DE1146697B - Internal combustion engine, especially with low-pressure injection - Google Patents

Internal combustion engine, especially with low-pressure injection

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Description

Brennkraftmaschine, insbesondere mit Niederdruckeinspritzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit Niederdruckeinspritzung, mit einer im Kolben angeordneten Vorkammer, die durch einen verengten Hals mit dem über dem Kolben befindlichen Hauptbrennraum verbunden ist, und mit einer im oberen Kolbentotpunkt in den verengten Hals hineinragenden Einspritzdüse, durch welche der Brennstoff in den zwischen Düse und Halswand gebildeten ringförmigen Luftdurchtrittsquerschnitt mittels radial auswärts gerichteter Einspritzöffnungen eingespritzt wird, wobei der die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum verbindende Hals und der Einspritzdüsenkörpe.r mit in Richtung der Zylinderachse unterschiedlichen Abmessungen derart ausgebildet sind, daß sich der Luftdurchtrittsquerschnitt in Richtung der Zylinderachse und damit in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung im Bereiche des oberen Kolbentotpunktes verändert.Internal combustion engine, in particular with low-pressure injection. The invention relates to an internal combustion engine, in particular with low-pressure injection, with an antechamber arranged in the piston, which is connected to the is connected to the main combustion chamber located above the piston, and to one in the upper one Piston dead center into the narrowed neck protruding injection nozzle through which the fuel in the ring-shaped air passage cross-section formed between the nozzle and the neck wall is injected by means of radially outwardly directed injection openings, wherein the neck connecting the antechamber to the main combustion chamber and the injection nozzle body formed with different dimensions in the direction of the cylinder axis are that the air passage cross-section in the direction of the cylinder axis and thus depending on the piston movement in the area of the top dead center of the piston changes.

Es sind Brennkraftmaschinen dieser Art bekannt, die mit Wirbelkammern im Kolbenboden versehen sind, bei denen sich der Düsenkörper nach seinem Ende zu konisch verjüngt, während der überströmkanal zwischen Hauptbrennraum und einer im Kolben angeordneten Wirbelkammer sich nach dem Hauptbrennraum zu erweitert. Bewegt sich der Kolben seinem oberen Totpunkt zu, ist der Luftdurchtrittsquerschnitt zunächst beim Eintritt des Düsenkörpers in den überströmkanal am größten und verringert sich stetig bis zum oberen Kolbentotpunkt. Da der Verdichtungsdruck im Zylinderraum im Augenblick des Eintritts des Düsenkörpers in den überströmkanal seinen Höchstwert noch nicht erreicht hat, ist auch die überströmgeschwindigkeit der aus dem Zylinderraum in die Wirbelkammer übertretenden Luft noch verhältnismäßig begrenzt und steigt erst mit zunehmender Annäherung des Kolbens an den oberen Kolbentotpunkt, indem einerseits der Verdichtungsdruck im Zylinderraum stark ansteigt und andererseits der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Düsenkörper und der Wandung des Überströmkanals zunehmend verringert wird.Internal combustion engines of this type are known which have swirl chambers are provided in the piston head, in which the nozzle body is to its end conically tapered, while the overflow channel between the main combustion chamber and one in the Piston arranged swirl chamber to expand after the main combustion chamber. Emotional As the piston approaches its top dead center, the air passage cross section is initially at the entry of the nozzle body into the overflow channel at its greatest and decreases steadily up to the top dead center of the piston. Since the compression pressure in the cylinder chamber is in Moment of entry of the nozzle body into the overflow channel its maximum value has not yet reached, the overflow velocity is also that from the cylinder chamber Air passing into the vortex chamber is still relatively limited and increases only as the piston approaches the piston top dead center by on the one hand the compression pressure in the cylinder chamber rises sharply and on the other hand the passage cross-section between the nozzle body and the wall of the overflow channel is increasingly reduced.

Eine solche Änderung des Durchtrittsquersehnittes ist jedoch in Verbindung mit der radialen Einspritzung des Brennstoffes in die durchströmende Luft verhältnismäßig ungünstig, insbesondere dann, wenn es sich um eine Maschine mit Niederdruckeinspritzung handelt, da es gerade in diesem Falle darauf ankommt, schon im Bereich der beginnenden Brennstoffeinspritzung eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft und damit eine starke Zerstäubungswirkung zu erreichen.However, such a change in the passage cross section is related with the radial injection of fuel into the air flowing through it is proportionate inconvenient, especially if it is a machine with low pressure injection acts, since in this case it is important, already in the area of the beginning Fuel injection a high flow rate of air and thus a to achieve strong atomization.

Dieses Ziel wird auch dann nicht erreicht, wenn der den Hauptbrennraum mit einer Vor- oder Wirbelkammer verbindende Hals zylindrisch ausgebildet ist, da in diesem Falle über den ganzen Bereich der Brennstoffeinspritzung ein konstanter Durchtrittsquerschnitt vorhanden ist, so daß mit Rücksicht auf die zunehmende Verdichtung im Hauptbrennraum die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Durchtrittsquerschnitt zunächst ebenfalls noch relativ gering und erst hierauf allmählich verstärkt wird.This goal is not achieved even if the main combustion chamber with a front or vortex chamber connecting neck is cylindrical, there in this case a constant over the entire range of fuel injection Passage cross-section is present, so that with consideration for the increasing compression in the main combustion chamber the air flow velocity in the passage cross-section initially also relatively low and only then gradually increased.

Auch diese bekannten Ausführungen nehmen also auf die günstigsten Verhältnisse zur Beladung der durchströmenden Luft mit Brennstoff nicht genügend Rücksicht und sind daher insbesondere auch für Niederdruckmaschinen ungeeignet, die vor allem den Vorteil der Einfachheit haben und gegenüber Hochdruckeinspritzanlagen weniger zu Störungen infolge von Undichtheiten od. dgl. neigen.These known designs also take the cheapest Conditions for loading the air flowing through with fuel are insufficient Consideration and are therefore particularly unsuitable for low-pressure machines, which above all have the advantage of simplicity and compared to high-pressure injection systems are less prone to malfunctions as a result of leaks or the like.

Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine vor allem auch für Niederdruckeinspritzung ,günstigste Anpassung von Luftströmung und Brennstoffeinspritzung und besteht im wesentlichen darin, daß der die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum verbindende Hals in an sich bekannter Weise .sich nach dem Hauptbrennraum zu verengt und der den Hals im oberen Kolbentotpunkt bis zur Vorkammer durchsetzende Düsenkörper sich nach der Vorkammer zu - z. B. birnenförmig - verdickt, wobei die Einspritzöffnungen im verdickten Teil des Düsenkörpers angeordnet sind und die Einspritzung vor Erreichen des oberen Kolbentotpunktes beginnt, so daß im Bereich der beginnenden Brennsxoffeinspritzung der engste Querschnitt der den Hauptbrennraum mit der Vorkammer verbindenden Halsöffnung an den Einspritzöffnungen vorbeigeht und im oberen Kolbentotpunkt oberhalb dieser Öffnungen steht.In contrast, the invention aims primarily for low-pressure injection , most favorable adjustment of air flow and fuel injection and consists in essential in the fact that the neck connecting the antechamber to the main combustion chamber in a manner known per se .sich to narrow after the main combustion chamber and the Neck in the upper piston dead point to the antechamber penetrating nozzle body the antechamber to - z. B. pear-shaped - thickened, with the injection openings in the thickened part of the nozzle body are arranged and the injection before Reach the top dead center of the piston begins, so that in the area of the beginning of the fuel injection the narrowest cross-section of the neck opening connecting the main combustion chamber with the antechamber passes the injection openings and in the top dead center of the piston above them Openings.

Durch eine solche Ausbildung von Halsöffnung und Düsenkörper wird erreicht, daß einerseits bei Beginn der Einspritzung eine besonders hohe Zerstäubungswirkung erzielt wird, indem durch Verringerung des überströmquerschnittes die in diesem Zeitpunkt an sich noch nicht ihre Höchstgeschwindigkeit besitzende Verdrängerströmung durch die Drosselwirkung im Durchtrittsquerschnitt erhöht wird. Die dadurch bewirkte intensive Zerstäubung des Brennstoffes bei Beginn der Einspritzung kann dadurch für Niederdruckmaschinen in einem entscheidenden Maße gefördert werden.Such a design of the neck opening and nozzle body is achieves that on the one hand a particularly high atomization effect at the beginning of the injection is achieved by reducing the overflow cross-section in this Point in time, the displacement flow not yet at its maximum speed is increased by the throttling effect in the passage cross-section. Which caused it intensive atomization of the fuel at the beginning of the injection can thereby for low pressure machines are promoted to a decisive extent.

Andererseits wird aber durch die anschließende Wiedervergrößerung des Durchtrittsquerschnittes eine übermäßige Drosselwirkung zwischen Hauptbrennraum und Vorkammer während der nachfolgenden Einspritzperiode und damit eine Leistungseinbuße der Maschine verhindert.On the other hand, however, through the subsequent re-enlargement the passage cross-section has an excessive throttling effect between the main combustion chamber and prechamber during the subsequent injection period and thus a loss of performance the machine prevented.

Durch entsprechende Bemessung des Verbindungshalses und des Düsenkörpers kann in besonders günstiger Weise erreicht werden, daß eine aus dem Hauptbrennraum in die Vorkammer gerichtete, im wesentlichen konstante hohe Luft- bzw. Gasgeschwindigkeit am Austritt der Düsenöffnungen innerhalb des Verbindungshalses erzeugt wird, indem sich entsprechend der Zunahme des Verdichtungsdruckes der Durchtrittsquerschnitt mit dem Kolbenhub entsprechend vergrößert. Vorzugsweise wird ferner die Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung so gewählt, daß sich diese über den oberen Kolbentotpunkt hinaus .mindestens bis zu demjenigen Zeitpunkt erstreckt, an dem im Kolbenrückgang der engste Querschnitt der Halsöffnung im Kolben sich wieder in Höhe der Einspritzöffnungen befindet, während im oberen Kolbentotpunkt die Halsöffnung etwa in Höhe der Einspritzöffnungen in die Vorkammer ausmündet.By appropriately dimensioning the connecting neck and the nozzle body can be achieved in a particularly favorable manner that one from the main combustion chamber A substantially constant high air or gas velocity directed into the antechamber is generated at the outlet of the nozzle openings within the connecting throat by The passage cross-section changes according to the increase in the compression pressure accordingly increases with the piston stroke. The duration is also preferred the fuel injection is chosen so that it is above the piston top dead center addition .at least up to the point in time when the piston declines the narrowest cross-section of the neck opening in the piston is again at the level of the injection openings is, while in the top dead center of the piston, the neck opening approximately at the level of the injection openings opens into the antechamber.

Vorteilhaft ist ferner der Kolbenboden gegen den Zylinderkopf zu gewölbt, wobei er im oberen Kolbentotpunkt von einer entsprechend gewölbten Ausnehmung des Zylinderkopfes aufgenommen wird. Der Hauptbrennraum wird hierbei vorzugsweise, wie an sich bekannt, durch eine ringförmige Vertiefung im Kolbenboden gebildet, die den Verbindungshals ringförmig umschließt, insbesondere derart, daß zwischen Verbindungshals und ringförmigem Hauptbrennxaum eine radial und gegen den Zylinderkopf vorspringende ringförmige Lippe entsteht.It is also advantageous for the piston crown to be arched against the cylinder head, where it is in the top dead center of the piston of a correspondingly curved recess of the Cylinder head is added. The main combustion chamber is here preferably how known per se, formed by an annular recess in the piston head, the surrounds the connecting neck in an annular manner, in particular in such a way that between the connecting neck and annular main combustion chamber one projecting radially and against the cylinder head ring-shaped lip emerges.

Zwecks günstiger Verteilung des Brennstoffes auf die vorbeiströmende Luft erweitern sich die Brennstoffaustrittskanäle der Düse vorzugsweise im Querschnitt nach außen, wobei sie durch ein selbsttätig sich gegen Federwirkung öffnendes Düsenventil gesteuert werden können.For the purpose of a favorable distribution of the fuel on the passing Air, the fuel outlet channels of the nozzle widen, preferably in cross section to the outside, with a nozzle valve that opens automatically against the action of a spring can be controlled.

Vorkammer und Düse sind zur Erzielung gleichmäßiger Mischungsverhältnisse vorteilhaft zentral oder leicht außermittig zur Zylinderachse angeordnet, wobei jedoch der in den Verbindungskanal hineinragende Teil des Düsenkörpers aus Gründen einer besseren Unterbringung, einer guten Kühlwirkung des Zylinderkopfes bzw. der im Zylinderkopf angeordneten Ventile sowie aus Gründen einer guten Zugänglichkeit zweckmäßig unter einem Winkel in. einem den Zylinderkopf durchsetzenden, schräg zur Zylinderachse angeordneten Hauptdüsenkörper eingesetzt ist.The prechamber and nozzle are designed to achieve uniform mixing ratios advantageously arranged centrally or slightly eccentrically to the cylinder axis, wherein however, the part of the nozzle body protruding into the connecting channel for reasons better accommodation, a good cooling effect of the cylinder head or the valves arranged in the cylinder head and for reasons of good accessibility expediently at an angle in a diagonal penetrating the cylinder head is used to the cylinder axis arranged main nozzle body.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Schnitt durch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in one Shown section through a cylinder of an internal combustion engine.

In der Zeichnung bezeichnet 10 den Zylinder einer Brennkraftmaschine und 12 den Zylinderkopf. Wie bei 14 gezeigt, ist der Zylinder mit einem Wassermantel versehen und weist eine Laufbuchse 16 auf. Der Zylinderkopf ist mit einer konkaven, dem Inneren des Zylinders zugekehrten Fläche 18 ausgebildet und weist einen Auslaßkana120 sowie einen nicht gezeigten Einlaßkanal auf, die an der konkaven Fläche, vorzugsweise an deren Umfang, münden, wobei ein zur hin- und hergehenden Bewegung im Zylinderkopf angeordnetes Ventil 22 die Strömung der Gase durch den Kanal 20 steuert. Das Ventil 22 ist von üblicher Art und mit einem Ventilteiler 24 ausgebildet, der normalerweise auf einem Sitz 26 aufruht. Der Zylinderkopf 12 besitzt ferner eine Öffnung 28, die mit dem durch die konkave Fläche 18 begrenzten Raum in Verbindung steht und gegenüber deren Mitte ,geringfügig versetzt ist. Diese Öffnung ist an ihrem einen der konkaven Fläche 18 benachbarten Ende mit einer abgeschrägten Wand, wie bei 30 gezeigt, ausgebildet. An ihrem anderen Ende ist die Öffnung mit einem Innengewinde 32 versehen, während sie zwischen dem abgeschrägten und dem mit einem Innengewinde versehenen Wandteil einen erweiterten Durchmesser zur Bildung eines ringförmigen Kanals 34 aufweist. Die Aufgabe dieses Kanals besteht darin, eine allgemein mit 36 bezeichnete und nachstehend näher beschriebene Einspritzvorrichtung aufzunehmen.In the drawing, 10 denotes the cylinder of an internal combustion engine and 12 the cylinder head. As shown at 14, the cylinder is with a water jacket provided and has a sleeve 16. The cylinder head has a concave, the inside of the cylinder facing surface 18 is formed and has an outlet channel 120 as well as an inlet channel, not shown, on the concave surface, preferably at their circumference, open out, with one for reciprocating movement in the cylinder head arranged valve 22 controls the flow of gases through the channel 20. The valve 22 is of conventional type and is formed with a valve divider 24 which is normally rests on a seat 26. The cylinder head 12 also has an opening 28 which communicates with the space delimited by the concave surface 18 and opposite whose center is slightly offset. This opening is at one of the concave ones Surface 18 adjacent end is formed with a beveled wall as shown at 30. At its other end, the opening is provided with an internal thread 32 while between the beveled and the internally threaded wall part has an enlarged diameter to form an annular channel 34. The function of this channel is to provide a channel indicated generally at 36 and below take up injection device described in more detail.

Im Zylinder ist ein Kolben 38 beweglich, der einen Boden 40 und einen Mantel 42 besitzt, welch letzterer Kolbenringe üblicher Art trägt. Der Kolbenboden ist mit einer der konkaven Fläche des Zylinderkopfes entsprechenden konvexen Fläche ausgebildet und weist eine konzentrisch angeordnete ringförmige Eintiefung 46 auf, die in Verbindung mit der Fläche 18 einen ringförmigen Hauptbrennraum 48 bildet. Im Kolbenboden ist ferner geringfügig außermittig eine Vorkammer 50 vorgesehen, die einen Hals 52 aufweist, welcher mittig in den ringförmigen Hohlraum 48 mündet.A piston 38 is movable in the cylinder and has a base 40 and a jacket 42 , the latter of which carries piston rings of the usual type. The piston head is designed with a convex surface corresponding to the concave surface of the cylinder head and has a concentrically arranged annular recess 46 which, in conjunction with the surface 18, forms an annular main combustion chamber 48. A prechamber 50, which has a neck 52 which opens centrally into the annular cavity 48, is also provided slightly eccentrically in the piston crown.

Die Vorkammer ist in ihrer Form annähernd kugelförmig und weist an ihrer Innenwand eine erhabene konische Fläche 54 auf, die dem Hals gegenüberliegend vorgesehen ist. Der Hals 52 besitzt an seinem der Vorkammer zugekehrten Ende einen größeren Durchmesser als an seinem dem Hauptbrennraum zugekehrten Ende, wobei das letztere sich erweiternd in den Innenraum des ringförmigen Hohlraumes 48 übergeht und mit diesem Innenrand eine verengte Lippe 56 bildet, deren Aufgabe nachstehend näher erläutert wird.The antechamber is approximately spherical in shape and instructs its inner wall has a raised conical surface 54, which is opposite the neck is provided. The neck 52 has one at its end facing the antechamber larger diameter than at its end facing the main combustion chamber, whereby the the latter merges into the interior of the annular cavity 48, widening and with this inner edge forms a narrowed lip 56, the function of which is below is explained in more detail.

Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 36 weist einen Einsatzkörper 58 mit einem sich entsprechend dem abgeschrägten oder sich verjüngenden Wandteil 30 der Öffnung 28 verjüngenden Ende 60 auf. Das andere Ende 62 des Einsatzkörpers besitzt einen verringerten Durchmesser zur Bildung einer Schulter 64, die mit einem Schlitz 66 zur Aufnahme eines hohlen, in die Wand der Öffnung eingeschraubten Stifts 68 versehen ist. Der Stift 68 dient dazu, den Einsatzkörper 58 in der Öffnung 28 so zu halten, daß das verjüngte Ende des Einsatzkörpers mit genauer Passung in dem abgeschrägten Teil der Öffnung sitzt, wobei eine Befestigungsmutter 70, die in das Gewinde 32 des äußeren Endes der Öffnung eingeschraubt ist, an der Schulter 64 anliegt und dazu dient, den Einsatzkörper gegen den abgeschrägten Teil der öffnung dichtend anzudrücken.The fuel injection device 36 has an insert body 58 with an end 60 tapering in accordance with the beveled or tapering wall part 30 of the opening 28. The other end 62 of the insert body is reduced in diameter to form a shoulder 64 which is provided with a slot 66 for receiving a hollow pin 68 screwed into the wall of the opening. The pin 68 serves to hold the insert body 58 in the opening 28 so that the tapered end of the insert body is snugly seated in the beveled portion of the opening, with a fastening nut 70 screwed into the threads 32 of the outer end of the opening is, rests on the shoulder 64 and serves to press the insert body against the beveled part of the opening in a sealing manner.

An eine im verjüngten Ende des Einsatzkörpers vorgesehene Ausnehmung 72 schließt sich eine konzentrische Bohrung 74 an, die ihrerseits über einen Kanal 76 mit dem ringförmigen Kanal 34 in Verbindung steht. Ein weiterer an die Ausnehmung 72 anschließender Kanal 78 steht mit einem Kanal 80 in Verbindung, der sich axial durch den Einsatzkörper erstreckt und mit einer nicht gezeigten Niederdruckpumpe verbunden ist. A concentric bore 74 adjoins a recess 72 provided in the tapered end of the insert body, which in turn is connected to the annular channel 34 via a channel 76. Another channel 78 adjoining the recess 72 is connected to a channel 80 which extends axially through the insert body and is connected to a low-pressure pump (not shown).

Eine in die Ausnehmung 72 eingeschraubte Düse 82 ragt in den Hauptbrennraum hinein und erstreckt sich in den Hals 52 der Vorkammer. Die Düse ist annähernd birnenförmig ausgebildet und hat an ihrem freien Ende einen vergrößerten und an ihrem Hals einen verringerten Durchmesser. Das freie Ende ist, wie bei 84 gezeigt, konisch ausgebildet, während die Form des Düsenkörpers an seinem freien Ende der Form des Halses entspricht, jedoch zwischen beiden ein beträchtliches Spiel vorgesehen ist. Die Düse weist eine Ventilkammer 86 auf, die mit der Bohrung 74 des Einsatzkörpers fluchtet, und ist mit in gleichen Abständen voneinander angeordneten Kanälen 88 versehen, die sich nach außen erweitern und mit ihrem erweiterten Ende in den Hals 52 münden. Ein in der Ventilkammer gleitbares Nadelventil 90 ist durch eine Feder 92 belastet, die sich in der Bohrung 74 abstützt, um die Kanäle 88 zu verschließen, wobei ein Kanal 94 die Ventilkammer 86 und einen ringförmigen Kanal 96 mit dem zum axialen Kanal 80 führenden Kanal 78 verbindet.A nozzle 82 screwed into the recess 72 protrudes into the main combustion chamber and extends into the neck 52 of the antechamber. The nozzle is approximately pear-shaped and has an enlarged diameter at its free end and a reduced diameter at its neck. The free end is tapered, as shown at 84 , while the shape of the nozzle body at its free end corresponds to the shape of the neck, but with considerable clearance between the two. The nozzle has a valve chamber 86 which is aligned with the bore 74 of the insert body and is provided with channels 88 which are arranged at equal distances from one another and which widen outwards and open with their widened end into the neck 52. A needle valve 90 slidable in the valve chamber is loaded by a spring 92, which is supported in the bore 74 in order to close the channels 88, with a channel 94 the valve chamber 86 and an annular channel 96 with the channel 78 leading to the axial channel 80 connects.

Bei normalem Betrieb werden beim Auspuffhub der Hauptbrennraum und die Vorkammer entleert. Beim Saughub wird der Zylinder mit neuer Verbrennungsluft gefüllt.During normal operation, the main combustion chamber and the antechamber emptied. During the suction stroke, the cylinder is filled with new combustion air filled.

Beim Verdichtungshub, wenn sich der Kolben 40 der Düse 82 annähert, nehmen die Lippen 56 des Kolbenbodens das birnenförmige Ende der Düse mit einem geringen Spiel auf, was eine heftige Bewegung der in die Vorkammer 50 einströmenden Luft zur Folge hat. Diese hohe Geschwindigkeit der an den Brennstofföffnungen vorbeiströmenden Luft fördert Brennstoff in die Vorkammer. Wenn eine Niederdruckeinspritzpumpe verwendet wird, beginnt in dem Zeitpunkt, in dem der Kolben das birnenförmige Ende der Düse während des Verdichtungshubes erreicht, eine Niederdruckeinspritzung, welche ausreichend ist, da der Brennstoff nicht unbedingt in die Verbrennungsluft in einem wesentlichen Ausmaß eindringen muß. Es ist keine Zerstäubung erforderlich, da die hohe Geschwindigkeit der an den Öffnungen 88 vorbeiströmenden Luft eine gründliche Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffs gewährleistet und den Druck vor den Öffnungen herabsetzt. Mit anderen Worten, es sucht, entgegengesetzt zu dem üblichen Verfahren, die Luft den Brennstoff auf, statt der Brennstoff die Luft.On the compression stroke, when the piston 40 approaches the nozzle 82, the lips 56 of the piston crown take the pear-shaped end of the nozzle with one small play, causing a violent movement of the flowing into the antechamber 50 Air. This high speed of flowing past the fuel openings Air conveys fuel into the antechamber. When using a low pressure injection pump starts when the piston hits the pear-shaped end of the nozzle reached during the compression stroke, a low pressure injection, which is sufficient is because the fuel is not necessarily in the combustion air in any substantial way Extent must penetrate. No atomization is required because of the high speed the air flowing past the openings 88 a thorough distribution and atomization of the fuel and reduces the pressure in front of the openings. With others In other words, contrary to the usual process, air seeks fuel on the air instead of the fuel.

Die Verbrennung des Brennstoffs beginnt mit einem sehr kurzen Zündverzug, da die zur Zerstäubung verwendete Luft bereits eine höhere Temperatur hat, als der Entzündungstemperatur des Brennstoffes entspricht, und das sich ergebende Gemisch verbrennt in dem Augenblick seiner Entstehung, da die sich rasch bewegende Luft den Brennstoff ebenso rasch, wie er aus der Düse austritt, entzündet, aufspaltet und verbrennt.The combustion of the fuel begins with a very short ignition delay, because the air used for atomization is already at a higher temperature than that The ignition temperature of the fuel and the resulting mixture burns up at the moment of its formation, as the rapidly moving air the fuel just as quickly as it emerges from the nozzle, ignites, splits up and burns.

Nachdem der Kolben den oberen Totpunkt überschritten hat und die gesamte Luft in der Vorkammer zur Verbrennung verbraucht worden ist, hat der gleichzeitige Druckanstieg eine Gasströmung von hoher Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung an den Brennstofföffnungen vorbei zur Folge, wodurch Brennstoff in feiner Zerstäubung in den ringförmigen Hauptbrennraum gebracht wird, in welchem der Rest der Luft zur Vervollständigung der Verbrennung verwendet wird.After the piston has passed top dead center and the entire Air in the antechamber has been consumed for combustion, has the simultaneous Pressure rise a gas flow of high velocity in the opposite Direction past the fuel orifices resulting in fuel in finer Atomization is brought into the annular main combustion chamber, in which the rest the air is used to complete the combustion.

Bei Verwendung einer Niederdruckeinspritzpumpe wird die Beendigung der Einspritzung durch die Kolbenbewegung bestimmt, und zwar muß in dem Augenblick, in dem die Lippe des Kolbens das birnenförmige Ende der Düse beim Arbeitshub freigibt, die Einspritzung beendet sein. Die maximale Dauer der Einspritzung wird durch die Zeit bestimmt, während welcher der Kolben das Ende der Düse bedeckt.When using a low pressure injection pump, the termination is the injection is determined by the piston movement, and must be at the moment in which the lip of the piston releases the pear-shaped end of the nozzle on the working stroke, the injection will be finished. The maximum duration of the injection is determined by the Determines the time during which the piston covers the end of the nozzle.

Obwohl die Erfindung an Hand einer bestimmten Ausführungsform beschrieben worden ist, kann sie innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren.Although the invention has been described with reference to a specific embodiment has been, it can experience any changes within its framework.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennkraftmaschine, insbesondere mit Niederdruckeinspritzung, mit einer im Kolben angeordneten Vorkammer, die durch einen verengten Hals mit dem über dem Kolben befindlichen Hauptbrennraum verbunden ist, und mit einer im oberen Kolbentotpunkt in den verengten Hals hineinragenden Einspritzdüse, durch welche der Brennstoff in den zwischen Düse und Halswand gebildeten ringförmigen Luftdurchtrittsquerschnitt mittels radial auswärts gerichteter Einspritzöffnungen eingespritzt wird, wobei der die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum verbindende Hals und der Einspritzdüsenkörper mit in Richtung der Zylinderachse unterschiedlichen Abmessungen derart ausgebildet sind, daß sich der Luftdurchtrittsquerschnitt in Richtung der Zylinderachse und damit in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung im Bereiche des oberen Kolbentotpunktes verändert, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vorkammer mit dem Hauptbrennraum verbindende Hals (52) in an sich bekannter Weise sich nach dem Hauptbrennraum (48) zu verengt und der den Hals im oberen Kolbentotpunkt bis zur Vorkammer durchsetzende Düsenkörper (84) sich nach der Vorkammer zu - z. B. birnenförmig f verdickt, wobei die Einspritzöffnungen (88) im verdickten Teil des Düsenkörpers angeordnet sind und die Einspritzung vor Erreichen des oberen Kolbentotpunktes beginnt, so daß im Bereich der beginnenden Brennstoffeinspritzung der engste Querschnitt der den Hauptbrennraum (48) mit der Vorkammer (50) verbindenden Halsöffnung (52) an den Einspritzöffnungen vorbeigeht und im oberen Kolbentotpunkt oberhalb dieser öffnungen steht. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung über den oberen Kolbentotpunkt hinaus mindestens bis zu demjenigen Zeitpunkt erstreckt, an dem im Kolbenrückgang der engste Querschnitt der Halsöffnung (52) im Kolben sich wieder in Höhe der Einspritzöffnungen (88) befindet. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Kolbentotpunkt die Ausmündung der Halsöffnung (52) in die im Kolben angeordnete Vorkammer (50) sich etwa in Höhe der Einspritzöffnungen (88) befindet. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden gegen den Zylinderkopf zu gewölbt ist und im oberen Kolbentotpunkt von einer entsprechend gewölbten Ausnehmung (18) des Zylinderkopfes aufgenommen wird. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbrennraum (48) in an sich bekannter Weise durch eine ringförmige Vertiefung (46) im Kolbenboden gebildet wird, welche den Verbindungshals (52) ringförmig umschließt. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verbindungshals (52) und ringförmigem Hauptbrennraum (46) eine radial und gegen den Zylinderkopf vorspringende ringförmige Lippe (56) gebildet ist. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffaustrittskanäle (88) der Düse, welche vorzugsweise durch ein selbsttätig sich gegen Federwirkung (92) öffnendes Düsenventil (90) gesteuert werden, in an sich bekannter Weise sich im Querschnitt nach außen erweitern. B. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei etwa zentraler Anordnung der Vorkammer (50) und der Düse in Richtung der Zylinderachse der in den Verbindungshals (52) hineinragende Teil (82) des Düsenkörpers unter einem Winkel in einen den Zylinderkopf durchsetzenden, schräg zur Zylinderachse angeordneten Hauptdüsenkörper eingesetzt ist. 9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ventilfeder (92) aufnehmende Raum (74) hinter dem Düsenventil (90) über einen den Düsenkörper umgebenden Ringraum (34) an eine Rück- oder Lüftungsleitung angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 489 782; französische Patentschrift Nr. 1048 768; USA.-Patentschriften Nr. 1708 056, 2 488 857, 2674984.PATENT CLAIMS: 1. Internal combustion engine, in particular with low-pressure injection, with an antechamber arranged in the piston, which is connected to the is connected to the main combustion chamber located above the piston, and to one in the upper one Piston dead center into the narrowed neck protruding injection nozzle through which the fuel in the ring-shaped air passage cross-section formed between the nozzle and the neck wall is injected by means of radially outwardly directed injection openings, wherein the neck connecting the antechamber to the main combustion chamber and the injector body formed with different dimensions in the direction of the cylinder axis are that the air passage cross-section in the direction of the cylinder axis and thus depending on the piston movement in the area of the top dead center of the piston changed, characterized in that the the antechamber with the main combustion chamber connecting neck (52) in a manner known per se to the main combustion chamber (48) too narrowed and that penetrates the neck in the upper dead center of the piston up to the antechamber Nozzle body (84) after the antechamber to - z. B. pear-shaped f thickened, whereby the injection openings (88) are arranged in the thickened part of the nozzle body and the injection begins before piston top dead center is reached, so that im The area where the fuel injection begins is the narrowest cross-section of the main combustion chamber (48) with the antechamber (50) connecting neck opening (52) at the injection openings passes and stands in the top dead center of the piston above these openings. z. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the duration of the fuel injection above the piston top dead center beyond at least to that one Point in time extends at which the narrowest cross-section of the neck opening in the piston decline (52) in the piston is again at the level of the injection openings (88). 3. Internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that in the top dead center of the piston Opening of the neck opening (52) into the antechamber (50) arranged in the piston located approximately at the level of the injection openings (88). 4. Internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that the piston head is curved towards the cylinder head and in the top dead center of the piston by a correspondingly curved recess (18) of the cylinder head is added. 5. Internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that the main combustion chamber (48) through in a manner known per se an annular recess (46) is formed in the piston crown, which the connecting neck (52) encloses in a ring. 6. Internal combustion engine according to claim 1 to 5, characterized characterized in that between the connecting neck (52) and the annular main combustion chamber (46) an annular lip (56) projecting radially and against the cylinder head is formed. 7. Internal combustion engine according to claim 1 to 6, characterized in that that the fuel outlet channels (88) of the nozzle, which are preferably by an automatic nozzle valve (90) opening against spring action (92) can be controlled in on as is known, expand outward in cross-section. B. internal combustion engine according to claims 1 to 7, characterized in that with an approximately central arrangement the antechamber (50) and the nozzle in the direction of the cylinder axis in the connecting neck (52) protruding part (82) of the nozzle body at an angle into the cylinder head penetrating, inclined to the cylinder axis arranged main nozzle body used is. 9. Internal combustion engine according to claim 1 to 8, characterized in that the the valve spring (92) receiving space (74) behind the nozzle valve (90) via a the annular space (34) surrounding the nozzle body is connected to a return or ventilation line is. Documents considered: German Patent No. 489 782; french U.S. Patent No. 1,048,768; U.S. Patent Nos. 1708 056, 2,488,857, 2674984.
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