DE3590066T - Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor - Google Patents

Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor

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Description

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Hip!.-hi!:. (Hin I liis'cl. Pipl.-lus1.. M mired Sv.:- ν. Γ,ιΐ·..·ηι:κγλ:ιΙιι·. ( n-,iin;islr. St. I)-S München S!
Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 59-26857 vom 15.02.1984, der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 59-78531 vom 28.05.1984, der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 59-143997 vom 22.09.1984 und der japanischen Patentanmeldung 60-20819 vom 07.02.1985 in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung.
Um bei einem klein und kompakt gebauten Dieselmotor mit Direkteinspritzung eine vollständige Verbrennung insbesondere im niedrigen Lastbereich zu fördern, wurde vielfach eine Verbrennungskammer des sogenannten "einspringenden" Typs verwendet, das heißt eine sich zur Oberseite 2a eines Kolbens 2 öffnende Verbrennungskammer 4, deren Seitenwandung 4a in Richtung auf den Kolbeninnenraum schräg auseinandergeht, wie das in Figur 1 gezeigt ist.
Während einer diffundierten Verbrennung, die bei der Abwärtsbewegung des Kolbens stattfindet, gelangen die Flammen, die aus dem Innenraum der Verbrennungskammer 4 bis in die Nähe der Außenwand des Zylinders austreten, sehr wahrscheinlich in Berührung mit einer (im allgemeinen und auch nachfolgend als Kühlzone bezeichneten) in der Nähe der Zylinderaußenwand vorhandenen und eine niedrige Temperatur aufweisenden Luftschicht Q und auch mit einer ebenfalls niedrige Temperatur aufweisenden Zylinderwand und werden dadurch ge-
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kühlt, so daß eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs nicht stattfinden kann und Kohlenstoffteilchen, die in den Flammen vorhanden sind, unverbrannt bleiben. Die Folge ist einerseits eine erhöhte Konzentration der Auspuffwolke und andererseits eine verringerte Ausgangsleistung des Motors. Um diese Probleme zu beseitigen, hat man die Seitenwand 4a der Verbrennungskammer 4 schräg verlaufend ausgebildet, wie das in Figur 1 gezeigt ist, wodurch verhindert werden soll, daß die Flammen in die Kühlzone Q gelangen.
Bei einer Verbrennungskammer des sogenannten "einspringenden" Typs kommt es aber durch eben diese schräg verlaufende Seitenwand 4a der Verbrennungskammer 4 rasch zu einer Konzentration des durch die Einspritzdüse 6 eingespritzen KraftstoffStrahls in einem unteren Bereich der Verbrennungskammer, wodurch der Luftnutzungsfaktor teilweise herabgesetzt wird, was bedeutet, daß die Konzentration der Auspuffwolke nicht mit zufriedenstellender Wirkung geschwächt werden kann.
Um bei einer Verbrennungskammer der vorstehend beschriebenen Art eine Verteilung des KraftstoffStrahls in einen oberen Bereich der Verbrennungskammer 4 zu erreichen (Figur 2), muß die Einspritzdüse 6 weit in die Verbrennungskammer 4 vorspringen, damit der Einspritzwinkel θ derart erweitert wird, daß der Kraftstoffstrahl nach Auftreffen auf die Wandfläche auch zu einem oberen Bereich der Verbrennungskammer verteilt wird. Je größer aber die vorspringende Länge der Einspritzdüse 6 ist, desto höher wird die Temperatur an der Spitze der Einspritzdüse, mit der Folge, daß sich die Ventilsitzfläche der Düse und das entsprechende Ventil aneinander festsetzen.
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Hinzukommt, daß der Kraftstoffstrahl bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung der Verbrennungskammer nur schwer aus der Verbrennungskammer auszuspritzen ist, und zwar insbesondere bei einer großen Einspritzmenge und im hohen Lastzustand des Motors. Dadurch entsteht ein Mangel an Luft, die Motorleistung wird verringert und die Konzentration der Abgas- bzw. Auspuff wolke erhöht.
Zur Beseitigung des Problems ungenügender Luft hat man die in Figur 3 gezeigte, sogenannte "offene" Verbrennungskammer 8 vorgeschlagen, deren Öffnungsrandbereich 10 nicht verjüngt ausgebildet ist, mit der Absicht, den Kraftstoff aus der Einspritzdüse 6 nicht nur in den Innenraum der Verbrennungskammer, sondern auch zu dem Zylinderbereich außerhalb der Verbrennungskammer 8 strömen zu lassen und damit die im Zylinderbereich vorhandene Luft positiv zu nutzen. Jedoch trifft das Verbrennungsgas aus der Verbrennungskammer 8 bei dieser sogenannten "offenen" Verbrennungskammer im niedrigen Lastzustand des Motors auf die Kühlzone Q und wird dort gekühlt. Dadurch wird in verstärktem Maße Qualm erzeugt. Die Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen kleinen, kompakten Dieselmotor mit Direkteinspritzung hat sich insbesondere im Hinblick auf gute, uneingeschränkte Tauglichkeit vom hohen bis zum niedrigen Lastbereich des Motors bisher als ein schwierig zu lösendes Problem gezeigt.
Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen kleinen, kompakten Dieselmotor mit Direkteinspritzung und einem Hubraum von etwa 300 cc bis etwa 800 cc eine Verbrennungskammer derart auszubilden, daß eine vollständige Verdampfung und Verbrennung des
Dipl.-Ιπμ. Oll« 1 lüyel. ΟίρΙ.-Ιιιμ. Manfred Sünci'. l'alonlaiiw.illc. C'osiniasir. 81. I)-S München 81
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durch die Einspritzdüse eingespritzten Kraftstoffs nicht zugelassen wird, ehe der Kraftstoffstrahl auf eine Seitenwand der Verbrennungskammer auftritt, dort entsprechend der Verschiebung des Kolbens über den gesamten Betriebsbereich hinweg, nämlich von niedriger bis hoher Motorlast, effektiv zurückgeschleudert und so gelenkt wird, daß eine gründliche Vermischung mit Luft in der Verbrennungskammer stattfindet und dadurch die fehlende Luft ausgeglichen bzw. ersetzt, die Konzentration der Auspuffwolke herabgesetzt, die Ausgangsleistung des Motors verbessert und der Kraftstoffverbrauch schließlich sparsamer gestaltet wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Eine erfindungsgemäße Verbrennungskammer für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock 20, einen über dem Zylinderblock 20 angeordneten Zylinderkopf 22, einen in den Zylinder 28 des Zylinderblocks 20 eingesetzten Kolben 30, eine als Vertiefung in dem oberen Bereich 30a des Kolbens 30 ausgebildete Verbrennungskammer 32, deren Oberseite durch den Zylinderkopf 22 abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf 22 angeordnete Einspritzdüse 26 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 32 aufweist, ist nach ihren kennzeichnenden Merkmalen in Form eines geometrischen bzw. scheinbaren Drehkörpers ausgebildet und weist folgende Elemente auf: eine Seitenwand 32a mit einer Führungswand 34, deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich 33 der Verbrennungskammer 32 nach unten vergrößert, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 36, die unterhalb der
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Führungswand 34 derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, eine zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 38, die unterhalb der ersten Rückschleuderwand 36 etwa parallel zur zentralen Achse/o der Verbrennungskammer 32 ausgebildet ist, und eine untere Seitenwand 48a, die unterhalb der zweiten Rückschleuderwand 38 angeordnet ist, in ihrem oberen Bereich eine konkav gewölbte Form aufweist und in ihrem unteren Bereich mit einem Bodenbereich 32b der Verbrennungskammer 32 verbunden ist, wobei die Kammer 32 aus einer ersten Verbrennungskammer 44, die von der Führungswand 34, der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 und der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 umschlossen ist, und einer unterhalb der ersten Verbrennungskammer vorgesehenen zweiten Verbrennungskammer 48 gebildet ist, die von der unteren Seitenwand 48a umschlossen ist, und wobei die Spritzöffnungen der Einspritzdüse 26 derart angeordnet sind, daß der Kraftstoffstrahl aus der Düse 26 auf eine Verbindung 42 zwischen der ersten Verbrennungskammer 44 und der. zweiten Verbrennungskammer 48 gerichtet wird, wenn sich der Kolben 30 in einer oberen Totlage befindet.
Ferner wird durch vorliegende Erfindung für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock 20, einen über dem Zylinderblock 20 angeordneten Zylinderkopf 22, einen in den Zylinder 28 des Zylinderblocks 20 eingesetzten Kolben 60, eine als Vertiefung in dem oberen Bereich 60a des Kolbens 60 ausgebildete Verbrennungskammer 62, deren Oberseite durch den Zylinderkopf 22 abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf 22 angeordnete Einspritzdüse 63 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 63 aufweist, eine Verbrennungskammer 62 mit folgenden
DM'LIiijj. OUu l'lügcl. Dipl.-Ing. Manfred Säger. I'aienianujlle, C'osimaslr. 81. D-S München Sl
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kennzeichnenden Merkmalen zur Verfügung gestellt, nämlich einer Seitenwand, die einen ersten Seitenwandbereich 62a und einen zweiten Seitenwandbereich 62a' aufweist, die abwechselnd in der gleichen Anzahl angeordnet sind wie die Spritzöffnungen der Einspritzdüse 63 und eine unterschiedliche Querschnittsprofilform aufweisen, wobei der erste Seitenwandbereich 62a eine erste Führungswand 64, deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich 61 der Verbrennungskammer 62 nach unten vergrößert, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 66, die unterhalb der ersten Führungswand 64 mit nach unten kleiner werdendem Innendurchmesser ausgebildet ist, eine unterhalb der ersten Rückschleuderwand 66 etwa parallel zur zentralen Achse Zo der Verbrennungskammer 62 angeordnete zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 und eine unterhalb der zweiten Rückschleuderwand 68 ausgebildete untere Seitenwand 78a aufweist, die in ihrem oberen Bereich eine konkav gewölbte Form zeigt und in ihrem unteren Bereich mit einem Bodenbereich 62b der Verbrennungskammer 62 verbunden ist, wobei der zweite Seitenwandbereich 62a1 eine zweite Führungswand 65, deren Innendurchmesser sich mit einer etwas schwächeren Neigung als jener der ersten Führungswand 64 ab einem Öffnungsrandbereich 61' der Verbrennungskammer 62 nach unten vergrößert, eine unterhalb der zweiten Führungswand 65 mit einem bei etwa gleicher Neigung wie jene der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 kleiner werdenden Innendurchmesser ausgebildete dritte Kraftstoff-Rückschleuderwand 66', eine unterhalb der dritten Rückschleuderwand 66' etwa parallel zur zentralen Achse ÄO der Verbrennungskammer 62 angeordnete vierte Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' und eine unterhalb der vierten Rückschleuderwand 68' ausgebildete zweite
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untere Seitenwand 7 8a' aufweist, die in ihren oberen Bereich eine konkav gewölbte Form zeigt und in ihrem unteren Bereich mit dem Bodenbereich 62b der Verbrennungskammer 62 verbunden ist, wobei die Verbrennungskammer 62 eine von der ersten und zweiten Führungswand 64 und 65 und von der ersten bis vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66, 68, 66' und 68' umschlossene erste Verbrennungskammer 74 und eine unterhalb der ersten Kammer 74 ausgebildete, von der ersten und zweiten unteren Seitenwand 78a und 78a" umschlossene zweite Verbrennungskammer 78 aufweist und wobei die Spritzöffnungen der Einspritzdüse 63 derart angeordnet sind, daß der Kraftstoff strahl aus der Düse 63 auf die Verbindung 72 zwischen der ersten Verbrennungskammer 74 und der zweiten Verbrennungskammer 78 an dem ersten Seitenwandbereich 62a und auf die Verbindung 72' zwischen der ersten Verbrennungskammer 74 und der zweiten Verbrennungskammer 78 an dem zweiten Seitenwandbereich 62a' gerichtet wird, wenn sich der Kolben 60 in einer oberen Totlage befindet.
Schließlich wird durch vorliegende Erfindung für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock 20, einen über dem Zylinderblock 20 angeordneten Zylinderkopf 22, einen in den Zylinder 28 des Zylinderblocks 20 eingesetzten Kolben 100, eine als Vertiefung in dem oberen Bereich 100a des Kolbens 100 ausgebildete Verbrennungskammer 102, deren Oberseite durch den Zylinderkopf 22 abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf 22 angeordnete Einspritzdüse 124 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer eine Verbrennungskammer 102 mit folgenden kennzeichnenden Merkmalen zur Verfügung gestellt, nämlich einer Seitenwand 102a, die eine Führungswand 104 mit einem
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sich ab einem Öffnungsrandbereich 101 der Verbrennungskammer 102 nach unten verkleinernden Innendurchmesser und einen unterhalb der Führungswand 104 ausgebildeten, in Richtung auf die zentrale Achse ,to der Verbrennungskammer 102 vorspringenden Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich 106 aufweist, der die Verbrennungskammer in vertikaler Richtung in eine erste Verbrennungskammer 108 und eine zweite Verbrennungskammer 110 unterteilt und einen ersten schrägen Bereich 120, der sich in vertikaler Richtung schräg erstreckt, sowie einen zweiten schrägen Bereich 122 aufweist, der sich in der dem ersten schrägen Bereich 120 entgegengesetzten Richtung schräg erstreckt, und wobei die Schrägbereiche 120 und 122 einander entlang des Umfangs der Verbrennungskammer 102 abwechseln.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung sind die Spritzöffnungen so angeordnet, daß der Kraftstoffstrahl auf die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Verbrennungskammer gerichtet wird, wenn sich der Kolben in einer oberen Totlage befindet. Bei einem Motor mit einem Hubraum von 300 cc bis 800 cc pro Zylinder, auf welchen vorliegender Erfindung anzuwenden ist, befindet sich ein Kolben etwa dann in seiner oberen Totlage, wenn der durch die Einspritzdüse in die Verbrennungskammer eingespritzte Kraftstoffstrahl im niedrigen Lastzustand des Motors die Seitenwand der Verbrennungskammer erreicht.
Folglich trifft im niedrigen Lastzustand des Motors ein Hauptstrahl A, eingespritzten Kraftstoffs aus der Verbindung bzw. dem Übergang zwischen der ersten und zweiten Verbrennungskammer auf die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand. Anschließend strömt der Hauptstrahl
Dipl In;.'.. <.)tlo I Rk'/.: I. Di|M.-lin:. Manlred Siisi^r. l'.iicnUmwällc. (osimastr. Xl, I)-X München Xl
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bzw. Hauptstrom des eingespritzten Kraftstoffs an der zweiten Rückschleuderwand nach unten, bewegt sich an der Verbindungs- bzw. Übergangsstelle zwischen den Verbrennungskammern von der Seitenwand der zweiten Verbrennungskammer weg und erzeugt einen Kraftstoffstrom B1, der sich in der zweiten Verbrennungskammer an einer vertikal kreisenden Strömung, die in dieser Kammer entsteht, nach unten bewegt. Der Kraftstoffstrom B1 wird in der zweiten Verbrennungskammer mit Luft vermischt, und es wird eine Luftschicht E, zwischen dem Kraftstoff strom B, und der Seitenwand der zweiten Verbrennungskammer gebildet. Deshalb ist der Kraftstoffstrom B. von einer genügend großen Menge an Luft umgeben und wird aufgrund der vorhandenen Luftschicht E1' durch die Seitenwand nicht gekühlt, so daß also eine sehr gute Verbrennung des Kraftstoff Stroms B1 erreicht wird. Außerdem kommt es zu keiner Überkonzentration von Kraftstoff im unteren Bereich der Verbrennungskammer, weshalb sich die Bildung von dichtem Rauch bzw. Qualm verhindern läßt. Darüber hinaus wird durch die Führungswand verhindert, daß nach oben strömender Kraftstoff oder Flammen direkt in die Kühlzone Q gelangen. Dadurch kann die Konzentration des abgeleiteten Qualms verringert werden.
Im mittleren Lastbereich des Motors wird der oben beschriebene Zustand in der Verbrennungskammer bei niedriger Last erweitert durch einen Zustand, der sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens und der Verströmung von Kraftstoff einstellt. In dieser tieferen Lage des Kolbens wird die relative Entfernung zwischen Kraftstoff einspritzdüse und Verbrennungskammer größer als in dem oben beschriebenen Zustand geringer Last, so
daß der Kraftstoffstrahl
aus der Einspritzdüse
Dipl.-Iiiü. 'Hin llüiu'l. I Jipl. I p.l1.. Μ;ιμΙ'γ·..·ι.Ι Sjiucr. l'iiti/nl.inwiillo. Cnsimaslr. 81. [)-8 .München Sl
hauptsächlich gegen die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand und eine zweite gebogene Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand trifft. Da die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand etwa parallel zur zentralen Achse /o ausgebildet ist, wird der durch die zweite Rückschleuderwand zurückgeschleuderte Hauptstrom des Kraftstoffs zu einem Kraftstoff strom B2, der in Richtung auf die Mitte der zweiten Verbrennungskammer strömt.
Folglich bewegt sich der Kraftstoffstrom B„ über dem Kraftstoffstrom B,, und zwischen den Kraftstoffströmen B, und B„ wird eine Luftschicht E_ gebildet. Dadurch entstehen in der zweiten Verbrennungskammer Schichten
aus der Luftschicht E
1'
dem Kraftstoffstrom B
der
Luftschicht E_ und dem Kraftstoffstrom B-
1'
und es er
folgt eine zufriedenstellende Mischung zwischen Luft und Kraftstoff mit dem Wirbel und der vertikal kreisenden Strömung in der Verbrennungskammer, wodurch die Konzentration des bei der Verbrennung entstehenden und nach draußen abgeleiteten Qualms verringert werden kann.
Im hohen Lastbereich des Motors wird der vorstehend beschriebene Zustand in der Verbrennungskammer bei mittlerer Last erweitert durch den Zustand, der sich bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kolbens und der Verströmung von Kraftstoff einstellt. Wenn sich der Kolben in einer noch tieferen Lage als jener im mittleren Lastbereich befindet, trifft ein Hauptstrom A-, des Kraftstoffs aus der Einspritzdüse hauptsächlich gegen die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand und eine erste Verbindung zwischen der ersten Rückschleuderwand und der Führungswand. Der durch die erste Rückschleu-
Dipl Ins! Duo ΓΗιιϊοΙ. Dipl.-In«. MmmIVciI Siiyor. Ι':ικ·ηΐ;ιΐ)\\;ί1ιο. ( nsinvislr. Xl. I)-S München 81
derwand zurückgeschleuderte Hauptstrom des Kraftstoffs strömt in Richtung auf einen oberen mittleren Bereich der Verbrennungskammer und bildet einen Kraftstoffstrom B-.
Der Kraftstoffstrom B- strömt weiter nach oben als die Kraftstoffströme B, und B„ in ihren Strömungsrichtungen und ermöglicht die Bildung einer Luftschicht E., zwischen den Kraftstoff strömen B-. und B„. Somit werden in der zweiten Verbrennungskammer Schichten gebildet aus der Luftschicht E., dem Kraftstoff strom B,, der Luftschicht E„, dem Kraftstoffstrom B0, der Luftschicht E- und dem Kraftstoffstrom B-, wodurch eine extrem gute Vermischung zwischen Luft und Kraftstoff zusammen mit der vertikal kreisenden Strömung und dem Luftwirbel in der zweiten Verbrennungskammer stattfindet und die Konzentration des bei der Verbrennung gebildeten und nach draußen abgeleiteten Qualms verringert werden kann.
Außerdem können Flamme oder Kraftstoff entlang der Führungswand in den oberen Zylinderraum austreten bzw. ausströmen, wodurch die Luft in dem Zylinder effektiv genutzt und die fehlende Luft im hohen Lastbetrieb des Motors ausgeglichen bzw. ergänzt wird.
Über den gesamten Betriebsbereich, das heißt vom niedrigen bis zum hohen Lastzustand des Motors, konzentriert sich der Kraftstoff nicht im unteren Bereich der Verbrennungskammer, sonderen wird über die gesamte Verbrennungskammer hindurch verströmt. Dadurch kann die vorspringende Länge B der Kraftstoffeinspritzdüse ab der Unterseite des Zylinderkopfs kurz bemessen werden, was bedeutet, daß die Düsenspitze keinen erhöhten
Dipl.-lfm. OtUi Flügel. Dipl.-Ιημ. Manfred Siiuor. !'atenlatiuälli.·. ('ositnaslr. XI. I)-H München 81
Temperaturen ausgesetzt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigt:
Figur 1~| jeweils einen Längsschnitt durch verschie-Figur 2 > den geformte Verbrennungskammer herkömm-Figur 3J licher Art;
Figur 4 ~| jeweils einen Längsschnitt durch eine erFigur 5 J findungsgemäße Verbrennungskammer in einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
Figur 6 eine Draufsicht auf die Verbrennungskammer gemäß Figur 4;
Figur 7 Ί jeweils eine erläuternde Darstellung der Figur 8a [ Kraftstoff- und Luftströmung bei einer Figur 8b [ Verbrennungskammer gemäß der ersten beFigur 8cJ vorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 9 Ί
Figur 10 ! jeweils ein Diagramm zur Darstellung von
Figur 11 j Versuchsergebnissen, die mit einer erfin-
Figur 12 ; dungsgemäßen Verbrennungskammer gemäß der
Figur 13 j ersten bevorzugten Ausführungsform ermit-
Figur 14 j telt wurden;
Figur 15 eine erläuternde Darstellung der Ausbilder erfindungsgemäßen Verbrennungskammer
Dipl.-I im. OUo I lüiiel. Dipl. I uv· M;iiilroil Säger, l'aknlimwiillc. Cosirmislr. Xl, I)-S München Xl
• Ak-
in der ersten bevorzugten Ausführungsform;
Figur 16 1 jeweils einen Längsschnitt durch eine Figur 17 J zweite bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 18 eine erläuternde Darstellung der Verströmung des Kraftstoffs bei einer erfindungsgemäßen Verbrennungskammer nach der zweiten bevorzugte Ausführungsform;
Figur
Figur
Figur
19 Ί jeweils eine erläuternde Darstellung der 2QaI Kraftstoff- und Luftströmung bei einer 20b ι Verbrennungskammer gemäß der zweiten beFigur 20c J vorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 21 einen Längsschnitt durch die Verbrennungskammer gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in abgewandelter Form;
Figur 22 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbrennungskammer gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
Figur 23 Ί jeweils eine erläuternde Darstellung der Figur 24a J Kraftstoff- und Luftströmung bei der drit-Figur 24b !~ ten bevorzugten Ausführungsform der Er-Figur 24c ί findung;
i
Figur 2 5 J
Figur 26 ein Diagramm zur Darstellung der Wirkungsweise der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Dipl.lnu. Diin llü»cl. Dipl.-Ing. Munlrcd Silber, l'alcnuinuiülc. Cosiniaslr. Kl, I)-S Mündion SI
- ,22 -
• /15*
Die konstruktive Ausbildung sowie die Funktions- und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Verbrennungskammer in der ersten bevorzugten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 15 erläutert.
Der im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform beschriebene Dieselmotor mit Direkteinspritzung ist klein und kompakt gebaut und für einen Hubraum von 300 bis 800 cc pro Zylinder ausgelegt. Der über die Kraftstoffeinspritzdüse eingespritzte Kraftstoff verdampft und verbrennt nicht vor Auftreffen das Kraftstoffstrahls an der Seitenwand der Verbrennungskammer.
Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Zylinderblock 20 und einen Zylinderkopf 22, der über eine Dichtung 24 über dem Zylinderblock 20 gelagert ist. In dem Zylinderkopf 22 ist eine Kraftstoff einspritzdüse 26, nachfolgend kurz Einspritzdüse genannt, angeordnet.
Ein Zylinder 28 wird durch den Zylinderblock 20 und den Zylinderkopf 22 gebildet. In den Zylinder 28 ist ein Kolben 30 eingesetzt, und in dem oberen Bereich 30a (Oberfläche) des Kolbens 30 ist eine als Vertiefung ausgebildete Verbrennungskammer 32, die eine Öffnung aufweist, vorgesehen. Eine Seitenwand 32a der Verbrennungskammer 32 ist als geometrischer Drehkörper ausgebildet und um einen zentrale Achse ο zentriert.
Wie Figur 5 zeigt, weist die Seitenwand 32a eine Führungswand 34 auf, deren Innendurchmesser ab einem Öffnungsrandbereich 33 nach unten größer wird, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 36, die unterhalb der
Dipl.-Im:. Olli) I liiuol. Dip!.-Ing. M.inlral Siiua. l'iik-nlaimiilie. ((isinwstr. 81. I)-X München 81
Führungswand 34 über eine erste Verbindung 50 angeschlossen und derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, und eine zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 38, die unterhalb der der ersten Rückschleuderwand 36 über eine zweite Verbindung 52 angeschlossen und etwa parallel zur zentralen Achse /o ausgebildet ist. Eine erste Verbrennungskammer 44 wird durch die umliegende Führungswand 34, die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 und die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 gebildet.
Die Führungswand 34 und die ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 weisen die seitliche Profilform eines Kegelstumpfs auf, während die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 die seitliche Profilform einer Säule aufweist.
Unterhalb der zweiten Rückschleuderwand 38 erstreckt sich eine untere Seitenwand 48a über einen Kantenbereich 42 nach oben zu dem Boden 32b der Verbrennungskammer 32, wie das an späterer Stelle noch näher erläutert wird. Die obere Hälfte der unteren Seitenwand 48a ist bogenförmig ausgebildet, wobei der Radius Ro um den Punkt 0 zentriert ist (Figur 5). Eine zweite Verbrennungskammer 48 ist durch die umliegende untere Seitenwand 48a gebildet und unterhalb der ersten Verbrennungskammer 4 4 angeordnet. Eine Verbindung bzw. ein Übergang zwischen einem unteren Ende der geradlinig verlaufenden zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 und einem oberen Ende an dem Bogen der unteren Seitenwand 48a ist als gebogener Kantenbereich 42 ausgebildet. Die Führungswand 34 und die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 sind so gebildet, daß der Winkel
Dipl.-Ιημ. Olio Hi'i^.'l. Dip!. Im:. Miinlrod Säger. l'al..-:i!;inv.jlie. ( nsiiiuisir. Xl. I)-S München SI
Xj der Führungswand 34 relativ zur zentralen Achse Oo und der Winkel ρ der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 relativ zur zentralen Achse,,/ο jeweils 30° beträgt.
Der Öffnungsrandbereich 33 der ersten Verbrennungskammer 44 weist die Form eines Bogens mit einem Radius R, von 0,5 mm auf, und die erste Verbindung 50 weist die Form eines Bogens mit einem Radius R„ von 0,5 mm auf.
Der Radius Ro in einem oberen Bereich der unteren Seitenwand 48a der zweiten Verbrennungskammer 48 ist derart bemessen, daß die Mitte 0 näher zur zentralen Achse Λο liegt als eine gerade Linie X die sich parallel zur zentralen Achse /o und durch den Kantenbereich 42 hindurch erstreckt. Der Radius R beträgt 4,5 mm.
Der Durchmesser B des Kolbens 30, der Durchmesser D, des Öffnungsrandbereiches bzw. Öffnungskantenbereiches 33 im oberen Abschnitt der ersten Verbrennungskammer 44, der Durchmesser (maximaler Durchmesser der ersten Verbrennungskammer 44) D~ der ersten Verbindung 50 zwischen der Führungswand 34 und der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 , der Durchmesser D^ des Kantenbereichs 42, der Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48 und die Höhe H der Verbrennungskammer 32 sind wie folgt bemessen:
Verhältnis zwischen maximalem Durchmesser D~ der ersten Verbrennungskammer 4 4 und maximalem Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48: D2/D4 = 0,96
UmI Ιηι· lino I lii.iu'l. Dipl. Im;. Miinl'icil Säjicr. I'iik-niainv.ill··. ('osini;i<itr. SI. D-H München SI
Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser D., des Kantenbereisch 42 und dem maximalen Durchmesser
D4 der
zweiten Verbrennungskammer 48: D_/ D4 =0,92
Verhältnis zwischen dem oberen Öffnungsdurchmesser D, der ersten Verbrennungskammer 44 und dem maximalen Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48: D,/D4 = 0,
86
Verhältnis zwischen dem maximalen Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 4 8 und dem Kolbendurchmesser B: D4/B = 0,54
Verhältnis zwischen der Höhe H der Verbrennungskammer 32 und dem maximalen Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48: H/D4 = 0,35
Folglich besteht eine Relation von
Wie in den Figuren 4 und 6 weiterhin gezeigt ist, beträgt die Entfernung r zwischen der zentralen Achse /o der Verbrennungskammer 32 und der Mitte des vorderen Endabschnitts der Einspritzdüse 26 gleich 1,0 mm, und die vorspringende Länge <? der Düse 26 ab der Unterseite des Zylinderkopfs 22 beträgt 2,5 mm.
n.L'. DUm IIülvI. Dipl. Imu. MaiilYod Siiyi-T. l'iitcnuiiiv.iltc. Cnsiniiistr. 81, D-8 München 81
Bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung der Verbrennungskammer nach der ersten bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Kolben in dem Zylinder 28 während des Kompressionshubes des Motors nach oben und erreicht seine obere Totlage.
Die Luftströmung in der Nähe der oberen Totlage wird im folgenden erläutert. Wie Figur 7 zeigt, tritt ein starker Spritzstrahl K von dem Umfang bzw. aus der Umfangsrichtung der Verbrennungskammer 32 in Richtung auf deren Innenraum auf. Da der Spritzstrahl K zu einer Konzentration in Richtung auf die Mitte der Verbrennungskammer 32 tendiert, entsteht in der Mitte ein hoher Druckbereich G. Der Spritzstrahl K, der sich nach Auftreffen auf den hohen Druckbereich G nach unten bewegt, wird durch die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 und die Führungswand 34 geführt bzw. gelenkt und erzeugt eine kreisende Vertikalströmung K, in der ersten Verbrennungskammer 44. Gleichzeitig steigt der Druck in dem hohen Druckbereich G höher an als der Druck in dem unliegenden Bereich der Verbrennungskammer und bildet einen quasi-hohen Druckbereich G1. Folglich bewegt sich die Strömung des Spritzstrahls K zur zweiten Verbrennungskammer 48 zwischen der kreisenden Vertikalströmung K, und dem hohen Druckbereich G nach unten und wird durch den quasi-hohen Druckbereich G1 nach außen zu dem Umfangswandbereich der Verbrennungskammer 32 gedrängt, um dort schließlich die in Figur 7 gezeigte kreisende Vertikalströmung K„ zu bilden. Auf diese Weise werden die kreisenden Vertikalströmungen K. und K„ durch den Spritzstrahl K gebildet.
Dip! Ins·. OUn I liiucl. I )ipl.-Inil. Manfred Säivr. 1':ιΐι.·ηΐ;ιη\\iilu·. ( oMinaslr. 81. D-8 München Xl
- yi - - Λ.0-.
Darüber hinaus werden in der Verbrennungskammer 32 zusätzlich zu dem Spritzstrahl K und den kreisenden Vertikalströmungen K, und K„ Wirbel S, und S_ erzeugt, und diese Luftströmungen werden vermischt, derart, daß sich die Verbrennungskammer 32 mit verdichteter Luft füllt.
Wenn bei den wie vorstehend beschrieben in der Verbrennungskammer 32 vorherrschenden Luftverhältnissen Kraftstoff über die Einspritzdüse 26 in die Verbrennungskammer 32 eingespritzt wird, wobei sich der Kolben 30 in der Nähe der oberen Totlage befindet, trifft ein Haupstrom A, des eingespritzten Kraftstoffs gegen den von dem Kantenbereich 42 bis zur zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 reichenden Bereich. Danach bewegt sich der Hauptstrom des eingespritzten Kraftstoffs an der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 38 entlang nach unten, weicht an dem Kantenbereich 42 von der unteren Seitenwand 4 8a der zweiten Verbrennungskammer 48 ab, strömt als Kraftstoff strom B, - wie in Figur 8(a) gezeigt - an der kreisenden Vertikalströmung K„ entlang und vermischt sich schließlich mit der verdichteten Luft in der zweiten Verbrennungskammer 48.
Zwischen dem Kraftstoffstrom B, und der unteren Seitenwand 48a der zweiten Verbrennungskammer 48 wird eine Luftschicht E.. gebildet, die verhindert, daß der Kraftstoffstrom B1 durch die untere Seitenwand 48a gekühlt wird, und die dafür sorgt, daß der Kraftstoffstrom B, von einer ausreichenden Menge an Luft umgeben ist, mit der Luft vermischt wird und schließlich verbrennt .
|)πι|.-Ir:·. Olio I Ιϋ'.:·.Ί. Dipl -Ins!. M.mlVcl SlW...-:. IVn .mi;im\OIil·. Cnsinvistr. Xl. D-H München Xl
- Zfc -
• 24'
Ein Teil des durch die zweite Rückschleuderwand 38 zurückgeschleuderten Kraftstoffs steigt an der ersten und zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 und 38 nach oben - wie in Figur 8(a) gezeigt - und erzeugt einen Kraftstoffstrom C, , der durch die Luftströmung der kreisenden Vertikalströmung K, in der ersten Verbrennungskammer 44 ebenfalls voll mit Luft vermischt wird, so daß der Kraftstoff in dem Kraftstoff strom C, verbrennt.
In einer gegeüber der oberen Totlage leicht gesenkten Lage des Kolbens 30, wie in Figur 8(b) gezeigt, trifft ein Hauptstrom A_ des über die Einspritzdüse 26 eingesprizten Kraftstoffs hauptsächlich auf den Bereich, der sich von der zweiten Rückschleuderwand 38 zur zweiten Verbindung 52 (gebogener Bereich zwischen der zweiten Rückschleuderwand 38 und ersten Rückschleuderwand 36) erstreckt. Der durch die zweite Rückschleuderwand 38 zurückgeschleuderte Hauptstrom des Kraftstoffs strömt über den hohen Druckbereich G in Richtung B„ in der Figur in Richtung auf die Mitte der zweiten Verbrennungskammer 48.
Damit befindet sich der Kraftstoffstrom B„ weiter oben als der im Zusammenhang mit Figur 8(a) erläuterte Kraftstoffstrom B,, wodurch zwischen den beiden Kraftstoffströmen B1 und B_ eine Luftschicht E9 gebildet wird.
In der zweiten Verbrennungskammer 48 entstehen somit von dem Boden 32b der Verbrennungskammer 32 bis in Richtung auf den Öffnungsrandbereich 33 der Reihe nach die Luftschicht E,, der Kraftstoffstrom B,, die Luftschicht E„ und der Kraftstoffstrom B_, und es erfolgt
iiy.OUo I lur.ol. P i-1-Ιιιμ. Μ,ιηΙϊαΙ Su-JiT. l\tuiu.uv.\:iltc. <'<>>imaslr. Sl, I)-S München «SI
eine gründliche Vermischung von Luft und Kraftstoff zusammen mit dem Wirbel S„ und der kreisenden Vertikalströmung K2, wodurch der Kraftstoff schließlich verbrennt.
Zum anderen bewegt sich der durch die erste Rückschleuderwand 3 6 zurückgeschleuderte Hauptstrom A_ des Kraftstoffs als Kraftstoff strom C? in der Figur über den hohen Druckbereich G in Richtung auf die Mitte der ersten Verbrennungskammer 44, wird mit Luft vermischt und verbrennt.
Es findet also sowohl in der ersten Verbrennungskammer 44 als auch in der zweiten Verbrennungskammer 48 eine gründliche Vermischung zwischen Kraftstoff und Luft statt. Kraftstoff oder Flammen, die sich aus der Verbrennungskammer 32 heraus in Richtung auf den Raum zwischen dem oberen Bereich 30a des Kolbens 30 und dem Zylinderkopf 22 bewegen, werden durch die Führungswand 34 nach oben in Richtung auf den Bereich oberhalb der Verbrennungskammer 3 2 gelenkt.
Während sich der Kolben 30 weiter nach unten bewegt, wie in Figur 8(c) gezeigt, trifft ein Hauptstrom A-des über die Einspritzdüse 26 eingespritzten Kraftstoffs hauptsächlich gegen den Bereich, der sich von der ersten Rückschleuderwand 36 zur ersten Verbindung 50 zwischen der Rückschleuderwand 36 und der Führungswand 34 erstreckt, woraufhin der durch die erste Rückschleuderwand 36 zurückgeschleuderte Hauptstrom des Kraftstoffs über den quasi-hohen Druckbereich G1 in Richtung auf einen oberen mittleren Bereich der zweiten Verbrennungskammer 48 strömt, wie das bei Position B3 in der Figur dargestellt ist. Dieser Kraftstoff-
l)ipl.-lii;j nun 1 lüüel. Dipl. Ing. Minified Säger. I'ulenUmuiilk·. C'nviniiistr. 81. D-8 München Sl
strom B3 bewegt sich weiter nach oben als der im Zusammenhang mit Figur 8(b) erläuterte KraftstoffStrom B„ und bewirkt somit, daß zwischen sich ihm und dem Kraftstoffstrom B_ eine Luftschicht E3 entsteht. Somit werden in der zweiten Verbrennungskammer 48 beginnend am Boden 32b der Verbrennungskammer 32 bis in Richtung auf den Öffnungsrandbereich 33 der Reihe nach die Luftschicht E,, der Kraftstoffstrom B,, die Luftschicht E_, der Kraftstoffstrom B„, die Luftschicht E- und der Kraftstoffstrom B- gebildet, und es erfolgt eine extrem gut Vermischung zwischen Luft und Kraftstoff zusammen mit den Luftströmungen der kreisenden Vertikalströmung K„ und dem Wirbel S?, wodurch die Konzentration des bei der Verbrennung entstehenden und nach draußen abgeleiteten Qualms verringert werden kann.
Zum anderen strömt der in Richtung auf die Führungswand 34 zurückgeschleuderte Kraftstoff an der Führungswand 34 entlang in die Richtung von C- in der Figur hin zu dem Bereich über der Verbrennungskammer 32. Der Kraftstoff strom C-. vermischt sich mit der zwischen dem Kolben 30 und dem Zylinderkopf 22 vorhandenen Luft und verbrennt.
Die folgende Beschreibung gilt für den Fall, in welchem sich die Menge des verströmten Kraftstoffs (Verströmungszeit) mit dem Lastwechsel ändert, und zwar jeweils im Zusammenhang mit niedrigem, mittlerem und hohen Lastzustand. ,
Zunächst wird auf den niedrigen Lastzustand bezug genommen, in welchem Kraftstoff bei dem in Figur 8(a) gezeigten Zustand über die Einspritzdüse 26 eingespritzt wird und der Einspritzvorgang vor Übergang in
Dipl. Im·. Olio I lupe!. Dipl.-Im·. Μ;ιιιΙϊι.·ιΙ SUKdVP-IIfIiIiUiWiIIi,-. ( ομπι;ιΜι·. HI. D-K München Sl
- 31 -
den Zustand gemäß Figur 8(a) beendet ist, wobei der Kraftstoffstrahl aufgrund der vorhandenen Luftschicht E, zwischen der unteren Seitenwand 48a der zweiten Verbrennungskammer 48 und dem Kraftstoffstrom B. und aufgrund der kreisenden Vertikalströmung K„ und des Wirbels S„ in der zweiten Verbrennungskammer 48 voll mit Luft vermischt und in der Verbrennungskammer 32 verbrannt wird.
Im mittleren Lastzustand, in dem Kraftstoff von dem in Figur 8(a) gezeigten Zustand bis zu dem in Figur 8(b) gezeigten Zustand verströmt wird und die Verströmung vor Eintreten in den Zustand gemäß Figur 8(c) beendet ist, werden in der zweiten Verbrennungskammer 48 die Luftschicht E, , der Kraftstoff strom B, , die Luftschicht E_ und der Kraftstoffstrom B2 gebildet, und in der ersten Verbrennungskammer 44 strömt der Kraftstoffstrom C? in Richtung auf die Mitte dieser Kammer, so daß die Mischung durch die Wirkung der kreisenden Vertikalströmungen K, , K„ und der Wirbel S, , S? über die gesamte Verbrennungskammer 32 hinweg erfolgt und die Luft in der Kammer 32 voll genutzt wird.
Im hohen Lastzustand, in welchem Kraftstoff ab der Kolbenlage gemäß Figur 8(a) bis zu jener gemäß Figur 8(c) verströmt wird, werden in der ersten Verbrennungskammer 44 Kraftstoffströme C,, C2 und C3 gebildet, während in der zweiten Verbrennungskammer 48 die Luftschicht E,, der Hauptkraftstoffstrom B,, die Luftschicht E2, der Kraftstoffstrom B3, die Luftschicht E- und der Kraftstoff strom B-. gebildet werden und die vollständige Vermischung und Verbrennung von Kraft-
3530066
Din' !"-■ ()'i" I Hi;·'-']. I >:;*!. hin. M.mired Siii'cr. I'.iknkinw i!k\ Ciisiniinlr. 81. I)-S München Xl
- si -
•J5·.
stoff und Luft unter Zusammenwirkung den kreisenden Vertikalströmungen K, , K^ und den Wirbeln S, , S« in der Verbrennungskammer 32 stattfindet.
Bei einer Verbrennungskammer gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird verhindert, daß der Kraftstoff im niedrigen Lastbetrieb des Motors an der Seitenwand der Verbrennungskammer 32 und insbesondere an der unteren Seitenwand 48a der zweiten Verbrennungskammer 48 haften bleibt und dort abkühlt. Es besteht auch keine Gefahr, daß sich der Kraftstoff im unteren Bereich der zweiten Verbrennungskammer 48 konzentriert und dadurch einen Bereich mit Überkonzentration bildet. Deshalb kann bei dieser Ausbildung eine Qualmbildung verhindert werden. Außerdem wird auch die Konzentration des abgeleiteten Qualms reduziert, da nämlich der nach oben strömende Kraftstoff oder sich nach oben bewegende Flammen durch die Führungswand 34 an einem direkten Eintreten in die Kühlzone Q gehindert werden.
Im hohen Lastbetrieb des Motors werden Flammen oder Kraftstoff entlang der Führungswand 34 zu dem Raum oberhalb der Verbrennungskammer 32 geleitet und gelangen nicht direkt zur Kühlzone Q, was bedeutet, daß sie durch die Kühlzone Q nicht gekühlt werden. Somit kann die Ansaugluft effektiv für den Ausgleich bzw. die Ergänzung fehlender Luft genutzt werden.
Aufgrund der vorhandenen ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 und des Kantenbereichs 42 wird der eingespritzte Kraftstoff über die gesamte Verbrennungskammer 32 verteilt bzw. verströmt, ohne sich im unteren Bereich der Kammer zu konzentrieren. Deshalb kann die
|)i|i| !iis: Oiiu 1 IülvI. Dipl. In«. ΜμιιΓκιΙ Süjkt. l'm-./nüim'. .ilk·. ( usiiruiMr. SI. I)-S ΜϊιικΊκ-η Sl
vorspringende Länge der Einspritzdüse 26 ab der Unterseite des Zylinderkopfs 22 kurz bemessen werden, und das vordere Ende der Düse 26 wird keinen erhöhten Temperaturen ausgesetzt.
Darüber hinaus ist der Öffnungsrandbereich 33 der Verbrennungskammer 32 bei dieser Ausführungsform, wie in Figur 5 gezeigt, bogenförmig mit einem Radius R. ausgebildet. Auch die erste Verbindung 50 weist eine Bogenform mit einem Radius R„ auf, und beide Radien R, und R- betragen 0,5 mm. Damit ist die Gefahr einer Rißbildung in dem Öffnungsrandbereich 33 und der Verbindung 50 aufgrund der erhöhten Temperatur in der Verbrennungskammer 32 ausgeschaltet.
Die vorliegende Erfindung wurde im Zusammenhang mit einer Reihe von Dieselmotoren mit Direkteinspritzung getestet, deren Hubraum in einem Bereich von 400 cc bis 500 cc pro Zylinder und deren Verdichtungsverhältnis in einem Bereich der Werte 18 bis 19 lag. Im Verlauf dieser Test wurden die Winkel (L und f , die Krümmungsradien R, und R_, der Durchmesser D. des oberen Öffnungsrandbereichs 33 der ersten Verbrennungskammer 44, der maximale Durchmesser D„ der ersten Verbrennungskammer 44, der Durchmesser des Kantenbereichs 42, der maximale Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48, der Durchmesser B des Kolbens 30, die Höhe H der Verbrennungskammer 32 und die Entfernung r zwischen der zentralen Lage der Verbrennungskammer 32 und jener der Einspritzdüse 26 verschiedentlich geändert. Die Motordrehzahl und die Abgaskonzentration wurden bei diesen Versuchen auf einem konstanten Wert gehalten, und unter diesen Bedingungen wurde die Ausgangs-
Dip! Ins.: (Min 1 lüticl. l.lipl -Ine. Munlrod Siii/or. I';iu-m.u!v, .ill·.:. ( nsiinasir. Sl. I)-H München 81
leistung jeweils für jede Größe gemessen. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse ermittelt.
In den Figuren 9 bis 14 ist das Verhältnis jedes gemessenen Werts zu dem maximalen Wert in dem Meßergebnis als Leistungsverhältnis für jeden Parameter gezeigt, das heißt es ist für jeden Parameter das Verhältnis zur Maximalleistung angegeben.
Erfahrungsgemäß ist ein Leistungsabfall im Motorbetrieb bei Leistungen von nicht weniger als 95% ohne großen Einfluß. Es wurden daher die Leistungen im Bereich von 95% bis 100% gewählt, um das Leistungsverhältnis zum maximalen Leistungswert für jeden Parameter zum Ausdruck zu bringen.
Es folgt eine gesonderte Erläuterung für jeden einzelnen Parameter unter Bezugnahme auf die Figuren 9 bis 14.
Was den Winkel 00 zwischen der zentralen Achse /o der Verbrennungskammer 32 und der Führungswand 34 betrifft, so kann eine maximale Leistung bei 30° = CO = 40° erreicht werden, und 95% bis 100% der maximalen Leistung können bei 15° = Ch = 50° erreicht werden, wie das in Figur 9 gezeigt ist. Wenn der Wert Qh zu groß bemessen wird, wird der obere Öffnungsrandbereich 33 der ersten Verbrennungskammer 44 zu scharfkantig und damit schlechter in der Wärmebeständigkeit, während bei einem kleineren Wert als 15% das Leistungsverhältnis niedriger als 95% werden würde. Damit sind diese beiden Werte nicht erstrebenswert. Laut Testergebnis beträgt der geeignete Wert 15° = JL/ = 45°.
Dipl.-Iiii;; (Inn I ΙιπνΊ Dipl.-Ini:. Μ.ϊηΓινιΙ Siii·.!. f',il-..-ιτ. .u ι\·. ;t I to. Cosinuisir. Xl. I)-S München 81
Was den Winkel /■ zwischen der zentralen Achse /o der Verbrennungskammer 32 und der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 36 betrifft, so kann eine maximale Leistung bei /-' = 30° erzielt werden, und 95% bis 100% der maximalen Leistung lassen sich bei 15° = /J - 45°, nämlich dem bevorzugten Winkelbereich erzielen, wie das in Figur 10 gezeigt ist.
Betreffend die Relation zwischen dem Verhältnis (D./B) des maximalen Durchmessers D. der zweiten Verbrennungskammer 4 8 gegenüber dem Außendurchmesser B des Kolbens und dem Leistungsverhältnis, so kann eine maximale Leistung erreicht werden bei (D./B) von 0,55. 95% bis 100% der maximalen Leistung werden erreicht bei 0,4 - (D./B) = 0,6, wie das in Figur 11 gezeigt ist. Deshalb gilt der Bereich von 0,4 = (D./B) =0,6 als der geeignete Bereich.
Was die Relation zwischen dem. Verhältnis (H/D.) der Tiefe H der Verbrennungskammer 32 gegenüber dem maximalen Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 48 und dem Leistungsverhältnis anbelangt, so wird eine maximale Leistung bei (H/D.) von 0,38 erreicht, und 95% bis 100% der maximalen Leistung werden bei 0,3 (H/D.) = 0,5 erreicht, wie das in Figur 12 gezeigt ist. Deshalb gilt der Bereich von 0,3 = (H/D.) =0,5 als der geeignete Bereich.
Bezüglich der Relation der Entfernung r zwischen einer zentralen Lage der Verbrennungskammer 32 und jener der Einspritzdüse 26 zum Leistungsverhältnis ist aus Figur 13 ersichtlich, daß 95% bis 100% der Maximalleistung bei r = 2,55 mm bei 2.500 U/min erreicht werden, was in dem normalen Drehzahlbereich des Motors liegt.
3530066
Ι)ίρ!.-Ιημ. Olio 1 IiKv1.. Dipi.-tns: M;inliod S;ii-vr. i'ateiiUinv.ilte. (nsinuistr. Xl. I)-X München fit
Deshalb gilt der Bereich von r = 2,5 mm als der geeignete Bereich.
Im Hinblick auf die Erwägung und Bemessung der vorspringenden Länge £ der Einspritzdüse 26 ab der Unterseite des Zylinderkopfs 22 wurde die Relation zwischen der vorspringenden Länge S der Düse und des Dusensitzbereichs untersucht. Dabei wurden die in Figur 14 aufgezeigten Ergebnisse ermittelt.
Um einen nachteiligen Einfluß von Wärme auf die Einspritzdüse 26 zu vermeiden, ist es allgemein erforderlich, die Temperatur des Dusensitzbereichs nicht höher als 2000C zu bemessen. Daraus ergibt sich S ^ 3,5 mm, wie das in Figur 14 gezeigt ist. Wenn die vorspringende Länge der Düse annähernd Null beträgt, muß der Wert <5 - 2,00 mm betragen, um Störungen wie zum Beispiel direktes Anhaften von Kraftstoff an der unteren Wandfläche des Zylinderkopfs 22 zu vermeiden. Wenn dies berücksichtigt wird, so gilt der Bereich von 2,0 mm = & = 3,5 mm als der geeignete Bereich.
Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß bei einer Bemessung der vorspringenden Länge S der Einspritzdüse 2 6 auf einen Bereich von 2,0 mm = £ = 3,5 mm die im Zusammenhang mit den Figuren 8(a) bis 8(c) beschriebenen Funktionen erreicht werden. Die Versuche haben auch bestätigt, daß die folgenden Bereiche der Werte R, und R„ geeignet sind, nämlich 0,3 mm = R, =1,0 mm, 0,3 mm = R~ = 1,00 mm.
Da die Seitenwand 32a der Verbrennungskammer 32 bei dieser Ausführungsform als geometrischer Drehkörper ausgebildet ist, kann die Verbrennungskammer durch die
Dipi. I Μ'.'.. Oil" I Ιϊικ-.-Ι. Dipl.-hi}!. Μ;ιιιΓη:ι! Ν:ύνΐ. l'.iiom.niwiilk·. Cnsini.islr. 81. I)-S München 81
rotierende Bewegung eines Rotationschneidegerats 90 zusammen mit der Drehung um die zentrale Achse/Co der Verbrennungskammer extrem einfach fertigbearbeitet werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 16 bis 21 beschrieben. Dabei sind Teile und Elemente, die mit jenen der ersten bevorzugten Ausführungsform identisch sind, mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und nicht mehr im einzelnen erläutert.
Wie in der ersten Ausführungsform ist der im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendete Dieselmotor klein und kompakt gebaut und für einen Hubraum von 300 cc bis 800 cc pro Zylinder ausgelegt.
Wie Figur 16 zeigt, ist im oberen Bereich eines Kolbens 60 eine Verbrennungskammer 62 ausgebildet, die sich zur Oberseite 60a des Kolbens hin öffnet. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 63, nachfolgend kurz Einspritzdüse genannt, ist in der Nähe der zentralen Achse Zo der Verbrennungskammer 62 angeordnet. Die Verbrennungskammer 62 weist eine aus vier Seitenwandbereichen gebildete Seitenwand auf, wobei die Seitenwandbereiche in gleicher Anzahl vorhanden sind wie die Einspritzöffnungen (vier bei dieser Ausführungsform) der Einspritzdüse 63. Im einzelnen weist die Seitenwand der Verbrennungskammer 62 erste und zweite Wandbereich= 62a und 62a1 auf, die bei jeweils 90° in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die ersten und zweiten Wandbereiche 62a und 62a1 weisen eine längliche Querschnittsprofilform auf, die im wesentlichen gleich ist
Dipl.-ΐημ. OUo I liieel. Dipl. Ιπΐ'.. Manfred Sauer. Γ;ιΐ·.-ιιΐ;ιιι«.ϋι·.·. (osüiuislr. Xl. I)-S München Xl
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mit jener der Seitenwand 32a der Verbrennungskammer 32 in der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Der erste Seitenwandbereich 62a enthält einen ersten Führungswandbereich 64, dessen Innendurchmesser ab einem Öffnungsrandbereich 61 des oberen Bereichs 60a des Kolbens nach unten größer wird, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 66, die unterhalb der ersten Führungswand 64 über eine erste Verbindung 80 angeschlossen und derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, und eine rechteckförmige zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 68, die unterhalb der ersten Rückschleuderwand 66 über eine zweite Verbindung 82 angeschlossen und etwa parallel zur zentralen Achse,Co ausgebildet ist.
Die erste Führungswand 64 und die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 weisen eine Form auf, die einem Teil der Seitenfläche eines Kegelstumpfs entspricht. Die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 weist dagegen die Form eines Teils einer Seitenfläche einer Säule auf.
Der erste Seitenwandbereich 62a ist darüber hinaus mit einer ersten unteren Seitenwand 78a ausgebildet, die unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 angeschlossen ist und einen bogenförmigen bzw. gekrümmten oberen Bereich mit einem Radius R aufweist. Ein Kantenbereich 72 ist an der Verbindungs- bzw. Übergangsstelle zwischen der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 und der ersten unteren Seitenwand 78a ausgebildet.
Ι)ΐ|Ί. litiJ. Olln I ΗΊ;!·.·Ι. Ι>;ρΙ.·Ιπμ. M.-ml'tvd S;isior. Ι'.ιΙ'.ΊΐΙϋΐη'.ϋΙι·.·. < Osiiii;islr. Hl. I)-X München 81
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Der an den ersten Seitenwandbereich 62a anschließende zweite Seitenwandbereich 62a' enthält ähnlich wie der erste Seitenwandbereich 62a eine zweite Führungswand 65, dessen Innendurchmesser ab einem Öffnungsrandbereich 61' des oberen Bereichs 60a des Kolbens 60 nach unten größer wird, eine dritte Kraftstoff-Rückschleuderwand 66', die unterhalb der zweiten Führungswand 65 über eine dritte Verbindung 80* angeschlossen und derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, und eine rechteckförmige vierte Kraftstoff-Rückschleuderwand 68', die unterhalb der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' über eine vierte Verbindung 82' angeschlossen und etwa parallel zur zentralen Achse/o ausgebildet ist.
Die zweite Führungswand 65 und die dritte Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' weisen eine Form auf, die einem Teil einer Seitenfläche eines Kegelstumpfs entspricht. Die vierte Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' hat dagegen eine Form, die einem Teil einer Seitenfläche einer Säule entspricht.
Der zweite Seitenwandbereich 62a1 zeigt darüber hinaus eine zweite untere Seitenwand 78a', die unterhalb der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' angeschlossen und im oberen Bereich bogenförmig bzw. gekrümmt mit einem Radius R1 ausgebildet ist. Ein Kantenbereich 72' ist an der Verbindungs- bzw. Übergangsstelle zwischen der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' und der zweiten unteren Seitenwand 78a' ausgebildet.
Dipl.-Ins: linn Hiisvl. Dipl. I'il\ \bnh .'d Siiger. 1';ιΐ-..·ηΐ;ιιη\.Ί1ιο. ('o-.ini;istr. Xl. D-S München Xl
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Eine erste Verbrennungskammer 74 ist gebildet aus der ersten Führungswand 64, der ersten Verbindung 80, der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66, der zweiten Verbindung 82, der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68, der zweiten Führungswand 65, der dritten Verbindung 80', der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66', der vierten Verbindung 82' und der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68'. Eine zweite Verbrennungskammer 78 ist gebildet durch die diese umschließende erste untere Seitenwand 78a, zweite untere Seitenwand 78a1 und den Boden 62b.
In den ersten und zweiten Seitenwandbereichen 62a, und 62a1 ist der Radius (Entfernung von der zentralen Achse o) des Öffnungsrandbereichs 61 des oberen Bereichs 60a des Kolbens 60 jeweils gleich groß, und der Durchmesser D, wird jeweils durch diese Radien gebildet. Ebenso ist auch der Radius (Innendurchmesser) der ersten Verbindung 80 gleich groß wie der Radius der dritten Verbindung 80', und der Durchmesser D wird durch diese Radien gebildet. Auch die Radien (Innendurchmesser) der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 und der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' sind gleich groß, und der Durchmesser D- wird durch diese Radien gebildet. Ferner sind der maximale Radius der ersten unteren Seitenwand 78a und jener der zweiten unteren Seitenwand 78a1 gleich groß, und der Durchmesser wird durch diese Radien gebildet.
Der Winkel /j, zwischen der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 des ersten Seitenwandbereichs 62a und der zentralen Achse /o ist annähernd gleich groß wie der Winkel ß~ zwischen der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' des zweiten Seitenwandbereichs 62a' und der zentralen Achse Xo. Die Tiefe h, von dem obe-
Π>|ΐΙ.·Ιημ. Olio I lüucl. Dipl.-livj. M.inlVcd S'Avcr. l'iiiciit.inwiillo. Cosinmtr. Xl, I)-S München Sl
ren Bereich 60a der Verbrennungskammer 62 bis zum Kantenbereich 72 des ersten Seitenwandbereichs 62a ist kleiner als die Tiefe h_ von dem oberen Bereich 60a zu dem Kantenbereich 72' des zweiten Seitenwandbereichs 62a'. Die Höhe h-. von der Oberkante (erste Verbindung 80) der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 des ersten Seitenwandbereichs 62a bis zur Unterkante (Kantenbereich 72) der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 ist gleich groß wie die Höhe von der Oberkante (dritte Verbindung 80") der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' des zweiten Seitenwandbereichs 62a1 bis zur Unterkante (Kantenbereich 72') der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68'. Die Länge (Höhe) der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 des ersten Seitenwandbereichs 62a und jene der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68' des zweiten Seitenwandbereichs 62a1 sind auf das gleiche Maß (Höhe) h. bemessen. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Verbindung zwischen dem Kantenbereich 72 des ersten Seitenwandbereichs 62a und dem Kantenbereich 72' des zweiten Seitenwandbereichs 62a' ist mit unterschiedlicher Höhe Ah bemessen, wie das in Figur 17 gezeigt ist.
Die Einspritzdüse 63 ist an dem Zylinderkopf 22 befestigt, und die Einspritzöffnungen sind so ausgebildet, daß der Kraftstoff in bezug auf die zentrale Achse /o in Winkeln von Θ, und Θ- eingespritzt wird. Figur 18 zeigt die Relation der Einspritzdüse 63 in bezug auf ϊ die Linie "n", die die Kantenbereich 72 und 72' in Umfangsrichtung verbindet. Wie diese Figur zeigt, ist die Einspritzdüse 63 derart angeordnet, daß der durch die Düse 63 eingespritzte Kraftstoffstrahl gegen die zweite und dritte Kraftstoff-Rückschleuder-
Dipl.-Inc. nun I liigcl. Dipl.-Ins:. Nhinlicil Sägor. l'alonlanu.'ilte. C Dsiniaslr. 81, D-H München 81
wand 68 und 68' trifft, die sich etwas oberhalb des Kantenbereichs 72 und 72' in der Nähe der oberen Totlage des Kolbens befinden.
Der Durchmesser B des Kolbens 60, der Durchmesser D, der oberen Öffnungsrandbereich 61 und 61' der ersten Verbrennungskammer 74, der maximale Durchmesser D„ der ersten Verbrennungskammer 74, der Durchmesser D, der Kantenbereiche 72 und 72', der maximale Durchmesser D. der zweiten Verbrennungskammer 78, die Tiefe H der Verbrennungskammer 62, die Tiefe h, des Kantenbereichs 72 des ersten Seitenwandbereichs 62a, die Tiefe h„ des Kantenbereichs 72' des zweiten Seitenwandbereichs 62a', die Höhe h_ als Gesamthöhe sowohl der ersten als auch zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 und 68 und die Höhe h. der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 stehen in folgender Relation zueinander:
D4/B = 0,50, D3A)4 = 0,90,
D2/D4 = 0,95, D1ZD4 = 0,85,
H/D4 = 0,40, h1/D4 = 0,40,
h_/D4 = 0,60, h3/D4 = 0,15,
h./OA = 0,075.
Der Einspritzwinkel Θ, der Einspritzdüse 63 in Richtung auf den ersten Seitenwandbereich 62a relativ zur zentralen Achse/o, der Einspritzwinkel θ_ in Richtung auf den zweiten Seitenwandbereich 62a1, der Winkel/-, zwischen der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 und der zentralen Achse ^o und der Winkel /? zwischen der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' und der zentralen Achse ίο sind wie folgt:
Θ1 = 75°' Θ2 = 65°' Λ = 50°' Λ = 50
Dipl.-lns!. Olio 1 li'iucl. Dipl.-Ιημ. M.inlVed S;iiv.-i. 1*-ι(·.-ΐΗ.ιιι\\:ili-_·. ("o^iiiiasir. 81, I)-S München 81
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Wenn sich der Kolben 60 bei dieser Ausführungsform in dem Zylinder 28 nach oben bewegt und seine obere Totlage erreicht oder annähernd erreicht, wird ein starker Spritzstrahl K und K1 aus der Umfangsrichtung der Verbrennungskammer 62 in Richtung auf den Innenraum der Kammer 62 erzeugt, wie das in Figur 19 gezeigt ist.
Der Spritzstrahl K und K1 tendiert zur Konzentration in Richtung auf den mittleren Bereich der Verbrennungskammer 62, und es wir ein hoher Druckbereich G in diesem zentralen Bereich der Verbrennungskammer gebildet. Der sich nach unten bewegende Spritzstrahl K wird nach Auftreffen auf den hohen Druckbereich G durch die erste und dritte Kraftstoff-Rückschleuderwand 66, 66' und die erste und zweite Führungswand 64, 65 gelenkt und erzeugt eine kreisende Vertikalströmung K, und K ' in der ersten Verbrennungskammer 74. Der Druck in dem hohen Druckbreich G wird auch höher als der Druck in der umliegenden Bereichen der Verbrennungskammer und bildet einen quasi-hohen Druckbereich G1. Deshalb bewegt sich der Hauptstrom des Spritzstrahls K zwischen den kreisenden Vertikalströmungen K, , K, ' und dem hohen Druckbereich G nach unten und wird nach außen an den Umfangswandbereich der Verbrennungskammer 62 gedrängt und bildet kreisende Vertikalströmungen K„ und K„' wie sind in Figur 19 gezeigt sind.
Zusätzlich zu dem Spritzstrahl K, K1 und den kreisenden Vertikalströmungen K., K,', K„, K„' werden die in Figur 19 gezeigten Wirbel S, und S„ in der Verbrennungskammer 62 gebildet. Diese Luftströmungen werden vermischt, so daß sich die Verbrennungskammer 62 mit
Dipl.-Ims:. Ollu I tüs:ol. Dipl.-In«. NhnilYed Siitvr. l';ik'iH;inv.:i!l·-·. Cosim;istr. 81. I)-R München SI
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verdichteter Luft füllt.
Im hohen Lastzustand (bei langer Einspritzdauer) des Motors wird der Kraftstoff zu Beginn durch die Einspritzdüse 63 in die Verbrennungskammer 62, in der der vorstehend beschriebene Zustand vorherrscht, eingespritzt und trifft gegen die Umfangswand der Verbrennungskammer 62 wie in Figur 20(a) gezeigt. Der Kolben 60 beginnt sich nach unten zu bewegen, und der in der Verbrennungskammer vorherrschende Zustand geht über in den in Figur 20(b) gezeigten Zustand. Die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse 63 ist beendet, wenn der in Figur 20(c) gezeigte Zustand erreicht ist.
Wie Figur 20(a) zeigt, trifft der eingespritzte Kraftstoff zu Beginn der Einspritzung zuerst gegen die Umfangswand der Verbrennungskammer 62, wobei ein Hauptstrom A, des eingespritzten Kraftstoffs gegen den Bereich trifft, der von dem Kantenbereich 72 bis zur zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 reicht. Der Hauptstrom des eingespritzten Kraftstoffs, der gegen die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 traf, bewegt sich an der zweiten Rückschleuderwand 68 entlang nach unten, weicht dann an dem Kantenbereich 72 von der ersten unteren Seitenwand 78a der zweiten Verbrennungskammer 78 ab und bildet einen Kraftstoffstrom B,, der über die verdichtete Luft durch die kreisende Vertikalströmung Ky in Richtung auf den zentralen Bereich in der zweiten Verbrennungskammer 78 bewegt wird. Ferner wird zwischen dem Kraftstoff strom B, und der ersten unteren Seitenwand 78a der zweiten Verbrennungskammer 78 eine durch den Kraftstoffstrom B, definierte bzw. abgegrenzte Luftschicht E, gebildet.
Dip! Inü. nun I iiiiiol. Dipl. lim. Μ;ιιιίκ'<1 Siiyor l'.ik'iihiiiwiilii.·. ( oMivustr. 81. D-8 Mündion SI
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Ein Teil des durch die zweite Rückschleuderwand 68 zurückgeschleuderten Kraftstoffs wird zu einem Kraftstoff strom C,, der sich in der ersten Verbrennungskammer 74, wie in Figur 20(a) gezeigt, nach oben bewegt und durch die kreisende Vertikalströmung K, nach oben gelenkt bzw. mitgenommen wird.
Was den zweiten Seitenwandbereich 62a1 betrifft, so wird auch hier der Kraftstoff in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit dem ersten Seitenwandbereich 62a zurückgeschleudert und verströmt. Wie Figur 20(a) zeigt, wird ein durch die Düse 63 eingespritzter Hauptstrom bzw. Hauptstrahl A ' des Kraftstoffs durch die vierte Rückschleuderwand 68' zurückgeschleudert, bewegt sich dann nach unten und erzeugt einen Kraftstoff strom B, ' , der sich von dem Kantenbereich 72' in Richtung auf den zentralen Bereich der zweiten Verbrennungskammer 78 bewegt, und einen Kraftstoffstrom C, ' , der sich in Richtung auf die Mitte der ersten Verbrennungskammer 7 4 bewegt, und zwischen dem Kraftstoff strom B ' und der zweiten unteren Seitenwand 78a1 wird eine Luftschicht E,1 gebildet.
Da die Kantenbereiche 72 und 72' bei der Konstruktion nach dieser Ausführungsform auf unterschiedlicher Ebe~ ne und mit unterschiedlicher Höhe Ah ausgebildet sind, gelangt der Kraftstoff strom B,', der sich zu dem zentralen Bereich der Verbrennungskammer 62 hinbewegt hat, unter den Kraftstoffstrom B,, wohingegen der Kraftstoffstrom C, durch die erste Führungswand 64 in Richtung auf die zentrale Achse £, ο bewegt. Der Kraftstoffstrom C, ' wird durch die zweite Führungswand 65 zurückgeschleudert und bewegt sich ebenfalls in Richtung auf die Achse /o. Da aber die erste Führungswand
Dipl.-Ing. OUo !Ίί'ιμοΙ. Dinl.-Ing. Manfred Säger. l'iiieiiiiinuälie.. ( osimustr. 81. I)-X München 81
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64 in einem größeren Winkel zur zentralen Achse ο angeordnet ist als die zweite Führungswand 65, befindet sich der Bereich, in dem der Kraftstoff strom C, gegen die erste Führungswand 64 trifft, über dem Bereich, in dem der Kraftstoff strom C, ' gegen die zweite Führungswand 65 trifft. Deshalb befindet sich der Kraftstoff strom C, über dem Kraftstoffstrom C ' in der ersten Verbrennungskammer 74.
Die Kraftstoffströme B,, B,1, C, und C,1 werden in der Verbrennungskammer 62 durch die Wirbel S, und S2 ,die sich um die Achse -Co herum bewegen, verteilt bzw. verströmt, wobei Luft und Kraftstoff in laminarer Form verteilt werden.
Wenn sich der Kolben 60 aus seiner oberen Totlage etwas nach unten bewegt und ein Hauptstrom A_ des durch die Düse 63 eingespritzten Kraftstoffs gegen den von der zweiten Rückschleuderwand 68 bis zur zweiten Verbindung 82 reichenden Bereich trifft, wie das in Figur 20 (b) gezeigt ist, so bewegt sich der Hauptstrom des durch die zweite Rückschleuderwand 68 zurückgeschleuderten Kraftstoffs in Richtung auf einen zentralen Bereich der zweiten Verbrennungskammer 78 und strömt in der Richtung von B„ in der Figur durch den quasi-hohen Druckbereich G1. Folglich bewegt sich der Kraftstoff strom B„ in Richtung auf die Achse /o, und zwar in einer höheren Position als der Kraftstoffstrom B,, wie das im Zusammenhang mit Figur 20(a) erläutert wurde, und es wird eine Luftschicht E„ zwischen den beiden Kraftstoffströmen B, und B„ gebildet. Auf diese Weise entstehen in der zweiten Verbrennungskammer 78 zusätzlich zu der Luftschicht E, und dem Kraftstoff strom B, , die bereits im Zusammenhang mit Fi-
Dipl.-Ιημ. Otto 1 ΙϋικΙ. h'pl.-iiu:. Μ;ιηΙϊαΙ Süüit. !'ak-nianwiilk·. f ■ i-.iiu.islf. 81. I)-S Miinclioii Xl
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* to·
gur 20(a) erläutert wurden, die Luftschicht E„ und der Kraftstoffstrom B2-
Der durch die zweite Verbindung 82 zurückgeschleuderte Kraftstoff strömt aufgrund der Einspritzenergie an der ersten Rückschleuderwand 66 entlang nach oben, trifft dann gegen den unteren Bereich der ersten Führungswand 64, wird dort zurückgeschleudert und bewegt sich über den hohen Druckbereich G in Richtung auf die zentrale Achse/o und bildet schließlich einen Kraftstoff strom
Bei der Konstruktion nach dieser Ausführungsform der Erfindung werden Kraftstoffströme B,1, B2', C,1 und Cj' auch an dem zweiten Seitenwandbereich 62a1 erzeugt, die von den Kraftstoffströmen B,, B2, C, und C2 an dem ersten Seitenwandbereich 62a in vertikaler Richtung beabstandet sind. Daneben werden in der Verbrennungskammer 62 die Wirbel S-, und S2 gebildet. Folglich werden Luft und Kraftstoff ähnlich wie im Zusammenhang mit Figur 20(a) erläutert in laminarer Form noch feiner bzw. gründlicher verteilt.
Wenn sich der Kolben 60 noch weiter nach unten bewegt und ein Hauptstrom A., des durch die Düse 63 eingespritzten Kraftstoffs hauptsächlich gegen den von der ersten Rückschleuderwand 66 bis zur ersten Verbindung 80 reichenden Bereich trifft, wie das in Figur 20(c) gezeigt ist, bewegt sich der durch die erste Rückschleuderwand 66 zurückgeschleuderte Hauptstrom des Kraftstoffs von der zweiten Verbindung 82 über den quasi-hohen Druckbereich G1 in der Richtung von B, in der Figur hin zu dem oberen zentralen Bereich der zweiten Verbrennungskammer 78, wo zwischen den Kraft-
Dinl.-liig. OtUi flügel. Dipl.-Ing. Munlrcd Säger, l'uicnliinw.'iUc. Cosinuistr. 81. D-8 München 81
stoffströmen B-. und B_ eine Luftschicht E3 gebildet wird. Deshalb entstehen in der zweiten Verbrennungskammer 78 zusätzlich zu der Luftschicht E,, dem Kraftstoff strom B,, der Luftschicht E„ und dem Kraftstoffstrom B„, die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 20 (a) und 20(b) erläutert wurden, die Luftschicht E3 und der Kraftstoffstrom B3.
Der Kraftstoffstrom C3, der gegen die erste Verbindung 80 traf, bewegt sich an der ersten Führungswand 64 entlang in Richtung auf den Zylinderbereich oberhalb der Verbrennungskammer 62, wodurch der Kraftstoffstrom C, zusammen mit den Kraftstoff strömen C, und C2, die im Zusammenhang mit den Figuren 20(a) und 20(b) erläutert wurden, gebildet wird.
Bei dieser Ausbildung werden ähnlich wie an dem ersten Seitenwandbereich 62a auch an dem zweiten Seitenwandbereich 62a1 der Verbrennungskammer 62 Kraftstoff ströme B ' , B2 1, B ', C,1, C' und C3' gebildet. Da diese Kraftstoffströme von den Kraftstoffströmen B-, B2, B-, C-, C2 und C3 an dem ersten Seitenwandbereich in vertikaler Richtung beabstandet sind, werden die jeweils betreffenden Kraftstoffströme und die Luft in der Verbrennungskammer 62 in laminarer Form durch die Wirbel S. und S2 extrem genau verteilt bzw. verströmt .
Im mittleren Lastbereich des Motors beginnt die Einspritzung des Kraftstoffs durch die Düse 63 in die Verbrennungskammer 62, die - wie im Zusammenhang mit Figur 19 erläutert - mit verdichteter Luft gefüllt ist, und der Einspritzstrahl trifft gegen den ersten und zweiten Seitenwandbereich 62a und 62a', wie in Figur 20 (a) gezeigt. Danach bewegt sich der Kolben 60
Dipl.-Ing. Olio Hügel. Dipl.-Ing. Miinl'rcd Siigor. I'iiiciiumunllc. C'osiniastr. 81. D-S München 81
noch weiter nach unten, und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse 63 kann als in den Zustand von Figur (20b) übergegangen betrachtet werden. Der Betrieb in den in den Figuren 20(a) und 20(b) gezeigten Zuständen ist etwa gleich dem Betrieb in den Zuständen, die in diesen Figuren im Zusammenhang mit dem hohen Lastbereich des Motors bereits vorstehend beschrieben wurden .
Im niedrigen Lastbereich des Motors kann die Kraftstoffeinspritzung in dem Zustand als beendet angesehen werden, in dem der Kraftstoff - wie in Figur 20(a) gezeigt - gegen den ersten und zweiten Seitenwandbereich 62a und 62a1 in der mit verdichteter Luft gefüllten Verbrennungskammer trifft, wie das im Zusammenhang mit Figur 19 erläutert wurde.
Der Betrieb in dem in Figur 20(a) gezeigten Zustand entspricht etwa dem Betrieb in dem Zustand, der ebenfalls in Figur 20(a) im Zusammenhang mit hoher Motorlast dargestellt ist.
Wie anhand der Figuren 20(a), 20(b) und 20(c) beschrieben, werden bei dieser Ausführungsform Luft und Kraftstoff bei niedrigen, mittleren und hohen Lastbedingungen in laminarer Form extrem genau verteilt bzw. verströmt und durch die Wirkung des Spritzstrahls K, der kreisenden Vertikalströmungen K,, K,1, K_, K»1 und der Wirbel S, und S„ vollständig vermischt. Dadurch kann die Konzentration des abgeleiteten Qualms herabgesetzt werden.
Durch die Wirkung der Luftschichten E, und E.1 sind die Kraftstoff ströme B, und B ' ausreichend mit Luft umgeben, ohne durch die erste und zweite untere Sei-
Dipl.-In;:. OKo ! ΙΟμοΙ. Dipl.-Ins;. Manlnnl Siiucr. l'iilentanwiiltc. Cosimaslr. 81. D-S München 81
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tenwand 78a und 78a1 gekühlt zu werden. Dadurch läßt sich die Konzentration des abgeleiteten Qualms wesentlich verringern.
In dem in Figur 20(c) gezeigten Zustand werden der Kraftstoff oder die Flammen positiv nach außen in die Luft in dem Zylinderbereich über der Verbrennungskammer gedrängt, so daß die fehlende Luft während des hohen Lastbetriebs des Motors ausgeglichen bzw. ersetzt werden kann.
Der Kraftstoff oder die Flammen, die aus der Verbrennungskammer 62 in Richtung auf den Zylinderbereich austreten, werden oberhalb der Verbrennungskammer 62 durch die erste und zweite Führungswand 64 und 65 gelenkt, wodurch verhindert wird, daß der Kraftstoff oder die Flammen direkt in die Kühlzone Q gelangen. Auf diese Weise kann eine Erhöhung der Konzentration des abgeleiteten Qualms verhindert werden.
Bei der Ausbildung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung konzentriert sich der Kraftstoff, wie im Zusammenhang mit den Figuren 20(b) und 20(c) erläutert, nicht im unteren Bereich der Verbrennungskammer 62, sondern wird durch die Wirkung der ersten und dritten Rückschleuderwand 66 und 66' , deren Innendurchmesser sich nach unten verkleinert, und auch durch die Wirkung der Kantenbereiche 72 und 72' über den gesamten Innenraum der Verbrennungskammer verteilt, wodurch die vorspringende Länge £ der Einspritzdüse 63 ab dem Zylinderkopf 22 kurz bemessen werden kann und die Spitze der Düse folglich keinen erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird.
Dipl.-Ing. OUo l'ltmcl, Dipl.-Ins:. M;intV«l Siiiicr. IMum.inwiilie. C'osiniustr. 81, D-8 München Xl
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Anhand von Versuchen konnte festgestellt werden, daß sich die Leistung bei folgender Definition des Bereiches jedes vorstehend genannten numerischen Werts im Vergleich zu der Ausbildung gemäß der ersten Ausführungsform durch den gesamten normalen Drehzahlbereich hindurch (1000 U/min - 4000 U/min) um etwa 10% verbessern läßt, unter der Voraussetzung, daß die Konzentration des abgeleiteten Qualms konstant gehalten wird.
Der Hubraum pro Zylinder beträgt 400 cc bis 500 cc, und das Verdichtungsverhältnis liegt zwischen 18 und 19.
0,40 έ D4/B = 0,60,
0,30 = H/D4 = 0,50,
0,85 = D3ZD4 έ 0,95,
0,90 = D2/D4 = 1,00,
0,80 = D1ZD4 = 0,90 (wenn D1 = D3 ^ D3 = D4), 0,30 έ Yi1ZO^ ί 0,50,
0,50 = h2ZD4 = 0,70,
0,10 = h3ZD4 = 0,30,
0,03 = h4ZD4 = 0,15,
70° = G1 = 80°, 60° = Q2 = 70°,
35° = /?, = 65°, 35° =/f2 = 65°.
Dabei ist
B: Durchmesser des Kolbens 60
D,: Durchmesser des oberen Randbereichs 61 und 61' der ersten Verbrennungskammer 74
D„: Maximaler Durchmesser der ersten Verbrennungskammer 74 (Durchmesser der ersten und dritten Verbindung 80 und 80')
Dipl.-Ing. (HNi Ι-ΊϊιμοΙ. Dipl.-!η;:. Manfred Säger, I'ak'ntamOlle. ((Minastr. 81. D-S München 81
D-.: Durchmesser der Kantenbereiche 72 und 72' (Durchmesser der zweiten und vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 und 68')
D4 Maximaler Durchmesser der zweiten Verbrennungskammer 78
H: Höhe der Verbrennungskammer 62
h,: Entfernung von dem Öffnungsrandbereich 61 der Verbrennungskammer 62 zum Kantenbereich 72 des ersten Seitenwandbereichs 62a
h2: Entfernung von dem Öffnungsrandbereich 61' der Verbrennungskammer 62 zum Kantenbereich 72' des zweiten Seitenwandbereichs 62a1
h~: Gesamthöhe sowohl der ersten als auch der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 und 68 im ersten Seitenwandbereich 62a (gleich der Gesamthöhe sowohl der dritten als auch vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' und 68' im zweiten Seitenwandbereich 62a1)
h-: Höhe der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68 im ersten Seitenwandbereich 62a (gleich der Höhe der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand 68* im zweiten Seitenwandbereich 62a1)
Θ,: Einspritzwinkel in Richtung auf den ersten Seitenwandbereich 62a relativ zur zentralen Achse /o
θ_: Einspritzwinkel in Richtung auf den zweiten Seitenwandbereich 62a' relativ zur zentralen Achse λ ο
β,: Winkel zwischen der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66 des ersten Seitenwandbereichs 62a und der zentralen Achse £o
ß2: Winkel zwischen der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand 66' des zweiten Seitenwandbereichs 62a1 und der zentralen Achse /o.
Dipl.-Inu. Olio ΠϊιιίοΙ, Dipl.-Ing. MiinlVcd Säger. l\iienl;in\viilie. Cosinwslr. 81. D-S München 81
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Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Seitenwandbereich 62a und 62a1 mit unterschiedlicher Höhe ausgebildet ist, wie in Figur 17 gezeigt, kann eine Verbindung 7 0 derart ausgebildet werden, daß sie sich gleichmäßig bzw. eben an den ersten und zweiten Seitenwandbereich 62a und 62a' anschließt, wie das in Figur 21 gezeigt ist, wodurch die Wirkungsweise gegenüber der ersten bevorzugten Ausführungsform noch verbessert werden kann, ohne dabei die Strömungsgeschwindigkeit der Wirbel S, und S2 zu beeinträchtigen bzw. zu verringern.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 22 bis 26 beschrieben. Dabei sind Teile und Elemente, die identisch sind mit jenen der vorhergehenden Ausführungsformen, mit gleichen Bezugziffern versehen und nicht mehr ins Einzelne gehend erläutert.
Der Dieselmotor, der im Zusammenhang mit dieser dritten Ausführungsform verwendet wird, ist ein kleiner und kompakt gebauter Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der ähnlich wie bei der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für einen Hubraum von 300 cc bis 800 cc pro Zylinder ausgelegt ist.
Wie Figur 22 zeigt, ist eine Verbrennungskammer 102 als Vertiefung in einem oberen Bereich eines Kolbens 100 sich zum oberen Bereich (Oberfläche) 100a öffnend ausgebildet. In einem oberen Bereich einer Seitenwand 102a der Verbrennungskammer 102 ist eine Führungswand 104 ausgebildet, die in bezug auf die zentrale Achse xo der Verbrennungskammer 102 in einem Winkel von γ.
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schräg angeordnet ist, derart, daß sie in Richtung auf den Innenraum des Kolbens 100 divergiert. Unterhalb der Führungswand 104 der Seitenwand 102a der Verbrennungskammer 102 ist über eine erste Verbindung 128 ein ringförmiger Vorsprung (Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich) 106 angeschlossen, der an einem Zwischenelement in vertikaler Richtung der Innenseite der Verbrennungskammer 102 zugewandt vorspringt. Die Verbrennungskammer 102 ist durch den Vorsprung 106 in eine erste Verbrennungskammer 108 und eine zweite Verbrennungskammer 110 unterteilt.
Eine äußere Wandfläche des Vorsprungs 106 wird gebildet durch eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 112 mit einem Neigungswinkel Y„ relativ zur zentralen Achse Xo der Verbrennungskammer 102, derart, daß sich der ren Innendurchmesser nach unten verkleinert, durch eine zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 114, die unterhalb der ersten Rückschleuderwand 112 über eine zweite Verbindung 130 angeschlossen ist und sich in Richtung auf die zentrale Achse /o erstreckt, und durch eine obere Wandfläche 116 der zweiten Verbrennungskammer 110, die unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 114 angeschlossen ist.
Die Führungswand 104 und die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand 112 weisen die Form einer Seitenfläche eines Kegelstumpfs auf, während die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand 114 die Form einer Seitenfläche einer Säule aufweist.
Unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 114 erstreckt sich eine untere Seitenwand 110a über einen Kantenbereich 126 bis zum Boden 102b der Verbrennungskammer 102.
359Q066
Dipl. liH'.'Oiin I lüpL'l. Dipl.-Ing. MiinlVed Siiper. l';iier»l.i!m;ille. (usiniiistr. 81, D-8 München Sl
.46-
Der Vorsprung 106 ist derart ausgebildet, daß die Höhe ab dem Boden 102b der Verbrennungskammer 102 in Umfangsrichtung schräg verlaufend variiert. Ein erster Schrägbereich 120 mit einem Neigungswinkel Y3 relativ zu einer sich senkrecht zur zentralen Achse Xo der Verbrennungskammer 102 erstreckenden Ebene und ein zweiter Schrägbereich 122 mit einem Neigungswinkel Y4 relativ zu der sich senkrecht erstreckenden Ebene sind in Umfangsrichtung abwechselnd ausgebildet. Bezugsziffer 124 bezeichnet eine Einspritzdüse, die in der Nähe der zentralen Achse,Co der Verbrennungskammer 102 angeordnet ist, und zwar derart, daß in der Nähe der oberen Totlage des Kolbens 100 ein Kraftstoffstrahl aus der Einspritzdüse gegen die obere Wandfläche 116 des Vorsprungs 106 in der zweiten Verbrennungskammer 110 trifft.
Der Durchmesser B des Kolbens 100, der Durchmesser D1 eines Öffnungsrandbereichs 101 der ersten Verbrennungskammer 108, der maximale Durchmesser D3 der ersten Verbrennungskammer 108, der Innendurchmesser D3 der zweiten, Kraftstoff-Rückschleuderwand 114, der maximale Durchmesser D4 der zweiten Verbrennungskammer 110 und die Tiefe H der Verbrennungskammer 102 weisen bei dieser Ausführungsform folgende Relation zueinander auf:
D4/B = 0,5 , H/D4 = 0,4,
D3/D4 = 0,90, D2/D4 = 0,95,
Dl/D4 = °'85·
Dipl.-Ing. Olio Plügcl. Dipl.-Ing. Manfred Säger. PalenLinwülle, Cosimastr. 81, D-8 München Xl
Die Bemessung des Winkels y, der Führungswand 104 relativ zur zentralen Achse to, des Winkels Y_ der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 112 relativ zur zentralen Achse/o, des Winkels Y, des ersten Schrägbereichs 120 des Vorsprungs 106 relativ zu der sich senkrecht zur zentralen Achse /o erstreckenden Ebene und des Winkels \. des zweiten Schrägbereichs 122 des Vorsprungs 106 relativ zu der sich senkrecht zur zentralen Achse/o erstreckenden Ebene ist wie folgt:
Y1 = 30°, Y2 = 45°, V3 = 5°, Y4 = 25°
Wenn die Luftströmung bei dieser Ausführungsform als in dem Zustand befindlich betrachtet wird, in dem sich der Kolben während des Kompressionshubs des Motors in dem Zylinder nach oben bewegt und die Nähe seiner oberen Totlage erreicht, so wird aus der Umfangsrichtung der Verbrennungskammer 102 ein starker Spritzstrahl K in Richtung auf den Kammerinnenraum erzeugt. Der Spritzstrahl K tendiert zu einer Konzentration in Richtung auf den zentralen Bereich der Verbrennungskammer 102, so daß in dem zentralen Bereich ein hoher Druckbereich G gebildet wird. Der sich nach Auftreffen auf den hohen Druckbereich G nach unten bewegende Kraftstoffstrahl K wird durch die erste Rückschleuderwand 112 und die Führungswand 104 gelenkt und erzeugt eine kreisende Vertikalströmung K, . Der Druck in dem hohen Druckbereich G wird auch größer als der Druck in dem umliegenden Bereich der Verbrennungskammer und bildet einen quasi-hohen Druckbereich G1. Folglich bewegt sich ein Hauptstrom des Spritzstrahls K zwischen der kreisenden Vertikalströmung K, und dem hohen Druck bereich G1 nach unten,, wird durch den quasi-hohen
Dipl.-Ina. Otio l'li'mcl. Dipl.-Ing. Manfred Säger. P.iienianwälie. Cosimastr. 81. I)-S München Xl
-Sf-
.. 50-
Druckbereich G1 nach außen zum Umfangswandbereich der Verbrennungskammer 102 gedrängt und erzeugt schließlich die in Figur 23 gezeigte kreisende Vertikalströmung K„. In der Verbrennungskammer 102 werden zusätzlich zu dem Spritzstrahl K und den kreisenden Vertikalströmungen K, und K2 die in Figur 23 gezeigten Wirbel S, und S2 gebildet. Im Mischzustand dieser Luftströmungen wird verdichtete Luft in die erste und zweite Verbrennungskammer 108 und 110 gefüllt.
Im hohen Lastzustand des Motors wird Kraftstoff in die Verbrennungskammer 102 eingespritzt, die - wie im Zusammenhang mit Figur 23 erläutert - mit verdichteter Luft gefüllt ist, und der Kolben beginnt sich nach unten zu bewegen, nachdem der Kraftstoff, wie in Figur 24(a) gezeigt, gegen die obere Wandfläche 116 der zweiten Verbrennungskammer 110 geschleudert wurde, und verschiebt sich dann in den in Figur 24(b) gezeigten Zustand und bewegt sich schließlich weiter nach unten. Wenn der in Figur 24(c) gezeigte Zustand erreicht ist, kann die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse 124 als abgeschlossen betrachtet werden.
In dem Falle, in dem ein Hauptstrom A, des eingespritzten Kraftstoffs gegen die obere Wandfläche 116 der inneren Umfangswand der zweiten Verbrennungskammer 110 trifft, wie das in Figur 24 (a) gezeigt ist, wird der größere Teil des KraftstoffStroms A, durch die innere Umfangswand (untere Seitenwand) 110a der zweiten Verbrennungskammer 110 gelenkt und wird zu einem Kraftstoff strom B, , der sich unter Wirkung der kreisenden Vertikalströmung K2 in Richtung auf den zentralen Bereich der zweiten Verbrennungskammer 110 bewegt. Der
Dipl.-Ing. Olio IΊϊιμοΙ. Dipl.-Ing. M;in!iccl Sauer. I'MlL-nmnuiillc. C'osimastr. 81, D-8 München 81
.54·
durch den Vorsprung 106 nach oben geschleuderte Kraftstoffstrom C, wird zu einem Kraftstoffstrom, der sich unter Wirkung der kreisenden Vertikalströmung K, in Richtung auf den zentralen Bereich der ersten Verbrennungskammer 108 bewegt.
In dem Falle, in dem sich der Kolben 100 nach unten bewegt, wie das in Figur 24(b) gezeigt, istr," trifft ein Hauptstrom A_ des durch die Düse 124 eingespritzten Kraftstoffs gegen die zweite Rückschleuderwand 114, da nämlich die Düse 124 im Vergleich zu dem in Figur 24(a) gezeigten Fall relativ höher angeordnet ist, und der Kraftstoffstrahl erzeugt einen Kraftstoffstrom B3, der sich in Richtung auf die zweite Verbrennungskammer 110 und - wie im Zusammenhang mit Figur 24(a) erläutert - über dem Kraftstoffstrom B, bewegt. Der Kraftstoff strahl, der gegen den oberen Bereich der zweiten Rückschleuderwand 114 traf, wird an der ersten Rückschleuderwand 112 zurückgeschleudert und bildet einen Kraftstoffstrom C~, der zu einem oberen mittleren Bereich der ersten Verbrennungskammer 108 gelenkt wird.
Wenn sich der Kolben 100 weiter nach unten bewegt und ein durch die Düse 124 eingespritzter Kraftstoffstrahl A, gegen die erste Rückschleuderwand 112 trifft, wie in Figur 24(c) gezeigt, so bildet der Kraftstoffstrahl A, sowohl einen sich an der Führungswand 104 entlang in Richtung auf den Zylinderbereich oberhalb der Verbrennungskammer 102 nach oben bewegenden Kraftstoffstrom C3 als auch einen Kraftstoff strom B^, der sich in Richtung auf einen oberen zentralen Bereich der zweiten Verbrennungskammer 110 bewegt.
Dipl. Int!. Olio l'Uigcl, Dipl.-Ing. MaiilVod Siigor. PiiU-niaimiilic. (osiniaslr. 81. IWi München 81
Der wie vorstehend beschrieben zu verströmende bzw. verteilende Kraftstoffstrahl aus der Einspritzdüse 124 trifft im flüssigen Zustand zu Beginn der Einspritzung gegen einen Punkt X in Figur 25. Sobald der Kraftstoff aber einmal in feine Teilchen zerstäubt ist, wird er weitgehend durch die Wirbel S1 und S2 beeinflußt und in die in Figur 25 gezeigte Pfeilrichtung F bewegt, so daß sich der Auftreffpunkt langsam von dem Punkt X zu dem Punkt Y ändert.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß sich die vertikale Lage des Auftreffpunkts X mit dem nach unten wandernden Kolben zunehmend von der vertikalen Lage des Auftreffpunkts Y unterscheidet, wodurch die Höhe, auf welcher der Kraftstoffstrahl an jedem der Punkte X und Y zurückgeschleudert und durch den ersten und zweiten Schrägbereich 120 und 122 gelenkt wird mit der verstreichenden Zeit variiert. Folglich wird bei der Rückschleuderung des Kraftstoffs erzeugt, derart, daß sich die Höhe des Vorsprungs 106 in der Verbrennungskammer 106 momentan ändert, und es wird eine Wirkung hervorgerufen, durch welche der Kraftstoff, der über die Schrägen des ersten und zweiten Schrägbereichs 120 und 122 gegen die Seitenwand 102a der Verbrennungskammer 102 traf, in einer sich senkrecht zur zentralen Achse /o erstreckenden Ebene kreist. Dadurch wird der durch den Vorsprung 106 verteilte Kraftstoff durch die Zusammenwirkung des in Umfangsrichtung schräg verlaufenden Vorsprungs 106 und der Wirbel S, und S_ in der Verbrennungskammer 102 über die anderen Schichten in der Verbrennungskammer 102 vollständig verteilt bzw. verströmt. Auf diese Weise kann der Kraftstoffstrahl bei jedem Hub des Kolbens 100 durch die Luftwirbel S,
Dipl.-Ing. Otto Flügel. Oipl.-Ing. Mnnl'rcü Säger, Piitenuunviilie. (.'omiikisü·. 81, D-8 München Sl
. 53·
und S- über eine Vielzahl von oberen, mittleren und unteren Schichten in der Verbrennungskammer 102 verteilt werden, wodurch Luft und Kraftstoff gründlich vermischt werden und der Luftnutzungsfaktor vergrößert wird.
Da der Kraftstoffstrahl darüber hinaus bei jedem Hub des Kolbens 100 in Richtung auf die Mitte der Verbrennungskammer 102 gelenkt wird, kann sich die Flamme nur schwer in Richtung auf die Zylinderwand, die selbst nach der Zündung noch eine niedrige Temperatur aufweist, oder die Kühlzone Q ausbreiten.
Dadurch wird eine überreicherte Mischung an manchen Stellen in der Verbrennungskammer 102 verhindert, und die Flammen können an einer Ausbreitung in Richtung auf die Kühlzone Q während einer diffundierten Verbrennung gehindert werden. Dadurch wird die Qualmbildung erheblich verringert und die Leistung gesteigert, die normalerweise durch die Konzentration des Qualms begrenzt ist.
Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 24(c) erläutert, können sich der Kraftstoff oder die Flammen im hohen Lastzustand des Motors nach draußen zu dem Zylinderbereich oberhalb der Verbrennungskammer 102 verteilen, wodurch die in dem Zylinderbereich oberhalb der Verbrennungskammer 102 vorhandene Luft genutzt und damit fehlende Luft ergänzt bzw. ausgeglichen werden kann.
Im mittleren Lastzustand beginnt die Einspritzung von Kraftstoff durch die Einspritzdüse 124 in die mit verdichteter Luft gefüllte Verbrennungskammer 102 auf die im Zusammenhang mit Figur 2 5 geschilderte Weise, und der Kraftstoff trifft gegen die innere Umfangswand
Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Sutler, l'atenüuiwiilte, ( nsimaslr. 81, D-8 München 81
HOa der zweiten Verbrennungskammer 110, wie das in Figur 24(a) gezeigt ist. Danach wandert der Kolben ein weiteres Stück nach unten, und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse 124 kann als beendet angesehen werden, wenn der in Figur 24(b) gezeigte Zustand erreicht ist. Der Betrieb bei den in den Figuren 24(a) und 24(b) beschriebenen Zuständen ist annähernd identisch mit dem Betrieb bei den Zuständen, die im Zusammenhang mit hoher Last ebenfalls unter Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben wurden.
Im niedrigen Lastzustand des Motors trifft der Kraftstoff, in Figur 24(a) gezeigt, in der mit verdichteter Luft gefüllten Verbrennungskammer 102 (Figur 25) gegen die innere Umfangswand 110a der zweiten Verbrennungskammer 110, und der Einspritzvorgang kann in diesem Zustand als abgeschlossen angesehen werden. Der Betrieb bei dem in Figur 24(a) beschriebenen Zustand gleicht annähernd dem Betrieb bei dem Zustand, der im Zusammenhang mit hoher Last ebenfalls in Figur 24 (a) gezeigt ist.
Das heißt, sowohl im niedrigen als auch mittleren Lastzustand des Motors wird der Kraftstoffstrahl durch den Vorsprung 106 und unter Zusammenwirkung der Wirbel S, , S„ in der Verbrennungskammer 102 und des in Umfangsrichtung schräg verlaufenden Vorsprungs 106 in ausreichendem Maße über viele Schichten in der Verbrennungskammer 102 verteilt und verströmt, wodurch der Luftnutzungsfaktor erhöht und die Konzentration des Qualms bzw. Abgasqualms verringert wird.
Dipl.-Ing. Olli) Hügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger. l'iiienLimviilie. Cosimustr. 81, D-8 München 81
• 55-
Figur 25 zeigt Leistungscharakteristiken in dem Falle, in dem sich die Höhe des Vorsprungs 106 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ändert, wobei aber die Konzentration des Abgasqualms konstant bleibt wie auch im Falle der ersten bevorzugten Ausführungsform, in der auch der Vorsprung 106 eine konstante Höhe aufweist. Die Leistung bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Verbrennungskammer, die anhand der durchgezogenen Linie I dargestellt ist, läßt sich im Vergleich zu der anhand der durchbrochenen Linie II dargestellten Ausbildung um etwa 5% bis 10% steigern.
Versuche haben gezeigt, daß sich die Leistung mit den wie folgt angegebenen Bereichen jedes vorstehend beschriebenen numerischen Wertes bei einem konstanten Wert des abgeleiteten Qualms über den gesamten normalen Motordrehzahlbereich hinweg (1000 U/min - 4000 U/ min) im Vergleich zu der Konstruktion gemäß der ersten Ausführungsform um etwa 5% steigern läßt.
Der Hubraum pro Zylinder beträgt 400 cc bis 500 cc, das Verdichtungsverhältnis 18 bis 19.
0,4 = D4/B =0,6 =0,5,
0,3 = H/D
0,85 = D3/D4 = 0,95,
0,8 =
= D2/D4 = 1,0,
=0,9 (wenn D
= D3 =
= D4),
10° =
12° =
= Y2 = 60°,
= Y3 = 15° oder -3° = V = -15°,
= 80° oder -12° =
= "80
Dipl.-Ing. OUo I Ιί'ιμυΙ. Dipl.-Ing. Munlreil Säger. Ι',-ileiiiynwälio. (osim;istr. 81, Ü-8 München Xl
Dabei ist
• SG
Durchmesser des Kolbens 100
Durchmesser des oberen Öffnungsrandbereichs 101 der ersten Verbrennungskammer 108
Maximaler Durchmesser der ersten Verbrennungskammer 108
Innendurchmesser der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand 114
Maximaler Durchmesser der zweiten Verbrennungskammer 110
Höhe der Verbrennungskammer 102
Winkel zwischen der Führungswand 104 und der zentralen Achse /o
Winkel zwischen der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand 112 und der zentralen Achse Co
Winkel zwischen dem ersten Schrägbereich 120 des VorSprungs 10 6 und einer zur zentralen Achse /Co senkrechten Ebene
Winkel zwischen dem zweiten Schrägbereich 122 des Vorsprungs 106 und einer zur zentralen Achse £o senkrechten Ebene.
Bei dieser Ausführungsform kann die Konzentration des abgeleiteten Qualms verringert werden, ohne daß die Einspritzdüse 124 übermäßig weit in die Verbrennungskammer 102 hinein vorspringen muß, Dadurch kann eine Abnutzung der Spitze der Einspritzdüse aufgrund von Wärmeeinwirkung verhindert werden.
Dipl.-Ins:. <>iio Ηίιμ.Ί. Dipl.-Ing. Nhinl'red Säger. l'iikMiianwjlie. Cosim;istr. 81. D-8 München 81
- VA -
Der Vorsprung 106 kann in einer vorgegebenen Vertikallage in der Verbrennungskammer 102 in Umfangsrichtung diskontinuierlich vorspringend ausgebildet sein.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, insbesondere auf einen klein gebauten Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der für einen Hubraum von 300 cc bis 800 cc pro Zylinder ausgelegt ist.

Claims (15)

  1. DiH.-Ing. (Mi" I'lt'ii;·.·!. Dip!.-Im:. Nbnli.Hl S:ii- ι Ι','.η; niwiil! .·. ( .^inutsir. Sl. D-R München Sl
    . se-
    Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K.
    33-8, Shiba 5-chome
    Minato-ku
    Tokyo 108, Japan 12.837 sä/wa
    AUSBILDUNG EINER VERBRENNUNGSKAMMER
    FÜR EINEN DIESELMOTOR
    Patentansprüche
    l/ Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock (20), einen über dem Zylinderblock (20) angeordneten Zylinderkopf (22), einen in einen Zylinder (28) des Zylinderblocks (20) eingesetzten Zylinder (30), eine als Vertiefung in einem oberen Bereich (30a) des Kolbens (30) ausgebildete Verbrennungskammer (32), deren Oberseite durch den Zylinderkopf (22) abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf (22) angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse (26) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (32) in Form eines geometrischen Drehkörpers ausgebildet ist,· daß die Verbrennungskammer (32) eine Seitenwand (32a) aufweist, die eine Führungswand (34), deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich (33) der Verbrennungskammer (32) nach unten vergrößert, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand (36), die unterhalb der Führungswand (34) derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, eine zweite Kraftstoff-
    Dipl. -1 ivj ! Vm I I'.':' '. I >!>·' .In:· \1 ·ΐ]ΐι.ι| S.:!:j τ. I' ivni.in ■· ■!'■'. < 'MNiiiLiMr. Xl. IJ-S München X]
    ■ 5S-
    Rückschleuderwand (38), die unterhalb der ersten Rückschleuderwand (36) etwa parallel zur zentralen Achse i/o) der Verbrennungskammer (32) ausgebildet ist, und eine untere Seitenwand (48a) umfaßt, die unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand (38) ausgebildet ist, in ihrem oberen Bereich eine konkav gewölbte Form aufweist und in ihrem unteren Bereich mit dem Boden (32b) der Verbrennungskammer (32) verbunden ist; daß die Verbrennungskammer (32) aus einer ersten Verbrennungskammer (44), die durch die Führungswand (34), die erste Rückschleuderwand (36) und die zweite Rückschleuderwand (38) umschlossen ist, und aus einer zweiten Verbrennungskammer (48) gebildet ist, die unterhalb der ersten Verbrennungskammer (44) ausgebildet und durch die untere Seitenwand (48a) umschlossen ist; und daß Einspritzöffnungen der Düse (26) derart angeordnet sind, daß der Kraftstoff strahl aus der Düse (26) auf eine Verbindung (42) zwischen der ersten Verbrennungskammer (44) und der zweiten Verbrennungskammer (48) gerichtet wird, wenn sich der Kolben (30) in einer oberen Totlage befindet.
  2. 2. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubraum pro Zylinder des Dieselmotors 300 cc bis 800 cc beträgt.
  3. 3. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (34) die Form einer Seitenfläche eines Kegelstumpfs aufweist.
    I )·ι.! !.·■■ ' )ι·ΐιι I Ιιΐ!.'.·Ι. I > ι ι >1 Jm-. N! mil·, d S,ii· ι. \'.ι< :;ι .ιιγλ IM.-. ( 'Mimslr. Xl. I)-X Mimdicil S!
    . GO-
  4. 4. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kraftstoff-Rückschleuderwand (36) die Form einer Seitenfläche eines Kegelstumpfs aufweist.
  5. 5. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand (38) die Form einer Seitenfläche einer Säule aufweist.
  6. 6. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich der unteren Seitenwand (48a) in einem Längsschnitt durch die zentrale Achse (/Oo) der Verbrennungskammer (32) die Form eines Bogens aufweist.
  7. 7. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang bzw. die Verbindung (42) in Form einer Kante ausgebildet ist.
  8. 8. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (X) zwischen der Führungswand (34) und der zentralen Achse i/o) der Verbrennungskammer (32) gleich 15° = QC = 45° entspricht.
  9. 9. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel iß) zwischen
    Di;Ί Im: Otlo I ΙϊιμοΙ. Dipl.-Int;. Miinl'reil Siific!. !',!!.■!ΙΙ,ιιι-λ.ΊΙιο. <
    r. SI. I)-S München Sl
    der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (36) und der zentralen Achse (/o) der Verbrennungskammer (32) gleich 15° έ β £ 45°.
  10. 10. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D,) des Öffnungsrandbereichs (33) der Verbrennungskammer (32), der Durchmesser (D?) einer ersten Verbindung (50) zwischen der Führungswand (34) und der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (36), der Durchmesser (D.,) der Verbindung (42) und der maximale Durchmesser (D.) der zweiten Verbrennungskammer (48) zueinander folgende Relation aufweisen:
    Dl = D3 = D2 = V
    wobei das Verhältnis (H/D.) der Tiefe (H) der Verbrennungskammer (32) zu dem maximalen Durchmesser (D.) der zweiten Verbrennungskammer (48) wie folgt ist:
    0,3 = H/D4 =0,5.
  11. 11. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung (r) zwischen einer zentralen Lage der Verbrennungskammer (32) und der Mitte der Kraftstoffeinspritzdüse (26) auf r = 2,5 mm eingestellt ist.
  12. 12. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß der obere Öffnungsrandbereich bzw. Öffnungskantenbereich (33) der Führungswand (34) und eine erste Verbindung (50) zwischen der Füh-
    35.9QQS6
    !μ:' I )I"i I !':·■ ■ I. I )ii·! In1· M.iiiliV'l S:i!.'cr. I'.-iU'iM iiiu.'ill··. ( ">i!n.i«li. SI. I)-S Mi'iiKliL-ii 81
    rungswand (34) und der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (36) bogenförmig mit folgenden Radien (R,) und (R„) in einem Längsschnitt durch die zentrale Achse (/o) der Verbrennungskammer (32) ausgebildet sind:
    0,3 mm = R, = 1,0 mm, 0,3 mm ^ R_ = 1,0 nun.
  13. 13. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock (20), einen über dem Zylinderblock (20) angeordneten Zylinderkopf (22), einen in einen Zylinder (28) des Zylinderblocks (20) eingesetzten Kolben (60), eine als Vertiefung in einem oberen Bereich (60a) des Kolbens (60) ausgebildete Verbrennungskammer (62), deren Oberfläche durch den Zylinderkopf (22) abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf (22) angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse (63) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer (62) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (62) eine Seitenwand aufweist, die einen ersten Seitenwandbereich (62a) und einen zweiten Seitenwandbereich (62a1) umfaßt, die abwechselnd in gleicher Anzahl wie die Einspritzöffnungen der Einspritzdüse (63) angeordnet sind und eine unterschiedliche Querschnittsprofilform aufweisen, wobei der erste Seitenwandbereich (62a) eine erste Führungswand (64), deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich (61) der Verbrennungskammer (62) nach unten vergrößert, eine erste Kraftstoff-Rückschleuderwand (66), die unterhalb der ersten Führungswand (64) derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser nach unten verkleinert, eine zweite Kraftstoff-Rückschleuderwand (68), die unterhalb der ersten Kraft stoff-Rückschleuderwand (66) etwa parallel zur Mit-
    3590Q66
    Dip! In;1 OPu I'kiucl. Ι)ΐ|Ί.-Ιιιμ. Manfred Sauer. Γ;ιΐ-.τιΐ;ιιιν\ ill-.·. ( usinvistr. 81. U-X München SI
    telachse ( ο) der Verbrennungskammer (62) ausgebildet ist, und eine untere Seitenwand (78a) aufweist, die unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand (68) ausgebildet ist, in ihrem oberen Bereich eine konkav gewölbte Form aufweist und in ihrem unteren Bereich mit dem Boden (62b) der Verbrennungskammer (62) verbunden ist, wobei der zweite Seitenwandbereich (62a1) eine zweite Führungswand (65), deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich (611) der Verbrennungskammer (62) mit einer schwächeren Neigung als die der ersten Führungwand (64) nach unten vergrößert, eine dritte Kraftstoff-Rückschleuderwand (661), die unterhalb der zweiten Führungswand (65) derart ausgebildet ist, daß sich deren Innendurchmesser bei etwa derselben Neigung wie jener der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (66) nach unten verkleinert, eine vierte Kraftstoff-Rückschleuderwand (68'), die unterhalb der dritten Kraftstoff-Rückschleuderwand (661) etwa parallel zur zentralen Achse ( o) der Verbrennungskammer (62) ausgebildet ist, und eine zweite untere Seitenwand (78a1) aufweist, die unterhalb der vierten Kraftstoff-Rückschleuderwand (681) ausgebildet ist, in ihrem oberen Bereich eine konkav gewölbte Form aufweist und in ihrem unteren Bereich mit dem Boden (62b) der Verbrennungskammer (62) verbunden ist, wobei die Verbrennungskammer (62) eine erste Verbrennungskammer (74), die durch die erste und zweite Führungswand (64,65) und die erste bis vierte Kraftstoff-Rückschleuderwand (66,68,66',68') umschlossen ist, und eine zweite Verbrennungskammer (78) aufweist, die unterhalb der ersten Verbrennungskammer (74) ausgebildet und durch die erste und zweite untere
    Dipl.-Ins:. O(lo ΙΊϋμοΙ. Oinl \\v. M.inlh'tl S,'iü.-i. l';iu nl.mwiili·..'. ('nsiiiKistr. SI. D-ί·' München Xl
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    Seitenwand (78a,78a1) umschlossen ist; und daß Einspritzöffnungen der Einspritzdüse (63) derart angeordnet sind, daß. der Kraftstoff strahl aus der Kraftstoff einspritzdüse (63) auf eine Verbindung (72) zwischen der ersten Verbrennungskammer (74) und der zweiten Verbrennungskammer (78) an dem ersten Seitenwandbereich (62a) und auf eine Verbindung (721) zwischen der ersten Verbrennungskammer (74) und der zweiten Verbrennungskammer (78) an dem zweiten Seitenwandbereich (62a1) gerichtet wird, wenn sich der Kolben (60) in einer oberen Totlage befindet.
  14. 14. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor mit Direkteinspritzung, der einen Zylinderblock (20), einen über dem Zylinderblock (20) angeordneten Zylinderkopf (22), einen in einen Zylinder (28) des Zylinderblocks (20) eingesetzten Kolben (100), eine als Vertiefung in einem oberen Bereich (100a) der Kolbens (100) ausgebildete Verbrennungskammer (102), deren Oberfläche durch den Zylinderkopf (22) abgedeckt ist, und eine in dem Zylinderkopf (22) angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse (124) zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer (102) aufweist, dadurchgekennzeichn e t, daß die Verbrennungskammer (102) eine Seitenwand (102a) aufweist, die eine Führungswand (104), deren Innendurchmesser sich ab einem Öffnungsrandbereich (101) der Verbrennungskammer (102) nach unten vergrößert, und einen Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich (106) aufweist, der unterhalb der Führungswand (104) ausgebildet ist und in Richtung auf die zentrale Achse (/6O) der Verbrennungskammer (102) vorspringt,
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    wobei die Verbrennungskammer (102) durch den Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich (106) in vertiakler Richtung in eine erste Verbrennungskammer (108) und in eine zweite Verbrennungskammer (110) unterteilt ist, und wobei der Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich (106) einen ersten Schrägbereich (120), der in vertikaler Richtung schräg verlaufend ausgebildet ist, und einen zweiten Schrägbereich (122) aufweist, der in einer dem ersten Schrägbereich (120) entgegengesetzten Richtung schräg verlaufend ausgebildet ist, wobei der erste und der zweite Schrägbereich (120,122) abwechselnd entlang des Umfangs der Verbrennungskammer (102) angeordnet sind.
  15. 15. Ausbildung einer Verbrennungskammer für einen Dieselmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff-Rückschleuderwandbereich (106) aus einer ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (112), deren Innendurchmesser in bezug auf die zentrale Achse (-co) der Verbrennungskammer (102) nach unten kleiner wird, aus einer zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand (114), die sich unterhalb der ersten Kraftstoff-Rückschleuderwand (112) in Richtung auf die zentrale Achse i/o) erstreckt, und aus einer oberen Wandfläche (116) der zweiten Verbrennungskammer (110) gebildet ist, die unterhalb der zweiten Kraftstoff-Rückschleuderwand (114) ausgebildet ist.
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