DE2142951A1 - Becherfoermiger brenneransatz - Google Patents

Becherfoermiger brenneransatz

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Description

MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
PRIEDRICHSHAPEN GMBH
Friedrichshaf en 2147951
Becherförmiger Brenneransatz
Die Erfindung bezieht sich auf einen becherförmigen Brenneransatz einer zentral im Zylinderkopf angeordneten Vorkammer für Dieselmotoren mit mehreren Verbindungskanälen zwischen Vorkammer und Hauptbrennraum.
Beim Vorkammerverfahren wird die Energie des Kraftstoffanteiles, der schon in der Vorkammer verbrennt, zur Gemischbildung für den von der eingespritzten Menge noch verbleibenden Restkraftstoff benützt. Durch die Drosselwirkung der Verbindungskanäle zum Hauptbrennraum bildet sich in der Vorkammer'ein Überdruck, vermöge dessen der Inhalt der Vorkammer in den Hauptbrennraum ausgeblasen wird. Hierdurch werden die brennbaren Gemischbestandteile mit der Luftmasse des Hauptbrennraumes vereint und zur Verbrennung gebracht.
Es sind becherförmige Brenneransätze für zentral im Zylinderkopf angeordnete Vorkammern bekannt, wobei die Verbindungskanäle mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind.
Vorkammer-Dieselmotoren, die mit derartigen Brennern ausgerüstet sind, zeigen bei verschiedenen Betriebszuständen eine starke Abgasschwärzung. Dieses Rauchen der Dieselmotoren zeigt die starke Emission von unvollständig verbrannten Kraftstoffbestand-
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Gri/Se -2-
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teilen an und ist wegen der zunehmenden Luftverschmutzung heute mehr denn je unerwünscht.
Bei den mit kreisförmigen Verbindungskanälen ausgestatteten becherförmigen Brenneransätzen sind die zwischen den Kanälen verbleibenden Stege verhältnismäßig schmal und damit thermisch sehr hoch belastet. Ein Durchbrennen dieser Stege führt daher zur raschen Zerstörung des Brenneransatzes, was unliebsame Betriebsausfälle zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile bei Vorkammer-Dieselmotoren zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungskanäle als in Richtung der Zylinderachse ausgerichtete Langlöcher ausgebildet sind.
Um eine optimale Gemischbildung zu erreichen, soll gemäß der Erfindung das Querschnittsverhältnis der Fläche des inneren Brennerdurchmessers zur Fläche der Austrittsöffnungen der Verbindungskanäle nicht größer als ca. 1 : 0,85 sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Verbindungskanäle in einer solchen Breite ausgeführt, daß die Wandung des Brenneransatzes durch die Verbindungskanäle höchstens um ca. 40 % geschwächt wird.
Um die Zylinderwand thermisch zu entlasten, sind die Verbindungskanäle, wie an sich bekannt, zum Kolbenboden hin geneigt angeordnet.
Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung durchdringen die Verbindungskanäle die Wandung des Brenneransatzes, wie an
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Gri/Se ' ->-
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sich bekannt, radial. Eine Steigerung des Gemischbildungseffektes läßt sich erreichen, wenn in einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Verbindungskanäle die Wandung des Brenneransatzes, ausgehend vom inneren Brennerdurchmesser, tangential durchdringen, wobei es auch noch erfindungsgemäß ist, wenn die Verbindungskanäle eine beliebige Zwischenstellung zwischen radialem und tangentialem Verlauf einnehmen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei verschiedenen Dieselmotoren mit unterschiedlichen Ventilsteuerzeiten, Aufladedrücken, Verdichtungsverhältnissen und Vorkammervolumina eine erhebliche Verringerung der AbgasSchwärzung im gesamten Betriebsbereich und eine Verbesserung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs erzielt werden konnte, wobei die aus der Langlochanordnung resultierende Verstärkung der Stege zwischen den Verbindungskanälen eine wesentliche Steigerung der Brennerlebensdauer ergibt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Teilschnitt einer Vorkammer mit becherförmigem Brenneransatz;
Fig. 2 Schnitt des Brenneransatzes nach der Linie II in Fig. mit radialen Verbindungskanälen;
Fig. 3 Schnitt eines Brenneransatzes ähnlich Fig. 2 mit tangent ialen Verbindungskanälen.
Eine zentral im Zylinderkopf angeordnete Vorkammer 10 ragt mit
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einem becherförmigen Brenneransatz 11 in den Hauptbrennraum hinein. Vorkammer 10 und Hauptbrennraum sind über Verbindungskanäle 12 im Brennersatz 11, die als in Richtung der Zylinderachse 14 ausgerichtete Langlöcher ausgebildet sind, verbunden.
Um eine optimale Gemischbildung zu erreichen, ist das Querschnittsverhältnis der Fläche des inneren Brennerdurchmessers 13 zur Fläche der Austrittsöffnungen der Verbindungskanäle 12 nicht größer als ca. 1 : 0,8f ausgeführt.
Die Langlochausbildung der Verbindungskanäle 12 bewirkt eine Verstärkung der Stege 16. Die Breite der Verbindungskanäle 12 ist so ausgeführt, daß die Wandung des Brenneransatzes 11 durch die Verbindungskanäle 12 höchstens um ca. 40 % geschwächt wird.
Bei wenig oder nicht geneigt angeordneten Verbindungskanälen wird die Zylinderwand durch die aus dem Brenneransatz 11 austretenden Flammenstrahlen getroffen, wobei in der Zylinderwand örtlich sehr hohe Temperaturen auftreten. Um die Zylinderwand thermisch zu entlasten, sind die Verbindungskanäle 12 zum Kolbenboden hin geneigt angeordnet, wobei der Neigungswinkel OC mindestens I5 beträgt.
k Um eine rationelle Herstellung des Brenneransatzes 11 zu erreichen, durchdringen die Verbindungskanäle 12 die Wandung des Brenneransatzes 11 radial.
Eine Steigerung des Gemischbildungseffektes läßt sich erreichen, wenn die Verbindungskanäle 12 die Wandung des Brenneransatzes 11, ausgehend vom inneren Brennerdurchmesser 1j5, tangential durchdringen, wobei auch jede Zwischenstellung zwischen radialem und tangentialem Verlauf der Verbindungskanäle 12 möglich ist.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    (1. ) Becherförmiger Brenneransatz einer zentral im Zylinderkopf angeordneten Vorkammer für Dieselmotoren mit mehreren Verbindungskanälen zwischen Vorkammer und Hauptbrennraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (12) als in Richtung der Zylinderachse (14) ausgerichtete Langlöcher ausgebildet sind.
    2. Becherförmiger Brenneransatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis der Fläche des inneren Brennerdurchmessers (15) zur Fläche der Austrittsöffnungen der Verbindungskanäle (12) nicht größer als ca. 1 : 0,85 ist.
    5. Becherförmiger Brenneransatz nach Anspruch 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Brenneransatzes (11) durch die Verbindungskanäle (12) höchstens um ca. 40 % geschwächt wird.
    4. Becherförmiger Brenneransatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (12), wie an sich bekannt, zum Kolbenboden hin geneigt angeordnet sind.
    5. Becherförmiger Brenneransatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (12), wie an sich bekannt, die Wandung des Brenneransatzes (11) radial durchdringen.
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    6. Becherförmiger Brenneransatz nach.Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnetj daß die Verbindungskanäle (12) die Wandung des Brenneransatzes (11) > ausgehend vom inneren Brennerdurchmesser (I3)i tangential durchdringen.
    7, Becherförmiger Brenneransatz nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet^ daß die Verbindungskanäle (12) die Wandung des Brenneransatzes (11) in einer beliebigen Zwischenstellung zwischen radialem und tangentialem Verlauf durchdringen.
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    Gri/Se
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