DE751721C - Einspritzbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Einspritzbrennkraftmaschine, bei der während des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Luftladung in einen um die Kolbenachse angeordneten Brennraum von wulstförmiger Gestalt verdrängt wird, in. -dessen wirbelnden Luftinhalt gegen Ende des Verdichtungshubes flüssiger Kraftstoff durch eine zentral zum Brennraum im Zylinderdeckel angeordnete Düse eingespritzt wird.
• Bei Einspritzbrennkraftmaschinen dieser Art sind die verschiedensten Formen des Brennraumes und, die verschiedensten Lagen der Düsenachse zur Brennraum- und Zylinderachse versucht worden. Es hat sich nun aber gezeigt, daß die Verbrennung dann am günstigsten, d. h. am schnellsten vor sich geht, wenn die Düsenachse mit der Brennraumachse und mit der Zylinderachse zusammenfällt. Dies hat seinen Grund. .darin, daß der Vorgang der Gemischbildung und der Verbrennung an allen zur Brennraum- und Zylinderachse symmetrisch gelegenen Punkten gleichartig und gleichzeitig erfolgt, so daß für .die Ausbreitung der Verbrennung keine langen Wege zurückzulegen sind,.
• Bei Einspritzbrennkraftmaschinen dieser bekannten Art ist die Düse derart angeordnet, daß die Düsenmündung schon- im Zylinderraum liegt und meist in der oberen Totpunktlage des Kolbens oder auch schon etwas vorher durch .die Öffnung des Brennraums in diesen eintaucht. Dabei ist die Düse derart ausg°staltet, daß sie den Brennstoff in den Brennraum, symmetrisch zur Brennrau.machse, nach allen Seiten und quer zur Richtung der augenblicklichen Luftströmung am Ort der Brennraumöffnung einspritzt. Mit dieser Anordnung und Ausgestaltung der Düse ist nun zunächst der Nachteil verbunden, daß bei sehr rasch laufenden Motoren, looo Touren und darüber, die Güte der Verbrennung mit den Betriebsverhältnissen des Motors wechselt, also unterschiedlich ist, je nachdem die Einspritzbrennkraftmaschine mit voller oder halber Drehzahl oder im Anlaßbetrieb bzw. Leerlauf arbeitet. Es ist nämlich bei den so sehr verschiedenen Tourenzahlen ohne besondere Hilfsmittel nicht möglich, die Einspritzung immer bei der gleichen relativen Lage zwischen Düsenmündung und der Eintrittsöffnung d:s Brennraumes vorzunehmen. Es wird also die Düsenmündung, in Anbetracht der großen Unterschiede in den Tourenzahlen, nicht unter allen Betriebsverhältnissen während der ganzen Einspritzdauer in den Brennraum eingetaucht sein, und es wird deshalb der Brennstoff, weil ihn die Düse in seitlich gerichteten Strahlen ausspritzt, zum Teil nicht in den Brennraum des Kolbens gelangen, was die Güte der Gemischbildung und damit die Verbrennung beeinträchtigt. Ferner erfolgt bei dieser Anordnung und Ausgestaltung der Düse, wie oben angegeben, .das Einspritzen des Brennstoffes in den Brennraum quer zur Richtung der Luftströmung am Ort der Brennrauinöffnung. Dadurch wird die Ausbreitung der Brennstofft°ilchen in der Einspritzrichtung jedenfalls nicht gefördert, was ebenfalls für die Raschheit der Verbnennung ungünstig ist.
• Vorliegende Erfindung bezweckt nun die Vermeidung der beiden vorgenannten Nachteile und besteht darin, daß der Kraftstoff durch die in an sich bekannter Weise im Zylinderdeckel zurückversetzte Düse in einem aufgelösten Kernstrahl auf den Boden des Kolbenbrennraumes aufgespritzt wird. Es wird dadurch erreicht, daß der Kraftstoff in einem soweit geschlossenen Strahl in der Richtung der Brennraumachs° eingespritzt wird, daß immer, d. h. unter allen Betriebsverhältnissen, der ganze Brennstoff in den Brennraum gelangt, ferner .die Einspritzung nicht quer zur Luftströmung am Ort der Bremiraummündung erfolgt, sondern gleichgerichtet mit der Luftströmung während des Kolbenaufwärtsganges, also während der Einspritzperiode, und schließlich der Brennstoffstrahl infolge derZurückverlegung .derDüsenmündung in den Zylinderdeckel bei seinem Durchgang durch die hrennrauniöffnung schon so weit aufgeschlossen ist, daß er und insbesondere auch sein N-°b°lmantel von d:°r glcichg;.richteten Luftströmung mit geführt wird.
• In den Abb. i und 2 der Zeichnung ist eine Einspritzbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
• i bezeichnet d,-In Zylinder, 2 den Kolben mit d.@m Brennraum 3, q den Zylinderkopf, 5 die Druckleitung der Brennätofipunil)e. 6 die Düse, die im Kanal ; des Zylinderkopfes sitzt, und 8 die Düs°nmünduiig. Mit 9 ist der Kern des Kraftstoffstrahles und. mit io dessen Nebelmant°1 bezeichnet. Die Pfeile i i, i i zeigen die Richtung der ini Brennraum stattfindenden Luftwirbelung an.
• Die Düse 6 ist in den Kanal 7 ,des Zylinderkopfes zurückverlegt und ihre Mündung 8 derart ausgestaltet, daß sie einen Kraftstoffstrahl in Form eines aufgelösten Kernstrahles 9 mit einem ihn umg@l>.nden \ebelinantel io,au,s kleinsten Tröpfchen liefert.
• Bei dieser Anordnung und Ausgestaltung der Düse kommt immer, d. h. unter allen Betriebsverhältnissen, der ganze Kraftstoff in den Brennraum des Kolbens. Dort trifft der Kernstrahl auf dem Kolbenboden auf, wind aufgespaltet und mit der im Sinn der Pfeile i i, i i sich bildender. Luftwirbelung gut vermischt. Da beim Einspritzen die Geschwindigkeit der Brennstoffteilchen im Kernstrahl eine größere ist als im Nebelmantel, dessen kleine Tröpfchen in ihrer Geschwindigkeit stark verzögert werden, gelangt der -Nebelmantel erst dann in den Luftwirbel des Brennraumes, wenn der Kraftstoff des Kernstrahles bereits zerstäubt ist. Nunmehr erfolgt, was bei Motoren für hohe Tourenzahl besonders wichtig isst, in der gegen den "Zylinderraum abgeschirmten Randzone des Brennraumes schlagartig die Verbrennung, die von den im Nebelmantel befindlichen Tröpfchen kleinster Größenordnung ausgeht. Die Zeitpunkte des Auftreftens und, der Zerstäubung des Kernstrahles auf dem Kolbenboden und des Eindringens des Nebelmantels in die Luftströmung können durch Wahl der Tiefe des Brennraumes aufeinander abgestimmt werden. Hierbei hat sich gezeigt, daß diese Abstimmung zu flachen Brennräumen führt, deren Durchmesser erheblich größer ist als ihre Tiefe in Richtung der Brennraumachse. Zur Erleichterung dieser Abstimmung kann der Brennstoffstrahl gegen eine Erhöhung 9 .des Bodens des Kolbenhohlraumes 3 gerichtet werden (Abb. 2). Dabei erfüllt diese Erhöhung des Kolbenbodens noch überdies den Zweck, d:aß die von ihr nach allen Seiten abgelenkten Brennstoffteilchen während der ganzen Einspritzperiode gegen das Zentrum des Luftwirbels i i, d. h. gegen dessen kreisförmige Achse 13, gelenkt -,verden, wenn bei großen Motoren wegen der großen Dimensionen des Brennraumes 3 die Achse 13 .des Luftwirbels verhältnismäßig hoch über dem Badendes Brennraumes liegt, also die von einem nicht erhöhten Boden abgelenkten Brennstoffteilchen nicht in das Zentrum des Luftwirbels gelangen würden.
• Ein Kolbenvorsprung, an dem der Brennstoffstrahl zerstäubt wird, ist wohl bei Brennkr aftmaschinen schon bekannt, doch dient dieser bekannte Kolbenvorsprung nicht :den beiden Zwecken wie die Erhöhung nach vorliegender Erfindung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ei.nspritzbrenn@kraftmaschine, bei der während des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Luftladung in einen um die Kolbenachse :angeordneten Brennraum von wulstförmiger Gestalt verdrängt wird, in dessen wirbelnden Luftinhalt gegen Ende des Verdichtungshubes flüssiger Kraftstoff durch eine zentral zum Brennraum im Zylinderdeckel .angeordnete Düse eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff durch die in an sich bekannter Weise im Zvlinderdeckel zurückversetzte Düse in einem aufgelösten Kernstrahl ,auf den Boden des Kolbenbrennraumes aufgespritzt wird.
2. 2. Einspritzbr.-nnkraftmaschine mit großem Kolb,en:bnennraum nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der B!rennraumboden in der Mitte überhöht, und zwar so ausgebildet ist, daß die Kraftstoffteilchen gegen die kreisförmige Achse (13) des ringförmigen Luftwirbels (ii) gelenkt werden. Zur Abgrenzung.des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Sch-#veizerische Patentschrift N r. 211 350; französische Patentschrift Nr. 765 o85.