DE1077478B - Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer - Google Patents

Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer

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Publication number
DE1077478B
DE1077478B DER21406A DER0021406A DE1077478B DE 1077478 B DE1077478 B DE 1077478B DE R21406 A DER21406 A DE R21406A DE R0021406 A DER0021406 A DE R0021406A DE 1077478 B DE1077478 B DE 1077478B
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DE
Germany
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overflow channel
air
flat surface
chamber
rotating
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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
Application number
DER21406A
Other languages
English (en)
Inventor
Brian Wyatt Millington
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricardo PLC
Original Assignee
Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd filed Critical Ricardo and Co Engineers 1927 Ltd
Publication of DE1077478B publication Critical patent/DE1077478B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/14Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/08Engines characterised by precombustion chambers the chamber being of air-swirl type
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer Das Hauptpatent betrifft eine Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer, in die während des Verdichtungshubes über einen Überströmkanal die gesamte Verbrenntmgsluft oder ein wesentlicher Teil derselben derart hineingedrückt wird, daß sie während der Einspritzdauer in der Wirbelkammer als Ganzes in nur einer Richtung um eine Achse rotiert. Hierbei wird in die rotierende Luft der Brennstoff eingespritzt, und der an die Mündung des Überströmkanals angrenzende Bereich der Wirbelkammer, über den die rotierende Verbrennungsluft hinwegstreicht, ist als ebene oder annähernd ebene Fläche ausgebildet, in die der Überströmkanal unter einem spitzen Winkel mündet und an die sich unter einem stumpfen Winkel ein Wandungsteil der Wirbelkammer anschließt. Dieser Wandungsteil erteilt der rotierenden Verbrennungsluft eine im wesentlichen parallel zur ebenen Fläche gerichtete Geschwindigkeitskomponente.
  • Gemäß der Zusatzerfindung wird bei einer solchen Dieselmaschine nur der Teil der Kammeroberfläche, über den die rotierende Luft hinwegstreicht, unmittelbar bevor sie die ebene Fläche erreicht, unter einem stumpfen Winkel zu letzterer geneigt angeordnet, während die ebene Fläche jenseits der Mündung des Überströmkanals unmittelbar in eine annähernd kugelige Fläche übergeht.
  • Durch die erwähnte ebene Fläche wird ein scharfer Übergang in der Richtung der Wirbelkammerwandung an einer Stelle erreicht, die in der Umlaufrichtung der Ladung unmittelbar vor der Innenwandung des überströmkanals liegt. Durch diesen Richtungswechsel wird eine ge-,visse Wirbelung in der Ladung erzeugt, die zur Folge hat, daß sich ein wirksamer Verbrennungsvorgang abspielt.
  • Solche schroffen Richtungsänderungen der rotierenden Ladeluft, die zur Mitte der Wirbelkammer hin gerichtete Wirbel entstehen. lassen und daher eine gute Durchmischung von Luft und Brennstoffteilchen ergeben, liegen auch bei einer Dieselmaschine nach dem Hauptpatent vor. Der Zusatzerfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß praktisch die gleiche Wirkung auch erreicht werden kann, wenn man in der Wirbelkammer nur eine derartige schroffe Richtungsänderung vorsieht. Fraglich könnte sein, ob es vorteilhafter ist, die zur Wirbelbildung Veranlassung gebende Kante vor oder hinter die Überströmkanalmündung zu legen. Nach der Zusatzerfindung läßt man nun den Wirbel bestehen, der sich vor der überströmkanalmündung ausbildet. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dafi der feinzerstäubte Brennstoff in der Luftladung der Wirbelkammer von der Kante des Übers.trömkanals fortgeführt wird. Sowohl bei der Bildung der Zylinderladung als auch beim Überströmen der letzteren in der, Zylinder wird das Erreichen einer möglichst homogenen Mischung von Luft und Brennstoff erleichtert sowie das Niederschlagen von Brennstofftröpfchen an der Wandung des Überströmkanals weitgehend verhindert.
  • Eine Ausbildung der Wirbelkammer in der oben angegebenen Weise ergibt demnach nicht ganz so gute Ergebnisse bezüglich der Mischung von Brennstoff und Luft wie eine Wirbelkammer gemäß dem Hauptpatent; dafür ist sie aber sehr einfach herzustellen und zeigt doch noch wesentlich bessere Ergebnisse als die bisher bekanntgewordenen Wirbelkammern.
  • An dieser Stelle sei bemerkt, daß bereits eine Dieselmaschine bekannt ist, deren Brennkammer einen flachen Bodenteil besitzt, an dessen Kante der Überströmkanal mündet und der verhältnismäßig schroff in seine zylindrische Seitenwandung übergeht. Hier ist aber der Überströmkanal so ausgebildet, daß er keine ausgesprochene Richtung aufweist, und die Formen der Wirbelkammer, des Überströ mkanals und des Zylinderkopfes sind so gewählt, daß sich beim Beginn des Verdichtungshubes eine andere Rotationsrichtung der Luft in der Wirbelkammer ergibt als am Ende dieses Hubes. Es ergibt sich also eine völlig regellose Luftbewegung. Im Gegensatz hierzu wird bei einer Bauform nach der Zusatzerfindung mit den oben angegebenen Mitteln erreicht, daß sich eine regelmäßige Rotation der in der Wirbelkammer enthaltenen Luft um eine feste Achse herum während des ganzen Verdichtungshubes ergibt. Die vorstehend aufgeführten Vorteile können daher mit der bekannten Brennkammerausführung nicht erzielt werden.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform eines Heißpfropfens nach der Erfindung im Grundriß. geschnitten längs der Linie III-III der Fig.2. Fig.2 diesen Heißpfropfen im Aufriß, geschnitten längs der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig.3 eine zweite Ausführungsform eines Heißpfropfens im Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 4 den Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil des Zylinderkopfes einer Dieselmaschine, der die Lage des Heißpfropfens im Zylinderkopf zeigt.
  • In dem auf den Zylinder L (vgl. Fig. 5) befestigten Zylinderkopf ist eine Wirbelkammer K vorgesehen, in die von oben her die Brennstoff-Einspritzdüse J hineinragt. Der untere Teil der Wirbelkammer wird durch einen Heißpfropfen abgeschlossen, der mit dem Zylinderinnern über einen schräg angeordneten überströmkanal C in Verbindung steht. Der eingezeichnete Pfeil E deutet die Bewegungsrichtung der Luft während des Verdichtungshubes an.
  • Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Heißpfropfen ist der obere Teil B der Kammer zylindrisch gestaltet. Daran schließt sich. links der Mitte eine schräg gerichtete Wand H an, die verhältnismäßig schroff in den flachen Bodenteil F übergeht. Im Bodenteil mündet der Überströmkanal C und geht bei D allmählich in eine gekrümmte Wandfläche A über.
  • Die Bewegungsrichtung der Luftladung ist durch den Pfeil F. angedeutet; der in dieser Richtung vor der Mündung des Überströmkanals C liegende Flächenteil ist eben ausgebildet, wobei die schräge Wandung H mit plötzlicher Richtungsänderung in den ebenen Flächenteil F übergeht.
  • Wird also die Luftladung durch den Überströmkanal C in die Wirbelkammer gedrückt, so wird sie gezwungen, um die Kammerachse zu rotieren; in diese Luft wird dann Brennstoff: eingespritzt. Die schräge Fläche F1 verleiht der umlaufenden Luftladung eine Geschwindigkeitskomponente parallel zur ebenen Fläche F; dies hat zur Folge, daß etwa vorhandene kompakte Brennstoffteilchen über den Kanal C hinwegbefördert werden und daß der nicht kontinuierliche Übergang zwischen den Flächen Ir und F einen örtlichen Wirbel erzeugt. Hierauf ist der durch. die Erfindung erzielte Erfolg einer besseren Mischung des Brennstoffs mit Luft und damit einer besseren Betriebsweise zurückzuführen.
  • Der vorstehend beschriebene Heißpfropfen läßt sich durch Gießen in seine endgültige Form bringen; man kann ihn aber auch durch eine Bearbeitung auf der Drehbank und der Fräsmaschine herstellen. In Fig. 3 und 4 ist ein Heißpfropfen dargestellt, der ebenfalls wie der Heißpfropfen nach Fig. 1 und 2 auf der einen Seite eine schräge Wandung H besitzt, die unvermittelt in die ebene Bodenfläche F übergeht. Im Grundriß gesehen ist diese schräge Wandung als Teil eines Kreisbogens geformt, so daß die Wand einem Teil eines Kegelstumpfes entspricht. Zum Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besitzt aber die Fläche FI der Bauart nach Fig. 3 und 4 einen kleineren Krümmungsradius. Die Mittelachse der nach Art eines Teilkegelstumpfes geformten Fläche H liegt nicht konzentrisch zur kugeligen Fläche A. Auch in diesem Fall scann die Innenwand des Heißpfropfens auf der Drehbank hergestellt werden, und zwar zuerst in Ausrichtung gegenüber der Achse der kugeligen Wandfläche A und dann gegenüber der Achse der Fläche H.
  • Anders als bei der Anordnung nach dem Hauptpatent wird die Mündung des Überströmkanals nicht auf allen Seiten von einer ebenen Fläche F umgeben. Vielmehr geht die eine Seite des überströmkanals glatt in die gekrümmte Seitenwand der Wirbelkammer über. Es liegt jedoch in der Bewegungsrichtung der rotierenden Luftladung vor der Einmündung des Überströmkanals in die Wirbelkammer immer eine ebene Fläche F.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer, in die während des Verdichtungshubes über einen überströmkanal die gesamte Verbrennungsluft oder ein wesentlicher Teil derselben derart hineingedrückt wird, daß sie während der Einspritzdauer in der Wirbelkammer als Ganzes in nur einer Richtung um eine Achse rotiert, wobei in die rotierende Luft der Brennstoff eingespritzt wird, und der an die Mündung des Überströmkanals angrenzende Bereich der Wirbelkammerwandung, über den die rotierende Verbrennungsluft hinwegstreicht, als ebene oder annähernd ebene Fläche ausgebildet ist, in die der Überströmkanal unter einem spitzen Winkel mündet und an die sich unter einem stumpfen Winkel ein Wandungsteil der Wirbelkammer anschließt, welcher der rotierenden Verbrennungsluft eine im wesentlichen parallel zur ebenen Fläche gerichtete Geschwindigkeitskomponente erteilt, nach Patent 1038 332, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Teil (H) der Kammeroberfläche, über den die rotierende Luft hinwegstreicht, unmittelbar bevor sie die ebene Fläche (F) erreicht, unter einem stumpfen Winkel zu letzterer geneigt ist, während die ebene Fläche (F) jenseits der Mündung des Überströmkanals (C) unmittelbar in eine annähernd kugelige Fläche (A) übergeht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 659 160: schweizerische Patentschrift Nr. 263 106.
DER21406A 1956-07-05 1957-06-28 Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer Pending DE1077478B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1077478X 1956-07-05

Publications (1)

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DE1077478B true DE1077478B (de) 1960-03-10

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ID=10872285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DER21406A Pending DE1077478B (de) 1956-07-05 1957-06-28 Dieselmaschine mit einer Wirbelkammer

Country Status (1)

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DE (1) DE1077478B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE659160C (de) * 1935-05-30 1938-04-27 Harry Ralph Ricardo Brennkraftmaschine mit Druckzuendung und Einspritzung fluessigen Brennstoffes
CH263106A (de) * 1945-09-22 1949-08-15 John Fowler & Co Leeds Limited Brennkammer an Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE659160C (de) * 1935-05-30 1938-04-27 Harry Ralph Ricardo Brennkraftmaschine mit Druckzuendung und Einspritzung fluessigen Brennstoffes
CH263106A (de) * 1945-09-22 1949-08-15 John Fowler & Co Leeds Limited Brennkammer an Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung.

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