DE754270C

DE754270C - Einspritzbrennkraftmaschine mit einer seitlichen Vorkammer

Info

Publication number: DE754270C
Application number: DED82268D
Authority: DE
Inventors: Hans Kling
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1940-03-08
Filing date: 1940-03-08
Publication date: 1953-07-27

Description

Einspritzbrennkraftmaschine mit einer seitlichen Vorkammer Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine mit einer seitlichen Vorkammer, deren Achse unter einem verhältnismäßig großen Neigungswinkel schräg zur Zylinderachse verläuft und welche mit dem Hauptbrennraum durch einen im wesentlichen den Brennstoffstrahl aufnehmenden Kanal verbunden ist, welcher exzentrisch zur Zylinderachse derart ausmündet, daß der Kolben im oberen Kolbentotpunkt bis nahe an die Ausmündung herantritt und der Vorkammerinhalt unter einem Winkel gegen den Kolbenboden gespritzt wird. Derartige Einspritzbrennkraftmaschinen haben u. a. den Vorteil, daß die im Zylinderkopf angeordneten Ventile durch die Vorkammer nicht in ihrer Anordnung behindert werden, so daß große Ventile mit wirksamer Kühlung durch den Kühlwasserraum vorgesehen werden können. Auch läßt sich die Einspritzdüse und die Vorkammer infolge der seitlichen und schrägen Anordnung im Zylinderkopf leicht ein- und ausbauen.
Des weiteren wird dadurch, daß im oberen Kolbentotpunkt der Kolbenboden bis nahe an die Ausmündung der Vorkammer herantritt, der Vorteil erzielt, daß der durch die Vorkammer hindurchgespritzte Brennstoff auf den Kolbenboden, gegebenenfalls zusammen mit Brenngasen aus der Vorkammer, auftrifft und durch den Kolbenboden auf den gesamten Hauptbrennraum verteilt wird, wobei zwischen dem Kolbenboden und der die Vorkammerausmündung umgebenden Wandung ein Ringspalt gebildet wird, welcher die zur Erzeugung der Vorkammerwirkung erforderliche Drosselwirkung hervorruft bzw. verstärkt. Im Gegensatz zu den üblichen Vorkammern wird dadurch eine wirksame Verteilung und Mischung des Brennstoffes mit der im Hauptbrennraum befindlichen Luft ermöglicht, wobei die erst im oberen Kolbentotpunkt hervorgerufene Drosselung im Ringspalt zwischen dem Kolbenboden und der Wandung der Vorkammerausmündung gleichzeitig die Möglichkeit gibt, die Drosselung zwischen der Vorkammer und dem Hauptbrennraum während des größten Teiles des Kolbenhubes zu verringern und damit die Drosselverluste herabzusetzen.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei verhältnismäßig schräger Lage der Vorkammer, also bei einem verhältnismäßig großen Winkel zwischen der Vorkammerachse und der Zylinderachse, eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoffes auf den Hauptbrennraum nicht gewährleistet werden kann, wenn der Verbindungskanal zwischen Vorkammer und Hauptbrennraum in der Achse der Vorkammer selbst angeordnet ist und in Richtung derselben in den Hauptbrennraum ausmündet. Der Brennstoff wird in diesem Fall hauptsächlich in die der Vorkammer gegenüberliegenden Teile des Hauptbrennraumes verteilt, während in den der Vorkammer benachbarten Teilen des Hauptbrennraumes ein armes Gemisch entsteht.
Die Erfindung bezweckt nun eine günstigere Verteilung des Brennstoffes auf den Hauptbrennraum auch bei verhältnismäßig schräger Lage der Vorkammer und dementsprechend eine bessere Ausnutzung des Brennstoffes und eine Erhöhung der Leistung der Maschine. Die Erfindung besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß die Ausmündung des Verbindungskanals zur Erzielung einer gleichmäßigeren Verteilung des Brennstoffes auf den Hauptbrennraum einen kleineren Winkel als die Vorkammerachse mit der Zylinderachse bildet, also im Vergleich zur Neigung der Vorkammerachse verhältnismäßig steil gegen den Kolbenboden geneigt ist.
Hierdurch ist es möglich, den Brennstoffstrahl unter einem verhältnismäßig steilen Winkel auf den Kolbenboden aufspritzen zu lassen, so daß auch in die der Vorkammer benachbarten Teile des Hauptbrennraumes genügend Brennstoff gelangt. Andererseits ist es infolge der Erfindung nicht notwendig, die Vorkammer selbst steiler anzuordnen,. so daß diese eine aus baulichen Gründen günstigste schräge Lage zur Zylinderachse einnehmen kann.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Im Zylinderkopf a ist schräg und exzentrisch zur Achse des Zylinders b die Vorkammer c angeordnet, in deren erweiterten Teilraum e die Einspritzdüse d einmündet. Der Einspritz- oder Verbindungskanal f zwischen der Vorkammer und dem Hauptbrennraum wird im Ausführungsbeispiel von einem in eine entsprechende Bohrung des Zylinderkopfes dicht eingesetzten Futter g umschlossen, dessen unteres Ende 1a in eine Vertiefung oder Mulde i hineinragt und entsprechend dem Boden der Kolbenmulde derart abgeschrägt ist, daß im oberen Kolbentotpunkt ein schmaler Ringspalt k zwischen der Endfläche des Futters g und dem Boden der Mulde i entsteht. An Stelle einer Vorkammer, welche durch einen verengten Kanal mit dem Hauptbrennraum über dem Kolben in Verbindung steht, kann auch ein im wesentlichen kanalförmiger Einspritzraum Verwendung finden, dessen Verbindung mit dem Hauptbrennraum erst durch Annäherung des Kolbens an die Kanalausmündung gedrosselt wird; eine eigentliche Vorkammerwirkung entsteht in diesem Fall erst in der Nähe des oberen Kolbentotpunktes. .
Die Erfindung kommt hauptsächlich für Maschinen mit einem einzigen Ein- und Auslaßventil in Betracht. Bauliche Gründe bedingen hierbei, wie bereits erwähnt, eine bestimmte Schräglage der Vorkammer. Würde nun der Verbindungskanal wie bei bisherigen Maschinen sich in der Achse x-x der Vorkammer bzw. der Einspritzdüse bis zur Ausmündung in den Hauptbrennraum erstrecken, so würde sich der durch diesen Kanal gegen den Kolbenboden gespritzte, sich teilweise in brennendem Zustand befindende Brennstoff über den Ringspalt k hauptsächlich nach der der Vorkammer gegenüberliegenden Seite des Hauptbrennraumes verteilen, während die der Vorkammer benachbarten Teile desselben keinen oder zu wenig Brennstoff erhalten würden.
Wie nun die Zeichnung zeigt, ist der Kanal f derart gebrochen, daß er im Bereich der Ausmündung des Kanals in den Hauptbrennraum in der von der Achse x-x abweichenden Richtung y unter einem verhältnismäßig steilen Winkel gegen den Kolbenboden geneigt ist, so daß seine Mittelachse in diesem Teil mit der Einspritz- oder Vorkammerachse x-x einen Winkel x einschließt. Hierdurch wird erreicht, daß Brennstoff in genügender Menge auch in die der Vorkammer benachbarten Teile des Hauptbrennraumes gelangt. Die Anordnung einer Kolbenmulde hat gleichzeitig den Vorteil, daß der auf den Kolbenboden aufgespritzte und sich nach allen Richtungen verteilende Brennstoff nicht unmittelbar gegen die Zylinderlaufbahn gelangen und die Schmierung dieser Lauffläche beeinträchtigen kann.
Die Anordnung kann gegebenenfalls auch so getroffen werden, daß die Mittellinie des Kanals f in seiner ganzen Länge steiler als die Achse x-x des Einspritzraumes oder der Vorkammer verläuft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Einspritzbrennkraftmaschine mit einer seitlichen Vorkammer, deren Achse unter einem verhältnismäßig großen Neigungswinkel schräg zur Zylinderachse verläuft und welche mit dem Hauptbrennraum durch einen im wesentlichen den Brennstoffstrahl aufnehmenden Kanal verbunden ist, welcher exzentrisch zur Zylinderachse derart ausmündet, daß der Kolben im oberen Kolbentotpunkt bis nahe an die Ausmündung herantritt und der Vorkammerinhalt unter einem Winkel gegen den Kolbenboden gespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung des Verbindungskanals zur Erzielung einer gleichmäßigeren Verteilung des Brennstoffes auf den. Hauptbrennraum einen kleineren Winkel als die Vorkammerachse mit der Zylinderachse bildet, also im Vergleich zur Neigung der Vorkammerachse verhältnismäßig steil gegen den Kolbenboden geneigt ist.
2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Verbindungskanal in seinem der Vorkammer benachbarten Teil im wesentlichen in der Achse der Vorkammer und nur in seinem die Ausmündung in den Hauptbrennraum enthaltenden Teil mit gegenüber der Vorkammerachse geringerer Neigung zur Zylinderachse verläuft.
3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal in seiner ganzen Länge eine geringere Neigung zur Zylinderachse als die Vorkammerachse besitzt.
4. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung des Verbindungskanals in eine Mulde des Kolbenbodens hineinragt.