CH665453A5

CH665453A5 - Zylinderdeckel fuer eine kolbenbrennkraftmaschine.

Info

Publication number: CH665453A5
Application number: CH127/85A
Authority: CH
Inventors: Robert Hofer; Anton Steiger
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1988-05-13
Also published as: US4612898A; DE3501236C1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Zylinderdeckel für eine Kol-benbrennkraftmaschine, in deren Zylinder ein nicht selbstzündender Hauptbrennstoff und ein Zündbrennstoff eingespritzt werden.

Bei Zweitaktmotoren mit Umkehrspülung werden bisher die Einspritzdüsen für den Brennstoff ausschliesslich im Zentrum der Zylinderdeckel angeordnet, da dies die einfachste Anordnung darstellt, mit der der Brennraum homogen mit Brennstoff versorgt werden kann. Werden in diesen Motoren Brennstoffe benutzt, die nicht selbstzündend sind, beispielsweise Brenngas oder flüssige Brennstoffe mit Cetanzahl < 0, so wird heute entweder eine zusätzliche Zündöl-Einspritzdüse exzentrisch angeordnet, oder aber es wird eine Konstruktion gewählt, in der beide Einspritzdüsen konzentrisch ineinander verschachtelt sind (M. Miyake u. a. «The development of high output, highly efficient gas burning diesel engines», paper D 11.2, Cimal-Kongress, Paris 1984). Die erstgenannte Anordnung hat den Nachteil, dass sich die Zündung, ausgehend von der Zündöl-Einspritzdüse, nicht konzentrisch über den Brennraum ausdehnen kann; d. h. derjenige Hauptbrennstoff, der am weitesten von der Zündöldüse entfernt ist, wird verspätet gezündet. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind die kombinierten Einspritzdüsen eingeführt worden; diese bringen jedoch grosse Schwierigkeiten konstruktiver Art, die in der Regel die Betriebszuverlässigkeit beeinträchtigen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten Nachteile der bisherigen Konstruktionen zu beseitigen und eine bezüglich der Zylinderachse symmetrische und konzentrische Verteilung beider Brennstoffe zu erreichen, ohne dass ein Ineinanderschachteln der beiden Düsen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass für die Einspritzung des einen Brennstoffes mindestens zwei peripher im Zylinderdeckel angeordnete Einspritzdüsen vorgesehen sind,, die rotationssymmetrisch bezüglich der Zylinderachse verteilt sind, und dass ferner für die Einspritzung des zweiten Brennstoffes eine Einspritzdüse im Zentrum des Zylinderdeckels vorhanden ist, wobei mit Vorteil in der «Zentrums»-Düse Zündöl verbrannt, d. h. der nicht selbstzündende Hauptbrennstoff den peripheren Einspritzdüsen zugeführt wird.

Mit der erfindungsgemässen Anordnung ist eine Verteilung mit ausgeprägter Symmetrie bezüglich der Zylinderachse für beide Brennstoffe erreichbar; es besteht eine vollständige Konzentrizität zwischen den Zündstrahlen und der Verteilung des Hauptbrennstoffes, und zwar unabhängig von der Anzahl der peripheren Einspritzdüsen.

Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, dass die Anzahl der Zündstellen vergrössert ist; sie lässt sich in dem Masse steigern, in dem periphere Einspritzdüsen vorhanden sind.

Werden aschenhaltige Brennstoffe verwendet, so ist vorteilhaft, wenn die Öffnungen der peripher angeordneten Einspritzdüsen derart symmetrisch zu den Abstandsebenen zwischen den peripheren und der zentralen Einspritzdüse angeordnet und ausgebildet sind, dass die resultierende Strahlverteilung bezogen auf die Zylinderachse drallfrei ist; denn dadurch wird vermieden, dass Aschepartikel infolge der Zentrifugalkraft gegen die Zylinderwand geschleudert werden und dort haften bleiben. Um optimale Brennstoff-/Luftvertei-lung zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Durchmesser der Düsenöffnungen der beiden peripheren Einspritzdüsen - in Abhängigkeit von der geforderten Wurfweite des zugehörigen Strahles - unterschiedlich gross zu dimensionieren, wobei mit zunehmender Wurfweite die Durchmesser der Düsenöffnungen zunehmen; eine gleichmässig verteilte zentrisch symmetrische «Flächen»-Zündung erreicht man, wenn die Düsenöffnungen der zentralen Einspritzdüse in den Abstandsebenen zu den peripheren Einspritzdüsen verlaufen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt I-I von Fig. 2 durch den Zylinderdeckel einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine;

Fig. 2 ist Schnitt II-II von Fig. 1 ;

Fig. 3 gibt als Schnitt III-III von Fig. 1 in vergrössertem Massstab ein Beispiel für eine periphere Einspritzdüse wieder.

Der Zylinderdeckel 1 (Fig. 1), der, wie schematisch angedeutet, mit dem Zylindereinsatz 2 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist, schliesst den Zylinderhohlraum 3 nach oben ab, in dem sich ein Kolben 4 hin- und herbewegt.

Im Deckel 1 verbleibt dabei oberhalb des in seiner obersten Stellung gezeigten Kolbens 4 ein Brennraum 5 ; in diesen ragen, parallel zur Zylinderachse, durch den Zylinderdeckel 1 hindurchgeführte Einspritzdüsen 6 und 7.

Die im Zentrum des Zylinderhohlraumes bzw. seines Dek-kels 1 angeordnete Düse 7 dient der Einspritzung des Zündbrennstoffes, im allgemeinen normales Dieselöl, und ist daher an ein nicht dargestelltes Einspritzsystem angeschlossen.

Die Düsen 6, die rotationssymmetrisch um die zentrale Düse 7 herum nahe der Peripherie des Brennraumes 5 verteilt sind, werden mit dem Hauptbrennstoff beschickt, der zum Beispiel in in einer Flüssigkeit suspendierten Kohlepartikelchen besteht; sie sind dafür mit schematisch angedeuteten Zuführungsleitungen 8 verbunden.

Wie Fig. 2 erkennen lässt, sind die Düsenöffnungen 10 der Einspritzdüsen 6 derart verteilt und - beispielsweise in Richtung und Grösse - derart ausgebildet, dass sich für jede Düse 6 eine Verteilung der einzelnen, eingespritzten Brennstoffstrahlen 12 ergibt, die symmetrisch zur zugehörigen Abstandsebene 11 zwischen den Düsen 6 und 7 ist. Gleichzeitig sind die Öffnungen 13 in der Öldüse 7 so angeordnet, dass

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

die aus ihnen austretenden «Zündstrahlen» in den genannten Abstandsebenen 11 liegen. Wie bereits erwähnt, bewirkt die geschilderte symmetrische Verteilung der Brennstoffstrahlen 12, dass die Strömung des Brennstoff-Luftgemisches im Brennraum 5 bezogen auf die Zylinderachse drallfrei erfolgt.

3 665 453

Aus Fig. 3 ist weiterhin zu entnehmen, dass die Durchmesser der Düsenöffnungen 10 um so grösser sind, je länger die in Fig. 2 gezeigte «Wurfweite» der Brennstoffstrahlen 12 ist.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

665 453 PATENTANSPRÜCHE

1. Zylinderdeckel für eine Kolbenbrennkraftmaschine, in deren Zylinder ein nicht selbstzündender Hauptbrennstoff und ein Zündbrennstoff eingespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einspritzung des einen Brennstoffes mindestens zwei peripher im Zylinderdeckel (1) angeordnete Einspritzdüsen (6) vorgesehen sind, die rotationssymmetrisch bezüglich der Zylinderachse verteilt sind, und dass ferner für die Einspritzung des zweiten Brennstoffes eine Einspritzdüse (7) im Zentrum des Zylinderdeckels (1) vorhanden ist.

2. Zylinderdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (7) im Zentrum des Zylinderdek-kels (1) an die Zündöl-Zufuhr angeschlossen ist.

3. Zylinderdeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (10) der peripher angeordneten Einspritzdüsen (6) derart symmetrisch zu den Abstandsebenen (11) zwischen den peripheren (6) und der zentralen (7) Einspritzdüse angeordnet und ausgebildet sind, dass die resultierende Strahlverteilung bezogen auf die Zylinderachse drallfrei ist.

4. Zylinderdeckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Düsenöffnungen (10) bei den peripheren Einspritzdüsen (6) unterschiedlich gross sind.

5. Zylinderdeckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (13) der zentralen Einspritzdüse (7) in den Abstandsebenen (11) zu den peripheren Einspritzdüsen (6) verlaufen.