DE624217C

DE624217C - Diesel engine with an antechamber and an air jacket space surrounding it

Info

Publication number: DE624217C
Application number: DE1930624217D
Authority: DE
Original assignee: Hansa Lloyd Werke A G
Current assignee: Hansa Lloyd Werke A G
Priority date: 1930-09-16
Filing date: 1930-09-16
Publication date: 1936-01-15

Description

Dieselmaschine mit einer Vorkammer und einem diese umgebenden Luftmantelraum Bei Dieselmaschinen ist es bekannt, hinter der Einspritzdüse eine kleinere Vorkammer mit engem Ausgang und hinter der ersteren eine größere Vorkammer mit weiterem Ausgang in den Zylinderarbeitsraum anzuordnen. Andererseits ist es schon bekanntgeworden, bei Brennkraftmaschinen mit dreigliedrigem Brennraum ringförmige Luftspeicher anzuwenden.Diesel engine with an antechamber and an air jacket space surrounding it In diesel engines it is known to have a smaller prechamber behind the injection nozzle with a narrow exit and behind the former a larger antechamber with a wider exit to be arranged in the cylinder working space. On the other hand, it has already become known to use ring-shaped air reservoirs in internal combustion engines with a three-part combustion chamber.

Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung in der Anordnung einer kleinen Vorkammer, deren Luftinhalt nur für die Verbrennung der Leerlaufbrennstoffmenge genügt und deren verengte Austrittsöffnung in der Richtung des Brennstoffstrahles liegt, während die ringförmige Mündung der die Vorkammer umgebenden Frischluftkammer einen größeren Flächeninhalt aufweist und in der Ebene der Austrittsmündung der Vorkammer liegt, vor der ein zweiter Brennraum angeordnet ist, an den sich im Zylinder ein dritter Hauptbrennraum anschließt. Dabei ergänzen sich die beiden letzten Räume als Hauptbrennräume.In contrast, the present invention consists in the arrangement of a small antechamber, the air content of which is only used for the combustion of the idle amount of fuel is sufficient and its narrowed outlet opening in the direction of the fuel jet lies, while the annular mouth of the fresh air chamber surrounding the antechamber has a larger surface area and in the plane of the outlet mouth of the Pre-chamber is, in front of which a second combustion chamber is arranged, to which in the cylinder a third main combustion chamber is connected. The last two rooms complement each other as main combustion chambers.

Durch die Verbrennung in drei hintereinanderliegenden Brennräumen wird eine fast völlige Gleichdruckverbrennung erzielt. Die kleine Vorkammer und ihr Luftinhalt genügen für die Verbrennung der Brennstoffmenge. Für die Hauptverbrennung wird in , dem eine größere Luftmenge aufspeichernden Luftmantelraum, der um die Vorkammer angeordnet ist, genügend Luft aufgespeichert.Through the combustion in three consecutive combustion chambers an almost complete constant pressure combustion is achieved. The small antechamber and their air content is sufficient for the combustion of the amount of fuel. For the main combustion is in which a larger amount of air accumulating air jacket space around the Pre-chamber is arranged, enough air is stored.

Durch die weite ringförmige Austrittsmündung des Luftmantelraums, der gleichzeitig in der Ebene der Austrittsmündung der Vorkammer liegt, wird eine gleichmäßige Luftzuführung zu der Hauptverbrennungskammer bewirkt, wenn die Maschine mit Vollast arbeitet.Due to the wide, annular outlet opening of the air jacket space, which is at the same time in the plane of the outlet mouth of the antechamber, becomes a Even air supply to the main combustion chamber causes when the engine works at full load.

Die im Luftmantelraum aufgespeicherte Luft wird also nur bei Vollast herangezogen. Die völlige Gleichdruckverbrennung wirkt sich besonders bei allen notwendig erscheinenden Belastungsfällen aus, was besonders bei schnell wechselnden Belastungen, wie im Fahrzeugbetrieb, von Vorteil ist. Ferner werden das Triebwerk übermäßig belastende Vorzündungsdrucke vermieden, wodurch eine wesentlich leichtere Gestaltung des Kurbeltriebwerkes erzielt wird.The air stored in the air jacket space is only used at full load used. The complete constant pressure combustion has a particular effect on everyone load cases that appear necessary, which is particularly important in the case of rapidly changing Loads, such as in vehicle operation, is advantageous. Furthermore, the engine excessively stressful pre-ignition pressures avoided, making a much lighter Design of the crank mechanism is achieved.

Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise ausführen. Sie ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, die einen Längsschnitt durch einen Zylinderbrennraum nebst Luft- und Leerlaufkammer zeigt.The invention can be carried out in various ways. she is Illustrated in the drawing in an embodiment that is a longitudinal section shows through a cylinder combustion chamber together with air and idle chambers.

Die Leerlaufkammer a, deren engere Austrittsmündung b als Düse dient und in die kontinuierlich von der Brennstoffdüse c Brennstoff eingespritzt wird, ragt in eine im Zylinderdeckel liegende Brennkammer d hinein. Die Leerlaufkammer a ist ferner von einer ringförmigen Frischluftkammer e umgeben und oberhalb derselben durch Wasserkühlung f gekühlt. Die Übergangskanäle g von der komprimierte Luft aufnehmenden Frischluftkammer e, die konzentrisch um die Leerlaufkammer a herumgelegt ist, zur Brennkammer d besitzen gegenüber dem abgedrosselten Leerkammermund b erheblich größeren Querschnitt. Es ist zweckmäßig, auch den Übergangskanal ringförmig zu gestalten. Leerlaufkammer a nebst Brennkammer d und Frischluftkammer e sind schräg zum Kolben angeordnet, und zwar in einem solchen Winkel gegenüber der Zylinderachse gelagert, daß die in die Kamxrier ein- und austretenden Luft-bzw. Gasströme ohne plötzliche Richtungsänderung geführt werden. Die austretenden Verbrennungsgase treffen auf die flache Vertiefung h des Kolbens und werden dadurch nicht nur gleichmäßig abgelenkt, sondern auch verteilt.The idle chamber a, the narrower outlet opening b of which serves as a nozzle and into which fuel is continuously injected from the fuel nozzle c, protrudes into a combustion chamber d located in the cylinder cover. The idle chamber a is also surrounded by an annular fresh air chamber e and cooled above it by water cooling f. The transition channels g from the compressed air receiving fresh air chamber e, which is placed concentrically around the idle chamber a, to the combustion chamber d have a considerably larger cross section than the throttled empty chamber mouth b. It is advisable to make the transition channel ring-shaped as well. Idle chamber a along with combustion chamber d and fresh air chamber e are arranged at an angle to the piston, namely at such an angle with respect to the cylinder axis that the air or air entering and exiting the chamber. Gas flows are guided without a sudden change in direction. The emerging combustion gases hit the shallow depression h of the piston and are not only deflected evenly, but also distributed.

Durch diese Ausbildung ergeben sich drei Brennstrecken: x. die Brennstrecke innerhalb der Leerlaufkammer, wo nur die Leerlaufarbeit geleistet wird; a. die Brennstrecke bei der Düse b in der Kammer d, von der ein Teil der Hauptarbeit geleistet wird; 3. die Brennstrecke, die sich auf -die Kolbenvertiefung h ausdehnt, auf der die Hauptverbrennung stattfindet unter . Zuführung der in der Sonderkammer e komprimierten Frischluft.This training results in three burning distances: x. the burning distance within the idle chamber, where only the idle work is done; a. the burning distance at nozzle b in chamber d, from which part of the main work is done; 3. the burning distance that extends to the piston recess h on which the main combustion takes place below. Supply of the fresh air compressed in the special chamber e.

Natürlich spielen diese Verbrennungsvorgänge je nach Ausbildung der Kammern ineinander über. Es wird also, eine fast völlige Gleichdruckverbrennung erzielt.Of course, these combustion processes play depending on the training Chambers into each other. So it will be an almost complete constant pressure combustion achieved.

Von Vorteil ist bei dieser Ausführung, daß nicht nur die Leerlaufkammer a in ihrem oberen Teil, sondern auch die Sonderluftkammer e soweit konstruktiv möglich, -wassergekühlt ist. Die Wasserkühlung der Leerlaufkammer e erstreckt sich auch noch über einen Teil des in die Kammern d, e hineinragenden Brennmundes der Leerlaufkammer.The advantage of this design is that not only the idle chamber a in its upper part, but also the special air chamber e as far as structurally possible, - is water-cooled. The water cooling of the idle chamber e also extends over part of the combustion mouth of the idle chamber, which protrudes into chambers d, e.

Verbrennungsvorgang und. Arbeitsweise gestalten sich dann wie folgt: Bei hochgehendem Kolben wird die Frischluft verdichtet. Sie strömt sowohl in kammer e als auch in Kammer a. Während aber der Ringkanal g zur Kammer e so groß bemessen ist, daß das Überströmen ohne Druckabfall vor sich geht, besitzt die Leerlaufkammer a nur eine so gering bemessene Öffnung b, daß hier nicht mehr der volle Druck zur Geltung kommt. Der Brennstoff wird in die Leerlaufkammer a kontinuierlich eingespritzt, und zwar zunächst in einer solchen Menge, daß die Leerlaufarbeit vor Kolbentotpunktlage allein gedeckt wird. Durch das scharfe Einströmen der Luft in die Leerlaufkammer a, das a@.ch bei geringer Aufwärtsbewegung des Kolbens vor Kolbentotpunktlage infolge der herrschenden Druckdifferenz in den verschiedenen Räumen noch anhält, wird zunächst der Leerlaufbrennstoff in Kammer a verwirbelt und verbrannt. Unter dem Einfluß des Verpuffungsdruckes, der jetzt höher ist als der Druck in Kammer h, d" e, ßtrömen die Abgase aus dem Brennmund der Leerlaufkammer über die Kammer d nach dem Hauptbrennraum h, wo sie kurz vor Totpunktlage zur Wirkung kommen.Combustion process and. The working method is as follows: When the piston goes up, the fresh air is compressed. It flows in both chamber e and chamber a. But while the annular channel g to chamber e is dimensioned so large that the overflow takes place without a pressure drop, the idle chamber a has only an opening b of such a small size that the full pressure is no longer effective here. The fuel is continuously injected into the idling chamber a, initially in such an amount that the idling work is covered by itself before the piston dead center position. Due to the sharp influx of air into the idle chamber a, which a @ .ch still stops with a slight upward movement of the piston before the piston dead center position due to the pressure difference in the various spaces, the idle fuel in chamber a is first swirled and burned. Under the influence of the deflagration pressure, which is now higher than the pressure in chamber h, d " e, ß, the exhaust gases flow from the combustion mouth of the idle chamber via chamber d to the main combustion chamber h, where they come into effect shortly before dead center.

Mit den Abgasen ist gleichzeitig ein Teil der weiterhin durch die Leerlaufkammer a eingespritzten Hauptmenge des Brennstoffes, die kontinuierlich erfolgt, zur Kammer d, h übergetreten, wo sie infolge des erstrebten Druckausgleiches weiter verwirbelt und mit dem Sauerstoff der in Raum h vorhandenen Frischluft in innige Berührung korilmt und verbrennt, nachdem dieser Teil des Brennstoffes vorher schon durch die sie umhüllenden heißen Abgase der Leerlaufkammer aufgelockert wurde.At the same time, with the exhaust gases, part of the main amount of fuel still injected through the idle chamber a, which occurs continuously, passed to chamber d, h , where it swirls further as a result of the desired pressure equalization and comes into intimate contact with the oxygen in the fresh air present in room h Korilmt and burns after this part of the fuel has already been loosened by the hot exhaust gases from the idle chamber that surrounds it.

Die Verbrennung kann nur so lange einwandfrei erfolgen, als Sauerstoff bei genügender Verwirbelung verfügbar ist. Die Verpuffungsspitze dieser Teilverbrennung wird deshalb nicht schroff in die Erscheinung treten, zumal der Überdruck einmal gegen den weiterhin einspritzenden Brennstoffaden in die Leerlaufkammer a als auch in die Kammer e abgeleitet wird, wobei in a neuerdings Verwirbelung einsetzt. Die Verpuffungsspitze wird weiterhin deshalb nicht schroff in die Erscheinung treten, weil der abgehende Kolben den Brennraum rasch vergrößert und für den weiteren Druckausgleich sorgt.The combustion can only take place properly as long as there is oxygen is available when there is sufficient turbulence. The peak of the deflagration of this partial combustion will therefore not appear abruptly, especially since the overpressure once against the still injecting fuel load into the idle chamber a as well is diverted into the chamber e, with turbulence recently commencing in a. the The peak of the deflagration will therefore still not appear abruptly, because the outgoing piston quickly enlarges the combustion chamber and for further pressure equalization cares.

Bei weiterem Abgang des Kolbens und Vergrößerung der Kammer h beginnt nun Kammer e und zugleich etwas später die Kammer a abzublasen, wobei der restliche Brennstoff neuerdings mit dem Sauerstoff aus Kammer e in Berührung kommt und verbrennt.With further departure of the piston and enlargement of the chamber h begins now chamber e and at the same time a little later to blow off chamber a, with the remainder Fuel has recently come into contact with the oxygen from chamber e and burns.

Bei geeigneter Größenbemessung der verschiedenen Kammern wird dann praktisch Gleichdruckverbrennung erzielt werden, die nicht nur rauchlos vor sich geht, sondern auch gestattet, das Kurbeltriebwerk leichter zu gestalten, als es bisher unter Beachtung ausreichender Sicherheit möglich war.If the various chambers are appropriately sized, then practically constant pressure combustion can be achieved, which is not only smokeless in front of you goes, but also allows the crankshaft drive to be made lighter than it was previously possible with sufficient security.

Claims

PATENT CLAIM: Diesel engine with one pre-chamber and one this surrounding air jacket space, characterized in that the in one and the same Level falling mouths of the antechamber (a) and the fresh air chamber (e) are cylindrical Nozzle (d) is connected, inside of which the antechamber and air chamber contents are below Combine further combustion (second stage combustion) and in turn -zu the combustion chamber in the working cylinder (e.g. a piston crown recess h).