DE750848C - Self-igniting, air-compressing internal combustion engine - Google Patents

Self-igniting, air-compressing internal combustion engine

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DE750848C DE1941750848D DE750848DD DE750848C DE 750848 C DE750848 C DE 750848C DE 1941750848 D DE1941750848 D DE 1941750848D DE 750848D D DE750848D D DE 750848DD DE 750848 C DE750848 C DE 750848C
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Description

Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine Bei selbstzündenden, luftverdichtenden Drennkraftmaschinen, bei denen der Brennstoff unmittelbar eingespritzt und verwirbelt wird, ist es bekannt, eine schräg seitlich im Zylinderkopf liegende Einspritzdüse anzuordnen, welche gegen Ende :des Verdichtungshuhes flüssigen Kraftstoff in einen Kolbenraum einspritzt, welcher am Ende des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft aufnimmt und mit der Einspritzdüse eine gemeinsame Symmetrieebene besitzt.Self-igniting, air-compressing internal combustion engine With self-igniting, Air-compressing internal combustion engines, in which the fuel is injected directly and is swirled, it is known to have an inclined laterally in the cylinder head To arrange the injection nozzle, which towards the end: the compression sleeve liquid fuel injected into a piston chamber, which at the end of the compression stroke essentially absorbs all of the combustion air and shares it with the injection nozzle Possesses plane of symmetry.

Es ist andererseits auch schon bekannt, zwei kugelige Wirbelkammern anzuordnen, die teilweise im Zylinderkopf, teilweise im Kolben liegen. Ferner ist es nicht neu, im Kolben einen ringförmigen Brennraum und in der Mitte desselben eine Erhöhung anzuordnen.On the other hand, it is already known, two spherical vortex chambers to be arranged, which are partly in the cylinder head, partly in the piston. Furthermore is it is not new, an annular combustion chamber in the piston and in the middle of it to order an increase.

Demgegenüber löst nun die Erfindung die Aufgabe, neben einer günstigen Verwirbelung und Vermischung des Brennstoffes mit der Luft durch Teilung des eintretenden Luftstromes zu erreichen, daß die Verbrennungsgase nicht in unmittelbarer Nähe der Düse aus der Doppelwirbelkammer ausströmen, um eine thermische Überlastung der Düse zu verhüten. Durch die günstige Verwirbelung des Brennstoffes im Brennraum ist es möglich, auch sehr schwer entzündbare Kraftstoffe restlos zu verbrennen und einen möglichst geringen Verbrauch zu erzielen.In contrast, the invention now solves the problem, in addition to a favorable Swirling and mixing of the fuel with the air by dividing the incoming air Air flow to achieve that the combustion gases are not in the immediate vicinity of the Nozzle from the double swirl chamber to avoid thermal overload of the nozzle to prevent. It is due to the favorable turbulence of the fuel in the combustion chamber possible to burn even very difficult to ignite fuels completely and one to achieve the lowest possible consumption.

Die Erfindung besteht darin, daß der Kolbenraum in zwei kugelige bzw. birnenförmige Wirbelkammern unterteilt wird, die durch eine schneidenförmige Erhöhung am Kammerboden voneinander getrennt sind und deren Hauptachsen schräg zur Achse der Einspritzdüse verlaufen, durch die der Kraftstoff entweder in einem auf die Kante der schneidenförmigen Erhöhung gerichteten gemeinsamen Strahl oder in jedem Brennkammerteil zugeordneten Strahlen eingespritzt wird.The invention consists in that the piston chamber is divided into two spherical or Pear-shaped vortex chambers are divided by a blade-shaped elevation are separated from each other on the chamber floor and their main axes are oblique to the axis run through the injector through which the fuel is either fed to the Edge of the knife-edge elevation directed common beam or in each Combustion chamber part assigned beams is injected.

Durch die Erfindung wird insbesondere erreicht, daß die verdichtete Verbrennungsluft unmittelbar auf eine Schneide auftrifft, wodurch ein geringer Zündverzug erreicht wird. hei Einströmen der Luft in die Kam- mern <<-ird bei Einleitun- der Verdichtung die Düse gekühlt. Das Attsstriimeii der \, er- brennttngsgase erfolgt entfernt von der Düst-. so daß eine L-herhitzung vermieden wird. Durch die :,Yeneigte Anordnung der Wirbel- kammern schräg zur Düsenachse entsteht in der Kammer eine günstige Verwirbelung v"ii selbst. Durch die nette Ausführung wird die besondere - Anwendung von Mitteln zur Führung des Luftstromes erübrigt. Durch die t"bc-rschneidung der Mündungen der vonein- ander getrennten Wirbelkammern wird eine ;;soße, einheitliche Austrittsöffnung geschaffen, die bei an sich bekannter Abrundung der li<inten der Brumira uinüitnungen besonders günstig wird. Eiire Brennkraftnlaschine mit den Merk- inalei,cnläli der Erfindung ist in der Aich- nun- beispielsweise in einer- Ausführungsform _ä -ranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i schinlatisch einen Schnitt durch den Zylinder und Zylinderkopf, Alb. 2 einen Schnitt nach Linie 11-l1 der Abb. i durch den Kolben mit Ansicht der l:inspritzdüsc, a717).3 eine Aufsicht auf den Kolben. Im Boden des Kolbens a der luftverdich- tenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinu ist der Brennraunlb angeordnet, der in zwei I:ueli-e bzw. birnenförmige Wirbelkannnern 71i, b., unterteilt ist. Diese sind durch eine schneidenförmige Erhöhung j am Kaminer- lloden voneinander getrennt. Die Einspritzdüse c liegt schräg seitlich im Zylinderkopf. Gegen Ende des Verdichtungs- hubes wird flüssi--er Kraftstoff in den Kolben- hreiiiir,iunl, der am Ende des Verdichttui-s- hubes im wesentlichen die gesamte Ver- brennungsluft aufnimmt und mit der Ein- spritzdüsc, eine g emeinsaine Symmetrieebene besitzt, eingespritzt. Die Haupta Maisen der 1_lirn enfö rmigen Wirbelkammern bt, b@ ver- laufet. schräg zur Achse der Einspritzdüse, wie in Abb. 2 gezeigt. Der Kraftsto£i wird entweder in einem auf die Kante der schneidenf örtnigen Erhöhung gerichteten -e - itieinsanlell Strahl oder in jedem Brenn- kammerteil bi, b., zugeordneten Strahlen ein- gespritzt. Zti diesem Zweck kann die Kraftstoitdüse finit mehreren Austrittsöffnungen vers(:hen sein. Die birnenförmigen Wirbelkammern überschneiden sich an ihren :Mündungen c. ei an der Kolbeilobertläche, derart, daß sich eine gemeinsame, etwa elliptische oder auch runde Öffnung ergibt, die mit zwei Ein- schnürutigen' versehen sein kann. Dadurch ;;ird erreicht, daß die Verbrennungsgase nicht in unmittelbarer Nähe der Düse ;tus den Wirbelkammern ausströmen. Die Kanten der Brenlirauniöffilting sind bei h zweckmäßig :@h@erundet #'s. Abh. 1 und 2'. Der Ablauf des \-erhremlungsv@@i@`anges ist folgender: Durcb die @"er<irüngungst@-irkung dus Kol- licns entsteht bei der Verdichtung infolge der <innähernd zentralen Anordnung der Wirbel- im Kolben eine nach der ülfnung der - Wirbelkammern zti gerichtete Radial- strünitnig der Luft. Fei zunehmender Ver- dichtung und damit sich verstärkender radialer Strönitnig trilit die Luft über der K.a111Il@el@ililltnlg aufeinander, tlni sodann i11 axialer Richtung in die Brennkammern ein- gelenkt zu werden. Beim Auftreffen auf die sclinrideilförini-c Erhöhung zwischen den Wirbelkaniniern wird eine Teilung der ein- tretenden Luft eingeleitet. Durch die be- sondere Formgebung der Kammern wird sich die Luft nun zu je einem geordnet einlaufen- den Wirbel entwickeln. Ain Ende des Verdichtungshubes erfolgt die Einspritzung durch die Kraftstolfdüse. _ Der eintretende Kraftstoff wird von der vor- handenen kreisenden Luftladung erfaßt und in innigster Weise mit dieser vermischt. Durch die weitgehende Aufbereitung des Kraftstoltes infolge der innigen Vermischung mit der Luft wird die Zündung nunmehr ohne großen Verzug erfolgen. Der Zündverzug wird ferner durch die vorgesehene schneiden- förniige Erhöhung herabgesetzt, denn die für die schnelle Zündung erforderliche Aufheizung des Kraftstoff-Luft-Gemisches wird durch die zwischen den Kammern liegende Schneide wesentlich erhöht, da diese der durch die Verbrennung anfallenden Hitze besonders aus- gesetzt ist und daher auch in erhöhtem Maße Wärme wieder abgeben kann. .Nach der Verbrennung werden die ver- brannten Gase aus beiden Kammern über deren äußere, an den Kanten abgertiwlete Ränder hinweg abgeführt. Der Austritt der Abgase erfolgt also in weitniöglicbster Entfernung von der Einspritz- düse. Eine wesentliche thermische Belastung der Düse wird dadurch vermieden, zumal durch den radial zur Kammeröffnung gerich- teten Frischluftstrom die' Düse stets wieder gekühlt wird. Besondere Einrichtungen zur Erzielung des geschilderten Strömungsver- latift2s, beispielsweise Leitbleche, sind nicht e rf, irde glich. The invention achieves in particular that the compressed combustion air impinges directly on a cutting edge, resulting in a low ignition delay will. when the air flows into the chamber mern << - is the Nozzle cooled. The Attsstriimeii the \ ER, Combustion gases take place away from the nozzle. so that L-overheating is avoided. Due to the:, inclined arrangement of the vertebral chambers at an angle to the nozzle axis is created in the chamber a favorable turbulence v "ii itself. The nice execution is the special - application of funds for No need to guide the air flow. Through the t "bc intersection of the mouths of the other separate vortex chambers becomes one ;; sauce, uniform outlet opening created, the known rounding of the Li <inten der Brumira uinüitungen especially becomes cheap. The internal combustion engine with the inalei, cnläli of the invention is in the Aich- now - for example in one - embodiment _ä -ranschaulicht, namely shows Fig. I shows a section through the Cylinder and cylinder head, Alb. 2 shows a section along line 11-l1 of Fig. I through the piston with view of the l: injection nozzle, a717) .3 a plan view of the piston. In the bottom of the piston a of the air compressor tendency, self-igniting internal combustion engine the Brennraunlb is arranged, which is divided into two I: ueli-e or pear-shaped vortex cans 71i, b., Is divided. These are through a blade-shaped elevation j on the chimney lloden separated from each other. The injection nozzle c is inclined laterally in the Cylinder head. Towards the end of the compaction stroke becomes liquid fuel in the piston hreiiiir, iunl, who at the end of the Verdichttui-s- hubes essentially the entire absorbs combustion air and with the input spray nozzle, a common plane of symmetry owns, injected. The main maize of the 1_lirn-shaped vortex chambers bt, b @ ver runs. oblique to the axis of the injection nozzle, as shown in Fig. 2. The fuel will be either in one on the edge of the incisionf local elevation directed -e - itieinsanlell beam or in each focal chamber part bi, b., assigned rays a injected. The fuel nozzle can be used for this purpose finitely several outlet openings vers (: hen be. The pear-shaped vortex chambers overlap at their: mouths c. egg on the piston upper surface, in such a way that a common, roughly elliptical or also results in a round opening with two single Schnürutigen 'can be provided. Through this ;; it is achieved that the combustion gases do not in the immediate vicinity of the nozzle; do the Vortex chambers flow out. The edges of the Brenlirauniöffilting are expedient at h : @ h @ erundet # 's. Dep. 1 and 2 '. The process of the \ -hremlungsv @@ i @ `is following: Through the @ "er <irüngungst @ -effect dus col- licns arises from compression as a result of the <approximately central arrangement of the vertebral in the piston one after the opening the - vortex chambers zti directed radial stripped of the air. With increasing seal and thus reinforcing radial Strönitnig trilit the air over the K.a111Il @ el @ ililltnlg on top of each other, tlni then i11 axial direction into the combustion chambers to be directed. When hitting the sclinrideilförini-c increase between the Canine vertebrae will have a division of the entering air. Due to the special shape of the chambers will be now enter the air one at a time - develop the vortex. At the end of the compression stroke takes place the injection through the fuel nozzle. _ The incoming fuel is existing circulating air charge detected and intimately mixed with this. Due to the extensive processing of the Stoltes of strength as a result of the intimate mixing with the air the ignition is now without great delay. The ignition delay is furthermore by the intended cutting reduced increase, because the for the rapid ignition required heating of the fuel-air mixture is determined by the cutting edge lying between the chambers significantly increased, as this is due to the Heat generated by combustion is set and therefore also to a greater extent Can give off heat again. .After the incineration, the gases from both chambers burned over their outer, cut off at the edges Discharged away from the edges. The exhaust gases exit in the greatest possible distance from the injection jet. A significant thermal load the nozzle is avoided, especially since due to the radial direction to the chamber opening fresh air flow the 'nozzle again and again is cooled. Special facilities for Achieving the described flow rate latift2s, such as baffles, are not e rf, somehow resembled.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Selbstzündende, luftverdichtende Bremskraftmaschine finit einer sclir#-ig Seitlich im Zylinderkopf liegenden Einspritzdüse, welche gegen Ende des Verdichtungshubes flüssigen Kraftstoff in einen Kolbenbr ennraum einspritzt, welcher am Ende des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft aufnimmt und mit der Einspritzdüse eine gemeinsame Symmetrieebene besitzt. gekennzeichnet durch Unterteilung des Kolbenraumes (b) in zwei kugelige bzw. birnenförmige Wirbelkammern (b1, b2), die durch eine schneidenförmige Erhöhung am Kammerboden voneinander getrennt sind und deren Hauptachsen schräg zur Achse der Einspritzdüse verlaufen, durch die der Kraftstoff entweder in einem auf die Kante der schneidenförmigen .Erhöhung gerichteten gemeinsamen Strahl oder in jedem Brennlzammerteil zugeordneten Strahlen eingespritzt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander getrennten Wirbelkammern sich mit ihren Mündungen an der Kolbenoberfläche derart überschneiden, daß sich eine gemeinsame elliptische oder runde üffnung ergibt. 3. Brcnnkraftmaschine nach Anspruch i oder 2 mit an sich bekannter Abrundung der Kanten der Brennratimöffnungen an der Kolbenoberfläche. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ....... fir. 699.125; österreichische Patentschrift . . - 141 o61; britische Patentschriften ...... 503 toi, 65 565, 421 ioi. PATENT CLAIMS:
1. Self-igniting, air-compressing brake engine finite an injection nozzle located laterally in the cylinder head, which injects liquid fuel into a piston combustion chamber towards the end of the compression stroke, which at the end of the compression stroke absorbs essentially all of the combustion air and has a common plane of symmetry with the injection nozzle . characterized by the subdivision of the piston chamber (b) into two spherical or pear-shaped vortex chambers (b1, b2), which are separated from one another by a knife-edge elevation on the chamber floor and whose main axes run obliquely to the axis of the injection nozzle, through which the fuel is fed either in one direction Edge of the blade-shaped .Earation directed common jet or in each combustion chamber part assigned jets is injected. z. Internal combustion engine according to claim i, characterized in that the vortex chambers separated from one another intersect with their mouths on the piston surface in such a way that a common elliptical or round opening results. 3. Brcnnkraftmaschine according to claim i or 2 with known rounding of the edges of the Brennratimöffnungen on the piston surface. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patent specification ....... fir. 699,125; Austrian patent specification. . - 141 o61; British patents ...... 503 toi, 65 565, 421 ioi.
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