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Brennkraftmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, bei der der BrennstofT durch Pumpelidruck in die Verbrennungskammer eingespritzt wird.
Bekanntlich ist die Brennstoffverwertung einer solchen Maschine davon abhängig, in welchem Masse die vollständige Verbrennung des Brennstoffs am Beginn des Arbeitshubes stattfindet, da eine frühe Verbrennung und eine geringe Nachverbrennung einen günstigeren Brennstoffverbrauch bei derselben Leistung gibt als eine lange Nachverbrennung, die sich gegebenenfalls über den ganzen Arbeitshub erstrecken kann.
Eine lange Nachverbrennung kann darauf zurückzuführen sein. dass der zersläubte Brennstoff nicht in seiner ganzen Menge während der Einspritzungszeit mit dem Sauerstoff der Verbrennungsluft in hinreichend innige Berührung kommt, so dass diese innige Verbindung mit dem Sauerstoff, bei einem Teil des Brennstoffes erst zu einem späteren Zeitpunkte des Arbeitshubes stattfindet, gegebenenfalls so spät, dass etwas Brennstoff unverbrannt abgeht. Um eine vollständige, frühzeitige Verbrennung zu erzielen, ist es von der
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richtungen des eingespritzten Brennstoffes derart ausgebildet Ist, dass jedes einzelne Brennstoffteilchen schon während des ersten Teils des Arbeitshubes mit der notwendigen Anzahl von Sauerstof1'molekülen in Berührung gelangt.
Unter Verbrunungskammer einer Maschine der hier in Frage kommenden Art ist der Hohl'aux zu verstehen, der während des ersten Teiles des Arbeitshubes zwischen dem Kolben- boden. dem Zylinderdeckel und dem zwischen Kolbenboden und Zylinderdeckel freigelegten Teil der Zylinderwandung eingeschlossen ist. Die Verbrennungskammer ist somit ein Raum wechselnder Grösse und Form, indem ihre Grösse mit der Answärtsbewegung des Kolbens von der Totlage bis zum Ende der Einspritzzeit wächst.
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welche erreicht wird. dass die Verbrennungsluft an der Stelle gesammelt ist, wo die Verbrennung geschieht und dass ferner die Verbrennungskammer möglichst vollstäudig von den brennstoffteilchen dur likreuzt wird.
Die vorliegende Brennkraftmaschine ist von der Art, bei der der Brennstoff aus einer oder mehreren im Zylinderdeckel liegenden Düsen in mehreren zur Zylinderachse geneigten und über den Verbrennungsraum gleichmässig verteilten Strahlen gegen den Kolbenboden gespritzt wird, der eine kegel-oder buckeiförmige Erhöhung und eine sich an diese anschliessende und sie umgebende ringförmige Höhlung aufweist, wobei die Einspritzung dub'art erfolgt, dass die BrennstofTstrahlen in der oberen Kolbenlage die Erhöhung des Kolbenbodens treffen und diese Treffpunkt auf der Kolbenbodendfläche bei sich nach aussen bewegendem Kolben gegen den Kolbenrand zu wandern.
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soweit oder welter vom Kolbenboden hervorragt als dessen Erhöhung, wodurch ein Auftreffen der von der Erhöhung des Kolbenbodens zurückgeworfenen Brennstoffstrahlen auf die kalte Zylinderwand verhindert und die Verbrennungsluft, ohne dass dieser eine kreisende Bewegung
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erteilt wird, nach innen zu in den von den Brennstoffstrahlen durchkreuzten Teil der Verbrennungkammer verdrängt wird.
Der erfindungsgemässe Kragen erfüllt die am-weitesten von der Achse der Verbrennungkammer befindlichen Teile dieser Kammer, wodurch erreicht wird, dass die Verbrennungsluft in dem vom Brennstoff bei seiner unmittelbaren Einspritzung oder seiner Zurückwerfung von dem Kolbenboden durchkreuzten Teil der Verbrennungskammer gesammelt ist. Ferner bietet der sanfte Übergang des Kragens in die ringförmige Höhlung besonders gute Bedingungen für die Zurück- werfung der Brennstoffstrahlen, wenn der Kolben so weit von der Totlage gelangt ist, dass die Brennstoffstrahlen den Boden der ringförmigen Höhlung treffen.
Die Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen von Längsschnitten durch zwei verschiedene Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung, während Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2 zeigt.
In sämtlichen Figuren bezeichnet 1 den Kolben, 2 den Zylinder, 3 den Zylinderdeckel und 4 die Einspritzdüse.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat der Kolben in der Mitte eine an sich bekannte kegelförmige oder gewölbte Erhöhung 5, die den Raum einnimmt. der noch nicht mit Vorteil von den Brennstoffstrahlen erreicht werden kann und um diese Erhöhung 5 ist eine ringförmige Vertiefung 6. die nach aussen von einem aufrechtstehenden Kragen 7 begrenzt wird, in welchen die ringförmige Vertiefung durch eine allmähliche Abrundung mit verhältnismässig- grossem Krümmungshalbmesser übergeht.
Die Brennstoffstrahlen, die durch die Einspritzdüse 4 eingespritzt werden, sind derart gerichtet. dass sie in der Totlage des Kolbens die Erhöhung 5 in kurzer Entfernung von der Zylinderachse treffen und in den Pfeilrichtungen (Fig. 1) zurückgeworfen werden, wobei mit punktierten Linien zwei verschiedene, mit voll ausgezogenen Linien eine dritte Lage des Kolbens dargestellt ist. Während der Bewegung des Kolbens nach unten treffen die Strahlen den Kolben in bekannter Weise in immer neuen Punkten in immer grösserer Entfernung von der Zylinderachse und gleichzeitig erfahren die Winkel. unter denen die Brennstoff teilchen zurückgeworfen werden (siehe die Fig. 1), starke Richtungsänderung während der verhältnismässig kurzen Wanderung des Kolbens während der Einspritzzeit.
Während derselben wird der Verbrennungsraum folglich von den Brennstoffteilchen durchkreuzt, so dass diese immer die notwendige Anzahl von Sauerstoffmolekülen treffen können. Die Düsenlöcher haben eine solche Grösse, Richtung und Anzahl. dass die bestmögliche Verteilung des Brennstoffes stattfinden kann. Statt einer einzigen Düse können mehrere vorhanden sein.
Nach den Fig. 2 und 3 ist die Düse in bekannter Weise exzentrisch angeordnet. Dies bedeutet einen besonderen Vorteil für den Bau des Zylinderdeckels, indem hiedurch erzielt werden kann, dass die Kühlflüssigkeit, wie aus Fig. 3 ersichtlich, bessere Gelegenheit hat. die Ventilvorrichtung zu bespülen.
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auch exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet werden, sowohl bei axial, als auch bei exentrisch angeordneter Einspritzdüse. Bei exzentrischer Ausbildung der Kolbenbodenerhöhung oder bei exzentrischer Anordnung der Einspritzdüse oder in beiden Fällen werden die Strahlenlöcher in der Einspritzdüse (oder Düsen) zweckmässig derart ungleichmässig über den Düsenumfang verteilt, oder sie erhalten eine derartig ungleiche Grösse. dass der Brennstoff, trotz der exzentrischen
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verteilt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Brennkraftmaschine, bei der der Brennstoff aus einer oder mehreren im Zylinderdeckel liegenden Düsen in mehreren zur Zylinderachse geneiglen und über den Verbrennungsraum gleichmässig verteilten Strahlen gegen den Kolbenboden gespritzt wird, der eine kegel-oder buckelförmige Erhöhung und eine sich an diese anschliessende und sie umgebende ringförmige Höhlung aufweist, wobei die Einspritzung derart erfolgt, dass die Brennstoffstrahlen in der oberen Kolbenlage die Erhöhung des Kolbenbodens treffen und diese Treffpunkt auf die Kolbenbodenfläche bei sich nach aussen bewegenden Kolben gegen, den Kolbenrand zu wandern, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Höhlung (6)
mit einer sanften Abrundung in einen die Fortsetzung des Kolbenmantels hildenden Kragen (7) übergeht. der ebensoweit oder weiter vom Kolbenboden hervorragt als dessen Erhöhung (5), dadurch ein Auftreffen der von der Erhöhung des Kolbenbodens zurückgeworfenen Brennstoffstrahlen auf die Zylinderwand verhindert und die Verbrennungsluft, ohne dass dieser eine kreisende Bewegung erteilt wird. nach innen zu in den von den Brennstoffstrahlen durchkreuzten Teil der Verbrennungskammer verdrängt.