DE3539128A1 - Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen - Google Patents

Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number
DE3539128A1
DE3539128A1 DE19853539128 DE3539128A DE3539128A1 DE 3539128 A1 DE3539128 A1 DE 3539128A1 DE 19853539128 DE19853539128 DE 19853539128 DE 3539128 A DE3539128 A DE 3539128A DE 3539128 A1 DE3539128 A1 DE 3539128A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
vortex
combustion chamber
swirl
cylinder
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.)
Ceased
Application number
DE19853539128
Other languages
English (en)
Inventor
Udo Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Renger
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE19853539128 priority Critical patent/DE3539128A1/de
Publication of DE3539128A1 publication Critical patent/DE3539128A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0654—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
    • F02B23/0657—Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/14—Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0633—Other 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 being almost completely enclosed in the piston, i.e. having a small inlet in comparison to its volume
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0675—Other 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 being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
    • F02B2023/0612—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head the material having a high temperature and pressure resistance, e.g. ceramic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/16—Indirect injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618—Other 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
    • F02B23/0627—Other 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 having additional bores or grooves machined into the piston for guiding air or charge flow to the piston bowl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

V ο Ll,-- . ·■ r .
3180 Wolfsburg
- 3 -
κ 3667/1770-we-sch
Brennraum für Dieselbrennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennraum für Dieselbrennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei heute üblichen Ausbildungen von Wirbelkammerbrennräumen verläßt der schwerere Ring von verdichteter Luft und verdampfendem Kraftstoffnebel am Umfang der Wirbelkammer sofort nach Entflammung und Beginn der Expansion des entflammten Wirbelkerns die Wirbelkammer durch die unmittelbar in der Strömungsbahn des Wirbels angeordnete Mündung des Überströmkanals, auch wenn die Verdampfung und Mischung der mit eingespritztem Kraftstoff angereicherten Ladungsluft noch nicht ausreichend erfolgt ist. Dies führt nach dem Überströmen in den Hauptbrennraum zu einzelnen ,Druckwellen erzeugenden Spontanverbrennungen besser aufbereiteter Gemischzonen, welche damit einen ruekbehafteten Arbeitsdruckaufbau im Zylinder und dadurch die Anfachung von Bauteileschwingungen, folglich also Geräusche, bewirken. Dieser ungeordnete, von vielen Zufällen bestimmte Verbrennungsablauf hat umso unangenehmere Schwingungen und damit Geräusche zur Folge, je mehr wichtige, die Verbrennung beeinflussende Parameter in ungünstiger Weise mitwirken können.
Vor allem beim Kaltstart und Warmlauf sowie beinNiedriglastbetrieb von Wirbelkammermotoren ziehen die zu kühlen Brennraumwände die für die Gemischbildung nötige Wärme aus der Verdichtungsarbeit ab, so daß während der Entflammung und des Expansionsbeginns des gut aufbereiteten Wirbelkerns an dessen schwererem Umfang große Mengen schlecht aufbereiteten Kraftstoffs in Tröpfchen- oder Hebelform kreisen, die dann als
Df * * ·
erste durch den im Bereich ihrer Umlaufbahnen einmündenden Überströmkanal in den Haupfbrennraum gedruckt werden.
Hinzu kommt noch, daß wegen der niedrigen Motordrehzahlen, die bei diesen ungünstigen Betriebsbedingungen im allgemeinen vorherrschen, auch die mechanische Verwirbelungsenergie und damit die zur Gemischaufbereitung nötigen Scherspannungen in den Ladungszonen nur in un~ zureichendem Maße vorhanden sind. Der Zündverzug der einzelnen Gemischzonen ist daher bei niedriger mittlerer Brennraumtemperatur deutlich größer als bei betriebswarmem Motor, jedoch je nach Vorgeschichte und Werdegang in den einzelnen Zonen unterschiedlich groß. Die Größe dieses Zündverzuges wird dabei wesentlich vom örtlichen Wärmeentzug aus der verdichteten Luft, somit von Größe und Anzahl der dort vorhandenen Kraftstofftröpfchen, mitbestimmt. Der Entflammungsherd wird sich daher stets in solchen Zonen der Ladung einstellen, wo die Tröpfchengröße und Tröpfchenanzahl am geringsten ist und wo der Aufbau der Verdichtungstemperatur der Luft auch durch andere Einflüsse, wie Strömung entlang einer kühlen Wandzone des Brennraums, am wenigsten beeinträchtigt ist.
Nach der Entflammung einzelner Gemischzonen wirken jedoch spontan die durch die Verbrennungsherde jeweils erzeugten heftigen Strömungsbewegungen auf weitere, noch nicht zur Reaktion gelangte Ladungszonen ein. Die Initialentflammung wird, je nachdem, wo sie stattgefunden hat, einen örtlichen Druckaufbau und damit eine Verdrängungsströmung in den jeweils anderen Brennraumteil auslösen. Mit dieser Strömung wird eine heftige Verwirbelung unverbrannter weiterer, auch teilweise noch schlecht aufbereiteter Gemischzonen eingeleitet. Initialflamme, örtlicher Druckaufbau und die dadurch verursachten Strömungen bewirken so ein kaskadenartiges Weiterbrennen neuer Ladungszonen und damit einen unregelmäßigen, ruckbehafteten Arbeitsdruckaufbau im Brennraum.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, durch eine geeignete Formgebung der Wirbelkammer und deren Komponenten zu erreichen, daß die Gemischbildung in der Wirbelkammer durch eine in geordneter Form in Ringzonen bzw. Schichten ablaufende Ladungsbewegung in der Wirbelkammer erfolgen kann, ohne daß willkürliche und unkontrollierte
Strömungen zu Nestern unterschiedlicher Gemischzusammensetzung führen, die wiederum Druckwellen verursachende Spontanverbrennungen ergeben. Dabei soll der Überströmkanal einerseits während des Verdichtungshubes eine Potentialwirbelströmung der Ladung in der Wirbelkammer initiieren, andererseits aber auch dafür sorgen, daß während des Expansionshubes nicht der kraftstoffnebelreiche Ladungsring des Potentialwirbels zuerst in den Hauptbrennraum geblasen wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Dadurch, daß erfindungsgemäß der Überströmkanal und gemäß einer Weiterbildung auch die Einspritzdüse und die Glühkerze nicht im Bereich der Hauptwirbelströmung in die Wirbelkammer einmünden sollen, wird zum einen verhindert, daß nach der Zündung der Ladung in der Wirbelkammer ein größerer Teil des noch unvollständig verdampften und aufbereiteten Gemisches aus der Hauptwirbelströmung direkt in die Hauptbrennkammer übertritt. Zum anderen können auch die Einspritzdüse und Glühkerze keine allzu großen Turbulenzen erzeugen, da sie sich ebenfalls außerhalb der Umlaufbahn des Wirbelkerns befinden. Durch die Vermeidung von Spalten, Schlitzen und Bohrungen in der Umfangswand der Wirbelkammer wird überdies das Hineinverdichten kraftstoffreicher Zonen in diese vermieden.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellungsweise gezeigt, die im folgenden näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
Figur 1 einen Querschnitt durch eine im Zylinderkopf einer Dieselbrennkraftmaschine angeordnete Wirbelkammer in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, Figur 2 einen Horizontalschnitt gemäß den Schnittlinien
H-II nach Figur 1,
Figur 3 einen Querschnitt durch eine andere im Zylinderkopf angeordnete Wirbelkammer gemäß der Erfindung, F£gur 4 einen Schnitt durch diese Wirbelkammer gemäß den Schnittlinien IY-IY nach Figur 3»
Figur 5 einen Schnitt durch eine im Kolben der Brennkraftmaschine angeordnete Wirbelkammer und Figur 6 eine Draufsicht auf den Kolben nach Figur 5·
In der Zeichnung sind jeweils für gleiche oder vergleichbare Bauteile die gleichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehenen Bezugszeichen verwendet worden. Während die Figuren 1 und 2 sowie 3 und 4 Darstellungen zweier unterschiedlicher Ausführungsformen von im Zylinderkopf angeordneten Wirbelkammern unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gedanken zeigen, geben die Figuren 5 und 6 ein Beispiel für die Anordnung einer erfindungsgemäßen Wirbelkammer im Kolben der Brennkraftmaschine an.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinder, mit 2 ein in dem Zylinder gleitender Kolben und mit 3 ein Zylinderkopf angedeutet, zwischen dessen Unterseite und dem Boden des Kolbens 2 etwa im oberen Totpunkt des Kolbens ein mit 4 bezeichneter Hauptbrennraum gebildet wird. 5 stellt bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 sowie 3 und 4 eine im Zylinderkopf 3 angeordnete Wirbelkammer dar, die durch die Innenkontur 9 eines in eine Ausnehmung 6 des Zylinderkopfes eingebrachten Einsatzes 7 sowie durch eine entsprechende Kontur 10 des Zylinderkopfes begrenzt wird. Diese Wirbelkammer 5 steht über einen in dem Einsatz 7 vorgesehenen Überströmkanal 8 mit dem Hauptbrennraum 4 in Verbindung. Mit 11 ist eine Einspritzdüse und mit eine Glühkerze bezeichnet, die in die Wirbelkammer 5 hineinragen. 14 und 15 stellen die durch herkömmliche Ventile steuerbaren Ein- und Auslaßöffnungen zum Hauptbrennraum dar, während mit 16 eine in den Boden des Kolbens 2 eingelassene Mulde bezeichnet ist, die zur Vertei lung des nach der Entflammung in der Wirbelkammer aus dem Überströmkanal austretenden brennenden Gemisches auf den Hauptbrennraum dient.
Bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 wird die Wirbelkammer durch einen im wesentlichen flachen, geraden Zylinder (Scheibe) gebildet, deren Mantelfläche auch schwach tonnenförmig oder keglig ausgebildet sein kann. Die Kanten dieses Zylinders sollten zweckmäßigerweise abgerundet sein. Wie aus den Figuren 1 und 2 weiter hervorgeht,
" « * β β ώ
mündet der Überströmkanal 8 an einer der Stirnflächen des Zylinders im wesentlichen tangential in die Wirbelkammer 5 ein. Seine Achse bzw. die daraus sich ergebende Strömungsrichtung befindet sich geometrisch gesehen windschief kreuzend zur Achse des die Wirbelkammer 5 bildenden flachen Zylinderstückes in dessen ebener Begrenzungswand. Durch die vergleichsweise flache, etwa scheibenförmige Zylinderform der Wirbelkammer und durch die windschiefe Anordnung des Überströmkanals findet eine Umlenkung der einströmenden verdichteten Luft an der dem Überströmkanal gegenüberliegenden relativ ebenen Kammerwand 10 statt. Dadurch wird die einströmende Luft unter Bildung eines Potentialwirbels in eine Umlaufbahn gezwungen, deren Mittelebene geneigt zur Richtung des Überströmkanals ist und die nicht unmittelbar an der mit 13 bezeichneten Einmündung des Überströmkanals 8 in die Wirbelkammer 5 vorbeiläuft.
Zur Abstimmung der erfindungsgemäßen Wirbelkammerform kann sowohl die Höhe des Zylinders, damit also der Flachheitsgrad der Wirbelkammer, sowie der Eintrittswinkel des Überströmkanals und die Exzentrizität seiner Mündung bezüglich der Achse des Zylinders variiert werden. Während ein zentrischer Kanaleintritt lediglich eine Turbulenzströmung, nicht aber die gewünschte Wirbelströmung erzeugt, wird durch die exzentrische Anordnung des Kanals eine ausgeprägte Wirbelströmung erreicht, wobei diese Wirbelströmung desto besser wird, je weiter die Mündung 13 des Überströmkanals an den Umfang des Zylinders rückt. Da damit gleichzeitig aber die Mündung des Überströmkanals in den Bereich der Umlaufbahn der Wirbelströmung gelangt, muß hier ein Kompromiß geschaffen werden, der bei günstiger Ausbildung einer Wirbelströmung in der Wirbelkammer sicherstellt, daß nach dem Entflammungsbeginn in der Wirbelkammer im wesentlichen nur die leichteren Gemischanteile aus der Wirbelkammer in den Hauptbrennraum geblasen werden, während die schwereren Zonen der Flüssig- und Nebelphase des Gemisches ihre Umlaufbahn in Richtung der Terdichtungsströmung in der Wirbelkammer fortsetzen. In diesem Sinne kann eine leicht kegelige Ausbildung des Wirbelkammerumfangs eine günstige Wirkung bringen.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte, im wesentlichen zylindrische Wirbelkammer ist mit ihrer Achse im wesentlichen parallel zur Achse des
Kolbens 2 angeordnet. Die Einspritzdüse 11 und die Glühkerze 12 befinden sich an der der Mündung 13 des Überströmkanals 8 gegenüberliegenden Stirnwand 10 der Brennkammer 5» wobei nun für einige Konstruktionsparameter Variationen möglich sind. So kann die Einspritzdüse 11 mit oder gegen die Strömungsrichtung des Ladungswirbels spritzend angeordnet werden und die Strahlrichtung kann steiler oder flacher zur Wirbelebene sowie näher oder weiter vom Zentrum entfernt gewählt werden. Auch für die Anordnung der Glühkerze 12 bestehen Variationsmöglichkeiten, indem diese sbromaufwärts oder stromabwärts der Einspritzdüse 11 mit frei wählbarer Neigung und Lage ihres Eintrittspunktes in die Kammer 5 angeordnet sein kann. Für den Fall, daß die Achse der Wirbelkammer 5 nicht parallel, sondern geneigt bis senkrecht zur Zylinderachse angeordnet wird, kann dadurch die Einsprit zdüse und/oder die Glühkerze näher an die Wirbelkammerachse bzw. an den Pol der Wirbelströmung herangebracht werden.
Auf diese Weise kann Einfluß darauf genommen werden, wie weit die
wesentliche Einspritzdüse und die Glühkerze Turbulenzgenerator ist oder ohne/ Strömungsbeeinflussung nur im Sekundärwirbelbereich wirksam ist. Schließlich kann die Einspritzdüse mehr Wand auftrageododer mehr Luft verteilend ausgebildet und angeordnet werden.
Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wirbelkammer wurde anstelle einer zylinderscheibenförmigen eine mehr kugelförmige Ausbildung verwendet, bei der jedoch besondere Maßnahmen zu treffen waren, um die Mündung 13' des Überströmkanals 8' aus dem Gebiet der Umlaufbahn des in der Kammer 5' gebildeten Potentialwirbels herauszubringen. Der Überströmkanal 8' mündet hier im wesentlichen tangential in die durch die Innenkontur 9' äes Einsatzes 7' und die Innenwand 10' des Zylinderkopfes 3' gebildete Kammer ein und zumindest in Strömungsrichtung der Ladung vor der Mündung 13' ist an der Innenwand 9' des Einsatzes 7' ein Wulst 17 vorgesehen mit einer keil- oder schneidenförmigen Kante 18, die die in der kugelförmigen Wirbelkammer 5' umlaufende Wirbelströmung teilt und in zwei in der Figur 4 gezeigten Rinnen 19 an der Mündung 13' vorbeileitet. Anstelle des Wulstes könnten auch in die Wirbelkammerwand integrierte Rippen oder dergleichen vorgesehen sein, die ebenfalls eine Ablenkung der Wirbelströmung aus der über die Mündung 13' verlaufenden Bahn vornehmen würden.
In den Figuren 5 und 6 schließlich ist eine Möglichkeit der Unterbringung einer Wirbelkammer 21 in dem Kolben 2' der Dieselbrennkraftmaschine angedeutet. Dabei befindet sich im Boden des Kolbens eine muldenförmige Ausnehmung 22, die zusammen mit einer entsprechenden Innenkontur 25 eines in eine Aussparung 21 des Kolbens eingesetzten Einsatzes 20 einen im Querschnitt etwa ellipsenförmigen Rotationskörper bildet. Für den Fall, daß der Einsatz 20 etwa zentrisch in dem Kolben 2' angeordnet ist, würden zweckmäßigerweise zwei Überströmkanäle 24 und 25 angeordnet sein, die schräg zur Achse der Wirbelkammer 21 und im wesentlichen tangential in einem Bereich einmünden, der nicht im Bereich der Umlaufbahn der Wirbelströmung liegt, die sich am äußeren Umfang des Rotationskörpers befindet. Der vorzugsweise aus wärmefestem Material, wie beispielsweise auch Keramik, bestehende Einsatz, der vorzugsweise schon während der Herstellung des Kolbens durch Umgießen in diesen integriert wird, kann aber auch exzentrisch in dem Kolben angeordnet sein, wobei dann nur noch ein Überströmkanal verwendet zu werden braucht. Dieser könnte dann mit seiner Achse zur Mitte des Hauptbrennraums hin oder leicht gegenüber dieser versetzt ausgerichtet werden. Die im Zylinderkopf angeordnete, hier nicht näher gezeigte Einspritzdüse müßte dann so ausgerichtet sein, daß der Kraftstoffstrahl gegen Ende des Verdichtungstaktes zumindest in den Überströmkanal hineingerichtet ist, um so den Kraftstoff in die Wirbelkammer hineinbringen zu können. Dabei genügt es, wenn die Einspritzdüse auf einen Wandbereich des Überströmkanals gerichtet ist, um so zu verhindern, daß nach der Entflammung des Gemisches in der Wirbelkammer der aus dem Überströmkanal austretende brennende Gemischstrahl direkt auf die Einspritzdüse trifft.
Die Glühkerzenlage ist bei Anordnung der Wirbelkammer im Kolben so zu wählen, daß die Glühkerze entweder durch die Kammerwandung in die Wirbelkammer hineinragt oder aber, daß sie sich so nahe an der Einspritzdüse befindet, daß der Hüllnebel des Einspritzstrahles bereits während der Einspritzung zur Entflammung gebracht werden kann. Dies kann bei dm Zylinderkopf zurückgesetzter Einspritzdüse auch zu einem Entflammungspunkt führen, welcher sich noch über dem Kolbenboden vor der Öffnung des Überströmkanals, also im Hauptbrennraum des Zylinders, befindet. Damit ergibt sich für den Verbrennungsablauf ein im Prinzip dem Lanova-Verfahren ähnlicher Mechanismus. Durch
f * · «ro»*
den von der Entflammung aufgebauten zusätzlichen Zylinderdruck erfolgt dabei zunächst eine verstärkte Strömung aus dem Hauptbrennraum in die Wirbelkammer hinein, was einen beachtlichen Einfluß auf die Gemischbildung in dieser ergibt. Aus diesem Umstand kann hinsichtlich der Gestaltung des Brennraumes konstruktiv Nutzen gezogen werden, beispielsweise zur Ermöglichung eines kleineren Wirbelkammervolumens, einer verbesserten Luftausnutzung und damit einer erhöhten ZylinderIeistung des Motors.

Claims (9)

  1. 3180 Wolfsburg
    E 5667/177-O-we-sch
    ANSPRÜCHE
    Ί J Brennraum für Bieselbrennkraftmaschinen mit einem in jedem Zylinder zwischen dem Kolbenboden und dem Zylinderkopf gebildeten Hauptbrennraum und mit einer im Zylinderkopf oder Kolben angeordneten, mit dem Hauptbrennraum durch einen Überströmkanal verbundenen Wirbelkammer, in die eine Einspritzdüse und gegebenenfalls eine Glühkerze hineinragt, und wobei der Überströmkanal derart in die Wirbelkammer einmündet, daß die während des Verdichtungstaktes einströmende Luft zur Ausbildung einer ausgeprägten Wirbelströmung (Potentialwirbel) veranlaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (8) an einer Stelle in die Wirbelkammer (5) einmündet, die nicht im Bereich der Umlaufbahn der Hauptwirbelströmung liegt.
  2. 2. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (11) und die Glühkerze (12) an einer Stelle in die Wirbelkammer (5) einmünden, die nicht im Bereich der Umlaufbahn der Hauptwirbelströmung liegt.
  3. 3. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand der Wirbelkammer (5) im Bereich der Umlaufbahn der Hauptwirbelströmung frei von Vertiefungen wie Spalten, Schlitzen oder Bohrungen ist.
  4. 4. Brennraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (5) die Form eines flachen Zylinders
    aufweist und der Überströmkanal (θ) an einer Stirnfläche des Zylinders exzentrisch und im wesentlichen tangential sowie unter einem
    fläche einmündet.
    sowie unter einem Winkel von weniger als 90 zu der Stirn-
  5. 5. Brennraum nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Zylinders tonnenförmig oder konisch ausgebildet ist.
  6. 6. Brennraum nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (11) und die Glühkerze (12) an der dem Überströmkanal (δ) gegenüberliegenden Stirnfläche des Zylinders in die Wirbelkammer (5) einmünden*.
  7. 7. Brennraum nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (5') im wesentlichen die Form einer Kugel aufweist, und daß in Wirbelströmungsrichtung gesehen vor der im wesentlichen tangentialen Einmündung des Überströmkanals (θ1) an der Wand (91) der Wirbelkammer Mittel zur Umlenkung der Wirbelströmung (I7, 18) vorgesehen sind.
  8. 8. Brennraum nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Strömungsumlenkung durch einen an der Wand (9') der Wirbelkammer (5f) angeordneten Wulst (17) gebildet sind, der mit einer schneiden- oder keilförmigen Spitze (18) gegen die Wirbelströmung gerichtet ist.
  9. 9. Brennraum nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Strömungsumlenkung durch wenigstens eine an der Wand der Wirbelkammer angeordnete, schräg zur Wirbelachse verlaufende Rippe oder Wandzone gebildet sind.
    INSPECTED
DE19853539128 1984-11-10 1985-11-05 Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen Ceased DE3539128A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853539128 DE3539128A1 (de) 1984-11-10 1985-11-05 Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3441160 1984-11-10
DE19853539128 DE3539128A1 (de) 1984-11-10 1985-11-05 Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3539128A1 true DE3539128A1 (de) 1986-05-15

Family

ID=25826421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853539128 Ceased DE3539128A1 (de) 1984-11-10 1985-11-05 Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3539128A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2604748A1 (fr) * 1986-10-02 1988-04-08 Peugeot Moteur a allumage par compression comportant une prechambre a bougie inclinee
FR2713281A1 (fr) * 1993-12-01 1995-06-09 Peugeot Moteur à allumage par compression à écoulement de gaz dirigé, autour de la bougie de préchauffage d'une chambre de turbulence.
FR2713706A1 (fr) * 1993-12-15 1995-06-16 Peugeot Moteur à allumage par compression comportant une préchambre de turbulence ayant une paroi à gradin dans le prolongement d'un canal de transfert.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2058827A (en) * 1934-06-29 1936-10-27 Ricardo Harry Ralph Internal combustion engine of the liquid fuel injection compression ignition type
US2735412A (en) * 1956-02-21 kuepfer
DE1016060B (de) * 1954-03-20 1957-09-19 Hans Krug Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine mit Vorkammer
DE976556C (de) * 1954-05-23 1963-11-14 Gueldner Motoren Werke Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine
DE1751606B2 (de) * 1968-06-27 1978-05-18 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkammereinsatz für Dieselmotoren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735412A (en) * 1956-02-21 kuepfer
US2058827A (en) * 1934-06-29 1936-10-27 Ricardo Harry Ralph Internal combustion engine of the liquid fuel injection compression ignition type
DE1016060B (de) * 1954-03-20 1957-09-19 Hans Krug Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine mit Vorkammer
DE976556C (de) * 1954-05-23 1963-11-14 Gueldner Motoren Werke Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine
DE1751606B2 (de) * 1968-06-27 1978-05-18 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkammereinsatz für Dieselmotoren

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2604748A1 (fr) * 1986-10-02 1988-04-08 Peugeot Moteur a allumage par compression comportant une prechambre a bougie inclinee
EP0264312A1 (de) * 1986-10-02 1988-04-20 Automobiles Peugeot Dieselbrennkraftmaschine mit geneigter Glühkerze in der Vorkammer
FR2713281A1 (fr) * 1993-12-01 1995-06-09 Peugeot Moteur à allumage par compression à écoulement de gaz dirigé, autour de la bougie de préchauffage d'une chambre de turbulence.
FR2713706A1 (fr) * 1993-12-15 1995-06-16 Peugeot Moteur à allumage par compression comportant une préchambre de turbulence ayant une paroi à gradin dans le prolongement d'un canal de transfert.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69826964T2 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE3590066C2 (de)
DE3690388C2 (de) Verfahren zur Versorgung einer Zweitaktmaschine mit Brennstoff und Zweitaktmaschine
DE102012106097A1 (de) Torusförmiger Brennraum mit Seiteneinspritzung
DE2739419A1 (de) Brennraum fuer brennkraftmaschinen mit direkter einspritzung
DE19847625A1 (de) Brennstoff-Einspritzventil
AT396509B (de) Fremdgezündete, luftverdichtende brennkraftmaschine
DE2909419A1 (de) Brennkammer fuer brennkraftmaschinen mit direkter einspritzung
DE2902417A1 (de) Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
DE2934615A1 (de) Selbstzuendende 4-takt-hubkolbenbrennkraftmaschine.
DE2658783A1 (de) Luftverdichtende, direkt einspritzende brennkraftmaschine
DE3003411C2 (de) Selbstzündende Hubkolben-Brennkraftmaschine
AT2432U1 (de) Brennkraftmaschine mit fremdzündung
EP0031007A1 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit je einem Hauptbrennraum pro Zylinder und einer Zündkammer
EP2478211B1 (de) Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil
EP0207049B1 (de) Luftverdichtende Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE3539128A1 (de) Brennraum fuer dieselbrennkraftmaschinen
DE1055873B (de) Luftverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE2950754A1 (de) Brennkraftmaschine
DE1916095A1 (de) Kreiskolben-Brennkraftmaschine
DE3239446C2 (de)
DE2038048C3 (de) Luftverdichtende, direkteinspritzende Brennkraftmaschine
DE2809914A1 (de) Brennkraftmaschine
WO1987002415A1 (fr) Procede et dispositif d'introduction d'une charge stratifiee dans des moteurs a allumage par etincelle
DD207399A1 (de) Luftverdichtende, direkteinspritzende brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection