DE1226824B - Dieselmaschine - Google Patents

Description

• Dieselmaschine Die Erfindung betrifft eine Dieselmaschine mit einem Brennraum, in dem eine Drehbewegung der Verbrennungsluft erzeugt wird, und einer Brennstoffeinspritzdüse, mit deren Hilfe der Brennstoff als dünner Film auf die Wandung des Brennraumes aufgebracht wird.
• Bei Dieselmaschinen der vorstehend näher beschriebenen Art wird von der in Drehung befindlichen Verbrennungsluft der Brennstoff in Dampfform von der Brennraumwandung allmählich abgelöst, vermischt und verbrannt. Der Luftbewegung kommt dabei eine doppelte Bedeutung zu. Einmal muß sie eine genügend schnelle und wirksame Ablösung des Brennstoffes und außerdem eine nachfolgende Vermischung des Brennstoffes mit der Luft ergeben. Es hat sich allerdings gezeigt, daß das Startverhalten einer solchen Dieselmaschine ungünstiger ist als dasjenige von Dieselmaschinen, die mit einer Zerstäubung des Brennstoffes durch die Düse arbeiten. Dies hängt damit zusammen, daß eine zur Einleitung der Zündung notwendige, allseitig mit der Verbrennungsluft in Berührung kommende feinzerstäubte Brennstoffmenge nicht vorhanden ist. Um diesem Mangel abzuhelfen, ist man bei Dieselmaschinen der hier in Rede stehenden Art dazu übergegangen, einen feinen Brennstoffstrahl quer durch den Brennraum einzuspritzen, durch den, wie es bei der Strahleinspritzung üblich ist, die Zündung eingeleitet wird. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß sich die feine Spritzöffnung der Düse durch Koks zusetzt, so daß sie unwirksam wird.
• Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Dieselmaschine der vorangestellten Art so zu verbessern, daß sie auch ohne eine besondere Spritzöffnung an der Brennstoffeinspritzdüse ein gutes Startverhalten hat. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß, in der Bewegungsrichtung des Brennstoffes gesehen, in einem gewissen Abstand von der Brennstoffeinspritzdüse und innnerhalb der vom Brennstoffilm benetzten Fläche der Brennraumwandung eine auf ihrer der Brennstoffeinspritzdüse zugewandten Seite scharfrandige Ausnehmung vorgesehen ist, die zur Folge hat, daß der Brennstoff an ihrem Rand von der Brennraumwand abreißt und allseitig von der Verbrennungslauft umgeben ist. Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß der Brennstoff bei seiner Aufbereitung längs der Wand des Brennraumes einer Voroxydation ausgesetzt ist und dadurch zündwillig wird. Er zündet daher sofort, wenn er am Rand der Ausnehmung in den freien Luftraum gerissen wird.
• Die bisher in der Praxis bekanntgewordenen Dieselmaschinen, die mit dem hier behandelten Verbrennungsverfahren arbeiten, haben einen im Kolben liegenden rotationskörperförmigen Verbrennungsraum. Bei solchen Maschinen kann sich die Ausnehmung, in Spritzrichtung des Brennstoffes gesehen, in der Seitenwand des Brennraumes befinden. Es ist jedoch auch denkbar, daß als Ausnehmung im erfindungsgemäßen Sinne der Rand einer Öffnung dient, die bereits aus anderen Gründen vorhanden ist. Als Ausnehmung kann beispielsweise der Rand einer Öffnung dienen, durch die die Verbrennungsluft in den Brennraum einströmt, z. B die C)ffnung des Schußkanals einer Wirbel- oder Wälzkammer od. dgl.
• Bei Dieselmaschinen mit einer Luftverteilung des eingespritzten Brennstoffes ist es zwar bekannt, in Bewegungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches Abreißkanten anzuordnen, doch geben diese Maschinen keinen Hinweis zu dem so einfachen und vorteilhaften Handeln nach Vorschrift der vorliegenden Erfindung bei einer Dieselmaschine, die grundsätzlich mit einer Wandverteilung des eingespritzten Brenn-Stoffes arbeitet.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. A b b. 1 zeigt, soweit es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist, einen senkrechten Längsschnitt durch den Kolben einer Viertakt-Dieselmaschine und einen Teil der Einspritzdüse derselben; A b b. 2 zeigt eine Ansicht der Teile gemäß der A b b. 1 von oben; A b b. 3 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch einen Teil des Zylinderkopfes und das Maschinengestell mit Zylinderlaufbüchse und Kolben einer Viertakt-Dieselmaschine; A b b. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV in A b b. 3.
• Die A b b. 1 und 2 zeigen einen Kolben 1, der einen rotationskörperförmigen Verbrennungsraum 2 enthält. Gegen Ende des Verdichtungshubes des Kolbens 1 wird eine Drehbewegung der Verbrennungsluft gemäß den in A b b. 2 eingezeichneten Pfeilen dadurch erzeugt, daß der auf das Einlaßventil der Maschine zu laufende Einlaßkanal in Gestalt einer Spirale ausgebildet ist. Die Brennstoffeinspritzdüse 3 ist so schräg im Zylinderdeckel angeordnet, daß mit ihrer Hilfe der Brennstoff in der Richtung der Drehbewegung der Verbrennungsluft auf kurzem Wege an die Wandung des Brennraumes herangebracht werden kann. Dabei kann der Brennstoff in mehreren Stuhlen aus der Brennstoffeinspritzdüse 3 austreten. Der Brennstoff wird mit Hilfe der Brennstoffeinspritzdüse als dünner Film auf die Wandung des Brennraumes aufgebracht und von der in Drehbewegung befindlichen Verbrennungsluft in Dampfform von der Wandung des Verbrennungsraumes allmählich abgelöst, vermischt und verbrannt. Um ein besseres Startverhalten der Maschine zu erzielen, ist, in der Bewegungsrichtung des Brennstoffes gesehen, in einem gewissen Abstand von der Brennstoffeinspritzdüse 3 eine Ausnehmung 4 vorgesehen, die zur Folge hat, daß der Brennstoff an ihrem Rand 5 von der Brennraumwand abreißt und allseitig von der Verbrennungsluft umgeben ist. Dadurch wird am Rand 5 der Ausnehmung 4 die Einleitung der Zündung begünstigt, wodurch die Maschine besser anspringt.
• Die Dieselmaschine nach den A b b. 3 und 4 ist eine solche mit einer im Zylinderkopf 6 angeordneten Wirbelkammer 7, in welche mit Hilfe der Brennstoffeinspritzdüse 8 der Brennstoff so eingebracht wird, daß er bereits auf kurzem Wege in Richtung der Drehbewegung der Verbrennungsluft mit der Brennraumwand in Berührung kommt und so an dieser einen dünnen Fihn bildet, der von der Verbrennungsluft in Dampfform allmählich abgelöst, vermischt und verbrannt wird. Die Drehbewegung der Verbrennungsluft wird bei der Dieselmaschine nach den A b b. 3 und 4. im Gegensatz zu der Dieselmaschine nach den A b b. 1 und 2 nicht durch die besondere Ausbildung des zum Einlaßventil führenden Einlaßkanals, sondern durch die Wirbelkammer mit ihrem Schußkanal 9 erzeugt. Die Brennstoffeinspritzdüse 8 ist so angeordnet, daß der Schußkanal9 als Ausnehmung im Sinne der neuen Erfindung wirkt. An dem Rand 10 des Schußkanals 9 löst sich ein Teil des durch die Düse 8 eingespritzten Brennstoffes von der Brennraumwand ab und ist auf diese Weise allseitig von der Verbrennungsluft umgeben, so daß also dadurch auch die Einleitung der Zündung begünstigt wird.
• Bei den dargestellten beiden Dieselmaschinen sind die Abmessungen der Ausnehmung so gewählt, daß der Brennstoffilm, der auf der Wand des Verbrennungsraumes gebildet wird, in seiner ganzen Breite am Rand 5 bzw. 10 der Ausnehmung abreißt. Es versteht sich von selbst, daß die Ausnehmung in ihren Querabmessungen zur Spritzrichtung des Brennstoffes auch kleiner ausgeführt werden kann, so daß nur ein Teil des Brennstoffes, d. h. des auf der Wand des Brennraumes gebildeten Brennstoffilms, am Rand der Öffnung zur Einleitung der Zündung abreißt. Das Abreißen des Brennstoffes geht am besten vonstatten, wenn die Ausnehmung an ihrer der Brennstoff einspritzdüse zugewandten Seite eine scharfe Abreißkante hat, wie dies insbesondere die A b b. 2 und 3 zeigen. Was die Entfernung der Abreißkante von der Einspritzdüse angeht, so können darüber bestimmte Angaben nicht gemacht werden. Diese Entfernung muß für jeden Brennraum durch Versuche bestimmt werden. Während bei der Dieselmaschine nach den A b b. 1 und 2 die Entfernung durch die Anordnung der Ausnehmung 4 bestimmt wird, wird bei der Dieselmaschine nach den A b b. 3 und 4 die Entfernung durch die Anordnung der Brennstoffeinspritzdüse bestimmt.
• An Hand der Zeichnungen wurde die Erfindung bei zwei verschiedenartigen Typen von Dieselmaschinen erläutert. Auf diese Dieselmaschine ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Sie ist mit allen ihren Vorteilen auch anwendbar bei Dieselmaschinen mit anderen Verbrennungsräumen, die geeignet sind, durch eine entsprechende Anordnung der Brennstoffeinspritzdüse den Brennstoff aus einem -Brennstoffilm heraus zur Aufbereitung mit der Verbrennungsluft zu bringen, und die infolge ihrer besonderen Art bereits eine Öffnung haben, die als erfindungsgemäße Ausnehmung wirken kann. Es sei hier insbesondere auch an eine Wälzkammer gedacht, die in ihrer Form nicht wesentlich von der Wirbelkammer entsprechend den A b b. 3 und 4 abweicht. Die Erfindung gilt auch für Zweitakt-Diesehnascbinen.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Dieselmaschine mit einem Brennraum, in dem eine Drehbewegung der Verbrennungsluft erzeugt wird, und einer Brennstoffeinspritzdüse, mit deren Hilfe der Brennstoff als dünner Film auf die Wandung des Brennraumes aufgebracht wird, d a -durch gekennzeichnet, daß, in der Bewegungsrichtung des Brennstoffes gesehen, in einem gewissen Abstand von der Brennstoffeinspritzdüse (3) und innerhalb der vom Brennstoffilm benetzten Fläche der Brennraumwandung eine auf ihrer der Brennstoffeinspritzdüse (3) zugewandten Seite scharfrandige Ausnehmung (4) in der Brennraumwand vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 673 566, 751001; MAN-Forschungsheft, 1954, S. 66, 67.