DE1526322A1 - Einspritzverfahren fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents
Einspritzverfahren fuer BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, Aktiengesellschaft
Augsburg
Stadtbachstr. 1
Stadtbachstr. 1
M 69 117 Ia/46a2
(P. B. 2404) Augsburg, den 26. März 1969
Einspritzverfahren für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit im Kolben
liegendem im wesentlichen rotationskörperförmigem Brennraum und
etwa zentral im Zylinderdeckel angeordneter Düse, welche den Brenn»
stoff annähernd radial auf die Brennraumwand aufspritzt, von welcher er durch die im Brennraum rotierende Luft abgelöst, mit dieser vermischt
und verbrannt wird, wobei die Brennraumwandfläche im Bereich
der auftreffenden Strahlen gegen die Brennraumachse hin zur Vergrößerung der Fläche vorspringend ausgebildet ist.
Bei Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung durch eine zentral
angeordnete Düse soll nach Möglichkeit eine Wandberührung des eingespritzten Kraftstoffs vermieden werden, weil dabei der zwangsweise
senkrecht auf die Wand aufgebrachte Kraftstoff ohne Anwendung besonderer Maßnahmen nicht mehr rechtzeitig verdampft und verbrannt werden
kann, so daß die Verbrennung und damit auch der Wirkungsgrad schlecht wird.
Andererseits ist auch ein Verbrennungsverfahren bekannt, bei welchem
der Kraftstoff bewußt in einem dünnen Film auf die Brennraumwand tangential aufgespritzt und zugleich der einströmenden Luft eine Drehbewegung
hoher Geschwindigkeit verliehen und die Brennraumwand auf einer
solchen Temperatur gehalten wird, daß der Kraftstoff in Dampfform aber vollständig von der Wand abgelöst, vermischt und verbrannt wird.
Ein derartiges Verfahren zeichnet sich durch eine ruß- und klopffreie Verbrennung aus. BAD
909887/0551 ./.
Die Anwendung dieses Verfahrens erfordert jedoch eine spezielle kugelförmige
Gestalt des Brennraums und insbesondere eine besondere Lage der Einspritzdüse, nämlich tangential zur Oberfläche des kugeligen
Brennraums, da sonst ein rückprallfreies filmartiges Aufspritzen des Brennstoffs nicht gewährleistet ist.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die durch die
Wandverteilung des Kraftstoffs erzielbaren Vorteile auch bei Brennkraftmaschinen
mit zentral angeordneter Düse zu nützen. Dies kann bei einer Brennkraftmaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch
ermöglicht werden, daß die Wand des Brennraums in der Nähe des oberen Randes mit sich in Richtung der Luftdrehung radial verbreiternden,
über einen Teil des Umfangs reichenden Rippen versehen ist, die jeweils in der Nähe der Brennstoffauftreffstelle beginnen. Durch diese Verrippung
kann infolge der Oberflächenvergrößerung die Verdampfungsgeschwindigkeit von der Brennraumwand weg auf die erforderliche Höhe gebracht
werden. Gleichzeitig wird damit verhindert, daß die nach Einsetzen der Verbrennung im Bereich des Bodens der Mulde auftretende Expansionsströmung in Richtung auf den Zylinderraum oder die Kolbenbewegung in
Verbindung mit der Trägheit des Kraftstoffes auf der Wandung den auf der Wand verteilten Kraftstoff nach oben in die kalten Zonen nahe dem Zylinder·
kopf wegträgt, in denen die für das Verdampfen erforderliche hohe Temperatur nicht mehr vorhanden ist.
Es sind zwar Brennkraftmaschinen mit im Kolben liegendem Brennraum
bekannt, wobei im Ubertrittskanal schräg radial verlaufende Nuten vorgesehen
sind. Diese dienen jedoch nur zur Begünstigung des Ablösevorgangs des als dünner Film direkt von einer außermittigen Düse auf die
Wand aufgetragenen Brennstoffs.
Bei einer anderen bekannten Ausführung, bei der ebenfalls der Kraftstoff
als dünner Film direkt auf die Wand aufgetragen wird, sind auf dem Großteil der Brennraummantelfläche Rillen vorgesehen, durch welche die
909887/0551 BAD A
Oberflächenrauhigkeit vergrößert wird, und durch welche durch Fangwirkung
eine Veränderung der Kraftstoffverteilung auf der Wand infolge der bei der Kolbenbewegung auftretenden Beschleunigungskräfte verhindert
werden soll.
Es ist auch ein Brennkraftmaschinenkolben mit rotationskörperförmigem
Brennraum bekannt, in welchen von einer zentral aber schräg angeordneten Düse der Brennstoff eingespritzt wird. Eine Ausbreitung des Brennstoffs
auf der Brennraumwand kann hier jedoch nicht erfolgen, weil der Brennstoff jeweils kurz vor einer achsparallelen Wirbelkante aufgespritzt
wird.
Bei einer anderen bekannten Brennkraftmaschine ist im rotationskörperförmigen
Brennraum des Kolbens im Bereich der auftreffenden Brennstoff-Strahlen dessen Oberfläche zwar durch eine Anzahl Warzen vergrößert,
die jedoch nicht in der Nähe des oberen Randes vorgesehen sind. Die dicht beieinanderliegenden Warnen verhindern jedoch die Ausbreitung des
Brennstoff-ilms und damit die Verringerung der Schichtstärke.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Kolbenboden Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II der Fig. 1.
Im Kolben 1 ist in bekannter Weise zentral ein rotationskörperförmiger
Brennraum 2 vorgesehen, auf dessen Wand der Kraftstoff durch eine etwa
koaxial angeordnete Düse 3 an einer oder mehreren Stellen annähernd
senkrecht aufgespritzt wird. Um die Verdampfungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist der Brennraum in der Nähe seines oberen Randes mit einer oder
mehreren über einen Teil des Umfangs reichenden Rippen 4 versehen, die
in den Brennraum vorstehen, wulstförmigen Querschnitt aufweisen und im
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Bereich des oder der auftreffenden Brennstoffstrahlen in die Brennraum·
wand verlaufen. Die Zahl der Rippen 4 in Umfange richtung entspricht der Anzahl Brennstoffstrahlen. Der zweckmäßigerweise am Beginn der Verrippung
auf die Brennraumwand aufgetragene Brennstoff wird durch die im Brennraum rotierende Luftbewegung, die in bekannter Weise durch
Drallkanäle, Wirbelschirme oder dgl. erzeugt wird, auf der Brennraumwand bzw. den Rippen ausgebreitet und kann hier infolge der hohen Wandtemperatur
und seiner geringen Stärke schnell verdampfen. Im weiteren Verlauf wird der Brennstoff in Dampfform durch die weiterhin kreisende
Luftbewegung in bekannter Weise allmählich von der Wand abgelöst, vermischt und verbrannt.
Um eine möglichst schnelle Verdampfung zu erzielen, können beispieleweise
die Rippen 4 auf einem in den Kolben eingegossenen ringförmigen Einsatz 5^ z. B. aus Stahl angeordnet sein. Durch geeignete Formgebung
(siehe Fig. Z), bei welcher sich der Ring vom obersten Kolbenring bis
zur Mitte des oberen Kolbenbodens, also in Bereichen erstreckt; in denen
bekanntlich hohe Temperaturen herrschen, kann die Verdampfung wesentlich beschleunigt werden·
Durch Anbringung ringförmiger Schlitze 6 kann zusätzlich die Wärmeabfuhr
aus den Rippen 4 vermindert werden.
Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Claims (5)
1. Brennkraftmaschine mit im Kolben liegendem im wesentlichen rotationskörperförmigem
Brennraum und etwa zentral im Zylinderdeckel angeordneter Düse, welche den Brennstoff annähernd radial auf die
Brennraumwand aufspritzt,. von welcher er durch die im Brennraum rotierende Luft abgelöst, mit dieser vermischt und verbrannt wird,
wobei die Brennraumwandfläche im Bereich der auftreffenden Strahlen
gegen die Brennraumachse hin zur Vergrößerung der Fläche vorspringend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des
Brennraums (2) in der N'ihe des oberen Randes mit sich in Richtung
der Luftdrehung radial verbreiternden, über einen Teil des Umfangs
reichenden Rippen (4) versehen ist, die jeweils in der Nähe der Brennstoffauftreffstelle
beginnen.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine oder mehrere Rippen (4) pro Einspritzstrahl am Umfang verteilt angeordnet sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rippen (4) bzw. Rippenbündel an einem in den Kolben (1) eingesetzten
sich ringförmig vom Kolbenboden bis in den Bereich des obersten Kolbenrings erstreckenden ringförmigen Einsatz (5) angeordnet
sind.
BAD ORIGINAL 909887/0551
152632?
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch Z und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der ringförmige Einsatz (5) aus gut wärmeleitendem Ma« terial besteht.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rippen (4) etwa über 1/3 der Brennraumtiefe reichen.
BAD ORIGINAL
909887/0651
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM0069117 | 1966-04-09 |
Publications (3)
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---|---|
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DE1526322B2 DE1526322B2 (de) | 1973-07-05 |
DE1526322C3 DE1526322C3 (de) | 1974-01-31 |
Family
ID=7312901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1526322A Expired DE1526322C3 (de) | 1966-04-09 | 1966-04-09 | Einspritz-Brennkraftmaschine mit im Kolben angeordnetem Brennraum |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1526322C3 (de) |
SE (1) | SE309133B (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3933143A (en) * | 1973-05-30 | 1976-01-20 | Mahle Gmbh | Combustion chamber protection means |
DE3701722A1 (de) * | 1987-01-22 | 1988-08-04 | Opel Adam Ag | Brennkraftmaschine, insbesondere fuer kraftfahrzeuge |
DE3248925C2 (de) * | 1981-07-31 | 1995-02-23 | Ae Plc | Kolben mit Verbrennungseinsatz |
DE19829384A1 (de) * | 1998-07-01 | 2000-01-05 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Kolben für eine Diesel-Brennkraftmaschine |
US20160102596A1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-14 | Mahle Industries, Incorporated | Piston crown cooling feature for diesel engines |
-
1966
- 1966-04-09 DE DE1526322A patent/DE1526322C3/de not_active Expired
-
1967
- 1967-03-03 SE SE2959/67A patent/SE309133B/xx unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE309133B (de) | 1969-03-10 |
DE1526322B2 (de) | 1973-07-05 |
DE1526322C3 (de) | 1974-01-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |