DE850361C

DE850361C - Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE850361C
Application number: DEP12744A
Authority: DE
Inventors: Lazar Schargorodsky
Original assignee: Hannoversche Maschinenbau AG
Current assignee: Hannoversche Maschinenbau AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-09-25

Description

Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, bei der während des Verdichtungshubs im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft in eine im Kolben angeordnete rotationssymmetrische Kammer übertritt. Dabei wird durch einen in der Symmetrieachse der Kammer angeordneten Umlenker eine walzenförmige Wirbelbewegung der Luft bewirkt, und ferner wird gegen Ende des Verdichtungshubs flüssiger Kraftstoff in die rotierende Luftwalze eingespritzt.
Es ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen einen wulstförmigen Verbrennungsraum im Zylinderkopf vorzusehen, der in der inneren Totpunktlage des Kolbens praktisch die gesamte Verbrennungsluft aufnimmt und bei dem die Luft beim Kompressionshub derart in den Brennraum eingeführt wird, daß ein im wesentlichen geschlossener Luftstrom erst beim Auftreffen auf eine im Brennraum gebildete Erhöhung in Wirbel aufgelöst wird. Weiter ist es bekannt, ein und dieselbe Brennraumform sowohl bei Anordnung des Brennraums im Kolben als auch im Zylinderkopf anzuwenden. Es ist auch bekannt, den am Ende des Verdichtungshubs die gesamte Verbrennungsluft aufnehmenden M'ulstraum gegenüber seiner Verbindung zum Hubraum so breit zu machen, daß die eintretende Luft kreisförmige Wirbel bildet, in die der Brennstoff eingespritzt wird.
Demgegenüber wird bei einer mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitenden Brennkraftmaschine, bei der während des Verdichtungshubs im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft in eine im Kolben angeordnete rotationssymmetrische Kammer übertritt, und dabei durch einen in der Symmetrieachse der Kammer angeordneten Umlenker eine walzenförmige Wirbelbewegung der Luft bewirkt wird, bei der ferner gegen Ende des Verdichtungshubs flüssiger Kraftstoff in die rotierende Luftwalze eingespritzt wird, erfindungsgemäß die Symmetrieachse der Wirbelkammer zu der Zylinderachse in einem spitzen Winkel angeordnet, und die Kammer mit dem Hubraum durch einen um die Symmetrieachse angeordneten Kanal verbunden, der einen solchen Querschnitt und eine solche Länge aufweist, daß die Luft in einem im wesentlichen geschlossenen Strahl in die Wirbelkammer eintritt und erst nach ihrem Auftreffen auf den Umlenker in einen rotierenden Wirbel aufgelöst wird, in welchen der Kraftstoff durch eine im Zylinderkopf in der Symmetrieachse der Kammer angeordnete Einspritzdüse in einem geschlossenen Strahl eingespritzt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die während der Kompressionsperiode in den Verbrennungsraum eintretende Luft einen Strom bildet, der sich beim Auftreffen auf den Wulst des Brennraums in geordnete kreisförmige Ringwirbel auflöst, wodurch die Verbrennung des eingespritzten Brennstoffs intensiver gestaltet wird. Während der ganzen Dauer der Kompressionsperiode strömt die Luft mit einer der Kolbengeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit durch den Hals des wulstförmigen Verbrennungsraums gegen dessen Spitze. Dabei erst erfolgt die Auflösung in rotierende Luftwirbel. Wichtig ist dabei die Bemessung des Wulstraumquerschnitts, da die Wirbel, die zu Anfang oder während der Kompressionsperiode auftreten, auch durch die stärkste Kompression nicht abgetötet werden und ihre Richtung auch im Augenblick der Einführung des durch die Einspritzdüse zerstäubten Brennstoffs beibehalten. Dabei kann der eintretende Brennstoffstrahl verhältnismäßig schlank gewählt werden, da die sich bildenden Luftwirbel genügend Stärke besitzen, um eine Vermischung mit dem Brennstoffstrahl zu bewirken und die einleitende Verbrennung anzufachen. Hierdurch wird die Verwendung einer Einlochdüse ermöglicht, bei der kein Nachtropfen mit seinen unangenehmen Begleiterscheinungen stattfindet.
Um die durch die Erfindung ermöglichten Vorteile voll auszunutzen, muß der Kanal einen entsprechenden Querschnitt aufweisen und genau gegen die wulstartige Erhöhung des Verbrennungsraums gerichtet sein, der seinerseits möglichst breit sein muß, um eine Rotation der während der Kompression einströmenden Luft zu ermöglichen und die Auflösung des Luftstrahls in geordnete Ringwirbel zu erleichtern. Werden diese Bedingungen eingehalten, so ergibt sich eine außerordentlich günstige Durchwirbelung von Brennstoff und Luft und als weiterer Vorteil ein außerordentlich günstiger Brennstoffverbrauch. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der im Zylinder i geführte Kolben 2 weist in seinem Innern die als rotationssymmetrische Kammer ausgebildete Wirbelkammer oder Wulstraum 3 auf, der mit seinem Umlenker, der Wulst 4, nach oben gerichtet ist.
Die Verbindung zum Kolbenboden wird durch einen Kanal 5 gebildet, der in Richtung der Brennstoffeinspritzdüse 6 verläuft. Die Symmetrieachsen a-b der Einspritzdüse 6 und Kanal 5 schließen mit der Zylinderachse c-d einen spitzen Winkel ein. Der Kanal 5 ist dabei so gewählt, daß bei normaler Drehzahl des Motors mit Rücksicht auf die maximale Kolbengeschwindigkeit während der Kompressionsperiode die Luft in einem gerichteten Strahl auf die Spitze 4 des Wulstraums 3 geführt und dort in Ringwirbel aufgelöst wird, wie es die Zeichnung schematisch darstellt. Zweckmäßig ist dabei, daß die im Brennraum sich bildenden Wirbel sich in der Richtung des eintretenden Brennstoffstrahls schneiden, wodurch die Vermischung von Brennstoff und Luft noch intensiver gestaltet wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschine, bei der während des Verdichtungshubs im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft in eine im Kolben angeordnete rotationssymmetrische Kammer übertritt und dabei durch einen in der Symmetrieachse der Kammer angeordneten Umlenker eine walzenförmige Wirbelbewegung der Luft bewirkt wird, bei der ferner gegen Ende des Verdichtungshubs flüssiger Kraftstoff in die rotierende Luftwalze eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachse der Wirbelkammer mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel einschließt und die Kammer mit dem Hubraum durch einen um die Symmetrieachse angeordneten Kanal verbunden ist, der einen solchen Querschnitt und eine solche Länge aufweist, daß die Luft in einem im wesentlichen geschlossenen Strahl in die Wirbelkammer eintritt und erst nach ihrem Auftreffen auf den Umlenker in einen rotierenden Wirbel aufgelöst wird, in welchen durch eine im Zylinderkopf in der Symmetrieachse der Kammer angeordnete Einspritzdüse der Kraftstoff in einem geschlossenen Strahl eingespritzt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 481 150; französische Patentschrift Nr. 783 669; britische Patentschriften Nr. 448 o61, 289 273; USA.-Patentschrift Nr. 2 043 080; A. E. Thiemann, Fahrzeugdieselmotoren, 1929, Abb. 243, S. 221 und Abb. 235, S. 215.