DEP0052708DA

DEP0052708DA - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DEP0052708DA
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.-Ing. Alt
Original assignee: Auto Union AG., Ingolstadt
Publication date: 1950-08-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, bei der der Brennstoff in den Zylinderraum eingespritzt wird und das Luftbrennstoffgemisch durch eine Zündkerze oder sonstige Zündeinrichtung gezündet wird. Bei derartigen Maschinen soll ein erheblich geringerer Brenstoffverbrauch gegenüber Vergasermaschinen erreicht werden, und ausserdem soll sicheres Zünden des Gemisches auch bei Leerlauf gewährleistet sein.

Die Erfindung schafft eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und Einspritzen des Brennstoffes in den Zylinderraum, und das Neue besteht darin, dass ein Brennstoffstrahl unmittelbar auf den Kolbenboden eingespritzt und in Richtung auf die Zylinderwand umgelenkt wird. Durch das Aufspritzen des Brennstoffes auf den heissen Kolbenboden wird ausser eines schnellen Verdampfens und guten Zerstäuben des Brennstoffes eine gute Kühlung des Kolbens erreicht und durch das Umlenken des Strahles in Richtung auf die Zylinderwand wird diese auch bei geringsten Brennstoffmengen ausreichend geschmiert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Kolbenboden mit einer Prallfläche versehen ist, die einen wesentlichen Teil des Brennstoffstrahles in Richtung auf die Zündkerze umlenkt. Damit entsteht auch bei geringsten Brennstoffmengen in Nähe der Zündkerzenzone des Zylinders stets ein zündwilliges Gemisch, so dass es weder zu unregelmässigen Zündungen noch gar zu Zündaussetzungen kommt, wodurch ein ausgeglichener Leerlauf erreicht wird. Dieser regelmässige Leerlauf der Maschine ist naturgemäss auch bei allen anderen Belastungen gewährleistet, da sich stets im oberen Zylinderteil ein gut durchwirbeltes Brennstoffluftgemisch befindet. Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch die Erfindung bei kleineren Zylindervolumen, wenn die Eindringtiefe und Strahlausbreitung des Brennstoffes dem Zylindervolumen angepasst sein soll. Diese Kleinzylinder erfordern üblicherweise sehr genau hergestellte Düsen; eine Bedingung, die bei der Erfindung nicht mehr gestellt wird, so dass eine weniger störungsanfällige und einfachere Einspritzdüse verwendet werden kann.

Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass die Prallfläche des Kolbenbodens aussermittig und gegebenenfalls unsymmetrisch zur Zylinderachse liegt, um den Brennstoffstrahl auch bei oberen Kolbenstellungen auf die Zündkerze abzulenken. Durch diese Massnahme ändert sich der Reflexionswinkel des aufgespritzten Brennstoffstrahles bei den verschiedenen Kolbenstellungen derartig, dass die Zündkerze stets von dem Gemischkern getroffen wird, gleichgültig, ob der Brennstoff erst sehr spät bei oberen Kolbenlagen oder früher bei unteren Kolbenlagen eingespritzt wird.

Um diese veränderliche Reflexion zu erleichtern, ist bei der Erfindung weiterhin vorgesehen, dass die Einspritzdüsen-Längsachse zur Zylinderachse einen spitzen Winkel bildet.

Eine weitere Ausgestaltung besteht bei der Erfindung darin, dass die Zündkerze und gegebenenfalls die Prallfläche nach der die Auspuffschlitze enthaltenden Zylinderwand hin liegen.

Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Brennkraftmaschinen, die durch Umkehrverfahren gespült werden und die Spülströme die gute Durchwirbelung des Brennstoffluftgemisches in Nähe der Zündkerze unterstützen und in dieser Zone eine Ladungsschicht des Gemisches bei jedem Hub aufbauen und damit den Erfindungsgegenstand auch bei Zweitakt-Brennkraftmaschinen voll zur Wirkung bringen.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Prallfläche bei der Erfindung als symmetrische Vertiefung mit mittig liegender Erhöhung in der Kolbenbodenmitte vorgesehen, so dass ein Brennstoffkegel erzeugt wird. Diese Ausgestaltung macht den Erfindungsgegenstand vollständig abhängig vom Arbeitstakt der Maschine, bezw. bei Zweitaktmaschinen unabhängig vom Spülsystem, weil stets im oberen Bereich des Zylinders eine zündwillige Ladungsschicht in Gestalt eines sich unter den Zylinderkopf legenden Wirbelringes entsteht. Schliesslich ist bei der Erfindung noch vorgesehen, dass die Zündkerze im Zylinderkopf in Nähe der Zylinderwandung angeordnet ist. Durch diese seitliche Anordnung der Zündkerze liegt sie stets im Bereich des besten zündwilligen Gemisches, gleichzeitig, ob es sich um eine Umlenkung des Brennstoffstrahles durch eine unsymmetrische Prallfläche einer durch eine mittig angeordnete Vertiefung handelt.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt

Abb. 1: Brennkraftmaschinenzylinder, schematisch dargestellt im Längsschnitt,

Abb. 2: Schnitt nach Linie II - II der Abb. 1,

Abb. 3: Brennkraftmaschinenzylinder, schematisch dargestellt mit gegenüber Abb. 1 geänderten

Ausführungsform,

Abb. 4: Schnitt nach Linie IV - IV der Abb. 3.

Nach den Abbildungen 1 und 2 ist auf den Zylinder 1 einer Brennkraftmaschine ein Kopf 2 aufgesetzt, in dessen oberer kugeliger Erweiterung 3 eine Einspritzung 4 sitzt. Eine Zündkerze 5 ist in den Kopf 2 in Nähe des oberen Randes des Zylinders1 eingeschraubt. Ein Kolben 6 befindet sich kurz vor der unteren Totpunktlage, in der er Spülschlitze 7 und Auslasschlitze 8 freigibt. Im Kolbenboden 9 ist eine Vertiefung 10 vorgesehen, die unsymmetrisch zur Zylinder-Längsachse ausgebildet ist und aussermittig zu ihr liegt. Diese Vertiefung 10 weist Prallflächen 11 und 12 auf, die die Aufgabe haben, einen durch die Düse 4 eingespritzten Brennstoffstrahl 13 umzulenken und als Reflexionsstrahl 14 auf die Zündkerze 5 zu richten.

Die Achse 15 der Einspritzdüse 4 ist zur Zylinderachse geneigt, so dass ein Reflexionsstrahl 16, der in der Abbildung durch Punkte angegeben ist, auch in oberen Lagen des Kolbens - wie sie strichpunktiert in der Abbildung angegeben ist - auf die Zündkerze 5 gerichtet wird. Bei dieser Ausführungsform liegen die Spülschlitze 7 neben den Auslassschlitzen 8 wie bei mit Umkehrspülung arbeitenden Zweitaktmaschinen, wodurch sich auch die Lage der als Prallfläche dienenden Vertiefung 10 nach den Auslassschlitzen 8 hin bestimmt.

Nach den Abbildungen 3 und 4 sitzt die Einspritzdüse 4 gleichachsig zur Achse des Zylinders 1 in der kegeligen Erweiterung 3 des Zylinderkopfes 2. Die Anordnung der Zündkerze 5 ist die gleiche wie in Abb. 1, der Kolben6 ist hier jedoch mit einer symmetrischen, ringförmigen Vertiefung 17 versehen, aus deren Mitte ein kleiner Kegel 18 herausragt. Diese Prallfläche erzielt von einem eingespritzten Brennstoffstrahl 19 einen Reflexionskegel 20, der im oberen Bereich des Zylinders eine gut zündwillige Ladungsschicht erzeugt, so dass bei dieser Ausführungsform Spülschlitze und Auspuffschlitze irgendwie angeordnet sein können und es auch gleichzeitig ist, ob es sich um Zweitakt- oder um Viertaktmaschinen handelt.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, bei dem der Brennstoff in den Zylinderraum eingespritzt und fremd gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffstrahl (13, 19) unmittelbar auf den Kolbenboden (9) gespritzt und in Richtung auf die Zylinderwandung umgelenkt wird.

2. Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Fremdzündung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (9) mit einer Prallfläche (10, 17) versehen ist, die einen wesentlichen Teil (14, 16, 20) des Brennstoffstrahls (13, 19) in Richtung auf die Zündkerze (5) umlenkt.

Brennkraftmaschine nach den Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche (10) des Kolbenbodens (9) aussermittig und gegebenenfalls unsymmetrisch zur Zylinderachse liegt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüsenlängsachse (15) zur Zylinderachse einen spitzen Winkel bildet.

5. Brennkraftmaschine nach den Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallfläche als symmetrische Vertiefung (17) mit mittig liegender Erhöhung (18) in der Kolbenbodenmitte vorgesehen ist.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze (5) im Zylinderkopf (2) in Nähe der Zylinderwandung angeordnet ist.

7. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze (5) und gegebenenfalls die Prallfläche (10) nach der die Auspuffschlitze (8) enthaltenden Zylinderwandung hin liegen.