DE1137897B

DE1137897B - Pre-chamber diesel engine

Info

Publication number: DE1137897B
Application number: DEM48576A
Authority: DE
Inventors: Terje Almas; Otto Breindl
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1961-04-01
Filing date: 1961-04-01
Publication date: 1962-10-11

Description

Vorkammerdieselmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorkammerdieselmaschine, deren Vorkammer aus einem größeren, die Einspritzdüse enthaltenden oberen Raumteil und einem sich daran anschließenden, vom Brenner gebildeten kleineren Raumteil mit in den Hauptbrennraum mündenden Ausblaseöffnungen am Boden besteht, wobei zwischen beiden Raumteilen eine den wesentlichenTeil des Brennerquerschnitts einnehmende Fläche auf einer zwischen Vorkammeroberteil und Brenner eingesetzten Platte vorgesehen ist, auf welche der Kraftstoff aufgespritzt wird und in die eine schräg zur Brennerachse verlaufende Luftführungsbohrung mit kreisförmigem Querschnitt in der Nähe der Wandung des Vorkammeroberteiles einmündet.Pre-chamber diesel engine The invention relates to a pre-chamber diesel engine, whose prechamber consists of a larger part of the space containing the injection nozzle and an adjoining smaller space part formed by the burner Exhaust openings opening into the main combustion chamber at the bottom, with between two parts of the space occupying the essential part of the burner cross-section Area provided on a plate inserted between the upper part of the antechamber and the burner is on which the fuel is sprayed and in the one at an angle to the burner axis running air guide bore with a circular cross-section near the wall the upper part of the antechamber opens.

Bei der Vorkammer nach dem Hauptpatent ist die Platte auf der der Einspritzdüse zugewandten oberen Fläche eben ausgebildet und daher die zum Verdampfen des aufgespritzten Kraftstoffs zur Verfügung stehende Fläche klein. Um jedoch die Aufgabe zu lösen, eine möglichst geräuscharme Verbrennung zu erzielen, muß vor Einsetzen derselben ein großer Teil des Brennstoffs verdampfen können, wofür eine große heiße Oberfläche erforderlich ist.In the antechamber according to the main patent, the plate is on the The upper surface facing the injection nozzle is flat and therefore the one for vaporizing the available area of the sprayed fuel is small. However, to the To solve the problem of achieving the quietest possible combustion, must be done before the start the same can vaporize a large part of the fuel, for which a large part is hot Surface is required.

Es ist auch eine Vorkammerdieselmaschine bekannt, bei der eine der Einspritzdüse zugewendete Fläche des Brenners mit einer muldenförmigen Vertiefung versehen ist. Die in die Vorkammer eintretende Luft umströmt dabei allseitig die mit der Vertiefung versehene Fläche, so daß eine Vorlagerung des Kraftstoffs getrennt von der Luft nicht möglich ist. überdies ist die Fläche auch nicht ausreichend, um eine möglichst dünne Schicht Kraftstoff auftragen zu können, welcher schneller aufbereitet wird.There is also known a pre-chamber diesel engine in which one of the Injection nozzle facing surface of the burner with a trough-shaped recess is provided. The air entering the antechamber flows around the on all sides provided with the recess area, so that a pre-storage of the fuel is separated from the air is not possible. In addition, the area is not sufficient, in order to be able to apply the thinnest possible layer of fuel, whichever faster is processed.

Diese Mängel werden bei einer Vorkammerdieselmaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Platte auf der der Einspritzdüse zugewandten oberen Fläche mit einem von der Luftführungsbohrung durchdrungenen kegeligen Zapfen mit gekrümmten Mantellinien versehen ist, der oben eine an sich bekannte muldenförmige Vertiefung aufweist. Durch diese Maßnahme wird infolge der größeren Mantelfläche, auf die der Brennstoff verteilt werden kann, ein schnelleres Verdampfen desselben erreicht. Die besondere Form der oberen Plattenfläche wiederum ermöglicht es, daß bei zunehmender Belastung und damit größerer Ablenkung des Brennstoffstrahles dieser gewissermaßen auf eine größer werdende Fläche aufgetragen wird, wodurch die für die verschiedenen Betriebszustände besten Werte für Brennstoffverbrauch, Auspufftemperatur, Auspufftrübung und Zündgeräusch erreichbar sind.These deficiencies are described in the introduction in the case of an antechamber diesel engine mentioned type according to the invention remedied in that the plate on that of the injection nozzle facing upper surface with a conical one penetrated by the air guide bore Pin is provided with curved surface lines, the above a known per se Has trough-shaped recess. This measure will result in the larger Outer surface on which the fuel can be distributed, a faster evaporation the same achieved. The special shape of the upper surface of the plate, in turn, makes it possible it is that with increasing load and thus greater deflection of the fuel jet this is applied to an increasing area, so to speak, whereby the the best values for fuel consumption, exhaust temperature, Exhaust opacity and ignition noise are achievable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorkammer, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Platte, Fig. 3 eine andere Ausführung der Platte.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 shows a section through the antechamber, FIG. 2 shows a plan view of the Plate, Fig. 3 shows another embodiment of the plate.

Die Vorkammer nach der Erfindung besteht aus einem vorzugsweise kugeligen Raumteil 1, in welchem die Einspritzdüse 2 angeordnet ist. Gegen den Brennraum hin wird die Vorkammer durch einen Brenner 3 abgeschlossen, welcher eine Reihe von Ausblasebohrungen 8 aufweist. Zwischen Brenner 3 und kugeligem Raumteil 1 ist die Platte 6 vorgesehen, auf deren der Einspritzdüse zugewandten Fläche der Brennstoff aufgespritzt wird. Die Platte weist seitlich eine kreisförmige Luftführungsbohrung 7 auf und wird zweckmäßigerweise mittels einer Haltemutter 16 befestigt. In dem von der Luftführungsbohrung 7 nicht durchsetzten Teil der Platte 6 sind eine Anzahl von kleinen Zusatzbohrungen 13 vorgesehen. Die obere Fläche der Platte 6 ist zapfenförmig mit gekrümmten Mantellinien, wie bei 17 angedeutet, ausgebildet und weist oben zentral eine Mulde 18 mit hochgezogenem Rand 19 zur Aufnahme des Brennstoffs auf. Nach der der Luftführungsbohrung 7 abgekehrten Seite ist im Rand 19 ein Schlitz 20 angebracht. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der oberen Fläche der Platte und den bei der Kompression erzeugten Luftwirbel wird eine den jeweiligen Betriebszuständen angepaßte Steuerung des Verbrennungsablaufs erreicht, wie nachstehend näher erläutert wird.The antechamber according to the invention consists of a preferably spherical space part 1 in which the injection nozzle 2 is arranged. The antechamber is closed off from the combustion chamber by a burner 3 which has a series of blow-out bores 8. The plate 6 is provided between the burner 3 and the spherical space part 1, and the fuel is sprayed onto its surface facing the injection nozzle. The plate has a circular air guide bore 7 on the side and is expediently fastened by means of a retaining nut 16. A number of small additional bores 13 are provided in the part of the plate 6 that is not penetrated by the air guide bore 7. The upper surface of the plate 6 is peg-shaped with curved surface lines, as indicated at 17, and has a central trough 18 with a raised edge 19 for receiving the fuel at the top. After the side facing away from the air guide bore 7, a slot 20 is made in the edge 19. The design of the upper surface of the plate according to the invention and the air vortex generated during the compression result in a control of the combustion process that is adapted to the respective operating conditions, as will be explained in more detail below.

Beim Start dringt ein größerer Teil des Brennstoffstrahles durch die Bohrung 7 bis auf den Brennerboden 5, da bei der niederen Anlaßdrehzahl noch geringe Luftgeschwindigkeiten in der Kammer und bei aufgeladenen Maschinen noch kein nennenswerter Ladedruck vorhanden sind, so daß auch keine Ablenkung des Brennstoffstrahles durch die kreisende Luft bewirkt wird. Durch das Vorlagern des Brennstoffs in der Nähe der Ausblasebohrungen wird aber der Start erleichtert.When starting a larger part of the fuel jet penetrates through the Hole 7 up to the burner base 5, as it is still low at the low starting speed Air velocities in the chamber and when the machines are loaded are not yet any noteworthy Boost pressure are present, so that the fuel jet is not deflected by either the circulating air is effected. By storing the fuel nearby but the blow-out holes make the start easier.

Mit zunehmender Drehzahl oder Belastung verstärkt sich jedoch der Luftwirbel, wodurch der Brennstoffstrahl von der Bohrung 7 weggelenkt wird. Der nunmehr heiße Brennerboden ist auf diese Weise gegen Abschreckung durch den flüssigen Brennstoff geschützt, wodurch dessen Haltbarkeit wesentlich verbessert wird.However, this increases with increasing speed or load Air vortex, as a result of which the fuel jet is deflected away from the bore 7. Of the the now hot burner bottom is in this way against deterrence by the liquid Protected fuel, which significantly improves its durability.

Um den für eine günstige Verbrennung erforderlichen Weg des bei hohen Belastungen auf die der Bohrung 7 gegenüberliegende Seite des Zapfens gespritzten Brennstoffs zu den Ausblasebohrungen zu verkürzen, sind die Bohrungen 13 vorgesehen, welche dem Brennstoff-Luft-Gemisch beim Ausschieben nach der Zündung ein schnelles Vordringen zu den Ausblasebohrungen 8 ermöglichen. Es erfolgt jedoch kein Einspritzen des Brennstoffs in die Bohrungen 13, diese werden vielmehr erst nach der Zündung wirksam.In order to take the path of the high, which is necessary for a favorable combustion Loads injected onto the side of the pin opposite the bore 7 To shorten fuel to the blowout holes, the holes 13 are provided, which the fuel-air mixture when pushed out after ignition a fast Allow penetration to the blow-out holes 8. However, there is no injection of the fuel into the bores 13, these are rather only after ignition effective.

Die Verdampfung des Brennstoffs in der Mulde 18 wird von dem hochgezogenen Rand 19 durch Wärmestau unterstützt. Die Nut 20 soll den Austritt aus der Mulde 18 auf die Mantelfläche des Zapfens 17 ermöglichen und außerdem unerwünschte Gegenwirbel verhindern. Selbstverständlich kann die Platte 6 und die Haltemutter 16 auch als ein Stück ausgebildet sein, welches in die Vorkammerwand einschraubbar ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Bohrung 7 an Stelle der in Fig. 1 gezeigten zylindrischen Form auch trichterförmig ausgebildet sein.The evaporation of the fuel in the trough 18 is pulled up by the Edge 19 supported by heat build-up. The groove 20 is intended to allow the exit from the trough 18 allow on the lateral surface of the pin 17 and also undesirable counter-eddies impede. Of course, the plate 6 and the retaining nut 16 can also be used as a piece can be formed which can be screwed into the antechamber wall. As As can be seen from FIG. 3, the bore 7 can be used instead of that shown in FIG cylindrical shape can also be funnel-shaped.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Pre-chamber diesel engine, the pre-chamber of which consists of a larger upper space part containing the injection nozzle and an adjoining smaller space part formed by the burner with blow-out openings at the bottom opening into the main combustion space, with an area between the two space parts taking up the essential part of the burner cross-section is provided on a plate inserted between the upper part of the prechamber and the burner, onto which the fuel is sprayed and into which an air guide bore running obliquely to the burner axis with a circular cross-section opens near the wall of the upper part of the prechamber, according to patent 1 120 208, characterized in that the plate (6) is provided on the upper surface facing the injection nozzle (2) with a conical pin (17) penetrated by the air guide bore (7) with curved surface lines, which at the top has a well-known trough-shaped recess (18).

2. Pre-chamber diesel engine according to claim 1, characterized in that the pin (17) is one of the strength of the Plate (6) has a corresponding height.

3. Pre-chamber diesel engine according to claim l., characterized in that the depth of the trough (18) is half the peg height (17) is equivalent to.

4. Pre-chamber diesel engine according to claim 1, characterized in that that the diameter of the trough (18) corresponds approximately to the radius of the plate (6).

5. Pre-chamber diesel engine according to claim 1, characterized in that the edge the trough (18) is provided with a radial slot (20).

6. Pre-chamber diesel engine according to claim 1, characterized in that the air guide bore (7) is funnel-shaped, namely is designed to widen towards the burner (3). Into consideration Drawn publications: German patent specification No. 1010 318.