DE674092C

DE674092C - Two-stroke diesel engine

Info

Publication number: DE674092C
Application number: DEM126077D
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1934-01-05
Filing date: 1934-01-05
Publication date: 1939-04-04

Description

Zweitaktdieselmaschine Die Erfindung betrifft Zweitaktdieselmaschin.en mit Schlitzsteuerung :und unmittelbarer 1uftlos,er Brennstoffeinspritz,ung durch ein. in der Zylinderachse angeordnetes Ventil oder eine Düse, insbesondere Maschinen ini:ttlerer Größe sowie kleine raschlaufende Maschinen. Zweck .der Erfindung ist die Erzielung ,einer möglichst raschen und volikammenen Verbrennung und damit einer möglichst hohen spezifischen Leistung bei guter Ausnutzung des Brennstoffs in der Maschine.Two-stroke diesel engine The invention relates to two-stroke diesel engines with slot control: and immediate airless, he fuel injection, and through a. in the cylinder axis arranged valve or a nozzle, in particular machines ini: smaller sizes as well as small, high-speed machines. The purpose of the invention is the achievement of the fastest and most volatile combustion possible and thus one The highest possible specific power with good fuel utilization in the Machine.

Es sind Zvveitakttüeselmaschinen der angegebenen Art bekannt, bei denen die Zylinderdeckelinnenfläche einen Kegelmantel rund die äußere Randzone des Kolbenbodens -eirein Kege1s.tumpfmantel bilden. Bei einigen dieser bekannten Bauarten verläuft die Riandfläche des Kolbenbodens zu der Innenfläche des Zylinderdeckels parallel. Die Kegelfläche des Zylinderdeckels weist einen Spitzenwinkel von über i2o°, etwa 1q.0°, .3der von weit runter i20°, etwa 70°, auf; der Kolbenboden ist innerhalb der kegeligen Zone durch eine zur Kolbenachsie senkrechte Fläche begrenzt. Bei den Bauformen mit dem kleineren Spitzenwinkel wird der Brennstoff parallel der Zylinderachse auf die Mitte des Kolbens, gerichtet eingespritzt, während bei denjenigen mit dem größeren Spitzenwinkel der Brennstoff quer zur Zylinderachse über den ganzen Brennraum verteilt eingespritzt wird. Bei diesen, Maschinen steht die Brennraumgestaltung mit der Brennstoffverteilung nicht im Einklang, da der fortschreitende Brennstoffstrahl nicht die zur Verbrennung notwendige Luftmenge vorfindet. Es. ist zwar auch .eine Bauart bekanntge,#vorden, bei der die Zylinderdeckelinnenfläche einen Kegelmantel von i2o° Spitzenwinkel bildet und die Brennstoffstrahlen derart gegen :die Kolbenfläche gerichtet sind, daß sie in der Nähe des: größten Luftzuwachses auf die Kolbenfläche auftreffen. Dabei ist aber die Randzone des Kolbenbodens nicht zu der Zylinderinnenfläche parallel, sondern schließt einen größeren Kegelwinkel ein, der die Stelle des größten Luftzluivachs,es zu weit nach außen vorlegt.There are Zvveitakttüeselmaschinen of the specified type known which the inner surface of the cylinder cover has a cone shell around the outer edge zone of the Piston crown -eirein Kegel1s form a butt jacket. In some of these known types the edge surface of the piston head runs to the inner surface of the cylinder cover parallel. The conical surface of the cylinder cover has an apex angle of over i2o °, about 1q.0 °, .3th from far below i20 °, about 70 °, up; the piston crown is bounded within the conical zone by a surface perpendicular to the piston axis. In the case of the designs with the smaller tip angle, the fuel is parallel to the Cylinder axis directed towards the center of the piston, while injected with those with the larger point angle the fuel transversely to the cylinder axis over the whole Combustion chamber is injected distributed. With these machines, the design of the combustion chamber is important inconsistent with the fuel distribution because of the advancing fuel jet does not find the amount of air necessary for combustion. It. is also .a Design known, # vorden, in which the inner surface of the cylinder cover has a conical surface of i2o ° and the fuel jets against: the piston surface are directed that they are in the vicinity of: the greatest increase in air on the piston surface hit. In this case, however, the edge zone of the piston crown is not facing the inner surface of the cylinder parallel, but includes a larger cone angle, which is the place of the largest Luftzluivachs, putting it too far outwards.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine solche Zweitaktdieselmaschine, bei der die Zylinderdeckelinnenfläche einen Ke;gelmante:l mit einem Spitzenwiinke1 von i 2o' bildet, die äußere Randzone des Kolbenbodens bildet einen Kegelstumpfmantel. Die kennzeichnenden Merkmale bestehen darin, daß die. Mantellinie dieser Randzone mit der Mantellinie des Zylinderdeckels parallel läuft und der Kolbenboden innerhalb der Randzone durch eine zur Kolbenachse rechtwinklige Fläche begrenzt wird, wobei in Totpunktstellung .des Kolbens, zwischen diesem und dem Zylinderdeckel nur das. praktisch erforderliche Spiel verbleibt, und daß die Schnittpunkte der Mittelachsen .der Brennstoffstrahlen mit der oberen Kolbenfläche auf einem Kreise liegen, dessen Mittelpunkt auf der Kolbenachse liegt und dessen Durchmesser gleich dem halben Kolbendurchmesser ist.The invention now relates to such a two-stroke diesel engine, in which the inner surface of the cylinder cover has a cone: 1 with a pointed angle 1 of i 2o ', the outer edge zone of the piston crown forms a truncated cone jacket. The distinguishing features are that the. Generating line of this edge zone runs parallel to the surface line of the cylinder cover and the piston head inside the edge zone is bounded by a surface at right angles to the piston axis, wherein in the dead center position of the piston, between this and the cylinder cover only that. practically required clearance remains, and that the intersection points of the central axes .of the fuel jets with the upper piston surface on a circle whose center lies on the piston axis and whose diameter is the same is half the piston diameter.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention shown schematically.

Abb. i zeigt den Brennraum der Zweitaktdieselmaschine in .einem Schniitt in der Zylinderachse.Fig. I shows the combustion chamber of the two-stroke diesel engine in one section in the cylinder axis.

Abb.2 zeigt die Raumzunahmediagramme für diesen Brennraum.Fig. 2 shows the space increase diagrams for this combustion chamber.

Abb.3 zeigt eine Draufsicht auf den Kolbenboden.Fig.3 shows a top view of the piston crown.

In Abb. i ist mit a der Zylinderdeckel, mit b der Kolben und mit c die Brennstoffdüse bezeichnet. Erfindungsgemäß ist zunächst der Boden des Kolbens b durch eine kegelig.e Randzone i gebildet, deren Mantellinien finit denen .des Zylinderdeckels, ,a parallel verlaufen. Innerhalb der Randzene wird -der Kolbenboden durch die zur Kolbenachse rechtwinklige ebene Fläche 2 begrenzt. In der oberen Totpunktstellung des Kolbens b verbleibt zwischen dessen Randzone i und dem Zylinderdeckel a nur das praktisch erforderliche Spiel. Die Brennstoffstrahlen sind weiterhin erfindungsgemäß so gerichtet, daB die Schnittpunkte B, B' ihrer Mittelachsen d mit der .oberen Kolbenfläche 2 auf einem mit letzterer glaichmittigen Kreise e liegen, dessen Durchmesser gleich dem halben Kolbendurchmesser ist (Abb.3).In Fig. I, a is the cylinder cover, b is the piston and c denotes the fuel nozzle. According to the invention, the bottom of the piston is first b formed by a conical edge zone i, the surface lines of which are finite to those of the .des Cylinder cover,, a run parallel. Within the peripheral scene, the piston crown is limited by the plane surface 2 at right angles to the piston axis. In the top dead center position of the piston b only remains between its edge zone i and the cylinder cover a the practically required game. The fuel jets are still according to the invention so directed that the points of intersection B, B 'of their central axes d with the upper piston surface 2 lie on a circle e which is smooth in the middle and whose diameter is the same half the piston diameter (Fig.3).

Die günstigen Eigenschaften der Brennraumform und der Brennstoffzuführung nach der Erfindung sollen an den Raumzunahmed,iagrammen des Brennraumes erklärt werden, die in Abb.2 damgestellt sind. Diese Diagramme sind gewonnen, indem der Brennraum in, gleichachsige Ringzonen von gleicher radialer Breite unterteilt und die Einzelinhalte dieser Ringzonen über den Mitten der Ringzonenbreiten .stuf dem Halbmesser als Ordinaten aufgetragen wurden. Es ergeben sich so Kennlinien, die in einem bestimmten Abstand vom Zylinderumfang leinen Höchstwert erreichen. Die Kennlinie für die relative Raumzunahme (Abb.2 rechts) zeigt den Zuwachs an Rauminhalt des Verbrennungsraumes und damit an Verbrennungsluft, die der Brennstoffstrahl auf seinem. Weglurch die einzelnen Zonen von innen nach außen nacheinander antrifft. Die Kennlinie Abb. z links gibt .diie absolute Raumzunahme von der Zylinderachse ,aus an; sie bringt alsio den Brennrauminhalt zur Darstellung, der an einem bestimmten Punkt des Brermraumes, von der Achse aus gerechnet, vorhanden ist. Auf der Kennlinie der relativen Raumzunahme ist die Lage des relativen Luftmaximums mit A und die Lage der äußeren Auftreffpunkbe der Brennstoffstrahlen auf den Kolbenboden mit C und C" bezeichnet. Man erkeiuit, daß der Auftreffpunkt B oder B' der Mittelachsen der Brennstoffstrahlen t1 auf den Kolbenboden mit dein relativen Luftmaximum M (Abt. i und 3) zusammenfällt. Aus den Abb. i und 2 links ist ferner ersichtlich, daß der Luftinhalt des Brennraumes in radialer Richtung auf die äußere 'und die innere Zone, vom Auftreffpimkt B, B' der Brennstoffstrahlen auf den Kolbenboden aus gerechnet, fast gleichmäßig verteilt ist.The favorable properties of the shape of the combustion chamber and the fuel supply according to the invention are to be explained using the space increase diagrams of the combustion chamber, which are shown in Fig. 2. These diagrams are obtained by dividing the combustion chamber into equiaxed ring zones of equal radial width and plotting the individual contents of these ring zones over the middle of the ring zone widths on the radius as ordinates. This results in characteristic curves that reach a maximum value at a certain distance from the cylinder circumference. The characteristic curve for the relative increase in space (Fig. 2 right) shows the increase in the volume of the combustion chamber and thus in the combustion air that the fuel jet on its. Weglurch meets the individual zones one after the other from the inside to the outside. The characteristic curve in Fig. Z on the left indicates the absolute increase in space from the cylinder axis; it also shows the combustion chamber content that is present at a certain point in the combustion chamber, calculated from the axis. On the characteristic curve of the relative increase in space, the position of the relative air maximum is marked with A and the position of the outer points of impact of the fuel jets on the piston crown with C and C ". It can be seen that the point of impact B or B 'of the central axes of the fuel jets t1 on the piston crown with your relative atmospheric maximum M (Abt. I and 3) coincide. for the Fig. I and can also be seen 2 to the left, that the air content of the combustion chamber in the radial direction on the outer 'and the inner zone from the Auftreffpimkt B, B' of the Fuel jets on the piston crown from calculated, is almost evenly distributed.

Es ist ,auch wahrscheinlich, d,aß die Zone des relativem. Maximums M innerhalb der Bewegungszone E der Spülluft in der axialen Ebene liegt -und ,auch von der Spülluftbewegung k (Abt. 3) um die Zylinderachse beeinfllußt wird.It is also probable that ate the zone of the relative. Maximum M lies within the movement zone E of the purge air in the axial plane - and, too is influenced by the scavenging air movement k (section 3) around the cylinder axis.

Aus den den1 Erfindungsgegenstand eigenen günstigen Verhältnissen bezüglich der Verteilung der Verbrennungsluft in Beziehung zu dem eingeführten Brennstoff ist schon rein theoretisch eine weitgehende Verbesserung in der Ausnutzung des Brennstoffes zu erwarten. Daß eine solche Wirkung auch tatsächlich vorliegt, ist durch praktische Vergleichsversuche bestätigt worden.From the favorable circumstances inherent in the subject of the invention regarding the distribution of the combustion air in relation to the fuel introduced is, in purely theoretical terms, a far-reaching improvement in the use of fuel expected. That such an effect actually exists is through practical Comparative tests have been confirmed.

Claims

PATENT CLAIM: Two-stroke diesel engine with engine control and direct airless fuel injection through a valve or nozzle arranged in the cylinder axis, in which the inner surface of the cylinder cover forms a cone with an apex angle of 120 ° and the outer circumference of the piston crown forms a truncated cone, characterized in that the surface line of this edge zone (i) with the surface line of the cylinder cover (a). runs parallel and the piston head passes within the edge zone (i), a surface (2) at right angles to the piston axis is delimited, whereby in the dead center position of the piston (b) between this and the cylinder cover (a) only the practically necessary clearance remains, and since, ß the points of intersection (B, B ') of the central axis ° n (d) of the fuel jets with the upper piston surface (2) lie on a circle (e), the center of which is on the calving axis, and its diameter is equal to half the piston diameter.