DEP0012745DA - Brennkraftmaschine mit im Kolben liegenden Verbrennungsraum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit im Kolben liegenden Verbrennungsraum. Bei derartigen Maschinen ist es, insbesondere wenn sie als Schnelläufer für Fahrzeugzwecke Verwendung finden, aus baulichen Gründen erwünscht die Brennstoff-Einspritzdüse im Deckel ausserhalb der Zylinderachse anzuordnen und schräg einzusetzen. Man gewinnt dadurch Platz für ein möglichst grosses Ein- und Auslaßventil. Man kennt bereits auch Maschinen, bei denen der im Kolben angeordnete Brennraum, abgesehen von einem unvermeidlichen Kolbenspaltraum von praktisch erreichbar geringster Größe bei Totpunktlage des Kolbens die ganze Verbrennungsluft aufnimmt. In Verbindung mit einem solchen Verbrennungsraum hat man auch schon vorgeschlagen, eine Oeffnung von kreisförmigem Querschnitt vorzusehen, die den Verbrennungsraum mit dem Zylinderinnern verbindet und gleichachsig und gleichmittig auf einer parallel zur Zylinderachse verlaufenden Mittellinie der Kugel angeordnet ist, wobei diese Oeffnung etwa halb so groß ist wie der größte Kugelquerschnitt. Bei derartigen Einrichtungen liegt die Düse nahe der über der Oeffnung fortgesetzt gedachten Kugelschale und die Achse des Brennstoffstrahlkegels verläuft im Kolbentotpunkt durch die Kugelmitte.

Demgegenüber schlägt die Erfindung die Verwendung eines Verbrennungsraumes vor, der im wesentlichen aus einer im Kolben geneigt liegenden ringförmigen Ausdrehung besteht, die am Boden eine nach innen gerichtete kegelige Spitze bildet. Es wird dadurch eine wesentliche günstigere Durchwirbelung von Brennstoff und Verbrennungsluft erzielt. Beim Kompressionshub tritt die Verbrennungsluft durch die Oeffnung zum Verbrennungsraum ein, wobei der Luftstrom und später während der Einspritzung der Brennstoffstrahl auf die Herzspitze auftreffen. Es bildet sich ein Wirbelring, der auch während der Kompression in Bewegung ist und so eine intensive Vermischung von Brennstoff und Luft bewirkt. Wichtig ist hierbei, daß Querschnitt und Lage der Oeffnung zwischen Verbrennungsraum und Zylinderinnern so gewählt sind, daß der Brennstoffstrahlkegel ungehindert durch die kanalartige Oeffnung hindurchtreten kann. Das Verhältnis von Oeffnungsquerschnitt zum größten Querschnitt des Brennraumes beträgt dabei etwa 1 : 4 bis 1 : 6. Brennraum und Einspritzdüse sind so zueinander angeordnet, daß die Düsenachse im Kolbentotpunkt im wesentlichen auf die Erhebung des Brennraumes gerichtet ist. Die Rotationsachse des Brennraumes kann aber auch von der Lage der Düsenachse abweichen.

Die erfindungsgemässe Anordnung ist in einem Ausführungsbeispiel in der anliegenden Zeichnung dargestellt. Die Abbildung zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf mit dem zur Anwendung gelangenden Kolben.

In dem Kolben 1 ist der Brennraum 2 eingearbeitet, welcher im wesentlichen aus einer ringförmigen Ausdrehung gebildet ist, die am Boden eine nach innen gerichtete Spitze 3 aufweist. In der gezeichneten Lage befindet sich der Kolben in seinem Totpunkt, wobei zwischen Zylinderdeckel 4 und Kolben 1 nur ein Kolbenspaltraum 5 von praktisch erreichbar geringster Grösse verbleibt, so daß in dieser Kolbenstellung die komprimierte Verbrennungsluft im wesentlichen durch den Verbrennungsraum 2 und dem zu diesem führenden Eintrittskanal 6 aufgenommen ist.

Im Zylinderdeckel 4 sitzt die Brennstoffdüse 7, die mit ihrer Achse a-b zur Zylinderlängsachse c-d geneigt ist. Düse 7 und Brennraum 2 liegen ausserhalb der Zylinderachse c-d, wobei die Düsenachse a-b durch die Herzspitze 3 des Brennraumes hindurchgeht.

Deer Kanal 6 bildet die Durchtrittsöffnung vom Zylinderinnern zum Verbrennungsraum 2 und ist durch Ausweitungen 8 bzw. 9 so geformt, daß der Brennstoffstrahlkegel nirgend antreffen kann.

Beim Kompressionshub des Kolbens 1 strömt die Luft durch den Kanal 6 in den Brennraum 2 ein, wobei die Spitze 3 die Bildung eines durch Pfeile angedeuteten Wirbelringes bewirkt, der bei der Einspritzung vom Brennstoffstrahlkegel durchsetzt wird. Dadurch wird eine intensivste Vermischung von Brennstoff und Luft herbeigeführt.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, liegt der Brennraum relativ tief im Kolben und die Düse 7 soweit oberhalb des Brennraumes, daß sich die kanalartige Ausbildung der Oeffnung 6 ergibt, welche andererseits für die Einleitung der Verbrennungsluft von Wichtigkeit ist. Um den Brennstoffstrahlkegel nicht zu stören, kann auch der Zylinderdeckel 4 im Bereich der Düsenöffnung noch mit Ausarbeitungen 10 versehen sein.

Claims (2)

1.) Brennkraftmaschine mit im Kolben liegenden Verbrennungsraum, der in der inneren Totpunktlage des Kolbens praktisch die gesamte Verbrennungsluft aufnimmt, und schräg ausserhalb der Mitte im Zylinderdeckel angeordnete Düse, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

Der Verbrennungsraum ist aus einer geneigt im Kolben liegenden ringförmigen Ausdrehung gebildet, die am Boden eine nach innen gerichtete kegelige Spitze bildet,

Querschnitt und Lage der Öffnung zwischen Verbrennungsraum und Zylinderinnern sind so gewählt, daß eine Behinderung des Brennstoffstrahles vermieden wird, wobei das Verhältnis von Oeffnungsquerschnitt zum größten Querschnitt des Verbrennungsraumes etwa 1 : 4 bis 1 : 6 beträgt,

Brennraum und Einspritzdüse sind so zueinander angeordnet, daß die Düsenachse im Kolbentotpunkt im wesentlichen auf die Erhebung des Brennraumes gerichtet ist.

2.) Eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des Brennraumes von der Lage der Düsenachse abweicht.