, versehen. , Die Erfindung besteht darin, daß eine im Prinzip zentral spritzende, Koaxial.ität zwischen Düsenihalterachse und Lochkegelachse aufweisende und gegenüber der Düsenachse mit mehreren, insbesondere mi,t vier symmetrisch angeordneten Einspritzlöchern versehene, an sich bekannte Mehrlochdüse derart vorgesehen ist, daß bei etwa oberer Kolibentotlage die Wurzeln der Kraftsitoffstrahlen praktisch in der Kotbenbodenilächemebene und die Strahlauftreffpunkte an der Brenmkammerwand in einem BreitenbereichAiegen, der, wenn man die Düsenachse als Polachse auffaßt, durch einen Kreis von etwa 10° Brite oberhalb und einen Kreis von etwa 30° Breite unterhalb des Kugeläquators begrenzt ist.Internal combustion engine with fuel injection, in particular diesel engine The invention relates to the improvement of an internal combustion engine with fuel injection, especially four-stroke diesel engine, with one on the one facing away from the valves Side of the cylinder cross section in front of the valves arranged at an angle in the cylinder head Injector that puts the fuel on the wall of a working piston of the machine arranged spherical combustion chamber injected towards the end of the compression stroke absorbs practically the entire combustion air and that of the perpendicular to the cylinder axis lying piston crown surface is cut in such a way that the diameter of the cut surface 75 to 90% of the combustion chamber diameter and sgm, it has a significant throttle effect does not arise there. In addition, the single-nozzle valve or the inlet duct is immediate in front of your valve seat with a swirl of the combustion air bit into the combustion chamber into maintaining device such. B. Ablen.kschirm or inlet duct end spiral, Mistake. The invention consists in the fact that a, in principle, centrally spraying, Koaxial.ität between nozzle holder axis and perforated cone axis having and opposite the nozzle axis with several, in particular four, four symmetrically arranged injection holes provided, known per se multi-hole nozzle is provided in such a way that at approximately the upper Kolibentotlage the roots of the fuel rays practically in the Kotbenbodenilächem plane and the jet impact points on the combustion chamber wall in a width area of Aiegen, which, if one considers the nozzle axis as the polar axis, through a circle of about 10 ° Brite bounded above and a circle of about 30 ° latitude below the spherical equator is.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 den oberen Teil eines Brennkraftmasc(hinenkolbenis im Aufriß mit darüber angeordnetem Lufteinlaßkanal, dem Einlaßventid und der davorlnegenden Einspritzdüse sowie mit einem kugeligen Brennraum im Kolben, Fig. 2 einen Gru:ndriß der Anordnung nach F.ig. 1. 1Taeh den beiden Figuren sind über dem Arbeitskolben 1 der Brennkraftmasdh-ine in deren Zylinderkopf das Enlaßventil 2 und das Au-slaßventil 3 vorgesehen. Das E.inlaßventii 2 ist in an sich bekannter Weise größer gehalten. als das Auslaßvent1,l 3. Außerdem ist das Einlaßventil 2 z_. B. mit einem Luftablenkschirm 4 versehen, welcher der in den Zylinderraum eintretenden Verbrennungsluft einen scharfen Drall in Pfeilrichtung a von Fig. 2 verleiht. Der Ablenkschi,rm 4 isst so auf seinem zugehörigen Ventil angeordnet. daß im Brennraum optimale Verhältnisse hinsichtlich einer möglichst starken Drallwirkuug und gleichzeitig eines guten Liefergrades gegeiben sind. In F.ig.2 ist die Anordnung so getroffen, daß der Ablenkschirm auf die gleiche Zylinderseite zu liegen kommt, auf der auch die Ventilschäfte liegen. Die Folge dieser Anordnung ist, daß ein durch dieses Ventil eintretender Luftstrom durch den Ablenkschiirm in Pfeilrichtung a von Fig. 2 eingeleitet, durch die VerdrängerwIrkung des sich seinem oberen Totpunkt nähernden Kolbens in den Brennraum gedrückt und nach dem Drallisatz eine verstärkte Dräll'bewegung in, Pfeilrichtung b von Fig. 2 erreicht wird.In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment. It shows Fig. 1 the upper part of a Brennkraftmasc (hinenkolbenis in elevation with above arranged air inlet duct, the inlet valve and the injection nozzle in front of it as well as with a spherical combustion chamber in the piston, FIG. 2 shows an outline of the arrangement according to F.ig. 1. 1Taeh the two figures are above the working piston 1 of the internal combustion engine the inlet valve 2 and the outlet valve 3 are provided in the cylinder head thereof. That E.inlassventii 2 is kept larger in a manner known per se. than the exhaust valve1, l 3. In addition, the inlet valve 2 is z_. B. provided with an air deflector 4, which of the combustion air entering the cylinder chamber creates a sharp swirl confers in the direction of arrow a of FIG. The deflecting boat rm 4 eats so on its associated Valve arranged. that in the combustion chamber optimal conditions in terms of a possible strong twist effect and at the same time a good degree of delivery. In F.ig.2 the arrangement is made so that the deflecting screen is on the same side of the cylinder comes to rest on which the valve stems also lie. The consequence of this arrangement is that air flow entering through this valve is through the deflector screen initiated in the direction of arrow a of Fig. 2, by the displacement effect of the itself its top dead center approaching piston pressed into the combustion chamber and after Twist set an increased twisting movement in the direction of arrow b of FIG. 2 is achieved will.

Die Brenns toffeinspritzdüse 6 ist auf der den Ventilen abgewandten Seite des Zylinderquerschnittes im Zylinderkopf schräg zur Zylinderachse derart an-geordnet, daß die verlängert zu denkende Düsenachse D bei oberer Kolbentotlage durch den Mittelpunkt M einer in diesem vorgesehenen kugeligen Brennkammer 9 geht und das Spr'vtzende der Düse etwa in der Ebene des Zylinderkopf- oder Kolbenbodens bzw. unmittelbar in der Überströmöffnung 5 der Brennkammer Liegt (Fig. 1). Im Grun,driß nach der Fig.2 gesehen, liegt das Einspritzdüsenende zu einer durch die Zylinderachse Z und zwischen den beiden Ventilen 3, 4 hitndu;rchgehend zu denkenden mittleren Vertikalebene E-E um den gleichen Betrag versetzt wie der Brennkammermittelpunkt 31. Durch den ebenen und zur Zylinderachse Z senkrecht liegenden Kolbenboden wird die Brennkammer 9 derart angeschnitten, daß der Durchmesser d der überströmöffn ung 5 zwischen 75 bis 90% des Brennraumdurchmessers dl (Fig. 1) beträgt. Von Bedeutung .'Ist noch, daß, irm Grundriß gesehen, die Mitte 37 der Brennkammer 9 innerhalb einer K.rei-sfläche Fliegt, deren Durchmesser vom Durchstoßpunkt X der Düsenachse D in der Kolbenboden.flächebei oberer Kolbentotlage und dem Mittelpunkt K des Kolbenbodens liegt. In Fig. 2 ist diese Fläche F durch eine Schraffur angedeutet. Beü dem gewählten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise eine Vierlochdüse vorgesehen, deren vier Strahlen etwa im Bereich des größten Brennraumdurchmessers, senkrecht zur Düsenachse gesehen, auf die Brennraumwand auftreffen. Die vier Spritzlöcher der Düse liegen symmetrisch zur Düsenachse, und die Abspri:tzw inkel sind so gewählt, daß die Kraftstoff-Strahlauftreffpu.nkte auf die Brennraumwand hei oberer Kolbentotpunktstellung in einem Breitenbe-reich liegen. der, wenn man die Düsenachse ails Polachse auffaßt, durch einen Kreis von etwa 10° Breite oberhalb des Kugeläquators und einen solchen von etwa 30° unterhalb des KugeläquatoTs begrenzt wird, wie die in Fig. 1 angedeuteten Zonen x und y anzeigen. Im Rahmen der Erfindung könnte man auch eine Zwei-, Drei- oder Fiinflochdüse verwenden.The fuel injection nozzle 6 is arranged on the side of the cylinder cross-section facing away from the valves in the cylinder head at an angle to the cylinder axis in such a way that the nozzle axis D, which is to be considered extended, passes through the center point M of a spherical combustion chamber 9 provided in it and the spray end when the piston is at the top of the nozzle lies approximately in the plane of the cylinder head or piston head or directly in the overflow opening 5 of the combustion chamber (Fig. 1). In Grun, Driss after Fig.2 seen, the injector end is a hitndu through the cylinder axis Z and between the two valves 3, 4; rchgehend to thinking vertical mid-EE by the same amount was added as the combustion chamber center 31 through the planar and The piston head lying perpendicular to the cylinder axis Z is cut into the combustion chamber 9 in such a way that the diameter d of the overflow opening 5 is between 75 to 90% of the combustion chamber diameter dl (FIG. 1). It is also important that, as seen in the plan view, the center 37 of the combustion chamber 9 lies within a surface area, the diameter of which lies from the point of penetration X of the nozzle axis D in the piston crown surface at the upper piston dead position and the center point K of the piston crown . In Fig. 2 this area F is indicated by hatching. In the embodiment chosen, a four-hole nozzle is preferably provided, the four jets of which impinge on the combustion chamber wall approximately in the region of the largest combustion chamber diameter, seen perpendicular to the nozzle axis. The four spray holes of the nozzle are symmetrical to the nozzle axis, and the two branches are selected so that the fuel jet points of impact on the combustion chamber wall at the top dead center position of the piston lie in a width range. which, if the nozzle axis is understood as the polar axis, is bounded by a circle approximately 10 ° wide above the spherical equator and a circle approximately 30 ° below the spherical equator, as indicated by the zones x and y indicated in FIG. 1. A two-, three- or five-hole nozzle could also be used within the scope of the invention.

U'.ie die Figuren zeigen, bleibt durch die geschilderte Anordnung gegenüber der etwa um den Durchmesser der Kreisfläche F aus der Mitte des Zylinderquerschnittes versetzten Düsenmündung eine wesentlich zentraler liegende Überströmöffnung 5 erhalten, die in unmittelbarer Angrenzung an den Ventnlahlenkschirm 4 etwa mit der Einlaßventilöffnumg tangiert (Fig.2). Die Einspritzstrahlen sind verhältnismäßig lang. und zwar alle etwa gleich lang, und der durch den Al)lenkschi,rm eingeleitete Drall der Verbrennungsluft wird als HonzontaldTali praktisch ohne BeeirnträoIhbigung im die Brenrrtkammer 5 weitergeleitet und dort sogar verstärkt aufrechterhalten, so daß die Verbrennungsluft die Einspritzstrahlen mit hoher Gresch.windigkeit quer anströmt. Die gemischaufbereitende Wirkung wird noch dadurch begünstigt, daB die Luft im wesentlichen um die verlängert zu denkende Düsenachse D kreist. Das Zusammenwirken aller Kombinationsmerkmale der Erfindung gewährrleistet vor allein ein gutes Stan-tver'hafen und eine ruißfreie, wirtschaftliche Verbrennung.U'.ie the figures show, remains through the described arrangement compared to approximately the diameter of the circular area F from the center of the cylinder cross-section offset nozzle orifice get a much more centrally located overflow opening 5, in the immediate vicinity of the Ventnlahlenkschirm 4 approximately with the inlet valve opening tangents (Fig. 2). The injection jets are relatively long. namely all about the same length, and the swirl of the combustion air introduced by the Al) lenkschi, rm is used as Honzontald Tali practically without arousal in the burner chamber 5 forwarded and even maintained there, so that the combustion air the injection jets flow across at high speed. The mixture processing The effect is further enhanced by the fact that the air is essentially lengthened by the imaginary nozzle axis D circles. The interaction of all combination features of the First of all, the invention guarantees a good standard port and a soot-free, economical combustion.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, insbesondere Viertaktdieselmaschine, mit eigner auf der den Ventilen abgewandten Seite des Zylii:nderque,rsdhnittes vor den Ventilen schräg im Zylinderkopf angeordneten Einspritzdüse, die den Kraftstoff auf die Wand eines im Arbeitskolben der Maschine angeordneten kugeligen Brennraumes aufspritzt, der geben Ende des Verdichtungshubs praktisch diie gesamte Verdichtungsluft aufnimmt und der von der senkrecht zur Zylinderachse liegenden Kolbenbodenfläche derart angeschnitten wird, daß der Durchmesser der Anschnit:tfl'iche 75 biss 90% des Brennraumdurchmessers beträgt und somit eine wesentliche Drosselwirkung dort nicht entsteht, und bei der außerdem das Einlaßverntil oder der Einlaßkanal unmittelbar vor dem Ventilsitz mit einer einen Drall der Verbrennungsluft bis in den Brennraum hinein aufrechterhaltenden Vorrichtung, wie z. B. Ablenkschirm am Ventil oder Eiinlaßka:nal-Endspi@rale. versehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß eine im Prinzip zentral spritzende, d. h. Koaxialität zwischen Düsemhalteradhse und Lochkegelachse aufweisende und gegenüber der Düsenachse mit mehreren. insbesondere vier symmetrisch angeordneten Einspritzlöchern versehene, an sich bekannte Mehrlochdüse derart vorgesehen ist, daß bei etwa oberer Kalb entotlage die Wurzeln der Kraftstoffstrahlen praktisch in der Kolbenbodenflächenebene und die Strahlauftreffpunkte an der Brennraumwand in einem Breitenbereich liegen, der, wenn man die Düsenachse als Polachse auffaßt, durch einen Kreis von etwa 10° Breite oberhalb und einen Kreis von etwa 30° Breite unterhalb des Kugeläquators begrenzt ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeimspritzdüse (6) in an sich bekannter Weise derart im Zylinderkopf angeordnet ist, daß ihre verlängert zu denkende Achse durch den Mittelpunkt de:, kugeligen Brennraumes bei dessen angenäherrt oberer Totpunktlagie geht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften N r. 865 683. 875 101, 696 077; deutsche Patentanmeldung p 21404 1 a/46 a 2 D (bekanntgemacht am 14. 12. 1950). PATENT CLAIMS: 1. Internal combustion engine with fuel injection, in particular a four-stroke diesel engine, with its own injection nozzle on the side of the cylinder facing away from the valves: nderque, rsdhnittes in front of the valves at an angle in the cylinder head, which injects the fuel onto the wall of a spherical combustion chamber arranged in the working piston of the machine, at the end of the compression stroke takes up practically all of the compression air and is cut by the piston crown surface perpendicular to the cylinder axis in such a way that the diameter of the cut area is 75 to 90% of the combustion chamber diameter and therefore there is no significant throttling effect there, and at which also the Einlaßverntil or the inlet channel immediately in front of the valve seat with a swirl of the combustion air into the combustion chamber into maintaining device such. B. deflecting screen on the valve or egg inlet duct: nal-Endspi @ rale. is provided. characterized in that one in principle spraying centrally, ie having coaxiality between the nozzle holder needle and the perforated cone axis and opposite the nozzle axis with several. In particular, four symmetrically arranged injection holes, known per se, multi-hole nozzle is provided in such a way that with approximately the upper calf the roots of the fuel jets are practically in the piston crown surface plane and the jet impact points on the combustion chamber wall are in a width range which, if the nozzle axis is understood as the polar axis, is bounded by a circle of about 10 ° latitude above and a circle of about 30 ° latitude below the spherical equator. z. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the fuel injection nozzle (6) is arranged in a manner known per se in the cylinder head in such a way that its axis, which is to be extended, goes through the center of the spherical combustion chamber at its approximate top dead center position. Publications considered: German Patent Specifications N o. 865 683, 875 101, 696 077; German patent application p 21404 1 a / 46 a 2 D (published on December 14, 1950).
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