DE875425C

DE875425C - Two-stroke internal combustion engine with air purging, fuel injection and external ignition

Info

Publication number: DE875425C
Application number: DEA3827D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Alt
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1940-04-19
Filing date: 1940-04-19
Publication date: 1953-05-04

Description

Zweitaktbrennkraftmaschine mit Luftspülung, Brennstoffeinspritzung und Fremdzündung Die Erfindung bezieht sich. auf eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Luftspülung, Brennstoffeinspritzung und Fremdzündung, bei der die Spritzdüse, in einer von Zylinderwand und Zylinderkopf gebildeten Ecke des Brennraumes angeordnet, schräg zur Zylinderachse .nach unten, geneigt ist und in breitem Kegel während des Verdichtungshubes abspritzt, bei der ferner die Zündkerze an einer der Spritzdüse gegenüberliegenden Seite des, Zylinderkopfes angeordnet ist. Gemäß einem älteren Vorschlag ist die Spritzdüse derart gegenüber der Zündkerze ausgerichtet, d.aß die Zündkerze unmittelbar im Bereich des vom Spritzkegel gebildeten Randwirbels liegt. Die Erfindung bezweckt, die Quantität des zündfähigen Randwirbels ohne Verschlechterung seiner Ou:alität zu vergrößern und auf diese Weise die Zündsicherheit der Maschine von den mit der Drehzahl oder Belastung wechselnden Strömungen im Brennraum, denen der Brennstoffkegel ausgesetzt ist, unabhängiger zu, gestalten.Two-stroke internal combustion engine with air purging, fuel injection and spark ignition The invention relates to. on a two-stroke internal combustion engine with air purging, fuel injection and spark ignition, in which the spray nozzle, arranged in a corner of the combustion chamber formed by the cylinder wall and cylinder head, obliquely to the cylinder axis. downwards, is inclined and in a wide cone during the Compression stroke, in which the spark plug is also attached to one of the spray nozzles opposite side of the cylinder head is arranged. According to an older one Proposal is the spray nozzle aligned with respect to the spark plug, d.aß the The spark plug is located directly in the area of the tip vortex formed by the spray cone. The invention aims to increase the quantity of the ignitable tip vortex without deterioration to increase its ou: ality and in this way the ignition reliability of the machine of the currents in the combustion chamber that change with speed or load, which the fuel cone is exposed to become more independent.

Die Erfindung erreicht dies dadurch:, daß die Einspritzung in Form eines Hohlkegels erfolgt, zu dem die Verbrennungsluft sowohl von. außen als auch von innen Zutritt hat. Bei einem Hohlkegel bilden sich Rand-,virbel nicht nur am äußeren Umfang, sondern: gleichzeitig auch am inneren Umfang des Hohlkegels aus, so daß die Quantität des hierdurch gebildeten zündfähigen Gemisches verdoppelt wird. Da die zweifache Randwirbelzone naturgemäß eine wesentlich größere Ausdehnung .gegenüber der einfachen Randwirbelzone besitzt, füllt sie auch einen :größeren Teil des Brennraumes mit zündfähigem Gemisch aus. Die Elektroden der Zündkerze kommen daher leichter mit diesem Gemisch in Berüihrun:g, auch n=enn die im Brennraum auftretende Strömung die Randwirbelzonen verlagert. Die Einspritzung des Brennstoffes in Hohlkegelform ermöglicht überdies einen allseitigen Zutritt der Frischluft zum Brennstoff, so .daß frühzeitig, unabhängig von der Ausbildung der Ran,dwirbelzone, ein großer Teil des eingespritzten Brennstoffes bereits im Zündzeitpunkt zu einem brennbaren Gemisch aufbereitet werden kann.. Dadurch, daß die Randwirbelzonen einen, erheblichen Teil der eingespritzten. Brennstoffmenge aufbrauchen und der Hohlkegel einen erheblichen Widerstand erfährt, kann! die Spritzlänge zugunsten .der Spritzbreite verkürzt, die Form des Brennstoffkegels somit besser der Form des Brennraumes., ohne Gefahr des Durchspritzens, angepa:ßt werden:.The invention achieves this by: that the injection in the form a hollow cone takes place, to which the combustion air from both. outside as well has access from the inside. In the case of a hollow cone, eddies and eddies not only form on the outer circumference, but: at the same time also on the inner circumference of the hollow cone, so that the quantity of this ignitable mixture formed is doubled. Since the double edge vortex zone is naturally a much larger one Compared to the simple tip vortex zone, it also fills one : larger part of the combustion chamber with an ignitable mixture. The electrodes of the spark plug therefore come into contact more easily with this mixture: g, also n = enn those in the combustion chamber occurring flow shifts the edge vortex zones. Fuel injection In addition, in the shape of a hollow cone, fresh air can be accessed from all sides Fuel, so that at an early stage, regardless of the formation of the eddy zone, a large part of the injected fuel already at the ignition point at one combustible mixture can be processed .. Because the edge vortex zones have a, significant part of the injected. Use up the amount of fuel and the hollow cone experiences considerable resistance, can! the spray length in favor of the spray width shortened, the shape of the fuel cone better than the shape of the combustion chamber., can be adapted without risk of splashing.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung schambildlich dargestellt. Es zeigt Fig. z -einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Zweitaktbrennkraftmaschine und Fib. 2 den gleicher! Schnitt für eine weitere Ausführung im vergrößerten Maßstab.The object of the invention is shown in the drawing. It shows Fig. Z -a longitudinal section through the cylinder of a two-stroke internal combustion engine and Fib. 2 the same! Section for another version on an enlarged scale.

Die Einspritzdüse 2 ist in einer Ecke des Zylinderkopfes 3 eingesetzt und schräg zur Zylinderachse Z nach. unten geneigt angeordnet. Die Zündkerze 4 ist in bestimmter Entfernung e von der Einspritzdüse 2 im Boden 5 des Zylinderkopfes 3 eingesetzt. Der Zylinderkopf 3 ist in üblicher Weise auf -dem Zylinder 7 aufgesetzt, in dem der Arbeitskolben 8 läuft.The injection nozzle 2 is inserted in a corner of the cylinder head 3 and obliquely to the cylinder axis Z after. inclined at the bottom. The spark plug 4 is at a certain distance e from the injection nozzle 2 in the bottom 5 of the cylinder head 3 used. The cylinder head 3 is placed in the usual way on the cylinder 7, in which the working piston 8 runs.

Der Brennstoff wird in Form eines Hohlkegels H eingespritzt, der sich. zwischen der Bade.riwand 5' des Zylinderkopfes 3 und der Seitenwand 7' des Zylinders 7 erstreckt. Der Hohlkegel H löst sich in einem bestimmten Abstand a von der Einspritzdüne 2 in, zwei kranzförmige Randwirbel Ra, Ri auf, die bereits zündfähiges Gemisch enthalten. Der äußere Randwirbel Ra entfaltet sich hierbei am Ende des Außenmantels und der innere Randwirbel Ri am Ende des Innenmantels des Hohlkegels H; äußerer und innerer Randwirbel verschmelzen zu einer breiten Randwirbelzone R, in die die Elektroden der Zündkerze 4 eintauchen.The fuel is injected in the form of a hollow cone H, which is. between the Bade.riwand 5 'of the cylinder head 3 and the side wall 7' of the cylinder 7 extends. The hollow cone H is released at a certain distance a from the injection dune 2 in, two ring-shaped tip vortices Ra, Ri, which already contain an ignitable mixture. The outer edge vortex Ra unfolds here at the end of the outer jacket and the inner tip vortex Ri at the end of the inner jacket of the hollow cone H; external and internal Edge vortices merge to form a broad edge vortex zone R, in which the electrodes immerse the spark plug 4.

Die Einspritzung des Brennstoffes in Form eines Hohlkegels H, zu dem, wie durch Pfeile in Fig. z angedeutet, die Frischluft von allen Seiten Zutritt hat, ermöglicht eine gleichzeitige Auflockerung des Brennstoffstrahls infolge Luftreibung von innen und außen unter Verkürzung seiner Länge. Der im Brennstoffstrahl eingeschlossene Hohlraum J enthält dabei ein Gemisch, das im Zündzeitpunkt bereits annähernd die Grenze der Zündfähiekeit erreicht. Wenn daher die Zündung der Randwirbelzone R durch Funkenüberschlag erfolgt, kann diese unmittelbar darauf auf das im Hohlraum J befindliche Gemisch übergeleitet und die Verbrennung auf diese Weise beschleunigt werden.The injection of the fuel in the form of a hollow cone H, to which, as indicated by arrows in Fig. z, the fresh air has access from all sides, enables a simultaneous loosening of the fuel jet due to air friction inside and outside, shortening its length. The one trapped in the fuel jet Cavity J contains a mixture which, at the point of ignition, is already approximately Limit of ignitability reached. Therefore, if the ignition of the tip vortex zone R by If a spark occurs, this can immediately afterwards affect the one located in cavity J The mixture can be transferred and the combustion accelerated in this way.

Als Einspritzdüse 2 wird vorteilhaft eine Pilzdüse verwendet, die es. ermöglicht, den. Brennstoff mit beliebig breitem Hohlkegel H einzuspritzen. Der Hohlkegel H weist dabei lediglich die Stärke eines feinen Schleiers auf, wodurch das für die Randwirbelbildung maßgebende Verhältnis, Oberfläche zu Volumen, stark wächst.A mushroom nozzle is advantageously used as the injection nozzle 2, which it. enables the. Inject fuel with a hollow cone H of any width. The hollow cone H has only the strength of a fine veil, whereby the ratio, surface to volume, which is decisive for the formation of the tip vortices, is strong grows.

Beträgt der Kegelwinkel der -Düsennadel 9 -wenigstens 9o° (Fig. 2), so kann der Hohlkegel bis auf den durch die Wand 5', 7' des Brennraumes gebildeten Umriß aufgeweitet und dabei gleichzeitig sehr verkürzt werden. Wie Fig. 2 zeigt, ist in diesem. Fall ein: leichtes Bestreichen der Zündkerzenelektroden durch .das zündfähige Gemisch erreichbar, weil die Randwirbelzone R durch die Wand 5' breitgequetscht wird.If the cone angle of the nozzle needle 9 is at least 9o ° (Fig. 2), so the hollow cone can except for that formed by the wall 5 ', 7' of the combustion chamber Outline widened and at the same time very shortened. As Fig. 2 shows, is in this. Case one: lightly brushing the spark plug electrodes with the ignitable mixture achievable because the edge vortex zone R is squeezed wide by the wall 5 ' will.

Claims

PATENT CLAIMS: t. Two-stroke internal combustion engine with air flushing, fuel injection and external ignition, in which the spray nozzle is formed in a cylinder wall and cylinder head. Eclce of the combustion chamber arranged at an angle to the Zylin.dera: ch.se is inclined downwards and broadly. Cone during .des compression stroke, in which furthermore the spark plug is arranged on a side of the cylinder head opposite the spray nozzle and the spray nozzle is aligned with respect to the spark plug in such a way that the spark plug is located directly in the area of the edge vortex formed by the spray cone, characterized in that the Einr spritzurig in the form of a hollow cone (H), to which the combustion air has access both from the outside and from the inside. z. Brennkr.aftmaschine according to claim r, characterized in that a mushroom nozzle is used for injection. 3 :. Internal combustion engine according to claims r and 2, characterized in that the mushroom nozzle has a cone angle of at least 90 °. Attracted, pamphlets: German patents No. 6o2 232, 503 536, 739397.