DE1108001B

DE1108001B - Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Selbstzuendung

Info

Publication number: DE1108001B
Application number: DED31498A
Authority: DE
Inventors: Otto Hartmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1959-09-17
Filing date: 1959-09-17
Publication date: 1961-05-31

Description

Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Selbstzündung Die Erfindung betrifft eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Selbstzündung, insbesondere Viertaktmaschine, mit einem im Arbeitskolben angeordneten, rotationskörperförmigen Brennraum und einer zentral oder seitlich darüber angeordneten Einspritzdüse, die den Brennstoff entweder in einzelnen Strahlen oder in einem Strahlkegel auf die Brennkammerwand spritzt.
Die Erfindung besteht darin, daß die Brennraumöffnung von einem an sich bekannten, zylindrischen, insbesondere zur Kolbenachse parallelen oder nach unten sich erweiternden Wandabschnitt begrenzt ist, der gleichzeitig eine nach außen zurückspringende Ringschulter einer Ausnehmung begrenzt, deren vertikale Tiefe mit Rücksicht auf den Brennstoffeinspritzwinkel und auf den während des Einspritzvorganges zurückgelegten Weg des Kolbens derart bemessen ist, daß der Brennstoffstrahl zwar im oberen Bereich des zylindrischen Brennkammerwandabschnittes im Bereich der Brennraumöffnung auftritt, aber der nach oben streuende Brennstoffanteil noch von der ringförmigen Ausnehmung aufgefangen wird und somit nicht mehr über den Kolbenboden gelangt. Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß die Begrenzungsflächen der Brennraumöffnungskante einen Winkel von etwa 90° einschließen.
Die Erfindung geht von der bekannten Tatsache aus, daß das Aufspritzen von Brennstoff auf eine heiße Fläche wegen des geringen Zündverzugs einen ruhigeren Lauf und eine geringere Brennstoffempfindlichkeit der Brennkraftmaschine zur Folge hat. Es ist bereits bekannt, bei Dieselmaschinen mit Brennräumen, die vom Zylinderraum abgesetzt sind, den Brennstoff an besonders heiße Stellen der Brennkammerwand zu spritzen und diese Stellen durch den Wärmeabfluß erschwerende Einlagen, Wärmeisolierspalte oder durch Fremdheizung auf einer bestimmten Temperatur zu halten.
Bei Brennkraftmaschinen mit im Kolben angeordneter Brennkammer liegt deren heißester Wandabschnitt im Bereich der Brennraumöffnung nahe dem Kolbenboden. Man bevorzugt daher ein Anspritzen gerade dieser Zone entweder in einzelnen Strahlen oder in Form eines Strahlkegels, der zum Teil gerade noch über den Kolbenboden hinwegspritzt, insbesondere dann, wenn der Kolben im Anschluß an seine innere Totlage gerade mit seiner Auswärtsbewegung begonnen hat. Dies hat den Nachteil, daß Brennstoffteilchen an die Zylinderwand gelangen können und dort das Schmieröl verdünnen oder ganz wegwaschen. Dadurch entsteht die Gefahr des Kolbenfressens. Außerdem begünstigen die an der Zylinderwand haftenden Brennstoffteilchen die Rußbildung, was zu einem Festkleben der Kolbenringe führen kann. Um dies zu verhindern und vor allem auch um den größten Brennstoffanteil an die Stelle des größten Durchmessers des in der Regel rotationskörperförmigen Brennraumes zu bringen, hat man den Brennstoff auch schon unmittelbar unter eine die Brennraumöffnung begrenzende Einschnürung gespritzt. Damit verzichtet man wiederum auf das Aufspritzen des Brennstoffes auf die heißeste Stelle und nimmt eine nicht immer gewollte Drosselwirkung an der Brennraumöffnung mit in Kauf. Ist außerdem eine scharfe gegen die Mitte der Brennraumöffnung zu gerichtete Begrenzungskante vorhanden, dann wird diese vorzeitig zerstört werden. Wird die Brennraumöffnung durch einen breiteren oder gar konkaven Rand begrenzt, dann läßt es sich nicht vermeiden, daß die darauf aufschlagenden Brennstoffteilchen über den Rand hinwegsprühen, wobei dann der Nachteil auftritt, daß sie an die Zylinderwand geschleudert werden können.
Die geschildertenNachteile treten beimErfindungsgegenstand nicht auf.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Die Öffnung des Brennraumes 1 ist im Kolben 2 von einem zylindrischen, zur Kolbenachse parallelen oder einem nach unten sich erweiternden Wandabschnitt 3 begrenzt, der gleichzeitig eine nach außen zurückspringende Ringschulter 4 einer im Kolbenboden vorgesehenen ringförmigen Ausnehmung 5 begrenzt, deren vertikale Tiefe mit Rücksicht auf den Brennstoffeinspritzwinkel a und auf den während des Einspritzvorganges zurückgelegten Weg des Kolbens 1 derart bemessen ist, daß der Brennstoffstrahl zwar im oberen Bereich des zylindrischen Wandabschnittes 3 auftritt, aber der nach oben streuende Brennstoffanteil noch von der ringförmigen Ausnehmung 5 aufgefangen wird und somit nicht mehr über den Kolbenboden gelangt. Die Einspritzdüse ist mit 6 bezeichnet.
Durch die Erfindung wird das Wegspülen und Verdünnen des Schmiermittels an der Zylinderwand vermieden. Außerdem ist keine zum Schmoren neigende Kante mehr vorhanden, da lediglich eine Kante 7 vorhanden ist, deren Begrenzungsflächen 3, 4 einen Winkel ß von'etwa 90° einschließen und hinter der Kante 7 sich größere Werkstoffmassen des Kolbens befinden.
Als Brennraumform ist eine toroidähnliche Form bevorzugt, mit einem von der Mitte des Brennraumbodens gegen die Düse zu aufragenden Führungskegel B. Im Rahmen der Erfindung kann der Brennraum auch eine andere rotationskörperähnliche Form besitzen. Auch kann der Brennraum mit der zu ihm zentral angeordneten Einspritzdüse 6 aus der Mitte des Kolbens heraus versetzt sein. Ferner kann die Brennraumachse z. B. bei seitlich angeordneter Einspritzdüse mit der Zylinderachse einen Winkel einschließen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Selbstzündung, insbesondere Viertaktmaschine, mit einem im Arbeitskolben angeordneten, rotationskörperförmigen Brennraum und einer zentral oder seitlich darüber angeordneten Einspritzdüse, die den Brennstoff entweder in einzelnen Strahlen oder in einem Strahlkegel auf die Brennraumwand spritzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennraumöffnung von einem an sich bekannten zylindrischen, insbesondere zur Kolbenachse parallelen oder nach unten sich erweiternden Wandabschnitt (3) begrenzt ist, der gleichzeitig eine nach außen zurückspringende Ringschulter (4) einer Ausnehmung (5) begrenzt, deren vertikale Tiefe mit Rücksicht auf den Brenustoffeinspritzwinkel und auf den während des Einspritzvorganges zurückgelegten Weg des Kolbens (2) derart bemessen ist, daß der Brennstoffstrahl zwar im oberen Bereich des zylindrischen Brennkammerwandabschnittes (3) im Bereich der Brennraumöffnung auftrifft, aber der nach oben streuende Brennstoffanteil noch von der ringförmigen Ausnehmung (5) aufgefangen wird und somit nicht mehr über den Kolbenboden gelangt. z. Brennkraftmaschine nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen (3, 4) der Brennraumöffnungskante (7) einen Winkel (ß) von etwa 90° einschließen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1035 966; französische Patentschrift Nr. 652 689.