DE930298C

DE930298C - Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende sowie mit vier im Zylinderkopf haengend angeordneten Ventilen ausgeruestete Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE930298C
Application number: DED2224D
Authority: DE
Inventors: Johann Kopf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-04-04
Filing date: 1944-04-04
Publication date: 1955-07-14

Description

Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende sowie mit vier im Zylinderkopf hängend angeordneten Ventilen ausgerüstete Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende sowie mit vier im Zylinderkopf hängend angeordneten Ventilen ausgerüstete Brennkraftmaschine, bei der sich am Ende des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft in einer seitlich im Zylinderkopf angeordneten, vom Hubraum abgezweigten und mit diesem in offener Verbindung stehenden Brennkammer befindet, bei der ferner Kraftstoff gegen Ende des Verdichtungshubes in diese Brennkammer eingespritzt wird.
Es sind Brennkraftmaschinen dieser Art bekannt, bei welchen der Brennraum mit 8-förmigem Querschnitt über dem Zylinderraum angeordnet ist und hierbei zwei Ventile in sich aufnimmt, welche zu den beiden anderen unmittelbar über dem Zylinderraum untergebrachten Ventilen in V-Form angeordnet sind. Der Brennstoff wird quer über den Brennraum aus dem einen Brennraumteil durch den verengten Querschnitt in den anderen Brennraumteil gespritzt.
Abgesehen von anderen Nachteilen ist jedoch eine derartige Brennraumgestaltung für die Mischung des Brennstoffes mit der Luft verhältnismäßig ungünstig. Auch ist das erreichbare Verdichtungsverhältnis beschränkt. Des weiteren sind auch Maschinen der eingangs gekennzeichneten Art vorgeschlagen worden, bei welchen eine über dem Zylinderraum in offener Verbindung stehende Kammer im wesentlichen als Rotationskörper mit waagerechter Achse aus-` gebildet ist und zwei Ventile in sich aufnimmt, welche in zur Zylinderachse senkrecht stehender Anordnung auf den Stirnseiten des Brennraumes einander gegenüberliegen. Auch wurde vorgeschlagen, hierbei zwei weitere Ventile unmittelbar über dem Zylinderraum mit zur Zylinderachse paralleler Ventilachse vorzusehen. Die Steuerung der Ventile ist jedoch infolge ihrer Anordnung außerordentlich ungünstig und bedingt einen verhältnismäßig umständlichen Steuerungsmechanismus. -Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine Bauart, welche sich einerseits durch einfache,-Konstruktion mit einfacher Steuerungsmöglichkeit der Ventile und andererseits durch einen für die Mischung und Verbrennung des Brennstoffes besonders günstigen Brennraum, der gleichzeitig einen hohen Verdichtungsgrad zuläßt, auszeichnet. Die Erfindung besteht darin, daß die senkrecht zur Zylinderachse liegende Zylinderkopfinnenfläche, der sich ein Flachkolben in seinem inneren Totpunkt bis auf einen geringen, aus mechanischen Gründen erforderlichen Spalt nähert, zwei Einlaßventile, ein Auslaßventil sowie die kreisförmige Überstromöffnung der Brennkammer zum Hubraum aufnimmt, wogegen das zweite Auslaßventil in der maschinenauswärts gelegenen Abschlußwand der angenähert kugelig gestalteten Brennkammer, gleichfalls parallel zur Zylinderachse, angeordnet und dabei der Durchlaßquerschnitt dieses Ventils kleiner als der Überströmquerschnitt der Kammer ist.
Durch die geschlossene, an sich bekannte, etwa kugelförmige Ausbildung der Brennkammer unter einem der vier Ventile wird bei wirksamer und geordneter Wirbelbildung ein für die Mischung mit dem eingespritzten Brennstoff und die Verbrennung besonders günstiger Brennraum geschaffen, da er einerseits in Verbindung mit dem in an sich bekannter Weise dicht an den Zylinderkopf herantretenden Kolbenboden ein hohes Kompressionsverhältnis ermöglicht und andererseits eine geringste Oberfläche bei gegebenem Volumen und damit einen hohen Wärmezustand der Brennkammer gewährleistet. Die parallele Anordnung sämtlicher Ventile ermöglicht eine einfache, z. B. direkte Steuerung durch eine gemeinsame Steuerwelle sowie eine gemeinsame Bearbeitung aller Ventilsitze und Ventilführungen. Die Anordnung des Ventils in der Brennkammer gestattet zugleich ein einwandfreies Durchspülen derselben, so daß Rückstände in ihr vermieden werden, wie: auch gleichzeitig die im Zylinderraum verbleibenden toten Räume über die drei anderen Ventile wirksam ausgespült werden können.
Vorzugsweise wird der Brennstoff von der Seite der Brennkammer her gegen den heißen Auslaßventilteller in die Brennkammer eingespritzt: Man kann hierdurch mit verhältnismäßig geringem Einspritzdruck auskommen, da infolge des kurzen Strahlweges der Brennstoffstrahl keine besonders große Durchschlagskraft zu haben braucht.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel-dargestellt, und zwar zeigt Abb. r einen Querschnitt durch den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit vier in diesem angeordneten Ventilen und einer gleichfalls in diesem angeordneten und vom Zylinderraum abgesetzten Brennkammer, Abb. 2 einen schematischen Grundriß der Anordnung nach Abb. i.
Wie die Abbildungen zeigen, ist auf einem -Wassergekühlten Zylindermantel i ein gleichfalls wassergekühlter Zylinderkopf 2 aufgesetzt. Über dem Querschnitt des Zylinderraumes 3, in welchem der Arbeitskolben q. gleitet, sind im Zylinderkopf 2 vier parallel zueinander liegende Tellerventile, und zwar zwei Einlaßventile 5, 5 und zwei Auslaßventile 6, 6 angeordnet. Beide Ventilarten liegen z. B. paarweise nebeneinander (Abb. 2).
Gemäß der Erfindung ist nun eines der Auslaßventile zurückversetzt, und unter diesem ist eine vom -Zylinderraum abgesetzte, angenähert kugelige Brennkammer 7 angeordnet, die gegen Ende des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Verdichtungsluft aufnimmt und in welche eine Brennstoffdüse 8 den Brennstoff in flüssigem Zustand einspritzt. Es spritzt die Düse den Brennstoff gegen den Teller des Auslaßventils, das achsgleich einer Überströmöffnung 9 zwischen Brennkammer 7 und Zylinderraum 3 gegenüberliegt. Der Durchmesser dieser Überströmöffnung ist größer als der Ventildurchlaß an dem in der Brennkammer angeordneten Auslaßventil. Zwecks Erleichterung des Anlassens der Maschine kann auch ein Brennstoffstrahl gegen die Überströmöffnung 9 bzw. gegen den Boden des Arbeitskolbens gerichtet sein.
Außer einer einfachen Steuerungsmöglichkeit der Ventile, einem hohen Verdichtungsgrad und einer günstigen Ausnützung der Luftwirbelung für die Herstellung des Brennstoff-Luft-Gemisches weist die beschriebene Maschine unter anderem den weiteren Vorteil auf, daß der Brennstoff infolge des unmittelbaren Aufspritzens auf das Auslaßventil verdampft und dadurch den Verbrennungsvorgang beschleunigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende sowie mit vier im Zylinderkopf hängend ' angeordneten Ventilen ausgerüstete Brennkraftmaschine, bei der sich am Ende des Verdichtungshubes im'wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft in einer seitlich im Zylinderkopf angeordneten, vom Hubraum abgezweigten und mit diesem in offener Verbindung stehenden Brennkarrimer befindet, bei der ferner Kraftstoff gegen Ende des Verdichtungshubes in diese Brennkammer eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Zylinderachse liegende Zylinderkopfinnenfläche, der sich ein Flachkolben in seinem inneren Totpunkt bis auf einen geringen, aus mechanischen Gründen erforderlichen Spalt nähert, zwei Einlaßventile, ein Auslaßventil sowie die kreisförmige Überströmöffnung der Brennkammer zum Hubraum aufnimmt, wogegen das.. zweite Auslaßventil in der maschinenauswärts gelegenen Abschlußwand der angenähert kugelig gestalteten Brennkammer, gleichfalls parallel zur Zylinderachse, angeordnet und dabei der Durchlaßquerschnitt dieses Ventils kleiner als der Überströmquerschnitt der Kammer ist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff von der Seite der Brennkammer her gegen den Ventilteller des von der Brennkammer aufgenommenen Auslaßventils gespritzt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 703 079, 698 722, 691 036, 69o Zig, 636 847, 4.09 918; französische Patentschriften Nr. 8oi 538, 737181, 722 ioi, 618 127; französische Zusatzpatentschrift Nr. 45 6o8 zur französischen Patentschrift Nr. 762 68o; R i c a r d o »Schnellaufende Verbrennungsmotoren« (1932), S. 186.