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Dieselmaschine Die Erfindung betrifft eine Dieselmaschine mit einem
langgestreckten, rechtwinklig zur Zylinderachse verlaufenden Brennraum, in dem durch
Verdrängerflächen des Kolbens und des Zylinderkopfes beim Annähern des Kolbens an
den Zylinderkopf eine quer zur Zylinderachse sich drehende Luftwalze erzeugt wird,
wobei der Brennstoff durch eine in der Mitte der Länge des Brennraumes im Zylinderkopf
angeordnete Einspritzdüse in den Brennraum eingespritzt wird.
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Derartige Maschinen sind bereits bekannt. Sie besitzen zwar günstige
thermische Eigenschaften, jedoch weisen sie den Nachteil auf, daß die Verbrennungsluft
infolge der ungleichmäßigen Verteilung des Brennstoffes nur unvollkommen ausgenutzt
wird.
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Es ist weiterhin eine Dieselmaschine bekanntgeworden, bei welcher
der Brennstoff auf die Wand eines im Kolben angeordneten rotationssymmetrischen
Brennraumes filmartig aufgebracht und von der wirbelnden Verbrennungsluft in Dampfform
allmählich abgelöst, mit dieser vermischt und vollständig verbrannt wird.
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Wie man bei Maschinen mit Strahleinspritzung die Anordnung eines Brennraumes
im Kolben als nachteilig empfunden hat, so ist dies auch bei der letztgenannten
Dieselmaschine der Fall. Die Anordnung eines Brennraumes im Kolben schafft bei hochbelasteten
Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen, einen untragbaren
hohen Temperaturzustand für die Kolbenringe. Die Kolbenringe brennen in ihren Nuten
fest, so daß sie unwirksam werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dieselmaschine zu schaffen,
bei welcher der Brennraum im Kolben vermieden wird. Die Erfindung bedient sich zur
Lösung dieser Aufgabe der eingangs beschriebenen Dieselmaschine und schlägt bei
dieser vor, daß der Brennstoff in an sich bekannter Weise im Sinne der Drehbewegung
der Luft als dünner Film auf die Wandung des Brennraumes aufgebracht wird und daß
ferner die Einspritzdüse als Mehrlochdüse ausgebildet ist mit Brennstoffstrahlen,
die rechtwinklig zur Längsmittelachse des Brennraumes verlaufen, und mit seitlichen
Brennstoffstrahlen, die unter einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse des Brennraumes
gerichtet sind.
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Durch die Erfindung wird eine Dieselmaschine geschaffen, welche die
Vorteile der beiden vorstehend beschriebenen bekannten Dieselmaschinen aufweist,
ohne deren Nachteile zu haben. Durch die besondere Ausbildung der Mehrlochdüse wird
eine Filmbildung des Brennstoffes auf der ganzen Länge des Verbrennungsraumes erreicht.
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Es ist ferner eine Dieselmaschine bekanntgeworden, die einen rotationssymmetrischen
Brennraum im Zylinderkopf hat. In diesen Brennraum wird der Brennstoff auf dem Wege
einer Sehne in Strömungsrichtung der wirbelnden Verbrennungsluft eingebracht. Der
Verbrennungsraum dieser bekannten Dieselmaschine steht jedoch mit dem Zylinderraum
durch einen Kanal in gedrosselter Verbindung. Diese gedrosselte Verbindung verursacht
eine örtlich hohe thermische Belastung des Zylinderkopfes, die unerwünscht ist.
Demgegenüber verteilt sich bei der Dieselmaschine nach der Erfindung die thermische
Belastung gleichmäßig über den Zylinderkopf und den Kolben. Eine örtliche Überbeanspruchung
wird daher vermieden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. 1 zeigt den oberen Teil des Zylinders und den Zylinderkopf einer
Dieselmaschine im senkrechten Längsschnitt; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der
Linie II-II in Abb. 1; Abb. 3 zeigt eine Ansicht des Kolbens nach Abb. 1 von oben;
Abb. 4 zeigt den oberen Teil des Zylinders und den Zylinderkopf einer Dieselmaschine
im senkrechten Längsschnitt; Abb. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V in Abb.
1; Abb. 6 zeigt eine Ansicht des Kolbens nach Abb. 4 von oben.
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Bei der Dieselmaschine nach den Abb. 1 bis 3 ist der Kolben mit 1
bezeichnet. 2 ist die Zylinderlaufbüchse, die in das Maschinengestell 3 eingesetzt
ist. Die Zylinderlaufbüchse ist von oben durch den Zylinderkopf 4 verschlossen.
Der Zylinderkopf 4 ist in bekannter Weise durch Schrauben, die der Einfachheit halber
nicht dargestellt sind, mit dem Maschinengestell 3 verschraubt. Die Dieselmaschine
weist einen
anggestreckten Brennraum 5 auf, in dem durch Verlrängerflächen
6 und 7 des Kolbens 1 und Verdrängerlächen 8 und 9 des Zylinderkopfes 4 gegen Ende
des erdichtungshubes des Arbeitskolbens 1 eine quer zur Minderachse sich drehende
Luftwalze erzeugt wird. jie Bildung dieser Luftwalze ist in der Abb. 1 durch ?feile
im Brennraum 5 angedeutet. In den Brennaum 5 wird der Brennstoff durch die Brennstoffein-;pritzdüse
10 derart eingebracht, daß er im Sinne der )rehbewegung der Luftwalze als dünner
Film auf lie Wandung des Brennraumes 5 aufgebracht wird. Durch die Brennstoffeinspritzdüse
10 wird der Brenn-;toff auf den unteren Wandungsteil des Brennraumes, ler vom Arbeitskolben
1 gebildet wird, aufgebracht. Durch die Luftwalze 5 wird der auf der Wandung des
3odens des Arbeitskolbens 1 gebildete Brennstoffilm n Dampfform allmählich abgelöst.
vermischt und veriramit.
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Die Brennstoffeinspritzdüse 10 ist eine 'lehrlociiiüse mit mittleren
Strahlen 11, die in einem rechten A'inkel zur Längsmittelachse des Brennraumes ge--ichtet
sind und mit seitlichen Strahlen 12, die in @ineni spitzen Winkel zur Längsmittelachse
des Brennraumes gerichtet sind. Der Brennraum 5 weist außerlem noch eine Abnahme
seines Querschnittes, seiner :)uerabmesstingeti bzw. seines Durchmessers auf. Bei
lein Brennraum 5, der sich von der einen Seite des 7-vlitiders bis zur anderen Seite
desselben erstreckt. :ind die Querabmessungen so gewählt, daß diese mit ;rößer «-erdendem
Abstand von der Zylinderachse nehr und mehr abnehmen. Durch diese Ausbildung rann
man erreichen, daß sich die Luftwalze in jedem \orinalquersclinitt des Brennrahmes
zu seiner Längsiusdelinung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit entwickelt. In
konstruktiver Hinsicht ist es besonders zweckmäßig. wenn gemäß den Abb. 1 bis 3
die Brennstoffeinspritzdüse im Zylinderkopf 4 angeordnet ist.
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Die Dieselmaschine nach den Abb.4 bis 6 unterscheidet sich in der
Wirkungsweise nicht von der Dieselmaschine nach den Abb. 1 bis 3. Sie weist lediglich
eine etwas andere Gestaltung ihres Brennraumes 13 auf. Die im Bremiraum 13 durch
die 'Verdrängerfiäche 15 des Arbeitskolbens 16 und die Verdrängerfläche 17 des Zylinderkopfes
14 gebildete Luftwalze ist in Abb. 4 durch Pfeile angedeutet. Die Brennstoffeinspritzdüse
18 hat einen Brennstoffstrahl 19, der rechtwinklig zur Längsmittelachse des Brennraumes
15 verläuft und zwei Brennstoffstrahlen 20, die in einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse
des Brennraumes gerichtet sind. Insbesondere bei der Dieselmaschine nach den Abb.
4 bis 6 ist der Anteil der Oberfläche des Kolbens an der Brennraumbildung sehr klein.