DE3901182A1 - Luftverdichtende direkteinspritzende diesel-brennkraftmaschine mit vor- und haupteinspritzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende direktein­ spritzende Diesel-Brennkraftmaschine mit Vor- und Hauptein­ spritzung gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege­ benen Merkmalen.

Auf die Güte der Gemischbildung und damit der Verbrennung wird beim Betrieb von luftverdichtenden Diesel-Brennkraft­ maschinen besonderen Wert gelegt. Bekanntlich treten bei bestimmten Betriebszuständen, sei es beim Kaltstart oder im Teillastgebiet wegen der dort herrschenden niedrigen Temperaturen, Zündschwierigkeiten auf.

Diesen Schwierigkeiten wird weitgehend dadurch begegnet, daß durch verschiedene Hilfsmittel ein höheres Temperatur­ niveau und somit günstigere Zündbedingungen geschaffen werden. Aus der DE-PS 20 31 113 ist z. B. eine Einrichtung mit einer Zündhilfe zur Einspritzung einer zunächst klei­ nen Kraftstoffmenge in den Arbeitszylinder bekannt. Die Zündhilfe besteht aus einer Glühwendel, die gemeinsam mit der Voreinspritzdüse in einer Zündkammer angeordnet ist und im Weg des Voreinspritzstrahles der Einspritzdüse liegt. Die Zündkammer ist in den Zylinder eingelassen und befindet sich bei UT-Stellung des Kolbens kurz oberhalb des Kolbenbodens. Sobald sich das an die Glühwendel ge­ langende Kraftstoff-Luftgemisch entzündet und in den Zylin­ der eintritt, verbleibt es dort bis gegen Ende der Verdich­ tung und wirkt auf die dann durch einen von der Hauptein­ spritzdüse im Zylinderkopf abgegebenen Kraftstoffstrahl einsetzende Hauptverbrennung ein.

Bei diesem Brennverfahren führt die starke Luftbewegung dazu, daß die gezündete Voreinspritzmenge die eintretende Haupteinspritzmenge nicht gleichmäßig zündet, wodurch sich in einigen Bereichen homogene Verbrennungen ergeben, und zu ungünstigen Verbrennungsgeräuschen und verstärkter Stickoxidbildung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gestuf­ ten Verbrennung für Direkteinspritzer einfache Maßnahmen im Brennraumbereich zu ergreifen durch die die Güte der Gemischbildung und damit die Verbrennung verbessert und insbesondere die Homogenverbrennung weitgehend vermieden wird.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die im Zylinderkopf befestigte Einspritzdüse spritzt so­ wohl den Voreinspritzstrahl als auch den Haupteinspritzstrahl in die Zündkammer, die aufgrund ihrer besonderen Lage zwischen der Einspritzdüse und dem Brenn­ raum in einer luftberuhigten Zone liegt. Dadurch treten keine großen Wärmeverluste auf. Die elektrische Heiz­ leistung der die Zündkammer begrenzenden Zündhilfe kann niedrig gehalten werden. Die Voreinspritzung spielt sich lediglich in der Zündkammer ab, in der der Voreinspritz­ strahl auf die Zündhilfe auftritt. Es ist ein konstanter Zündverzug unter allen Betriebsbedingungen möglich, was für die Regelung der Einspritzung von Bedeutung ist. Durch diese Zündhilfe kann das E abgesenkt, die Spitzendrücke reduziert und die Bauteilebelastung vermindert werden.

Die Zündkammer mit ihrem hülsenförmig ausgebildeten Glüh­ körper als Begrenzung, in dem der Haupteinspritzstrahl mittig verläuft, wird durch die Ladungsbewegung nicht beein­ flußt, wodurch eine gleichmäßige Entflammung des Hauptein­ spritzstrahls ohne Homogenanteil sichergestellt ist.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben, wobei für die Güte der Vermischung die beson­ dere Anordnung und Ausbildung des Kraftstoffstrahlteilers anzusehen ist, der den Haupteinspritzstrahl umlenkt, in zahlreiche Strahlen aufteilt und diese in getrennter Form gleichmäßig nach allen Seiten in den Brennraum führt, da­ mit sich die dort strömende Luft mit den vielen Kraftstoffstrahlen optimal vermischen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und im folgenden näher beschrieben.

Im Zylinderkopf 1 einer luftverdichtenden direkteinspritzen­ den Brennkraftmaschine ist eine zylindrische Ausnehmung 2 für die Aufnahme einer als Zapfen- oder Einlochdüse ausge­ bildeten Einspritzdüse 3 sowie einer Zündhilfe in der Aus­ führung als hülsenförmiger Glühkörper 4 vorgesehen, wel­ cher als Wandbegrenzung für eine zugleich als Beruhigungs­ raum wirkende Zündkammer 5 zwischen der Einspritzdüse 3 und einem kreisförmigen Brennraum 6 dient. Der Brennraum 6 ist durch eine Kolbenmulde 7 im Kolbenboden 8 gebildet und enthält einen im Weg des Haupteinspritzstrahles 9 der Ein­ spritzdüse 3 und im Brennraum 6 mittig liegenden Kraftstoff­ strahlteiler 10 mit Umlenkkanälen 11, die den Hauptein­ spritzstrahl 9 umlenken und diesen durch Trennstege 12 in zahlreiche Kraftstoffstrahlen aufteilen, die dann voneinan­ der getrennt gleichmäßig nach allen Seiten in den freien Brennraum 6 führen.

Der hülsenförmige Glühkörper 4 ist als Dauerglühkerze aus­ gebildet und liegt im Weg des Voreinspritzstrahles 13 der Einspritzdüse 3. Die erzeugte Voreinspritzung hat einen annähernd zeitlich konstanten Abstand zur Haupltein­ spritzung, was für alle Drehzahlen gilt. Dagegen erstreckt sich die Haupteinspritzung über einen annähernd konstanten Kurbelwinkelintervall.

Claims (3)

1. Luftverdichtende direkteinspritzende Diesel-Brennkraft­ maschine mit Vor- und Haupteinspritzung, mit im Zylinder­ kopf angeordneter Einspritzdüse sowie mit einer fur die Voreinspritzung vorgesehenen Zündhilfe in einer Zündkammer und mit einem durch eine Kolbenmulde gebildeten Brennraum, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der im Zylinderkopf (1) angeordneten Einspritz­ düse (3) und dem Brennraum (6) die zugleich als Beruhigungs­ raum vorgesehene Zündkammer (5) angeordnet ist, die durch einen konzentrisch zum Haupteinspritzstrahl der Einspritz­ düse (3) liegenden hülsenformig ausgebildeten Glühkörper (4) als Zündhilfe begrenzt ist, auf den der Voreinspritz­ strahl (13) der Einspritzdüse (3) gerichtet ist.

2. Diesel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (4) als Dauerglühkerze ausgebildet ist und daß die Zündkammer (5) volumenmäßig etwa einem Zwanzigstel des Brennraumes (6) entspricht.

3. Diesel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennraum (6) im Weg des Haupteinspritzstrahles (9) ein Kraftstoffstrahlteiler (10) mit Umlenkkanälen (11) liegt, welche den Haupteinspritzstrahl (9) umlenken und unter Bildung zahlreicher Strahlen diese in getrennter Form gleichmäßig nach allen Seiten in den freien Brennraum (6) führen.