DE331340C

DE331340C - Fuel nozzle for two-stroke internal combustion engines

Info

Publication number: DE331340C
Application number: DE1919331340D
Authority: DE
Original assignee: HANS WINDHOFF DIPL ING
Current assignee: HANS WINDHOFF DIPL ING
Priority date: 1919-10-26
Filing date: 1919-10-26
Publication date: 1921-01-05

Description

Brennstoffdüse für Zweitaktverbrennungsmotoren. Für die Brennstoffzuführung bei Verbrennungsmotoren sind Einrichtungen bekannt, bei welchen mittels einer im Zylinderkopf untergebrachten Brennstoffdüse und einer durch den Arbeitskolben bewegten Düsennadel die Zuführung des Brennstoffes erfolgt.Fuel nozzle for two-stroke internal combustion engines. For the fuel supply in internal combustion engines devices are known in which by means of an im Cylinder head housed fuel nozzle and one moved by the working piston The nozzle needle is used to feed the fuel.

Solche Düsen werden einesteils für Motoren mit niedriger Kompression und künstlicher Zündung (Explosionsmotoren), andernteils für Motoren mit hoher Kompression und Selbstzündung (Dieselmotoren) verwendet.Such nozzles are used, in part, for low compression engines and artificial ignition (explosion engines), on the other hand for engines with high compression and compression ignition (diesel engines) are used.

Bei Explosionsmotoren ersetzen solche Düsen gewissermaßen den Vergaser, der Brennstoff wird hierbei durch die hohle Düsennadel gegeführt, die weit in den Verbrennungsraum ragt und innerhalb desselben freiliegt, so daß sie von den Gasen erwärmt wird und zur Vergasung des Brennstoffes beiträgt. Diese Anordnung bedingt einen großen Kompressionsraum, kann also nur für diese Motorart, welche mit verhältnismäßig kleinen Kompressionen arbeitet, in Betracht kommen.In explosion engines, such nozzles replace the carburetor, so to speak, the fuel is fed through the hollow nozzle needle, which extends far into the Combustion chamber protrudes and is exposed within the same so that it is protected from the gases is heated and contributes to the gasification of the fuel. This arrangement is conditional a large compression space, so only for this type of engine, which with relatively small compressions works, come into consideration.

Wo solche Düsen bei Dieselmotoren angewandt werden, dienen sie dem Zweck, die sonst von außen erfolgende Steuerung der Brennstoffdüse zu umgehen, in der Weise, daß der Arbeitskolben mittels der Düsennadel Brennstoffventil und Preßluftventil öffnet und schließt. Damit Brennstoff und Preßluft in den Verbrennungsraum gelangen können, ist die Düsennadel auch mit entsprechenden Längsrillen versehen, die eine genügend große Öffnung für den Durchfluß gewähren sollen.Wherever such nozzles are used in diesel engines, they are used for this Purpose of bypassing the control of the fuel nozzle, which otherwise takes place from the outside, in the way that the working piston by means of the nozzle needle fuel valve and compressed air valve opens and closes. So that fuel and compressed air get into the combustion chamber can, the nozzle needle is also provided with corresponding longitudinal grooves, the one should provide a sufficiently large opening for the flow.

.Die Erfindung besteht nun in einer Düsenanordnung, wie sie zweckmäßig bei Motoren zur Anwendung kommt, die mit höchster Kompression arbeiten, wo also der Brennstoff durch die Kompressionswärme entzündet, anderseits aber nicht mittels Preßluft in den Verbrennungsraum gerissen und zerstäubt wird und infolgedessen auch restlos vergast sein muß, wenn er aus der Düse tritt. Diese Düse soll also Zünder, Brennstoff- und Preßluftpumpe; wie sie bei dieser Motorart sonst benötigt werden, ersetzen.The invention now consists in a nozzle arrangement as expedient is used in engines that work with the highest compression, so where the fuel is ignited by the heat of compression, but not by means of Compressed air is torn and atomized into the combustion chamber and as a result also must be completely gassed when it comes out of the nozzle. So this nozzle should be igniter, Fuel and compressed air pump; as they are otherwise required with this type of engine, substitute.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt durch Fig. z im Längsschnitt, Fig. 2 im Querschnitt durch den Motor, Fig. 3 in einem Vertikalschnitt durch die Brennstoffdüse, Fig. q. im Grundriß und Querschnitt derselben.In the drawing, the invention is illustrated by Fig. Z in longitudinal section, Fig. 2 in cross section through the engine, Fig. 3 in a vertical section through the Fuel nozzle, Fig. Q. in plan and cross-section of the same.

Fig. 5 zeigt die Arbeitsvorgänge des Motors im Kurbelkreis.Fig. 5 shows the operations of the engine in the crank circuit.

Der Arbeitskolben a ist als Stufenkolben ausgebildet, entsprechend dem Zylinder b, dessen untere große Bohrung als Pumpenzylinder für die Verbrennungsluft dient. Diese tritt durch die Öffnungen c in denselben und wird dann durch die Leitung d nach dem anderen Arbeitszylinder gedrückt, wo sie durch die Schlitze e eintritt.The working piston a is designed as a stepped piston, accordingly cylinder b, the lower large bore of which acts as a pump cylinder for the combustion air serves. This passes through the openings c in the same and is then through the line d pressed after the other working cylinder, where it enters through the slots e.

Die Brennstoffdüse ist in der Art ausgeführt, daß die Düsennadel f vom hochgehenden Arbeitskolben kurz vor dem oberen Totpunkt in eine allseits geschlossene, mit flüssigem Brennstoff ausgefüllte Brennstoffkammer g gedrückt wird, wodurch dann ein Teil der Brennstoffmenge verdrängt wird. Der verdrängte Brennstoff muß dann zwischen Düsennadel f und deren Führung h im Düsenkörper i entweichen, wo er eine außerordentlich dünne Schicht bildet. Noch innerhalb der so gebildeten Leitung geht der Brennstoff in Gasform über, weil die Düsennadel sowohl als auch die Führungswand durch Kompressions- und Verbrennungswärme erhitzt sind. Er tritt also bereits gasförmig in den Verbrennungsraum. Zur besseren Erwärmung besitzt der Düsenkörper i eine Anzahl tiefer Bohrungen il, die direkt mit dem Verbrennungsraum in Verbindung stehen und von den heißen Gasen bis oben hin ausgefüllt sind.The fuel nozzle is designed in such a way that the nozzle needle f is pressed by the rising working piston shortly before top dead center into a fuel chamber g which is closed on all sides and filled with liquid fuel, whereby part of the fuel quantity is then displaced. The displaced fuel must then escape between the nozzle needle f and its guide h in the nozzle body i , where it forms an extremely thin layer. The fuel changes into gaseous form within the line formed in this way because the nozzle needle as well as the guide wall are heated by the heat of compression and combustion. So it already enters the combustion chamber in gaseous form. For better heating, the nozzle body i has a number of deep bores il which are directly connected to the combustion chamber and are filled up to the top by the hot gases.

Im Totpunkt der Kurbel ist die Einspritzung beendet. Beim Rückgang des Kolbens wird auch die Düsennadel wieder zurückgeschoben, und zwar durch die Feder k, die in der Brennstoffkammer g untergebracht ist. Die Düsennadel wird zuletzt auf den Sitz l gedrückt und schließt die Brennstoffkammer dicht gegen den Verbrennungsraum ab. Bei der Rückwärtsbewegung der Düsennadel wird neuer Brennstoff in die Brennstoffkammer gesaugt. Dies kann indes nur geschehen, wenn in der Brennstoffkammer ein Unterdruck erzeugt wird, deshalb muß verhindert werden, daß während der Rückwärtsbewegung der Düsennadel die unter höchstem Druck stehenden verbrannten Gase in die Brennstoffkammer dringen. Zu diesem Zweck besitzt der Düsenkörper i am Ende der Führung einen hülsenförmigen, zylindrischen Ansatz in von sehr dünner Wandstärke, so dünn, daß die Hülse; die direkt in den Verbrennungsraum ragt, allseits gleichmäßig gegen die hindurchführende Düsennadel gepreßt wird. Das Anpressen der Hülse m erfolgt in dem Augenblick, wo der Arbeitskolben an höchster Stelle steht, seine Bewegung und die der Düsennadel umkehrt und der Druck in der Brennstoffkammer verschwindet.Injection is ended at the dead center of the crank. When the decline of the piston and the nozzle needle is pushed back again, through the Spring k housed in the fuel chamber g. The nozzle needle is last pressed on the seat l and closes the fuel chamber tightly against the combustion chamber away. As the nozzle needle moves backwards, new fuel is drawn into the fuel chamber sucked. However, this can only happen if there is a negative pressure in the fuel chamber is generated, therefore it must be prevented that during the backward movement of the Nozzle needle, the burned gases under the highest pressure into the fuel chamber penetrate. For this purpose, the nozzle body i at the end of the guide has a sleeve-shaped, cylindrical approach with a very thin wall thickness, so thin that the sleeve; the protrudes directly into the combustion chamber, evenly on all sides against the one leading through Nozzle needle is pressed. The pressing of the sleeve m takes place at the moment where the working piston is at the highest point, its movement and that of the nozzle needle reverses and the pressure in the fuel chamber disappears.

Der Brennstoffzufluß erfolgt durch den Kanal n, der von der Ventilnadel o verschlossen wird, wenn der Kolben an die Düsennadel f stößt, dagegen geöffnet wird, wenn die Düsennadel zurückgeht. Ventilnadel und. Düsennadel sind elastisch miteinander verbunden, etwa in der Weise, daß eine kleine Druckfeder q in der hohlgebohrten Ventilnadel untergebracht ist, die einerseits gegen die Ventilnadel o, anderseits gegen die Düsennadel f drückt. Die Ventilnadel stößt mit ihrem Ansatz y gegen eine auf die Düsennadel geschraubte Überwurfmutter s, so daß die Ventilnadel sich zwar nach unten um die Hublänge in den Hohlraum t der Düsennadel schieben, nicht aber aus demselben bei der Bewegung nach oben heraustreten kann.The fuel flow takes place through the channel n, that of the valve needle o is closed when the piston hits the nozzle needle f, on the other hand it is opened when the nozzle needle goes back. Valve needle and. Nozzle needles are elastic connected to each other, roughly in such a way that a small compression spring q in the hollow bored Valve needle is housed, on the one hand against the valve needle o, on the other hand presses against the nozzle needle f. The valve needle hits with its approach y against a Union nut s screwed onto the nozzle needle so that the valve needle is in fact but do not push it down by the stroke length into the cavity t of the nozzle needle can emerge from it when moving upwards.

Reguliert wird der Motor durch eine größere oder kleinere Brennstoffmenge pro Zylinderfüllung. Diese Menge wird bestimmt durch die Regulierschraube u, die von Hand aus oder sonstwie eingestellt wird in der Weise, daß der Durchflußquerschnitt entsprechend vermehrt oder verringert wird.The engine is regulated by a larger or smaller amount of fuel per cylinder filling. This amount is determined by the regulating screw u, the by hand or otherwise adjusted in such a way that the flow cross-section is increased or decreased accordingly.

Der Düsenkörper wird mit seinem Flansch v mittels Stiftschrauben zv o. dgl. befestigt; x ist eine Dichtungscheibe. Am oberen Ende trägt der Düsenkörper einen gesondert aufgeschraubten Kopf y, in den auch die Brennstoffzuleitung z mündet.The nozzle body is zv with its flange v by means of studs or the like attached; x is a sealing washer. The nozzle body carries at the upper end a separately screwed-on head y, into which the fuel feed line z also opens.

Die aus Beschreibung und Zeichnung ersichtliche Art der Brennstoffdüse stellt nur eine Ausführungsform dar, wie sie dem Erfindungsgedanken entspricht. So kann z. B. die Düsennadel auch unter Vermittlung von Zwischenorganen vom Arbeitskolben bewegt werden -die Verbindung von Düsennadel und Ventilnadel kann auch in anderer Form als dargestellt ist erfolgen - die Regulierung des Motors 'kann in anderer Weise geschehen -die Regulierschraube kann unter Vermittlung oder Zuhilfenahme anderer Organe gedreht, gegebenenenfalls auch durch einen Regulator beeinflußt werden - Ausführungsformen, die an sich für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich sind.The type of fuel nozzle evident from the description and drawing represents only one embodiment as it corresponds to the idea of the invention. So z. B. the nozzle needle with the mediation of intermediate organs from the working piston be moved - the connection of the nozzle needle and valve needle can also be moved in another Form is done as shown - the regulation of the engine 'can be done in another Wise done - the regulating screw can be done with the mediation or the help of others Organs rotated, possibly also influenced by a regulator - Embodiments that are not essential to the idea of the invention per se.

In Fig. g sind die Arbeitsvorgänge angegeben, woraus die Wirkungsweise der-Brennstoffdüse zu ersehen ist. Es bildet ai den oberen Totpunkt, b1 die Expansion, cl das Öffnen der Auslaßschlitze, dl den Ausppff, e1 das Öffnen der Einlaßschlitze, f1 die Spülung, g1 den unteren Totpunkt, 1i1 das Schließen der Einlaßschlitze, il das Schließen der Auslaßschlitze, k1 die Kompression, 1i den Zeitpunkt, wo der Kolben die Düsennadel berührt., ml den Beginn der Einspritzung, die genau bis zum Totpunkt a, anhält.In Fig. G the operations are indicated, from which the mode of operation the fuel nozzle can be seen. It forms ai the top dead center, b1 the expansion, cl the opening of the outlet slots, dl the outlet, e1 the opening of the inlet slots, f1 the flushing, g1 the bottom dead center, 1i1 the closing of the inlet slots, il the closing of the outlet slots, k1 the compression, 1i the point in time when the piston the nozzle needle touches., ml the beginning of the injection, which is exactly to the dead center a, persists.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel nozzle for two-stroke internal combustion engines, in which the working piston pushes a nozzle needle protruding into the combustion chamber into a fuel chamber that is closed on all sides and filled with liquid fuel and thus presses the fuel into the combustion chamber without the aid of compressed air, where it is ignited by the heat of compression that the liquid fuel forms a thin layer of uniform thickness on its way along the nozzle needle from the fuel chamber (g) between the nozzle needle (f) and its guide wall (h) to the combustion chamber, and that for rapid and sufficient heating of this fuel layer a number of bores (il) or depressions are provided in the nozzle body (i), which open directly into the combustion chamber and are filled with hot gases. z. Fuel nozzle according to claim i, characterized in that to close off the fuel chamber (g) from the combustion chamber during the retraction of the nozzle needle (f) at the inner end of the nozzle body (i), where it protrudes into the combustion grooves, a cylindrical, sleeve-shaped extension (m) of such a thin wall thickness that this sleeve is pressed evenly against the nozzle needle passing through the pressure of the ignited gases when the injection is completed, so that the sleeve seals the fuel pump tightly after the cylinder chamber.