DE1526283A1

DE1526283A1 - Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1526283A1
Application number: DE19651526283
Authority: DE
Inventors: Hoffmann Dipl-Ing Heinrich; Werner Traub
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1965-03-20
Filing date: 1965-03-20
Publication date: 1969-10-16
Also published as: US3386421A

Description

Da inl er-B e nz Ak ti e nses eil se ha f 1

Patentanmeldung

Luftverdichtendc Einspritsbrennlrraftnasehine

Die Erfindung; betrifft eine luftverdichtende Ui ncpritsurennlcraftivia.oclrine nit DrallGiiiatröuuivj dor 7orbreiinurrjoluft in einen ha up te lic hl ic Ii ia Xolben atvjeordiio tön, in weüontllchen ro ta bionrsü^.u-iotriüohen rOrennrcun, deaoen Saitciiv/and insbesondere eine nach außen verlaufende UiT/Gitoning aufv/oiot, in doron Dereicli der Iürnft^""jüi"f auf die Seitenwand durch eine fo:.j';:; ϊο'υώ cncoordne ',α Dllüg ο '-WA in υ lirUiiunrjorich uVitr; dor Laft flacli uuxjj;jpri ';:: c v.'iru«,

A;i:7{;rund frilliorer 'Jx'l:onii bninüe l:r:nn eine vol!L:o„i.:enorc

breni'Liro.f b-v-cjcliinon dcr.iurch erhielt v,^rei\leu, IvS λ:..: -Iraf ':— rjtof:;" . oi:.: ηοιτίαΐοη ' Io ;;or..ο trio,· nicl".!; ι¹.;:.·..dtteller in die liGÜiGii ".jroiiur;.-'.ur.^oi'iou sondern viol-iGlir z~'.iJ.\ohot jo^on.

Lipritst v/ird, vjo dai3 or vor oeinor '-/erbrouaun.;; von lor "Jaη.-Vj-LVJ sunllCiict v/ieder ajgelüat unl VGrdMivjf": ;?oin nuß. 'E-.j hat f.,ich Jedoch alo noch nachteilig; arjebe.i, la': tro ^u der "./'.-.iidanuprit:'iiu_;j i:.iuur noch bο ¹Jr-''.eilGliche ICraflc 'offuntoil';. in die .OodoriVr^rtio unl von dort in den oich sofort

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mit Verbrennungsgasen füllenden, heißen llittelkern des Brennraum ο s gelangen können,, was vor allem auf die in rotationssyriiaetrischoLi Brennräuraen' a nau treffende Sekundarströnung der Verbrennungsluft bei Vorhandensein eines Luftdralles un die SyIiLiderachse- surllckaiifüiiren ist,, welche Kraftstoffanteile entlang der Seitenwand des Brennraumes nach: unten und nach der Lutte des -BreLiuraunbodens hin sowie schließlich wieder axial in die Ilitte des ZBreniiraLraes nitrei-ßl", v/o sieh die heiß or. veA rannten u-ase rjarxieln und daher eiuo hohe LOnpeititur und Handel en unverorannter 7erbrenuut-^oluft herrscht,, Uan hat cv.r.r bereits versucht, den Zrafts 'joff auoochließlich auf -lie riii^fömi^e UiT/eiteruri^ eines ein^an^c genannten IColbanoronnrau-iey zu spritzen, Abgesehen davon, daß die bel:acnto Iilrvieitoruii{j i.ur oine so schi-i^lo ?.ir<jflache uiaf&ßt, daß eine Leschrünlrun^ der Auf-spritsuiij auf diese Eii.jflUcIiD pralctiscli unn'i^lich ist, bildet der innere Hand dieser Erweiterung auch eirio i:.i Querschnitt so spitzwinklige Sinschnürungsstollo dos Uremiraunas, daß einersoits sturende Drosselverluste dor einstrü:iendon Terbrennungsluft und anderseits iVborhit^to Hatilstellon der nur schlecht za l:ühlenden Eiiischnürungssteile in Häuf ..^enormen werden aüssen.-

3Der Erfindung liegt die Aufgabe cugruiide, die vorgenannten !,!angel, cu vemeiden und die Gemischbildung des eingesprltaton Kraftstoffes gans auf den Seitenvrandberei-ch des II ο Ib e Lib rennraune s zu beschränlcen, /

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^Γ *■'·■ ,■

Die gestellte'Aufgabe ist »erfindungsgemäß im wesent-

liehen durch diö Ausbildung des Brennraumes mit einer von mittleren zylindrischen Seitenwa^dbereieh etwa reohtwinklig. nacii außen verlaufenden Hingschulter gelöst, an die der äußere Seitenwandbereich tfeer eine rotationssymmetrische Abrundung des äußereti-iiingschulterbereichs anschließt, und weiterhin durch eine den Kraftstoff möglichst

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Len. äußeren, Seitenwandbereicji und die Ring-

♦ ■■ . "".-..■

Zapfendüse, '

Einspritzung des Kraftstoffs auf

Hingsclmlter befindlichen Seitenwandbereicli ■."■'-■
feil des Kraftstoffes oberhalb der

'äui'lickgehalten werden, wo die rotierende te: Verbrennungsluft dauernd vorbeistreiclit und Böiisehbildung bis sur Ausnutzung der gesamten gewährleistet; ■

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··■ ""'flach einer bevorzugten Ausgestaltung ist -der Kolben mit einer an sich belcc;nuten, etwa tsnjei.biu und".augieich schräg nach unten, in den oberhalb der Hiηjochulter' befindlichen'BrennriKiiateil eiEciündenden- 1:·:;ΐι·::1-förmigen Einspritsauaiieliriiung ve rs eher., deren ait der IIci- ^ung der Zapfendüse übereinsti:.ii.:öLide ITeigung'-sejenToer dor IColbenachse etwa 52° ^:Oeträgt.

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Die gea teilte Aufga"be kann erfindungsgemäß auch ■ da du rc Ii gelöst werden, daß die Zapfendüse in einer Tangentiale~bene des insbesondei-e in der vorgenannten \7eise· auage-"bildeten Brennra Lines und zugleich etwa innerhalb einer' Querebene des Arbeitssylinders an diesen angeordnet und der Kolben mit einen in Bereich seiner oberen Totpunlctstellung nit der Einspritsrichtung der Zapfendüse fluchtenden und tangential in den Brennraun führenden Kanal versehen 'int.

Bei einer solchen Einspritze no rdtui ng gelangt der IZraftstofi schon durch die gegenüber der Kolbenachse un otv/a 90° geneigte S Lrahlrichtung der Zapfendüse hauptsächlich in den Sei"^!. cnwandbcreich des Brennraunes, v/o in Verbindung niL· ler i'üVicrcnloa anverrjrauchten Verbrennungsluft eine gu l;e Geiaiscjioildung gev/fAIirleistet ist.

Andere Aur'ges ^:J:iltungon der Erfindung betreffen v/eitere ".constru!: :,ive Einzelheiten der eri"i:i:Aungsgei.ulßen Brennl:raft-

'lc:.¹ Z eic" im:n

1:: '.. '.lic ErfindLing c cispielsv/eice

vorc n

zeigen:

Fig. 1 einen Ilolben einer de': ero ',or, AusfLüirungsbei soiel en Li:prcchenden orfind'.ir.;;sgenr.li3en "Jrenn ".:r?i ;;..:2:jchine in einer Drsuleicht;

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Fig. 2 den Kolben gemäß Fig. 1 in einem axialen Teilschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine dem zwei-ten Ausführungsbeispiel entsprechende Brennkraftmaschine in einem axialen Teilschnitt durch einen Arbeitszylinder mit' in seiner oberen Tobpunktstellung befindlichem Kolben nach der Linie III-III der Piß. 4;

Fig. 4 den Kolbon nebst Arbeitszylinder gemäß Fig. 3 in einer Draufsicht (verschiedene Einzelheiten sind zur besseren Sichtbarmachung geschnitten dargestellt),

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kolben ist Bestandteil einer üblichen und deshalb in ihren weiteren Einzelheiten nicht besonders dargestellten Diesel-Einapritzbrennkraftniaschine, die beispielsweise nach dem Viertaktverfahren arbeitet, wobei sich im Zylinderkopf oberhalb des Kolbens beispielsv/eise je ein in Fig. 1 strichpunktiert angedeutetes Einlaßventil 2 und Auslaßventil 3 befinden kann,

Der Kolben 1 weist ein gemäß dem Ausführungsbeispiel axiales Einsatzstuck 4 auf, welches einen rotationssymmetriechen Brennraum 5 bildet. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Brennraum 5 mit einer von seinem mittleren zylindrischen Seitenwaadbereich etwa rechtwinklig nach außen verlaufenden Ringschulter 6 versehen, an die der äußere, wiederum zylindrische Seitenv/andbereich 7 über

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eine rotationssymmetrische Abrundung 8 des äußeren Ringschulterbereichs anschließt/

Das dargestellte Einsatzstück 4 ist weiterhin mit einer etwa tangential und zugleich schräg nach unten in den oberhalb der Ringschulter 6 befindlichen Brennraumteil einmündenden l:analfamiden Einspri tsausnehnung 9 versehen, deren Neigung gegenüber der Kolbenachse etv/a 52° beträgt. In Bereich der oberen Totpunkts teilung des Kolbens 1 befindet sich die Düsenachse 10 einer in nicht besonders dargestellter V/eise in Zylinderkopf angeordneten Zapfendüse 11 etwas oberhalb der 2inspritzausnehuung 9 in einer zu dieser T>arallelen Pachtung, so daß die Düsenachse nit der Kolbenachse einen V/inkel <C von etv/a 52 einschließt und der eingespritzte Kraftstoff zum allergrößten Teil lediglich gegen den oberhalb der Ringschulter 6 befindlichen Brennraumteil nit ■ relativ kühler Y/andungstemperatur zugleich in Richtung der rotierend einströmenden Verbrennungsluft gespritzt wird. Durch die rotierend vorbeistreichende Verbrennungsluft wird der Kraftstoff sodann von diesem Brennraumteil wieder abgelöst und verdampft.

Die Hingschulter 6 hindert die Verbrennungsluft daran, Kraftstoff durch die Sekundärströmung nach dem Brennrauu- boden 12 hin mitzureißen. Es gelangt dadurch praktisch der

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ganze Kraftstoff im oberen Brennraumteil und insbesondere noch oberhalb der Ringschulter 6 zur Genischbildung rait den laufend nachfolgenden äußeren Schichten der rotierenden frischen Verbrennungsluft, wogegen die nach Einsetzen der Verbrennung gebilde lon Verbrennungsgase schon wegen ihres kleineren spezifischen Gewichtes im a;:ialen LIittelbereich des Lrennraunes verbleiben. Durch die Hingschulter 6 wird insbesondere verhindert, daß noch unvemisehter Kraftstoff mit der aur Brennraummitte strebenden Seliund^rströnung der Verbrennungsluft mitgerissen wird und dadurch vorzeitig in den besonders lielCen und l:einc Frischluft, sondern, nur VcrbrennungB£ac;e aufweisenden Ilitter.corr. des '.:^o::\^w-::aq'j 15 gelangt.

a' in den Pig. 5 and ·'· C: -¹JG;: ' cIj '.;c;:, ^:.x.. ^v:oi':cn AusfiüiiMngsbeispiel entsprcclienlcr. ^renu".:r^-"j".'.: ..'--iino i die Sapiendü::e 11a au ArLei ^r'ylii.ic·-· 12 in ciiio_"· Jl...jer Li:. 1 ebeno des Brennraioea 5a uui. ^ugloi:·!: c ;·.;:: i:\.ici-lir.l-. _:'_..■_■ Qtiorebene del: AzO ei vC^ylindor·; 1" ■. !. Ii-.. o\:. : agc ο _\". :·.';., v;i"."..renu der ICoILcη 1a :.iit cino.: i . ^ycic: ■■:!..μ· ο.. ..·:.'■_.. Jo :pLU-^:tstell·--.!ij ...it Λ·;ι* Ei:.._ -i ^sri j".. '; ::\j 10:. -:.c:.· ". _ .'■:.-..- ■:.\s:c :"i' fr.v.'j'.-lcr.lor. .■.;.: '-■. ::j.;:i i-.Γ. i.: O.o:: 'S: y y.::v. :·.::. ".λ führe nie γ. ICuii::! i-1 vorteilen ir:'. 1>lL :i:.Gr .jolc'.iur. ..::- orJnu'^j der ^:^fondilse 11a ;:cir.i ·.!:■ r::'_ ^ ".: :>.·" :

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Pc !."onta r.s"o ruche:

stoffstrahles l.iinir.ial klein oder annähernd gleich Hull · _v ■/·

gehal lon werden, weshalb hier nicht' π ehr mit der Gefahr ei:ic;j I.Iitreißens von unvcrbranntcu ICra^-ft3toff in den heißen A:.:iar.;orcich des Tircnnraunes gerechnet zu werden braucht. JüiLiC i!u].c]ic Gefahr wird selbst dann noch ausgöachlossen, wenn die Achse des ^rcnnraunos 5a bei einer gemäß den Aus-,. füliriingsbcispicl etwas axial nach der Unterseite des Kolbens-' 1c hin geneigten Achsrichtung 10a der Zapfendüse 11a genau CjLier i:u::· Achsrichtung 10a angeordnet wird.

Die Erfindung ict niello an alle Einzelheiten der # ■)erjc".:riebencn ALisführungrjbeinpicle gebunden. So braucht der dei.i ere len AuafulirLiü'jobeiopiel entsprechende Kolben nicht

:\:u)c liiig¹; nit einer etwa tangential verlaufenden Einspritz- j.·

-ν.-., i:/.: v.i:.j ver.-johen :;u sein, obgleich eine solche Einspritz- :..^n;i;cL...u:_· .,evorr/.igt wird. V/ei Lerliiii ]:ünnte auch der Brenn- ^•;.¹--- -^:.j_"· J.ο..: _:v:ci !;on Aunfölii'L;ngrjbeisv)iol entsprechenden .'.-"j■.-.'.'..:.-'■:21.:- .'Ciiinc l-och ::iit einar Pängachulter gemäß dem ■ji'ö'OL ii-.--jir-".]i-\".i-g,-jbei:jv:iel vor^e]ion sein, ui.i dadurch die r :i.;::· .·'.:.·ο'ο'. e Zj.i'^clzhc.ltung des -invci".; raunte η Ilraftotoffa VD::. Lj. rc nnraii:.i'.- ο dc η v.iid Je:.i ]ieii?en Brennraunkern zuoLltslich zn \ S.: c,- :crn, olino daß dadurch der in den nacho teilend en A.:r:pi'".e...on niedergelegte Schutsbereic]! der Erfindung ver-

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Claims

Paten ta παρ rüc he

• 1. Luftverdichtende Einspritzbrennkrafbnaschinc nib Dralleins trümung der Verbrennungsluft in einen hauptsächlich im Kolben angeordneten, in wesentlichen, rotationasymmetrischen Brennraum, dessen Seitenwand insbesondere eine nach außen verlaufende Erweiterung aufweist, i'n deren Bereich der Kraftstoff auf die Seitenwand durch eine feststehend angeordnete Düse etwa in Strömlings rich bung der Luft flach aufgespritzt wird, gekennzeichnet durch die Ausbildung dec Brennraimos (5) mit einer von mittleren zylindrischen Seitenwandbercich etwa rechtwinklig nach außen führenden Hingschulter (6), an die der äußere Seitenwandboreicli (7) über cine ro ta tionssymnetrioclie Abrundung (3) des äußeren Ringschultcrbereicho anschließt, und weiterhin durch eine den Kraftstoff möglichst flach, gegen den äußeren Seiten- ; wandboreich (7) und die Ringschultor (6) einspritzende Zapfendüse (11).
2. Einspritzbrennkraftnaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der äußere Seitenwandbereich. (7) des Brennraumes (5) zylindrisch ausgebildet ist.
3. Einsnritzbrennkruf Imaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (i) mit einer an

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sich bekannten, etwa tangential und zugleich schräg nach unten in den oberhalb der Ringschulter (6) befindlichen Brennraumteil einmündenden.kanalförmigen Einspritzausnehmung (9) versehen ist, deren mit der Neigung der Zapfendüse (11) üboreinstinnende Neigung gegenüber der Kolbenachse etwa 52° beträgt. ■ ■
4. Eitispritzbrennlcraftmaochine, insbesondere nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfendüse (i1a) in einer Tangentialebene des Brennraumes (5a) und zugleich etv/a innerhalb einer Querebene des Arbeitszylinders (13) an diesem angeordnet und der Kolben (la) mit einem im Bereich seiner oberen Totpunktatellung riit der Einspritzrichtung der Zapfendüse (1 la) fluchtenden und tangential in den Brennraum (5a) führenden Kanal (14) versehen i

st
5. Einspritzbrennkraftnaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Brennraunes (5a) bei einer etwas axial nach der Unterseite des Kolbens (la) hin geneigten Achsrichtung (iOa) der Zapfendüse (i1a) genau quer zur Achsrichtung (iOa) der Zapfendüse verläuft.

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