DE872883C - Einspritzbrennkraftmaschine mit zwei vom Zylinderraum getrennten und mit ihm je gesondert in Drosselverbindung stehenden Kammern - Google Patents

Description

• Einspritzbrennkraftmaschine mit zwei vom Zylinderraum getrennten und mit ihm je gesondert in Drosselverbindung stehenden Kammern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine mit zwei vom Zylinderraum getrennten und mit ihm je gesondert in Drosselverbindung stehenden Kammern, in deren eine der Brennstoff eingespritzt wird. Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Wirkungsweise der Maschine, insbesondere in Hinsicht auf Brennstoffverbrauch und Laufruhe. Sie besteht im wesentlichen darin, daß beide Kammern. durch einen in Richtung des eingespritzten Brennstoffstrahles liegenden Überströmkanal in Verbindung stehen, welcher den im oberen Kolbentotpunkt gebildeten Restbrennraum im Zylinderraum kreuzt, so daß der in die eine Kammer (Vorkammer) eingespritzte Brennstoff durch den beide Drosselverbindungen enthaltenden Überströmkanal geradlinig in die andere Kammer (Wirbel- oder Speicherkammer) gelangen kann. Vorzugsweise ist die den Brennraum unmittelbar aufnehmende Kammer im Zylinderkopf, die andere Kammer im Kolben angeordnet. Beide Kammern sind zweckmäßig kugelförmig gestaltet.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht diese im wesentlichen darin, daß der Brennstoff in die ihn. unmittelbar aufnehmende Kammer (Vorkammer) zentral eingespritzt wird und der ebenfalls zentral zu ihr und in Richtung des Brennstoffstrahles liegende Überströmkanal tangential in die andere Kammer (Wirbel- oder Speicherkammer) einmündet.
• Des weiteren ist zweckmäßig der den Brennstoff nur mittelbar aufnehmende, vorzugsweise im Kolben angeordnete Brennraum mit dem Zylinderraurii derart tangential verbunden, daß die im Verdichtungshub- in ihn einströmende Luft eine Wirbelbewegung ausführt, welche der Strahlrichtung des aus der Vorkammer überströmenden Kammerinhaltes entgegengesetzt ist.
• Durch die Erfindung werden die Vorteile einer den Brennstöff -aufnehmenden Vorkammer und einer den Brennstoff nur mittelbar erhaltenden Speicher oder Wirbelkammer in besonders günstiger Weise miteinander vereinigt. Infolge der Gegenwirkung von Vorkammer einerseits und Speicher-oder Wirbelkammer andererseits kann für gleiche Druckerhöhung in der Vorkammer eine verhältnismäßig weite Vorkammeraustrittsbohrung gewählt werden. Dadurch können die Pumpverluste niedrig gehalten und eine gute Spülung der Vorkammer erreicht werden. In der Vorkammer steht infolgedessen ausreichend Sauerstoff fülr eine- kräftige Initialzündung zur Verfügung.
• Des weiteren kann die Energie des in der Speicher- oder Wirbelkammer während des .Verdichtungshubes erzeugten Luftwirbels teilweise zur Aufladung der Vorkammer . ausgenutzt 'werden. Hierdurch wird der Zündverzug, insbesondere beim Leerlauf, herabgesetzt und da"s sogenannte Leerlaufnageln vermindert.
• Da die Wirbelkammer als Puffer für den Ausblasestrom ausder Vorkammer wirkt .und die gegenläufigen Ströme sich gegenseitig abbremsen, insbesondere dann, wenn die in der Wirbel- oder Speicherkammer erzeugte Luftbewegung dem aus der Vorkammer austretenden Brennstoffluftstrom entgegengerichtet ist, kann die thermische Belastung des die Wirbel- oder 'Speicherkammer aufnehmenden Kolbens verhältnismäßig niedrig gehalten werden. Die Wirbelenergie wird zu einem Zeitpunkt, in welchem sie zur Kraftstoffaufbereitung und -verteilung nicht mehr benötigt wird, in arbeitleistende Wärme, also nicht inWandreibungswärme, verwandelt, braucht also. nicht vom Kolben aufgenommen und abgeführt zu werden. Die Erfindung ermöglicht also einen günstigenthermischen Wirkungsgrad, geringe Pump- und Drosselverluste sowie weitgehende Beherrschung des Verbrennungsablaufes in einem großen Drehzahl- und Belastungsbereich.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch die Maschine und Fig. 2 einen waagerechten Teilschnitt nach Linie 2-2 der Fig. i. .-Im Zylinder 1o der Maschine gleitet der Kolben i i mit einer Wirbel- oder Speicherkammer 12. Die Kammer 12 ist kugelförmig gestaltet und steht über eine verhältnismäßig weite, senkrecht und exzentrisch zum Kolbenboden und tangential zur Kammer 12 liegende Drosselöffnung 13 mit dem Zylinderraum in Verbindung, welcher im oberen Kolbentotpunkt sich zu einem schmalen spaltförmigen Restraum 14 verringert, indem der Kolben ii bis nahe an die -Unterwandung 15 des Zylinderkopfes 16 herantritt. Im Zylinderkopf 16 ist;- durch Einsätze 17 und 18 gebildet, eine kugelförmige Vorkammer ig angeordnet, in welche der Brennstoff durch eine Einspritzdüse 2o zentral eingespritzt wird und welche durch einen axial zur Düse liegenden überströmkanal 2i mit dem Zylinderraum verbunden ist. Einspritzdüse, Vorkammer und Überströmkanal sind hierbei schräg und exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet, wobei der Überströmkanal derart in den-`Zylinderraum einmündet, daß er im oberen Kolbentotpunkt über die Drosselöffnung 13 der Wirbel- oder Speicherkammer 12 tangential in letztere einmühdet, und zwar tangential zu der Wandung 12", welche derjenigen Wandung r2' gegenüberliegt, ;die sich tangential an die Drosselöffnung 13 anschließt.
• Während des Verdichtungshubes wird die in die Wirbel- oder Speicherkammer 12 verdrängte Luft infolge - der exzentrischen tangentialen Lage der Öffnung 13 in eine Wirbelbewegung entsprechend Pfeilrichtung x versetzt. Die rotierende Luft wird hierbei teilweise. in Pfeilrichtung y in den überströriikanal2i abgelenkt und kann damit zur Rufladung der Vorkammer 1g beitragen. Der in die Yörkammer ig kurz vor Ende des Verdichtungshubes eingespritzte Brennstoff entzündet sich dadurch mit verhältnismäßig geringem Zündverzuge, so daß eine weiche Verbrennung gewährleistet ist. Die gleichachsige Anordnung von Einspritzdüse und Überströmkanal hat hierbei ferner zur Folge, daß einerseits der in die Vorkammer eingespritzte Brennstoff wirksam zerstäubt wird und anderseits ein teilweises Hindurchspritzen durch die Vorkammer bis in die Kolbenbrennkammer, insbesondere beim Anlassen und bei Einspritzung einer relativ großen. Brennstoffmenge, ermöglicht wird, wobei der in der Kammer 12 erzeugte kräftige Wirbel zur Zerreißung des Brennstoffes wirksam beiträgt. Der nach der Zündung des Brennstoffes in der Vorkammer infolge der Druckerhöhung ausblasende Vorkammerinhalt ist bei seinem Austritt aus. dem Überströmkanal 21 dem in der Kammer 12 gebildeten Wirbel entgegengerichtet, wodurch eine zusätzliche und wirksame Zerstäubung in der Kammer bzw. in deren Drosselöffnung 13 bewirkt wird. Da die Wirbelenergie mit der Drehzahl steigt, verkürzt sich entsprechend dieser Drehzahl auch. die für die Aufbereitung- des Kraftstoffes erforderliche Zeit.
• Durch geeignete Größenbemessung der beiden Kammern sowie des Durchmessers und der Länge des Überströmkanals und dessen Entfernung von der Einspritzdüse kann, insbesondere auch für größere Einspritzmotoren, ein über einen weiten Belastungs- und Drehzahlbereich leistungs- und verbrauchsgünstiges Brenngesetz mit-guter Laufruhe des Motors vereinigt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einspritzbrennkraftmasehine mit- zwei vom Zylinderraum getrennten. und mit ihm je gesondert in Drösselverbindung stehenden Kammern, in deren' eine der Brennstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kammern durch einen in Richtung des eingespritzten Brennstoffstrahles liegenden überströmkanal in Verbindung stehen, welcher den im oberen Kolbentotpunkt gebildeten Restbrennraum im Zylinderraum kreuzt, so daß der in die eine Kammer (Vorkammer) eingespritzte Brennstoff durch den beide Drosselverbindungen enthaltenden Überströmkanal geradlinig bis in die andere Kammer (Wirbel- oder Speicherkammer) gelangen kann. a. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brennstoff unmittelbar aufnehmende Kammer im Zylinderkopf, die andere Kammer im Kolben angeordnet ist. 3. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kammern kugelförmig gestaltet sind. q.. Einspritzbrennkraftmaschine mit zwei vom Zylinderraum getrennten. und mit ihm in Drosselverbindung stehenden Kammern, insbesondere nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in die ihn unmittelbar aufnehmende Kammer (Vorkammer) zentral eingespritzt wird und der ebenfalls zentral zu ihr und in Richtung des Brennstoffstrahles liegende Überströmkanal tangential in die andere Kammer (Wirbelkammer) einmündet. 5. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der den Brennstoff nur mittelbar aufnehmende, vorzugsweise im Kolben angeordnete Brennraum mit dem Zylinderraum derart tangential in Verbindung steht, daß die im Verdichtungshub in ihn einströmende Luft eine Wirbelbewegung ausführt, welche der Strahlrichtung des aus der anderen Kammer überströmenden Vorkammerinhaltes entgegengesetzt ist. 6. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Brennstoff unmittelbar aufnehmende Kammer exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet und durch einen schräg gegen die Zylinderachse gerichteten Drossel- oder Überströmkanal mit dem Zylinderraum in Verbindung steht, während die im Kolben angeordnete, den Brennstoff nur mittelbar aufnehmende, z. B. ebenfalls exzentrisch zur Zylinderachse, jedoch mit geringerer Exzentrizität zu dieser angeordnete Kammer durch eine tangential zu ihr und im wesentlichen senkrecht zum Kolbenboden angeordnete Drosselöffnung auf der der ersten Kammer zugewandten Seite verbunden ist und die Drosselöffnung so bemessen ist, daß im oberen Kolbentotpunkt der von der ersten Kammer ausgehende Drossel- oder Überströmkanal ungefähr tangential zu der ihr abgewandten Seite der zweiten Kammer durch deren Drosselöffnung hindurch in diese einmündet.