DE976556C

DE976556C - Mit Luftverdichtung und Selbstzuendung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE976556C
Application number: DEG14490A
Authority: DE
Inventors: Adalbert Elbert
Original assignee: GUELDNER MOTOREN WERKE
Current assignee: GUELDNER MOTOREN WERKE
Priority date: 1954-05-23
Filing date: 1954-05-23
Publication date: 1963-11-14

Description

Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine mit einer nahezu die gesamte Verbrennungsluft aufnehmenden Wirbelkammer, die mit dem Hauptbrennraum durch. einen Überströmkanal verbunden ist, und in welche der Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse eingespritzt wird.
Die Erfindung bezweckt, die Verbrennung des Kraftstoffes in einer solchen Brennkraftmaschine zu verbessern.
Es sind Brennkraftmaschinen der genannten Art bekannt, bei denen die Oberflächen des Brennraumes zum Teil mit rillenartigen Vertiefungen von winkel- oder sägezahnförmigem Querschnitt durchzogen sind, deren Begrenzungsflächen jeweils eine Schneide bilden. Durch diese Ausgestaltung der Oberfläche soll erzielt werden, daß an die verhältnismäßig kühle Metalloberfläche gelangter flüssiger Kraftstoff von der Gasströmung wieder von der Oberfläche fortgerissen wird.
Es ist weiterhin eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Kolbenboden eine annähernd hohlhalbkugelförmige Ausnehmung für den Brennraum aufweist, wobei in dieser Ausnehmung ringförmige Rillen angeordnet sind. Zweck dieser Ausgestaltungsform soll sein, die Beaufschlagungsfläche der Verbrennungsgase in dem Brennraum zu vergrößern. Ein tatsächlicher Vorteil dieser Ausgestaltungsform ist jedoch nicht zu erkennen.
Es ist weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem annähernd wirbelkammerartigen Nebenbrennraum bekannt, die am Übergang des Nebenbrennraumes zum Überströmkanal an der Wand des Nebenbrennraumes eine oder mehrere Fangrinnen aufweist, deren Wirkung ebenfalls auf an die Wand gelangten flüssigen Kraftstoff abgestellt ist, und zwar derart, daß diese Fangrinne ein Mitreißen von flüssigem Brennstoff durch den Überströmkanal verhindern soll. Die Strömung und Verbrennung im Überströmkanal und insbesondere des aus dem Überströmkanal in den Hauptbrennraum übertretenden Gasstrahles wird durch diese Anordnung nicht beeinflußt.
Es ist weiterhin eine Brennkraftmaschine der genannten Art bekannt, bei der die Stirnfläche des Kolbens in dessen oberer Totpunktlage in der Umgebung der Mündung des Überströmkanals so dicht vor dem Zylinderkopf steht, daß zwischen diesem und der Kolbenstirnfläche ein enger Spalt entsteht, der eine starke Drosselung der Gasströmung aus und in den Überströmkanal bewirkt, solange der Kolben in der Nähe des oberen Totpunktes steht, sehr bald aber wirkungslos wird, wenn der Kolben diese Lage verlassen hat.
Durch keine der bekannten Brennkraftmaschinen kann die gestellte Aufgabe einigermaßen befriedigend gelöst werden.
Zwecks Lösung der gestellten Aufgabe weist gemäß der Erfindung der Überströmkanal eine den wirksamen Durchtrittquerschnitt reduzierende scharfrandige Einschnürung auf. Eine solche scharfrandige Einschnürung ist ohne besonderen Herstellungsaufwand zu fertigen und beeinflußt, wie Versuche bewiesen haben, die Verbrennung in sehr günstiger Weise, so daß sich bei geringem spezifischem Verbrauch eine relativ hohe Leistung der Brennkraftmaschine ergibt. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß der den Überströmkanal passierende Gasstrahl an seiner Oberfläche aufgerissen und stark verwirbelt wird, ohne die Gasströmung in nennenswertem Maße zu drosseln. Durch diese Verwirbelung der Gasstrahloberfläche wird der Verbrennungsvorgang intensiviert, wobei im weiteren Verlauf die gesamte Gasmasse von der Verbesserung der Verbrennung erfaßt wird.
Bei Brennkraftmaschinen, die außer dem Hauptverbrennungsraum eine Vorkammer aufweisen, deren Volumen auch in oberer Totpunktlage des Kolbens nur einen relativ geringen Teil der Verbrennungsluft aufzunehmen vermag, ist es bekannt, an der Verbindung zwischen Vorkammer und Hauptbrennraum eine Einschnürung vorzusehen, wobei diese Einschnürungen sehr stark sind, so daß sie eine starke Drosselung der Gasströmung ergeben, die an sich schon in der Vorkammer stark verwirbelt wird, da kein tangentiales Einströmen und eine entsprechende Strömung wie in einer Wirbelkammer bei Vorkammern vorgesehen ist. Bei derartigen Einschnürungen an Vorkammern sind scharfe Ränder bekannt, die jedoch nicht annähernd eine ähnliche Wirkung haben können wie die scharfrandige Einschnürung gemäß der Erfindung, weil sich bei den starken Einschnürungen bei den Vorkammern sowieso eine sehr starke Verwirbelung der gesamten aus der Vorkammer ausströmenden Gasmasse ergibt, dabei ergeben sich derartig hohe Drosselverluste, daß diese nur dann tragbar sein können, wenn eben nur eine relativ geringe Menge des Gesamtgases von dieser Drosselung erfaßt wird.
Es sind fernerhin Brennkraftmaschinen bekannt mit einem wirbelkammerähnlichen, beispielsweise kugelähnlichen oder kreiszylinderförmigen, mit einem Teil einer Kreisfläche an den Hauptbrennraum grenzenden Nebenbrennraum, bei denen jedoch der Nebenbrennraum nicht durch einen Überströmkanal mit dem Hauptbrennraum verbunden ist, sondern lediglich durch eine flache, mit Durchbrechungen versehene Platte vom Hauptbrennraum abgetrennt ist. Beim Durchströmen derartiger mit Durchbrechungen versehener Platten ergeben sich grundsätzlich andere Strömungsverhältnisse wie bei der Durchströmung eines Überströmkanals und infolgedessen auch andersartige Verbrennungsabläufe. Durch diese bekannten Brennkraftmaschinen kann nicht der Erfindungsgedanke nahegelegt sein, bei einer Brennkraftmaschine mit Wirbelkammer und Überströmkanal in der geordneten Strömung im Überströmkanal durch eine nur eine relativ geringfügige Drosselung hervorrufende Einschnürung eine derartige Verbesserung der Verbrennung zu erzielen, daß trotz der Drosselung die erzielbare Leistung der Brennkraftmaschine größer und der spezifische Verbrauch kleiner wird.
Zweckmäßigerweise ist die Einschnürung gemäß der Erfindung in einer in an sich bekannter Weise eingesetzten oder eingegossenen Hülse oder Platte angeordnet. Die Einschnürung kann jedoch auch in an sich bekannter Weise aus dem Werkstoff des die Wirbelkammer aufnehmenden Bauteiles, beispielsweise des Zylinderkopfes, herausgearbeitet oder in sonstiger Weise geformt sein.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt. Fig. i zeigt eine Brennkraftmaschine mit im Zylinderkopf angeordneter Wirbelkammer und Fig. 2 zeigt eine Brennkraftmaschine mit im Kolben angeordneter Wirbelkammer.
Die in Fig. i dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einer Wirbelkammer i versehen, die im Zylinderkopf 2 angeordnet ist und in die die Einspritzdüse 3 den Kraftstoff einspritzt. Durch den überströmkanal q. ist die Wirbelkammer i mit dem Hauptbrennraum 5 im Zylinder io verbunden, in dem der Kolben 9 gleitet. In den Überströmkanal q. ist eine Hülse 8 eingesetzt, in der eine Einschnürung 6 angeordnet ist, deren engster Querschnitt mit 7 bezeichnet ist. Die Hülse 8 hildet also einen wesentlichen Teil des Überströmkanals, dessen freier Querschnitt durch die Einschnürung 6 eingeschnürt ist. Durch die scharfrandige Einschnürung 6 werden die aus der Wirbelkammer i in den Hauptbrennraum 5 überströmenden Gase in der Randzone verwirbelt und dadurch die Verbrennung verbessert.
Die Hülse 8 kann aus dein gleichen oder aus einem anderen Material wie der Zylinderkopf 2 bestehen. Die Einschnürung 6 kann auch unmittelbar als Teil des Zylinderkopfes 2 selbst ausgestaltet sein.
Bei der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 2 ist die Wirbelkammer i i im Kolben i9 angeordnet. Die Einspritzdüse 13 ist im Zylinderkopf 12 angeordnet und spritzt durch den Überströmkanal 14 in die Wirbelkammer i i. In die Stirnfläche des Kolbens i9 ist eine eine Einschnürung bildende Platte 16 eingesetzt, die den freien Querschnitt des Überströmkanals 14 bis auf den freien Querschnitt 17 verengt. Auch bei dieser Ausgestaltungsform ist also die Einschnürung in günstiger Weise an der Mündung des Überströmkanals 14 in den Hauptbrennraum 15 angeordnet. Die die Einschnürung bildende Platte 16 schließt bündig mit dem Kolbenboden des Kolbens i9 ab. Auch bei dieser Ausgestaltungsform wird der durch den Überströmkanal 14 strömende Gasstrom in seinen Randzonen durch die Einschnürung in günstiger Weise verwirbelt, so daß die Verbrennung dadurch verbessert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit Luftverdichtung und Selbstzündung arbeitende Einspritzbrennkraftmaschine mit einer nahezu die gesamte Verbrennungsluft aufnehmenden Wirbelkammer, die mit dem Hauptbrennraum über einen Überströmkanal verbunden ist und in welche der Kraftstoff mittels einer Einspritzdüse eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal eine den wirksamen Durchtrittsquerschnitt reduzierende scharfrandige Einschnürung aufweist. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung in einer in an sich bekannter Weise eingesetzten oder eingegossenen Hülse oder Platte angeordnet ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung in an sich bekannter Weise aus dem Werkstoff des die Wirbelkammer aufnehmenden Bauteiles herausgearbeitet oder geformt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 872 686, 870 482, 865:235, 851276 840471, 767125, 75i 781, 723 709, 712 655, 695 145, 568 103, 543 445, 528:244, 520 783, S I5 100, 485 463. 467 883, 430853; deutsche Patentanmeldung D 9471 I a/46 a2 (bekanntgemacht am 4.9.195:2); österreichische Patentschriften Nr. 175 410, 116933; französische Patentschrift Nr. 677 420; britische Patentschriften Nr. 599755, 590099 523 554, 415 88o; USA.-Patentschrift Nr. 2 305 79i.