DE684010C

DE684010C - Self-igniting, air-compressing internal combustion engine

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Publication number: DE684010C
Application number: DEL89632D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-01-29
Filing date: 1936-01-29
Publication date: 1939-11-22

Description

Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine Es ist bei selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftm@aschinen bereits bekannt, den Brennraum seitlich im Zylinderkopf anzuordnen und ihm eine in Richtung der Brennstoffeinspritzung langgezogene Form zugehen. In diesen Raum wird bis zu Beendigung des Verdichtungshubes irre wesentlichen die gesamte Ladeluft aus dem Hubraum übergeschoben.Self-igniting, air-compressing internal combustion engine It is with self-igniting, Air-compressing Brennkraftm @ aschinen already known, the combustion chamber in the side To arrange the cylinder head and give it an elongated in the direction of the fuel injection Approach form. This space becomes insanely essential until the end of the compression stroke the entire charge air is pushed over from the cubic capacity.

Befindet sich, wie es bei bekannten Maschinen dieser Art der Fall ist, der überströmkana,l an dem der Einspritzdüse gegenüberliegenden Ende der länglichen Kammer, so ist während der Brennstoffeinspritzung die Richtung der einströmenden Luft der Richtung, des Brennstoffstrahles entgegengesetzt, wodurch die Durchschlagskraft des Strahles vermindert und eine Durchsetzung der Brennkammer mit zerstäubtem Brennstoff auf die ganze Länge der Kammer wesentlich erschwert wird. Nach Eintritt der Zündung und Druckstelgerun@g in der Kammer wäre wohl eine Mitstrom von noch flüssigen und gasförmigen Ladebestandteilen möglich, jedoch ist bei sehr rasch laufenden Maschinen die Einspritzung in diesem Zeitpunkt wegen des Zündverzuges schon beendet, so daß kein Mitstrom von noch eigene Bewegungsenergie enthaltenden Brennstoffteilchen und Gasbestandteilen mehr zustande kommt.As is the case with known machines of this type is, the Überströmkana, l at the end of the elongated end opposite the injection nozzle Chamber, so is the direction of the inflow during fuel injection Air in the opposite direction of the fuel jet, thus increasing the penetrating power of the jet and a penetration of the combustion chamber with atomized fuel is made much more difficult over the entire length of the chamber. After ignition has occurred and Druckstelgerun @ g in the chamber would probably be an entrainment of still liquid and gaseous charge constituents possible, however, is with very fast running machines the injection has already ended at this point in time because of the ignition delay, so that no entrainment of fuel particles still containing their own kinetic energy and Gas components come about more.

Bei anderen, ebenfalls bekannten Maschinen der genannten Gattung befindet sich der Verbindungskanal zwischen Hubraum und: Brennkammer am düsenseitigen Ende der langgezogenen Kammer, und dieser Gattung gehört auch die Maschine nach vorliegender Erfindung an. Während der Einspritzung, die bis zum Ende des Verdichtungshubes im allgemeinen schore beendet ist, fließt nunmehr die in die Brennkammer eingepreßte Ladeluft im Mitstrom mit dem Brennstoffstrahl und befördert somit die Durchsetzung der Kammer auf ihre ganze Länge mit aufgelösten Treiböltropfen. Auch die Erhaltung eines Strahlkernes des Brennstoffes, der in annähernd geschlossener Form die Kammer, längsweise vollständig durchschlägt, wird durch den Mitstrom begünstigt.In other, also known machines of the type mentioned is located the connecting channel between the displacement and: the combustion chamber is at the nozzle-side end the elongated chamber, and this genre also includes the machine according to the present invention Invention. During the injection, which lasts until the end of the compression stroke in general schore is finished, the pressed into the combustion chamber now flows Charge air in the current with the fuel jet and thus promotes the enforcement the entire length of the chamber with dissolved propellant oil droplets. Conservation too a jet core of the fuel, which in an approximately closed form the chamber, Breaks through completely lengthways, is favored by the entrainment.

Bei bekannten Maschinen dieser Art ist nerv die Einspritzdüse gleichachsig mit der Brennkammer angeordnet, so daß, auf die einzelnen Kammerquerschnitte bezogen, eine gleichmäßige Durchsetzung der Kammer mit Brennstofftröpfchen eintritt und nach Einsetzen der Zündung auch ein mit der Kammerachse etwa paralleles Fortschreiten der Flamme in Richtung des Brennstoffstrahles und ebenso eine symmetrische radiale Ausbreitung der Brennzone von jedem Punkte der Kammerachse aus stattfindet. Steigt infolge der Verbrennung der Druck in der Kammer nach anfänglich langsamer Erhöhung in der bekannten Weise plötzlich jäh an, so muß die gesamte geschilderte Bewegung der Ladung und der Flammenfront zunächst aufgehalten und darauf infolge des Druckunterschiedes zwischen Brenn- und Hubraum, der durch den inzwischen rückläufigen Arbeitskolben stetig vergrößert wird, in die umgekehrte Richtung gebracht werden, damit die. Überströmung durch den düsenseitig lieget;; den Verbindungskanal hindurch in den H-a° rauen erfolgen kann. Das ergibt Stoß- und Wirbelverluste in der Ladung, die die nutzbare Maschinenleistung vermindern.In known machines of this type, the injection nozzle is equiaxed arranged with the combustion chamber so that, based on the individual chamber cross-sections, a uniform penetration of the chamber with fuel droplets occurs and gradually Onset of ignition also progresses approximately parallel to the chamber axis of the flame in the direction of the fuel jet and also a symmetrical radial one Expansion of the focal zone takes place from every point on the chamber axis. Increases as a result of the combustion, the pressure in the chamber after initially increasing slowly suddenly suddenly starts in the familiar manner, so must the entire movement described the charge and the flame front initially held up and then as a result of the pressure difference between Combustion and displacement, which is steadily increasing due to the working piston, which is now declining will be brought in the opposite direction so that the. Overflow through the one on the nozzle side ;; take place through the connecting channel in the H-a ° can. This results in shock and vortex losses in the load, which increases the usable machine power Reduce.

Erfindungsgemäß werden derartige Nachteile dadurch vermieden, daß an einer Brennkammer, deren Querschnitt von dem mit Bezug auf die Kammerachse symmetrisch liegenden Mündungsquerschnitt des Verbindungskanals ab bis zu der Umlenks.telle an ihrer Rückwand gleich bleibt, die Kammerachse zur Brennstoffdüsenachse derart geneigt ist, daß die Einspritzdüse lediglich den oberen Teil der Brennkammer mit Brennstoff beschickt. Die Düse mündet dabei vorzugsweise an der oberen Ecke der kanalseitigen Ward des Brennraumes, und ihre Achse ist etwa auf die Mitte der gegenüberliegenden Wänd gerichtet, so daß der Strahlkegel des Brennstoffes bis in die Nähe der unteren Ecke der letzteren Wand reicht und einen im Hauptlängsschnitt etwa durch eine Diagonale des Brennraumes begrenzten unteren Raumteil frei läßt. Wenn nun eine gewisse Strecke hinter der Düsenmündung die Zündung einsetzt, so wird die in Richtung des Brennstoffstrahles weiterschreitende Flamme zunächst im wesentlichen nur den oberen, mit Brennstoff durchsetzten Raumteil erfüllen, dessen Luftinhalt somit zuerst aufgezehrt wird. Die Zündung wird erleichtert, wenn der Brennstoffstrahl an seiner Wurzel unmittelbar von lebhaft in .den Brennraum einströmender Luft getroffen wird, die Luft also nicht, wie bei bekannten Maschinen der vorausgesetzten Gattung, in der Hauptsache seitlich zum Einspritzstrahl und insbesondere tangential zum Kreisumfang der Brennkammer eingeführt wird, sondern der Verbindungskanal, wie schon ausgeführt, einen mit Bezug auf die Kammerachse symmetrisch liegenden Mündungsquerschnitt aufweist. Dadurch wird auch der Transport der Flamme bss an das der Düse gegenüberliegende Ende der Brennkammer erleichtert, denn Schraubenwirbel der Ladeluft fallen hierbei fort.According to the invention, such disadvantages are avoided in that on a combustion chamber whose cross-section is symmetrical from that with respect to the chamber axis lying mouth cross-section of the connecting channel up to the Umlenks.telle remains the same on its rear wall, the chamber axis to the fuel nozzle axis in such a way is inclined that the injection nozzle with only the upper part of the combustion chamber Fuel charged. The nozzle opens preferably at the upper corner of the channel-side ward of the combustion chamber, and its axis is approximately in the middle of the opposite Wänd directed so that the jet cone of the fuel in the vicinity of the lower The corner of the latter wall is enough and one in the main longitudinal section through roughly a diagonal the combustion chamber limited lower space part leaves free. If now a certain distance the ignition starts behind the nozzle mouth, so it is in the direction of the fuel jet advancing flame initially essentially only the upper one, with fuel meet the interspersed part of the room, the air content of which is thus consumed first. Ignition is facilitated when the fuel jet is directly at its root is hit by lively air flowing into the combustion chamber, i.e. not the air, as with known machines of the presupposed type, mainly on the side to the injection jet and in particular tangential to the circumference of the combustion chamber is introduced, but the connecting channel, as already stated, one with reference has the mouth cross-section lying symmetrically on the chamber axis. Through this is also the transport of the flame bss to the end of the opposite to the nozzle Combustion chamber makes it easier because the turbulence of the charge air is eliminated.

Wenn nunmehr infolge des rasch ansteigenden Verbrennungsdruckes in der Kammer und der Saugwirkung des rückläufigen Kolbens .die Rückströmung aus der Kammer in den Hubraum stattfindet, so muß die Flamme durch den unteren, noch reine Frischluft enthaltenden Abschnitt der Brennkamm-er hindurch zum Verbindungskanal gezogen werden, und das brennende Gemisch verzehrt die F rischluftmenge in diesem Abschnitt. Die Flammenfront durcheilt also nach dem Richtungswechsel der Strömung nicht, wie bei den bekannten Maschinen mit gleichachsig zur. ...Kammer angeordneter Düse, den früheren :-Weg, auf dem sie nur Widerstand und über-@::,:dies im wesentlichen schon Abgase vorfinden 1t,ürde, sondern weicht dieser Zone aus und findet neuen Sauerstoff zum Weiterbrennen. Die fortschreitende Brennzone wird daher nicht mit Abgasen verwirbelt, und auch ein erheblicher Teil von Verlusten an Strömungsenergie durch die sonst eintretenden Prall-und Wirbelwirkungen wird eingespart.If now due to the rapidly increasing combustion pressure in the chamber and the suction of the returning piston .the return flow from the Chamber takes place in the displacement, so the flame must pass through the lower, still pure Fresh air containing section of the combustion chamber through to the connecting duct be drawn, and the burning mixture consumes the amount of fresh air in it Section. The flame front rushes through after the change of direction of the flow not, as with the known machines with equiaxed to. ... chamber arranged Nozzle, the earlier: -way on which they only have resistance and via - @ ::,: this essentially already find exhaust gases 1t, dignity, but avoid this zone and find new ones Oxygen to keep burning. The advancing burn zone is therefore not with Exhaust gases swirled, and also a considerable part of losses of flow energy the impact and vortex effects that otherwise occur are saved.

In Weiterentwicklung der Erfindung kann an der Rückwand der Brennkammer ein Umlenkkegel angeordnet sein. Wird dieser in der hier vorausgesetzten leicht schrägen Richtung von Kernteilen des Brennstoffstrahles, die ihre volle Durchschlagskraft bewahrt haben, erreicht, so prallen diese Flüssigkeitsteile unter Zerstreuung etwa in Richtung der in der geschilderten Weise schräg nach unten zum Verbindungskanal abziehenden Flammenfront zurück find fügen sich somit der Brennzone ein. Vor dem Zündvorgang etwa schor. an den. Kegel angeprallter Brennstoff wird zum mindesten zerstreut und haftet der Rückwand.nicht gesammelt an, was nur zu Verkrustungen an dieser Stell.. und zu Brennstoffverlusten führen würde.In a further development of the invention, on the rear wall of the combustion chamber a deflection cone be arranged. This becomes easy in the one assumed here oblique direction of core parts of the fuel jet showing their full penetrating power have preserved, then these parts of the liquid rebound with scattering about in the direction of the oblique downward to the connecting channel in the manner described The retreating flame front are thus integrated into the combustion zone. Before the Ignition process about scorched. to the. Cones impacted fuel is at least scattered and adheres to the back wall. not collected, which only leads to encrustations this position .. and would lead to fuel losses.

Wird ferner erfindungsgemäß ein mit der Brennkammer gleichachsiger Luftspeicher an die Rückwand angeschlossen, so muß die mit großer Energie erfolgende Ausblasung aus diesem unmittelbar angespritzten Speicher die Rückströmung aus der Brennkammer beschleunigen, da der aus- dem Speicher mit hoher Geschwindigkeit hervorschießende Flammenstrahl von Vornherein diese Rückströmrichtung verfolgt.Furthermore, according to the invention, one is coaxial with the combustion chamber Air storage connected to the rear wall, so must be done with great energy Blowing out of this directly molded memory, the return flow from the Accelerate the combustion chamber as the one shooting out of the reservoir at high speed Flame beam followed this return flow direction from the start.

Ordnet man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen Luftspeicher oberhalb der Düsen- und Kanalmündungen und senkrecht zur Düsenachse an, so daß die Speicherausblasung mit kurzem Weg unmittelbar in den Verbindungskanal hinein erfolgt, so wind zwar die Ladung des Speichers mit Brennstoff schwächer, dafür aber ist der Ausblasestoß des Speichers imstande, eine injektorartige Saugwirkung auf .die rückströmenden brennenden Kammergase auszuüben und somit die Abströmung aus der Brennkammer zu beschleunigen.According to a further embodiment of the invention, one assigns a Air storage above the nozzle and channel mouths and perpendicular to the nozzle axis on, so that the storage blowout with a short path directly into the connecting channel takes place into it, the charge of the storage tank with fuel is weaker, on the other hand, however, the blow-out shock of the accumulator is capable of an injector-like suction effect to exert the backflowing burning chamber gases and thus the outflow to accelerate out of the combustion chamber.

Auf der Zeichnung sind in den Abb. z bis 8 vier Ausführungsbeispiele von selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen gemäß der Erfindung teils im senkrechten, teils im waagerechten Querschnitt durch den Brennraum und die Einspritzdüse veranschaulicht.On the drawing are in Figs. Z to 8 four exemplary embodiments of self-igniting, air-compressing internal combustion engines with the features according to the invention partly in the vertical, partly in the horizontal cross-section through the Combustion chamber and the injector illustrated.

In den Abbildungen ist jeweils der Zylinder mit a, der Kolben mit b, der Zylinderdeckel mit c, die Brennkammer mit d, der Kolbenhubraum mit e, die Einspritzdüse mit f, der Verbindungskanal zwischen Brennkammer d und Hubraum e mit g, das Einlaßventil mit i bezeichnet.In the figures, the cylinder is marked with a, the piston with b, the cylinder cover with c, the combustion chamber with d, the piston displacement with e, the injection nozzle with f, the connecting channel between the combustion chamber d and displacement e with g, the inlet valve with i designated.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 ist die der Einspritzdüse gegenüberliegende Wand der Brennkammer glatt gehalten.In the embodiment according to Figs. I and 2, that of the injection nozzle opposite wall of the combustion chamber kept smooth.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und q. ist diese Wand mit einem vorspringenden, Umlenkkegel h versehen.In the embodiment of Fig. 3 and q. is this wall with a projecting deflecting cone h provided.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 und 6 ist an der Rückwand der Brennkammer d noch ein Luftspeicher L angeschlossen.In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, an air reservoir L is also connected to the rear wall of the combustion chamber d.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 und 8 ist die der Einspritzdüse f gegenüberliegende Wand der Brennkammer d glatt gehalten und ein Luftspeicher in oberhalb der Düsen- und Kanalmündungen senkrecht zur Düsenachse angeordnet.In the embodiment according to Figs. 7 and 8, that of the injection nozzle f opposite wall of the combustion chamber d kept smooth and an air reservoir in Arranged above the nozzle and channel mouths perpendicular to the nozzle axis.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-igniting, air-compressing internal combustion engine with a combustion chamber arranged laterally in the cylinder head from in the direction of the Long drawn-out fuel injection into which at the end of the compression stroke essentially all of the combustion air is pushed over through a duct, which is on the same side of the chamber as that perpendicular to the cylinder axis arranged nozzle, by means of which the fuel towards the end of the compression stroke is injected, characterized in that the combustion chamber is different from the one with reference Mouth cross-section of the connecting channel lying symmetrically on the chamber axis up to a deflection point on its rear wall. constant cross-section possesses and the chamber axis is inclined to the fuel nozzle axis such that the Injector only charges the upper part of the combustion chamber with fuel. z. Internal combustion engine according to claim i, characterized by a deflection cone the rear wall of the combustion chamber. 3. Brake engine make claim i, characterized by one located in the chamber axis and adjoining the rear wall of the combustion chamber Air storage. q .. Internal combustion engine according to claim i or a, characterized by one above the nozzle and channel mouths and perpendicular to the nozzle axis Air storage.