DE1109946B

DE1109946B - Einspritzbrennkraftmaschine mit Vorkammer

Info

Publication number: DE1109946B
Application number: DEM41564A
Authority: DE
Inventors: Hans Seifert
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1959-05-20
Filing date: 1959-05-20
Publication date: 1961-06-29
Also published as: GB900860A

Description

Einspritzbrennkraftmaschine mit Vorkammer Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Vorkammer, die aus einem die Einspritzdüse enthaltenden kugeligen Raumteil und einem diesen gegen den Hauptbrennraum abschließenden Brenner mit am Boden angeordneten Überströmöffnungen und einem als Bohrung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Luftführungskanal besteht, der sich annähernd diagonal durch den Brenner vom Boden schräg nach außen an den oberen Rand erstreckt, wobei der Brennstoff auf die neben dem Luftführungskanal am oberen Brennerrand verbleibende Fläche aufgespritzt wird.
Es sind Einspritzbrennkraftmaschinen mit Vorkammern bekannt, bei denen die Vorkammer zentral angeordnet und mit allseitig in den Hauptbrennraum flach mündenden Bodenöffnungen versehen ist. Der Brennereinsatz ist dabei mit einem frei stehenden Leitkörper versehen, um die Luft getrennt vom Kraftstoff einführen und mit diesem im Gleichstrom mischen zu können. Bei einem derartigen Brenner wird jedoch bei höherer Belastung der Einsatz wegen der schlechten Wärmeabfuhr zu heiß und brennt unter Umständen weg.
Man hat auch bereits versucht, durch eine besondere Ausbildung des Vorkammerinnem die Trennung von Kraftstoff und Luft zu verbessern, indem man die Vorkammer mit einem die Einspritzdüse enthaltenden kugeligen Raumteil versehen hat, an welchen ein Brenner anschließt, in dem ein sich diagonal erstrekkender Luftführungskanal vorgesehen ist, der in am Brennerboden allseitig flach in den Hauptbrennraum führende überströmöffnungen übergeht und in welchem ferner eine Verbindungsbohrung im spitzen Winkel zum Luftführungskanal angeordnet ist, die einerseits in der Nähe der Überströmöffnungen in denselben einmündet und andererseits in dem die Einspritzdüse enthaltenden Teil der Vorkammer endet. Der Kraftstoff wird dabei in Richtung des oberen Randes der Verbindungsbohrung gespritzt. Infolge der Zerstäubung des Brennstoffstrahls gelangt dabei ein Teil des Brennstoffs auch auf die neben dem Luftführungskanal am oberen Brennerrand verbleibende Fläche, wo er verdampft, der überwiegende Teil desselben soll jedoch in der Verbindungsbohrung getrennt vom Luftstrom, und zwar in der Nähe der Ausblasebohrungen vorgelagert werden. Diese Trennung gelingt jedoch nur unvollkommen, weil die Verbindungsbohrung mit vollem Querschnitt und nahezu in Richtung der einströmenden Luft in den Luftführungskanal mündet, so daß der vor dem oberen Totpunkt in die Verbindungsbohrung eingespritzte Kraftstoff nicht verdampfen kann, sondern beim Hochgehen des Kolbens von der einströmenden Luft erfaßt, in derselben verteilt und in die Kammer zurückgedrängt wird.
Erfindungsgemäß soll im Gegensatz hierzu durch die Ausbildung des Vorkammerunterteils der Brennstoff an eine Stelle gespritzt werden, wo er durch die Kammerwärme ungestört von der einströmenden Luft verdampfen und durch das im oberen Teil der Vorkammer rotierende und in Düsennähe gezündete Gemisch in den Hauptbrennraum ausgeschoben wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zwischen dem oberen Brennerrand und dem Rand des Luftführungskanals verbleibende Fläche zur Brennerachse geneigt angeordnet wird, so daß gegen den äußeren Rand hin eine taschenförmige Vertiefung gebildet wird, die den Brennstoff aufnimmt. Beim Auftreffen auf die geneigte Fläche kann sich der Brennstoff weder in Richtung des Luftführungskanals noch mit der Luftbewegung ausbreiten, da er außerhalb der Wirbelzone in einem toten Winkel liegt. Der Brennstoff wird damit an der heißen Brennerwand aufbereitet. Erst nach dem Zünden einer ganz geringen, in die kreisende Luft eingemischten Brennstoffmenge in Düsennähe wird der aufbereitete Kraftstoff aus der taschenförmigen Vertiefung herausgerissen und in den Hauptbrennraum ausgeblasen, wo die Verbrennung verzögert und daher geräuscharm abläuft. Um das Anfahren der Brennkraftmaschine zu erleichtern, kann die Fläche am oberen Rand des Brenners durch eine enge Bohrung mit der Außenfläche des Brennerbodens verbunden sein. An Stelle der taschenförmigen Vertiefung kann am oberen Rand des Brenners über die Aufspritzfläche reichend aber auch eine Quernut vorgesehen sein, welche durch eine schmale Rinne mit dem Luftführungskanal verbunden ist. Durch letztere wird der in der Quernut aufbereitete Brennstoff beim Ausblasevorgang leichter in den Luftführungskanal gefördert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die wesentlichen Teile einer Vorkammer, Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles A auf den Brenner, -Fig. 3 und 4 eine Draufsicht auf andere Ausführungsformen.
In der Zeichnung ist mit 1 die Einspritzdüse, mit 2 der kugelige Teil der Vorkammer und mit 3 der Brenner bezeichnet. Die Teile sind in bekannter Weise im Zylinderkopf verschraubt und aus diesem Grunde ist auf eine nähere Darstellung dieser Einzelheiten verzichtet worden. Der Brenner weist in bekannter Weise eine Luftführungsbohrung 4 auf, die sich annähernd diagonal durch den Brenner erstreckt, an dessen Boden Ausblaseöffnungen 5 flach in den Hauptbrennraum münden. Die Achse der Düse 1 und der Luftführungsbohrung sind annähernd unter dem gleichen Winkel zur Brennerachse geneigt. Der aus der Düse austretende Brennstoffstrahl wird auf die Fläche 6 gespritzt, die gegen die Achse unter dem spitzen Winkel a geneigt angeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann die im kugeligen Vorkammerteil kreisende Luft, wie mit Pfeilen angedeutet, über den auf der Fläche 6 gelagerten Brennstoff hinwegstreichen, ohne diesen mit der Luft zu vermischen. Die Abschrägung erstreckt sich annähernd über den halben Querschnitt des Brenners, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Um den Anlaßvorgang zu verbessern, ist es zweckmäßig, von der Fläche 6 ausgehend, eine oder mehrere enge Bohrungen 7 nach der Außenseite des Brenners anzubringen, durch welche ein Teil des Brennstoffs direkt in den Hauptbrennraum ausgespritzt wird.
An Stelle der Abschrägung 6 am oberen Rand des Brenners kann auch, wie aus Fig. 3 hervorgeht, eine Quernut 8 vorgesehen sein, welche durch eine Rinne 9 mit der Luftführungsbohrung 4 am oberen Rand des Brenners verbunden ist. Der in diese Rinne 8 eingespritzte Brennstoff wird ebenfalls von der im Vorkammerteil 2 rotierenden Luft nicht erfaßt, dort entsprechend aufbereitet und erst beim Zünden des Brennstoffs in der Nähe der Düse über den Luftführungskanal in den Hauptbrennraum geschoben.
In Fig. 4 ist die eine Querschnittshälfte mit Rillen 10 oder einer Riefelung versehen, in deren Vertiefungen der Brennstoff eingespritzt und nach dem Zünden in die Luftführungsbohrung geschoben wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Vorkammer, die aus einem die Einspritzdüse enthaltenden kugeligen Raumteil und einem diesen gegen den Hauptbrennraum abschließenden Brenner mit am Boden angeordneten überströmöffnungen und einem als Bohrung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Luftführungskanal besteht, der sich annähernd diagonal durch den Brenner vom Boden schräg nach außen an den oberen Rand erstreckt, wobei der Brennstoff auf die neben dem Luftführungskanal am oberen Brennerrand verbleibende Fläche aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem oberen Brennerrand und dem Rand des Luftführungskanals (4) verbleibende Fläche (6) zur Brennerachse geneigt ist, so daß gegen den äußeren Rand hin eine taschenförmige Vertiefung gebildet wird, die den Brennstoff aufnimmt.
2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (6) am oberen Rand des Brenners (3) durch eine oder mehrere enge Bohrungen (7) mit derAußenfläche des Brennerbodens verbunden ist.
3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Luftführungskanals (4) in an sich bekannter Weise etwa dem halben Brennerdurchmesser entspricht.
4.. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fläche (6) am oberen Rand des Brenners (3) eine Quernut (8) vorgesehen ist, welche durch eine schmale Rinne (9) mit dem Lüftführungskanal (4) verbunden ist.
5. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (6) am oberen Rand des Brenners (3) mit zur Symmetrieebene senkrecht verlaufenden Rillen (10) versehen ist.
6. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einspritzdüse (1) und Luftführungskanal (4) annähernd unter dem gleichen Winkel zur Vorkammerachse angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung p 39155 I a/46 a= D (bekanntgemacht am 28. 6. 1951). In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patent Nr. 1047 524.