DE840471C

DE840471C - Brennkraftmaschine mit Einspritzung eines fluessigen Brennstoffes in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum

Info

Publication number: DE840471C
Application number: DED2011D
Authority: DE
Inventors: Otto Schilling
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-05-18
Filing date: 1943-05-18
Publication date: 1952-06-03

Description

Brennkraftmaschine mit Einspritzung eines flüssigen Brennstoffes in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Einspritzung eines flüssigen Brennstoffs in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum, beispielsweise Vorkammer, Wirbelkammer oder Wälzkammer, und einem gegen diesen zu sich kegelig verjüngenden Überströmkanal zwischen Einspritzraum und Zylinderraum.
Die Erfindung besteht darin, daß die den t`berströmk,inal begrenzende Wand als ein in den Einspritzraum hineinragender Kragen so weit gegen die Mündung der Einspritzdüse hochgezogen ist, daß ein vorzeitiges Aufrollen des Luftstrahls bei seinem Eintritt in den Einspritzraum verhindert, die Luft in einem möglichst geschlossenen Strahl gegen den Einspritzstrahl heran und möglichst lange in der Gegenrichtung desselben geführt wird. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Mündung des Überströmkanals am Zylinderraum mit dem in seiner oberen Totlage befindlichen Arbeitskolben einen im wesentlichen parallel zur Kolbenfläche bzw. zur Zylinderraumdecke verlaufenden Ringspalt bildet, dessen Durchlaßquerschnitt vorzugsweise gleich oder kleiner ist als der engste Querschnitt des Überströmkanals.
Zweck der Erfindung ist, eine möglichst weitgehende Auflockerung des Brennstoffs und Mischung desselben mit der Verdichtungsluft auf seinem Wege von der Einspritzdüse zum Zylinderraum zu erzielen und dadurch eine bessere Leistung bei verhältnismäßig geringem Brennstoffverbrauch sowie eine rauchfreie Verbrennung zu erreichen. Ein gutes Startvermögen wird weiterhin dann erzielt, wenn man den Brennstoff in Richtung des vorzugsweise in der Einspritzkammerachse verlaufenden Überströmkanals derart einspritzt, daß wenigstens ein Teil des Brennstoffs unmittelbar in den Zylinderraum gelangt.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt die Abbildung den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit dem in seiner oberen Totlage stehenden Arbeitskolben im Längsschnitt. Im Zylinderraum i der Brennkraftmaschine gleitet der Arbeitskolben 2, und vom Zylinderraum i ist der Teilraum 3 abgesetzt. Dieser ist in einem Einsatzkörper 4 angeordnet, und der Einsatzkörper ist durch einen z. B. zylindrischen Luftspalt 5 gegenüber der flüssigkeitsgekühlten Wand 6 des Zylinderkopfes wärmeisoliert. In einem dem Zylinderraum i zugekehrten Halsansatz 7 des Einsatzkörpers 4 ist ein ebenfalls durch Luftspalte 8 wärmeisolierter zweiter Einsatz 9 eingesetzt. Dieser weist einen gegen den Einspritzraum 3 zu kegelig sich verjüngenden Überströmkanal io auf, und dieser ragt nach der Erfindung gegen die achsgleich angeordnete Einspritzdüsenmündung ii so weit in den Einspritzraum 3 hinein, daß die im Laufe des Verdichtungshubes und insbesondere die während des Einspritzvorganges in den Teilraum eindringende Verdichtungsluft sich nicht in an sich bekannter Weise sofort pilzartig aufrollt, sondern möglichst scharf gegen den Einspritzstrahl heran und möglichst lange in der Gegenrichtung desselben geführt wird. Außerdem ragen die beiden Einsätze 7, 9 so weit in den Zylinderraum i hinein, daß die zylinderraumseitige Mündung des Überströmkanals io im Zusammenwirken mit dem in seiner oberen Totlage sich befindlichen Arbeitskolben 2 einen im wesentlichen parallel zum Kolbenboden bzw. zur Zylinderraumdecke verlaufenden Ringspalt 12 von einer gewissen radialen Ausdehnung bildet, dessen Durchlaßquerschnitt vorzugsweise gleich oder kleiner ist als der engste Querschnitt des Überströmkanals io.
Die Wirkungsweise der oben geschilderten Anordnung ist aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich. Der Einspritzraum 3 nimmt bei oberer Kolbentotlage einen wesentlichen, zweckmäßig den größeren Anteil der Verdichtungsluft auf, und der Brennstoff wird in an sich bekannter Weise zweckmäßig gegen Ende des Verdichtungshubes eingespritzt.
Die Zündung setzt in der Regel im Einspritzraum 3 ein, und infolge der dadurch bedingten Druckerhöhung bläst der Inhalt des Einspritzraumes 3 nach dem Zylinderraum i aus, wobei der mit in den Zylinderraum gerissene und weitgehend aufgelockerte Brennstoff vollends verbrennt. Der ausblasende Einspritzrauminhalt trifft zunächst auf den Kolbenboden auf, wird von diesem durch den Ringspalt 12 hindurch seitlich abgelenkt und über den Zylinderraum verteilt. Infolge der gegen die Einspritzdüse zu sich verjüngenden Kegelform des Überströmkanals io wird vermieden, daß sich der in den Einspritzraum eindringende Luftstrahl unmittelbar nach dem Verlassen des Überströmkanals pilzartig aufrollt. Es wird vielmehr erreicht, daß die Luft scharf an den Einspritzstrahl heran und an diesem entgegen der Einspritzrichtung entlang geführt wird. Hierdurch wird eine gute Auflockerung und Mischung des Brennstoffs mit der Luft erzielt. Diese Wirkung erfährt noch eine Steigerung durch die Wirkung des Ringspaltes 12, durch welchen der Einspritzrauminhalt nach erfolgter Zündung mit großer Geschwindigkeit in den Zylinderraum ausbläst.
Im Rahmen der Erfindung kann der Einspritzraum 3 auch unmittelbar im Zylinderkopf vorgesehen und nur der Einsatzkörper 9 vorhanden sein. Es ist auch denk-; bar, den Einsatz 9 wegfallen zu lassen und den kegeligen Überströmkanal io ebenfalls unmittelbar im Werkstoff des Zylinderkopfes anzubringen. Gegebenenfalls kann im Kolbenboden eine z. B. über diesen sich erstreckende Mulde vorgesehen sein, in welche der die Überströmkanalmündung begrenzende Kragen entsprechend tief hineinragt. Auch kann der Ringspalt 12 auf seiner dem größeren Zylinderraumquerschnitt zugekehrten Seite etwas höher sein als auf der Gegenseite. Der Überströmkanalmündung gegenüber kann im Rahmen der Erfindung am Kolbenboden auch eine besondere Prallfläche vorgesehen sein. Auch kann der Soden des Zylinderkopfes eine den Zylinderraum ergänzende Vertiefung aufweisen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Brennkraftmaschine mit Einspritzung eines flüssigen Brennstoffes in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum, beispielsweise Vorkammer, Wirbelkammer oder Wälzkammer, und einem gegen diesen kegelig sich verjüngenden Überströmkanal zwischen Einspritzraum und Zylinderraum, dadurch gekennzeichnet, daß die den Überströmkanal (io) begrenzende Wand als ein in den Einspritzraum (3) hineinragender Kragen so weit gegen die Mündung der Einspritzdüse hochgezogen ist, daß ein vorzeitiges Aufrollen des Luftstrahls bei seinem Eintritt in den Einspritzraum (3) verhindert, die Luft an den Einspritzstrahl heran und möglichst lange in der Gegenrichtung desselben geführt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Überströmkanals (io) am Zylinderraum (i) mit dem in seiner oberen Totlage befindlichen Arbeitskolben (2) einen im wesentlichen parallel zum Kolbenboden bzw. zur Zylinderraumdecke auslaufenden Ringspalt (i2) bildet, dessen Durchlaßquerschnitt vorzugsweise gleich oder kleiner ist als der engste Querschnitt des Überströmkanals (io). 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Überströmkanal (io) und evtl. auch der Einspritzraum (4) ganz oder teilweise in einem Einsatzkörper angeordnet sind,' der mit einer bestimmten Passung in seinen zugehörigen Zylinderkopfausnehmungen (6) sitzt oder durch Luftspalte (5) gegenüber der Zylinderkopfwand (6) wärmeisoliert ist. 4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (io) in einem zusätzlichen Einsatzkörper (9) vorgesehen ist, der mit einer entsprechenden Passung bzw. durch Luftspalte (8) wärmeisoliert in dem den Einspritzraum einschließenden Einsatzkörper (7) angeordnet ist. 5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (12) im Zusammenwirken mit dem in seiner oberen Iiolbentotlage befindlichen Arbeitskolben (2) durch die zweckmäßig über die Zylinderraumdecke hinausragenden Stirnenden der Einsatzkörper (7, 9) gebildet wird. 6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (12) auf seiner dem größeren Zylinderraumabschnitt zugekehrten Seite etwas höher ist als auf der Gegenseite. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 141 061; französische Patentschrift Nr. 869 233; britische Patentschriften Nr.289273, 429378442 340.