-
Vorkammerdieselfahrzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf .eine
Vorkammerdieselfahrzeugmaschine, ' bei der die quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens
angeordnete, im Kühlluftstrom der Maschine liegende Vorkammer m einen ihr vorgelagerten,
sich in der Durchmesserrichtung des Kolbens erstreckenden, im Kolbenboden gebildeten
muldenförmigen Brennraum mündet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der
Brennraum mit wachsender Entfernung von der Mündungsstelle der Vorkammer in Höhe
und Breite abnimmt sowie die Vorkammer durch mehrere, z. B. drei, etwa in halber
Höhe der muldenförmigen Kolbenaussparung nebeneinander @angeordnete, Drosselöffnungen
mit demselben in Verbindung steht.
-
Bei Maschinen der vorgenannten Art. ist zunächst die Ausbildung des
Brennraumes von ausschlaggebender Bedeutung. Dieser Brennraum ist bei einer vorbekannten
Maschine so gestaltet, daß er vom Beginn nach dem Ende zu sich verbreitert, während
seine Höhe durchweg den gleichen Wert beibehält. Hierbei tritt jedoch eine Stauung
der im Brennraum befindlichen Luft ein, so daß die erstrebte Wirkung, nämlich eine
innige Vermischung des Brennstoffstrahles mit dieser Luft, nicht @erreicht wird.
Zudem geht die Vermischung, soweit sie stattfindet, nur verhältnismäßig langsam
vor sich. Die Folge davon ist, daß eine solche Ausführung, wenn überhaupt, nur für
langsam laufende Motoren mit einer Umdrehungszahl bis zu etwa zoo in der Minute
leidlich brauchbar ist. Von besonderem Nachteil bei der geschilderten Ausführung
ist der Umstand, daß der Brennraum sich, wie oben angegeben, von der Eintrittsstelle
des Brennstoffstrahles aus. erweitert. Hierdurch wird die Stauung der Luft am Ende
des Brennraumes, ,also an seiner breitesten Stelle, noch verstärkt.
-
Diese grundlegenden Nachteile der geschilderten Ausführung werden
auch ;nicht beseitigt, wenn man den Verbrennungsvorgang in einer Vorkammer einleitet.
In diesem Falle geht dieser folgendermaßen vor sich: Das von der Vorkammer hei-.ustretende
Gemisch von Brennstoff und Verbrennungsprodukten stößt zunächst auf diejenige .im
Verbrennungsraum befindliche Luftmenge, die sich in der Nähe der Vorkammer befindet.
Infolgedessen findet in nicht allzu großer Entfernung von der Vorkammer die Verbrennung
des ausgetretenen Brennstoffes statt.
Durch diese Verbrennung bildet
sich in geringem Abstand von der Vorkammer eiule Zone von Verbrennungsprodukten,
die deal weiter zurückliegenden Teil der im Brennraum gelagerten Luft abriegelt
urid dessen Teilnahme an der Verbrennung erschwert. Daher ist die Leistung einer
solchen Anordnung trotz der Anordnung einer Vorkammer unbefriedigend.
-
Es sind ferner Dieselmaschinen bekanntgeworden, welche .einen ringförmigen,
konzentriseh zum Zylinder angeordneten aufweisen. Man hat auch versucht, den Verbrennungsvorgang
dadurch zu verbessern, daß man ihn in einem ,arulähernd kugelförmigen, am Rande
des Kolbens a;iigeordneten Raum, der durch :entsprechende Giestaltung des Kolbens
rund Zylinderdeckels gebildet wird, stattfinden läßt. Alle diese Ausführungen unterscheiden
sich jedoch hinsichtlich der Ausbildung des Brennraumes von der vorliegenden Erfindung.
-
Gegenüber den bekannten Ausführungen weist die vorliegende Erfindung,
welche auf der Vereinigung Beines Brennraiumes bestimmter Gestaltung mit einer Voxkamm,er
bestimmter Anordnung und Gestaltung beruht, wesentliche Vorteile auf. Diese haben
sich nicht nur bei der praktischen Anwendung der Erfindung gezeigt, sie,ergeben
sich auch rein überlegungsmäßig, wenn man die Vorgänge in einer erfindungsgemäßen
Maschine näher betrachtet. Bei dieser trifft der in den Brennraum eintretende Brennstoff
auf die in unmittelbarer Nähe der Vorkammer gelagerte Hauptmenge der Verbrennungsluft.
Durch die Anordnung und die Zähl der VorlLammermündungen und die Form des Brennraumes,
welche dem in diesen eintretenden Brennstoff einen unmittelbaren Vorstoß in die
Haupt-- menge der Verbrennungshift ermöglichen, wird in Verbindung mit der Abwärtsbewegung
des Kolbens die Bildung einer den Verbrennungsvorgangabriegelnden Zone, wie sie
bei früheren Ausführungen entstehen konnte, wirksam verhindert: So erklärt @es sich,
daß erfindungsgemäße Maschinen eine erhöhte Leistung gegenüber den vorbekanaten
Ausführungen aufweisen.
-
Auf der Zeichnung ist die Fahrzeugdieselmaschine mit den Merkmalen
der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
-
Abb. i ,gibt einen mittleren Längsschnitt durch eine liegend angeordnete
Vorkammierdieselmaschine wieder; Abb.2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II
der Abb. i.
-
Mit i ist der liegend angeordnete Zylinder einer Vorkammerdieselmascliine
bezeichnet, auf dessen oberem Ende :ein Zylinderkopf 2 befestigt ist, in dem Ventile
3, q. für den Ein-bzw. Auslaß runtergebracht sind. In dem Zylinder i ist ein Kolben
5 gleitend angeordnet. Dieser weist an seinem Kopfende eine muldenförmige Ausnehmung
6 (vgl. auch Abb. 2) auf. .Die Ausnehmung 6 verläuft in der Richtung eines Durchmessers
des Kolbens 5, besitzt an der am weitesten obenliegenden Stelle 7 des waagerecht
angeordneten Kolbens 5 (Abb. i) ihre größte Tiefe und nimmt nach der gegenüberliegenden
Kolbenstelle 8 hin an Tiefe und Breite bis auf Null stetig ab. In der Längslichtung
der Ausnehmung 6 ist ein Vorkammerkörper 9 angeordnet, der in die Wand des Zylinders
i eingeschraubt ist. Die Vorkammer io ist an ihrem dem Zylinder i zugekehrten Ende
durch eine mit drei Löchern i i verseherne Wand i2 des Vorkammerkörpers 9 begrenzt,
der auch eine zur Gewährleistung der Zündung bei kalter Maschine vorgesehene Zündvorrichtung
15 trägt. An ihrem vom Zylinder i abgekehrten Ende ist die Vorkammer io durcheine
das Ende :einer Brenxistoffleitung 16 bildende Brennstoffdüse i 7 nach .außen Irin
abgeschlossen. Die Löcher i i der Wand 12 sind so angeordnet, daß sie in der Querebene
des Arbeitskolbens 5, und zwar in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Kolbens 5 steht. Die Lage der Löcher i i nebeneinander und etwa, in halber Höhe
der Ausnehmung 6 des Kolbens 5 hat den Zweck, den ,aus ihnen austretenden, mit.
Brennstoff übersättigten Strahl gleichmäßig mit dem Luftinhalt des Raumes 18 zu
mischen. Das Verhältnis des Rauminhaltes der Vorkammer io zu demjenigen des Raumes
18 beträgt hierbei ungefähr 1:q. und das Verdichtungsverhältnis etwa 1:13.
-
Es ist klar, daß an Stelle von drei Löchern i i- weniger oder mehr
treten können, die Löcher ferner statt runder jede andere zweckentsprechende, z.
B. quadratische, rechteckige, elliptische Form haben können und sich ihr Querschnitt
nach dem Innern des Zylinders i zu erweitern oder verjüngen kaim.
-
Der im Viertakt arbeitende Fahrzeugmotor saugt beim ersten Hub durch
das Ventil 3 reine Luft in den Zylinder i, die beim Rückgang des Kolbens 5 bis auf
etwa 35 atü verdichtet und zum Teil in die Vorkammer i o gedrückt wird. Der dann
hl die Vorkammer i o durch die Düse 17 eingespritzte Brennstoff entzündet sich zu
einem Teil an der dort befindlichen hocherhitztenLuft. Dadurch wird eine Drucksteigerung
in der Vorkammer io hervorgerufen, die zur Folge hat, daß sich der Inhalt der Vorkammer
io durch die Löcher ii in den Raum 18 ergießt, dort ,auf die gleichfalls hocherhitzte
Luft trifft und eine innige Durchwirbelung der Brennstoffteilchen mit dieser Luft
hervorruft. Die Folge davon ist eine vollkommene und rasche Verbrennung
des
Brennstoffes. An diesen Vorgang schließt sich dann der übliche Ausdehnungs- und
Ausschiebehub an.