DE525240C

DE525240C - Large diesel engine with airless fuel injection

Info

Publication number: DE525240C
Application number: DEA51464D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Sass
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1927-07-10
Filing date: 1927-07-10
Publication date: 1931-05-21

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
21. MAI 1931ISSUED ON
May 21, 1931

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 46 a² GRUPPECLASS 46 a ² GROUP

A 5146411460?A 5146411460?

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)General Electricity Society in Berlin *)

Großdieselmaschine mit luftloser BrennstoffeinspritzungLarge diesel engine with airless fuel injection

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1927 abPatented in the German Empire on July 10, 1927

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Dieselmaschinen den Brennraum ringförmig auszubilden. Bekannt ist auch das luftlose Einspritzen des Brennstoffes durch eine in der Zylinderachse angeordnete Einspritzdüse nach außen in Richtung der Zylinderwand. Bei doppelt wirkenden Dieselmaschinen ist für die Zylinderseite, wo die Kolbenstange den Zylinderdeckel durchdringt, vorgeschlagenIt has already been proposed that the combustion chamber be annular in diesel engines to train. The airless injection of the fuel through an in the is also known Injection nozzle arranged on the cylinder axis outwards in the direction of the cylinder wall. at double acting diesel engines is for the cylinder side where the piston rod ends Cylinder cover penetrates, proposed

ίο worden, um die Zylinderachse herum mehrere konzentrisch liegende, auswärts gerichtete Einspritzdüsen anzuordnen. Diese Maßnahmen genügten bei kleinen und mittleren Dieselmaschinen. Bei Großdieselmaschinen konnte jedoch eine gleichmäßige Mischung des Brennstoffes mit der Luft in der ganzen radialen Ausdehnung des Brennraumes nicht erzielt werden, weil die Brennstoffstrahlen nur eine bestimmte Durchschlagsstrecke besitzen. Ist die radiale Ausdehnung des Zylinders größer als diese Durchschlagsstrecke, so bleibt ein Teil des Brennraumes ohne Brennstoff, wodurch die Verbrennung unregelmäßiger, der Brennstoffverbrauch größer und die Luftausnutzung schlechter wird.ίο been around the cylinder axis several to arrange concentrically lying, outwardly directed injection nozzles. These measures sufficient for small and medium-sized diesel engines. In the case of large diesel engines, however, an even mixture was possible of fuel with air in all radial expansion of the combustion chamber is not can be achieved because the fuel jets have only a certain breakdown distance. If the radial expansion of the cylinder is greater than this breakdown distance, part of the combustion chamber remains without Fuel, which makes the combustion more irregular, the fuel consumption greater and the air utilization gets worse.

Bei Großdieselmaschinen kommt es aber sehr darauf an, die gesamte zur Verfügung stehende recht beträchtliche Luftmenge möglichst gleichmäßig mit Brennstoff zu vermischen. Eine Möglichkeit hierzu bestand bei der Begrenztheit der Durchschlagsstrecke der Brennstoffstrahlen darin, eine Anpassung des Brennraumes daduixh zu erzielen, daß an dem Kolben ein Schutzkragen vorgesehen wird, der so breit bemessen ist, daß der äußere Teil des Brennraumes ausgefüllt wird und die radiale Ausdehnung des Brennraumes der Durchschlagsstrecke der Brennstoffstrahlen etwa entspricht. Da das durch den Kolbenkragen zu verdrängende Luftvolumen jedoch ein Mehrfaches des in der Kolbenmitte gelegenen Luftvolumens beträgt, würde sich eine große axiale Ausdehnung des Verdichtungsraumes ergeben, bei der auch eine günstige Vermischung der Brennluft mit dem Brennstoff nicht möglich wäre.With large diesel engines, however, it is very important that all of them are available to mix the standing quite considerable amount of air with fuel as evenly as possible. One possibility for this, given the limited penetration distance of the fuel jets, was to make an adjustment of the combustion chamber to achieve that a protective collar is provided on the piston is dimensioned so wide that the outer part of the combustion chamber is filled and the radial expansion of the combustion chamber where the fuel jets break through roughly corresponds to. However, since the volume of air to be displaced by the piston collar a multiple of the air volume in the center of the piston would result result in a large axial expansion of the compression space, in which also a favorable one Mixing of the combustion air with the fuel would not be possible.

Die Erfindung bezieht sich auf Großdieselmaschinen mit luftloser Brennstoffeinspritzung in einen ringförmigen Brennraum, der durch eine Anzahl um die Zylinderachse konzentrisch liegender, auswärts gerichteter Einspritzdüsen gespeist wird, und besteht darin, daß die Brennstoffdüsen Jn einer derartigen radialen Entfernung von der Zylinderachse angeordnet sind, daß die Ausdehnung des verbleibenden Brennraumes in der Strahlrichtung der Durchschlagsstrecke der Brennstoffstrahlen entspricht, wobei der mittlere Teil des Kolbenbodens in der Totpunktlage so dicht an den Zylinderdeckel herangeführt ist, daß am Ende der Verdichtung die Brennluft sich im wesentlichen in dem Ringraum befindet.The invention relates to large diesel engines with airless fuel injection into an annular combustion chamber, which is concentric by a number around the cylinder axis lying, outwardly directed injection nozzles is fed, and consists of that the fuel nozzles Jn are at such a radial distance from the cylinder axis are arranged that the expansion of the remaining combustion chamber in the beam direction corresponds to the breakdown distance of the fuel jets, the middle part of the Piston head in the dead center position is brought so close to the cylinder cover that at the end of the compression, the combustion air is essentially located in the annular space.

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*} The patent seeker stated as the inventor:

Dr.-Ing. Friedrich Sass in Berlin-Charlottenburg.Dr.-Ing. Friedrich Sass in Berlin-Charlottenburg.

Eine weitere Einzelheit der Erfindung besteht darin, daß die einzelnen Brennstoffkanäle in einem gemeinsamen Spritzkopf angeordnet sind, in welchem oberhalb und unterhalb der Kanäle durch Bohrungen zwischen den Kanälen miteinander verbundene Kühlräume vorgesehen sind. Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Brennraum der Durchschlagskraft und der Gestalt der Brennstoffstrahlen ίο genau angepaßt wird, so daß eine zuverlässige Vermischung der gesamten Brennluft mit dem Brennstoff erfolgt. Der Brennvorgang wird gleichmäßig; der Brennstoffverbrauch erreicht das Mindestmaß. Die gute Mischung von Luft und Brennstoff wird unabhängig von dem Zylinderdurchmesser. Die Kühlräume und Kühlkanäle gewährleisten eine zuverlässige Kühlung der Brennstoffkanäle in der Nähe der Ausspritzöffnungen, wodurch ein Verkoken des Brennstoffes und ein Verstopfen der Ausspritzöffnungen vermieden wird. Durch das Heranführen des mittleren Teils des Kolbenbodens in der Totpunktlage bis dicht an den Zylinderdeckel heran wird erreicht, daß fast die gesamte Brennluft sich im Ringraum befindet und Brennstoff erhält. Bei der nachfolgenden Entfernung des Kolbens aus der Totpunktlage entsteht eine weitere gute Durchmischung der Luft mit Brennstoff infolge der nach der Zylindermitte gerichteten Expansion, bei der die noch unverbrannte Luft durch die Brennstoffstrahlen hindurchströmen muß.There is another detail of the invention in that the individual fuel channels are arranged in a common spray head are in which above and below the channels through holes between the channels interconnected cold rooms are provided. The invention has the advantage that the combustion chamber of the penetration power and the shape of the fuel jets ίο is adjusted exactly, so that a reliable Mixing of the entire combustion air with the fuel takes place. The burning process will evenly; the fuel consumption reaches the minimum. The good mixture of air and fuel becomes independent on the cylinder diameter. The cold rooms and cooling channels ensure a reliable Cooling of the fuel channels in the vicinity of the injection openings, whereby coking of the fuel and clogging of the injection openings avoided will. By bringing the middle part of the piston crown closer to the dead center position until close to the cylinder cover is achieved that almost all of the combustion air is is located in the annulus and receives fuel. At the subsequent removal of the piston from the dead center position there is a further good mixing of the air Fuel as a result of the expansion directed towards the center of the cylinder, in which the still unburned Air must flow through the fuel jets.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Abb. 1 ist ein Längsschnitt durch das Brennstoffventil, Abb. 2 ein Schnitt nach, der Linie A-B-C der Abb. 1 und Abb. 3 ein Schnitt durch den Ventilschaft nach der Linie D-E, α ist der Ventilkörper mit dem Düsenkopf b, dem Ventilsitz c und der Ventilfeder d. In dem Düsenkopf ist in der Mitte unter dem Ventilsitz c die Bohrung e vorgesehen, von der so viel radiale Bohrungen f ausgehen, wie Düsen g vorhanden sind. Zwischen je zwei Düsenbohrungen / läßt eine Bohrung h das Kühlwasser von dem Ringraum i in den Kühlraum k unter den Düsenbohrttngen eintreten. Damit das durch die Bohrung η in den Ringraum i tretende Wasser gezwungen wird, durch die Bohrungen h und den Kühlraum k zu fließen, sind in die Druckbüchse I, mit der der Düsenkopf b in dem Zylinderdeckel m befestigt wird, zwei Rippen 0 eingeschweißt, die bis auf den Boden des Düsenkopfes & hinabgehen. Nach dem Durchströmen der Bohrungen h und des Kühlraumes k- fließt das Wasser durch die Bohrung/» wieder ab. Der Brennstoff wird den Düsen durch die Leitung q zugeführt. Der Kolben r ist so ausgeführt, daß er in der Totpunktlage genügend Raum für den Verbrennungsvorgang um die Düsen g herum frei läßt, unterhalb des Düsenkranzes aber möglichst nahe an diesen heranreicht. Anstatt daß alle Düsen durch ein Ventil betätigt werden, kann auch für jede oder mehrere der Düsen je ein Ventil angeordnet werden, was z. B. dann notwendig werden kann, wenn der Mittelraum durch die Kolbenstange eingenommen wird und man von der exzentrischen Anordnung eines gemeinsamen Ventils für die kranzförmig angeordneten Düsen absehen will. Sind Einzeldüsen vorgesehen, so werden diese jede für sich gekühlt.The drawing illustrates the invention using an exemplary embodiment. Fig. 1 is a longitudinal section through the fuel valve, Fig. 2 is a section along the line ABC of Fig. 1 and Fig. 3 is a section through the valve stem along the line DE, α is the valve body with the nozzle head b and the valve seat c and the valve spring d. In the nozzle head, the bore e is provided in the middle under the valve seat c , from which as many radial bores f extend as there are nozzles g. Between every two nozzle bores / a bore h allows the cooling water to enter from the annular space i into the cooling space k under the nozzle bores. So that the water passing through the bore η into the annular space i is forced to flow through the bores h and the cooling chamber k , two ribs 0 are welded into the pressure sleeve I, with which the nozzle head b is fastened in the cylinder cover m down to the bottom of the nozzle head &. After flowing through the boreholes h and the cooling space k- , the water flows out again through the borehole / ». The fuel is fed to the nozzles through line q. The piston r is designed in such a way that in the dead center position it leaves enough space free for the combustion process around the nozzles g , but comes as close as possible to the nozzle ring below the nozzle ring. Instead of all nozzles being actuated by a valve, a valve can also be arranged for each or more of the nozzles, which z. B. may be necessary if the central space is occupied by the piston rod and you want to refrain from the eccentric arrangement of a common valve for the nozzles arranged in a ring. If individual nozzles are provided, they are each cooled individually.

Claims

Patent claims:

i. Large diesel engine with airless fuel injection in an annular Combustion chamber, which is formed by a number of concentric, outwardly directed injection nozzles, characterized in that that the injection nozzles are arranged at such a radial distance from the cylinder axis that the expansion of the remaining combustion chamber in corresponds to the jet direction of the breakdown distance of the fuel jets, the middle part of the piston crown is brought so close to the cylinder cover in the dead center that on At the end of the compression, the combustion air is essentially located in the annulus.

2. Large diesel engine according to claim 1, characterized in that the individual fuel channels (f) are arranged in a common spray head and cooling spaces connected to one another are provided above and below these channels through bores (h) between the channels.

1 sheet of drawings