DE1576005A1

DE1576005A1 - Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzuendung

Info

Publication number: DE1576005A1
Application number: DE19671576005
Authority: DE
Inventors: Hardenberg Dipl-Ing Horst
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1967-08-09
Filing date: 1967-08-09
Publication date: 1970-04-09

Description

"Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung" Die. Erfindung bezieht sich auf eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung mit einem im Kolben oder Z-,linderkopf angeordneten Brennraum. Bei Maschinen der vorgenannten Art ist es wünschenswert, daß der eingespritzte Kraftstoff möglichst gleichmäßig und schnell verdaL2pft und möglichst homogen mit der Verbrennungsluft vermischt wird, da eine zu langsame Überführung des flüssigen Kraftstoffes in die Dampfphase Ruß entstehen läßt. Ferner ist es iYänschenswert, daß sich nur in der Umgebung der Zündquelle oder in einem die Zylinderladung in der Nähe der Zündquelle konzentrierenden Raum zündfähiges Kraftstoff-Luftgemisch befindet, um ein vorzugsweise im von: der Zündquelle entfernten Teil des Brennraumes auftretendes Klopfen oder andere anomale Verbrennungserscheinungen zu vermeiden. Außerdem sollte die Verbrennung den gesamten Brennraum oder den Teil des Brennraumes,, in dem sich Kraftstoff-Luftgemisch befindet, so schnell erlassen, daß die Zeit zum Ablauf von ein Klopfen ermöglichenden chemischen Vorreaktionen des Kraftstoffes nicht ausreicht: Es is-Ii- ferner :.YLinschenswer-t, daß das Kraftstoff-Lüf-tverhältnis 2:zit dor Entfernung von der Zündquelle abnimmt, wobei sinngemäß bei höchster Belastung das Kraftstoff-Luftverhältnis in dem die Zflinderladung konzentrierenden Brennraumteil gleich: sein sollte, um einen Betrieb mit Luftüberschuß und teilweiser oder . alleiniger Mengenregelung zu ermöglichen.- Außerhalb des ge Zylinderladung konzentrierenden Brennraumteiles sollte sich_nur' .Luft befinden, die im Verlauf des Arbeitsprozesses an der Verbrennung tgilnehmen.sollte, ohne daß brennbares Kraftstoff- . Luftgemisch den die Ladung konzentrierenden Brennraumteil verläßt. Die Verbrennung sollte ferner in einem möglichst kleinen Teil des Brennraumes stattfinden, da bekannt ist, daß der Ausstoß an unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Auspuff der von der Verbrennung beaufschlagten Brennraumfläche proportional ist.

Es ist bekannt, bei möglichst kleiner freier iaegl äuge des Kraftstoffstrahles den Kraftstoff filmar-ti# und reflexionsfrei auf einem möglichst großen Teil der Wand eines durch den Kolben ge-@ bildeten Brennraumes aufzutragen, wobei der Kraftstoff vorzugsweise auf dem äußeren Umfang aufgetragen wird. Der ITaah-Leil dieser Anordnung ist, daß der Kraftstoffdampf durch die von eine Luftwirbel ausgeübte Zentrifugalwirl_L?ng ar! äußeren Umfan- des Brennraumes bleibt, damit den Kraftstoff-Film 1rühlt und den Zugang von Wärme aus der Verbrennungsluft behindert. Nachteilig ist ferner, daß die Wand am äußeren Umfang des Brennraunes eine hohe Temperatur hat, die ein Verkracken des Kraftstoffes und damit Entstehen von Ruß zwar mindert, aber nicht ganz verhindert. Es ist ferner bekannt, bei nicht zu vernachlässigender freier Weglänge den Kraftstoff etwa von der Mitte des Brennraumes aus mit mehreren Strahlen teilweise in die um die Zmlinderachse rotierende Ijuft zu versprühen und teilgreise filmartig auf die äußere durch den Kolben gebildete Brennraumiranä aufzutragen. Fär diese Anordnung gelten die .bleichen Nachteile. Es ist ferner bei luftverdichtenden selbstzündenden Breruzlcraftmaschinen bekannt, bei nicht zu vernachlässigender freier teglänge den Kraftstoff etwa von der Mitte des Brennraumes aus mit Y mehreren Strahlen teilweise in die um die Zylinderachse rotierende Luft zu versprühen und teilweise filmartig auf die G@ißere durch den Kolben gebildete Brennraumwand aufzutragen. Für diese

.Anordnung gelten die gleiche. Nachteile. Es ist ferner bei luft-

verdichtenden selbstzündenden Brennkraftmaschinen bekannt, bei "

Sicht zu Vernachlässigender freier Weglänge den Kraftstoff etwa

von der Mitte--des Brennraumes aus mit einem oder mehreren Strah-

len@ganz oder teilweise auf die Mitte des Kolbenbodens eines

' tbre.dfrmig gestalteten, durch den Kolben gebildeten Brenn-

raumes zu spritzen, wobei der Kraftstoff auf eine möglichst

große,. nicht auf die Brennraummitte ,beschränkte, sondern mög-

lichst den gesamten Brennraum erfassende Fläche filmartig Und,

reflexionsfrei aufgetragen wird. Auch hier gelten die gleichen

Nachteile.-Zur Lesung der Aufgabe schlägt, demgegenüber die Er-

findung vor, daß in bekannter Weise durch geeignete Formgebung

des Brennraumes ein möglichst großer Anteil der Zylinderladung

in der Nähe der Zündquelle konzentriert wird und der Kraftstoff

erfindungsgemäß auf die' möglichst nahe unter der Zi@fidquelle lie-

gende Mitte .des Kolbenbodens des die Z-#Ylinderlädun;; l:onüci@ frie-

renden Brenizrawi'teiI.ss bei nicht :;u vernachlLsaiäender fre.er

Weglänge des Strahles auf gespritv t wird, wobei die-- Kraf-Vs soff

auf@@etra@cii

teilweise auf' eine nicht große Fläche f_l::"r vic-,

und teilweise durchbs.al va?,g vL::. St@.'ah@. s"rie durch Aufrei-

ßen des auftreffenden Strahles du Wich Reflexion

Durch Zufuhr v an vom Kolben an den I@r@f tstof@' :ri@'ü die

Verda:rt-"f uh t;o@'örd.erv, wobei die 'fe::mera,u~_ des' äc@üwi:b

mitte .als hälte.s tez eil des s:@ ho Ci: __at,

die Verdami,-u,z _ S:11 IC"#cinlell erf ol -t , da__ .__e .a=j

bentemrera @ur -u: @e:rhrac`@e:@ des nicht @-zsl@@:io@lef@.

.Zur schne!_-#e'_'e:_ und .--i-

und

1.n deal sich ü>3'.".. il ZUM

# sich L::.:_ d-e

(-1r' er____..___,-#,

äC:. iw.,,. ..

wirbel vvr3ese# #w

'damit eine Zufuhr von Wärme aus der Verbrennungsluft an den Kraftstoff-Film ermöglicht. üm ein Auszentrifugieren des Kraft-' - e -' stoffdampfes in den zwischen Kolben und Zylinderkopf = befindlichen, außerhalb des die Z3,linderladung konzentrierenden BrennraumteileO @ . zu vermeiden, kann die Brennraumwand zum Auffangen des Kraftstoffdampfes in bekannter Weise als umlaufende Rinne ausgestaltet sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt vorteilhaft-erweise, daß

-der unter möglichst - steifem Winkel auf die Mitte des Kolbenbo-

dens aufgespritzte Kraftstoff auf den Kolbenboden auf einer eng

uiagrenz,ten Fläche filmartig aufgetragen wird,. wobei der um die

Z-,linderachse rötierende Luftwirbel den abdampfenden. Kraftstoff .

' nach außen transportieyt und sso der heißen verdichteten Luft eine

ungehinderte Wärmeabgabe an den Kraftstoff-Film.ermöglicht. We-

gen der niedrigeren Temperatur der Holbenbodennitte gegenüber

der übrigen brennraumsei Ligen Kolbenoberfläche wird ein Ver-

krachen des I'.raf@:stof-'ies weitestgehend vermieden. Durch die von

auf: ei nach i ruzen verlaufende Str_ finung, die sich durch Verdrängung

c.er sich zwischen Kolbenkrone und Z7rlinderkopf befindlichen Ver-

brennungsluft ergibt, wird vorteilhaft verhindert,.daß der

in den von Kolben und Zjlinderkopf gebildeten

quetschspaltele.figt und dort --uni Klopfen führt.- In weiterer

Ausges tal tu:@ V Erfindung kalul die Brenlr aumwand mit einer '

Kraft-

:#üs-#estal@Le # Sein, (?ir. cüi Ser@#ielr_ des :#c __c_ und so c in Aus tre ter# von Kraftstoffdampf

äic; :;.erlaCur; kon ze_ @-riere:@den Brennraumteil ver-

vi@.: .__..=@._@@.;r; :.c;rirh-@ C.al- steh nur in dem die .

eine Verbrennung

..=:;@:i@;f@ c-_rc@c-t wird, daß der

g ist da .

eauf schlagten

Die A n#)r-u2Ferner, daß

:r@@ef_ Ler tIr?--,u-FurLg voll @=y@._'tNLoif-Luftgeirich

d.h., ein Betrieb .

1_

. In der Zeichnung ist der Gegenstand der-Erfindung in einem .Aue- . -

_führungsbeispiel dargestellt.

Die Figur zeigt eine luftverdichtende Brennkraftmaschine@im

Längsschn@-tt, die im wesentlichen aus dem Kolben 'l, dem Zy-

linder 2 und dem Zylinderkopf. 3 besteht, in dem die Zündkerze

4 und in einem der Zylindermittellängsachse nahen Bereich die

.Einspritzdüse 5 angeordnet sind. Die äußere Begrenzung des im

Kolben '! vorgesehenen Brennraumes 6 ist derart als*umlaufende

Rinne 7 ausgebildet, daß sie den durch einen um die Zylinder-

raiittellängsachse rotierenden Luftwirbel nach: außen gebrachten

KreftstoffdaLlpf auffängt. Der während: des Verdichtungshubes

aus der Einspritzdüse 5 austretende Kraftstoff wird als Strahl 8,

der cU-t der Zylindormittellängsachse einen nur kleinen Winkel

bildet, aiif die Mitte des Kolbenbodens 9 aufgetragen.

Claims

Patent- und Schutzansprüche: 1: Zuf tverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremd.-izndung und Brennraum im Zylinderkopf oder Kolben, dadurch öehennzeich_net, daß der Kraftstoff bei Aufwärts- gang des Kolbens (1) bei nicht zu vernachlC*,-ssi@;Erit'Ler freier Wehlänge des Krafi,stoffstrahles (8) @eil:re=LSe versprüht und teilweise in einer enE; uiigrenzter_ Fläche auf der Mitte des Kolbenbodens (9) des die Z#lirde:#- laduns honz-entrierenden Bren_rzizi:.teil es sil *-r-ar-bib auf'- getrager? ,rird.

z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch bekennzeich- ne-t, da j ein u_:1 die Z-=linderriit-l-ell ä_r@sachse ro-:;@.erenäo,. Zuf twirbel an-ewandt wird. ' 3. Brennl:raf-tmaschine nach Anspruch 1 und 2 °-z#urchel@er.@i- zeichne-U#, daß di) =Ulße-e Wand ('j) des 3rerLi#-aur-es (:;) rinnenförmig aus-ebildet ist. 4. Brennliraf-c@aschine nach Ans:Druch '] bis 5 dac:arcä :@el@er@:L- zeichne t, da n als Zi:@_-idauel1e eine Z-_dl_erze (') fex;re_z- de-ü wird. - . 5. Brennliraf-br,aschirie nach @@ns@@ri_ch 1 bis 5 d.div=cr @[email protected] zeichnet, da-Ei' als J@_ndqilel?eine G1ühl_er@e 6. Brenn.hraftLlaschine nach Ansoruch i bis 5 :iacLurcl_ Je_1.Jr@= zeichnet, dah teilreise oder alleinige Herlger..reSelun ar@- gewendet wird.