DE467007C

DE467007C - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE467007C
Application number: DED50583D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-05-17
Filing date: 1926-05-29
Publication date: 1928-10-18

Description

Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine verbesserte Bauart von Brennkraftmaschinen, deren Zweck darin besteht, auf rein physikalischem Wege die Entstehung einer Zündwelle im Augenblick der Zündung zu verhindern.Internal combustion engine The invention relates to an improved design of internal combustion engines, the purpose of which is to use purely physical means to prevent the creation of an ignition wave at the moment of ignition.

Um die Explosion durch eine langsamere Verbrennung zu _ ersetzen, ist bereits vorgeschlagen worden, dem Verbrennungsraum einen von der Zündstelle stetig zunehmenden Querschnitt zu geben. Nun zeigt aber die Theorie sowohl als die Praxis, daß die Ausbreitung einer- Zündwelle dadurch noch wirkungsvoller verhindert wird, daß der sie übertragende Raum eine durch stufenförmig, zunehmende Erweiterungen gebildete Wandung besitzt, die plötzliche Abnahmen der Geschwindigkeit, d. h. eine Aufeinanderfolge heftiger Entspannungen verursacht, die den starken adiabatischen, die Ausbreitung der Welle erzeugenden Druck vernichten.To replace the explosion with a slower combustion, has already been proposed, the combustion chamber one from the ignition point to give steadily increasing cross-section. But now the theory shows as well as that Practice that prevents the propagation of an ignition wave even more effectively It becomes that the space that transmits it becomes one through step-like, increasing expansions formed wall, the sudden decreases in speed, d. H. one A succession of violent relaxations, which the strong adiabatic, destroy the pressure generating the wave propagation.

Gemäß der Erfindung besitzen die von der Zündstelle an in Richtung der Ausbreitung der Zündwelle einen stetig zunehmenden Querschnitt aufweisenden Wände des Verbrennungsraumes ein stufenförmiges Profil, so daß plötzliche Ouerschnittserweiterungen gebildet werden.According to the invention, they have from the ignition point in the direction the propagation of the ignition wave having a steadily increasing cross-section Walls of the combustion chamber have a stepped profile, so that sudden cross-sectional enlargements are formed.

Die stufenweise Gestaltung des Wandprofils, die bereits früher, indessen aber ohne Querschnittsvergrößerung ausgeführt wurde, gewährleistet eine bedeutende Flächenzunahme und somit eine bessere Kühlung des Zylinder- und des Kolbenkopfes, was übrigens noch dazu beiträgt, die Verpuffungserscheinung zu vermeiden.The gradual design of the wall profile, which was done earlier, however but was carried out without enlarging the cross-section, ensures a significant Increase in area and thus better cooling of the cylinder and piston heads, which, by the way, also helps to avoid the deflagration phenomenon.

Selbstverständlich müssen die aufeinanderfolgenden Stufen so angeordnet sein, daß sie eine Reihe von aufeinanderfolgenden Querschnittserweiterungen der Verbrennungskammer in Richtung der sich ausbreitenden Zündwelle bilden.It goes without saying that the successive stages must be arranged in this way be that they are a series of successive cross-sectional enlargements of the Form combustion chamber in the direction of the propagating ignition wave.

Auf beiliegender Zeichnung sind die verschiedenenAusführungsformen der Erfindung dargestellt.The various designs are shown in the accompanying drawing of the invention shown.

Abb. i, 2 und 3 sind Ansichten im Schnitt nach Linie I-I der Abb. 2, nach II-II der Abb.3 und eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform, wobei der Kolben sich- in seiner oberen Totlage befindet.Figs. I, 2 and 3 are sectional views along line I-I of Fig. 2, according to II-II of Fig.3 and a front view of a first embodiment, wherein the piston is in its upper dead position.

Abb.4 ist eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform.Figure 4 is a front view of another embodiment.

Abb. 5 und 6 sind senkrechte Aehsschnitte durch zwei weitere Ausführungsformen. Abb.7 ist ein Schnitt nach VII-VII der-Abb. B.Figs. 5 and 6 are vertical sections through two other embodiments. Fig.7 is a section along VII-VII of-Fig. B.

Wie aus den Abb. i bis 4 ersichtlich, erfolgt die Zündung bei i im Zylinder 2. Der Kolben 3 endet bei 4 in einen Kopf oder einen vorstehenden Teil, dessen oberste Fläche 5 bis in die Nähe des Bodenstückes des Zylinders reicht, wenn der Kolben in seine obere Totlage eingetreten ist. Der Kolbenkopf ist so profiliert, daß er einen ersten zylindrischen Hohlraum 6 einer bestimmten Länge i bildet (in Richtung der fortschreitenden Zündung). Am Ende dieser Länge i in der Ebene B-B angebrachte Stufen 7, die bei einem Motor der üblichen Bauart mit senkrechtem Zylinder senkrecht, also parallel zur Zylinderachse verlaufen, bewirken eine plötzliche Erweiterung der Verbrennungskammer nicht nur durch Vergrößerung des Querschnittes des zylindrischen Hohlraumes, sondern gleichzeitig auch durch tiefere Lage der Oberfläche des Kolbenkopfes q., der an dieser Stelle von 5 auf 8 sich senkt. Es schließen sich weitere Änderungen im Querschnitt des zylindrischen Hohlraumes und in der Höhenlage der Oberfläche des Kolbenkopfes q. in den Ebenen C-C, D-D und E-E daran an durch Querstufen 9, 1o und i i und senkrechte Stufen 12, 13, 1q..As can be seen from Figs. I to 4, the ignition takes place at i in cylinder 2. The piston 3 ends at 4 in a head or a protruding part, the top surface 5 of which extends to the vicinity of the bottom part of the cylinder when the piston has entered its top dead center. The piston head is profiled so that it forms a first cylindrical cavity 6 of a certain length i (in the direction of the progressive ignition). At the end of this length i in the plane BB, steps 7, which in an engine of the usual type with a vertical cylinder run perpendicular, i.e. parallel to the cylinder axis, cause a sudden expansion of the combustion chamber not only by enlarging the cross-section of the cylindrical cavity, but also at the same time by lowering the surface of the piston head q., which drops from 5 to 8 at this point. There are further changes in the cross section of the cylindrical cavity and in the height of the surface of the piston head q. in the levels CC, DD and EE on it by transverse steps 9, 1o and ii and vertical steps 12, 13, 1q ..

Die Arbeitsweise ist folgende: Die in i veranlaßte Zündung schreitet mit einer gewissen Geschwindigkeit fort, während gleichzeitig der Kolben hochgeht. Hierdurch verringert sich das -Volumen, und die Bildung der Explosionswelle wird begünstigt. Wenn aber die Flamme in die Nähe des Schnittes B-B fortgeschritten ist, tritt eine plötzliche Ouerschnittsvergrößerung, infolgedessen eine Expansion ein, wodurch die Explosionswelle vernichtet wird, falls sie sich bereits gebildet haben sollte. Dasselbe e schieht bei Übertritt der Flamme in den e#-weiterten Querschnitt C-C und in den folgenden D-D und E-E. Somit -bewirken die verschiedenen am Kolben von der Entzündungssteile an angeordneten Stufen im Augenblick, wo die Flamme deren Höhe in der Verbrennungskammer erreicht, aufeinanderfolgende Expansionen, welche das .Fortschreiten der Explosionswelle unterbrechen.The mode of operation is as follows: The ignition initiated in i advances continues at a certain speed while at the same time the piston goes up. This reduces the volume and the formation of the explosion wave favored. But when the flame has advanced near the cut B-B, if there is a sudden enlargement of the cross-section, as a result, an expansion occurs, whereby the explosion wave is destroyed if they have already formed should. The same e happens when the flame passes into the e # -widened cross-section C-C and in the following D-D and E-E. Thus, the different effects on the piston from the ignition parts to arranged stages at the moment when the flame of theirs Height reached in the combustion chamber, successive expansions, which interrupt the progress of the explosion wave.

Die voraufgehende Beschreibung ist lediglich beispielsweise angegeben; man kann dieselbe Wirkung erreichen, auch wenn die auf der Oberfläche des Kolbenkopfes angeordneten senkrechten Stufen in Wegfall gebracht werden oder nur auf einen bestimmten Teil desselben beschränkt sind, z. B. zu beiden Seiten der Symmetrieebene, oder auch wenn die unteren ITantellinien der aufeinanderfolgenden zylindrischen Hohlräume beim Übergang von einem Hohlraum zum folgenden Stufen bilden, wie dies in Abb. q. dargestellt ist, statt wie bei Abb. i bis 3 in derselben Höhe zu liegen, oder aber wenn lediglich die senkrechten Stufen an der Oberfläche -des Kolbens angebracht werden, ohne gleichzeitig zylindrische Hohlräume dm Kolbenkopf vorzusehen.The preceding description is given by way of example only; one can achieve the same effect even if the one on the surface of the piston head arranged vertical steps can be eliminated or only on a certain one Part of the same are restricted, e.g. B. on both sides of the plane of symmetry, or even if the lower ITantellines of the successive cylindrical cavities at the transition from one cavity to the next step, as shown in Fig. q. instead of being at the same height as in Figs. i to 3, or else if only the vertical steps are attached to the surface of the piston without providing cylindrical cavities in the piston head at the same time.

Selbstverständlich handelt es sich nicht um zylindrische Oberflächen im geometrischen Sinne, sondern um annähernd zylindrische Oberflächen, deren Querschnitte senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Zündwelle einander ähnliche Abbildungen darstellen. Statt zylindrischer Oberflächen kann man also auch trichterförmige, kugelige und andere verwenden, vorausgesetzt nur, daß die Querschnittsvergrößerungen in der Richtung der fortschreitenden Zündung liegen.It goes without saying that these are not cylindrical surfaces in the geometric sense, but about approximately cylindrical surfaces, their cross-sections represent similar images perpendicular to the direction of propagation of the ignition wave. Instead of cylindrical surfaces, funnel-shaped, spherical and use others, provided only that the cross-sectional enlargements are in the direction the advancing ignition.

Auch der Ausdruck »Stufe« bezeichnet Zonen rasch wachsenden Querschnittes, deren verschiedeneWandungenflach oder gekrümmt, geneigt oder ineinander übergehend sein können.The term »step« also denotes zones with a rapidly growing cross-section, the different walls of which are flat or curved, inclined or merging into one another could be.

Wenn die Ventile seitlich angebracht sind, oder wenn der Motor ein ventilloser Zweitaktmotor ist, können die Stufen bzw. die Anschlußflächen zwischen den wachsenden Querschnitten entweder wie vorher nur auf dem Kolben angebracht werden oder ausschließlich am Boden des Zylinders oder gleichzeitig am Boden des Zylinders und auf dein Kolben.If the valves are on the side, or if the engine is on valveless two-stroke engine, the steps or the connecting surfaces between the growing cross-sections can either be attached only to the piston as before or exclusively at the bottom of the cylinder or at the same time at the bottom of the cylinder and on your piston.

Bei den bisher erörterten Anordnungen ist davon ausgegangen, daß die Zündstelle auf der Seitenwand des Zylinders angebracht ist. Auf dem gleichen Prinzip beruhende Einrichtungen finden aber auch Verwendung, wenn der Zünder im Boden des Zylinders, z. B. in dessen Mitte, sich befindet. Die Abb. 5 und 7 zeigen beispielsweise eine Kolbenform bei einem Zylinder mit der Zündstelle 2o. Die Stufen bestehen in diesem Falle z. B. aus ringförmigen Kränzen, und die EbenenB-B, C-C, D-D und E-E der Abb. i -bis q. bilden Zylinderabschnitte B', Cl, Dl, El, welche auf dem Kopf des Zylinders die Stufen bilden. Die Arbeitsweise ist dieselbe wie im vorhergenannten Falle.The arrangements discussed so far have assumed that the ignition point is mounted on the side wall of the cylinder. Devices based on the same principle are also used when the detonator is in the bottom of the cylinder, e.g. B. in the middle is located. Figs. 5 and 7 show, for example, a piston shape in a cylinder with the ignition point 2o. The stages exist in this case, for. B. from annular rings, and the levels B-B, CC, DD and EE of Fig. I -to q. form cylinder sections B ', Cl, Dl, El, which form the steps on the head of the cylinder. The operation is the same as in the previous case.

Wenn die Ventile seitlich angebracht sind, oder wenn der Motor ein ventilloser Zweitaktmotor ,ist, können die Stufen oder Anschlußflächen zwischen den wachsenden Querschnitten entweder auf .der Oberfläche des Kolbens angebracht werden oder auf demBoden 15 des Zylinders oder gleichzeitig auf dem Boden des Zylinders und auf der Oberfläche des Kplbens entsprechend Abb. 6. Wenn verschiedene Zündstellen vorhanden sind, so erfolgt die Vermehrung der Oberfläche, wie oben angegeben wurde, in Richtung der fortschreitenden Flamme, ausgehend von den verschiedenen Zündpunkten.When the valves are mounted on the side, or if the motor is a valveless two-stroke engine is, the steps or pads between the growing cross-sections can either be mounted on .the surface of the piston or on demBoden 1 5 of the cylinder or at the same time on the bottom of the cylinder and on the surface of the plug as shown in Fig. 6. If there are different ignition points, the surface area increases, as indicated above, in the direction of the advancing flame, starting from the different ignition points.

Claims

CLAIMS: i. Internal combustion engine, in which the combustion chamber of each cylinder has a cross-section increasing from the ignition point with the advancing ignition wave, characterized in that the walls of the combustion chamber have sharp-edged steps which, through their transitions, form sudden local cross-sectional widenings. z. Internal combustion engine according to claim i with side ignition, characterized in that the combustion chamber is formed by a recess in the piston head or in the cylinder base or partly in the piston head and partly in the cylinder base and has a discontinuous profile consisting of (5, 8, 12 , 13, 1d.) Or transverse steps (7, 9, io, ii) or consists of vertical and external steps. 3. Internal combustion engine according to claim i with ignition arranged at the bottom of the cylinder, characterized in that the piston head or the cylinder head or the piston head and at the same time the cylinder head have a general conical shape with steps (BI, Cl, Dl, El) and parallel to the cylinder axis Owns axis.