DE448159C

DE448159C - Cylinder head for prechamber internal combustion engines with a rotatably arranged injection nozzle

Info

Publication number: DE448159C
Application number: DES67276D
Authority: DE
Original assignee: SKANDIA VERKEN AB
Current assignee: SKANDIA VERKEN AB
Publication date: 1927-08-10

Description

Zylinderkopf für Vorkammer-Verbrennungskraftmaschinen mit einer drehbar angeordneten Einspritzdüse. Es sind Vorkammer-Verbrennungskraftmaschinen mit im Zylinderkopf angeordneter Einspritzdüse bekannt, bei denen eine Regelung des Verbrennungsverlaufes durch Drehung der Düse um ihre Längsachse möglich ist, derart, daß der Brennstoffstrahl einen Kegelmantel beschreibt und in eine dem Belastungszustand der Maschine angepaßte Richtung eingespritzt werden kann. Es: ist ferner bekannt, bei solchen Maschinen in der Vorkammer ein gerieftes, und mit Löchern versehenes, von der Kammerwand ausspringendes Segment anzubringen, gegen welches: die Brennstoffladung in gewissen Stellungen der Düse auftreffen kann, und das als Verdampfer und Zündkörper für diQ Ladung wirken soll. Es sind auch Maschinen dieser Gattung bekannt, bei denen die Einspritzdüse feststeht und ein drehbarer Prallkörper in der Vorkammer vorgesehen ist, gegen welchen die Brennstoffladung gespritzt werden kann und durch Verstellung des genannten Prallkörpers eine Zerstäubung des Brennstoffes nach verschiedenen Richtungen in der Vorkammer herbeigeführt werden kann.Cylinder head for prechamber internal combustion engines with a rotatable arranged injection nozzle. There are pre-chamber internal combustion engines with im Cylinder head arranged injection nozzle known in which a control of the combustion process is possible by rotating the nozzle about its longitudinal axis, such that the fuel jet describes a cone shell and is adapted to the load condition of the machine Direction can be injected. It: is also known in such machines in the antechamber a grooved, perforated, protruding from the chamber wall To attach segment against which: the fuel load in certain positions can hit the nozzle and act as an evaporator and igniter for the diQ charge target. There are also machines of this type known in which the injection nozzle is fixed and a rotatable impact body is provided in the antechamber against which the fuel charge can be injected and by adjusting the said impact body atomization of the fuel in different directions in the antechamber can be brought about.

Die Erfindung betrifft nun einen Zylinderkopf für Vorkammer-Verbrennungskraftmaschinen mit drehbarer Einspritzdüse und einer in der Nähe der Düsenmündung derart angeordneten festen Prallfläche für den Brennstoffstrahl, daß der Strahl bei mittlerer oder voller Maschinenbelastung auf die Prallfläche trifft, welche ihn in einen in der Vorkammer fächerartig ausgebreiteten Nebel umformt, daß er dagegen beim Anlassen und Leerlauf sowie bei Gberlastung an der Prallfläche vorbei in den Verbrennungsraum des Zylinders eingespritzt wird. Es wird hierdurch unter normalen Betriebsverhältnissen die Wirkung erreicht, daß der Brennstoff möglichst gleichförmig in die Verbrennungsluft verteilt wird, ehe er entzündet wird, während bei Leerlauf und geringer Belastung die entsprechend herabgesetzte Brennstoffmenge strahlenförmig gegen die heiße Kammierwand gespritzt und dort zuverlässig entzündet und verbrannt wird: Bei Überlastung endlich wird ein Teil des Brennstoffes direkt in den Verbrennungsraum des, Zylinders. eindringen und dort verbrennen, so daß dadurch die volle Luftladung für die vollständige Verbrennung des Brennstoffes in Anspruch genommen und dadurch Abscheidung von Kohlenstoff und Koksbildung verhindert werden kann.The invention now relates to a cylinder head for prechamber internal combustion engines with a rotatable injection nozzle and one in the vicinity of the nozzle mouth fixed baffle for the fuel jet that the jet at medium or full Machine load hits the impact surface, which it into one in the antechamber fan-like spread fog reshapes that it, however, when starting and idling as well as in the event of overloading past the impact surface into the combustion chamber of the cylinder is injected. This will take effect under normal operating conditions achieves that the fuel is distributed as uniformly as possible in the combustion air before it is ignited, while at idle and low load the corresponding reduced amount of fuel sprayed against the hot wall of the chamber and is reliably ignited and burned there: in the event of overload, it becomes finite some of the fuel goes directly into the combustion chamber of the cylinder. penetration and burn there, so that the full air charge for complete combustion of the fuel used and thereby deposition of carbon and Coke formation can be prevented.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt Abb. i :einen senkrechten Schnitt des oberen Teils eines Verbrennungsmotors:, dessen Verbrennungskammer mit Einrichtung nach dieser Erfindung versehen ist, Abb.2 einen senkrechten Schnitt der Verbrennungskammer senkrecht zu dem Schnitte nach Abb, i, Abb.3 einen wagerechten Schnitt der Verbrennungskammer, Abb. q. bis, i o andere senkrechte Schnitte der Verbrennungskammer mit dem Brennstoffeinspritzapparat in verschiedenen Lagen.The invention is illustrated in the accompanying drawings in an exemplary manner Embodiment shown, namely Fig. I: A vertical section of the Upper part of an internal combustion engine: its combustion chamber with device according to this invention, Fig.2 is a vertical section of the combustion chamber perpendicular to the section according to Fig. i, Fig. 3 is a horizontal section of the combustion chamber, Fig.q. to, i o other vertical sections of the combustion chamber with the fuel injector in different positions.

Der Einspritzapparat i ist mit einer drehbaren hohlen Spindel mit schräg gerichteter Mündung versehen, durch welche der Brennstoff in verstellbarer Richtung als ein feiner Strahl in die Verbrennungskammer eingespritzt werden kann. In der Bahn dieses Strahles ist ein Prallabsatz 2 angebracht, dessen Oberflächeeinen spitzen Winkel a (Abb. 3) mit der Richtung des: Strahles bildet. Wenn der Brennstoffstrahl gegen diesen Absatz anprallt, wird der Brennstoff zerstäubt und erhält gleichzeitig eine Richtung gegen das Innere der Verbrennungskammer.The injector i is provided with a rotatable hollow spindle provided obliquely directed mouth, through which the fuel in adjustable Direction as a fine jet can be injected into the combustion chamber. In the path of this beam there is a baffle 2, the surface of which is a acute angle a (Fig. 3) with the direction of the: ray forms. When the fuel jet crashes against this paragraph, the fuel is atomized and at the same time receives a direction towards the interior of the combustion chamber.

Der Vergasungs- und Verbrennungsverlauf kann durch Drehung der Spindel des Einspritzapparates um deren Längsachse geregelt werden, wodurch der Brennstoffstrahl gegen den Prallabsatz in verschiedener Höhenlage auftrifft, wie durch die Abb. i, z, 5, 6, 7 und 8 veranschaulicht ist, oder an dem Prallabsatz vorüber ohne Zerstäubung passiert, wie in den Abb. 4., 9 und i o dargestellt ist.The gasification and combustion process can be controlled by turning the spindle of the injection device are regulated around its longitudinal axis, whereby the fuel jet hits the impact ledge at different heights, as shown in Fig. i, z, 5, 6, 7 and 8, or past the impact shoulder without atomization happens as shown in Figs. 4., 9 and i o.

In dem Boden der Verbrennungskammer ist ein im Querschnitt länglicher Verbindungskanal 3 (Abb.3) vorgesehen, dessen Hauptebene im wesentlichen mit der Zerstäubungsebene des von dem Absatz 2 fein verteilten Brennstoffbündels zusammenfällt.In the bottom of the combustion chamber one is elongated in cross section Connection channel 3 (Fig.3) is provided, the main plane of which is essentially with the The atomization plane of the fuel bundle finely distributed by paragraph 2 coincides.

Wenn der Brennstoffstrahl nach unten an dem Absatz 2 vorüber gerichtet ist, gelangt der Strahl in schräger Richtung abwärts durch den Kanal 3 nach der Zylinderkammer etwa in der Hauptebene des Kanals, wie in den Abb.9 und io dargestellt ist. Bei der Richtung des Brennstoffstrahles aufwärts (Abb. q.) trifft der Strahl gegen einen im oberen Teil der Verbrennungskammer vorgesehenen Zündpfropfen q., Zündflansch o. dgl.When the fuel jet is directed downwards past paragraph 2 is, the beam passes in an oblique direction downwards through the channel 3 to the Cylinder chamber roughly in the main plane of the canal, as shown in Fig. 9 and io is. In the direction of the fuel jet upwards (Fig. Q.) The jet hits against an ignition plug q in the upper part of the combustion chamber. Ignition flange or the like

Durch die beschriebene Einrichtung wird eine äußerst feine Verteilung und infolgedessen eine schnelle und vollständige Vergasung des einbespritzten Brennstoffes beim normalen Betrieb erreicht, da der Brennstoff gegen den Prallabsatz gerichtet wird, und ferner wird es, möglich, die Temperatur der Zündvorrichtung bei verschiedenen Belastungen von Leerlauf bis, voller Belastung zu regeln, ohne daß Wassereinspritzung in die Verbrennungskammer, Drosselung der Spülluft oder Änderung der Kühlwassermenge erforderlich ist.The device described results in an extremely fine distribution and consequently a quick and complete gasification of the injected fuel achieved during normal operation, as the fuel is directed against the impact shoulder becomes, and further, it becomes possible to adjust the temperature of the igniter at various Regulate loads from idle to full load without the need for water injection into the combustion chamber, throttling the purge air or changing the amount of cooling water is required.

Beim Anlassen wird die Spindel des Einspritzapparates derart gedreht, daß der Strahl an dem Prallabsatz 2 vorüber gegen den erhitzten Zündpfropfen 4. (Abb. q.) gerichtet wird, und während des Leerlaufes wird die Spindel je nach den Umständen in derselben Lage wie beim Anlassen gehalten oder derart, daß der Strahl gegen den oberen Teil des Prallabsatzes auftrifft, wie in Abb. 7 dargestellt ist, in welchem Falle der Strahl unter Zerstäubung in Richtung gegen den erwärmten Teil der Verbrennungskammer zurückprallt. Bei Belastung wird der Strahl entweder gegen den unteren. Teil des. Prallabsatzes gerichtet, wie in den Abb. i und 2 dargestellt ist, oder mehr abwärts gegen den im Boden des Verbrennungsraumes befindlichen Kanal 3, wie in den Abb.9 und io gezeigt ist.When starting, the spindle of the injection apparatus is rotated in such a way that the jet is directed past the impact shoulder 2 against the heated ignition plug 4. (Fig. Q.), And during idling the spindle is in the same position as when starting, depending on the circumstances or so that the jet strikes the upper part of the baffle as shown in Fig. 7, in which case the jet rebounds with atomization towards the heated part of the combustion chamber. When loaded, the beam is either against the lower one. Part of the impact shoulder, as shown in FIGS. I and 2, or more downwards towards the channel 3 located in the bottom of the combustion chamber, as shown in FIGS. 9 and 10.

Weil die Brennstoffeinspritzung bei der aufwärts gehenden Bewegung des Kolbens stattfindet, strömt die durch die Verdichtung erwärmte Luft von der Zylinderkammer in die Verbrennungskammer in einer Richtung gegen den abwärts gerichteten Brennstoffstrahl oder gegen das von dem Absatz 2 schräg abwärts zurückgeprallte, fein verteilte Brennstoffbündel. Infolgedessen wird der Brennstoff sehr vollständig vergast und mit der Verbrennungsluft innig gemischt. Weil die Vergasung beim normalen Betriebe im unteren Teil der Verbrennungskammer stattfindet, kann eine Zündung erst eintreten, wenn das Brennstoffgemisch gegen die im oberen Teil der Verbrennungskammer vorgesehene Zündvorrichtung auftritt. Infolgedessen werden Frühzündungen verhindert.Because fuel injection on upward movement of the piston takes place, the air heated by the compression flows from the Cylinder chamber into the combustion chamber in a direction opposite to the downward one Fuel jet or against the one that bounced back diagonally downwards from paragraph 2, finely divided fuel bundles. As a result, the fuel becomes very complete gasified and intimately mixed with the combustion air. Because the gassing at normal If operations take place in the lower part of the combustion chamber, ignition can only take place occur when the fuel mixture against that in the upper part of the combustion chamber provided ignition device occurs. As a result, pre-ignition is prevented.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cylinder head for prechamber internal combustion engines with a rotatably arranged injection nozzle, with the rotation of the fuel jet describes a cone shell and is adapted to the load condition of the machine Direction can be injected, characterized in that the fuel jet at medium or full machine load hits a baffle which transforms it into a fan-shaped spreading mist, that it, on the other hand, when it is started and idling and, in the event of overload, past the impact surface into the combustion chamber is injected:

2. Cylinder head for prechamber internal combustion engines, in particular Hot-head machines according to Claim i, in which the antechamber with the cylinder space is connected by a channel, preferably elongated in cross section, thereby characterized in that the injection nozzle (1) and the baffle (2) opposite the Connecting channel (3) are arranged such that the main plane of the channel (3) is approximately with the main plane of the impact surface (2) at medium and full machine load thrown back fuel compartment collapses.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that when adjusting the injector for overload the fuel jet arrives directly in the connecting channel.