DE1072002B - Luftverdichtende, selbstzündende Einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1072

INTERNAT. KL. F 02 b

ANMELDETAG: 15. MÄRZ 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIET: 24. DEZEMBER 1959

AUSGABE DER

PATENTSCHRIFT: 16. SEPTEMBER 1965

WEICHT AB VONAUSLEGESCHRIFT

(D 27648 Ia/46 a²)

Die Erfindung bezieht sich auf, eine luftverdichtende, selbstzündende Einspritzbrennkraftmaschine mit einem im Kolben angeordneten, einheitlichen Brennraum, auf dessen Wand der Kraftstoff unter einem Winkel, der im Bereich von 10 bis 90° liegt, aufgespritzt wird, und bei der Mittel vorgesehen sind, um der Luft eine Drehbewegung im Sinne der Kraftstoff-Einspritzrichtung um eine zur Zylinderachse parallele Achse zu erteilen. Es ist eine derartige Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher der Kolbenbrennraum, in Draufsicht betrachtet, etwa ovale Gestalt hat. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die äußere Wand des Kolbenbrennraumes, in Draufsicht auf den Kolben betrachtet, den Verlauf einer Spirale hat, die sich, ausgehend von dem Gebiet, wo der Kraftstoff auftrifft, im Sinne der Spritzrichtung des Kraftstoffs dem Kolbenumfang stetig nähert. Dies hat die Vorteile, daß der Kraftstoff in seiner Bewegung nicht so stark abgebremst wird, da er die Gelegenheit hat, der Zentrifugalkraft etwas nachzugeben, und daß infolge der Spiralform eine größere Längenentwicklung der vom Kraftstoff bestrichenen Fläche zu verzeichnen ist. Beides wirkt sich so aus, daß der Kraftstoff auf eine größere Fläche verteilt wird, was die Gemischbildung begünstigt. Die im gleichen Sinne rotierende Luft unterstützt die Ausbreitung des Kraftstoffs.

Es sind zwar Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen der Kolbenbrennraum, in Draufsicht betrachtet, von der einfachen Kreis- oder Ovalform abweichende Formen aufweist, ζ. B. eine Dreiecksform oder Formen, die aus mehreren kompakten Gebilden mit Verbindungskanälen zusammengesetzt sind, aber diese Formen ermöglichen nicht die Wirkung der Spiralform, daß nämlich der Kraftstoff ohne harte Umlenkung stetig der Zentrifugalkraft nachgeben kann und so willig eine große Fläche bestreicht.

Im einzelnen wird vorgeschlagen, daß der Kolbenbrennraum die Gestalt einer spiralförmigen Mulde mit parallelen Wänden besitzt. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die innere Wand des Kolbenbrennraumes etwa kreisförmig verläuft.

Ganz besonders vorteilhaft ist aber eine Anordnung, bei der der Kolbenbrennraum die Gestalt einer kegeligen Vertiefung hat, deren Wand zu Beginn der Spirale eine steile Neigung von etwa 80 bis 90° gegenüber dem Kolbenboden besitzt und mit Annäherung der Spirale an den Kolbenumfang immer flacher bis auf etwa 15 bis 30° geneigt ist. Auf diese Weise wird die dem Kraftstoff zur Aufteilung zur Verfügung stehende Fläche noch dadurch stark ver-Luftverdichtende, selbstzündende
Einspritzbrennkraftmaschine

Patentiert für:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
ίο Stuttgart-Untertürkheim

Dipl.-Ing. Heinz Hoffmann, Stuttgart-Untertürkheim, ist als Erfinder genannt worden

größert, daß die Fläche in den von der Düse entfernteren Gebieten flacher zu liegen kommt.

Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In

Fig. 1 ist schematisch der Schnitt durch den Kolben und den Zylinderkopf eines erfindungsgemäß ausgestalteten Dieselmotors dargestellt;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den (gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehten) Kolben der Maschine nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 bis 6 entsprechen den in Fig. 2 durch römische Ziffern bezeichneten Schnitten;

Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf einen Kolben mit einem Brennraum in Gestalt eines spiraligen Kanals und '

Fig. 8 die Draufsicht auf einen Kolben mit einem Brennraum, bei dem nur die äußere Wand spirälig verläuft.

In Fig. 1 ist mit 10 der Kolben, 11 der Zylinder und 12 der Zylinderkopf bezeichnet. Das Auslaß- und das Einlaßventil liegen in Richtung der Kolbenbolzenachse hintereinander. Das Auslaßventil 13 und der Auslaßkanal 14 sind gestrichelt angedeutet. Mit 15 ist die Einspritzdüse bezeichnet. In der Kolbendraufsicht der Fig. 2 ist das Einlaßventil mit 16 und der Einlaßkanal mit 17 bezeichnet. In den Kolben ist ein Kolbenbrennraum 18 eingelassen, dessen Wandung 19 spiralig verläuft. Die Fig. 3 bis 6 zeigen, daß die Wandung 19 in dem zentrumsnahen Gebiet (also in Fig. 2 im rechten Teil des Kolbens) verhältnismäßig steil verläuft und daß sie, je weiter sich die Schnittlinie der Wandung mit dem Kolbenboden dem Kolbenumfang nähert, eine immer flachere Lage einnimmt.

509 663/344

Der Kraftstoff wird in einem oder mehreren Strahlen in den Brennraum gespritzt, z.B. nach Fig. 2 als Strahlen 20 und 21, wobei die freien Längen bis zum Auftreffen auf der Wand verschieden sind.

Infolge einer geeigneten Ausbildung des Einlaßkanals 17 (s. Fig. 2) oder einer entsprechenden Gestaltung des Einlaßventils wird der angesaugten Verbrennungsluft eine Drehbewegung um die Zylinderachse im Sinne des Pfeiles 22 in Fig. 2 erteilt. Diese Drehbewegung ist auch noch gegen das Ende des Kompressionshubes in dem Kolbenbrennraum 18 vorhanden und ist grundsätzlich gleichsinnig gerichtet wie die Kraftstoffstrahlen 20 und 21. Der eingebrachte Kraftstoff kann sich auf eine große Fläche verteilen, da seine Spritzenergie infolge des spiraligen Verlaufes der Wand 19 nicht sehr stark abgebremst wird, da ihm infolge des spiraligen Verlaufes und infolge der immer flacher werdenden Neigung der Wand 19 eine große Fläche zur Verfügung steht und da die Verbrennungsluft seine Bewegung fördert.

Für Kolbenbrennraumformen entsprechend den Fig. 7 und 8 gelten ähnliche Überlegungen, wenn auch bei diesen Ausführungen das die Ausbreitung des Kraftstoffes unterstützende Element der immer flacher werdenden Wandung nicht vorhanden ist.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Luftverdichtende, selbstzündende Einspritzbrennkraftmaschine mit einem im Kolben angeordneten, einheitlichen Brennraum, auf dessen Wand der Kraftstoff unter einem Winkel, der im Bereich von 10 bis 90° liegt, aufgespritzt wird, und bei der Mittel vorgesehen sind, um der Luft eine Drehbewegung im Sinne der Kraftstoff-Einspritzung um eine zur Zylinderachse parallele Achse zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand des Kolbenbrennraumes, in Draufsicht auf den Kolben betrachtet, den Verlauf einer Spirale hat, die sich, ausgehend von dem Gebiet, wo der Kraftstoff auftrifft, im Sinne der Spritzeinrichtung des Kraftstoffs dem Kolbenumfang stetig nähert.

2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbrennraum die Gestalt einer spiralförmigen Mulde mit parallelen Wänden besitzt.

3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die innere Wand des Kolbenbrennraumes etwa kreisförmig verläuft.

4. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbrennraum die Gestalt einer kegeligen Vertiefung hat, deren Wand zu Beginn der Spirale eine steile Neigung von etwa 80 bis 90° gegenüber dem Kolbenboden besitzt und mit Annäherung der Spirale an den Kolbenumfang immer flacher bis auf etwa 15 bis 30° geneigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
. Deutsche Patentschriften Nr. 802121, 631134;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1022415;
deutsche Auslegeschrift M 17120 Ia/46 a² (bekanntgemacht am 30. 8.1956);

französische Patentschrift Nr. 746 601.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 690/306 12.59 (509 663/344 9. 65)