DE2004536C3 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einem als Rotationskörper ausgebildeten, vorzugsweise im Kolben angeordneten Brennraum - Google Patents

Description

40 nungen soll eine Erwärmung bzw. Verdampfung des Kraftstoffes erfolgen. Dabei können derartige Einsätze hohl ausgeführt sein und zum Wärmeaustausch

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraft- über einen Kanal mit Natriumfüllung mit im Kolben maschine mit einem als Rotationskörper ausgebilde- befindlichen Hohlräumen in Verbinuung stehen ten, vorzugsweise im Kolben angeordneten Brenn- 45 (DT-PS 9 76 295; OE-PS 2 15 216). raum, in dem die Luftladung durch bekannte Mittel Weiterhin ist ein Direkteinspritz-Dieselmotor mit

in Rotation versetzt und der Brennstoff durch eine Wandauftragung des Kraftstoffes vorbekannt, der in Nähe des Brennraumöffnungsrandes und schräg einen Brennraum mit einer nach außen gewölbten zar Brennrauinachss angeordnete- Düse annähernd Wand und elliptischem Querschnitt aufweist. Der parallel und in geringem Abstand zur Brennraum- s» Kraftstoff wird von der Düse auf kürzestem Weg ianwand in den rotierenden Luftwirbel eingespritzt gential auf die gewölbte Wandung aufgespritzt (US-PS wird. Der Brennraum ist dabei hyperboloidfönnig 3085 557).

und vergrößert in Kombination mit der in Richtung Alle diese vorbekannten Einspritzverfahren wei-

des Luttwirbeis spritzenden Düse die »eic Lange der sen eins prinzip·?!! ?nA*re Gemischbildung als das Kraftstoffstrahlachse gegenüber der Brennraumhöhe 55 Pifmdungspemäße Kraftstoff-Einspritzverfahren nach beträchtlich, indem nach Patent 15 76 034 der be- dem Hau, patent auf.

vorzugte Neigungswinkel der Strahlachse zur Brenn- Aufgabe der Erfindung ist es, bei Kolbenbrennraumachse durch die die Hyperboloidmanteifläche kraftmaschinen der eingangs beschriebenen Art, inserzeugende Geradenschar bestimmt ist. Der hyper- besondere bei einem zum Kolbenboden hin erweiterboloidförmige Brennraum kann wahlweise an der de: 60 ten Brennraum, ein möglichst turbulenzfrcies Ein-Grundflächenebene oder der Kolbenbodenebene zu- strömen der rotierenden Brenngase zu erreichen, gewandten Seite gekürzt sein entsprechend dem Zu- Gleichzeitig soll eine Überhitzung des Kolbens und satzpatent 17 51161. eine direkte Beaufschlagung des Ventilsteges mit

Insbesondere bei der Kürzung des hyperboloid- heißen Verbrennungsgasen vermieden werden, förmigen Brennraumes an der der Kolbenboden- 65 Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch geebene zugewandten Seite kommt es zu einer Reihe löst, daß zentrisch im Brennraum ein Drosselkörper von Nachteilen, obwohl diese Ausführung für die in der Brennraumwand, insbesondere am Kolben be-Strömungsvorgänge vorteilhaft ist. festigt, angeordnet ist, wobei der Drosselkörper

sich zur BrennraumöfTnung hin ventiltellerartig erweitert und vorzugsweise in der Ebene des Brennraumöffnungsrandes, insbesondere desKolbcnbodens, abschließt.

Durch diese Anordnung werden folgende Vorteile erzielt:

Unterstützung der Gemischbildung durch Aufheizung der am Drosselkörper vorbeirotierenden Verbrennungsluft und Erwärmung dieser durch die beim Verbrennungsvorgang aufgenommenen Wärme. Weiterhin ergibt sich eine turbulenzfreie Einströmung der Verbrennungsluft.

Die erfindungsgemäße Anordnung sorgt für tine intensivere Durchmischung der aus .' τ. Brennraum austretenden Brenngase mit der ~um '¹ «*.u noch ungenutzten Luft in dem ringföimi^ca ^rosselteil zwischen Kolben und Zylinderood r· sJne Überhitzung des Ventilsteges wird vermi. ^_n, da die heißen Gase schräg zum ZylmderV-^ibogen und vom Zentrum abgelenkt austreten Wn. *em Drosselkörper können weiterhin Brennraumformen mit stärker geneigten Erzeugenden angewandt werden, Wui vorteilhaft zu einem stumpferen Winkel zwischen Brtiinraumwand und Boden führt. Die Randpartien des Kolbens werden damit nur einer geringeren thermischen Belastung ausgesetzt

Thermisch vorteilhaft ist es auch, den Drosselkörper in an sich bekannter Weise hohl auszuführen und mit Natrium zu füllen.

An. Hand der Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden. Es zei^t

Fig. 1 den Kolben mit dem hyperboloidförmigen Brennraum und symmetrischer hyperboloidförmiger Innenkontur sowie die zugehörige Lage der Düse,

Fig. 2 eine Ausführung des Brennraumes gemäß F i g. 1 in Blickrichtung auf den Kolbenboden mit Darstellung der Düsen- und Strahllage,

F i g. 3 einen hyperboloidförmigen Brennraum mit an der der öffnung zugekehrten Seite gekürzter Hyperboloidkontur,

F i g. 4 einen hyperboloidförmigen Brennraum mit

ίο an der di.m Brennraumboden zugekehrten Seite gekürzter Hyperboloidkontur.

Im Kolben 1 ist ein hyperboloidförmiger Brennraum 2 angeordnet. Dieser Brennraum 2 kann eine im wesentlichen symmetrische hyperboloidförmige Innenkontur 3 (F i g. 1) aufweisen oder aber die Hyperboloidkontur 4 kann an der der Brennraumöffnung 6 zugekehrten Seite gekürzt sein bzw. die Hyperboloidkontur 5 eine Kürzung an der dem Brennraumboden 7 zugekehrten Seite aufweisen.

Gemäß dieser Erfindung ist jeweils mittig im Brennraum 2 ein Drosselkörpe^ 8 angeordnet und im Kolben 1 befestigt. Der Drobaelkörper 8 weist eine ventiltellerartige Form auf, die sich nach der Brennraumöffnung 6 hin erweitert und vorzugsweise in der Ebene des Kolbenbodens 9 abschließt. Zur thermischen Entlastung kann der Drosselkörper 8 eine Natriumfüllung 10 aufweisen.

In F i g. 1 und 2 ist die Düse 11 mit der Lage des Düsenstrahles 12 eingezeichnet. Der Düsenstrahl verläuft im Abstand parallel zur Erzeugenden der hyperboloidförmigen Wandkontur 3, 4, 5 des Brennraumes 2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Durch die Kürzung muß die Düse näher an die Patentansprüche: Zylinderachse gerückt werden, was konstruktiv für die Zylinderkopfgestakung nachteilig ist. Außerdem

1. Kolbenbrennkraftmaschine mit einem als Ro- kommt es zu übermäßiger Erwärmung des Kolbens ■ tationskörper ausgebildeten, vorzugsweise im KoI- 5 und des Ventilsteges im Zylinderkopf durch den "ben angeordneten Brennraum, in dem die Luft- scharfgebündelt austretenden und senkrecht auf den ladung durch bekannte Mittel in Rotation versetzt Zylinderkopf auftreffenden Gasstrom. und der Brennstoff durch eine in Nähe des Brenn- Vorbekannt ist weiterhin eine Brennkraftmaschine

raumöffnungsrandes und schräg zur Brennraum- mit einem zylindrisch ausgeführten Brennraum, zenachse angeordnete Düse annähernd parallel und io Irisch zur Zylinderachse angeordnet wobei die Düse in geringem Abstand zur Brennraumwand in den mit einem einzigen Strahl parallel und in geringem rotierenden Luftwirbel eingespritzt wird, wobei Abstand zur Brennraumwand auf den eben gehalder Brennraum hyperboloidfönnig ist und in tenen Kolbenboden spritzt. Diese bekannte Brenn-Kombination mit der in Richtung des Lufr-virbels kraftmaschine weist eine hohe Drehgeschwindigkeit spritzenden Düse die freie Länge der Kraftstoff- 15 der Luft im Zylinder und Brennraum auf, die durch Strahlachse gegenüber der Brennraumhöhe be- entsprechende tangentiale Kanäle bzw. Schirmventile trächtlich vergrößert, indem der bevorzugte Nei- erzeugt wird.

gungswinkel der Strahiachse zur Brennraumachse Auch ist es bekannt, im Brennraum dieser Brenn-

durch die die Hyperboloidmanteifläche erzeugen- kraftmaschine einen zentral angeordneten, zyiindride Geradenschar bestimmt ist, nach Patent ao sehen Stopfen vorzusehen, der die Mitte ausfüllt oder 15 76 034, und bei der der hyperboloidförmige einen Kern an der Stelle bildet, wo die Gasladung Brennraum wahlweise an der der Grundflächen- nicht gleich von dem durch die Düse eingespritzten ebene oder der Kolbenbodenebene zugewandten Brennstoff erreicht werden kann. Der Verbrennungs-Seite gekürzt sein kann, nach Zusatzpatent raum erhält eine ringförmige Gestalt, wodurch die 17 51161, dadurch gekennzeichnet, 15 Mischung des flüssigen Brennstoffes mit der Luftdaß zentrisch im Brennraum (2) ein Drosselkör- ladung, die im Brennraum kreist, erleichtert wird per (8) in der Brennraumwand, insbesondere am (DT-PS 5 55 650).

Kolben (1) befestigt, angeordnet ist, wobei der Bekannt sind weiterhin Direkteinspritz-Dieselmoto-

Drosselkörper (8) sich zur Brennraumöffnung (6) ren, bei denen der Brennstoffstrahl schräg durch den Wl: ventilteilerartig erweitert und vorzugsweise in 30 Brennraum verläuft und auf einen glatten oder mit der Ebene des Brennrauiröffnungsrandes, insbe- Rillen versehenen Einsatz auftrifft, der den Kraftsondere des Krlbenbr-iens (9), abschließt. stoff mehr oder minder zu den angrenzenden Brenn-2. Kolbenbrepukre'tmaschine nach Anspruch I₁ raumkonturen hinleitet, bei gleichzeitiger Erwäidadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper mung bzw. Verdampfung des Kraftstoffes (DT-AS (8) hohl ausgeführt und mit Natrium (10) gefüllt 35 10 83 084 und US-PS 30 39 445). ist. Weiterhin sind 3rennräume mit etwa diagonal verlaufenden Einsatzen bekannt, bei denen ein KraftstoffHm aufgetragen wird oder aber der Kraftstoß in

unmittelbarer Nähe vorb: istreicht. Mit diesen Anord-