DE1526316B2 - COMBUSTION CHAMBER FOR AN AIR-COMPRESSING, SELF-IGNITING COMBUSTION MACHINE - Google Patents

COMBUSTION CHAMBER FOR AN AIR-COMPRESSING, SELF-IGNITING COMBUSTION MACHINE

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DE1526316B2 DE1957M0064218 DEM0064218A DE1526316B2 DE 1526316 B2 DE1526316 B2 DE 1526316B2 DE 1957M0064218 DE1957M0064218 DE 1957M0064218 DE M0064218 A DEM0064218 A DE M0064218A DE 1526316 B2 DE1526316 B2 DE 1526316B2
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Description

3 43 4

eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine F i g. 2 einen Längsschnitt durch den erf indungsge-an air-compressing injection internal combustion engine F i g. 2 a longitudinal section through the invention

der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, mäßen Brennraum nach einem Schnitt H-II inof the type described at the outset in such a way that the combustion chamber would be after a section H-II in

daß ihr Verhalten bei Verwendung verschiedenarti- Fig. 1.that their behavior when used in different ways- Fig. 1.

ger, insbesondere schwersiedender Kraftstoffe sowie Der hier kugelförmig (F i g. 2) ausgebildete Brenn-ger, especially high-boiling fuels as well as the spherical (Fig. 2) formed fuel

das Kaltstartverhalten wesentlich verbessert werden. 5 raum 1 ist gleichachsig mit dem Kolben 2 und demthe cold start behavior can be significantly improved. 5 space 1 is coaxial with piston 2 and the

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch ge- hier nicht weiter dargestellten Zylinder im Kolben löst, daß in der Brennraumwand mehrere quer zur der Maschine angeordnet. Der Kraftstoff wird über Einspritzrichtung des Kraftstoffes und quer zur Rieh- eine Düse 4, die im Kopf des Zylinders schräg Hetung der Luftströmung verlaufende, derart ausgebil- gend angeordnet ist, in den Brennraum eingebracht, dete Stufen angeordnet sind, daß der sich an der io Der wesentliche Teil des eingebrachten Kraftstoffes Brennraumwand filmartig ausbreitende Kraftstoff die wird durch zwei geschlossene, kurze Kraftstoffstrah-Stufen überspringt, um anschließend wieder auf die Ien5, 6, die unter einem spitzen Winkel auf die Brennraumwand zu gelangen, so daß die sich an den Brennraumwand gerichtet sind, auf diese filmartig Stufen ausbildenden Sekundärwirbel der kreisenden aufgetragen. In F i g. 1 ist der Kraftstoffilm mit 7 be-Verbrennungsluft in Verbindung mit dem vorüberge- 15 zeichnet. Dieser Kraftstoffilm wird stetig von der im hend von der Wand abgelösten Kraftstoff eine ver- Verbrennungsraum, beispielsweise durch ein Schirmstärkte Voroxydation des Kraftstoffes bewirken, ventil oder durch einen Drallkanal eingeleitetenAccording to the invention, the object is achieved in that the cylinder in the piston, not further illustrated here, is arranged in the combustion chamber wall transversely to the engine. The fuel is introduced into the combustion chamber via the injection direction of the fuel and transversely to the pipe The essential part of the fuel introduced into the combustion chamber wall, which spreads like a film, is skipped through two closed, short fuel jet stages in order to then return to the Ien5, 6, which reach the combustion chamber wall at an acute angle so that it is directed towards the combustion chamber wall are applied to these secondary vortices of the circling, which form steps like a film. In Fig. 1 shows the fuel film with 7 combustion air in connection with the 15 above. This fuel film is continuously fed into a combustion chamber, for example by means of a shielded pre-oxidation of the fuel, valve or through a swirl duct, caused by the fuel, which is detached from the wall

Die treppenartigen Stufen verlaufen dabei in der kreisenden Luftströmung (Pfeile) abgelöst und mitThe stair-like steps run in the circling air flow (arrows) detached and with

Regel parallel zur Zylinderlängsachse, sie können der Verbrennungsluft vermischt, wobei ein brennba-Usually parallel to the longitudinal axis of the cylinder, they can be mixed with the combustion air, whereby a combustible

aber auch innerhalb eines Winkels zu ihr liegen, der so res Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch entsteht. Die Zün-but also lie within an angle to it, the so res fuel vapor-air mixture is created. The ignition

kleiner als 90° ist. Als Weiterbildung der Erfindung dung erfolgt mittels des Restkraftstoffes, der unmittel-is less than 90 °. As a further development of the invention, training takes place by means of the residual fuel, which is

wird schließlich vorgeschlagen, mindestens eine der bar zerstäubt in die Verbrennungsluft gelangt ist, undFinally, it is proposed that at least one of the bar has reached the combustion air in atomized form, and

treppenartigen Stufen in dem Bereich der Auftreff- zwar durch Randablösung von den der wandverteiltenstair-like steps in the area of the point of impact due to edge detachment from those distributed across the wall

stelle des Kraftstoffstrahles auf die Brennraumwand Auftragung des Kraftstoffes dienenden Kraftstoff-place the fuel jet on the combustion chamber wall application of the fuel serving fuel

zu legen. 25 strahlen. Hierfür kann aber auch ein besonderer,to lay. 25 rays. A special,

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die nicht weiter dargestellter Kraftstoffstrahl angewendet gestellte Aufgabe voll gelöst. Der Brennraum hat werden. Mit 9, 10, 11 sind die treppenartigen Stufen eine einfache Form, die durch die Stufen entstehen- an der Brennraumwand bezeichnet, die bei dem geden Sekundärwirbel bewirken eine auch bei Verwen- zeigten Ausführungsbeispiel parallel zur Zylinderdung schwersiedenden Kraftstoffen eine ausreichende 3° längsachse liegen. Der sich entlang an der Brenn-Voroxydation und stören, da sie im wesentlichen raumwand ausbreitende Kraftstoffilm 7 überspringt hinter den Stufen liegen, die rotierende Luftströmung beispielsweise beim Passieren der treppenartigen Stufe nicht oder nur unwesentlich. 11 eine kurze Strecke durch den Luftraum 12, umDue to the arrangement according to the invention, the fuel jet, not shown, is used task completely solved. The combustion chamber has to be. With 9, 10, 11 are the stair-like steps a simple shape that is created by the steps on the combustion chamber wall that are used in the Geden Secondary eddies produce a parallel to the cylinder manure, even when the embodiment shown is used high-boiling fuels have a sufficient 3 ° longitudinal axis. The one along the burning pre-oxidation and interfere, since they essentially jump over the fuel film 7 that spreads through the wall of the room behind the steps, the rotating air flow, for example when passing the stair-like step not or only insignificantly. 11 a short distance through the airspace 12 to

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines dann anschließend wieder auf die Brennraumwand zuThe invention is then back to the combustion chamber wall in the drawing on the basis of a

Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es 35 gelangen (F i g. 1). Die an dieser Stufe entstehendenExemplary embodiment shown schematically. 35 get there (FIG. 1). Those arising at this stage

zeigt Sekundärwirbel in der kreisenden Verbrennungsluftshows secondary eddies in the circulating combustion air

F i g. 1 einen in einen Kolben angeordneten Brenn- bewirken in Verbindung mit dem vorübergehend vonF i g. 1 a combustion effect arranged in a piston in connection with the temporary of

raum gemäß der Erfindung nach einem Schnitt I-I in der Brennraumwand abgelösten Kraftstoff die ver-space according to the invention after a section I-I in the combustion chamber wall detached fuel the

F i g. 2, stärkte Voroxydation des Kraftstoffes.F i g. 2, strengthened pre-oxidation of fuel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

1 2 verfahren arbeiten, sind bereits durch die deutsche Patentansprüche: Patentschrift 865 683 bekannt. Zur Durchführung des Verfahrens können die verschiedenartigsten1 2 work are already known from the German patent claims: Patent 865 683. The most varied of types can be used to carry out the process 1. Brennraum für eine luftverdichtende, selbst- Brennraumformen angewendet werden, wenn nur das zündende Brennkraftmaschine, der im Kolben 5 Grundprinzip eingehalten wird, d. h. wenn der Kraftder Maschine angeordnet und nach oben offen ist stoff in Form eines großflächigen Filmes auf die und der beim Verdichtungshub nahezu die ge- Brennraumwand aufgebracht wird und wenn eine zur samte Verbrennungsluft aufnimmt, wobei der Ablösung des Kraftstoffes ausreichende, geordnete Hauptteil des eingespritzten flüssigen Kraftstoffes Luftdrehung vorhanden ist. Aus Gründen der mögohne vorherige Zerstäubung durch einen oder io liehst guten strömungsmäßigen Ausnützung der Vermehrere Kraftstoffstrahlen in geschlossener brennungsluft sowie der einfachen Herstellung finden Strahlform bei kurzer freier Strahllänge der art im wesentlichen rotationskörperähnliche Brennräume im wesentlichen tangential auf die Brennraum- wie beispielsweise Kugelbrennräume, Ellipsoidwand aufgebracht wird, daß er sich dort über Brennräume oder ähnliche Anwendung.1. Combustion chamber for an air-compressing, self-combustion chamber forms are used if only the igniting internal combustion engine, which is adhered to in the piston 5 basic principle, ie when the power of the machine is arranged and open at the top, material in the form of a large film on the and the during the compression stroke Almost the combustion chamber wall is applied and when one absorbs all of the combustion air, with sufficient, orderly main part of the injected liquid fuel air rotation being present for the detachment of the fuel. For reasons of possibly prior atomization by one or more good flow-related utilization of the multiple fuel jets in closed combustion air as well as the simple production, the jet shape with a short free jet length of the kind essentially rotational body-like combustion chambers is applied essentially tangentially to the combustion chamber, such as spherical combustion chambers, ellipsoid wall that he is there via combustion chambers or similar application. einen großen Teil der Wandungsfläche als dünner 15 Bei derartigen Brennkraftmaschinen hat es sich geFilm ausbreitet, der durch eine zugeordnete Luft- zeigt, daß bei einem nicht ausreichend hohen Luftdrehung in Dampfform allmählich von der drall im Brennraum unter Umständen eine vollkom-Brennraumwand abgelöst, mit der Luft vermischt mene Kraftstoffablösung und damit eine Verschlech- und danach verbrannt wird, dadurch ge- terung der Gemischbildung sowie erhöhter Kraftkennzeichnet, daß in der Brennraumwand 20 stoffverbrauch auftreten können. Um dies zu vermeimehrere quer zur Einspritzrichtung des Kraftstof- den, wurde gemäß der deutschen Patentanmeldung fes und quer zur Richtung der Luftströmung (8) K 13 306Ia/46a2 vorgesehen, den Brennraum in , verlaufende, derart ausgebildete Stufen (9, 10, Richtung der Kolbenlängsachse zu unterteilen, wobei V 11) angeordnet sind, daß der sich an der Brenn- der obere Teil als Übertrittskanal für die Verbrenraumwand filmartig ausbreitende Kraftstoff (7) 25 nungsluft dient und der Kraftstoff nur auf dessen die Stufen (9, 10, 11) überspringt, um anschlie- Wand aufgetragen wird. Durch die so entstehenden ßend wieder auf die Brennraumwand zu gelan- zwei Rundlaufkanten wirken sowohl beim Lufteingen, so daß die sich an den Stufen (9, 10, 11) tritt in den Brennraum als auch beim Austritt zuausbildenden Sekundärwirbel der kreisenden sätzliche Quetschwirbel auf den Kraftstoff ein, die Verbrennungsluft in Verbindung mit dem vor- 30 eine schnellere Ablösung des Kraftstoffes von der übergehend von der Wand abgelösten Kraftstoff Brennraumwand und Vermischung mit der Luft beeine verstärkte Voroxydation des Kraftstoffes be- wirken. Um die Ablösung des Kraftstoffes und Verwirken, mischung noch weiter zu beschleunigen wurde fernera large part of the wall surface as thinner 15 In internal combustion engines of this type, there has been a spread of film which, by means of an associated air, shows that, if the air rotation in vapor form is not sufficiently high, a complete combustion chamber wall may gradually be replaced by the swirl in the combustion chamber, with the Air is mixed with fuel detachment and thus deterioration and is then burned, as a result of which the mixture formation is reduced and the force is increased, indicating that fuel consumption can occur in the combustion chamber wall 20. In order to avoid this, several transversely to the injection direction of the fuel, according to the German patent application fes and transversely to the direction of the air flow (8) K 13 306Ia / 46a 2 , the combustion chamber was provided in , running, steps (9, 10, direction to subdivide the piston longitudinal axis, whereby V 11) are arranged so that the fuel (7) 25 spreading like a film at the combustion chamber wall serves as a transfer channel for the combustion chamber wall and the fuel is only used at its stages (9, 10, 11 ) is skipped to then- wall is applied. Due to the resulting two circular edges reaching the combustion chamber wall, both the air congestion occurs, so that the secondary eddies that form at the steps (9, 10, 11) enter the combustion chamber and the secondary eddies that circling additional squeezing eddies on the fuel occur at the exit a, the combustion air in conjunction with the fuel cause a more rapid detachment of the fuel from the fuel wall, which has been detached from the wall, and mixing with the air causes increased pre-oxidation of the fuel. In order to accelerate the detachment and forfeiture of the fuel, the mixture was also used 2. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch ge- vorgesehen, in der Wand des als Übertrittskanal diekennzeichnet, daß mindestens eine der Stufen im 35 nenden oberen Brennraumes senkrecht zur resultie-Bereich der Auftreffstelle des Kraftstoffstrahles renden Luftbewegung zusätzliche Nuten und Nutauf der Brennraumwand liegt. kanten vorzusehen, durch die der aufgetragene Kraft-2. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that, in the wall of the as transfer channel, the characterizes that at least one of the steps in the upper combustion chamber is perpendicular to the result area Air movement creates additional grooves and grooves at the point of impact of the fuel jet the combustion chamber wall lies. to provide edges through which the applied force 3. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch ge- stoff und die vorbeistreichende Luft von der Wand kennzeichnet, daß die Stufen der Brennraum- abgelenkt werden. Nach dem Abheben des Kraftstofwand parallel zur Zylinderachse verlaufen. 4° fes in Dampfform von den Nutkanten entstehen so3. Combustion chamber according to claim 1, characterized by fabric and the passing air from the wall indicates that the stages of the combustion chamber are deflected. After lifting off the fuel wall run parallel to the cylinder axis. 4 ° fes in vapor form from the groove edges are created in this way 4. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch ge- zusätzliche Sekundärwirbel, die eine weitere Bekennzeichnet, daß die Stufen der Brennraum- schleunigung des Mischvorganges bringen.4. Combustion chamber according to claim 1, characterized ge additional secondary vortices, which denotes a further, that the stages of the combustion chamber accelerate the mixing process. wand in einem Winkel zur Zylinderlängsachse Abgesehen davon, daß bei einer derartig kompli-wall at an angle to the longitudinal axis of the cylinder. liegen, der kleiner als 90° ist. zierten Brennraumausbildung der Kraftstoffilmthat is smaller than 90 °. adorned combustion chamber design of the fuel film 45 durch die Nuten und Nutkanten zwangsläufig unterschiedliche Stärken erhält, wird sowohl beim Lufteintritt in den Brennraum als auch beim Luftaustritt45 is inevitably given different strengths due to the grooves and groove edges, both when the air enters in the combustion chamber as well as at the air outlet durch die Quetschwirbel und zusätzlichen Sekundärwirbel die ursprünglich angestrebte und erzeugte 50 geordnete Drehung der Verbrennungsluft um die Brennraumachse derart gestört, daß sie die ihr zuge-due to the squeeze eddies and additional secondary eddies the originally intended and generated 50 orderly rotation of the combustion air around the axis of the combustion chamber is disturbed in such a way that it Die Erfindung betrifft einen Brennraum für eine dachte Wirkung verliert. Von einer geordneten Geluftverdichtende, selbstzündende Brennkraftma- mischbildung und Verbrennung kann hier kaum schine, der im Kolben der Maschine angeordnet und noch gesprochen werden, so daß die dem Verfahren nach oben offen ist und der beim Verdichtungshub 55 der Kraftstoff-Wandungsauftragung anhaftenden nahezu die gesamte Verbrennungsluft aufnimmt, wo- Vorteile nahezu verlorengehen, zumal eine zu bei der Hauptteil des eingespritzten flüssigen Kraft- schnelle Kraftstoffablösung in Dampfform und soforstoffes ohne vorherige Zerstäubung durch einen oder tige, endgültige Vermischung mit der Luft erfolgt,
mehrere Kraftstoffstrahlen in geschlossener Strahl- Vielmehr hat sich herausgestellt, daß bei einerThe invention relates to a combustion chamber for a thought loses effect. An orderly air-compressing, self-igniting internal combustion mixture and combustion can scarcely be spoken of and arranged in the piston of the machine, so that the process is open to the top and almost all of the combustion air adhering to the compression stroke 55 of the fuel wall application picks up where- advantages are almost lost, especially since the main part of the injected liquid power- rapid fuel detachment in vapor form and immediate substance takes place without prior atomization by one or final mixing with the air,
multiple fuel jets in a closed jet Rather, it has been found that with one form bei kurzer freier Strahllänge derart im wesentli- 60 geordneten Luftdrehung lediglich die Voroxydation chen tangential auf die Brennraumwand aufgebracht des auf der Brennraumwand aufgetragenen Kraftwird, daß er sich dort über einen großen Teil der stoffilms durch kurzzeitige Ablösungen von der Wandungsfläche als dünner Film ausbreitet, der Brennraumwand wesentliche Vorteile, insbesondere durch eine zugeordnete Luftdrehung in Dampfform bei Verwendung von schwersiedenden Kraftstoffen allmählich von der Brennraumwand abgelöst, mit der 65 oder bezüglich des Kaltstartverhaltens erreicht wer-Luft vermischt und danach verbrannt wird. den können.form with a short free jet length such an essentially orderly air rotation only the pre-oxidation the force applied to the combustion chamber wall is applied tangentially to the combustion chamber wall, that he was there over a large part of the stoffilms by brief detachments from the Wall surface spreads out as a thin film, the combustion chamber wall significant advantages, in particular by an associated air rotation in vapor form when using high-boiling fuels gradually detached from the combustion chamber wall, with the 65 or with regard to the cold start behavior who reaches air mixed and then burned. the can. Luftverdichtende Brennkraftmaschinen, die nach Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe esAir-compressing internal combustion engines, which according to Here is where the invention begins, whose task it is dem beschriebenen Einspritz- und Gemischbildungs- ist, einen in seiner Form einfachen Brennraum fürthe injection and mixture formation described is a simple combustion chamber for
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Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977