DE969826C

DE969826C - Viertaktbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE969826C
Application number: DEO705D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ottokar Patzl
Original assignee: OESTERR SAURERWERKE AG
Current assignee: OESTERR SAURERWERKE AG
Priority date: 1942-04-17
Filing date: 1942-04-17
Publication date: 1958-07-24

Description

Viertaktbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Viertaktbrennkraftmaschine mit je einem im Zylinderkopf hängend angeordneten Ein- und Auslaßventil und einer zwischen den Ventilen liegenden Einspritzdüse, bei der während des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Luftladung in einem im Kolben angeordneten flachen, rotationsförmigen Brennraum von ellipsoidförmiger Gestalt verdrängt wird, dessen Achse in der Kolbenachse liegt und dessen Öffnung kleiner ist als sein größter Querschnitt und in dessen wirbelnden Luftinhalt gegen Ende des Verdichtungshubes flüssiger Brennstoff in Richtung der Düsenachse eingespritzt wird.
Es sind schon Brennkraftmaschinen bekannt, die bis auf die Zweiventilanordnung die vorstehenden Merkmale aufweisen. Bei diesen Maschinen ist die zwischen den Ventilen liegendeDüse gleichachsig zur Kolben- bzw. Brennraumachse angeordnet. Dadurch ist es aber praktisch unmöglich, zwei größere Ventile, nämlich. ein Einlaß- und ein Auslaßventil, anzuordnen. Tatsächlich sind diese Maschinen mit vier, nämlich zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilen ausgestattet. Eine solche Bauart hat aber, wenn auch das damit erzielbare Verbrennungsverfahren weitaus günstigere Werte liefert als das aller anderen ähnlichen Maschinen in bezug auf Herstellung und mechanischen Wirkungsgrad, eine Reihe von Nachteilen gegenüber Zweiventilmaschinen. Die damit gewonnene günstigere Verbrennung rechtfertigt nicht den höheren Aufwand.
Man hat daher mit allen möglichen Mitteln versucht, mit der Zweiventilbauart die Vorteile der Vierventilbauart zu erreichen.
Zu diesem Zweck hat man z. B. Düse und Brennraumachse parallel zur Kolbenachse verschoben. Bei exzentrischer Lage des Kolbenbrennraumes wird aber; wie Versuchsergebnisse zeigten, keine gleichmäßige, d. h. bei allen Drehzahlen gleich gute Mischung und Verbrennung erzielt. Die Erklärung ist darin zu suchen, daß bei exzentrischer Lage der Brennraurriachse zur Zylinderachse die Verdichtungsluft in den Brennraum nicht mehr konzentrisch zur Brennraumachse einströmt. Die Art der ungleichen Strömung ist dabei drehzahlabhängig. Diese mit der Drehzahl sich ändernde Luftströmung im Brennraum ist wieder mit einer Änderung in der Verteilung und Mischung des zerstäubten Brennstoffstrahles verbunden, woraus sich die mit der Drehzahl wechselnde Güte der Verbrennung erklärt.
Bei anderen Bauarten wurde die Düse schräg gestellt, um sie leichter zugänglich zu machen, aber vor allem, um sie zwischen den zwei (statt vier) Venfilen unterbringen zu können. In diesem Falle wurden jedoch andere Brennraumformen, z. B. der Kugelbrennraum, angewendet. Bei diesem Brennraum ergeben sich aber völlig andere Lufteinströmverhältnisse. Außerdem müßte, um dem Brennstoffstrahl den Eintritt in den Brennraum zu ermöglichen, der Brennraum exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet werden.
Um allen diesen Übelständen zu begegnen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei Maschinen mit den eingangs genannten Merkmalen die Düse so angeordnet, daß die Düsenachse schräg zur Zylinder- bzw. Kolbenachse gegen den Mittelpunkt des Brennraumes (in seiner oberen Totlage) gerichtet ist. Damit würde jedoch noch nicht in allen Fällen eine einwandfreie Mischung von Brennstoff und Luft gewährleistet sein, denn bei zu kleiner Brennraumöffnung würde der Mantelteil des Brennstoffstrahles nicht in den Brennraum gelangen können.
Es muß daher die weitere Forderung gestellt werden, daß der Brennraum so flach und mit entsprechend großem Durchmesser ausgeführt ist, daß der Brennstoffstrahl aus der so nahe wie möglich der Zylinderachse angeordneten Einspritzdüse beim Eintritt in den Brennraum nicht behindert ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß bei einer am Rande der Öffnung des Brennraumes durch die Lage der Düse bedingten Ausnehmung eine dieser Ausnehmung diametral gegenüber angeordnete gleiche Ausnehmung vorgesehen ist.
Es hat sich nämlich gezeigt und ist durch wissenschaftliche Überlegung auch leicht zu begründen, daß die Symmetrie der Luftströmung in dem Brennraum vollkommen gewährleistet bleibt, wenn einer Ausnehmung in der Öffnung des Brennraumes eine gleichartige Ausnehmung diametral gegenüberliegt. Es wird so der gleiche Effekt wie bei der Maschine mit flachem Brennraum bzw. mit möglichst großem Durchmesser desselben erzielt.
Dadurch wird aber noch ein weiterer Vorteil erreicht. Wenn nur eine Ausnehmung vorgesehen ist, so würde bei Einbau des Kolbens in einer um i8o° verdrehten Lage ein Teil des Brennstoffstrahles nicht in den Brennraum gelangen können, sondern auf den Kolbenboden-aufprallen. Durch die Erfindung wird dies aber sicher vermieden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in den Abb. i bis 4 in zwei Ausführungsbeispielen- dargestellt.
i bedeutet den Kolben, 2 den flachen Brennraum von entsprechend großem Durchmesser. 3 die schräg gestellte Düse, 6 und 7 die möglichst groß gewählten, fast auf einem Zylinderdurchmesser liegenden Ventile. Der eingezogene Rand des Brennraumes ist, wenn erforderlich (wie Abb.2 und 4 zeigen), am Orte des Brennstoffstrahles bei 4 ausgenommen. Eine gleiche Ausnehmung 5 befindet sich zu den oben angegebenen Zwecken diametral gegenüber.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Viertaktbrennkraftmaschine mit je einem im Zylinderkopf hängend angeordneten Ein-und Auslaßventil und einer zwischen den Ventilen liegenden Einspritzdüse, bei der während des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Luftladung in einen im Kolben angeordneten flachen, rotationsförmigen Brennraum von ellipsoidförmiger Gestalt verdrängt wird, dessen Achse in der Kolbenachse liegt und dessen Öffnung kleiner ist als sein größter Querschnitt und in dessen wirbelnden Luftinhalt gegen Ende des Verdichtungshubes flüssiger Brennstoff in Richtung der Düsenachse eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenachse in bezug auf die Zylinder- bzw. Kolbenachse schräg gegen den Mittelpunkt des Brennraumes gerichtet ist und der Brennraum so flach und mit entsprechend großem Durchmesser ausgeführt ist, daß der Brennstoffstrahl aus der so nahe wie möglich der Zylinderachse angeordneten Einspritzdüse beim Eintritt in den Brennraum nicht behindert ist.
2. Viertaktbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit einer im Rande der Öffnung des Brennraumes durch die Lage der Düse bedingten Ausnehmung, gekennzeichnet durch eine dieser Ausnehmung diametral gegenüber angeordnete gleiche Ausnehmung. In Betracht gezogene Druckschriften: "Deutsche Patentschriften Nr. 481714, 491 140, 697 366, 713 618, 715 735, 749 607; schweizerische Patentschriften Nr. 186 633, igi299, 204336 2o8 8o9, 2141O2, 217143; französische Patentschrift Nr. 866 o44; britische Patentschriften Nr. 174718, 249327, 394403 413 512, 421 102; USA.-Patentschriften Nr. 1524894, 1616157, 2151218.