DE1072001B - Luftgekühlter Viertakt Dieselmotor mit gemeinsamem Em und Auslaßventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Viertakt-Dieselmotor mit in der Symmetrieebene des Zylinderkopfes angeordnetem gemeinsamem Ein- und Auslaßventil'und auf der Luftzuführungsseite des Zylinders angebrachter Einspritzdüse.

Gegenüber'einem bekannten Dieselmotor dieser Art soll durch die Erfindung neben einer guten thermischen Entlastung der- Einspritzdüse und' der den Brennraum umschließenden Wandungen einschließlich des gemeinsamen Ein-, und Auslaßventils vor allem ein- wesentlich verbesserter, neuartiger Strömungsverlauf im Brennraum erreicht werden, wodurch ein größerer Nutzeffekt beim Verbrennungsprozeß und eine wesentliche Erhöhung der Motordrehzahl errhöglicht'wird. ' r ^! ■■''.■'.:. ' ' ■' ■ .·'" ^: .··

Demgemäß bestehen die wesentlichen Merkmale der Erfindung darin, daß der Brennraum in an sich bekannter Weise als' im flachen Boden des Zylinderkopf es angeordneter zylindrischer Hohlraum ausgebildet'ist, der zur. Achse des Motorzylinders im spitzen Winkel abfallend geneigt ist, und daß er ferner derart exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet ist, daß sein Bodenrand tangential mit dem Umfang des Motorzylinders zusammenfällt, wobei die Einspritzdüse an derjenigen Seite" des;Brehnräumes mündet, an der dieser'mit dem Umfang des Motorzylinders tangential zusammenfällt. .■'■.'

Eine bevorzugte Ausführungsform des Motors nach der Erfindung ergibt sich, wenn das gemeinsame Ein- ' und Auslaßventil des Motorzylinders gleichachsig mit der geometrischen Achse des Brennraumes angeordnet ist.

Ein als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeter und im flachen Boden des Zylinderkopfes liegender Brennraum und die schräge Anordnung desselben im Zylinderkopf einer Dieselmaschine sind bereits bekannt. Der bekannte Dieselmotor besitzt aber nicht ein gemeinsames Ein- und Auslaßventil, sondern getrennte Ventile für den Ein- und Auslaß. Außerdem ist der Brennraum nicht exzentrisch zur Achse des Motor-Zylinders angeordnet und tangiert daher auch nicht mit ihrem unteren Rand den Umfang des Motorzylinders. Der bekannte Brennraum hat auch nicht einen kreisförmigen, sondern einen etwa elliptischen Querschnitt, so daß sich im Zusammenhang mit seiner Anordnung ganz andere Strömungsverhältnisse und eine andere Gemischbildung ergeben als beim Gegenstand der Erfindung, die noch erläutert werden wird. .. ■'

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen durch die Achse des Motorzylinders gelegten Mittellängsschnitt durch den oberen Zyliriderteil, und

Luftgekühlter Viertakt-Dieselmotor
mit gemeinsamem Ein- und Auslaßventil

Anmelder:
Slobodan Dobrosavljevic, Belgrad

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt,
München 22, Märiannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
Jugoslawien vom 15. Februar 1954

Slobodan Dobrosavljevic, Belgrad,
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 zeigt einen rechtwinklig' zur Achse des Motorzylinders verlaufenden Schnitt nach der Linie a-a der Fig. 1 ■" '.'.. · :^: ■."·■. ■""··. ■' :;■■':'.·'-'., ;'■; ■

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Verbrennungskammer ^!2 als kreisförmiger zylindrischer Hohlraum ausgebildet, der, nach oben abgerundet, in; den flachen Boden des Zylinderkopfes eingeschnitten ist. Der so gebildete Brennraum ist in einem spitzen Winkel von vorzugsweise etwa 15° nach der Achse des Motofzylinders hin abfallend geneigt und derart exzentrisch zu dieser Achse angeordnet, daß sein Bodenrand, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, den inneren Umfang des Motorzylinders tangiert. Gleichachsig mit der geometrischen Achse des Brennraumes ist an ihrem oberen Rand das Ventil 1 angeordnet, das sowohl für den Einlaß in den Zylinder als auch für den Auslaß aus diesem dient. In der mit der Zeichnungsebene der Fig. 1 zusammenfallenden Symmetrieebene des Zylinderkopfes ist seitlich an der Verbrennungskammer 2 die Brennstoff-Einspritzdüse 4 angeordnet, und zwar an der Seite der Verbrennungskammer, an der diese den Motorzylinder tangiert. Der flache Kolbenboden 3 befindet sich nahe dem Boden des Zylinderkopfes, wenn der Kolben seine obere Totpunktlage einnimmt.

Das in dem Zylinder gebildete Brennstoff-Luft-Gemisch und der Verbrennungsprozeß in dem beschriebenen Brennraum basieren auf einer neuartigen Strömungsmechanik, durch die beim Kompressionshub, also bei der Bewegung des Kolbens zur oberen Totpunktlage hin ein Strömungsverlauf erzeugt wird, wie

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er durch die ausgezogenen und gestrichelten Pfeillinien in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Im Vergleich mit dem vollkommenen symmetrischen Strömungsverlauf in einem in bekannter Weise gleichachsig mit dem Motorzylinder angeordneten Brennraum, in dem beim Kompressionshub eine radiale Einlaßströmung mit konstanter Geschwindigkeit entlang dem inneren Umfang stattfindet, tritt nämlich bei dem in der beschriebenen Weise exzentrisch angeordneten Brennraum nach der Erfindung in dem Raum zwischen dem Kolbenboden 3 und dem Teller des nunmehr geschlossenen Ventils 1 mit der Annäherung des Kolbens an seine obere Totpunktlage eine fortschreitende Verzerrung des Strömungsverlaufes auf, begleitet von steigenden Geschwindigkeitsunterschieden der Einlaßströmung am Brennraum-. umfang in der Weise, daß die Geschwindigkeiten vom Punkt B (Fig. 2) in beiden Richtungen nach dem Punkt A zu abnehmen. Beim Durchgang durch den Brennraum werden dabei alle Strömungslinien der Luftbewegung, die nach Punkt A gerichtet sind, durch Umleitung aus der horizontalen Richtung in die vertikale Richtung rückwärts gerichtet und erzeugen so einen turbulenten Wirbel, der eine innige Vermischung der Luft mit dem durch die Einspritzdüse 4 eingespritzten Brennstoff gewährleistet. Durch den infolge der Verbrennung steigenden Druck werden die Verbrennungsprodukte stetig aus dem Brennraum 2 in den Raum zwischen der Oberfläche des Kolbenbodens 3 und dem Boden des Zylinderkopfes um den Punkt A herum abgegeben, an dem das Potential am geringsten ist. Hierdurch wird nicht nur der negative Einfluß der Verbrennungsprodukte auf die Gemischbildung und die Verbrennung selbst verringert, sondern ihre Druckwelle steigert durch ihr Eindringen in den genannten Zwischenraum den Zustrom von in der Kammer bei Punkt B in der Nähe der oberen Totpunktlage noch vorhandener Luft, wenn allgemein eine Abnahme der Potentialdifferenz infolge schneller Abnahme der Kolbengeschwindigkeit auf Null eintritt.

Durch diese Strömungsverhältnisse wird somit nicht nur die Regelmäßigkeit des Verbrennungsprozesses wesentlich verbessert, sondern auch ermöglicht, daß die .Umlaufgeschwindigkeit des Motors beträchtlich gesteigert werden kann.

Aus der vorstehenden Erläuterung der Strömungsvorgänge ergibt sich, daß die in Fig. 1 und 2 durch die strichpunktierten Linien dagestellte Neigung der Brennraumachse zu der Zylinderachse in zweierlei Hinsicht am günstigsten ist, nämlich einerseits hinsichtlich der Anordnung der Brennstoff-Einspritzpumpe an derjenigen Seite des Brennraumes, an der deren Bodenrand den inneren Umfang des Motorzylinders tangiert, und andererseits hinsichtlich einer

ίο günstigen Umleitung der Strömungslinien, d. h. hinsichtlich einer günstigen Wirbelbildung, ohne daß bei der Luftumwälzung in der Kammer ein großer Verlust an kinetischer Energie eintritt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Luftgekühlter Viertakt-Dieselmotor mit in der Symmetrieebene des Zylinderkopfes angeordnetem gemeinsamem Ein- und Auslaßventil und auf der Luftzuführungsseite des Zylinders angebrachter Einspritzdüse, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennraum in an sich bekannter Weise als im flachen Boden des Zylinderkopfes angeordneter zylindrischer Hohlraum ausgebildet ist, der zur Achse des Motorzylinders im spitzen Winkel abfallend geneigt ist, und daß er ferner derart exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet ist, "daß sein Bodenrand tangential mit dem Umfang des Motorzylinders zusammenfällt, wobei die Einspritzdüse an derjenigen Seite des Brennraumes mündet, an der dieser mit dem Umfang des Motorzylinders tangential zusammenfällt.

2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Ein- und Auslaßventil des Motorzylinders gleichachsig mit der geometrischen Achse des Brennraumes angeordnet ist. .'■...

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 661 590;
französische Patentschriften Nr. 346 915, 1 032 973,. 954;

schweizerische Patentschrift Nr. 264 714;
britische Patentschrift Nr. 350 327.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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