DD228585A1

DD228585A1 - Gemischverdichtende zweitakt-einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DD228585A1
Application number: DD26275084A
Authority: DD
Inventors: Heinz Seyfert; Eberhard Freiberg; Volkmar Kuentscher; Reiner Helge
Original assignee: Zwickau Ing Hochschule
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1984-05-07
Publication date: 1985-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit vom Kolben gesteuerten Schlitzen und Fremdzuendung, bei der der Brennstoff von einem dem Auslass gegenueberliegendem Punkt der Zylinderwand gegen den Zylinderkopf gespritzt wird. Bei der erfindungsgemaessen Brennkraftmaschine wird der Brennstoff von einer Einspritzduese, die sich an einer thermisch niedrig belasteten Stelle unterhalb des unteren Totpunktes befindet, in einen seitlich in Richtung Auslass versetzten Brennraum derart eingespritzt, dass der groessere Teil des Brennstoffstrahles auf die Wandung des Brennraumes, der geteilt ausgefuehrt ist und dessen obere mit dem Zylinderkopf verschraubten Haelfte aus einem Werkstoff mit niedrigem Waermeleitvermoegen besteht, und der kleinere Teil des Brennstoffstrahles zur Kuehlung auf die Kante der Quetschzone aufgetragen wird. Durch die thermisch hochbelastete Brennraumwandung wird der Brennstoff abgedampft und durch eine rotierende Drallstroemung der Zuendquelle zugefuehrt. Die Gemischbildung erfolgt nahezu vollstaendig im Brennraum des Zylinderkopfes, wodurch Brennstoffverluste weitestgehend vermieden werden.

Description

Erfindungsbesehreibung

Titel der Erfindung

Gemischverdichtende Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit vom Kolben gesteuerten Schlitzen und Fremdzündung, bei der der Brennstoff von einem dem Auslaß gegenüberliegenden Punkt der Zylinderwand gegen den Zylinderkopf gespritzt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist aus der DE-PS 926 455 eine gemischverdichtende Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einem als Turbolenzkopf ausgebildeten Zylinderkopf und einer schräg zur Zylinderachse in der Zylinderwand oberhalb der Schlitzzone angeordneten Einspritzdüse, wobei der Brennstoff gegen den Zylinderkopf derart eingespritzt wird, daß der Spritzstrahl in den Brennraum eindringen kann· Der Brennstoff wird vor Beendigung der Spülung, jedoch so zeitig eingespritzt, daß kein nennenswerter Teil desselben durch den absteigenden Spülstrom ins Preie getragen werden kann. Hierbei wird der größte Teil des Brennstoffes durch die Zerstäubungswirkung des Spritzstrahles im Zylinderraum verteilt und durch die nach der beendeten Spülung aufrechterhaltene Strömung mit der Ladeluft vermengt.

Die Erfindung hat den Nachteil, daß der Gemischbildungsvorgang im Verlauf des Spülvorganges eingeleitet wird. Durch die Zerstäubungswirkung des Spritzstrahles wird der größte Teil des Brennstoffes im Zylinderraum verteilt und nur ein kleiner Teil der Brennstoffmenge gelangt auf die Innenwandung des Brennraumes» Bin weiterer Nachteil ist, daß der Einspritzstrahl durch den Staupunkt der Spülströme verläuft, wodurch es zu Kraftstoffverlusten insbesondere bei instabilen Spülströmungen im unteren Drehzahlbereich kommen kann.

Durch die mittige Anordnung des Brennraumes und geringer Quetschfläche bildet sich im Brennraum nur ein Wirbel mit geringer Intensität aus. Dieser ist nicht in der Lage, die auf die Innenswandung des Brennraumes aufgespritzte Brennstoffmenge vollständig abzutragen.

y/eiterhin ist aus CH-PS 209 724 eine Zweitaktbrennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung bekannt, bei der Brennstoff von einer Stelle der Zylinderwand oberhalb des Auslaßschlitzes über der unteren Kolbentotpunktlage in schräger Richtung von unten nach oben gegen den Zylinderkopf unter Anwendung einer Spülung, bei der diametrale Spülströme anfänglich im wesentlichen parallel zur Zylinderachse aufwärts eingeführt werden und nach der Umlenkung am Zylinderkopf unter Energievernichtung durch Aufeinanderprallen und Durchwirbelung die Altgase von oben her vor sich her zu dem Auslaßschlitz nahe der unteren Kolbentotpunktlage ausschieben und der Brennstoff in die beim IPrischluftladevorgang sich abwärts bewegende frischluft nach Beginn der Durchwirbelung zwecks Gewährleistung einer guten Mischung mit der entgegenströmenden !frischluft durch eine höher als die Oberkante der Spülschlitze angeordnete Düse in einer bei Beginn der Einspritzung von den Altgasen bereits freien Höhe des Zylinders eingespritzt wird.

Die Erfindung hat den Nachteil, daß die Düse in einem Bereich mit höherer thermischer Belastung angeordnet ist,

was zur Verkokung der Düse bzw· zur Dampfblasenbildung innerhalb der Düse und damit zum Aussetzen der Einspritzung führen kann.

Ziel der Erfindung

Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu beseitigen und ihr Anwendungsgebiet zu erweitern, Ladungswechselverluste sowie die Emission unverbrannter Kohlenwasserstoffe weiter zu reduzieren.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine zu schaffen, bei der der Einspritzstrahl ohne besondere Beeinflussung durch den Spülstrom in den Brennraum gelangen kann und die Gemischbildung im Brennraum selber erfolgt· Die Einspritzung des Brennstoffes soll nach Beendigung der Vorspülung erfolgen, wenn der Kolben sich im bzw. nach dem unteren Totpunkt befindet.

Dabei soll die Einspritzdüse an einem verhältnismäßig kühlen Platz des Zylinders angeordnet sein. Hierbei können Einspritzdüsen mit hoher Austrittsgeschwindigkeit und großer Spritzlänge verwendet werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einspritzdüse unterhalb des unteren Totpunktes gegenüber dem Auslaß angeordnet ist, wobei der Einspritzkanal der Kegelform des Einspritzstrahles angepaßt ist und mit seiner Oberkante in-Höhe der Oberkante des Auslaßkanals endet, der Einspritzstrahl mit einer hohen Austrittsgeschwindigkeit und schlankem Spritzkegel unterhalb des Staupunktes der Spülströme in Richtung des im Zylinderkopf über dem Auslaßschlitz angeordneten Brennraum, wobei der Einspritzstrahl den Spülstrom nur einmal durchquert, verläuft und der Einspritzstrahl mit seinem Hauptteil auf der in Auslaßrichtung liegenden Brennraumseite und der kleinere Teil des Einspritz-

Strahles auf die in etwa in Zylindermitte endenden Quetsch« fläche auftrifft und diese dadurch kühlt. Der aufgetragene Brennstoff wird durch die rotierende Drallströmung abgetragen bzw. verdampft an der heißen Wandung des Brennraumes und wird der Zündquelle augetragen. Der Brennraum, der kugel- oder walzenförmig ausgebildet ist, ist geteilt ausgeführt, wobei der Hauptteil des Brennraumes aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Wärmeleitvermögen, vorzugsweise Keramik, besteht, und mit dem Zylinderkopf verschraubt. Die Geraischbildung erfolgt bei dieser Anordnung nahezu vollständig im Brennraum, wodurch die Brennstoffverluste durch den Ladungswechsel minimiert werden. Die Zündquelle,· vorzugsweise eine Glühkerze, ist gegenüber der Auftreffstelle des Brennstoffes im oberen Brennraumteil angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Die Figur 1 zeigt die .erfindungsgemäße Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine mit einer unterhalb des unteren Totpunktes angeordneter Einspritzdüse, mit Ein- und Auslaßkanälen und mit einem im Zylinderkopf angeordneten seitlich versetztem Brennraum. Dieser Brennraum ist so ausgeführt, daß die obere Brennraumhälfte, die a,us einem Keramikwerkstoff besteht und in deren dem Auslaß abgewandten Seite die Zündquelle (Zündkerze) angeordnet ist, mit dem Zylinderkopf verschraubbar und damit auswechselbar ist. Die Einspritzung des Brennstoffes erfolgt von unten nach oben in den Brennraum, wobei der größte Teil des Brennstoff Strahles auf die Brennraumwand aufgetragen wird, durch die thermisch hochbelastete Brennraumwandung abgedampft und durch die rotierende Drallströmung der Zündkerze zugeführt wird. Der kleinere Teil des BrennstoffStrahles wird auf die Kante der Quetschzone aufgespritzt und dient damit zur Kühlung. Die Gemischbildung erfolgt nahezu vollständig

im Zylinderkopfbrennraum. Die Einspritzdüse ist an einer thermisch niedrig belasteten Stelle des Zylinders angeordnet.

Die Einspritzung erfolgt im unteren Totpunkt, wobei der Einspritzstrahl den Staupunkt unterläuft und den Spülstrom erst nach seiner Umlenkung am Zylinderkopf durchquert. Durch die Einspritzung, die im unteren Totpunkt erfolgt, trifft der Einspritzstrahl den Spülstrom zu einer Zeit, wo dieser nur noch eine geringere Intensität hat und der Hauptteil des Spülstromes sich schon in Richtung Auslaß bewegt. Dadurch können Ladungsvvechselverluste weitestgehend vermieden werden.

Claims

Patentanspruch

1» Gemischverdichtende Zweitakt-Einspritsbrennkraftmaschine mit vom Kolben gesteuerten Schlitzen und Fremdzündung, bei der der Brennstoff von einem dem Auslaß gegenüberliegenden Punkt der Zylinderwand gegen den Zylinderkopf gespritzt wird unter Anwendung einer Spülung, bei der diametrale Spülströme am Anfang nahezu parallel zur Zylinderwand aufwärts geführt werden und nach der Umlenkung am Zylinderkopf die Abgase von oben her vor sich her zu dem Auslaßschlitz nahe dem unteren Totpunkt ausschieben,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einspritzdüse unterhalb des unteren Totpunktes gegenüber dem Auslaß angeordnet ist, wobei der Einspritzkanal der Kegelform des Einspritzstrahles angepaßt ist und mit seiner Oberkante in Höhe der Oberkante des Auslaßkanals endet, und der Einspritzstrahl mit einer hohen Austrittsgeschwindigkeit und schlankem Spritzkegel unterhalb des Staupunktes in Richtung des im Zylinderkopf über dem Auslaß angeordneten Brennraum verläuft, wobei der Einspritzstrahl mit seinem Hauptteil auf der in Auslaßrichtung liegenden Brennraumseite und der kleinere Teil des Einspritzstrahles auf die in etwa in Zylindermitte endende Quetschfläche auftrifft und durch die rotierende Drallströmung abgetragen wird,

2· Gemischverdichtende Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet, daß

der Brennraum, der kugel- oder walzenförmig ausgebildet ist, geteilt ausgeführt ist, wobei der Hauptteil des Brennraumes aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Wärmeleitvermögen, vorzugsweise aus Keramik besteht und mit Zylinderkopf verschraubt ist.

3. Gemischverdichtende Zweitakt-Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Gemischbildung nahezu vollständig im Brennraum erfolgt.

4. Gemischverdichtende Z-weitakt-Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 bis 3»

dadurch gekennzeichnet, daß

die Zündquelle gegenüber dem Auftreffpunkt des Spritzstrahles im oberen Teil des Brennraumes angeordnet ist.

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