DE704259C - Viertakt-Dieselmaschine mit seitengesteuerten Ventilen und einem taschenfoermigen Brennraum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Dieselmaschine mit seitengesteuerten Ventilen und einem taschenförmigen Brennraum, der sich über den Hubraum annähernd bis zur Zylinderachse erstreckt und oberhalb der beiden Ventile als Doppelwirbelkammer ausgebildet ist. Diese letztere Kammerform ergibt sich in bekannter Weise dadurch, daß der die beiden Ventiltaschen umfassende Teil der Brennte) raumwandung zwischen den Ventilen einwärts gezogen ist, so daß die während des Verdichtungshubes in den Brennraum verdrängte Luftladung oberhalb der Ventile zwei gegenläufige Kreisströmungen ausführt. Der all-J₅, gemeine Vorteil solcher Luftströmungen für die Brennstoffzumischung und -verteilung insbesondere bei Diesehnaschinen mit unmittelbarer Einspritzung vereinigt sich hier mit der bedeutenden Vereinfachung der Steuerung durch Anwendung der stehenden, seitlich des Zylinders angeordneten Ventile.

Bei bekannten Maschinen dieser Art ist

die Brennstoffeinspritzung von der Seite her mittels Einspritzdüsen üblich, durch die der Brennstoff in Form geschlossener Langstrahlen über die Ventilteller hinweg eingeführt wird, und zwar entweder von der Hubraumseite oder der Ventilseite des Brennraumes her. Eine solche Einspritzung ist jedoch bei der gegebenen Brennraumform nicht vorteUhaft, weil einerseits die geringe Raumhöhe das Anstreifen des Strahles an Wänden und Ventiltellern ermöglicht, andererseits die breite Raumausladung über den Ventilen eine allseitige Durchsetzung der Luft mit Brennstoff erschwert.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß der Brennstoff mittels einer im Zylinderkopf angeordneten Einspritzdüse in Form eines zusammenhängenden, ebenen Schleierstrahles in den Brennraum eingeführt wird. Ein derartiger Schleierstrahl . von ganz geringer Dicke, der aus einer sehr schmalen, ringspaltförmigen Düsenmündung austritt und sich in radialer Richtung annähernd unter Wahrung des kreisförmigen Umfanges ausbreitet, ergibt, wie die unmittelbare Beobachtung gezeigt hat, eine äußerst gleichmäßige Aufteilung der Flüssigkeit in kleinste Tröpfchen, und wenn erfindungs-

gemäß diese feinen Tröpfchen gegen Ende des Verdichtungshubes sowohl den in den Wirbeltaschen über den Ventilen kreisenden Luftströmen als auch der Luft in dem den S Hubraum überragenden Brennraumteil zugemischt werden, so wird eine so gut wie vollkommene Gleichmäßigkeit der Verteilung des Brennstoffes auf die gesamte Brennraumluft gewährleistet.

ίο Die Einspritzdüse, die eine der bekannten Bauarten von Schirm- oder Pilzdiisen aufweisen kann, wird zu diesem Zwecke derart im Zylinderkopf angeordnet, daß ihre ringspaltförmige Mündung etwa in der halben Höhe des Brennraumes und, im Grundriß gesehen, etwa in der Mitte der drei Brennraumabschnitte — zwei Ventilkammern und Übergang zum Hubraum — liegt. Auf diese Weise wird eine restlose Aufnahme und Verwirbelung der Brennstofftröpfchen durch die Luft ohne unmittelbaren Aufprall auf Brennraumwände gesichert.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Abbildungen dargestellt, und zwar ist Abb. 1 ein Längsschnitt durch den oberen Zylinderteil und den Kopf einer Viertakt-Dieselmaschine, wobei der Brennraum längs der Linie B-B der Abb. 2 geschnitten ist. Abb. 2 ist ein Querschnitt durch den Brennraum allein längs Linie A-A der Abb. 1.

Es bedeuten α den Zylinder, b den Arbeitskolben, c den Zylinderkopf der Maschine, in welchem der Brennraum e und die Einspritzdüse d angeordnet sind. / und g sind die seitengesteuerten Ventile, deren Lage am Brennraumboden aus Abb. 2 ersichtlich ist.

Der Brennraumquerschnitt nach Abb. 2 läßt die bekannte Aufteilung in zwei als eine Doppelwirbelkammer ausgebildete Ventiltaschen C₁ und c, und einen den Hubraum bis etwa zur Zylindermitte überragenden Verbindungsraum e_A erkennen, dessen geschweifte obere Wandfläche aus Abb. 1 hervorgeht. Die Einspritzdüse d ragt von oben in den Brennraum e hinein, und zwar so, daß ihre den kreisförmigen, ebenen Schleierstrahl h aussendende Düsenmündung in halber Höhe des Brennraumes und etwa in der georoetrisehen Raummitte liegt. Die größte radiale Erstreckung, d'e der Schleierstrahl η erreichen kann, ist im Grundriß in Abb. 2 dargestellt. Die Gemischbildung in dieser Maschine vollzieht sich nun folgendermaßen: Während des Verdichtungshubes wird ein großer Teil der Ladeluft durch den Verbindungsraum e₅ hindurch in die seitlichen, durch einen Wandvorsprung abgeteilten Ventiltaschen e_L und e..

mit einer Geschwindigkeit übergeschoben, die um die Mitte des Kolbenhubes sehr große Werte annimmt, aber gegen Hübende, wann die. Einspritzung beginnt, rasch abfällt und bei'" Kolbentotlage bereits praktisch verschwindet. Die beiden in den Ventiltaschem e_t und e.i stark angefachten gegenläufigen Kreisströmungen der Luft dauern jedoch selbst dann noch fast unvermindert fort, wenn die Luft in dem Raum e₃ schon annähernd zur Ruhe gekommen ist. Beginnt nun in diesem Zustande die Einspritzung, so wird etwa die Hälfte des äußerst fein zerstäubten Brennstoffes aus dem dünnen Schleier Λ in die Luftwirbel der Taschen ^₁ und e% hineingerissen und dort durch Verwehen gleichmäßig verteilt, während der andere, dem Raumteil e_% zugespritzte Abschnitt des Brennstoffschleiers sich innerhalb dieses Raumes im wesentlichen unbehindert von Luftströmungen ausbreiten kann und der Brennstoff infolge der dem Schleierumfang angepaßten kreisbogenförmigen Wandung den Luftinhalt vollkommen durchsetzt. Die Verbrennung kann sich somit in dem mit völlig gleichartigem Gemisch angefüllten Gesamtraum e auch stetig und allseitig fortpflanzen, was die bekannten Vorteile für den Brennstoffverbrauch und den stoßfreien Gang der Maschine ergibt. Ferner "wird das Anlassen der kalten Maschine erleichtert, weil der Brennstoff in die heißeste, von den kalten Wänden am weitesten entfernte Luftschicht unmittelbar eingestäubt wird und sich trotz der dann nur schwachen Wirbelung in den Taschen C₁ und e_v auf eine verhältnismäßig große Luftmasse verteilen kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Viertakt-Dieselmaschine mit seitengesteuerten Ventilen und einem taschcnförmigen Brennraum, der sich über den Hubraum annähernd bis zur Zylinderachse erstreckt und oberhalb der beiden Ventile als Doppelwirbelkammer ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mittels einer im Zylinderkopf ic) angeordneten Einspritzdüse (d), deren «05 ringspaltförmige Mündung etwa in der halben Höhe des Brennraumes (e) und in der Mitte der drei Abschnitte (e_v,e_ite^) des Brennraumes liegt, in Form eines zusammenhängenden, ebenen Schleierstrahles (Λ) eingeführt wird, so daß er sowohl den in den Wirbeltaschen (e_lt e₂) über den Ventilen (j,g) kreisenden Luftströmen als auch der Luft in dem den Hubraum überragenden Brennraumteil (e_A) gleichmäßig zugemischt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen