DE1103680B

DE1103680B - Luftverdichtende Viertakteinspritz-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1103680B
Application number: DEF28207A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Lohr
Original assignee: Farymann Diesel GmbH
Current assignee: Farymann Diesel GmbH
Priority date: 1959-04-15
Filing date: 1959-04-15
Publication date: 1961-03-30

Description

Luftverdichtende Viertakteinspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende, mit Selbstzündung arbeitende Viertakteinspritzbrennkraftmaschine, insbesondere mit sehr kleinem Hubvolumen, mit einer schräg zur Zylinderachse im Zylinderkopf angeordneten Einspritzdüse und einem Kolben, der einen ebenen und senkrecht zur Hubrichtung angeordneten Boden aufweist, in dem eine im Querschnitt etwa omegaförmige Brennkammer mit verengter Öffnung vorgesehen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten, die sich bisher bei luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschinen mit sehr kleinem Hubvolumen bezüglich der Startfreudigkeit ohne Zündhilfe, der Laufruhe und des Brennstoffverbrauchs ergeben haben, zu überwinden.
Zur Erzielung eines weichen Ganges wurde bei einer bekannten luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine mit im Kolben liegenden Verbrennungsraum vorgeschlagen, die Einspritzdüse unter einem Neigungswinkel im Zylinderkopf gegenüber der Zylinderachse von mehr als 65° und gegenüber dem Verbrennungskammerhals zurückgesetzt und derart anzuordnen, daß der in Richtung der Einspritzdüsenachse verlaufende Strahlkegel in freier Luft den den Verbrennungsraum abschließenden Rand des der Zylinderachse zugeordneten Seitenflächenausschnittes des Verbrennungsraumes trifft. Bei dieser bekannten Maschine soll ein möglichst großer Strahlwinkel erzeugt werden, der im wesentlichen auf die der Düse gegenüberliegende Seite des Verbrennungsraumes gerichtet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Brennkammer in an sich bekannter Weise zentral oder höchstens um 4% des Kolbendurchmessers außerhalb der Kolbenmitte angeordnet ist und daß ferner als Einspritzdüse eine Drosseldüse mit 0° Spritzwinkel Verwendung findet, die unter einem Winkel von etwa 30° zum Kolbenboden geneigt derart angeordnet ist, daß der Brennstoff beim Einspritzen vor der Öffnung der Brennkammer auf den ebenen Teil des Kolbenbodens auftrifft.
Eine mit diesen Merkmalen versehene Maschine ergibt ein gutes Verhalten beim Anlassen, welches seinen Grund vor allem darin hat, daß der Brennstoffstrahl scharf und gebündelt mindestens zum Teil auf den Kolbenboden auftrifft. Der ruhige Lauf der Maschine wird darüber hinaus dadurch erreicht, daß der Brennstoffstrahl vor der Brennkammeröffnung auf den Kolbenboden auftrifft, so daß ein Teil des abgelenkten Brennstoffes als Schleier über die Drennkammeröffnung abgewiesen wird und ein weiterer Teil durch den immer noch nach oben gehenden Kolben durch Quetschwirkung der -verdrängten Luft in die Brennkammer gelangt. Es ergeben sich sonach drei zeitlich versetzte Brennzonen während des Verbrennungsablaufes: zuerst die Zone des Auftreffens des Brennstoffstrahles auf dem Kolben, dann die Zone des über der Brennkammer reflektierten Strahlanteiles und schließlich die Hauptverbrennung des in die Brennkammer gelangenden Brennstoffanteiles zusammen mit dem darin befindlichen großen Luftanteil. Durch diesen Verbrennungsablauf erklärt sich der ruhige Gang der Maschine.
Ein niedriger Brennstoffverbrauch ergibt sich dabei- aus der guten Gemischbildung, die durch das Auftreffen des gebündelten Brennstoffstrahles auf dem ebenen Boden vor der Brennraumöffnung erreicht wird. Eine günstige thermische Auslastung wird dadurch gewährleistet, daß der Zylinderdeckel denkbar einfach gestaltet werden kann, der außer den Ventilen für Ein- und Auslaß lediglich die Einspritzdüse trägt. Von dem Zylinderdeckel ist also keine Wärme aus einem zusätzlich darin untergebrachten Brennraum abzuführen. Hierdurch ergibt sich außer einem niedrigen Brennstoffverbrauch auch eine niedrige thermische Auslastung der Maschine.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgebildete schnellaufende Viertaktkleindieselmaschine beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder mit Kolben und Zylinderkopf einer luftverdichtenden Einspritzbrennkraftmaschine mit sehr kleinem Hubvolumen, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kolben einer Maschine nach Fig. 1 und Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolben einer Maschine mit seitlich versetzt angeordneter Brennkammer.
In dem Zylinder 1, der durch den ebenen, mit hängend angeordneten Ventilen 2 versehenen Zylinderkopf 3 abgeschlossen ist, befindet sich der mit der im Ouerschnitt omegaförmigen Brennkammer 4 versehene Kolben 5. Das Verhältnis vom Hubvolumen im Zylinder 1 zum Volumen der Brennkammer 4 soll möglichst einen Wert zwischen 40 und 50, vorzugsweise jedoch von 45, besitzen. Das Verhältnis vom Durchmesser 6 der Brennkammeröffnung 7 im Boden des Kolbens 5 zum Durchmesser 8 der Brennkammer 4 an der weitesten Stelle beträgt etwa 0,4. Der Winkel a des Kegels 9 am Boden der Brennkammer 4 beträgt 120°, wobei der größte Durchmesser 10 des Kegels 9 etwa den halben Wert des größten Kammerdurchmessers 8 einnimmt. Wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Brennkammer 4 zentral im Kolben 5 angeordnet. Die als Drosseldüse mit 0° Einspritzwinkel ausgebildete Einspritzdüse 11 liegt unter dem Winkel (@ = 30° geneigt zur Ebene des Zylinderkopfes 3 in diesem derart, daß die Einspritzdüse auf den Boden des Kolbens 5 und nicht in die Brennkammer 4 spritzt.
Wenn die Anordnung der Ventile im Zylinderkopf einen seitlichen Versatz der Brennkammer 4 im Kolben 5 erforderlich macht, können die bei einem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 erzielbaren Vorteile noch erreicht werden, wenn gemäß Fig._3 der seitliche Versatz e maximal 4% vom Durchmesser des Kolbens 5 beträgt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Luftverdichtende, mit Selbstzündung arbeitende Viertakteinspritzbrennkraftmaschine, insbesondere mit sehr kleinem Hubvolumen, mit einer schräg zur Zylinderachse im Zylinderkopf angeordneten Einspritzdüse und einem Kolben, der einen ebenen und senkrecht zur Hubrichtung angeordneten Boden aufweist, in dem eine im Querschnitt etwa omegaförmige Brennkammer mit verengter öffnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (4) in an sich bekannter Weise zentral oder höchstens um 4% des Kolbendurchmessers außerhalb der Kolbenmitte angeordnet ist und daß ferner als Einspritzdüse (11) eine Drosseldüse mit 0° Spritzwinkel Verwendung findet, die unter einem Winkel (ß) von etwa 30" zum Kolbenboden geneigt derart angeordnet ist, daß der Brennstoff beim Einspritzen vor der Öffnung (7) der Brennkammer (4) auf den ebenen Teil des Kolbenbodens auftrifft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1032 597; schweizerische Patentschrift Nr. 287 664; belgische Patentschrift Nr. 529 632; britische Patentschriften Nr. 448 061, 807 712.