DE1451635C - Injection internal combustion engine. especially four-stroke diesel engine for motor vehicles with a combustion chamber in the piston - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritz-Brennkraftmaschine, insbesondere eine Viertakt-Dieselmaschine für Kraftfahrzeuge, bei welcher der Kraftstoff durch eine zentral oder angenähert zentral im Zylinderkopf angeordnete Düse in mehreren Strahlen in einen im Kolbenboden angeordneten, aus mehreren kreisförmigen und in gleichem Abstand von der Düse liegenden Ausnehmungen und einem konzentrisch zur Düsenachse ausgesparten, die Ausnehmungen miteinander verbindenden Raum bestehenden Brennraum derart eingespritzt wird, daß er in flüssigem Zustand auf die Wände der Ausnehmungen auftrifft, dort verdampft und von Luftwirbeln aufgenommen wird, die durch einen um die Zylinderachse kreisenden Verbrennungsluftwirbel in den Ausnehmungen hervorgerufen sind.The invention relates to an injection internal combustion engine, in particular a four-stroke diesel engine for motor vehicles, in which the fuel runs through a nozzle arranged centrally or approximately centrally in the cylinder head in several jets in one im Piston head arranged, made up of several circular and equidistant from the nozzle Recesses and one recessed concentrically to the nozzle axis, the recesses with one another connecting space existing combustion chamber is injected so that it is in the liquid state impinges on the walls of the recesses, evaporates there and is absorbed by vortices of air that caused by a combustion air vortex in the recesses circling around the cylinder axis are.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (britische Patentschrift 833 683) ist die tangential einströmende Luft gezwungen, jede der Kammern quer anzuströmen, wobei in jeder dieser Kammern ein Wirbel im gleichen Sinn des Hauptwirbels entsteht.In a known internal combustion engine of this type (British patent specification 833 683) the is tangential Incoming air forced to flow across each of the chambers, in each of these chambers a vortex is created in the same sense as the main vortex.

Aufgabe der Erfindung ist es, dem Brennraum im Kolben eine solche Form zu geben, daß in den Ausnehmungen eine gegen die Richtung des Einströmwirbeis gerichtete Wirbelströmung entsteht.The object of the invention is to give the combustion chamber in the piston such a shape that in the recesses a vortex flow directed against the direction of the inflow vortex arises.

Zweck der Erfindung ist die Mischung von Verbrennungsluft und Kraftstoffdampf gegenüber jenen Brennkraftmaschinen zu verbessern, bei denen mehrere völlig voneinander getrennte, als Wirbelkammern wirkende Vertiefungen im Kolbenboden vorliegen oder bei denen eine zentral aufragende Erhebung zwischen diesen Kammern bis nahe an den Zylinderkopfboden heranreicht und dort bei innerer Kolbentotlage lediglich einen dicht vor der Düse liegenden Durchtrittsspalt freiläßt.The purpose of the invention is to mix combustion air and fuel vapor over them To improve internal combustion engines, in which several completely separate, as vortex chambers Acting depressions are present in the piston crown or in which there is a centrally rising elevation between these chambers comes close to the bottom of the cylinder head and there with the piston dead center leaves only a passage gap lying close to the nozzle.

Die Erfindung besteht darin, daß der konzentrisch zur Düsenachse ausgesparte Raum, vom Kolbenboden aus gemessen, halb so tief ist wie die Ausnehmungen und eine zylindrische Grundform aufweist, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie der Durchmesser jeder Ausnehmung.The invention consists in that the space recessed concentrically to the nozzle axis, from the piston crown measured, is half as deep as the recesses and has a cylindrical basic shape, whose diameter is at least as large as the diameter of each recess.

Weiterhin ist es denkbar, daß der Kraftstoff in an sich bekannter Weise in so viel Strahlen eingespritzt wird, als durch den zentral ausgesparten Raum miteinander verbundene Ausnehmungen vorhanden sind, und die Kraftstoffstrahlen in Richtung der in den Ausnehmungen kreisenden Luftwirbel tangential in die Ausnehmungen eintreten und dort im oberen Drittel ihrer Wand auftreffen.Furthermore, it is conceivable that the fuel is injected in as many jets as is known per se is present as recesses connected to one another by the centrally recessed space and the fuel jets are tangential in the direction of the air vortices circling in the recesses enter the recesses and meet there in the upper third of their wall.

Wie die F i g. 1 als Ausführungsbeispiel zeigt, weist der Kolben 4 konzentrische und gleichmäßig um die Kolbenmitte herum verteilte napfförmige, jeweils eine Wirbelkammer bildende Ausnehmungen 2. auf, die oberhalb eirier zentralen Kolbenerhebung 3 mit einem lediglich durch schmale Wandstege 4 ausgesparten Raum 5 miteinander in Verbindung stehen, der etwa halb so hoch ist, wie die als Wirbelnäpfe ausgebildeten Ausnehmungen 2 tief sind, und der mindestens einen Durchmesser von solcher Größe hat, daß er der zunächst als Horizontalwirbel über dem Kolben im Zylinderraum kreisenden Luft die Bildung eines zwischen den Wirbelnäpfen kreisenden zentralen Wirbels in der Mitte der Kolbenbodenausnehmung ermöglicht. Gleichfalls zentral über der 6g Kolbenbodenerhebung ragt vom Zylinderkopf 6 eine Kraftstoff-Einspritzdüse 7 nach unten, die entsprechend der vorhandenen Anzahl von vier Wirbelnäpfen 2 den Kraftstoff in vier Strahlen 8 quer durch den Zentralwirbel W hindurch in Drehrichtung der in den Wirbelnäpfen kreisenden Luft derart einspritzt, daß die Strahlen tangential auf deren Wand auftreffen. Die Einlaßventile sind mit 9 und die Auslaßventile mit 10 bezeichnet.As the F i g. 1 shows as an exemplary embodiment, the piston 4 has concentric and evenly distributed cup-shaped recesses 2, each forming a swirl chamber, which are distributed evenly around the center of the piston and which are connected to each other above a central piston elevation 3 with a space 5 which is only recessed by narrow wall webs 4, the is about half as high as the recesses 2 designed as vertebral bowls are deep, and which has at least a diameter of such a size that it creates the formation of a central vortex circling between the vertebral bowls in the cylinder chamber of the air initially circulating as a horizontal vortex above the piston Center of the piston crown recess allows. Likewise, centrally above the 6g piston crown elevation, a fuel injection nozzle 7 protrudes downward from the cylinder head 6, which injects the fuel in four jets 8 across the central vortex W in the direction of rotation of the air circulating in the vortex cups in accordance with the number of four vortex cups 2 available, that the rays hit the wall tangentially. The inlet valves are denoted by 9 and the exhaust valves by 10.

Die Wirkungsweise der Erfindung ergibt sich bei der Betrachtung der Figuren ohne weiteres. Die in den Zylinderraum eintretende, zunächst als Horizontahvirbel über dem Kolben kreisende Verbrennungsluft bildet zunächst einen über der Kolbenerhebung 3 kreisenden Luftwirbel W innerhalb der Kolbenausnehmung 5 und veranlaßt die in den Wirbelnäpfen 2 eintretende Luft gleichfalls zu einer Wirbelbewegung w in umgekehrter Richtung, welche die von den Wänden der Wirbelnäpfe sich ablösenden Brennstoffdämpfe aufnimmt und mitreißt. Durch den Umstand, daß die Wirbelnäpfe 2 über dem zentralen Raum 5 mit größeren Querschnitten mit diesem in Verbindung stehen, werden in den einzelnen Wirbelnäpfen auftretende Unterschiede des Mischungs- und Verbrennungsablaufes sofort ausgeglichen.The mode of operation of the invention is readily apparent when looking at the figures. The combustion air entering the cylinder space, initially circling as a horizontal vortex above the piston, initially forms an air vortex W circling above the piston elevation 3 within the piston recess 5 and also causes the air entering the vortex bowls 2 to swirl w in the opposite direction, which the Walls of the vortex bowls absorbs and entrains detaching fuel vapors. Due to the fact that the vortex bowls 2 are connected to the central space 5 with larger cross-sections, differences in the mixing and combustion processes occurring in the individual vortex bowls are immediately compensated for.

Für die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 4 wird nur Schutz im Zusammenhang mit den im Hauptanspruch enthaltenen Merkmalen begehrt.For the subjects of claims 2 to 4 protection is only given in connection with the main claim The features contained in it are in great demand.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einspritzbrennkraftmaschine, insbesondere Viertaktdieselmaschine für Kraftfahrzeuge, bei welcher der Kraftstoff durch eine zentral oder angenähert zentral im Zylinderkopf angeordnete Düse in mehreren Strahlen in einen im Kolbenboden angeordneten, aus mehreren kreisförmigen und in gleichem Abstand von der Düse liegenden Ausnehmungen und einem konzentrisch zur Düsenachse ausgesparten, die Ausnehmungen miteinander verbindenden Raum bestehenden Brennraum derart eingespritzt wird, daß er in flüssigem Zustand auf die Wände der Ausnehmungen auf trifft, dort verdampft und von Luftwirbeln aufgenommen wird, die durch einen um die Zylinderachse kreisenden Verbrennungsluftwirbel in den Ausnehmungen hervorgerufen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der konzentrisch zur Düsenachse ausgesparte Raum (5), vom Kolbenboden aus gemessen, halb so tief ist wie die Ausnehmungen (2) und eine zylindrische Grundform aufweist, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie der Durchmesser jeder Ausnehmung. 1. Injection internal combustion engine, in particular four-stroke diesel engine for motor vehicles which the fuel through a centrally or approximately centrally arranged in the cylinder head Nozzle in several jets into one of several circular jets arranged in the piston crown and at the same distance from the nozzle recesses and one concentric to the Recessed nozzle axis, the space connecting the recesses with one another Combustion chamber is injected in such a way that it is in a liquid state on the walls of the recesses on hits, evaporated there and from vortices of air is absorbed by a combustion air vortex circling around the cylinder axis are caused in the recesses, characterized in that the concentric The space (5) left open to the nozzle axis, measured from the piston crown, is half as deep like the recesses (2) and has a cylindrical basic shape, the diameter of which is at least is as large as the diameter of each recess. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in an2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the fuel in on . sich bekannter Weise in so viel Strahlen eingespritzt wird, als durch den zentral ausgesparten Raum (5) miteinander verbundene Ausnehmungen (2) vorhanden sind, und die Kraftstoffstrahlen in Richtung der in den Ausnehmungen kreisenden Luftwirbel tangential in die Ausnehmungen eintreten und dort im oberen Drittel ihrer Wand auftreffen.. is known to be injected in as many rays as through the central recess Space (5) interconnected recesses (2) are present, and the fuel jets in the direction of the air vortices circling in the recesses tangentially into the recesses enter and hit there in the upper third of their wall. 3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und I₁ dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise vier Ausnehmungen (2) gleichmäßig über den Umfang des zentral ausgesparten Raumes (5) verteilt sind.3. Internal combustion engine according to claims 1 and I _1, characterized in that four recesses (2) are distributed evenly over the circumference of the centrally recessed space (5) in a manner known per se. 4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekenn-4. Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, marked zeichnet durch eine derartige Anordnung der äußeren Ausnehmungen (2) zur zentralen Ausnehmung (5), daß — wie an sich bekannt — zwischen den ersteren schmale Stege mit konkaven Stirnflächen (4) verbleiben.is characterized by such an arrangement of the outer recesses (2) to the central recess (5) that - as is known per se - between the former narrow webs with concave End faces (4) remain. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings