DE1048072B - Air-compressing internal combustion engine with fuel injection - Google Patents
Air-compressing internal combustion engine with fuel injectionInfo
- Publication number
- DE1048072B DE1048072B DEM31331A DEM0031331A DE1048072B DE 1048072 B DE1048072 B DE 1048072B DE M31331 A DEM31331 A DE M31331A DE M0031331 A DEM0031331 A DE M0031331A DE 1048072 B DE1048072 B DE 1048072B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- combustion chamber
- air
- bore
- piston
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/066—Details related to the fuel injector or the fuel spray the injector being located substantially off-set from the cylinder centre axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0633—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being almost completely enclosed in the piston, i.e. having a small inlet in comparison to its volume
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0648—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
- F02B23/0651—Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0675—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0621—Squish flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
- F02B23/0669—Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung Die Erfindung betrifft eine lnftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung mittels einer außermittig zur Zylinder- und Brennraumachse angeordneten Einspritzdüse in einen im Kolbc-nboden eingeschnittenen und nur nach oben offenen. Brennraum, der angenähert Rotationskörperform aufweist und beim Verdichtungshub nahezu die gesamte verdichtende Verbrennungsluft aufnimmt. Der Kraftstoff wird dabei in Anwendung eines bekannten Einspritz- und Gemischbildungsverfahrens durch einen oder mehrere in geschlossener Strahlforrn bei kurzer freier Strahllänge derart im wesentlichen tangential auf die Brennraumwand aufgebracht, daß er sich dort über einen großen Teil der Wandungsfläche als dünner Film ausbreitet, der durch eine zugeordnete Luftdrehung in Dampfform allmählich von der Wand abgelöst, mit der Luft vermischt und verbrannt wird. Dieses Verfahren ist in der deutschen Patentschrift 865 683 beschrieben.Air-compressing internal combustion engine with fuel injection Die The invention relates to an air-compressing internal combustion engine with fuel injection by means of an injection nozzle arranged eccentrically to the cylinder and combustion chamber axis into a cut in the bottom of the piston and only open at the top. Combustion chamber, which has approximately the shape of a body of revolution and during the compression stroke almost the absorbs all of the compressing combustion air. The fuel is used a known injection and mixture formation process by one or more in a closed jet shape with a short free jet length of this kind applied tangentially to the combustion chamber wall that he is there over a large Part of the wall surface spreads out as a thin film caused by an associated air rotation gradually detached from the wall in vapor form, mixed with the air and burned will. This method is described in German Patent 865,683.
Bei nach vorstehendem Verfahren arbeitendten Verbrennungsmotorem, ist es Ziel der Gemischbildung, den Kraftstoff so auf die Brennraumwand aufzubringen, daß nur für die Einleitung der Zündung unbedingt notwendige Kraftstoffanteile in flüssigem Zustande mit der Verbrennungsluft vermischt werden. Bei schnellaufenden Motoren ist die Erfüllung dieser Forderung jedoch an gewisse konstruktive Voraussetzungen gebunden. Denn, um beire Verdichtungshub eine möglichst große Luftmenge in den Brennraum zu verdrängen, muß das zwischen Zylinderkopf und Kolben verbleibende Restvoluman so klein wie möglich gehalten sein; der Kolben läuft dabei bis auf einen Spalt von nur einigen Zehnteln Millimetern an den Zylinderkopf heran. Dadurch wird in diesem Spalt zwischen Zylinderkopf und Kolben ein Quetscheffekt herbeigeführt, unter dessen Einfluß die Luft mit beträchtlicher Geschwindigkeit radial nach einwärts strömt. Da bei üblicher Anordnung der Einspritzdüse im Zylinderkopf, d. h., wenn die Düsenmündung bündig zur Zylinderkopfebene liegt, der Brennstoffstrahl diesen Ouet,schluftstrom durchqueren muß, kann es vorkommen, daß dieser den oder die Kraftstoffstrahlen, auch wenn sie geschlossen sind, mindestens teilweise aufreißt und damit den Kraftstoff vorzerstäubt. Es wird dadurch ein größerer Kraftstoffanteil als zulässig oder erwünscht von der Luft mitgerissen, der dann geräuschvoll klopfend verbrennt. Diese Erscheinung tritt dann besonders heftig kurz vor der oberen Totpunktstellung des Kolbens auf, wo die Geschwindigkeit der Quetschluftströmung ihr zeitliches Maximum erreicht; das örtliche Maximum der Quetschluftströmung liegt dabei in der Gegend des Brennraumrandes.In the case of internal combustion engines operating according to the above procedure, the aim of the mixture formation is to apply the fuel to the combustion chamber wall in such a way that that only absolutely necessary for the initiation of the ignition fuel proportions in liquid state are mixed with the combustion air. With fast moving Engines, the fulfillment of this requirement is, however, to certain structural requirements bound. Because in order to get the largest possible amount of air into the combustion chamber during the compression stroke To displace, the remaining volume between the cylinder head and piston must be be kept as small as possible; the piston runs up to a gap of only a few tenths of a millimeter from the cylinder head. This will result in this Gap between cylinder head and piston brought about a squeezing effect, under which Influence the air flowing radially inward at considerable speed. Since with the usual arrangement of the injection nozzle in the cylinder head, i. i.e. when the nozzle orifice lies flush with the cylinder head plane, the fuel jet this Ouet, Schluftstrom must pass through, it may happen that this one or the fuel jets, even if they are closed, at least partially tears open and thus the fuel pre-atomized. This results in a larger proportion of fuel than is permitted or desired carried away by the air, which then burns with a noisy knock. This appearance then occurs particularly violently shortly before the top dead center position of the piston, where the speed of the squeeze air flow reaches its maximum in time; the local maximum of the squeezed air flow is in the area of the edge of the combustion chamber.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Maschine der eingangs bezeichneten Art die vorstehenden Mängel zu beheben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Brennraumöffnung, wie an si'c'h bekannt, durch eine am Brennraumöffnungsrand in eine entsprechende Aussparung des Kolbenbodens eingesetzte Ringscheibe abgedeckt ist und daß die Ringscheibe eine große, im wesentlichen zentrale Bohrung für den gesamten Luft- bzw. Gasdurchtritt sowie eine in der Nähe des Brenmraumrandes angeordnete kleinere Bohrung für die Kraftstoffeinspritzung aufweist, wobei diese seitliche Bohrung gegenüber der bei Annäherung des Kolbens an die obere Totpunktlage in den Brennraum verdrängten Luft abgeschirmt ist, Den Öffnungsrand eines im Kolben einer Dieselmaschine angeordneten Brennraumes abzudecken, ist zwar an sich bekannt. Jedoch hatten diese Maßnahmen bisher einen anderen Zweck.The object of the invention is to provide the machine described at the outset Way of remedying the above defects. According to the invention, this is achieved by that the combustion chamber opening, as known from si'c'h, by one on the edge of the combustion chamber opening Covered annular disc inserted into a corresponding recess in the piston head is and that the washer has a large, substantially central bore for the entire air or gas passage as well as one arranged in the vicinity of the edge of the combustion chamber Has a smaller bore for the fuel injection, this lateral Hole opposite when the piston approaches top dead center in the Combustion chamber is shielded from displaced air, the opening edge of a piston in a Covering diesel engine arranged combustion chamber is known per se. However these measures had previously had a different purpose.
So ist bei einer bekannten Ausführung die Brennraumöffnung durch eine auf dem Kolbenboden aufgesetzte Platte abgedeckt, die aber lediglich die Aufgabe hat, die Strahleintrittsöffnung des seitlich in den Brennraum, und zwar im Gegensatz zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung direkt in die Verbrennungsluft eingespritzten Kraftstoffes zu überdecken. Hier handelt es sich dem Wesen nach um einen Bestandteil des Verbrennungsraumes selbst und nicht, wie bei der vorliegenden Erfindung, um ein Mittel, eine zeitweise Strömungstrennung, nämlich der des O_uetschluftstromes vom Kraftstoffstrahl durchführen zu können.In a known embodiment, the combustion chamber opening is through a Covered plate placed on the piston crown, but that only does the job has, the jet inlet opening of the side into the combustion chamber, in contrast the subject of the present invention injected directly into the combustion air To cover fuel. This is essentially a component of the combustion chamber itself and not, as in the present invention, to a means, a temporary flow separation, namely that of the O_uetschluftstromes to be able to carry out the fuel jet.
Bei einer anderen bekanntgewordenen Ausführung wird im Kolben einer Dieselmaschine der Brennraum angeordnet, welch letzterer gegen den Zylinderraum teilweise abgedeckt ist. Diese bekannte birnenförmige Brennkammer öffnet sich teilweise gegen. die Zylinderwand und teilweise gegen den Zylinderdeckel. Der flüssige Kraftstoff wird dabei seitlich unmittelbar an der gegen die Zylinderwand gerichteten Öffnung, und zwar in Richtung der Einströmöffnung in den Brennraum eingespritzt. Dabei wird während des Verdichtungshubes der Quetschluftstrom zusammen mit dem Kraftstoffstrahl in den Brennraum eingeführt. Damit fällt auch dieser bekannten Brennraumabdeckung eine andere Aufgabe zu, die in keiner Beziehung zur Durchführung des der Erfindung zugrunde liegenden Verbrennungsverfahrens steht.In another embodiment that has become known, a Diesel engine arranged the combustion chamber, which latter against the cylinder chamber partially is covered. This known pear-shaped combustion chamber opens partially against. the cylinder wall and partially against the cylinder cover. The liquid fuel is placed on the side directly at the opening facing the cylinder wall, injected into the combustion chamber in the direction of the inflow opening. It will the squeeze air flow together with the fuel jet during the compression stroke introduced into the combustion chamber. This also eliminates this known combustion chamber cover another object that is unrelated to the carrying out of the invention underlying combustion process.
I Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird N zum Zwecke der Abschirmung der seitlichen Bohrung der Düsenschaft der Einspritzdüse derart gegen den Brennraum hin vorversetzt, daß er bei Annäherung des Kolbens an die obre Totpunktstellung in diese Bohrung der Ringscheibe dicht eintaucht.I According to a further feature of the invention, N is used for the purpose of Shielding of the lateral bore of the nozzle shaft against the injection nozzle in this way the combustion chamber is advanced so that when the piston approaches the upper dead center position immersed tightly in this bore of the annular disc.
Bei einer Düsenanordnung, wo aus thermischen oder anderen Gründen die Einspritzdüse rückversetzt ist und die Düsenmündung bündig mit der Zylinderkopfebene abschließt, ist zweckmäßig am Zylinderkopf in Verlängerung der Bohrung für den Düsenschaft ein Hohlführungskörper so angeordnet, daß er ähnlich wie zuvor der Düsenschaft bei Annäherung des Kolbens an die obere Totpunktstellung in die für die Kraftstoffeinspritzung vorgesehene seitliche Bohrung der Ringscheibe eintaucht. Der Ho:hlführungskörper bildet auf diese Weise eine den Spritzreg des Kraftstoffes umhüllende Verkleidung, welche die im Spalt zwischen Kolben und Zylinderkopf quergerichtete Luftströmung von den Kraftstoffstrahlen abhält.With a nozzle arrangement, where for thermal or other reasons the injection nozzle is set back and the nozzle orifice is flush with the plane of the cylinder head closes, is appropriate on the cylinder head in extension of the hole for the nozzle shaft a hollow guide body arranged so that it is similar to the nozzle shaft at Approach of the piston to the top dead center position for the fuel injection provided lateral bore of the washer is immersed. The hollow guide body in this way forms a covering that envelops the spray of fuel, which is the transverse air flow in the gap between the piston and cylinder head from the fuel jets.
Weist die den Brennraum bildende Aushöhlung im Kolben an ihrem Öffnungsrand in an sich bekannter Weise eine nach oben offene kanalartige Randeinkerbung oder Schnaube auf, dann wird diese durch die Ringscheibe abgedeckt, wobei sich die seitliche Bohrung für die Kraftstoffeinspritzung über dieser Einkerbung befindet.Has the cavity in the piston that forms the combustion chamber at its opening edge in a manner known per se an upwardly open channel-like edge notch or Snort open, then this is covered by the washer, with the side The hole for the fuel injection is located above this notch.
Die Erfindung kann, wie dies im folgenden noch ausführlich beschrieben wird, auch bei Brennraumformen angewendet werden, wo die Aushöhlung im Kolben in an sich bekannter Weise am Öffnungsrand eingeschnürt ist.The invention can, as will be described in detail below is also used for combustion chamber shapes where the cavity in the piston is in is constricted in a manner known per se at the edge of the opening.
Bei allen Ausführungsformen ist die zweite (seitliche) Brennraumöffnung gegenüber der ersten (zentralen) so weit radial nach auswärts versetzt, daß der eingespritzte Kraftstoff unter spitzem Auftreffwinkel angenähert tangential auf die Brennraumwand auftreffen kann. Der Öffnungsquerschnitt für den Luft-bzw. Gasdurchtritt beträgt etwa das Zehnfache des Öffnungsquerschnittes für die Kraftstoffeinspritzung.In all embodiments, the second (lateral) combustion chamber opening is compared to the first (central) so far radially outwardly offset that the injected fuel at an acute angle of impact approximately tangentially the combustion chamber wall can hit. The opening cross-section for the air or. Gas passage is about ten times the cross-section of the opening for the fuel injection.
In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt nach der Linie I-1 in Fig. 2, Fig. 2 einen Aufblick nach der Linie II-II in Fig. 1, in Blickrichtung der eingezeichneten Pfeile, Fig.3 und 4 Schnittansicht und Grundruß eines Einzelteiles von Fig. 1 und 2, Fig. 3 a die in Fig. 3, 4 dargestellte Einzelheit in einer geänderten Ausführungsform und einer Fig.3 entsprechenden Darstellung, Fig. 5 und 6 ,eine Schnittansicht mit Grundriß ähnlich wie in Fig. 1 und 2, jedoch für eine andere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 einen ähnlichen Schnitt wie in Fig. 5, jedoch für eine andere Brennraumform. In sämtlichen Figuren ist gleichbleibend 1 der Kolben, 2 der Zylinder, 3 der Zylinderkopf der Brennkraftmaschine und 4 der Düsenkörper mit Düsenschaft 5 der weiter nicht dargestellten Einspritzvorrichtung. Die Teile 2 und 3 sind nur schraffiert angedeutet. Bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 ist im Kolben 1 ein Brennraum 6 eingeschnitten, der durch eine nicht eingeschnürte Aushöhlung im Kolbenboden gebildet wird. Diese Aushöhlung kann beispielsweise Halbkugel-, Schalen- oder auch halbelliptische Form aufweisen. Die oben offene Aushöhlung 6 ist durch eine in sich geschlossene Ringscheibe 7 abgedeckt, die in eine ringförmig an dem oberen Aushöhlungsrand vorgesehene Aussparung 8 des Kolbenbodens eingesetzt und dort beispielsweise durch versenkte Kopfschrauben 9 befestigt ist. Die Befestigung der Ringscheibe 7 kann auch in anderer Weise vorgesehen sein, oder die Scheibe 7 kann auch zusammen mit dem Kolben aus einem Stück hergestellt sein. Bei gesonderter Herstellung besteht sie zweckmäßig aus einem Material :höherer Wärmefestigkeit als der Kolben, z. B. aus austenitischem Stahl.In the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments shown. 1 shows a longitudinal section along the line I-1 in FIG. 2, FIG. 2 a view along the line II-II in FIG. 1, in the viewing direction of the drawn Arrows, Fig.3 and 4 sectional view and plan view of an individual part of Fig. 1 and 2, Fig. 3a the detail shown in Fig. 3, 4 in a modified embodiment and a representation corresponding to FIG. 3, FIGS. 5 and 6, with a sectional view Ground plan similar to that in FIGS. 1 and 2, but for a different embodiment of FIG Invention, FIG. 7 shows a similar section as in FIG. 5, but for a different one Combustion chamber shape. In all figures, 1 is the piston, 2 the cylinder, 3 the cylinder head of the internal combustion engine and 4 the nozzle body with nozzle shaft 5 of the injection device, not shown further. Parts 2 and 3 are only indicated by hatching. In the arrangement according to FIGS. 1 and 2, the piston 1 is a Incision in the combustion chamber 6, through a hollow in the piston crown that has not been constricted is formed. This cavity can, for example, be hemispherical, shell or also have semi-elliptical shape. The open top cavity 6 is through a closed annular disc 7 covered, which is in an annular shape on the upper cavity edge provided recess 8 of the piston head used and there for example through Countersunk head screws 9 is attached. The fastening of the annular disk 7 can also be provided in another way, or the disc 7 can also be used together with the piston be made in one piece. In the case of separate production, there is it is expediently made of a material: higher heat resistance than the piston, e.g. B. made of austenitic steel.
Die Ringform der Scheibe 7 wird durch eine relativ große zentrale Bohrung 10 gebildet, welche etwa der Öffnungsweite im wesentlichen drosselfreier Brennräume entspricht. Außerdem weist die Ringscheibe 7 eine zweite Bohrung 11 auf, die gegenüber der ersten um einen radialen Abstand d nach auswärts versetzt ist. Die Bohrung 11 ist hinsichtlich ihrer Bemessung den erfindungsgemäß vorgesehenen und noch zu beschreibenden Maßnahmen für die Abschirmung des hierdurch eingespritzten Kraftstoffes angepaßt. Das Ouerschnittsverhältnis der Bohrungen 10, 11 ist dabei etwa 10: 1.The annular shape of the disk 7 is formed by a relatively large central bore 10, which corresponds approximately to the opening width of essentially throttle-free combustion chambers. In addition, the annular disk 7 has a second bore 11 which is offset outwardly by a radial distance d with respect to the first. With regard to its dimensions, the bore 11 is adapted to the measures provided according to the invention and to be described for the shielding of the fuel injected thereby. The cross-sectional ratio of the bores 10, 11 is about 10: 1.
Gegebenenfalls kann die Ringscheibe 7 unter Beibehaltung der übrigen Merkmale einen zylindrischen Bund 7a. aufweisen (Fig. 3 a), der nach dem Inneren des Brennraumes 6 weist und die zentral angeordnete Bohrung 10 für den Eintritt der Verbrennungsluft begrenzt.If necessary, the annular disk 7 can be used while retaining the rest Features a cylindrical collar 7a. have (Fig. 3 a), after the interior of the combustion chamber 6 and the centrally arranged bore 10 for the inlet the combustion air is limited.
Wenn die Ringscheibe 7 in die Aussparung 8 eingesetzt ist, dann fällt die Mitte der Bohrung 10 etwa mit der Hauptachse x-x des Brennraumes 6 zusammen; die Bohrung 11 befindet sich dagegen dann in unmittelbarer Nähe des Öffnungsrandes des Brennraumes. Dieser Öffnungsrand kann, wie an sich bekannt und aus Fig. 5 und 6 zu ersehen, einseitig eine Einkerbung oder taschenartige Schnaube 12 aufweisen, welche allmählich in die Umrißform des Brennraumes 6 übergeht. In diesem Falle ist die Ringscheibe 7 so zu bemessen, daß sie im eingesetzten Zustand mich die Einkerbung 12 mit überdeckt, wobei die Bohrung 11 gerade über diese Einkerbung zu liegen kommt. Auf diese Weise wird die Gesamtöffnung des Brennraumes 6 in eine Öffnung ausschließlich für Luft- und Gasdurchtritt und eine Öffnung im wesentlichen für die Kraftstoffeinspritzung unterteilt.When the washer 7 is inserted into the recess 8, then it falls the center of the bore 10 coincides approximately with the main axis x-x of the combustion chamber 6; the bore 11, however, is then in the immediate vicinity of the opening edge of the combustion chamber. This opening edge can, as known per se and from Fig. 5 and 6 can be seen, have a notch or pocket-like snout 12 on one side, which gradually merges into the outline of the combustion chamber 6. In this case it is the washer 7 to be dimensioned so that in the inserted state it me the notch 12 covered with, the bore 11 just comes to rest over this notch. In this way, the entire opening of the combustion chamber 6 becomes one opening only for air and gas passage and an opening essentially for fuel injection divided.
Um nun den Spritzweg des Kraftstoffes gegen die bei Annäherung des Kolbens in die obere Totpunktstellung in dem Spalt 13 zwischen Kolben 1 und Zylinderkopf 2 auftretende Quetschluftströmung (Pfeil 14) abzuschirmen, sind in Verbindung mit der Ringscheibe 7 noch weitere Maßnahmen vorgesehen, die in folgendem bestehen Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist zu denn Zweck der Düsenschaft 5 derart gegen den Brennraum 6 hin vorversetzt, daß er bei Annäherung des Kolbens an die obere Totpunktstellung noch vor Einspritzbeginn in die Bohrung 11 eintaucht. Da die Bohrung 11 dem Durchmesser des Düsenschaftes 5 so eng angepaßt ist, daß derselbe nur mit Führungsspiel durch dieselbe ein- und austreten kann, ist der aus der Düsenmündung austretende Kraftstoff, welcher durch die Strahlen 15, 16 angedeutet ist, gegen unmittelbare Einwirkung der Quetschluftströmung 14 abgeschirmt. Der Kraftstoff kann nunmehr ohne die Gefahr einer Vorzerstäubung in geschlossener Strahlform mit der vollen, ihm durch den Abspritzdruck erteilten kinetischen Strahlenenergie auf die Brennraumwand gelangen und sich dort filmartig an der Wand ausbreiten, wie dies unter 17, 18 angedeutet ist. Die Ablösung dieser Kraftstoffilme 17, 18 in Dampfform von der Wand kann jetzt nur noch durch die an der Öffnung 10 in geordneter Bahn in den Brennraum einströmende Luft erfolgen, welche in der eingangs vorausgesetzten Weise durch bekannte Mittel, wie Schirmventil oder spiralförmiger Einlaßkanal, in Vorrotation versetzt ist.To now the spray path of the fuel against the approaching Piston in the top dead center position in the gap 13 between piston 1 and cylinder head 2 to shield any squeezing air flow (arrow 14) that occurs in connection with the annular disk 7 further measures are provided, which consist in the following the embodiment according to FIGS. 1 and 2 is for the purpose of the nozzle shaft 5 such forward towards the combustion chamber 6, that when the piston approaches the top dead center position dips into bore 11 before the start of injection. There the Bore 11 adapted so closely to the diameter of the nozzle shaft 5 is that the same can only enter and exit with leadership play through the same, is the fuel emerging from the nozzle orifice, which flows through the jets 15, 16 is indicated, against the direct action of the squeezing air flow 14 shielded. The fuel can now be injected without the risk of pre-atomization closed jet shape with the full kinetic given to it by the injection pressure Radiant energy reach the combustion chamber wall and form a film on the wall spread out as indicated under 17, 18. The detachment of these fuel films 17, 18 in vapor form from the wall can now only pass through the opening 10 air flowing into the combustion chamber takes place in an orderly path, which in the initially presupposed manner by known means such as umbrella valve or spiral Inlet port, is set in pre-rotation.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, die Düsenmündung einer nächst dem Brennraumrand angeordneten Einspritzdüse im Einspritzzeitpunkt bis unter die Kolbenkante an der Brennraumöffnung eintauchen zu lassen, jedoch wurde dies bislang nur bei nicht unterteilter Brennraumöffnung vorgesehen, die gegebenenfalls eine oben offene Einkerbung oder Erweiterungstasche hat, wobei der Kraftstoff durch diese Einkerbung hindurchgespritzt wird. Ein Nachteil dieser bereits bekannten Ausführung liegt aber noch darin, daß dort die Verbrennungsluft rings herum an den Kanten der Brennraumöffnung in den Brennraum einstürzt und dabei auch im Bereich der K=raftstoffeinspritzung eine nicht unerlhebliche Turbulenz erzeugt, die bei einer Maschine der eingangs vorausgesetzten Art durchaus unerwünscht ist.It has already been suggested that the nozzle mouth one next The injection nozzle arranged on the edge of the combustion chamber at the point of injection down to below the Immersing the piston edge at the combustion chamber opening, but this has so far been the case only provided if the combustion chamber opening is not subdivided, which may include a Has open notch or expansion pocket at the top, the fuel through this Notch is injected through. A disadvantage of this already known design but still lies in the fact that there the combustion air around the edges of the The combustion chamber opening collapses into the combustion chamber and also in the area of the fuel injection a not insignificant turbulence is generated, which in a machine of the initially assumed type is quite undesirable.
Demgegenüber ist bei der Erfindung durch die Abschirmung der Kraftstoffeinspritzung eine solche sich in nächster Nähe des Kraftstoffaustrittes aus der Düse abspielende Randwirbelbildung vermieden; vielmehr kännen nunmehr die Kraftstoffstrahlen unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Düse ungestört auf die Bremiraumwand gelangen, ohne daß die im Spalt 13 auftretende Quetschluftströmung dieselben beeinflußt. Der Kraftstoff hat dadurch die Möglichkeit, sich ungestört in Filmform über eine größtmögliche Fläche der Brennraumwand auszubreiten.In contrast, in the invention by shielding the fuel injection one that takes place in the immediate vicinity of the fuel outlet from the nozzle Edge vortex formation avoided; rather, the fuel jets can now be used directly reach the brake chamber wall undisturbed after their exit from the nozzle without that the squeezing air flow occurring in the gap 13 influences the same. The fuel thereby has the possibility of being undisturbed in film form over the greatest possible Spread the area of the combustion chamber wall.
In Fig. 5 ist außer der bereits erwähnten Randeinkerbung 12 eine Abänderungsform der Erfindung gezeigt, die dann zu bevorzugen ist, wenn der Düsenschaft 5 aus thermischen oder sonstigen Gründen nicht in dem gewünschten :Maße in Richtung auf den Brennraum 6 hin vor-versetzt werden kann. In diesem Falle ist am Zylinderkopf 3 ein die Zylinderbohrung 19 für den Düsenschaft 5 in Richtung auf den Brennraum hin verlängernder Hohlfü'hrungskörper 20, z. B. in Form eines zylindrischen Schirmes, angebracht, der genau wie der Düsenschaft 5 im Beispiel von Fig. 1 und 2 bei Annäherung des Kolbens in die obere Totpunktstellung in die äußere Bohrung 11 der Ringscheibe 7 eintaucht und damit die Abschirmung des aus der Düse austretenden Kraftstoffes gegen die Quetschluftströmung 14 übernimmt. Die Anordnung ist im übrigen die gleiche wie in Fig. 1 und 2.In addition to the already mentioned edge notch 12, FIG. 5 shows a modification the invention shown, which is preferred when the nozzle shaft 5 from thermal or other reasons not in the desired: dimensions in the direction of the combustion chamber 6 can be moved forward. In this case, the cylinder bore is on the cylinder head 3 19 for the nozzle shaft 5 in the direction of the combustion chamber extending hollow guide body 20, e.g. B. in the form of a cylindrical screen attached, just like the nozzle shaft 5 in the example of FIGS. 1 and 2 when the piston approaches the top dead center position immersed in the outer bore 11 of the annular disk 7 and thus the shielding of the Fuel emerging from the nozzle takes over against the squeeze air flow 14. The arrangement is otherwise the same as in FIGS. 1 and 2.
Auch bei eingeschnürter Grundform des Brennraumes 6 kann eine ringförmigeAbdeclcscheibe 7 zwecltmäßig dann vorgesehen sein, wenn der eingeschnürte Brennraum einen nach oben offenen, die Kolbendecke durchdringenden Kanal 112 aufweist, der, nach innen sich erweiternd, allmählich die Grundform des Brennraumes 6 übergeht. In diesem Falle ist, wie aus Fig. 7 zu ersehen, der Brennraum 6 mit Kanal 112 durch eine mit Bohrungen 114,115 versehene Ringscheibe 7 in der Weise abgedeckt, daß die zentrale Bohrung 114 dieser Ringscheibe der engsten Stelle der Einschnürung entspricht und daß die seitliche Bohrung 115 der Ringscheibe über dem Kanal 112 angeordnet ist, die Abschirmung des Spritzweges der Kraftstoffstrahlen 15, 16 ist dabei die gleiche wie in Fig. 5 oder auch wie in Fig. 1. Die Bohrung 115 kann dabei so bemessen sein, daß sie die engste Stelle der Brennstoffeinschnürung von einem Durchmesser D auf einen Durchmesser D1 noch weiter verkleinert. Hierdurch werden auch. die an der Einschnürstelle 114 sich bildenden Randwirbel von der Kraftstoffeinspritzung ferngehalten, und die Ablösung des Kraftstoffilmes in Dampfform von der Brennraumwand erfolgt ausschließlich durch die geordnete rotierende Luftbewegung, wie sie bei der Erfindung vorausgesetzt ist.Even with a constricted basic shape of the combustion chamber 6, an annular cover disk 7 should be provided when the constricted combustion chamber has open at the top, the piston head penetrating channel 112, the inside expanding, the basic shape of the combustion chamber 6 gradually passes over. In this Trap is, as can be seen from Fig. 7, the combustion chamber 6 with channel 112 through a with Bores 114,115 provided annular disc 7 covered in such a way that the central Bore 114 of this washer corresponds to the narrowest point of the constriction and that the lateral bore 115 of the washer is arranged above the channel 112, the shielding of the spray path of the fuel jets 15, 16 is the same as in Fig. 5 or as in Fig. 1. The bore 115 can be dimensioned in such a way that that it is the narrowest point of the fuel constriction of a diameter D. a diameter D1 is reduced even further. This will also. those at the Constriction 114, the edge vortices that are forming are kept away from the fuel injection, and the fuel film is detached from the combustion chamber wall in vapor form exclusively through the orderly rotating air movement, as in the invention is assumed.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM31331A DE1048072B (en) | 1956-08-04 | 1956-08-04 | Air-compressing internal combustion engine with fuel injection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM31331A DE1048072B (en) | 1956-08-04 | 1956-08-04 | Air-compressing internal combustion engine with fuel injection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1048072B true DE1048072B (en) | 1958-12-31 |
Family
ID=7301203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEM31331A Pending DE1048072B (en) | 1956-08-04 | 1956-08-04 | Air-compressing internal combustion engine with fuel injection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1048072B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3147015A1 (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-01 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | AIR-COMPRESSING, DIRECT-INJECTING ENGINE |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR786912A (en) * | 1934-02-24 | 1935-09-14 | Diesel engine with combustion chamber | |
| DE767125C (en) * | 1941-08-06 | 1951-10-31 | Hans Villinger | Injection internal combustion engine with an at least approximately spherical mixing chamber arranged in the piston |
-
1956
- 1956-08-04 DE DEM31331A patent/DE1048072B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR786912A (en) * | 1934-02-24 | 1935-09-14 | Diesel engine with combustion chamber | |
| DE767125C (en) * | 1941-08-06 | 1951-10-31 | Hans Villinger | Injection internal combustion engine with an at least approximately spherical mixing chamber arranged in the piston |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3147015A1 (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-01 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | AIR-COMPRESSING, DIRECT-INJECTING ENGINE |
| FR2517374A1 (en) * | 1981-11-27 | 1983-06-03 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT INJECTION AND AIR COMPRESSION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE696077C (en) | Injection internal combustion engine with air charge rotating around the cylinder axis | |
| EP0661447B1 (en) | Diesel engine with direct fuel injection | |
| DE19847625A1 (en) | Fuel injection valve for internal combustion engine | |
| DE2658783A1 (en) | AIR COMPRESSING, DIRECT INJECTING COMBUSTION ENGINE | |
| DE3003411C2 (en) | Self-igniting reciprocating internal combustion engine | |
| DE2850879A1 (en) | MULTI-HOLE INJECTION NOZZLE FOR AIR COMPRESSING ENGINES | |
| DE1057816B (en) | Four-stroke internal combustion engine | |
| DE676997C (en) | Self-igniting, air-compressing internal combustion engine | |
| DE1055873B (en) | Air-compressing, self-igniting internal combustion engine | |
| DE1048072B (en) | Air-compressing internal combustion engine with fuel injection | |
| DE1146697B (en) | Internal combustion engine, especially with low-pressure injection | |
| DE2809914A1 (en) | COMBUSTION ENGINE | |
| DE3805639C2 (en) | ||
| DE909058C (en) | Method for operating internal combustion engines | |
| DE2840367A1 (en) | IC engine with precombustion chamber - has injected fuel impinging on baffle area equal to fuel jet section and screened inside chamber | |
| DE1022415B (en) | Fast-running diesel engine with a combustion chamber similar to the rotating body located in the piston | |
| DE1805043A1 (en) | Piston internal combustion engine with fuel injection into a piston recess | |
| CH305821A (en) | Needle injectors for internal combustion engines. | |
| DE2753341A1 (en) | Compression ignition IC engine - has trough in piston with recess for each injector jet in wall | |
| DE3034824C2 (en) | Internal combustion engine with direct fuel injection | |
| DE1211435B (en) | Air-compressing, self-igniting internal combustion engine | |
| DE854862C (en) | Internal combustion engine | |
| DE1020210B (en) | Injection processes for self-igniting internal combustion engines, especially diesel engines | |
| AT389566B (en) | Diesel engine of relatively low power | |
| DE1029613B (en) | Self-igniting internal combustion engine |