DE1576002A1 - Air-compressing injection internal combustion engine with external ignition - Google Patents
Air-compressing injection internal combustion engine with external ignitionInfo
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Description
Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende iinspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung und Qualitätsregelung, die außer einem Hauptbrennraum einen im Zylinderkopf angeordneten und mit dem Hauptbrennraum durch einen Verbindungskanal in Verbindung stehenden Nebenbrennraum aufweist,.in den der Kraftstoff in Richtung des Verbindungskanals nach dem Hauptbrennraum hin eingespritzt wird und in dem die Zündquelle angeordnet ist.Air Compressing Injection Internal Ignition Engine Die The invention relates to an air-compressing injection internal combustion engine with external ignition and quality control, which in addition to a main combustion chamber is arranged in the cylinder head and communicating with the main combustion chamber through a connecting duct Has secondary combustion chamber, .in which the fuel in the direction of the connecting channel is injected towards the main combustion chamber and in which the ignition source is arranged is.
Bei solchen Brennkraftmaschinen kommt es darauf an, daß an der Zündquelle unabhängig von Belastung und Drehzahl -und damit von der eingespritzten Kraftstöffmenge - zum Zeitpunkt der Zündung stets ein zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch vorhanden ist. Da es somit wichtig ist, im Verdichtungsraum gegebenenfalls auch unterschiedlich fette Kraftstoff-Luftgemische zu erzielen, wenn z.B. ein sehr sparsamer Motorbetrieb erzielt werden soll, spricht man bei den betroffenen Brennkraftmaschinen auch von "Schichtladungsmotoren". Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs genannten Brennkraftmaschine eine besonders zweckmäßige Anordnung zu treffen, die es ermöglicht, die je nach Belastung und Drehzahl unterschiedlich große Kraftstoffmenge so in den, Brennraum einzubringen, daß an der Zündquelle stets ein zündfähiges Gemisch angelagert wird. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im.wesentlichen dadurch gelöst, daß das Einspritzende so geregelt-wird, daß der zuletzt eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunkt aus der Einspritzdüse in den Nebenbrennraum eintritt, zu dem die Geschwindigkeit der beim Verdichtungshub des Kolbens aus dem Hauptbrennraum in den Nebenbrennraum überströmenden Zylinderladung größer als die-Geschwindigkeit des Kraftstoffstrahls ist, und daß die auf diese Weise im Nebenbrennraum zurückgehaltene Kraftstoffmenge so bemessen wird, daß an der Zündquelle zusammen mit dem aus dem Hauptbrennraum übergeschobenen Kraftstoff-Luftgemisch ein zündfähiges Gemisch entsteht. Durch die erfindungsgemäße Regelung wird erreicht, daß mit steigender Belastung und entsprechend früherem Einspritzbeginn die Hauptmenge des Kraftstoffs zu einer Zeit durch den Verbindungskanal in den Hauptbrennraum eintritt, zu der die Gasgeschwindigkeit im Verbindungskanal gerade ansteigend, jedoch kleiner als die Geschwindigkeit des-Kraftstoffstrahles ist, während beim Einspritzende die Überströmgeschwindigkeit die Strahlgeschwindigkeit übersteigt. Beim überschieben der Zylinderladung vom Hauptbrennraum in. den Nebenbrennraum wird ein Teil des bereits im Hauptbrennraum verdampften Kraftstoffs in den Nebenbrennraum geschoben. Diese-Kraftstoffmenge reicht jedoch bei Teillast oder Leerlauf nicht dazu aus, im Nebenbrennraum ein zündfähiges Gemisch zu bilden. Durch die vorgeschlagene Regelung des Einspritzendes wird aber vorteilhafterweise erreicht, daß die restliche Teilmenge des eingespritzten Kraftstoffs im Nebenbrennraum verbleibt und gemeinsam mit der aus dem Hauptbrennraum übergeschobenen Kraftstoffdampfmenge an der Zündquelle ein zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch sicherstellt. Außerdem wird auch_noch erreicht, daß mit steigender Drehzahl der Zeitpunkt, an dem die ttberströmgeschwindigkeit die Strahlgeschwindigkeit übersteigt, und außerdem auch das Einspritzende bei einer früheren Kurbelstellung, d.h. bei einer Kolbenstellung eintreten, bei der ein größerer Kurbelwinkel der zugeordneten Kurbel der Kurbelwelle vor dem Zündtotpunkt des Kolbens besteht, als bei kleinerer Drehzahl, so daß die zur Verdampfung des Kraftstoffs zur Verfügung stehende Zeit vom Ende der Einspritzung bis-zur Zündung relativ größer wird. Schließlich wird durch die erfindungsgemäße Anordnung auch noch erreicht, daß der eingespritzte Kraftstoffstrahl durch das_Entgegenströmen der Zylinderladung im Verbindungskanal schnell und gründlich aufgerissen und damit die Gemischbildung sowohl im Hauptbrennraum als auch im Nebenbrennraum gefördert wird.In such internal combustion engines it is important that the ignition source regardless of load and speed - and thus of the amount of fuel injected - An ignitable fuel-air mixture is always present at the time of ignition is. Since it is therefore important, it may also vary in the compression space Achieve rich fuel-air mixtures, e.g. when the engine is running very economically is to be achieved, the internal combustion engines concerned are also referred to as "Stratified charge engines". The invention is based on the object a particularly expedient arrangement in the case of the internal combustion engine mentioned at the outset to meet, which makes it possible, depending on the load and speed differently Bring a large amount of fuel into the combustion chamber in such a way that it is always at the ignition source an ignitable mixture is deposited. The task set is according to the invention essentially solved in that the end of injection is regulated so that the last injected fuel at a time from the injector into the Secondary combustion chamber occurs, to which the speed of the compression stroke of the Piston from the main combustion chamber into the secondary combustion chamber overflowing cylinder charge is greater than the speed of the fuel jet, and that the on this Way in the secondary combustion chamber retained amount of fuel is measured so that on the ignition source together with the fuel-air mixture pushed over from the main combustion chamber an ignitable mixture is created. The regulation according to the invention achieves that with increasing load and accordingly earlier start of injection the main amount of the fuel enters the main combustion chamber through the connecting duct at a time, at which the gas velocity in the connecting duct is just increasing, However is less than the speed of the fuel jet while at the end of injection the overflow speed exceeds the jet speed. When pushing over the cylinder charge from the main combustion chamber into. the secondary combustion chamber becomes part of the already Fuel evaporated in the main combustion chamber is pushed into the secondary combustion chamber. This-amount of fuel however, at partial load or idling, it is not sufficient to have an ignitable one in the secondary combustion chamber To form mixture. However, the proposed regulation of the end of injection advantageously achieved that the remaining portion of the injected fuel remains in the secondary combustion chamber and is pushed over together with the one from the main combustion chamber Fuel vapor quantity at the ignition source ensures an ignitable fuel-air mixture. In addition, it is also achieved that, with increasing speed, the point in time at which the overflow velocity exceeds the jet velocity, and also also the end of injection at an earlier crank position, i.e. at a piston position occur at which a larger crank angle of the associated crank of the crankshaft exists before the ignition dead center of the piston than at a lower speed, so that the time available for evaporation of the fuel from the end of the injection until ignition becomes relatively larger. Finally, by the invention Arrangement also achieved that the injected fuel jet through the countercurrent the Cylinder charge in the connecting duct torn open quickly and thoroughly and thus the mixture formation both in the main combustion chamber and in the secondary combustion chamber is promoted.
Gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung kann die Zündquelle in an sich bekannter Weise als Zündkerze oder Glühkerze ausgebildet sein.According to different embodiments of the invention, the ignition source be designed in a manner known per se as a spark plug or glow plug.
In der Zeichnung, die eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einem schematisch gehaltenen Teillängsschnitt durch einen Arbeitszylinder zeigt, ist die Erfindung beisp4elsweise veranschaulicht.In the drawing, which shows an internal combustion engine according to the invention in shows a schematic partial longitudinal section through a working cylinder, the invention is illustrated by way of example.
Die dargestellte Brennkraftmaschine weist einen in einem Arbeitszylinder 1 in üblicher Weise von einer nicht dargestellten Kurbelwelle her hin- und herverschiebbaren Kolben 2 mit einem axialen Kolbenbrennraum 3 auf, der zugleich den Hauptbrennraum bildet In einem dem Arbeitszylinder l.zugeordneten Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine ist axial zum Zylinder ein etwa tropfenförmiger Nebenbrennraum 5 angeordnet, von dessen etwa halbkugelförmigem unteren Ende ein verhältnismäßig enger axialer Verbindungskanal 6 in den Zylinderraum 7 des Arbeitszylinders 1 führt. Am oberen Ende des Nebenbrennraumes 5 ist im Zylinderkopf 4 eine Einspritzdüse 8 angeordnet, mittels welcher der Kraftstoff in einem axial zum Arbeitszylinder 1 gerichteten Strahl durch den Nebenbrennraum 5 und den Verbindungskanal 6 nach dem Hauptbrennraum 3 hin eingespritzt werden kann. Im Zylinderkopf 4 ist weiterhin eine Zündkerze 10 angeordnet, die mit ihren Elektroden seitlich in den Nebenbrennraum 5 hineinragt.The internal combustion engine shown has a working cylinder 1 can be pushed back and forth in the usual way from a crankshaft, not shown Piston 2 with an axial piston combustion chamber 3, which is also the main combustion chamber forms in a cylinder head 4 of the internal combustion engine assigned to the working cylinder 1 an approximately teardrop-shaped secondary combustion chamber 5 is arranged axially to the cylinder, of whose approximately hemispherical lower end has a relatively narrow axial connecting channel 6 leads into the cylinder space 7 of the working cylinder 1. At the upper end of the secondary combustion chamber 5 an injection nozzle 8 is arranged in the cylinder head 4, by means of which the fuel through in an axially directed to the working cylinder 1 jet the secondary combustion chamber 5 and the connecting channel 6 after the main combustion chamber 3 are injected can be. In the cylinder head 4, a spark plug 10 is also arranged, which with their electrodes protrude laterally into the auxiliary combustion chamber 5.
Das Einspritzende der Einspritzdüse 8 wird von einer üblichen, nicht besonders dargestellten Einspritzpumpe-her so geregelt, daß der zuletzt eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunkt aus der Einspritzdüse 8 in den Nebenbrennraum 5 eintritt, zu dem die Geschwindigkeit der beim Verdichtungshub des Kolbens 2 aus dem Hauptbrennraum 3 in den Nebenbrennraum 5 überströmenden Zylinderladung größer als die Geschwindigkeit des Kraftstbffstrahles 9 ist, wobei die auf diese Weise im Nebenbrennraum 5 zurückgehaltene Kraftstoffmenge so bemessen ist, daß an der Zündkerze 10 zusammen mit dem aus dem Hauptbrennraum 3 übergeschobenen Kraftstoff-Luftgemisch ein zündfähiges Gemisch sichergestellt ist. .The injection end of the injection nozzle 8 is a conventional one, not The injection pump shown in particular is regulated so that the last injected Fuel enters the secondary combustion chamber 5 from the injection nozzle 8 at a point in time, to which the speed of the compression stroke of the piston 2 from the main combustion chamber 3 cylinder charge flowing over into the secondary combustion chamber 5 is greater than the speed of the Kraftstbffstrahles 9, the retained in this way in the secondary combustion chamber 5 The amount of fuel is such that the spark plug 10 together with that from the Main combustion chamber 3 pushed over fuel-air mixture an ignitable mixture is ensured. .
In der Zeichnung sind zur besseren Veranschaulichung der vorgenannten Einspritzung zwei Phasen der Einspritzung zugleich dargestellt. Der dargestellten, noch relativ tiefen Kolbenstellung entspricht der durch den Verbindungskanal 6 hindurch noch in den Zylinderraum 7 reichende Einspritzstrahl 9a, der nach seiner Verdampfung in Verbindung mit der im Zylinderraum 6 und im Hauptbrennraum 3 befindlichen Verbrennungsluft ein nur relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch hervorruft. Dieses magere Gemisch wird beim weiteren Verdichtungshub des Kolbens 2 durch den Verbindungskanal 6 in den Neben#-brennraum 5 zurückgeschoben, ist jedoch zu mager, um an der jetzt zündenden Zündkerze 10 ein zündfähiges Gemisch erzeugen zu können. Da die Einspritzgeschwindigkeit des Strahles 9 während des Uberschiebens des mageren Gemisches in den Nebenbrennraum 5 jedoch kleiner als die Geschwindigkeit der übergeschobenen Zylinderladung wird, verbleibt der zuletzt eingespritzte Kraftstoff gemäß dem dargestellten Strahlanteil 9b im Nebenbrennraum 5 und ergibt mit der übergeschobenen Zylinderladung an der Zündkerze 10 ein so fettes Gemisch, daß die Zündung unabhängig von der vorher eingespritzten Kraftstoffmenge stets sichergestellt bleibt. Im übrigen wird der zuletzt in den Nebenbrennraum 5 eingespritzte Kraftstoff durch die zurückströmende Zylinderladung stets so gründlich aufgerissen, daß die erforderliche schnelle Verdampfung und Aufbereitung des zuletzt eingespritzten Kraftstoffs unabhängig von der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine stets gewährleistet wird.In the drawing are for better illustration of the aforementioned Injection two phases of the injection are shown at the same time. The depicted, The piston position which is still relatively low corresponds to that through the connecting channel 6 Injection jet 9a still reaching into cylinder chamber 7, the after its evaporation in connection with that in the cylinder chamber 6 and in the main combustion chamber 3 located combustion air causes a relatively lean fuel-air mixture. This lean mixture is during the further compression stroke of the piston 2 by the Connection channel 6 pushed back into the secondary combustion chamber 5, but it is too lean, in order to be able to generate an ignitable mixture at the spark plug 10 which is now igniting. Since the injection speed of the jet 9 during the shifting of the lean Mixture in the secondary combustion chamber 5 but less than the speed of the pushed over Cylinder charge, the last injected fuel remains as shown Beam portion 9b in the secondary combustion chamber 5 and results with the cylinder charge pushed over at the spark plug 10 such a rich mixture that the ignition is independent of the previous one injected fuel quantity is always guaranteed. Incidentally, the last injected into the secondary combustion chamber 5 by the back-flowing fuel Cylinder charge always ripped open so thoroughly that the required rapid evaporation and conditioning of the last injected fuel regardless of the respective Speed of the internal combustion engine is always guaranteed.
Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. So könnte beispielsweise der Kolbenbrennraum 3 eine andere Form als die dargestellte aufweisen, und die Zündquelle könnte statt als Zündkerze auch als Glühkerze ausgebildet sein, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. The invention is not restricted to all details of the exemplary embodiment described. For example, the piston combustion chamber 3 could have a different shape than the one shown , and the ignition source could also be designed as a glow plug instead of a spark plug , without thereby departing from the scope of the invention laid down in the claims below.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0052897 | 1967-04-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1576002A1 true DE1576002A1 (en) | 1970-05-27 |
Family
ID=7054547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671576002 Pending DE1576002A1 (en) | 1967-04-22 | 1967-04-22 | Air-compressing injection internal combustion engine with external ignition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1576002A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2631762A1 (en) * | 1976-07-15 | 1978-06-08 | Azerbaidschanskij Politekhn I | Fuel injection IC engine for automobiles - has outlet of auxiliary chamber in line with injector to give straight fuel path |
FR2524550A1 (en) * | 1982-03-30 | 1983-10-07 | Volzh Ob Proizvo | Ignition chamber for rotary piston internal combustion engine - is funnel shaped and contains two sparking plugs for complete ignition |
EP0756075A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-01-29 | Outboard Marine Corporation | Fuel-injected internal combustion engine with improved combustion |
DE19530072A1 (en) * | 1995-08-16 | 1997-02-20 | Siegfried Schwarz | petrol engine with fuel injection |
US5692468A (en) | 1995-07-25 | 1997-12-02 | Outboard Marine Corporation | Fuel-injected internal combustion engine with improved combustion |
US6435159B1 (en) | 2000-05-10 | 2002-08-20 | Bombardier Motor Corporation Of America | Fuel injected internal combustion engine with reduced squish factor |
-
1967
- 1967-04-22 DE DE19671576002 patent/DE1576002A1/en active Pending
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