DE1526322C3 - Injection internal combustion engine with a combustion chamber arranged in the piston - Google Patents

Injection internal combustion engine with a combustion chamber arranged in the piston

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Description

3 43 4

F i g. 1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen wird, auf der Brennraumwand bzw. den Rippen aus-Kolbenboden, gebreitet und kann hier infolge der hohen Wandtem-F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der F i g. 1. peratur und seiner geringen Stärke schnell verdamp-Im Kolben 1 ist in bekannter Weise zentral ein ro- fen. Im weiteren Verlauf wird der Brennstoff in tationskörperförmiger Brennraum 2 vorgesehen, auf 5 Dampfform durch die weiterhin kreisende Luftbewedessen Wand der Kraftstoff durch eine etwa koaxial gung in bekannter Weise allmählich von der Wand angeordnete Düse 3 an einer oder mehreren Stellen abgelöst, vermischt und verbrannt,
annähernd senkrecht aufgespritzt wird. Um die Ver- Um eine möglichst schnelle Verdampfung zu erziedampfungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist der len, können beispielsweise die Rippen 4 auf einem in Brennraum in der Nähe seines oberen Randes mit io den Kolben eingegossenen ringförmigen Einsatz 5, einer oder mehreren über einen Teil des Umfangs z.B. aus Stahl angeordnet sein. Durch geeignete reichenden Rippen4 versehen, die in den Brennraum Formgebung (s. Fig. 2), bei welcher sich der Ring vorstehen, wulstförmigen Querschnitt aufweisen und vom obersten Kolbenring bis zur Mitte des oberen im Bereich des oder der aufteffenden Brennstoff- Kolbenbodens, also in Bereichen erstreckt, in denen strahlen in die Brennraumwand verlaufen. Die Zahl 15 bekanntlich hohe Temperaturen herrschen, kann die der Rippen 4 in Umfangsrichtung entspricht der An- Verdampfung wesentlich beschleunigt werden,
zahl Brennstoffstrahlen. Der zweckmäßigerweise am Durch Anbringung ringförmiger Schlitze 6 kann Beginn der Verrippung auf die Brennraumwand auf- zusätzlich die Wärmeabfuhr aus den Rippen 4 vergetragene Brennstoff wird durch die im Brennraum mindert werden.F i g. 1 is a plan view of the piston head according to the invention, spread on the combustion chamber wall or the ribs of the piston head, and can here as a result of the high wall temperature. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1. The temperature and its low strength evaporate quickly. In the flask 1 there is a central oven in a known manner. In the further course, the fuel is provided in a stationary body-shaped combustion chamber 2, in the form of vapor through the still circling Luftbewedessen wall, the fuel is gradually detached from the wall in a known manner by an approximately coaxial nozzle 3, mixed and burned at one or more points,
is sprayed on approximately vertically. In order to increase the speed of evaporation as quickly as possible, the ribs 4 can, for example, be placed on an annular insert 5 cast in the combustion chamber near its upper edge with the piston, one or more over part of the circumference be arranged for example made of steel. Provided by suitable reaching ribs4, which are shaped into the combustion chamber (see Fig. 2), in which the ring protrudes, have a bead-shaped cross-section and from the top piston ring to the middle of the top in the area of the fuel piston head (s), i.e. in Extends areas in which rays run into the combustion chamber wall. The number 15 is known to prevail high temperatures, which corresponds to the ribs 4 in the circumferential direction, the evaporation can be significantly accelerated,
number fuel jets. The expediently by making annular slots 6 can start the ribbing on the combustion chamber wall - in addition, the heat dissipation from the ribs 4 is reduced by the fuel in the combustion chamber.

rotierende Luftbewegung, die in bekannter Weise 20 Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebenerotating air movement, which in a known manner 20 The invention is not limited to the above

durch Drallkanäle, Wirbelschirme od. dgl. erzeugt Ausführungsbeispiel beschränkt.by swirl channels, vortex screens od. The like. Generated embodiment limited.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

1 2 verbrannt wird. Eiti derartiges Verfahren zeichnet Patentansprüche: slc^ durch eine riiß- Und klopffreie Verbrennung aus. Die Anwendung dieses Verfahrens erfordert je-1 2 is burned. Such a method is characterized by patent claims: slc ^ by crack- and knock-free combustion. The application of this procedure requires every 1. Brennkraftmaschine mit im Kolben liegen- doch eine spezielle kugelförmige Gestalt des Brenndem im wesentlichen rotationskörperförmigem 5 raums und insbesondere eine besondere Lage der Brennraum und etwa zentral im Zylinderdeckel Einspritzdüse, nämlich tangential zur Oberfläche des angeordneter Düse, welche den Brennstoff annä- kugeligen Brennraums, da sonst ein rückprallfreies hemd radial auf die Brennraumwand aufspritzt, filmartiges Aufspritzen des Brennstoffs nicht gewährvon welcher er durch die im Brennraum rotie- leistet ist.1. Internal combustion engine with lying in the piston - but a special spherical shape of the Brenndem essentially rotational body-shaped 5 space and in particular a special location of the Combustion chamber and approximately centrally in the cylinder cover injection nozzle, namely tangential to the surface of the arranged nozzle, which brings the fuel to a near-spherical combustion chamber, otherwise a rebound-free shirt is sprayed radially onto the combustion chamber wall, film-like spraying of the fuel is not guaranteed which it is rotated through in the combustion chamber. rende Luft abgelöst, mit dieser vermischt und io Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung verbrannt wird, wobei die Brennraumwäüdfläche darin, die durch die Wandverteilung des Kraftstoffs im Bereich der auftrefferiden Strahlen g'egeii die erzielbäfeh Vorteile auch bei Brennkraftmaschinen Brennraumachse hin zur Vergrößerung der mit zentral angeordneter Düse zu nutzen. Dies kann Fläche vorspringend ausgebildet ist, dadurch bei einer Brennkraftmaschine der eingangs erwähngekennzeichnet, daß die Wand des Brenn- 15 ten Art erfindungsgemäß dadurch ermöglicht werraums (2) in der Nähe des oberen Randes mit den, daß die Wand des Brennraums in der Nähe des sich in Richtung der Luftdrehung radial ver- oberen Randes mit sich in Richtung der Luftdrehung breiternden, über einen Teil des Umfangs rei- radial verbreiternden, über einen Teil des Umfangs chenden Rippen (4) versehen ist, die jeweils in reichenden Rippen versehen ist, die jeweils in der der Nähe der Brennstoffauftreffstelle beginnen. ao Nähe der Brennstoffauftreffstelle beginnen. DurchRende air detached, mixed with this and io In contrast, there is the object of the invention is burned, with the combustion chamber wall surface therein, which is caused by the wall distribution of the fuel in the area of the rays that hit it, the advantages that can be achieved also with internal combustion engines To use the combustion chamber axis to enlarge the centrally arranged nozzle. This can Surface is formed protruding, characterized in the case of an internal combustion engine that is mentioned at the beginning, that the wall of the focal 15 th type according to the invention thereby enables space (2) near the top edge with the that the wall of the combustion chamber near the in the direction of the air rotation, the radially upper edge with itself in the direction of the air rotation widening, over part of the circumference rei- radially widening, over part of the circumference corresponding ribs (4) is provided, which is each provided in reaching ribs, each in the start near the fuel impact point. ao Start near the fuel impact point. Through 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, da- diese Verrippung kann infolge der Oberflächenverdurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere größerung die Verdampfungsgeschwindigkeit von der Rippen (4) pro Einspritzstrahl am Umfang ver- Brennraumwand weg auf die erforderliche Höhe geteilt angeordnet sind. bracht werden. Gleichzeitig wird damit verhindert,2. Internal combustion engine according to claim 1, that this ribbing can be due to the surface area characterized in that one or more increases the rate of evaporation from the Ribs (4) per injection jet on the circumference are divided away from the combustion chamber wall to the required height are arranged. be brought. At the same time it prevents 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, da- as daß die nach Einsetzen der Verbrennung im Bereich durch gekennzeichnet, daß die Rippen (4) bzw. des Bodens der Mulde auftretende Expansionsströ-Rippenbündel an einem in den Kolben (1) einge- mung in Richtung auf den Zylinderraum oder die setzten sich ringförmig vom Kolbenboden bis in Kolbenbewegung in Verbindung mit der Trägheit des den Bereich des obersten Kolbenrings erstrecken- Kraftstoffes auf der Wandung den auf der Wand verden ringförmigen Einsatz (5) angeordnet sind. 30 teilten Kraftstoff nach oben in die kalten Zonen nahe3. Internal combustion engine according to claim 2, that the after onset of combustion in the area characterized in that the ribs (4) or the bottom of the trough occurring expansions flow rib bundle at a cone in the piston (1) in the direction of the cylinder chamber or the are set in a ring shape from the piston crown up to piston movement in connection with the inertia of the the area of the top piston ring extending fuel on the wall verden on the wall annular insert (5) are arranged. 30 divided fuel up into the cold zones close by 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 und 3, dem Zylinderkopf wegträgt, in denen die für das dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Verdampfen erforderliche hohe Temperatur nicht Einsatz (5) aus gut wärmeleitendem Material be- mehr vorhanden ist.4. Internal combustion engine according to claim 2 and 3, the cylinder head carries away, in which the for the characterized in that the annular evaporation does not require high temperature Insert (5) made of a material that conducts heat well is available. steht. Es sind zwar Brennkraftmaschinen mit im Kolbenstands. There are internal combustion engines in the piston 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, da- 35 liegendem Brennraum bekannt, wobei im Übertrittsdurch gekennzeichnet, daß die Rippen (4) etwa kanal schräg radial verlaufende Nuten vorgesehen über V3 der Brennraumtiefe reichen. sind. Diese dienen jedoch nur zur Begünstigung des5. Internal combustion engine according to claim 2, known there- 35 lying combustion chamber, characterized in that the ribs (4) approximately channel obliquely radially extending grooves provided over V 3 extend the combustion chamber depth. are. However, these only serve to favor the Ablösevorgangs des als dünner Film direkt von einerRemoval process of the as a thin film directly from a außermittigen Düse auf die Wand aufgetrageneneccentric nozzle applied to the wall 40 Brennstoffs.40 fuel. Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftma- Bei einer anderen bekannten Ausführung, bei derThe invention relates to an internal combustion engine In another known embodiment, in which schine mit im Kolben liegendem im wesentlichen ro- ebenfalls der Kraftstoff als dünner Film direkt auf tationskörperförmigem Brennraum und etwa zentral die Wand aufgetragen wird, sind auf dem Großteil im Zylinderdeckel angeordneter Düse, welche den der Brennraummantelfläche Rillen vorgesehen, Brennstoff annähernd radial auf die Brennraumwand 45 durch welche die Oberflächenrauhigkeit vergrößert aufspritzt, von welcher er durch die im Brennraum wird und durch welche durch Fangwirkung eine rotierende Luft abgelöst, mit dieser vermischt und ver- Veränderung der Kraftstoffverteilung auf der Wand brannt wird, wobei die Brennraumwandfläche im Be- infolge der bei der Kolbenbewegung auftretenden reich der auftreffenden Strahlen gegen die Brennraum- Beschleunigungskräfte verhindert werden soll,
achse hin zur Vergrößerung der Fläche vorsprin- 50 Es ist auch ein Brennkraftmaschinenkolben mit gend ausgebildet ist. rotationskörperförmigem Brennraum bekannt, inMachine with essentially ro- tary in the piston, the fuel is also applied as a thin film directly to the combustion chamber in the form of a stationary body and approximately centrally on the wall, fuel is placed on the majority of the nozzle in the cylinder cover, which grooves in the combustion chamber surface area, and fuel is applied approximately radially to the combustion chamber wall 45 through which the surface roughness is increased, from which it is thrown in the combustion chamber and through which a rotating air is detached by the trapping effect, mixed with it and burned Piston movement occurring rich of the impinging rays against the combustion chamber acceleration forces should be prevented,
Axis protrudes towards the enlargement of the area. An internal combustion engine piston is also designed with a low end. rotational body-shaped combustion chamber known in Bei Brennkraftmaschinen mit direkter Einsprit- welchen von einer zentral aber schräg angeordneten zung durch eine zentral angeordnete Düse soll nach Düse der Brennstoff eingespritzt wird. Eine Ausbrei-Möglichkeit eine Wandberührung des eingespritzten tung des Brennstoffs auf der Brennraumwand kann Kraftstoffs vermieden werden, weil dabei der 55 hier jedoch nicht erfolgen, weil der Brennstoff jezwangsweise senkrecht auf die Wand aufgebrachte weils kurz vor einer achspäralielen Wirbelkante aufKraftstoff ohne Anwendung besonderer Maßnahmen gespritzt wird.In the case of internal combustion engines with direct injection, which one is arranged centrally but at an angle Through a centrally arranged nozzle, the fuel is to be injected after the nozzle. An expansion possibility a wall contact of the injected device of the fuel on the combustion chamber wall can Fuel must be avoided because the 55 is not done here, however, because the fuel is compulsory vertically applied to the wall because shortly before an axially parallel eddy edge on fuel is injected without taking any special measures. nicht mehr rechtzeitig verdampft und verbrannt wer- Bei einer anderen bekannten Brennkraftmaschineare no longer evaporated and burned in time. In another known internal combustion engine den kann, so daß die Verbrennung und damit auch ist im rotationskörperförmigen Brennraum des KoI-der Wirkungsgrad schlecht wird. 60 bens im Bereich der äuftreffehdeh Brennstoffstrahlencan so that the combustion and thus also takes place in the rotational body-shaped combustion chamber of the KoI-der Efficiency becomes poor. 60 bens in the area of the same fuel jets Andererseits ist auch ein Verbrermurigsverfahren dessen "Oberfläche zwar durch eine Anzahl Warzen bekannt, bei welchem der Kraftstoff bewußt in einem vergrößert, die jedoch nicht in der Nähe des oberen dünnen Film auf die Brennraumwand tangential auf- Randes vorgesehen sind. Die dicht beieinanderliegengespritzt und zugleich der einströmenden Luft eine den Warzen verhindern jedoch die Ausbreitung des Drehbewegung hoher Geschwindigkeit verliehen und 65 Brennstoffilms und damit die Verringerung der die Brennraumwand auf einer solchen Temperatur Schichtstärke.On the other hand, a vermurigs method is also the surface of which is caused by a number of warts known in which the fuel is deliberately enlarged in one, but not near the upper one thin film on the combustion chamber wall tangentially on the edge are provided. The injected close together and at the same time the inflowing air to prevent the warts from spreading High speed rotary motion imparted and 65 fuel films and thus reducing the the combustion chamber wall layer thickness at such a temperature. gehalten wird, daß der Kraftstoff in Dampfform aber In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derthat the fuel is kept in vapor form but in the drawing is an embodiment of the vollständig von der Wand abgelöst, vermischt und Erfindung dargestellt. Es zeigtcompletely detached from the wall, mixed and presented invention. It shows
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