DE879934C

DE879934C - Verbrennungsverfahren fuer kompressorlose Dieselmotoren

Info

Publication number: DE879934C
Application number: DEO223A
Authority: DE
Inventors: Orange Rudolf Dipl-Ing L
Original assignee: Stuttgarter Motorzubehoer G M
Current assignee: Stuttgarter Motorzubehoer G M
Priority date: 1950-01-05
Filing date: 1950-01-05
Publication date: 1953-06-18

Description

Verbrennungsverfahren für kompressorlose Dieselmotoren Es ist bekannt und wird in verschiedenen Verbrennungsraumformen für kompressionszündende Motoren angestrebt, durch möglichste Annäherung an Halbkugel- oder Kugelform des Verbrennungsraumes. die Bildung eines heißen Luftkernes zu erleichtern. Hierbei erfolgt in der Mehrzahl der bekannten Fälle, insbesondere bei Motoren, deren Verbrennungsraum sich der Halbkugelform nähert, die Einspritzung in mehreren, vorzugsweise vier oder fünf Brennstoffstrahlen, welche auf einem Kegelmantel von etwa 9o bis rSo° angeordnet sind.
Bei anderen Verbrennungsraumformen, insbesondere solchen, welche in Richtung einer Kugelform gestaltet sind und teilweise eine mehr oder weniger starke Abschnürung zwischen diesem Verbrennungsraum und dem Zylinderhubraum aufweisen, wurden teils dieselben Düsenzerstäubungsformen angewendet, teils aber auch einfach Einloch- bzw. Ringspaltdüsen. Die letztere Zerstäubungsform bietet den Vorteil, daß dabei der heiße Luftkern getroffen und dementsprechend ein verhältnismäßig geringer Zündverzug erzielt wird. Andererseits werden dabei die weiter außen liegenden Luftpartien nicht von Anfang an genügend mit Brennstoff durchmischt.
Umgekehrt sind bei Anwendung von Mehrlochdüsen höchstens die äußeren Luftpartien gut mit Brennstoff versorgt, insbesondere dort, wo durch die Verdrängung aus dem Zylinderraum her eine starke Luftwirbelung vorhanden ist. Andererseits wird aber gerade bei diesen Maschinen der heiße Luftkern meist nicht genügend mit Brennstoff versorgt, so daß ein verhältnismäßig großer Zündverzug und dementsprechend scharfe Druckspitzen sich ergeben.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese beiden Nachteile zu vermeiden, indem Einspritzdüsen angewendet werden, welche sowohl einen Strahl, meist als Mittelstrahl der Düse, durch den heißen Luftkern senden, als auch eine größere Anzahl Umfangsstrahlen zur Erfassung der größeren äußeren Luftmenge.
Eine weitere wesentliche Verbesserung dieses Verfahrens besteht darin, daß durch entsprechende Einspritzgeräte der durch den heißen Luftkern gehende Brennstoffstrahl zeitlich etwas früher eingespritzt wird als die Umfangsstrahlen. Es wird dadurch erreicht, daß zunächst der Zündstrahl sich an dem heißenLuftkern mit seiner verhältnismäßig kleinen Brennstoffmenge entzündet, wodurch die Außenschicht der Luft im Verbrennungsraumteils vorgewärmt, teils durch Druckwellen derartig überverdichtet wird, daß die dann etwas später durch die Außenstrahlen eingespritzte Hauptmenge ohne merklichen Zündverzug verbrannt wird Bei einem derartigen Verfahren wird durch Vermeidung der nachteiligen Folgen des Zündverzuges .der harte, sogenannte Dieselschlag gemindert oder vollkommen vermieden.
Die Abb. i bis 4 stellen vier Anwendungsbeispiele des Grundgedankens der Erfindung dar.
In Abb. i wird durch eine Aussparung i aus dem Kolben 2 zusammen mit der Aussparung 3 aus dem Zylinderdecke14 ein fast kugelförmiger Kompressions- und Verbrennungsraum gebildet. Die Einspritzdüse 5 spritzt einen Mittelstrahl 6 durch den sich in der Mitte dieser Kugel bildenden heißen Kern 7. Weitere Einspritzdüsenstrahlen 8" welche annähernd auf einem Kegelmantel angeordnet sind, erfassen die außerhalb des heißen Luftkerns liegende Luft. Nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist dabei der Mittelstrahl 6 der Einspritzdüse 5 derjenige, welcher um einige Winkelgrade früher eingespritzt wird als die Strahlen B.
Abb. 2 stellt eine an sich häufig angewendete Verbrennungsraumform dar, bei welcher der gesamte Kompressionsraum in annähernder Halbkugelform um die Mündung der Einspritzdüse 5 herum angeordnet ist. Der Kompressionsraum i ist zu diesem Zweck in seiner Gesamtheit aus dem Kolben ausgespart, natürlich abzüglich jenes unvermeidlichen Mindestabstandes g, welcher aus konstruktiven und Fertigungsgründen zwischen dem Kolben :2 und dem Zylinderdeckel 4 immer gelassen werden muß. Der heiße Luftkern 7 wird von dem Zündstrahl 6 getroffen, während die Umfangsstrahlen 8 die außenliegenden Luftteile erfassen.
Abb. 3 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, wie sie vor allen Dingen in Verbindung mit flachen Kolben vorteilhaft ist. Solche flachen Kolben sind wiederum z. B. nötig, um eine Umkehrspülung bei Zweitaktmotoren usw. in wirksamen Formen erreichen zu können. Der Kolben 2 ist also in diesem Falle als flacher Kolben ausgebildet. Der Kompressions- und Verbrennungsraum i ist im Zylinderdeckel ausgespart, so daß der heiße Luftkern 7 sich dort bildet und in der schon geschilderten Form von dem Zündstrahl 6 getroffen wird, während die übrige Luft von den Umfangsstrahlen 8 der Einspritzdüse 5 erfaßt wird.
Abb.4 zeigt eine Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen Fall, wo der Verbrennungsraum zwar noch im inneren Totpunkt im wesentlichen zusammengefaßt ist, aber doch im Ganzen von dem Zylinderraum kammerartig abgeschnürt ist.
Zu diesem Zweck ist der Kompressions- und Verbrennungsraum i im Kolben 2 angeordnet, während der Zylinderdeckel 4 einen vollkommen flachen Boden hat. Der Verbrennungsraum i ist annähernd kugelförmig, so daß sich in seiner Mitte der heiße Luftkern 7 bilden kann. Die Verbindung zwischen dem Kompressionsraum i im Kolben :2 und dem sich beim Auswärtsgang des Kolbens schnell vergrößernden Restraum 9 im Zylinder erfolgt durch die etwas eingeschnürte Öffnung io. Die Einspritzdüse 5 ist mit ihrem Zerstäubungskopf etwas in den Verbrennungsraum vorgezogen und sendet den Zündstrahl 6 durch den heißen Luftkern, während mehrere Zerstäubungsbohrungen etwa scheibenförmig den übrigen Brennstoff im Verbindungshals io zwischen Kammer i und Zylinderraum 9. zerstäuben.
Besonders in vorliegendem Falle kann durch eine zeitliche Späterlegung der seitlichen Strahlen 8 gegenüber dem mittleren Zündstrahl 7 eine angemessene Überbrückung des Zündverzuges und ein weiches Arbeiten des Dieselmotors erreicht werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbrennungsverfahren für kompressorlose Dieselmotoren mit sphärischen oder kugeligen Verbrennungsräumen, dadurch gekennzeichnet, daß-die Einspritzung des Brennstoffes mit Mehrlochdüsen erfolgt, welche einen möglichst in der Düsenachse angeordneten Brennstoffstrahl durch den heißen Luftkern im Kompressionsraum senden und weitere annähernd auf einem Kegelmantel liegende Brennstoffstrahlen nach dem äußeren Teil der Kugel oder des Kugelmantels richten.
2. Verbrennungsverfahren für kompressorlose Dieselmotoren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den heißen Luftkern gehende Brennstoffstrahl um eine dem Zündverzug etwa entsprechende Zeit früher eingespritzt wird als die Umfangsstrahlen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 424 045, 419 109) 749 607; schweizerische Patentschrift Nr. 237 o66; französische Patentschrift Nr. 725 613; USA.-Patentschrift Nr. i 524 894; L e s te r C. L i ch t y, »Internal Cornbustion Engines« i. Aufl., Mc. Graw-Hill Company, Inc. New York und London 1939, S. 243 bis 245.