DE1915531A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffverbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

PROF. DR. DR. J. REITSTDnER DR..ING. W ßöNTE

» MDNCHEN »5. HAVONSTRASSES

McCullQChCorporation Los AngeIe s, Kaii f. (V»St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffverbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftatoffverbrennune im Zylinder einer Brennkraftmaschine, in dem sich ein hin- und hergehender Kolben befindet.

Die Brennkraftmaschinenwurden ständig mit dem Ziel weiterentwickelt, eine wirksamere Verbrennung, ruhigere Motoren, niedrigere Auspuffterftperaturen, ein leichteres Starten sowie die Möglichkeit zu erreichen, sich einer großen Anzahl von Kraftstoffeigensehaften, bedienen zu können* Trotz der sehr- zahlreichen verschiedenen Vorschläge an konstruktiven ιAnordnungen blieben diese optimalen '■ Ziele bis jefc&t irtt großen undv ganzen ■-.unerreicht.

Es ist daher ein Ziel der Erfindüing, verbesserte Verfahren und

Vorrichtungen zur Kraftstoffverbrennung In Brennkraftmaschinen, zu schaffen, welche eine gleichmäßigere Verbrennung erzielen lassen und daher den Wirkungsgrad sowie die Beeinflussung der Kraftstoffverbrennung verbessern, ein leichteres Starten ergeben und die Motoren an die verschiedenen Brennstoffe leichter anpaßbar machen.

Ein damit verbundenes Ziel der Erfindung ist es, derartige Verfahren und Vorrichtungen vorzusehen» die, indem sie eine gleichmäßigere Verbrennung ergeben, die Klopftendenzen verringern oder beseitigen, so daß niedrigere Spitzendrücke ins Verbrennungsraum aufrechterhalten werden, wobei die I4üglichk.elt der mechanischen Beschädigung vermindert, der Geräuschpegel-de^ Motors herabgesetzt und die Notwendigkeit für schwere Lage;rui>r,. gen beim Motor verringert wird. , _;

Ein besonderes Ziel der Erfindung bildet die Schaffung eines ausgezeichneten Systems zur Verwendung von durch einen Kolben komproraierter und erwärmter Luft, um den während des Abwärtshubes des Kolbens in eine Verbrennungskammer eingespritzten Kraftstoff zu verteilen und zu erhitzen«

Ein weiteres Ziel der Erfindung, besteht darin,, ein System für die Verteilung und Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder einer Brennkraftmaschine zu schaffen^ wodurch die Verkohrlungwesent—

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lieh verringert und dadurch die Betriebs« und Auspufftemperatur der Maschine herabgesetzt werden.

Um diese Ziele wenigstens annähernd zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Kraftstoffverbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, wonach eine Reihe im Abstand voneinander einzeln vorgesehener Luft ströme in den Verbrennungsraum des Zylinders eines Motors geleitet wird. Eine andere Reihe ebenfalls voneinander getrennter Kraft stoffströme wird auch in den Verbrennungsraum geleitet. Mindestens einige dieser Kraftstoffströme kreuzen sich mit mindestens einigen Luftströmen. Das Eindringen der Kraftstoffströme in die LuftstiÖme ist umfänglich so begrenzt, daß eine Reihe im Abstand voneinander getrennt liegender Kreuzungszonen von Kraftstoff- und Luftstrom entsteht.

In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die in jede umfänglich begrenzte Kreuzungszone eintretenden Luft- und Kraftstoff ströme im allgemeinen in einer gegenläufigen turbulenten Strömung, wobei sie dazu neigen, die Kraftstoffteilchen zu zerteilen und zu dispergieren.

Die Dispersion des Kraftstoffs in den Kreuzungszonen und die Vorbereitung desselben für die Verbrennung in diesen "Zo'rieri' wird durch die Erwärmung der Luft ströme begünstigt, die in die ^

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zungszonen gelangen. Dieses Erwärmen erfolgt durch die Kompressionswirkung eines im Zylinder hin- und hergehend angeordneten Kolbens vor der Erzeugung der Luftströme.

Zur Verwirklichung der vorerwähnten Ziele kann die Erfindung auch als eine Technik zur Verbrennung von Kraftstoff im Verbrennungsraum eines Zylinders eines Motors betrachtet werden, . wobei im Zylinder eine Vielzahl getrennt voneinander vorgesehener Verbrennungskammern gebildet ist, von denen Jede mit einem im Zylinderkopf des Motors liegenden Verbrennungsraum in Verbindung steht.

Kraftstoff und Luft werden in jeder der im Abstand angeordneten KammerHgemischt und bewegt. Der Kraftstoff wird in diesen Kammern verbrannt und die Verbrennungsprodukte werden von hier aus in eine ausdehnbare Kammer geleitet, welche mit einem im Zylinder hin- und hergehenden Kolben kommuniziert.

Andere für sich bedeutsame Merkmale der Erfindung ergeben eine Vorrichtung zur Durchführung der obenerwähnten Verbrennungstechniken.

Ein besonders bedeutendes Vorrichtungsmerkmal gemäß der Erfindung besteht in der besonderen Ausbildung eines Kolbenvorsprungs, der in den Verbrennungsraum im Zylinderkopf einer

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Brennkraftmaschine teleskopisch hineinragt und mit ihm zusammenwirkt. Der Vorsprung weist einen geschlitzten ringförmigen Rand auf, der eine halbringförmige Fläche umfängt. Der Verbrennungsraum besitzt eine zylindrische Wand und eine zweite halbringförmige Fläche, die derjenigen des Vorsprungs gegenüberliegt. Im Verbrennungsraum ist eine Düse angeordnet, welche Kraftstoffströme in die Randschlitze des Vorsprungs richtet.

Nachstehend ist die Erfindung mit Bezug auf die schematische Zeichnung beispielsweise näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, aus dem der grundlegende Zusammenhang zwischen einem Verbrennungsoder Arbeitszylinder und einem Luft-Pumpzylinder ersichtlich ist j

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt eines KolbenvorSprungs und des Verbrennungsraums im Zylinderkopf der Anordnung gemäß Fig. 1, und veranschaulicht den Vorsprung al3 dieser gerade in den Verbrennungsraum eintritt;

Fig. 3 den in den Verbrennungsraum eingedrungenen und sich nach oben bewegenden Vorsprung;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des

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Vorsprungs und des Verbrennungsräumes in der Stellung, die sie einnehmen, während in den Verbrennungsraum durch eine Kraftstoff-Einspritzdüse Kraftstoff eingespritzt wird;

Fig. 5 eine senkrecht geschnittene Teilansicht des Vorsprungs in dem Augenblick als eranfängt, sich aus dem Verbrennungsraum in axialer Richtung zurückzuziehen;

Fig. 6 einen Querschnitt des Vorsprungs und des Verbrennungsraums nach der Linie 6-6 von Figo 3;

Fig. 7 eine vergrößerte Seitenansicht des Vorsprungs des Verbrennungszylinders von Fig. 1, wobei der Vorsprung von dem Kolben, an dem er für Betriebszwecke montiert wird, getrennt dargestellt ist;

Fig. 8 eine Draufsicht des Vorsprungs von Fig. 7;

Fig. 9 eine graphische Darstellung des Druckes im Verbrennungszylinder von Fig. 1 in bezug auf die Kurbelwellenstellung und die Betriebsbedingung der Kraftstoff-Einspritzdüse;

Fig.10 ein« graphische Darstellung der Betrlebssharakterlstik eines erfindungsgemäß hergestellten und betriebenen ^Dleselmotorii]988 1/090 3

Fig. 11 ein Kreisdiagramm, aus dem die Stellung der den Arbeitskolben antreibenden Kurbelwelle des Motors von Fig. 1 während verschiedener Phasen eines einzelnen Umlaufs ersichtlich ist.

Fig. 1 bis 6 zeigen den Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen Dieselmotors 1.

Der Dieselmotor 1 besitzt ein Kurbelgehäuse 2, einen Pumpzylinder 3 sowie einen Arbeitszylinder 4. Ein Kolben 5 ist im Pumpzylinder 3 hin- und hergehend angeordnet, während ein weiterer Kolben 6 ebenso im Arbeitszylinder 4 angebracht ist. Eine an der Kurbelwelle 8 gelagerte Pleuelstange 7 ist durch einen Kolbenbolzen 9 mit dem Kolben 5 verbunden. Eine andere an der Kurbelwelle 8 gelagerte Pleuelstange 10 steht mittels eines Kolbenbolzens 11 mit dem Kolben 6 in Verbindung. Wenn der Motor 1, wie in Fig. 1 dargestellt, betrachtet wird, dreht sich die Kurbelwelle 8 im Uhrzeigersinn.

Eine oder mehrere Lufteinlässe 13 in der Wand des Zylinders 3 bilden eine Verbindung zu einer Luftquelle. Ein Auslaß 14 verbindet den Zylinderraum 12 mit einer Leitung 15. Letztere dient dazu, Luft zu den in der Seitenwand des Zylinders 4 befindlichen Lufteinlassen 16 zu leiten. In der Wand des Zylinders 4 ist eine Auspufföffnung zur Abführung der Verb rennungs·*

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- 8 produkte vorgesehen.

Die Pleuelstangen 7 und 10 sind beide an einem Kurbelwellenteil 8a angebracht, welches bezüglich der Rotationsachse 8b der Kurbelwelle exzentrisch ist. Bei der dargestellten "rechtwinkligen" Beziehung zwischen den Zylindern 3 und ¹I arbeiten die Kolben 5 und 6 um 90° phasenverschoben. Der Kolben 5 gibt die Einlasse 13 frei, erlaubt den Luftzutritt in den Zylinderraum 12 und deckt die Einlasse 13 wieder ab, während der Kolben 6 einen Abwärtshub ausführt.

Während des ersten Teils der Abwärtsbewegung des Kolbens 6, nachdem sich der Kolben 5 abwärts bewegt und die Einlasse 13 freigegeben hat, so daß durch die offenen Einlasse- 13 Luft in den Raum 12 eintritt, deckt der Kolben 6 die Einlasse Io ab.. Letztere bleiben auf einer Zwischenstrecke des Abwärtshubes des Kolbens 6 geschlossen, während sich der Kolben 5 nach oben zu bewegen beginnt. Während des letzten Teils des Abwärtshubes des Kolbens 6 und des Beginns des Äufwärtshubes desselben bewegt sich der Kolben 5 bei geöffneten Einlassen 13 nach oben und befördert vom Raum 12 durch die Leitung 15 Luft in den Bereich 18. Dies folgt daraus, daß der Kolben 6 die Lufteinlasse 16 freigibt oder aufdeckt. Nachdem diese Luft zur Zone 18 geleitet wurde und die Einlasse 16 durch den sich nach oben bewegenden Kolben 6 geschlossen worden sind, wird die Luft

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infolge des fortgesetzten. Aufwärtshubes des Kolbens 6 zu Zündungszwecken komprimiert und erwärmt.

Fig. 1 zeigt den Arbeitszylinder 4 mit üblichen Kühlflüssigkeitsleltungen 19· Die Kühlflüssigkeit kann in herkömmlicher Weise durch die Leitungen 19 zirkulieren, um die Temperatur des Zylinders ²J innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten.

Am Motor 1 ist eine übliche Kraftstoffpumpe 20 angebracht, die beispielsweise durch eine gebräuchliche, mit der Kurbelwelle 8 verbundene Steuereinrichtung betrieben werden kann. Die Kraftstoffpumpe 20 dient dazu, flüssigen Kraftstoff, wie Leichtöl, zu einer Kraftstoff-Einspritzdüse 21 zu fördern. Letztere spritzt diesen Kraftstoff in Form von im Abstand voneinander angeordneten Strahlen in einen Verbrennungsraum 22 im Zylinderkopf 23 des Arbeitszylinders 4 ein. Die von der Kurbelwelle gesteuerte Kraftstoffpumpe 20 dient zum Starten und Stoppen der Kraftstoffeinspritzung in den Raum 22 entsprechend eines nachstehend ausführlicher beschriebenen zyklischen Einspritzschemas.

Die Art, in welcher die Verbrennung im Zylinder ¹I erfolgt, wird allein durch den Verbrennungsraum 22 und den Vorsprung beeinflußt, welch letzterer an der Arbeite- oder Stirnfläche des Kolbens angebracht ist.

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Der in Fig. 2 bis 6 dargestellte Verbrennungsraum 22 besitzt eine Zylinderwand 25, die koaxial zur Bewegungsachse des Kolbens 6 und der Mittelachse des Zylinders 4 verläuft. Die Zylinderwand 25 schneidet eine im allgemeinen ringförmige und ebene Zylinderkopffläche 26. Diese Fläche 26 erstreckt sich radial zur Bewegungsachse des Kolbens 6, abgekehrt von der Verbindungsstelle, an der die Zylinderwand 25 den Arbeitsbereich ψ 18 schneidet.

Eine halbringförmige Fläche 27 ist koaxial mit der Bewegungsachse des Kolbens 6 ausgerichtet und läuft tangentail an seinem ringförmigen Umfang mit der Wand 25 zusammen. Wie dargestellt, ist das Ende 28 der Kraftstoff-Einspritzdüse 21 ein Teil der Fläche 27 und bildet das mittige "Spitzen"-Teil derselben.

. Der Kolbenvorsprung 24 weist einen ringförmigen Rand 29 auf, der koaxial mit der Bewegungsachse des Kolbens 6 ausgerichtet ist. Eine weitere halbringförmige Fläche 30 befindet sich auf dem Vorsprung 24 koaxial mit der Bewegungsachse des Kolbens. . Die Fläche 30 liegt der Fläche 27 spiegelbildlich gegenüber.

Wie dargestellt, ist diese zweite halbringförmige Fläche 30 ..durch eine kreisförmige Querschnitts-Krümmungsachse 31 bestimmt. Letztere verläuft in einer Ebene, die sich radial sur Kolben-

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bewegungsachse und durch die Spitze 32 der Fläche 30 erstreckt. Auf diese Weise ist der Kürmmungsradius 33 der linken Seite des Querschnitts der Fläche 30, wie aus Fig. 2 ersichtlich, genau derselbe wie der Krümmungsradius ~$k der rechten Fläche. Diese beiden Radien 33 und 3¹* enden, wenn sie radial zur Kolben· bewegungsachse ausgerichtet sind, an der Spitze 32.

Da die Flächen 27 und 30 spiegelbildlich sind, sind die Krümmungsradien 35, 36 der linken bzw. rechten Seite der Fläche untereinander sowie den Radien 33 und 3** gleich. Die Radien 35, 36 enden im wesentlichen an der Zylinderwänd 25, wo diese tangential mit der Fläche 27 zusammenläuft.

Wenn sich der Kolben 6 am Ende seines Kompressionshubes befiadet (Fig.5), besteht ein geringer axialer Spalt 37 zwischen der ringförmigen Fläche 26 und einer ringförmigen Kolbenfläche 38, die eine ebensolche Arbeitsfläche an der Kolbenstirnseite bildet und radial vom Vorsprung 2*1 absteht. Wenn also der Kolben 6 am Ende seines Kompressionshubes angelangt ist, verläuft die kreisförmige Krümmungsachse 31 der Fläche 30 in gleicher Ebene mit der kreisförmigen Krümmungsachse 39 der Ringfläche 27 des Zylinderkopfes, wie im allgemeinen aus Fig. 5 ersichtlich. An diesem Punkt werden die dargestellten Radien 33* 34, 35 und 36 axial fluchtend, d.h. sie liegen in einer Ebene.

Im Außenumfang des Randes 29 ist eine Reihe peripherer Schlitze

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40 vorgesehent Der zylindrische Außenumfang 41 des Randes 29, der durch die Schlitze 40 unterbrochen wird, ragt teleskopisch in die zylindrische Wand 25 störungsfrei hinein. Der in der
Zeichnung dargestellte etwas übertriebene Zwischenraum 42
zwischen dem Außenumfang 4l und der Wand 25 gewährleistet diesen störungsfreien Sitz sowie die freie hin-und hergehende Bewegung des Vorsprungs 24 in der Wand 25. Jeder Schlitz 40
™ besitzt eine ebene Innenwand 43, die parallel zur Bewegungsachse des Kolbens 6 und senkrecht zu einem von dieser Achse
ausgehenden Radius verläuft. Die äußerste radiale Seite 44 jedes Schlitzes 40 ist offen, wie aus Fig. 6 hervorgeht.

Gemäß Fig. 4 und 6 werden die umfänglich im Abstand angeordneten Seiten des Schlitzes 40 durch ein Paar zueinander paralleler, ebener Seitenwände 1*5, 46 begrenzt. Diese Seitenwände 45, 46 verlaufen parallel zu dem Radius, der zur Schlitz-Innenwand ι 43 senkrecht ist und von der Bewegungaachse 47 des Kolbens

absteht» Dieser Radius schneidet jede Wandfläche 43 umfänglich mitten zwischen den Schlitzseiten 46 und 45 sowie mittig zwischen dem oberen Schlitzrand 48 und dem unteren Schlitzrand 49,

Die Schlitze 40 sind um den Rand 29 symmetrisch angeordnet, d.h. sie befinden sich auf dem Umfang im gleichen Abstand voneinander. In der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform sind sechs solche Schlitze vorgesehen; die Anzahl der Schlitze kann

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- 13 jedoch je nach den Erfordernissen des Motors variieren.

Der obere Rand 48 der Schlitzwand 43 ist scharf oder messerartig ausgebildet, da er durch die Schnittlinie der ebenen Wandfläche 43 und der ebenen Fläche 30 entstanden ist. Die überkante 50 der Schlltz-Seitenwand 46 und die Oberkante 51 der Schlitz-Seitenwand 45 sind ebenfalls scharf oder messerartig, da sie durch die ebenen Schnittlinien der Flächen der Wände 46 bzw. 45 mit der unterbrochenen ringförmigen Fläche 52 entstehen, welche die Oberseite des Randes 29 bildet und sich im allgemeinen radial von der Bewegungsachse des Kolbens 6 erstreckt.

Auf diese Weise ergibt der Schlitz 40 den Luftstrom begrenzende. Öffnungen, die im Abstand voneinander um den Umfang des Vorsprungs 24 angeordnet sind. Jede dieser Öffnungen verläuft im allgemeinen längs der Kolbenbewegungsachse 47, d.h. parallel zu dieser, und ist bezüglich der Bewegungsachse in einer um den Verbrennungsraum 22 umfänglich verlaufenden Richtung geneigt.

Der Vorsprung 24 ist an der Kolbenkopfwand 53 mittels eines Befestigungsbolzens 54 angebracht, der sich axial durch eine mittige Öffnung 55 in der Kolbenkopfwand 53 erstreckt. Eine Gewindemutter 56 wirkt mit dem unteren Gewindeende 57 des Bolzens 54 zusammen· Die Mutter 56, der Unterlagscheiben 58a und

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58b zugeordnet sind, dient zur elastischen Verankerung des Vorsprungs 24 in der Wand 53 mittels einer Reihe von BeIlvilie-Pederscheiben 59· Diese federnde Verankerung gewährleistet, daß der Vorsprung 2k von der Kolbenkopfwand 53 während des Betriebs des Motors nicht getrennt wird. Gegebe- * nenfalls kann ein in Fig. 2 schematisch dargestellter Verankerungsstift 60 dazu dienen, die Mutter 56 fest am Gewindeende 57 des Bolzens anzubringen. Der Stift 60 durchquert das Bolzen-Gewindeende 57 und die Mutter 56 nach dem Zusammenfügen dieser Elemente, so daß er die Drehung der Mutter 56, die zu einer Lösung derselben vom Bolzenende 57 führen würde, verhindert.

Wie ersichtlich, erfordert diese Art der' Anbringung des Vorsprungs 2k ein Mindestmaß an Änderungen der herkömmlichen Ausbildung des Kolbens 6.

Das Ende 28 der Düse 21 weist eine Reihe am Umfang in Abständen voneinander angeordneter düsenartiger Öffnungen 6l auf für die Erzeugung des KraftstoffStroms oder -Strahls. Die Düsen oder Öffnungen 6l sind so gerichtet, daß sie eine Reihe von sechs Kraftstoffstrahlen 62 in den Verbrennungsraum 22 spritzen. Diese Kraftstoffstrahlen 62 sind jeweils für sich getrennt und am Kreisumfang im Abstand voneinander vorgesehen. Sie fluchten mehr oder weniger mit einer konischen Fläche,

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die von der Spitze 28 aus divergierend nach unten verläuft und alle Schlitze 40 schneidet. Diese Flucht ungs fläche der Strahlen 62 schneidet offene Enden oder öffnungen 63 der Schlitze 40 während einer Zeitspanne, in der der die Schlitze tragende Rand 29 in der Zylinderwand 25 hin- und hergeht. Das Fluchten der Strahlen rührt daher, daß die konische Fluchtungsfläche im allgemeinen die kreisförmige Stoßkante 64 zwischen den Flächen 25 und 26 schneidet. In der Praxis wurden die Strahlen 62 zu Punkten 64a hin gerichtet, die etwa 3,2 mm über der Ebene der Stoßkante 64 liegen. Die radiale Weite 65 jedes Schlitzes 40 ist so bemessen, daß ein fortgesetztes Eindringen jedes Strahls 62 in eine Schlitzöffnung 63 sichergestellt ist, selbst wenn der Vorsprung 24 in seine äußerste Stellung gemäß Fig. 5 vorgeschoben wurde.

An diesem Punkt ist es bemerkenswert, daß, wenn sich der Kolben 6 dem oberen Teil seiner hin- und hergehenden Bewegung nähert, so daß er den oberen Rand 52 in Fluchtung mit der Zylinderkopffläche 26 bringt, die Schlitze 40 im wesentlichen die Strömung zwischen dem Arbeitsbereich 18 des Zylinders und dem Verbrennungsraum 22 im Zylinderkopf 23 steuern. Diese durch die Schlitze 40 ausgeübte Steuerung der Strömung wird fortgesetzt, wenn der Kolben 6 seine Aufwärtsbewegung weiterführt und dabei den Vorsprung 24 in die in Fig.5 gezeigte Endstellung bringt. Diese Steuerung hält weiterhin während der Rückwärtsbewegung oder des

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Äbwärtshubes des Kolbens 6 an, bis der Vorsprung 2*1 in die Stellung gemäß Flg. 2 zurückkehrt, d.h. die Stellung einnimmt, in der die oberen Enden 63 der Schlitze 40 mit der Wand 26 fluchten.

Eine beschränkte Verbindung zwischen dem Bereich 18 und dem Verbrennungsraum 22 kann durch den Zwischenraum ¹12 gegeben sein. Dieser sehr begrenzte Grad an Kommunikation spielt Jedoch im Hinblick auf die durch die Schlitze kO vorgesehene Verbindung eine verhältnismäßig geringe Rolle.

Die Lehre der Erfindung wurde insbesondere zum Betrieb eines kleinen Dieselmotors von ca· fünf PS angewendet. In diesem Motor hat der Zylinder eine Bohrung von 69,850 mm und einen Hub von 76,200 mm.

In den Kolbenkopf 53 dieses Motors wurden verschiedene Vorsprünge 2k eingebaut. Im allgemeinen waren die halbringförmigen Flächen 30 dieser Vorsprünge so bemessen, daß die Radien 33» 3^> 35 und 36 zwischen 7,87²I mm und 8,001 mm lagen. Der Durchmesser der zylindrischen Umfange der Vorsprünge 2²I, wie durch die zylindrische Fläche 66 bestimmt, war im allgemeinen in der Größenordnung zwischen 30,099 mm und 30,2*11 mm. ■ "

Die axiale Höhe 67 der Wand kl dieser Vorsprünge lag zwischen 5,639 mm und 5»715 mm. Der senkrechte Abstand zwischen den Wän-

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den 45 und 46 betrug im allgemeinen etwa 6,096 mm bis-7*112 mm. Der radiale Spalt zwischen jeder Wand 43 und der zylindrischen Fläche 66, die sich in gleicher Ebene mit den Wänden 4l erstreckt, war im allgemeinen in der Größenordnung von etwa 3*048 mm bis .3*175 mm.

Die Vorsprünge 24 waren aus rostfreiem Stahl hergestellt. Die Abmessungen des Vorsprungs bestimmten im wesentlichen diejenigen des Verbrennungsraumes 22 in Anbetracht der bereits beschriebenen Beziehung zwischen dem Vorsprung und dem Verbrennungsraum. Es wird jedoch in Erwägung gezogen, die Größe des radialen Zwischenraumes 42 zwischen der Wand 41 und der Zylinderwand 25 in der Größenordnung von 0,076 ram bis 0,127 mm vorzusehen.

Der axiale Zwischenraum 35 zwischen den Flächen 26 und 38 war bei oberster Kolbenstellung im allgemeinen in der Größenordnung von 0,940 mm. Der Zwischenraum 68 zwischen der Spitze 32 und dem unteren Ende der Düse 21 war bei oberster Kolbenstellung im allgemeinen in der Größenordnung von 5,0.80 mm.

Mit diesem Motor wurden Versuche unternommen bei Verwendung von Schlitzen 40, deren Wände 45 und 46 eine parallele Stellung bezüglich der Bewegungsachse des Kolbens 6 sowie geneigte Stellungen unter einem Neigungswinkel in der Größenordnung von 18°, und 45° bezüglich dieser Bewegungsachse zeigten. Zum Zwecke der

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gleichförmigen Auswertung wurden im allgemeinen sechs identisch gerichtete Umfangsschiltze 40 verwendet.

Der Dimensionsmaßstab des Motors war so, daß die oberste Fläche 52 des Vorsprungs mit der Zylinderkopffläche 26 bei einem Punkt der Kurbelwellendrehung in Fluchtung kam, der

^ etwa 29° vor der Drehstellung der Kurbelwelle lag, bei der der Kolben 6 seine oberste Stellung gemäß Fig. 5 erreicht. Dies heißt natürlich, daß der Vorsprung 2k mit der Zylinderwand 25 während einer Kui*belwellendrehung von ca. 58° vorgeschoben wurde. Während dieser Teildrehung steuerten die Schlitze ^O im wesentlichen völlig die Strömung zwischen dem Verbrennungsraum 22 und dem Bereich 18. Bezeichnenderweise blieb der Bereich 18, obwohl bei der Endstellung gemäß Fig. 5 auf eine Ausdehnung von einige Tausendstel Zoll verringert, immer bestehen, so daß eine Zone verblieb, in die Verbrennungspro-

f dukte abströmen konnten.

Bei mehreren Versuchen wurde die Kraftstoffpumpe 20 einstellbar betrieben, so daß die Einspritzung der Kraftstoffstrahlen ' 62 in den Verbrennungsraum 22 bei einem Punkt der Kurbelwellendrehung begann, der etwa Ί° bis 6° vor der Endstellung der Kurbelwelle lag, welche den Kolben in die Stellung gemäß Fig. 5 bringt. Die öffnungen, durch die die Kraftstoffstrahlen 62 eingespritzt wurden, besaßen Jeweils einen Durchmesser von

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etwa 0,127 nun. Beobachtungen zeigen, daß die Verbrennung innerhalb einer weiteren Drehung der Kurbelwelle von 2° oder 3 begann, d.h. die Verbrennung fing fast gleichzeitig mit der Einspritzung des Kraftstoffs und fast an dem Punkt an, wo der Kolben den oberen Totpunkt im Zylinder 4 einnahm.

Die Einspritzung von Kraftstoffstrahlen 62 wurde im allgemeinen für 12° bis 15° Dauer nach dem oberen Totpunkt fortgesetzt. Für Motoren mit mäßiger Geschwindigkeit wird eine Kraftstoffeinspritzung für günstig gehalten, die etwa 5° vor dem oberen Kolbentotpunkt beginnt und ca. 20° nach dieser Totpunktstellung endet. Bei dieser Größenordnung der Einspritzungen setzt sich die Verbrennung während einiger Grade fort, nachdem die Einspritzung der Kraft stoffstrahlen aufgehört hat. Es wird angenommen, daß die Verbrennung endet, bevor der Vorsprung 24 aus der Zylinderwand heraustritt.

Man nimmt daher an, daß bei einer Toleranz von nur ein paar Graden der Kurbelwellenrotation sowohl der Beginn als auch das Ende der Verbrennung sehr eng mit dem Beginn und dem Ende der Kraftstoffeinspritzung zusammenfiel, Darüberhinaus wurde die Verbrennung in nächster Nähe der oberen Totpunktstellung des Kolbens eingeleitet.

Die Beziehungen zwischen Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoff-

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verbrennung und der Stellung des VorSprungs 24 in der Zylinderwand 25 gehen aus dem Kurbelwellen-Umlaufdiagramm gemäß ¹FIg. 11 hervor.

In Fig. 11 stellt der schraffierte Bereich A die Periode der Drehbewegung der Kurbelwelle dar, während welcher der Vorsprung 24 in die Zylinderwand 25 eintaucht. Das Kraft st off einapritz-Schema zeigt der schraffierte Ausschnitt B. Auf Grund von Beobachtungen wird angenommen, daß die Verbrennung im allgemeinen Bereich C erfolgt, der durch den schraffierten Ausschnitt C veranschaulicht ist. .

Die allgemeine Arbeitsweise des Motors 1 wird mit Bezug auf einen einzelnen Zyklus beschrieben, beginnend mit dem Anfang des Aufwärtshubes des Kolbens 6.

Während des Aufwärtshubes, nachdem die Ein- und Auslässe 16, 17 überdeckt wurden, wird die Luft in den nun kommunizierenden Räumen 18 und 22 zusammengedrückt und erwärmt. Wenn der Vorsprung 24 beginnt, in die zylindrische Wand einzutreten, d.h. wenn die Fläche 52 mit der Fläche 26 in Fluchtung kommt, verursacht die fortdauernde Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 eine weitere Kompression und Erwärmung der Luft im Bereich 18, die dann von hier aus radial nach innen in die offenen Schlitze 40 strömt.

Infolge der Führungswirkung der Schlitze ¹JO erhöht sich die Ge-

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schwindigkeit der komprimierten und erhitzten Luft, so daß sie turbulent im allgemeinen in Längsrichtung und nach oben durch die Schlitze 40 strömt. Die Neigung der Schlitze 40 bewirkt, daß die Luft ströme durch die Schlitze 40 begrenzt, in den Verbrennungsraum 22 eintreten und im allgemeinen spiralförmig längs der Wand 25 verlaufen. Diese sich nach oben bewegenden Luftströme treffen auf die gebogene Fläche 27 und werden im allgemeinen radial nach innen in Richtung der Bewegungsachse 47 und dann im allgemeinen nach unten zur gebogenen Fläche 30 hin abgelenkt.

Die Strömungsform der Luftstrahlen ist etwas ungewiß, was den Bereich zwischen den Flächen 27 und 30 betrifft. Die die rechte Seite der Fläche 27 verlassenden Luft strahlen können die Tendenz haben, zuerst quer in die linke Seite der Fläche 30 zu fließen, wenn man die Flächen in der allgemeinen Anordnung gemäß Fig. 2 betrachtet. Da die Flächen 27 und 29 konvergieren» kann diese Tendenz etwas herabgesetzt werden, d.h. die von der rechten Seite der Fläche 27 abgelenkten Luftstrahlen können dazu neigen, in die rechte Seite der Fläche 30 zu strömen.

Wenn sich der Vorsprung 24 dem Ende seines Aufwärtshubes nähert, wird der Kraftstoffstrahl 62 in den Verbrennungsraum 22 gespritzt. Wie im allgemeinen aus Fig. 3 und 6 ersichtlich, ist jeder Strahl so gerichtet, daß er kontinuierlich in die Schlitzöffnungen 63 eintritt, während die die Strahlen aufnehmenden

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Schlitze 40 in die Wand 25 ein- und aus dieser heraustreten.

Wenn die Kraftstoffstrahlen in den Verbrennungsraum 22 einge-.. spritzt werden, trifft jeder im allgemeinen nach unten gerichtete Kraftstoffstrahl 62 auf einen im allgemeinen nach oben steigenden Luftstrahl im taschenartigen Schlitz 40. Die im allgemeinen gegenläufige Strömung zwischen diesen Luft- und Kraft stoffstrahlen ergibt zusammen mit der hohen Geschwindigkeit und dem erhitzten Zustand der Luftstrahlen ein Mischen, Umrühren und eine turbulente Strömung in jedem Schlitz 40, so daß der in den Kraftstoffstrahlen enthaltene Kraftstoff fast augenblicklich durch den Luftstrom erhitzt und verteilt wird. Die umfängliche BegrenzungsWirkung der Wände 45» 4} und 46 in jedem Schlitz ergibt eine wirksame Begrenzung und intensiviert dadurch die Kraftstoffdispersion und -erhitzung, so daß der Kraftstoff fast augenblicklich verbrennungsfähig gemacht wird.

Entsprechend der üblichen Betriebsweise eines Dieselmotors . zündet die durch die Kompression erzeugte Hitze den Kraftstoff. Durch Beobachtungen ist es bekannt, daß die Verbren- . nung des Kraftstoffs in der allgemeinen Nachbarschaft der Schlitze 40 stattfindet. Die Beschreibung einer in den durch, die Schlitze 40 umgrenzten Bereichen erfolgenden Verbrennung ist so zu verstehen, daß diese Bereiche, in denen sich Kraft-

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stoff und Luft schneiden, in umfänglichem Abstand angeordnete Verbrennungsstellen bilden, wobei anerkannt wird, daß eine Verbrennung auch jenseits der Umgrenzung dieser Schlitze stattfinden kann.

Es wird angenommen, daß die Verbrennung etwas über den sich nach oben bewegenden Schlitzen ¹JO eingeleitet wird, und zwar an den Rändern der Kraftstoffstrahlen 62. Unabhängig davon, wo die Verbrennung beginnt, ist es jedoch durch Beobachtungen bekannt, daß die Schnittbereiche oder Schiitzüffnungen ¹IO im Abstand ang eordnete Verbrennungszentren oder -stellen bilden. In diesem Zusammenhang wird auch angenommen, daß, wenn auch die Verbrennung etwas über den Schlitzen ¹IO beginnen kann, die Hauptmenge des Kraftstoffs der nach unten gerichteten Strahlen 62 zwecks wirksamem JpLisper si on und Erhitzung in die Schlitze kO eintritt.

Bei der Beschreibung der Strömungsrichtung der Kraftstoff- und Luftstrahlen wird auf die Richtungen Bezug genommen, die aus der dargestellten Lage der Bestandteile gemäß Fig. 2 bis 6 resultieren. Selbstverständlich ändern sich diese Richtungen in Abhängigkeit von der Stellung des Mota^rs.

Die Kraftstoffverbrennung in den Schlitzbereichen 4o dauert an, wenn sich der Kolben in seine obere Totpunkt st ellung gemäß Fig. 5 schiebt und während sich der Vorsprung nach unten

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aus dem Verbrennungsraum 22 herausbewegt, sich jedoch noch in diesem Raum befindet.

Die Einspritzung der Kraftstoffstrahlen 62 endet vor dem Austritt des Vorsprungsrandes 29 aus der Zylinderwand 25. Während der Abwärtsbewegung des Vorsprungs 2k und des Einspritzens von Kraftstoff strömt die vorher in den Verbrennungsraum 22 eingeführte und durch Kompression und Verbrennung erhitzte Luft im allgemeinen nach unten au3 dem Raum 22 heraus. Diese Luft strömt durch die Schlitze 40 in den ringförmigen Bereich i8, der mit der Arbeitsfläche 38 des Kolbens 6 in Berührung steht. Es wird angenommen, daß dieses Ausströmen von erhitzter Luft in besonders wirkungsvoller Weise zur Erhitzung und Dispersion des Kraftstoffs in den umfänglich begrenzten Schnittbereichen oder Schlitzen bzw. Taschen kO beiträgt.

Die Turbulenz im Bereich der Schlitze kO_t die ein wirksames Mischen begünstigt, wird vermutlich erhöht oder verbessert durch die seitliche Neigung der Schlitze ko und auch durch die im wesentlichen rechtwinkligen Wendungen, die die nach unten strömendenLuftstrahlen ausführen, wenn sie auf die Fläche 38 auftreffen. Hit anderen V/orten: DJe nach unten gerichteten Luftströme bewegen sich durch die geneigten Schlitze ^O abwärts und prallen auf die Fläche 38 auf, wo sie abgelenkt werden, um von der Bewegungsachse 47 aus radial nach außen zu strömen.

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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß durch die vom Bereich 18 durch die Schlitze 40 während des Aufwärtshubes des Vorsprungs 2¹I in den Verbrennungsraum 22 radial einströmende Luft auf ähnliche Weise Turbulenz erzeugt wird. Während des Aufwärtshubes wird die vom Bereich 18 radial nach innen zur Achse h7 strömende Luft in einer senkrechten Ebene abgelenkt, fließt im allgemeinen längs der Wand 29 nach oben und wird infolge der Schiit ζneigung auch seitlich abgelenkt» Es wird angenommen, daß diese Ablenkung in mehreren Richtungen, die während des Abwärtshubes des Kolbens in umgekehrtem Sinne erfolgt, zur Ausbildung einer turbulenten Strömung im Schlitzbereich 40 wirksam beiträgt.

Ebenso nimmt man an, daß die Luftströme, die bei ihrem Auftreffen auf die Flächen 27 und 30 abgelenkt und etwas verteilt werden, eine allgemeine Turbulenz solchen Grades erzeugen, die die Kraftstoffstrahlen 62 im wesentlichen nicht zerstört. Trotzdem wirkt sich diese allgemeine Turbulenz zusammen mit dem Schnitt der durch die Schlitze 40 hindurchgehenden Luftströme und der Kraftstoffstrahlen 62 so aus, daß ein höherer Grad von Kraftstoffdispersion und Wärmeverteilung entsteht, wodurch Gesamtwirkungsgrad und Ruhe der Verbrennung begünstigt werden.

Es wird angenommen, daß die Kraft stoffverbrennung so nahe mit der jeweiligen Kraftstoffeinspritzung zusammenfällt, daß die

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Verbrennung Im wesentlichen vollendet ist, bevor der Vorsprung 24 den Verbrennungsraum 22 verläßt.

Pig. 9 stellt graphisch die BetriebscharakteridfcLken des vorstehend beschriebenen, mit 2200 U/min arbeitenden Motors dar. Die Kurve A In Fig. 9 veranschaulicht den Druck im Zylinder 4, der allein von der kompressiven Wirkung des Kolbens 6 herrührt. " Die Kurve B, die eine Portsetzung des Anfangsteils von Kurve A ist, stellt diesen Druck gegen die Kurbelwellenstellung aufgetragen und vom Verbrennungszyklus herrührend dar. Kurve C zeigt die Stellung eines Ventils im Kraftstoff-Einspritzmechanismus, das dazu dient, die Zufuhr von Kraftstoff zu den Düsenüffnungen 61 zwecks Erzeugung der Kraftstoffstrahlen 62 zu regeln. "

Wie ersichtlich, begann sich das Kraftstoffregelventil bei Punkt D zu öffnen, innerhalb von etwa 6° von der oberen Totpunktstellung der Kurbelwelle und des Kolbens. Die Zündung erfolgte etwa bei Punkt E, d.h. innerhalb von ca. 3° sowohl von der oberen Totpunktstellung als auch von dem Punkt, wo sich das Regelventil des Kraftstoffs zu öffnen anfing. Dieses Ventil schloß zwischen den Punkten P und G, wobei das Schließen desselben bei Punkt P begann. Es wird angenommen, daß der gesamte Zündungszyklus innerhalb von 58° der Kurbelwellendrehung beendet wurde, während dessen sich der Vorsprung 24 in der Zylinderwand 25 bewegte. .:. " "

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Bemerkenswert ist, daß der Beginn der Verbrennung fast gleichzeitig mit dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung und der oberen Totpunktstellung des Kolbens stattfand.

Die mit dem vorstehend beschriebenen Motor durchgeführten Versuche zeigen deutlich verbesserte Betriebseigenschaften. Wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt, lag der angegebene spezifische Kraftstoffverbrauch, bei geschätzter PS-Zahl, in der Größenordnung von 0,13 kg/(PS/h) (.29 pound per horse power per hour). Dies bedeutet einen ausgezeichneten Verbrennungs-Wirkungsgrad und man nimmt an, daß letzterer auf die besonders wirksame Kraftstoffmischung und -Verbrennung zurückzuführen ist, die in den Bereichen der Schlitze ^Q erfolgt.

Der durch diesen Motor erzeugte Lärm war wesentlich geringer als derjenige eines herkömmlichen Motors. Außerdem wurde beobachtet, daß die Auspufftemperatur des Motors zwischen 93⁰C und lJJ9°C niedriger war als diejenige bei einem üblichen Motor.

Die Starteigenschaften des Motors waren wesentlich verbessert. So konnte z.B. bei einer Außentemperatur von ca. -12°C ohne Hilfe gestartet werden.

Es wurde auch beobachtet, daß der Motor seine berechnete Kraft

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unter raittelschweren Belastungen bei Druckanstiegen im Zylin-•der entwickelt, die in der Größenordnung von 1,¹IO kg/cm pro Grad Kurbelwellendrehung liegen. Dies ist bedeutend unter der 3,50 kg/cm -Grenze, bei der das "Klopf"-Geräusch des Dieselmotors gewöhnlich beginnt.

Dieser geringere Grad des Druckanstiegs ergibt selbstverständ-P lieh einen wesentlich niedrigeren Verbrennungs-Spitzendruck, was wiederum eine erheblich verringerte Beanspruchung der Motorlagerung und der Motorenteile mit sich bringt.

Die turbulente Strömung in den Bereichen der Schlitze 4o im Gegensatz zu der zwischen den V/linden kl und 25 herrschenden begrenzten laminaren Strömung verursacht eine so wirksame Kraft-Stoffmischung, daß die Reihe der Kraftstoffe, die in den Verbrennungsraum eingespritzt v/erden können, wesentlich erweitert k wird.

Kurz zusammengefaßt besteht das Wesen der Erfindung in den umfänglich begrenzten Bereichen zur Luft- und Kraftstoffmischung und -Verbrennung; diese Bereiche erzeugen eine so wirksame Kraftstoffilispersion und -erhitzung, daß sich daraus eine nahezu augenblickliche Verbrennung und ein gleichmäßigerer und ruhigerer Brennvorgang ergibt. Dadurch kann ein Motor unter annähernd optimalen Bedingungen betrieben werden, wobei der Kraftstoff sehr nahe der oberen Totpunktstellung des Kolbens einge-

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spritzt wird und gezündet wird. Dies gibt einer Bedienungsperson auch die Möglichkeit, die Kraftstoffverbrennung fast vollständig und die Leistungscharakteristiken.des Motors wirksam und bestimmbar zu steuern. Die wirkungsvolle Kraftstoffverbrennung setzt die Tendenz zur Verkohlung erheblich herab und beseitigt diese scheinbar ganz, wodurch die Betriebstemperatur des Motors verringert wird. Diese Neigung zur Hinderung der Verkohlung ist wünschenswert, da die Kohlenniederschläge, die sich bilden, nicht so rasch abkühlen wie der Motor selbst, Derartige Kohlenniederschläge neigen daher uner-! wünschterweise dazu, die Betriebstemperatur des Motors zu erhöhen.

Es wird angenommen, daß die erwärmte Luft, die während des Abwärt shubes des Kolbens und seines Vorsprungs durch die Schlitze ¹IO aus dem Verbrennungsraum 22 strömt, in besonders wirksamer V/eise zur Ruhe, Gleichmäßigkeit und Steuerbarkeit der Kraftstoff verbrennung beiträgt. Man nimmt an, daß dies das Ergebnis der wirkungsvollen Kraftstoffdispersion und -erhitzung ist, welche durch das Zusammentreffen der ausströmenden Heißluft strahlen mit den in¹ die allgemeine Nachbarschaft der Schlitze 40 mündenden Kraftstoffstrahlen zustandekommt.

Der Motor 1 kann äußerst vorteilhaft mit Luftzufuhr durch einen Turbolader betrieben werden. .

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Während es offensichtlich ist, daß die am Umfang in Abständen angebrachten Schlitze die Betriebsbedingungen des Motors stark verbessern, ist anzunehmen, daß die Abmessungseigenschaften, Anzahl, Form und Größe der Schlitze 40 sowie die Ausbildung des Verbrennungsraumes 22 und des Vorsprungs 24 bis zu einem gewissen Grad verändert und dabei die Vorteile der Erfindung beibehalten werden können. So können z.B. die Schlitzwandflächen 43 zylindrische Ausschnitte und die gesamten Schlitze 40 schraubenförmige Segmente darstellen usw. Auf Grund der bis jetzt erzielten Versuchsergebnisse wird jedoch angenommen, daß eine Schlitzneigung von etwa 30° bessere Ergebnisse liefert als eine solche von 18° oder 24° oder parallel zur Achse 47 verlaufende Schlitze.

Man nimmt an, daß die Erfindung zum Betrieb von Benzinmotoren mit Zündkerzenzündung ebenso verwendbar ist wie zum Betrieb von Dieselmotoren mit Kompressionszündung.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung eine deutliche Abweichung von den Lehren früherer Patente, wie die USA-Patente 1 450 567 (Tartrais), 2 658 487 (Basabe), 2 682 862 (Camner), 2 966 145 (Froehlich), 1 696 799 (Held) und das Schweizer Patent 175 433 (Saurer) zeigt. Die genannten Patente offenbaren entweder Konstruktionen, die eine oberflächliche Ähnlichkeit mit der vorliegenden Erfindung aufweisen, oder solche, bei denen im Verbrennungsraum eines Zylinders Turbulenz

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erzeugt wird. In keiner dieser Veröffentlichungen wird Jedoch das Merkmal der Kreuzung von Kraftstoff- und Luftstrahlen oder der Durchgang von Heißluft mit hoher Geschwindigkeit durch Kraftstoffströme während des beginnenden Abwärtshubes des Kolbens offenbart oder vorgeschlagen, während diese Merkmale die Erfindung kennzeichnen.

Bei der Beschreibung der Erfindung wurde auf bevorzugte Ausführungsformen Bezug genommen. Für den Fachmann ist es jedoch selbstverständlich, daß Teile des Erfindungsgegenstandes hinzugefügt, weggelassen, ersetzt oder anderweitig abgewandelt werden können, ohne aus dem Rahmen der Erfindung, wie in den Ansprüchen niedergelegt, herauszuführen.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. yorrichtung zur Kraftstoffverbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine, in den sich ein hin- und hergehender Kolben befindet, gekennzeichnet durch ein Mittel (2*1) zur Erzeugung einer Reihe im Abstand voneinander einzeln angeordneter Luftstrahlen, die in einen Verbrennungsraum (22) des Zylinders (²O einströmen, Mittel (Cl) zur Erzeugung einer R4ihe getrennt voneinander vorgesehener Kraftstoffstrahlen, die in diesen Verbrennungsraum eingespritzt werden, wobei mindestens einige der Kraftstoffstrahlen durch mindestens einige der Luftstrahlen hindurchgehen, und Wände (43,45*46), die den Durchgang dieser Kraftstoffstrahlen durch die Lufststrahlen umfänglich begrenzen, so daß eine Reihe im Abstand voneinander einzeln liegender

Kraftstoff- und Luftstrahl-Kreuzungsbereiche (40) entsteht, in denen mindestens ein Teil des Kraftstoffs verbrennt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel (13) zum Komprimieren und Erhitzen einer Luftmenge im Innern· des Zylinders (4) vor der Ausbildung der besagten einzelnen Luftstrahlen, Mittel (4,26,53)» die diese komprimierte und erhitzte Luftmenge nach innen zur Bewegungsachse des Kolbens■· (6) hin und dann von diesem weg durch die Kreuzungsbereiche (40) . strömen lassen, so daß dabei die Luftstrahlen entstehen, Mittel. (25,27), die beim Entfernen des Kolbens vom Verbrennungsraum. »■*■_

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(22) die in letzterem komprimierte und erhitzte Luft zuerst aus diesem Raun (22) heraus durch die Kreuzungsbereiche (¹IO) In allgemeinen zürn Kolben (6) hin strömen lassen, während gleichzeitig die Kraftstoffstrahlen eingespritzt werden, wobei die umfänglich begrenzenden V/0Inde (*J3,^5,¹Io) dazu dienen, die Strömung der Medien zwischen dem Verbrennungsraum (22) und einer Kolbenkopfwand (53) des Kolbens (6) iir. wesentlichen während des Einspritzens der Kraftstoffstrahlen zu begrenzen und zu bestimmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen am Kolben (6) angeordneten Vorsprung (24), einen im allgemeinen ringförmigen Rand (29), der in Längsrichtung der Bewegungsachse des Kolbens (6) verläuft und teleskopisch in die zylindrische Wand (25) des Verbrennungsraumes (22) eintaucht, sowie mehrere sich im allgemeinen in Längsrichtung erstreckende Schlitze, die die erwähnten Kreuzungsbereiche (40) bilden und in der radial äußersten Seite des Handes (29) vorgesehen sind, wobei diese Schlitze bezüglich der Drehachse geneigt und in Abständen um den Rand (29) herum an dessen Umfang angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verbrennung s raum (22), der in einem Zylinderkopf (23) des Zylinders C4) vorgesehen ist und eine zylindrische Wand (25) aufweist, die in Längsrichtung zu und koaxial mit dem Zylinder (k)

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verläuft, eine erste, halbringföiT-iige Fläche (27), die ni.it der zylindrischen V/and (25) koaxial ausgerichtet ist und den Kolben (6) gegenüberliegt, eine ringförmige Zylinderkopffläche (26), die in allgemeinen radial von der V.'and (25) des Ver-_: brennungsraums (22) absteht und diese umgibt, v;obei die !''lache (26) bezüglich der Bewegungsachse des Kolbens (C) axial zv:L-schen der Wand (25) und den Kolben (6) liegt, einen am Kolben (6) angebracnten Vorsprung (2k) mit einer: Ir₁ allgemeinen ringförmigen Hand (29), der sich in Längsrichtung der Bewegung^- , achse erstreckt und teleskopisch in die zylindrische v/and (25) des Verbrennungsräumes (22) eintaucht, Xreuzungjuereiche ,(4o)_r die von einer Vielzahl in allgemeinen längsverlaufender, in der radialen Außenseite des Randes (23) geformten Joiilitzen. gebildet werden, wobei liese Schlitze bezügliaii "der -rehachse geneigt und in Abständen un den Umfang des Randes (29) herum angeordnet sind und jeder Schlitz einen scharfkantigen,, im. allgemeinen vom Kolben in axialer Richtung abgekehrten Hand (48) sowie einen offenen äußersten radialen i;and besitzt, eine zweite iialbrlngfjrrr.ige Fläche (30), die mit dem Rand (29) in Verbindung steht, mit diesen, der './and (25) des Verbrennungsraunies (.22) sowie der ersten halbringförmigen· Fläche (27) koaxial verläuft und den Kolben (6) abgewendet sowie, der eraten haltringfjrniigen Fläche zugewendet ist, wobei der Kolben (6) eine von der Eewegungsachse radial verlaufende und sich. m,it dem ringförmigen Rand (29) radial iß gleicher Ebene erstreekea-s

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de Kl'icho (3°) aufweist, welche den. Beden für jeden Schlitz des Vorsprung (2¹O bildet, während die erste und zweite halbringförmige Fläche (27,30) einen in allgemeinen ringförmigen Hohlraum mit im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt ergeben, wenn sich der Vorsprung (24) im wesentlichen ganz in der Zylinderwand (25) des Verbrennungsraumes (22) befindet, eine durch die erste halbringförmige Fläche (27) axial vorstehende, im allgemeinen dem Vorsprung (2¹O gegenüberliegende Kraftstoff-Einspritzdüse (21), sowie eine Vielzahl Düsenöffnungen (6l) zur Erzeugung von Kraftstoffstrahlen, wobei durch jede dieser öffnungen (bl) ein Kraftstoffstrahl in einen der Schlitze im Rand (29) des Vorsprungs (2*1) gerichtet i'st,

5. Verfahren zur Kraftstoffverbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine, in dem sich ein hin- und hergehender Kolben befindet, gekennzeichnet durch Erzeugen einer Reihe im Abstand voneinander angeordneter einzelner Luftstrahlen, die ins Innere eines Verbrennungsräumes (22) des Zylinders -(¹O einströmen, Erzeugen einer Reihe im Abstand voneinander angeordneter einzelner Kraftstoffstrahlen (62), die in diesen Verbrennungsraum eingespritzt werden, wobei mindestens einige dieser Kraftstoffstrahlen durch mindestens einige dieser Luftstrahlen hindurchgehen, umfängliches Begrenzen des Durchgangs dieser Kraftstoff st rahlen durch die Luftstrahlen zur Bildung einer Reihe im. Abstand voneinander einzeln liegender Kraftstoff- und Luft-

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strahl-Kreuzungsbereiche (40), und Verbrennen mindestens eines Teils des Kraftstoffs in diesen Dereichen (40).

C. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch das Eintreten jedes LuftStrahls in den Verbrennungsraum (22) des Zylinders (4) durch einen den Luftstrahl bildenden Schlitz (^0), der jeweils einem Luftstrahl zugeordnet iat und Im allgemeinen in Lüngsausrichtung mit einer Ebene verläuft, die parallel zur Bewegungsachse des Kolbens (6) liegt, wobei jeder Schlitz (¹IO) bezüglich dieser Bewegungsachse in einer im allgemeinen um den Umfang des Verbrennungsraums (22) verlaufenden Richtung geneigt ist, Strömen jedes Luft3trahls im allgemeinen längs einer zylindrischen Wand (25) des Verbrennungsraumes (22) zu einem geschlossenen Ende des letzteren, Ablenken jedes Luftstrahls von dieser Wand (25), so daß er längs einer im allgemeinen gekrümmten Bahn (27,30) fließt, die nacheinander zur Bewegungsachse hin und im allgemeinen von diesem geschlossenen Ende des Verbrennungsräumes (22) wegführt, Einspritzen jedes Kraft stoffStrahls in den Verbrennungsraum (22) in allgemeiner Fluchtung mit einer konischen Fläche, die vom geschlossenen Ende des Raumes (22) weg divergiert und alle Schlitze (40) schneidet, welch letztere im wesentlichen um. den Umfang eines Kreises in Abständen angeordnet sind, der sich senkrecht zur Bewegungsachse erstreckt und mit dem sie fluchten, abwechselndes Wegbewegen dieser Schlitze (²IO) vom

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geschlossenen Ende des Verbrennungsraumes während der Ver-.brennung, Veranlassen jedes Kraftstoffstrahls (63) zum kontinuierlichen Schneiden eines der Schlitze (4o) während der Verbrennung, Beendigung der Einspritzung von Kraftstoffstrahlen (62) in den Verbrennungsraum (22) während des Entfernens der Schlitze (40) vom geschlossenen Ende des Verbrennungsraunes, und Abführen der Verbrennungsprodukte aus diesem Raum (22) durch die Schlitze (40) in eine ausdehnbare Kammer (l8), die mit dem Kolben (6) in Verbindung steht.

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