DE884584C

DE884584C - Internal combustion engine

Info

Publication number: DE884584C
Application number: DED7924A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl-Ing Hundt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1951-02-06
Filing date: 1951-02-06
Publication date: 1953-07-27

Description

Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, deren Brennstoff oder Brennstoffgemisch, vorzugsweise innerhalb des Brennraumes, dem Einfluß hochfrequenter Schwingungen, insbesondere Ultraschwingungen, ausgesetzt wird.Internal combustion engine The invention relates to an internal combustion engine, their fuel or fuel mixture, preferably within the combustion chamber, exposed to the influence of high-frequency vibrations, in particular ultrasonic vibrations will.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der die Schwingungen auf den Brennstoff weiterleitende Schwingungsgeber unmittelbar von einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Schwingungsgeber seinerseits über eine Flüssigkeit, z. B. die Kühlflüssigkeit, von dem Schwingungserzeuger in Schwingungen versetzt. Als Schwingungsgeber kann vorteilhaft eine Membran verwendet werden, welche entweder frei beweglich angeordnet und über die Flüssigkeit in Schwingungen versetzt wird oder welche z. B. durch ein Gitter abgestützt wird. Doch kann gegebenenfalls auch ein beliebig anderer Schwingungsgeber, z. B. eine über ein C51 in Schwingungen versetzte Metallplatte, verwendet werden. Der Brennstoff kann der Maschine in Form eines Gas-Luft-Gemisches zugeführt werden oder auch unmittelbar in den Brennraum eingespritzt werden. Die Einspritzung kann hierbei z. B. mittels einer Ringdüse gegen den Schwingungsgeber oder über die Oberfläche des Schwingungsgebers hinweg erfolgen.The invention consists essentially in the fact that the vibrations Vibration transmitters relaying to the fuel directly from a cooling liquid is cooled. According to a further feature of the invention, the vibration transmitter in turn via a liquid, e.g. B. the cooling liquid, from the vibrator set in vibration. A membrane can advantageously be used as a vibration transmitter which are either arranged to move freely and vibrate over the liquid is offset or which z. B. is supported by a grid. But can if necessary any other vibration transmitter, e.g. B. one via a C51 in vibrations offset metal plate. The fuel can form the machine a gas-air mixture or directly into the combustion chamber be injected. The injection can here, for. B. by means of an annular nozzle against the vibration transmitter or over the surface of the vibration transmitter take place.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß der Schwingungsgeber infolge der unmittelbaren Kühlung auch sehr hohen Temperaturen im Brennraum ausgesetzt werden kann. Ferner kann infolge der Zwischenschaltung einer Flüssigkeit vermieden werden, daß die Wärme auf den z. B. elektrischenSchwingungserzeuger übertragen wird.The invention has the advantage that the vibration transmitter exposed to very high temperatures in the combustion chamber due to the immediate cooling can be. Furthermore, as a result of the interposition of a liquid, this can be avoided be that the heat on the z. B. electric vibrator is transmitted.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in Abb. i bis 3 schematisch dargestellt.In the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown in Fig. i to 3 shown schematically.

In dem Zylinderkopf io, z. B. zwischen den Ventilen, ist über dem Brennraum i i der Schwingungsgeber 1z in eine Öffnung des Brennraumes eingesetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i dient als Schwingungsgeber eine Membran 12, welche durch eine- mit öffnüngen 13 versehene Muffe 1q. auf ihrem Sitz gehalten wird und durch den Schwingungserzeuger 15 in hochfrequente Schwingungen (Ultraschallschwingungen) versetzt werden kann. Als Schwingungserzeuger dient beispielsweise ein Quarz, welcher auf elektrischem Wege über eine Stange 16 oder auf andere geeignete Weise in Schwingungen versetzt wird. Der Raum 17 zwischen dem Schwingungserzeuger 15 und der Membran 12 ist mit Kühlwasser gefüllt, welches aus dem Kühlmantel 18 des Zylinderkopfes durch die Bohrungen 13 zum Raum 17 Zutritt hat und z. B. in ständiger Strömung gehalten werden kann. Die Schwingungen des Schwingungserzeugers 15 werden hierbei durch die im Raum 17 befindliche Kühlflüssigkeit auf die Membran 12 übertragen.In the cylinder head io, e.g. B. between the valves is above the Combustion chamber i i of the vibration transmitter 1z inserted into an opening in the combustion chamber. In the embodiment according to Fig. I serves as a vibration transmitter a membrane 12, which through a sleeve provided with openings 13 1q. on their Seat is held and by the vibration generator 15 in high-frequency vibrations (Ultrasonic vibrations) can be offset. Serves as a vibration generator, for example a quartz, which electrically via a rod 16 or other suitable Way is vibrated. The space 17 between the vibrator 15 and the membrane 12 is filled with cooling water which flows out of the cooling jacket 18 of the cylinder head through the bores 13 to space 17 has access and z. B. in permanent Flow can be kept. The vibrations of the vibrator 15 are hereby transferred to the membrane 12 by the cooling liquid located in the space 17.

Der Brennstoff kann in beliebiger Weise, z. B. seitlich durch eine Düse i9, eingespritzt werden. Im Fall derAbb. 2 stützt sich die als Schwingungsgeber dienende Membran 12 gegen einen gitterartigen Einsatz 15 ab. Die Stange 16 wird durch die Spule 2o auf elektromagnetischem Weg in Schwingungen versetzt und gibt diese an die Membran 12 weiter. Zweckmäßig werden hierzu Frequenzen bis zu etwa 2o kHz angewendet. Die Frequenz soll hierbei so hoch sein, daß sich das Gemisch diesen Frequenzen gegenüber nicht mehr kompressibel verhält, die Schalldruckwellen also mit Überschallgeschwindigkeit fortschreiten, andererseits aber mit Rücksicht auf den zu erzielenden Effekt einer Zerreißung der Brennstofftröpfchen verhältnismäßig niedrig. Die Weiterleitung von dem Gitter auf die Membran kann direkt erfolgen, wobei die Membran 12 einseitige Schwingbewegungen mit Bezug auf das Gitter ausführt. Der Raum 17' kann mit Luft oder einem Gas, zweckmäßig jedoch wieder mit einer Flüssigkeit, z. B. der aus dem Kühlmantelraum 18 übertretenden Flüssigkeit, angefüllt sein. Die Membran 12 wird zusammen mit dem Gittereinsatz 15' durch einen Deckel 1q.' in ihrer Lage gehalten.The fuel can be used in any way, e.g. B. laterally by a Nozzle i9, to be injected. In the case of Fig. 2 supports itself as a vibration transmitter serving membrane 12 against a grid-like insert 15. The rod 16 is vibrated by the coil 2o in an electromagnetic way and gives this on to the membrane 12. For this purpose, frequencies up to about 2o kHz applied. The frequency should be so high that the mixture The sound pressure waves are no longer compressible towards these frequencies So proceed at supersonic speed, but on the other hand with consideration relative to the effect to be achieved of a disruption of the fuel droplets low. The transmission from the grid to the membrane can take place directly, wherein the membrane 12 performs unilateral oscillatory movements with respect to the grid. The space 17 'can be filled with air or a gas, but expediently again with a liquid, z. B. the liquid overflowing from the cooling jacket space 18 be filled. the Membrane 12 is together with the grid insert 15 'by a cover 1q.' in your Location held.

Im Fall .des Ausführungsbeispieles nach Abb. 3 wird als Schwingungsgeber eine Metallplatte, z. B. Messingplatte 12', .verwendet, welche durch den Schwingungserzeuger 15", z. B. eine Quarzplatte, unter Vermittlung der im Raum 17" befindlichen Flüssigkeit, z. B. 01, in Schwingungen versetzt wird.In the case of the embodiment according to Fig. 3, a metal plate, for. B. brass plate 12 ', .used, which by the vibration generator 15 ", z. B. a quartz plate, through the intermediary of the liquid in space 17", z. B. 01, is set in vibration.

Der Brennstoff wird in diesem Fall z. B. durch eine Ringdüse bzw. durch einzelne im Ring vor dem Schwingungsgeber 12' angeordnete Düsen eingespritzt. Das Einspritzen kann hierbei gegen den Schwingungsgeber 1ä oder auch parallel zur Oberfläche desselben erfolgen. y Die Erzeugung der hochfrequenten Schwingungen kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, so kann in jedem Fall ein Schwingquarz oder eine magnetostriktive Ultraschallerzeugung vorgesehen werden, wobei letztere wärmeunempfindlicher ist und eine einfachere konstruktive Lösung ermöglicht.The fuel is in this case, for. B. through a ring nozzle or injected through individual nozzles arranged in the ring in front of the vibrator 12 '. The injection can here against the vibration transmitter 1ä or parallel to Surface of the same. y The generation of high-frequency vibrations can basically take place in any way, a quartz oscillator can be used in any case or a magnetostrictive ultrasound generation can be provided, the latter is less sensitive to heat and allows a simpler constructive solution.

Der Brennstoff kann als Gemisch oder in flüssiger Form in den Brennraum eingebracht werden. Das Einführen des Brennstoffes kann schon bei Beginn des Verdichtungshubes, also ohne Gegendruck, erfolgen. Es ist daher nur eine inengenmäßig dosierte Zuführung des Brennstoffes erforderlich, der alsdann kurz vor Ende des Verdichtungshubes, z. B. unter Verwendung einer elektrischen Auslösung, vernebelt wird. Die in Molekulargröße entstehenden Brennstofftröpfchen werden mit großer Beschleunigung durch den gesamten Verbrennungsraum getrieben, so daß zusammen mit der natürlichen Verwirbelung ein gut zündfähiges, rasch brennbares Gemisch entsteht. Hierdurch wird ein rascher Verbrennungsablauf schon bei verhältnismäßig niedrigen Verdichtungsdrücken ermöglicht.The fuel can be fed into the combustion chamber as a mixture or in liquid form be introduced. The introduction of the fuel can take place at the beginning of the compression stroke, that is, without counter pressure. It is therefore only a metered feed of the fuel required, which then shortly before the end of the compression stroke, z. B. using electrical actuation, is nebulized. The molecular size resulting fuel droplets are with great acceleration through the whole Combustion chamber driven so that together with the natural turbulence a easily ignitable, rapidly combustible mixture is produced. This results in a quick combustion process made possible even at relatively low compression pressures.

Unter Umständen können auch staubförmige Stoffe zur Verbrennung verwendet werden.Under certain circumstances, dusty substances can also be used for combustion will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Internal combustion engine, its fuel or fuel mixture, preferably within the combustion chamber, the influence of high-frequency vibrations, in particular ultrasonic vibrations, characterized in that the vibrator directly transmitting the vibrations to the fuel is cooled by a cooling liquid. z. Internal combustion engine, its fuel or fuel mixture, preferably within the combustion chamber, the influence of high frequencies Vibrations, in particular ultrasonic vibrations, is exposed, in particular according to claim i, characterized in that the vibrations affect the fuel forwarding vibration transmitter in turn via a liquid, z. B. the coolant, is caused to vibrate by the vibrator. `3. Internal combustion engine according to claim i or 2, characterized in that a Membrane is used. q .. internal combustion engine according to claim 3, characterized in that that the membrane is supported by a grid through which cooling liquid flows, to absorb the pressure of the combustion gases. 5. Internal combustion engine according to claim i or 2, characterized in that a metal plate is used as the vibration transmitter will. 6. Internal combustion engine according to claim i to 5, characterized in that as Cooling liquid or, as the liquid transmitting the vibrations, the cooling water the machine is being used.