DE1526316C3 - Brennraum für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine F i g. 2 einen Längsschnitt durch den erf indungsge-

der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, mäßen Brennraum nach einem Schnitt II-II in

daß ihr Verhalten bei Verwendung verschiedenarti- Fig. 1.

ger, insbesondere schwersiedender Kraftstoffe sowie Der hier kugelförmig (F i g. 2) ausgebildete Brenn-

das Kaltstartverhalten wesentlich verbessert werden. S rauml ist gleichachsig mit dem Kolben 2 und dem

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 lie-

tung 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 lenS, 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 Fig. 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 Schirm-

stärkte Voroxydation des Kraftstoffes bewirken. ventil oder durch einen Drallkanal eingeleiteten

Die treppenartigen Stufen verlaufen dabei in der kreisenden Luftströmung (Pfeil 8) abgelöst und mit

Regel parallel zur Zylinderlängsachse, sie können der Verbrennungsluft vermischt, wobei ein brennba-

aber auch innerhalb eines Winkels zu ihr liegen, der ao res Kraftstoffdampf-Luft-Gemisch entsteht. Die Zün-

kleiner als 90° ist. Als Weiterbildung der Erfindung dung erfolgt mittels des Restkraftstoffes, derunmittel-

wird schließlich vorgeschlagen, mindestens eine der bar zerstäubt in die Verbrennungsluft gelangt ist, und

treppenartigen Stufen in dem Bereich der Auftreff- zwar durch Randablösung von den der wandverteilten

stelle des Kraftstoffstrahles auf die Brennraumwand Auftragung des Kraftstoffes dienenden Kraftstoff-

zu legen. as strahlen. Hierfür kann aber auch ein besonderer,

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 30 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, um

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines dann anschließend wieder auf die Brennraumwand zu

Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es 35 gelangen (F i g. 1). Die an dieser Stufe entstehenden

zeigt Sekundärwirbel in der kreisenden Verbrennungsluft

F i g. 1 einen in einen Kolben angeordneten Brenn- bewirken in Verbindung mit dem vorübergehend von

raum gemäß der Erfindung nach einem Schnitt I-I in der Brennraumwand abgelösten Kraftstoff die ver-

F i g. 2, stärkte Voroxydation des Kraftstoffes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

verfahren arbeiten, sind bereits durch die deutsche Patentansprüche: Patentschrift 865 683 bekannt. Zur Durchführung des Verfahrens können die verschiedenartigsten

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.

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 Dampffonn \ 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 venneimehrere 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 ferner

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-

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. 40 fes in Dampfform von den Nutkanten entstehen so

4. Brennraum nach Anspruch 1, dadurch ge- zusätzliche Sekundärwirbel, die eine weitere Bekennzeichnet, daß die Stufen der Brennraum- schleunigung des Mischvorganges bringen.

wand in einem Winkel zur Zylinderlängsachse Abgesehen davon, daß bei einer derartig kompli-

liegen, der kleiner als 90° ist. zierten Brennraumausbildung der Kraftstoffilm

45 durch die Nuten und Nutkanten zwangsläufig unterschiedliche Stärken erhält, wird sowohl beim Lufteintritt in den Brennraum als auch beim Luftaustritt

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-

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 Dampffonn 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 einer

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.

Luftverdichtende Brennkraftmaschinen, die nach Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe es

dem beschriebenen Einspritz- und Gemischbildungs- ist, einen in seiner Form einfachen Brennraum für