DE3050580C2 - Verbrennungsmotor - Google Patents

Verbrennungsmotor

Info

Publication number
DE3050580C2
DE3050580C2 DE19803050580 DE3050580T DE3050580C2 DE 3050580 C2 DE3050580 C2 DE 3050580C2 DE 19803050580 DE19803050580 DE 19803050580 DE 3050580 T DE3050580 T DE 3050580T DE 3050580 C2 DE3050580 C2 DE 3050580C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
injection
axes
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19803050580
Other languages
English (en)
Other versions
DE3050580T1 (de
Inventor
Arkadij Glazunov
Evgenij Gorbunov
Nikolaj Ivanchenko
Evgenij Kataev
Anatolij Lazarev
Sergej Sokolov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CENTRAL NYJ NI SKIJ DIZEL NYJ
Original Assignee
CENTRAL NYJ NI SKIJ DIZEL NYJ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CENTRAL NYJ NI SKIJ DIZEL NYJ filed Critical CENTRAL NYJ NI SKIJ DIZEL NYJ
Publication of DE3050580T1 publication Critical patent/DE3050580T1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3050580C2 publication Critical patent/DE3050580C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0636Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/066Details related to the fuel injector or the fuel spray the injector being located substantially off-set from the cylinder centre axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0696W-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/14Direct injection into combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621Squish flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor mit im Kolben ausgebildeter Brennkammer, mit einer unter einem Winkel zur Zylinderachse geneigten, zum Brennkammerhals exzentrischen Einspritzdüse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
2ö 1. E=n solcher Verbrennungsmotor ist aus der DE-OS 19 55 084 bekannt.
Es geht dabei vor allem um Verbrennungsmotore mit Selbstzündung des Kraftstoffs infolge Jer Kompression, die einen Zylinderdurchmesser bis 145 mm haben und mit Aufladung arbeiten. Hier kommt es zur Erzielung eines niedrigen K;-aftstoffverbrauchs und möglichst rauchfreier Auspuffgase auf eine effektive Gemischbildung an. Zur Intensivierung der Verdampfung und Gemischbildung des in den Zylinder eingespritzten Kraft-Stoffs trägt die Wirbelbewegung der Luftladung in bezug auf die Wandungen der Brennkammer bei.
Bei der bekannten Ausbildung wird mit Luftdrehung im Zylinder, d. h. mit einer während des Ansaugevorgangs erzeugten Wirbelbewegung der Luftladung in tangentialer Richtung in bezug auf die Seitenwände der Brennkammer gearbeitet. Die Wirbelbewegung der Luftladung in tangentialer Richtung bewirkt eine gleichmäßige Gemischbildung und einen Ausgleich der Konzentration der Kraftstoffdämpfe über das Volumen der Brennkammer. Dies erlaubt eine breite Verwendung auch in Kleinmotoren mit Zweiventil-Zylinderköpfen, bei denen die Einspritzdüsen zum Brennkammerhals exzentrisch sitzen müssen, und bei denen deshalb eine gleichmäßige Verteilung der Kraftstoffstrahlen in der Brennkammer nicht möglich ist.
Jedoch dürfte bei der bekannten Ausbildung in der oberen Totpunktlage des Kolbens die Quetschströmung überwiegen, und ohnehin klingt in allen Motoren mit tangentialer Drehung der Luftladung die Drehbewegung in der Brennkammer bei der Bewegung des Kolbens nach unten beim Beginn des Expansionshubs ab, wenn in dem aufgeladenen Motor die Vorgänge der Zufuhr und der Verbrennung des Kraftstoffs noch nicht abgeschlossen sind. Dies beeinträchtigt die Intensität der Gemischbildung und die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Dämpfe des zugeführten Kraftstoffs im Volumen der Brennkammer.
Bei der bekannten Ausbildung wird angestrebt, daß in der Draufsicht auf den Kolben die von den Düsenstrahlmitten und der Brennkammerwand eingeschlossenen Flächen und damit Volumina gleich sind. Dabei liegen die Auftreffpunkte der Einspritzstrahlen auf der zylindrischen Brennkammerseitenfläche auf gleicher Höhe. Die sich hierbei ergebenden unterschiedlichen Längen der Einspritzstrahlen beeinträchtigen die Qualität der Gemischaufbereitung und es wird keine optimale Gleichmäßigkeit erzielt.
Aus der GB-PS 5 85 801 ist eine Ausbildung bekannt,
bei der die Brennkammer sich bis zum Brennkammertials konisch einschnürt Aus der Einspritzdüse treten drei Einspritzstrahien aus, die aber ohne nähere Angaben über die Winkellagen derselben in der Nähe des Brennkammerbodens auftreffen, wo die Brennkammer ihren maximalen Durchmesser hat
Wegen der geneigten Seitenflächen der Brennkammer kommt es hier zu einer die Gemischbildung fördernden Wirbelbewegung der Luftladung in radialer Richtung. Die Wirbelbewegung entsteht bei der Verdrängung der Luftladung aus dem Zylindervolumen in die Brennkammer des Kolbens bei dessen Bewegung in die obere Lage am Ende des Kompressionsvorgangs. Eine Wirbelbewegung in radialer Richtung wirkt besonders effektiv bei einer gleichmäßigen Verteilung der Kraftstoffstrahlen über das Volumen der Brennkammer, da einer ungleichmäßigen Verteilung nicht durch wesentliche tangentiale Komponenten der Luftladungsgeschwindigkeit entgegengewirkt würde. Deshalb wird die Gemischbildung mit Hilfe einer radialen Bewegung der Luftladung hauptsächlich in Motoren nnt zentraler Lage der Einspritzdüse in bezug auf die Brennkammer verwendet, wie dies bei der betrachteten Ausbildung auch annähernd der Fall ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem trotz exzentrisch zum 3rennkammerhals angeordneter Einspritzdüse eine besonders gleichmäßige Gemischbildung und Verbrennung des Kraftstoffs bei gleichmäßiger Verteilung desselben in der Luftladung und gleichmäßig im Laufe des gesamten Verbrennungsvorgangs gelingt.
Ausgehend von einem Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einer solchen Ausbildung hat der Einspritzkegel eine solche Lage, daß die Länge der Einspritzstrahlen bis zu deren Auftreffpunkt auf der Brennkammerwand keine groben Unterschiede aufweisen und der die Brennkammerwand erreichende Kraftstoff diese in gleichmäßiger Verteilung bespült. Außer dar gleichmäßigen Verteilung des Kraftstoffs im Volumen der Brennkammer wird auch eine gleichmäßige Luftzufuhr zu den Kraftstoffstrahlen im Laufe des gesamten Vorgangs der Gemischbildung und Verbrennung erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisch den Längsschnitt durch die Brennkammer eines Kolbens bei dessen Annäherung an den oberen Totpunkt am Ende des Kompressionsvorgangs;
Fig. 2 den Querschnitt längs der Linie Ii-II von F i g. 1;
F i g. 3 die Brennkammer gemäß F i g. 1 beim Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens am Anfang des Expansionsvorgangs;
Fig.4 den Querschnitt längs der Linie IV-IV von F i g. 3;
Fig.5 eine Ausbildung mit einer Einspritzdüse, die vier Einspritzkanäle hat, kurz bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht;
Fig.6 den Querschnitt längs der Linie VI-Vl von Fig.5;
Fig. 7 die Ausbildung gemäß Fig.5 kurz nach Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens am Anfang des Expansionsvorgangs;
Fig.8 den Querschnitt längs der Linie VlII-VIiI von Fig.7;
Fig.9 den Querschnitt einer Ausbildung mit einer Einspritzdüse, die drei Einspritzkanäle hat;
Fig. 10 den Querschnitt einer Ausbildung mit einer Einspritzdüse, die zwei Einspritzkanäle hat
Der Verbrennungsmotor hat einen Zylinder t, einen Zylinderkopf 2, einen Kolben 3 mit in ihm ausgebildeter Brennkammer 4 und eine Einspritzdüse 5. Die Brennkammer 4 im Kolben 3 hat eine kegelartige Seitenfläche
ίο 6, die sich in Richtung zum Brennkammerhals 7 verjüngt. Die Seitenfläche 6 ist dabei unter einem Winkel a von 30° bis 60° geneigt, se daß sich Wirbelbewegungen der Luftladung in radialen Ebenen ausbilden.
Der Obergang von der kegelartigen Seitenfläche 6 zum Boden 8 der Brennkammer 4 ist gleichmäßig mit einem großen Radius ausgeführt Bei der betrachteten optimalen Ausführung der Brennkammer 4 im Kolben 3 betragen riie Neigung der Seitenfläche 6 von 40° bis 50°, der Durchmesser d des Brennk-v.rjnerhalses 7 von 035 bis 03? des Durchmessers D dos Zylinders 1 und das Volumen der Brennkammer 4 im Kolben 3 von 0,78 bis 0,8 des gesamten Volumens der Brennkammer bei der Lage des Kolbens 3 im oberen Totpunkt Der maximale Durchmesser Ch der Brennkammer liegt in der unteren Brennkammerhälfte, so daß der Durchmesser D\ der Brennkammer 4 in einem der halben Höhe h der Brennkammer 4 entsprechenden Abstand b von der Kante 9 des Halses 7 kleiner ist als der darunterliegende maximale Durchmesser Eh-
Die Einspritzdüse 5 ist im Zylinderkopf 2 mit einer Exzentrizität a in bezug auf den Mittelpunkt des Brennkammerhalses 7 eingebaut. Sie hat in der Ausbildung gemäß F i g. 1 bis 4 fünf Kraftstoffeinspritzkanäle 10,11, 12, 13 und 14. Die Achsen 15, 16, 17, 18 und 19 dieser Kanäle schneiden die Brennkammerseitenflächen 6 in ersten Punkten 20, 21, 22, 23 und 24, und die Einspritzstrahlen verlaufen von hier zu zweiten Punkten 25, 26, 27,28 und 29, die gleichmäßig auf dem auf halber Brennkammerhöhe liegenden Kreis mit dem Durchmesser D\ verteilt sind.
Die Kanäle 10 und 11 spritzen den Kraftstoff auf den am nächsten zur Einspritzdüse 5 liegenden Teil der Seitenfläche 6 der Brennkammer 4, und die Kanäle 12,13, 14 spritzen den Kraftstoff auf die weiter von der Einspritzdüse 5 entfernten Bereiche der Seitenfläche 6. Dabei ist der Winkel /zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 des Paars der Kanäle 10 und 11 auf die Querschnittsebene der Brennkammer 4 um das 1,8- bis 2,2-fache größer als der Winkel inzwischen den Projektionen der Achsen 17 und 18 oder 18 und 19 der Paare der Kanäle 12 und 13 bzw. 13 und 14.
Dia Achsen 15, 16, 17,18 und 19 der Einspritzkanäle 10,11,12,13 und 14 sind gegenüber der Längsachse der Einspritzdüse 5 liii einen Winkel β geneig' und liegen somit auf einer Kegelfläche, deren Gipfelpunkt 30 auf dem Niveau der Oberkante 9 des Brennkammerhalses 7 bei der Lage des Kolbens 3 im oberen Totpunkt liegt. Der Einspritzkegel hat somit einen Spitzenwinkel von 2/?im Punkt 30.
Die Einspritzdüse 5 selbst ist gegenüber der Senkrechten unter einem Winkel #? geneigt, und zwar so, daß bei der Lage des Kolbens 3 im oberen Totpunkt die am nächsten zur Einspritzdüse 5 liegende Mantellinie der Einspritzkegelfläche sich mit der Seitenfläche 6 der Brennkammer 4 in einem Vertikalabstand von der Kante 9 von 3/8 der Brennkammerhöhe h und die am weitesten entfernte Mantellinie in einem Vertikalabstand von 1 /4 der Bi ennkammerhöhe h schneidet.
Bei fünf Kanälen in der Einspritzdüse 5 beträgt der Winkel / zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 der Kanäle 10 und 11 104° bis 114" und der Winkel ö zwischen den Projektionen der Achsen 17 und 18 oder 18 und 19 der Kanäle 12 und 13 bzw. 13 und 14 52° bis 58°.
Fig. 1 und 2 zeigen die Lage des Kolbens 3 kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts am Ende des Kompressionsvorganges und bei Beginn der Kraftstoffverbrennung; F i g. 3 und 4 zeigen die Lage des Kolbens 3 kurz nach Beginn seiner Abwärtsbewegung am Anfang der Expansion und am Ende der Kraftstoffzufuhr. Dabei sind die Kraftstoffstrahlen durch ausgezogene Pfeile und die Bewegung der Luftladung durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Fig.5 bis 8 zeigen eine Ausführung des Motors mit einer vier Kraftstoffeinspritzkanäle aufweisenden Einspritzdüse 5. Der Aufbau des Motors ist der gleiche; nur hat die Einspritzdüse 5 nur die Kanäle 10,11, 12 und 14, deren Achsen 15, 16, 17 und 19 die Seitenfläche 6 der Brennkammer 4 in den ersten Punkten 20,21,22 und 24 schneiden, wobei die Einspritzstrahlen zu den zweiten Punkten 25, 26,27 und 29 verlaufen, die gleichmäßig auf dem Kreis mit dem Durchmesser D\ verteilt sind.
Dabei ist der Winkel /zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 des Paars der Kanäle 10 und 11 auf die Querschnittsebene der Brennkammer 4 um das 1,8- bis 2,2-fache größer als der Winkel ό zwischen den Projektionen der Achsen 17 und 19 des Paars der Kanäle 12 und 14; im konkreten Fall beträgt der Winkel /zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 der Kanäle 10 und U 130° bis 140° und der Winkel ό zwischen den Projektionen der Achsen 17 und 19 der Kanäle 12 und
14 64° und 72°.
Fig.9 zeigt eine Ausführung des Motors mit einer Einspritzdüse 5. die drei Kraftstoffeinspritzkanäle 10, 11 und i3 hat, deren Achsen J5.16 und 18 die Seitenfläche ό der Brennkammer 4 in den ersten Punkten 20,21 und 23 schneiden, wobei die Einspritzstrahlen zu den zweiten Punkten 25, 26 und 28 verlaufen, die gleichmäßig auf dem Kreis mit dem Durchmesser D\ verteilt sind.
Dabei ist der Winkel /zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 des Paars der Kanäle 10 und 1'. auf die Querschnittsebene der Brennkammer 4 um das 1,8- bis 2,2-fache größer als der Winkel ό zwischen den Projektionen der Achsen 16 und 18 oder 18 und 15 der Paare der Kanäle 11 und 13 bzw. 13 und 10 auf die gleiche Ebene, das heißt, der Winkel /zwischen den Projektionen der Achsen 15 und 16 der Kanäle 10 und 11 beträgt 170° bis 188° und der Winkel δ zwischen den Projektionen der Achsen 16 und 18 oder 18 und 15 der Paare der Kanäle 11 und 13 bzw. 13 und 10 beträgt 86° bis 95°.
F i g. 10 zeigt schließlich eine Ausführung des Motors mit einer Einspritzdüse 5, die zwei Kraftstoffeinspritzkanäle 10 und 11 hat, deren Achsen 15 bzw. 16 die Seitenfläche 6 der Brennkammer 4 in den ersten Punkten 20 und 21 schneiden, wobei die Einspritzstrahlen zu den zweiten Punkten 25 und 26 verlaufen, die gleichmäßig auf dem Kreis mit dem Durchmesser D\ verteilt sind, d. h. diesen halbieren.
Der Winkel y zwischen den Projektionen der Achsen
15 und J6 des Paars der Kanäle 10 und 11 auf die Querschnittsebene der Brennkammer 4, gemessen auf der Seite des am nächsten zur Einspritzdüse 5 liegenden Teils der Seitenfiäche 6, ist urn das 1,8- bis 2,2-fache größer als der Winkel ό zwischen diesen Projektionen, gemessen auf der Seite des entfernteren Teils der Seitenfläche 6. Im konkreten Fall beträgt der Winkel /von 232° bis 248° und der Winkel ö 112° bis 128°.
Der Betrieb des beschriebenen Motors verläuft wie folgt:
Bei der Bewegung des Kolbens 3 in die obere Lage strömt die Luftladung am Ende des Kompressionsvorgangs aus dem Zylinder 1 in die Brennkammer 4 und erhält eine Wirbelbewegung in radialer Richtung in bezug auf die Seitenfläche 6. Die radialen Strömungen der Luftladung sind mit gestrichelten Pfeilen gezeigt. Durch die Einspritzdüse 5 wird über die Kanäle 10, 11, 12, 13 und K der Kraftstoff in Richtung der Achsen 15,16,17, 18 und 19 eingespritzt, so daß die Kraftstoffstrahlen auf die Seitenfläche 6 in den Punkten 20, 21, 22. 23 und 24 auftreffen und diese über die gleichmäßig verteilten zweiten Punkte 25 bis 29 auf ihrem Weg zum Boden 8 der Brennkammer 4 bespülen. Die Richtung der Kraftstoffstrahlen und deren Gipfel im Zeitpunkt der Zündung ist mit durchgezogenen Pfeilen gezeigt.
Die radialen Strömungen der Luftladung überqueren die Achsen 15, 16. 17 und 19 der Kraftstoffstrahlen, die durch die Kanäle 10,11, 12 und 14 unter den Winkeln s\ und ει zugeführt werden, und verdrängen die Kraftstoffdämpfe zum Zentrum der Kammer 4. Das beschleunigt die Verdampfung selbst und erhöht die Konzentration der Kraftstoffdämpfe im Bereich des von der Einspritzdüse 5 entfernteren Teils der Seitenfläche 6 der Brennkammer 4. Im Ergebnis wird die Selbstzündung des Kraftstoffs und nach der Zündung seine Verbrennung beschleunigt.
Dabei folgen die Gipfel der Einspritzstrahlen nach der Entzündung bei ihrer Bewegung zum Boden 8 der Brennkammer 4 längs einer Spirale der Seitenfläche 6 und werden unter einem Winkel ξ von den Fuöpunkten dieser Kraftstoffstrahlen in die Zwischenräume zwischen ihnen umgelenkt. Demzufolge verlassen die Verbrennungsprodukte die Kammer 4 durch deren Hals 7 so, daß sie die Kraftstoffsirahlen nicht überqueren und die Zuleitung der Frischluft in die Brennzone nicht behindern.
Bei Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens 3 gemäß F i g. 3 und 4 am Anfang des Expansionsvorgangs und am Ende der Kraftstoffeinspritzung überqueren die radialen Strömungen der Luftladung und der Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer 4 in den Zylinder
I die Achsen 15,16,17 und 19 der Kraftstoffstrahlen, die durch die Kanäle 10,11,12 und 14 unter den Winkeln s\ und ei zugeführt werden, und wirken auf diese jetzt in entgegengesetzter Richtung, nämlich nach außen. Dabei verdrängen die radialen Strömungen die Kraftstoffdämpfe in der Richtung zum unverbrauchten Teil der Luftladung, der sich auf der vom Mittelpunkt der Brennkammer 4 entgegengesetzten Seite der Kraftstoffstrahlen befindet, die durch die Kanäle 12 und 14 zugeführt werden, und weiter in der Richtung zum unverbrauchten Teil der Luftladung, der sich im Sektor zwischen den Kraftstoffstrahlen befindet, die durch die Kanäle 10 und
I1 eingespritzt werden. Auf diese Weise kommt es zu einer vollständigen und intensiven Ausnutzung der Luftladung zum Verbrennen des Kraftstoffs.
Der Kraftstoffstrahi, der durch den Kanal 13 der Einspritzdüse 5 in Richtung der Achse 18 eingespritzt wird, nimmt in üblicher Weise an der Gemischbildung teil.
Die beschriebene Gemischbildung und der Verbrennungsablauf schließen einen Mangel an Luft in der Brennzone aus. Das verhindert wiederum übermäßige Erhöhungen der Temperatur und lokale Wärmeüberlastungen der Wände der Brennkammer 4, die sonst zum Auftreten von Rissen an den Kanten 9 des Brennkam-
7 8
merhalses 7 führen könnten.
Der Motor gemäß F i g. 5 bis 8 mit einer Einspritzdüse ;;
5 mit vier Kanälen funktioniert in gleicher Weise, wobei f.
lediglich vier Kraftstoffstrahlen an den Vorgängen der .£;.,
Gemischbildung und der Verbrennung des Kraftstoffs 5 ;;i
teilnehmen. Entsprechenderweise geschieht die Ge- ^
mis.i;.'ibildung und die Verbrennung beim Motor gemäß ||
F i g. 9 mit nur drei Kraftstoffstrahlen und beim Motor Sf
gemäß F i g. 10 mit nur zwei Kraftstoffstrahlen. In allen gf
Fällen gelingt eine verbesserte Verdampfung des Kraft- io t
Stoffs, eine Erhöhung der Konzentration der Kraftstoffdämpfe während seiner Selbstzündung und eine voll- ; ständigere Entfernung der Verbrennungsprodukte aus
der Brennzone unter Umgehung der Kraftstoffstrahlen
sowie eine Verdrängung der Kraftstoffdämpfe in die 15
Zone des unverbrauchten Teils der Luftladung.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
40

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verbrennungsmotor mit im Kolben (3) ausgebildeter Brennkammer (4), sowie mit einer unter einem Winkel (g>) zur Zylinderachse geneigten, zum Brennkammerhals exzentrischen Einspritzdüse (5), in der unter einem Winkel (ß) zur Düsenachse geneigte Einspritzkanäle (10 bis 14) ausgebildet sind, deren Achsen (15 bis 19) in der Projektion auf die Querschnittsebene der Brennkammer verschiedene Winkel {γ, δ) zwischen sich einschließen und die die Seitenfläche (6) der Brennkammer (4) oberhalb der halben Höhe (b) der Brennkammer schneiden, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Brennkammer (4) bis zum Brennkammerhals (7) kegelartig einschnürt,
daß die Einspritzkanalachsen (15 bis 19) die Brennkammersfcnenflächen (6) an ersten Punkten (20 bis 24) schneiden,
daß die Einspritzstrahlen nach den ersten Punkten zu zweiten Punkten (25 bis 29) verlaufen, die auf der halben Höhe der Brennkammer liegen, auf der die Einspritzstrahlen gleichmäßig über den Umfang der Brennkammer verteilt sind,
und daß der Schnittpunkt des durch die Einspritzkanalachsen (15 bis 19) definierten Kegels mit dem Spitzenwinkel (2/i) mit der am nächsten zur Einspritzdüse (5) liegenden Mantellinie in der oberen Totpunktla;;? der Brennkammerseitenfläche (6) in einem Vertikalabstand von 3'8 der Brennkammerhöhe (h) vom Brennkammerhals (7) liegt und sein Schnittpunkt mit der von der Einspritzdüse (5) am weitesten entfernten Mantellinie der Brennkammerseitenfläche (6) in einem Vertikalabstand von 1/4 der Brennkammerhöhe (h) vom Brennkammerhals (7) liegt.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 mit einer Einspritzdüse (5) mit fünf Kanälen (10 bis 14 in F i g. 1 bis 4) zur Brennstoffzufuhr auf die Seitenfläche (6) der Brennkammer (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/) zwischen den Projektionen der Achsen (15, 16) des Paars nebeneinanderliegender Kanäle (10, 11) zum Einspritzen des Kraftstoffs auf den am nächsten zur Einspritzdüse (5) befindlichen Teil der Seitenfläche (6) der Brennkammer auf die Querschnittsebene der Brennkammer zwischen 104° und 114° beträgt.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 mit einer Einspritzdüse (5) mit vier Kanälen (10, 11, 12, 14 in F i g. 5 bis 8) zur Brennstoffzufuhr auf die Seitenfläche (6) der Brennkammer (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (j>) zwischen den Projektionen der Achsen (15, 16) des Paars nebeneinanderliegender Kanäle (10,11) zum Einspritzen des Kraftstoffs auf den am nächsten zur Einspritzdüse (5) befindlichen Teil der Seitenfläche (6) der Brennkammer auf die Querschnittsebene der Brennkammer zwischen 130° und 140° beträgt.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 mit einer Einspritzdüse (5) mit drei Kanälen (10, 11, 13 in F i g. 9) zur Brennstoffzufuhr auf die Seitenfläche der Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/) zwischen den Projektionen der Achsen (15, 16) des Paars nebeneinanderliegender Kanäle (10, 11) zum Einspritzen des Kraftstoffs auf den am nächsten zur Einspritzdüse (5) befindlichen Teil der Seitenfläche (6) der Brennkammer auf die Quer-
schnittsebene der Brennkammer zwischen 170° und 188° beträgt.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 mit einer Einspritzdüse (5) mit zwei Kanälen (10,11 in F i g. 10) zur Brennstoffzufuhr auf die Seitenfläche der Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (y) zwischen den Projektionen der Achsen des Paars der genannten Kanäle auf der Seite des am nächsten zur Einspritzdüse befindlichen Teils der Seitenfläche zwischen 232° und 248° beträgt.
DE19803050580 1980-09-29 1980-09-29 Verbrennungsmotor Expired DE3050580C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1980/000169 WO1982001218A1 (en) 1980-09-29 1980-09-29 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3050580T1 DE3050580T1 (de) 1982-09-23
DE3050580C2 true DE3050580C2 (de) 1986-04-30

Family

ID=21616674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803050580 Expired DE3050580C2 (de) 1980-09-29 1980-09-29 Verbrennungsmotor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4497309A (de)
DE (1) DE3050580C2 (de)
GB (1) GB2097472B (de)
SE (1) SE437181B (de)
WO (1) WO1982001218A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302427C2 (de) * 1983-01-26 1985-01-24 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer rotationssymmetrischen Kolbenmulde
JPS6056118A (ja) * 1983-09-05 1985-04-01 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 圧縮着火式直接噴射内燃機関
JPS63134813A (ja) * 1986-11-25 1988-06-07 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の燃焼室
AT398606B (de) * 1986-12-12 1995-01-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Luftverdichtende, ventilgesteuerte brennkraftmaschine
DE3874012T2 (de) * 1987-06-08 1993-01-14 Toyota Motor Co Ltd Brennkammer in einem dieselmotor der direkteinspritzungsbauart.
JPH0299718A (ja) * 1988-10-07 1990-04-11 Mitsubishi Motors Corp 直接噴射式ディーゼル機関の燃焼室構造
EP0453613A1 (de) * 1990-04-27 1991-10-30 So "Dvigatelostroene" Im Kolben eines mit direkter Einspritzung arbeitenden Dieselmotors vorgesehener Mittenbrennraum
JPH11190217A (ja) * 1997-10-20 1999-07-13 Nissan Motor Co Ltd 直噴式ディーゼルエンジン
DE19916485C2 (de) * 1999-04-13 2001-10-31 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
CN112879148B (zh) * 2021-01-25 2022-11-08 华中科技大学 一种适用于高功率密度柴油机的非对称燃烧室系统
CN113404608B (zh) * 2021-08-19 2021-12-17 潍柴动力股份有限公司 一种气缸盖与一种燃气发动机

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB585801A (en) * 1943-08-20 1947-02-25 Ariste Liengme Improvements in and relating to internal combustion engines operating with fuel injection
DE1057816B (de) * 1956-09-08 1959-05-21 Daimler Benz Ag Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine
US3034489A (en) * 1958-06-09 1962-05-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Combustion chambers for pistons
CH420723A (de) * 1963-02-28 1966-09-15 Tatra Np Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Mehrlochdüse
DE1955084U (de) * 1965-09-20 1967-02-09 P & R Electrical London Ltd Vorrichtung zur loesbaren halterung eines gegenstandes an einer wand od. dgl.
DE1526337A1 (de) * 1966-09-23 1970-05-06 Schoenebeck Dieselmotoren Verbrennungsmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung und Verdichtungszuendung
DE2652662A1 (de) * 1976-09-23 1978-03-30 Lister & Co Ltd R A Verbrennungskraftmaschine mit einem hin- und hergehenden kolben
DE2738687A1 (de) * 1977-08-27 1979-03-08 Audi Nsu Auto Union Ag Luftverdichtende, direkteinspritzende hubkolben-brenn-kraftmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1555204A (en) * 1922-07-28 1925-09-29 Hesselman Knut Jonas Elias Internal-combustion engine
US3020898A (en) * 1958-01-02 1962-02-13 Daimler Benz Ag Diesel engine
US3020900A (en) * 1958-03-15 1962-02-13 Daimler Benz Ag Combustion chamber for compression ignition, injection-type internal combustion engines
US3402704A (en) * 1966-11-29 1968-09-24 American Gas Ass Gaseous fuel engine
DE1955084A1 (de) * 1969-11-03 1972-02-24 Daimler Benz Ag Luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine
US3954089A (en) * 1971-07-16 1976-05-04 Deere & Company Diesel engine
FR2204224A5 (de) * 1972-10-25 1974-05-17 Berliet Automobiles

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB585801A (en) * 1943-08-20 1947-02-25 Ariste Liengme Improvements in and relating to internal combustion engines operating with fuel injection
DE1057816B (de) * 1956-09-08 1959-05-21 Daimler Benz Ag Viertakt-Einspritzbrennkraftmaschine
US3034489A (en) * 1958-06-09 1962-05-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Combustion chambers for pistons
CH420723A (de) * 1963-02-28 1966-09-15 Tatra Np Einspritzbrennkraftmaschine mit einer Mehrlochdüse
DE1955084U (de) * 1965-09-20 1967-02-09 P & R Electrical London Ltd Vorrichtung zur loesbaren halterung eines gegenstandes an einer wand od. dgl.
DE1526337A1 (de) * 1966-09-23 1970-05-06 Schoenebeck Dieselmotoren Verbrennungsmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung und Verdichtungszuendung
DE2652662A1 (de) * 1976-09-23 1978-03-30 Lister & Co Ltd R A Verbrennungskraftmaschine mit einem hin- und hergehenden kolben
DE2738687A1 (de) * 1977-08-27 1979-03-08 Audi Nsu Auto Union Ag Luftverdichtende, direkteinspritzende hubkolben-brenn-kraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
US4497309A (en) 1985-02-05
GB2097472B (en) 1985-05-22
GB2097472A (en) 1982-11-03
DE3050580T1 (de) 1982-09-23
SE8203342L (en) 1982-05-28
SE437181B (sv) 1985-02-11
WO1982001218A1 (en) 1982-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0302045B1 (de) Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE69016482T2 (de) Brennkraftmaschine mit Schichtverbrennung.
DE69108994T2 (de) Zweitaktbrennkraftmaschine.
DE3050580C2 (de) Verbrennungsmotor
DE19512566C2 (de) Zweitaktmotor mit mehreren Überströmkanälen
DE4020470A1 (de) Verbrennungskammer fuer eine brennkraftmaschine
EP0661447B1 (de) Dieselmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung
DE8013729U1 (de) Brennkraftmaschine mit kraftstoffeinspritzung
DE2945490A1 (de) Luftverdichtende, direkt einspritzende brennkraftmaschine
DE2909419A1 (de) Brennkammer fuer brennkraftmaschinen mit direkter einspritzung
DE10020148A1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
DE19705023B4 (de) Brennraum eines Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzenden Motors
DE69008131T2 (de) Brennkraftmaschine.
DE4118458C2 (de) Brennraum einer Brennkraftmaschine
DE3008124A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
EP0829636B1 (de) Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP0207049B1 (de) Luftverdichtende Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE10010180A1 (de) Motor mit direkter Zylindereinspritzung
DE3006991A1 (de) Brennkraftmaschine
DE3706592C2 (de)
DE602004013099T2 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Direkt-Einspritzung
DE4136851A1 (de) Dieselmotor kleinerer leistung
DE3510770A1 (de) Zweitakt-brennkraftmaschine mit im zylinderkopf angeordnetem auslassventil
WO2004059154A1 (de) Brennkraftmaschine mit selbstzündung
DE3545440A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur einbringung einer schichtladung bei ottomotoren