DE1047524B

DE1047524B - Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Vorkammer

Info

Publication number: DE1047524B
Application number: DEM32442A
Authority: DE
Inventors: Hans Seifert
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1956-11-22
Filing date: 1956-11-22
Publication date: 1958-12-24

Description

Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Vorkammer Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Vorkammer. die aus einem die Einspritzdüse enthaltenden größeren Raumteil und einem tangential in diesen einmündenden Luftführungskanal besteht, welch letzterer an seinem Boden allseitig flach in den Hauptbrennraum führende Überströmöffnungen enthält, wobei eine im spitzen Winkel zum Luftführungskanal, in der Nähe der Überströmöffnungen, in diesen einmündende Verbindungsbohrung zu dem die Einspritzdüse enthaltenden Teil der Vorkammer angeordnet ist, in welche der Kraftstoff getrennt vom Luftstrom eingespritzt wird.
Bei seitlich angeordneten Vorkammern hat man bereits vorgeschlagen, den Brennereinsatz so auszubilden und anzuordnen, daß die durch die Bodenöffnungen einströmende Verdichtungsluft seitlich am Kraftstoffstrahl vorbeiströmt und nicht über die Auftreffstelle des Kraftstoffstrahls am Vorkammerboden hinwegströmt. Durch diese Maßnahme wird der Brennstoffverbrauch und der Auspuff verbessert und eine wesentlich niedrigere Auspufftemperatur erreicht.
Es sind auch Einspritzbrennkraftmaschinen mit Vorkammern bekannt, bei denen die Vorkammer zentral angeordnet ist und mit allseitig in den Hauptbrennraum flach ausmündenden Bodenöffnungen versehen ist. Der Brennereinsatz ist dabei mit einem freistehenden Leitkörper versehen, um die Luft getrennt vom Kraftstoff einführen und mit diesem im Gleichstrom mischen zu können. Bei einem derartigen Brenner wird jedoch bei höherer Belastung der Einsatz wegen der schlechten Wärmeabfuhr zu heiß und brennt daher unter Umständen weg.
Man hat auch bereits versucht, durch eine bessere Ausbildung des Vorkammerinneren die Trennung von Kraftstoff und Luft zu verbessern, indem man die Vorkammer mit einem die Einspritzdüse enthaltenden größeren Raumteil versehen hat, in den tangential ein Luftführungskanal einmündet, der seinerseits an seinem Boden allseitig flach in den Hauptbrennraum führende Überströmöffnungen enthält und eine Verbindungsbohrung im spitzen Winkel zum Luftführungskanal angeordnet ist, welche einerseits in der Nähe der Überströmöffnungen in diesen einmündet und andererseits in dem die Einspritzdüse enthaltenden Teil der Vorkammer endet und die dazu dient, den Kraftstoff getrennt vom Luftstrom einzuspritzen. Eine merkliche Verbesserung ist jedoch damit nicht zu erreichen, weil die Verbindungsbohrung mit vollem Querschnitt und nahezu in Richtung der einströmenden Luft in den L uftführungskanal mündet, so daß der in die Verbindungsbohrung eingespritzte Kraftstoff beim Hochgehen des Kolbens von der einströmenden Luft erfaßt und in derselben verteilt wird.
Erfindungsgemäß soll im Gegensatz hierzu durch entsprechende Ausbildung, insbesondere des Vorkammerunterteils der Brennstoff auf die heiße Wand gespritzt werden, und zwar an einer Stelle, wo er ungestört von der in die Vorkammer eintretenden und in derselben rotierenden Luft verdampfen und durch den im oberen Teil der Vorkammer gezündeten geringen Brennstoffanteil in den Hauptbrennraum ausgeschoben werden kann. Dies wird bei einer Einspritzbrennkraftmaschine mit einer im wesentlichen aus einem die Düse enthaltenden größeren Raumteil und einem in diesen tangential einmündenden Luftführungskanal sowie einer beide verbindenden Bohrung bestehenden Vorkammer erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Vielzahl enger, sacklochartiger Verbindungsbohrungen oder eine über annähernd 1/.1 des Umfanges des Vorkammerhalses sich erstreckende Ausnehmung mit nierenförmigem Querschnitt vorgesehen ist und wobei diese Verbindungsbohrungen bzw. diese Ausnehmung unmittelbar an der inneren Mantelfläche der Vorkammer beginnen, während ihre Mündungsquerschnitte im Luftführungskanal stark verengt sind. Der durch die Ausströmbohrungen und den Luftführungskanal eingeschobene Luftstrom kann auf diese Weise keinesfalls durch die verengte Mündungsstelle in die Brennstoffbohrungen eintreten, ebensowenig wie durch die unmittelbar an der inneren Mantelfläche des größeren Raumteils liegenden anderen öffnungen. Durch die Vielzahl von Bohrungen wird erreicht, daß der Großteil des Brennstoffs von der Luft abgesondert wird und nur ein geringer Teil desselben in der Vorkammer selbst verbrannt wird, und zwar gerade so, viel, als zum Ausschieben des unverbrannten Kraftstoffluftgemisches in den Hauptbrennraum erforderlich ist. Auf diese Weise kann der Verbrennungsvorgang so gesteuert werden, daß lästige Zündgeräusche vermieden werden. Neben diesen Vorteilen wird aber auch der Zustand des Auspuffes, die Leistung und der Kraftstoffverbrauch verbessert. Darüber hinaus läßt sich die Herstellung des Brennereinsatzes als einteiliger Körper auch wesentlich vereinfachen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderdeckel mit einer kugeligen Vorkammer und dem erfindungsgemäßen Brennereinsatz, Fig.2 einen Schnitt nach Linie 11-II der Fig.l durch den Brennereinsatz, Fig. 3 und 4 andere Ausführungsformen des Brennereinsatzes.
Im Zylinderdeckel 1 ist in bekannter Weise die Vorkammer 2 mit der Düsenhalterung zentral eingeschraubt oder besteht mit diesem aus einem Stück. Am unteren Ende der vorzugsweise kugeligen oder ähnlich ausgebildeten Vorkammer 2 ist der Brenner 3 in einem Gewinde 4 eingeschraubt und vorteilhafterweise mit dem unteren Rand der Vorkammer durch eine Schweißnaht 5 verbunden. Der Brenner weist in bekannter Weise am Kopf flach in den Hauptbrennraum mündende Bohrungen 6 auf. Das Innere des Brenners ist, wie bei 7 angedeutet, konisch aufgeweitet und besteht, nach dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, aus einem Luftführungskanal8 und einem seitlich angeordneten Vorsprung 9. Die beim Hochgehen des Kolbens durch die Bohrungen 6 eingeschobene Luft wird in der mit Pfeilen angedeuteten Richtung durch den Luftführungskanal8 geschoben und infolge der kugeligen Ausbildung der Vorkammer 2 umgelenkt, so daß in der eigentlichen Vorkammer ein rotierender Wirbel entsteht. Der Kraftstoff wird in der mit gestrichelten Pfeilen angedeuteten Richtung gegen den Vorsprung 9 eingespritzt, und zwar derart, daß der Hauptteil des Kraftstoffes in enge, sacklochartige Bohrungen 10 des Vorsprungs eindringt, die von dessen Oberseite ausgehend mit dem Raum nahe den Ausblasebohrungen 6 über stark verengte Mündungen verbunden sind. Ein geringer Teil des Brennstoffes bleibt auf der Oberseite 11 des Vorsprunges 9 haften, wird durch den rotierenden Luftwirbel abgelöst und mit der Luft vermischt. Durch entsprechende Bemessung der Verbindungsbohrungen 10 kann dieser Anteil des Kraftstoffes so abgestimmt #.verden, daß gerade so viel von dem insgesamt vorhandenen Brennstoff auf den Vorsprung gespritzt wird, als zum Ausschieben des unverbrannten Kraftstoff-Inftgemisches in den Hauptbrennraurn notwendig ist.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind am Umfang verteilt mehrere Bohrungen 10, deren Mündungen in dem Luftführungskanal8 stark verengt sind, innerhalb des Vorsprunges 9 vorgesehen, in weiche der Brennstoff eingelagert wird. An Stelle der Bohrungen 10 kann auch eine schlitzförmige Aussparung 12 mit stark verengter Mündung vorgesehen sein. Es ist auch denkbar, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, an Stelle des einen Luftführungskanals 8 beispielsweise zwei Kanäle 13 im Brennereinsatz anzuordnen und die sacklochartigen Bohrungen 14 in den dadurch gebildeten zwei Vorsprüngen anzubringen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele der kugeligen Vorkammer und die gezeigten Brennereinsätze beschränkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einspritzbrennkraftmasehine mit einer Vorkammer, die aus einem die Einspritzdüse enthaltenden größeren Raumteil und einem tangential in diesen einmündenden Luftführungskanal besteht, welch letzterer an seinem Boden allseitig flach in den Hauptbrennraum führende Überströmöffnungen enthält, wobei eine im spitzen Winkel zum Luftführungskanal, in der Nähe der Überströmöffnungen, in diesen einmündende Verbindungsbohrung zu dem die Einspritzdüse enthaltenden Teil der Vorkammer angeordnet ist, in welche der Kraftstoff getrennt vom Luftstrom eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl enger, sacklochartiger Verbindungsbohrungen (10, 14) oder eine über annähernd ein Viertel des Umfanges des Vorkammerhalses sich erstreckende Ausnehmung (12) mit nierenförmigem Querschnitt vorgesehen ist und daß diese Verbindungsbohrungen (10, 14) bzw. diese Ausnehmung (12) unmittelbar an der inneren Mantelfläche der Vorkammer beginnen, während ihre Mündungsquerschnitte im Luftführungskanal stark verengt sind.
2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbohrungen bzw. Ausnehmungen (10, 12, 14) in einem stumpfen Winkel zur Richtung des eingespritzten Brennstoffstrahls vorgesehen sind.
3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen in einem Vorsprung (9) vorgesehen sind, der im wesentlichen aus einer einseitig angeordneten Längsrippe auf der Innenseite des Brennereinsatzes {3) besteht.
4. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einspritzdüse enthaltende Teil der Vorkammer (2) in an sich bekannter Weise kugelig ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 739 194; deutsche Patentanmeldungen p39155Ia/46a2 D (bekanntgemacht am 28. 6. 51), D 14660 I a/46 a2 (bekanntgemacht am 10. 3. 55).