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Brennkraftmaschine Bei im Diesetverfahmen arbeitenden Brennkraftmaschinen
mit einem Kolben je Zylinder ist vielfach die Anordnung von Vor- bz.w. Wirbelkammern
üblich, um, eine möglichst vorteilhafte C-Pemnischbildung und eine weiche Verbrennung
zu erreichen. Solche Kammern. sind in verschiedenen Formen bekannt; sie werden,
in unmittelbarer Nähe des Totraumes des Arbeitszylinders angeordnet und sind daher
meist in dem eine Begrernz;ungs#,vand des Totrau.mes bildenden Zylinderkopf untergebracht,
wobei sie mit dem Arbeits,raurn dies Zylinders d ;rcheinen Kanal in Verbindung stehen.
Auch wirbelkam.merartige AushBhlungen im Kolben, sind bei Einkolbenbrennkraftmaschinen
bekannt. Die zahlreichen Anordnungsmöglichkeiten für solche Kaxnmeirn lassen bei
Einkolbenmaschinen auch keine Schwierigkeiten in bezug auf ihre Unterbringung aufkommen.
Bei allen Vorzügen weisen aber die bekannten Vor- bzw. Wirbelkammern den unangenehmen
Nachteil auf, daß in dem Verbindungskanal zwischen der Kammer und dein Zylinder
sowohl beim Verdichtungshub des, Kolbens als auch bei seinem: Arbeitshub Drosselverluste
auftreten. Auch ist ein restloses und einivandfrenes Ausspülen der Vorkammer fast
nie zu erreichen.
Bei Gegenkolbenbrennkraftmaschinen haben sich
Vorkammern in der Praxis nicht durchsetzen können, da ihre Unterbringung im Bereich
bzw. in der Nähe; des Totraumes erhebliche technische Schwierigkeiten bereitet.
Anderers-eits ist die Forderung nach einer brauchbaren Vorkammer für Gegenkolbenbrermkraftma:schinen
immer vordringlicher geworden. da bei dem solchen Maschinen eigenen scheibenförmnigen
Totraum eine gute Bildung und Durchbrennung des Gemisches Schwierigkeiten bietet.
Mindestens ist hierzu die Anordnung mehrerer Einspritzdüsen erforderlich. Die Unterbringung
mehrerer Einspritzdüsen im Bereich des Totraiumes ist jedoch oft schwierig, ja bisweilen
unmöglich. insbesondere bei aus. mehreren Einzelmotoren zusammengefaßten Baumustern,
z. B. bei Vieleckmotoren.
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Es ist zwar bereits versucht worden, bei Gegenkolbenbrennkraftmasch:inen
den scheibenförmigen Totraum durch Aushöhlungen in den einander zugekehrten Stirnflächen
der Kolben günstiger zu gestalten. Allein diese Maßnahme ist jedoch nicht geeignet,
um eine einwandfreie Verbrennung des Kraftstoffes zu gewährleisten.
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Gemäß der Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten bei Gegenkolbenbretmkraftmaschinen
zuverlässig dadurch beseitigt, daß beide Kolben eins jeden Zylinders an den einander
zugekehrten, den Tatraum begrenzenden Stirnseiten Aushöhlungen aufweisen, die zusamm-n
beim Erreichen der inneren Totpunktlage der Kolben eine Vorkammer und einen diese
Kammer mit dem Brennraum verbindenden Kanal bilden, wobei der Kraftstoff in an sich
bekannter Weise entweder in die Vorkammer oder den verbindenden Kanal eingespritzt
wird, so daß in dem Brennraum die Restverbrennung erfolgt.
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Die Ausnehmungen in den Kolbenböden sind dabei vorteilhaft spiegelbildlich
gleich ausgebildet. Die Wandteile der Ausnehm:ungen, welche die Vorkammer und den
verbindenden Kanal zwischen Vorkammer und Brennraum bilden, stehen vorteilhaft schräg
zueinander, so daß dieser Kanal in Richtung auf den Bretmraum hin eine. Verengung
aufweist. Sie sind ferner zweckmäßig so angeordnet, daß der Kanal tangential oder
nahezu tangential in den Brennraum einmündet. Auf diese Weise wird durch die im
Kanal oder in der Vorkammer eingeleitete Verbrennung eine lebhafte Wirbelbildung
der Brennluft in den Brennraum und damit eine gute Vermischung des in den Brennraum
gelangten, teilweise verbrannten Kraftstoffes mit der Brennluft, d. h. seine restlose
Verbrennung, erreicht. Für den Fall, daß auf eine noch weitergehende Beeinflussung
der Wirbelbildung in der Brennkammer Wert gelegt wird, kann die Vorkammer über mehrere
Verbindungskanäle, erforderlichenfalls verschiedener Ausströmrichtung, mit dem Brennraum
verbunden sein.
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Außer den zu erwartenden Vorteilen des Vorkammerverfahrens an sich,
also weicher `"erbrennung und günstiger Gemischbildung, Ergeben sich weitere überraschende
Vorteile dadurch, daß die Vorkammer nur in Nähe der inneren Totpunktlage der Kolben
eine drosselnde Verbindung mit dem Brennraum hat, also während des Verdichtungsvorganges
die sonst bei Vorkammern eintretenden Drosselverluste vermieden sind. Außerdem wird
der ganze Verdichtungsraum einschließlich der Vorkammer in vorbildlicher Weise ausgespült,
während bei den bisher bekannten Vork.ainmern diie Spülung mehr oder weniger mangelhaft
bleiben rußte, da diese Vorkammern in Nischen des Zvlinders oder des Zylinderkopfes
angeordnet waren. Für Gegenkolbenmotoren im besonderen ist als besonders vorteilhaft
zu erwähnen. däß nur eine einzige Einspritzdüse erforderlich ist. deren Lage im
Raum vor allem im. Hinblick auf gute Zugänglichkeit durch entsprechende Anordnung
der Vorkammer günstig gewählt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein _@usführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen O_uerschnitt durch den Totrautn des Zylinders
einer Gegenkolbenbrennkraftmasch.ine nach Linie 1-I der Abb. 2 mit Draufsicht auf
einen der erfindungsgemäß ge-
stalteten Kolben, Abb,2 einen Teilmi.ttell.ängsschnitt
nach der Linie II-II in Abb. i.
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1n den Bodenteilen der Kolben 2 und 3 einer Gegenkolbenbrennkraftmaschine,
die entweder mit dem eigentlichen Kolbenkörper ein einheitliches Stück bilden oder
getrennt vom Kolbenkörper für sieh hergestellt und an diesem festgelegt sein können,
sind Ausnehn?ungen.., .4a und 5, 5a vorgesehen. Die Ausnehmungen 4., .4a sind vorwiegend
zylindrisch ausgebildet und außermittig angeordnet. In Nähe der Kolbenachse münden
in die Ausnehmungen q., a@ die Ausnehmungen 5, 5a ein, und zwar vorzugsweise tangential
oder nahezu tanglential. Die Ausnehmungen 5, 5a verjüngen sich in Richtung auf die
Ausnehmungen .1, d.a hin, so daß sie in Nähe der inneren Totpunktlage der Kolben
2, 3 zusammen einen mit einer düsenartigen Verengung versehenen Kanal 7 bilden.
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An der Stelle, an welcher die Vorkammer 5, 5a vom Zylinder i begrenzt
wird, ist in der Zylinderwand: eine Einspritzdüse 6 angeordnet. Durch diese Anordnung
der Ein-
Spritzdüse 6 wird erreicht, daß die Verbrennung des eingespritzten
Brennstoffes in den die Vorkammler b:ildendenAusnehmungen 5, 5a eingeleitet wird
und daß die weitere Verbrennung des Kraftstoffes unter inniger Mischung mit der
Luft in den den: Brenn@raurn bildenden Ausnehmunaen 4, 4a erfolgt.
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Die einzige Einistpritzdüse kann vorteilhaft auch an einer anderen
Stelle in dar Zylinderwand, beispielsweise an der den Wandungen des Brenn@raum,es
q, .1.a benachbarten Stelle angeordnet sein. Der Brennstoff wird dann unter :1usnutz,ung
des Ziindverzu;es durch den Brennraum .4, 4a hindurch in den die Vorkammer 5, 5a
mit dem Brennraum 4, .4a verbindenden Kana17 bzw. in die Vorkammer eingespritzt.
Der letzte Teil des Brennstoffstrahles wird auf diese Weise vorteilhaft von den
aus der Vorkammer bereits in Richtung auf den Brennraum hin strömenden Brenngasen
unter inniger Vermischung im Gegenstrom in den Brennraum mit fortgerissen.
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Auf diese Weise es ist möglich, auch bei Gegenkolbenbrennkraftmaschinen
den bei anderen V orkammermaschinen bekannten «-eichen Ablauf der Verbrennung zu
erzielen. BeimAbwärtshub (Arbeitshub) der Kolben 2, 3 wird die drosselnde Wirkung
der Verengung des Verbindungskanals zwischen der Vorkammer 5, 511 und dem Brennraum
4, 4a aufgehoben, so daß eine vollkommeneAusspülung des gesamten Brennraumes ungehindert
erfolgen kann. Außerdem ergibt sich gemäß der Erfindung der Vorteil, daß nunmehr
bei Gegenkolbenbrennkraftmaschinen mit einer einzigen Einspritzdüse eine besonders
vorteilhafte Genlischbildung erreicht werden kann.
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Die Anordnung und Ausbildung der Ausnehmungen in den Kolbenböden kann
selbstverständlich auch in anderer Weise erfolgen. Es wäre z. B. eine Anordnung
und Ausbildung der die Vorkammer bildenden Ausnehmungen denkbar, bei der mehrere
von der Vorkammer 5, 5a ausgehende und in Richtung der Zylinderachse hintereinanderliegende
Verbindungskanäle an verschiedenen Stellen, beispielsweise in wechselnder Folge
tangential oder nahezu tangential nach rechts und links abgebogen in den Brennraum
4, 4a einmünden und in demselben einen Gemischwirbel entstehen lassen, der auch
während eines Teiles des Arbeitshubes der Kolben fortbesteht.