DE704734C

DE704734C - Zweitaktzwillingskolbenmaschine

Info

Publication number: DE704734C
Application number: DED79629D
Authority: DE
Inventors: Kurt Thomas
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1939-01-05
Filing date: 1939-01-05
Publication date: 1941-04-05

Description

Zweitaktzwillingskolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Zweitaktzwillingskolbenmaschinen mit einem gemeinschaftlichen, gleichzeitig als frberströmkanal wirkenden Brennraum im Zylinderkopf, der als Wirbelkammer mit einer zu den Zylinderachsen parallelen Drehachse ausgebildet ist.
Es ist bei den Doppelkolbenbrennkraftmaschinen vor allem sehr schwierig, einen genügend weiten überströmkanal und gleichzeitig einen Brennraum zu schaffen, welcher eine ausreichende Verdichtung und eine für die Verbrennung günstige Luftbewegung ermöglicht.
Die bisher bekannten Anordnungen begünstigten entweder das Überströmen, und es ließ die Verdichtung oder die Luftbewegung zu wünschen übrig, oder umgekehrt.
Die Erfindung bezweckt, einen Verbrennungsraum bzw. Überströmkanal zu schaffen, welcher allen Anforderungen gleich gut gerecht wird; also sowohl eine für die Verbrennung erforderlich geregelte Luftströmung als auch eine hohe Verdichtung und gute überströmverhältnisse zuläßt.
Die Erfindung besteht darin, daß der als Wirbelkammer ausgebildete Brennraum bei gleichzeitiger Verwendung von zwei verdrängerlosen Kolben durch eine flache, niedrige Ausnehmung im Boden des Zylinderkopfes gebildet wird, die eine oder mehrere tangential auf sie zulaufende und nach unten offene Rinnen aufweist, welche zusammen mit den Böden der in ihrer obigen Totlage stehenden Arbeitskolben Leitkanäle für die Verdichtungsluft bilden. Die Leitkanäle münden derart tangential in die Brennraumausnehmung ein, daß der von der einströmenden Verdichtungsluft im Brennraum erzeugte Wirbel den gleichen Drehsinn hat wie die ebenfalls tangential in einem der beiden Zylinder eintretende Spülluft.
Es ist schon eine U-Maschine vorgeschlagen worden, deren Brennraum als Wirbelkammer mit einer zu den Zylinderachsen parallelen Drehachse ausgebildet und durch in der Richtung der Zylinderachsen verlaufende Kanäle mit den Kolbenhubräumen verbunden ist. Diese Bauart hat einen zerklüfteten Verbrennungsraum zur Folge, und der Erfindungsgegenstand hat ihr gegenüber den Vorteil einer glatten, einfacheren Form. Dies ist bei Dieselmaschinen schon deshalb sehr wichtig. weil der Brennraum an sich nur klein ist.
Es ist auch bekannt, eine Art Wirbelkammer in der Weise zu bilden, (laß. zwischen zwei in einen Hohlraum im Zylinderkopf eindringenden Kolbenansätzen ein Zylinderraum verbleibt, in den der Brennstoff eingespritzt wird. Dabei ist nian in der Formgebung des Verbrennungsraumes sehr beschränkt; der @-erl)rennungsratiin ist zerklüftet, und die Kolben mit den Verdrängeransätzen sind schwer. Auch dieser Bauart gegenüber bedeutet der Erfindungsgegenstand mit seiner glatten Brennkammer und seinen verdrängerlosen Kolben ein erheblicher Fortschritt.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Abb. i eine Doppelkolbcneinspritzmaschine im Längsschnitt, Abb. z einen gegenüber der Abb. i um 9o° versetzten Längsschnitt durch den oberen, den Brennraum einschließenden Teil der Brennkraftmaschinc, Abb.3 einen Querschnitt nach der Linie III-III von Abb. i und Abb. q. einen Querschnitt nach der Linie IV-IV von Abb. i.
In den Abbildungen sind mit a der Kolben auf der Einlaßseite, mit h der Kolben auf der Auslaßseite, mit c und d die beiden Zylinderräume, finit e der Zylinderkopf und mit f die Einspritzdüse bezeichnet. Der Kolben a steuert die Einlaßschlitze g und der Kolben b die Auslaßschlitze h. Vorteilhaft sind die Einlaßschlitze g tangential und die Auslaßschlitze h zum Teil tangential und zum Teil radial ausgerichtet. Als gemeinschaftlicher Brennraum ist über den beiden Zylindern im Boden des Zylinderkopfes e eine napfförmige Ausnehmung i angeordnet, und die Randzone dieser Ausnehmung ist an zwei gegenüberliegenden Stellen mit je einer unten offenen Rinne k, k' versehen, derart, daß dann, wenn die Arbeitskolben ihre obere Totlage einnehmen, die Rinnen von unten her abgeschlossen werden und je ein vom Zylinderraum der zugehörigen Seite ausgehender und tangential in den Brennraum i einmündender i: berströmkanal entsteht. Die durch die tangentiale Einströmung im Brennraum erzeugte Drehrichtung der Verdichtungsluft ist die gleiche wie diejenige der ebenfalls tangential durch die Schlitze t, g eintretenden Spül- und Aufladeluft. Die Einspritzdüse i ist senkrecht zum Boden des Zylinderkopfes angeordnet und spritzt in der Drehachse des Brennraumes i ein. Es kann die Düse aber im Rahmen der Erfindung auch schräg liegend angeordnet «erden, z. B. so, daß diese entgegen dem Luftwirbel oder quer zu diesem einspritzt. Es können der Brennraum i und die überströmkanäle k, k' auch einem besonderen Einsatz angehören, der gegebenenfalls durch Luftspalte gegenüber der gekühlten Zylinderkopfwand wärmeisoliert ist.
Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung geht aus der Zeichnung ohne weiteres hervor. Sobald die beiden Kolben sich im Verdichtungshub ihrer oberen Totlage nähern, wird die Luft in den Zylinderräumend und c über die Kanäle k und k' tangential in den gemeinschaftlichen Raum i eingeschoben. Durch den tangentialen Lufteintritt wird im Brennraum i ein kräftiger Wirbel erzeugt, in welchen die Düse/ einspritzt. Dadurch kommen eine günstige Zerstäubung des Brennstoffes und ein außerordentlich zündfähiges Brennstoff-Luft-Gemisch zustande. Der Brennraum i kann unter Umständen auch als Ventiltasche z. B. für ein Nachladeventil ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung ist auch die Anordnung der Ein- und Auslaßschlitze sowie deren Gruppierung beliebig. Die geschilderte Ausführungsform wird jedoch bevorzugt. Es kann weiterhin im Rahmen der Erfindung der Luft im Zylinder auf der Einlaßseite und dem Luftwirbel im überströmkanal ein entgegengesetzter Drehsinn gegeben werden.
Als Brennstoffdüse wird vorteilhaft eine Breitstrahldüse mit einem großen Strahlwinkel oder eine Mehrlochdüse verwendet, welche den Brennstoff unter einem großen Winkel in mehreren Strahlen einspritzt. Der Einspritzbeginn fällt zweckmäßig mit dem auftretenden Luftwirbel zusammen, welcher unmittelbar vor dem oberen Totpunkt der Arbeitskolben auftritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweitaktzwillingskolbenmaschine, insbesondere Dieselmaschine, mit einem gemeinschaftlichen, gleichzeitig als überströmkanal wirkenden Brennraum firn Zylinderkopf, der als Wirbelkammer mit einer zu- den Zylinderachsen parallelen Drehachse ausgebildet ist, dadurch ge. kennzeichnet, daß der als Wirbelkammer ausgebildete Brennraum bei gleichzeitiger Verwendung von zwei verdrängerlosen Kol. ben durch eine flache, niedrige Ausnehmung im Boden des Zylinderkopfes gebildet wird, die eine oder mehrere tangential auf sie zulaufende und nach unten offene Rinnen aufweist, welche zusammen mit den. Böden der in ihrer oberen Totlage stehenden Arbeitskolben Leitkanäle für die Verdichtungsluft bilden.
2. Zweitaktmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkanäle derart tangential in die Brennraumausnehmung einmünden, daß der von der einströmenden Verdichtungsluft im Brennraum erzeugte Wirbel den gleichen Drehsinn hat wie die ebenfalls tangential in einem der beiden Zylinder eintretende Spülluft.