DE547588C

DE547588C - Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzuendung

Info

Publication number: DE547588C
Application number: DEV26275D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-01-24
Filing date: 1931-01-24
Publication date: 1932-03-26

Description

Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung Die Erfindung betrifft eine Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei welcher der Brennstoff in bekannter Weise in den kreisenden Luftinhalt einer abgeteilten, mit dem Zylinderraum verbundenen Brennvorkammer gespritzt wird und die gesamte Verbrennungsluft oder ein Teil davon bei der Ladung der Maschine durch die Vorkammer in den Zylinder strömt.
Nach vorliegender Erfindung ragt die Brennvorkammer mit ihrem ungekühlten Boden in den Zylinderraum hinein und ist an dem ebenfalls hineinragenden Mantelende mit mehreren tangentialen Schlitzen oder Bohrungen versehen, durch welche während der Verdichtung ein kräftiger Luftwirbel in der Kammer gebildet wird.
Ferner ist in den Böden der Brennvorkammer ein gemeinsames Doppelsitzventil angeordnet, dessen innerer Teller bei der Ladung der Maschine eine zusätzliche Durchla.ßöffnung freigibt, diese jedoch während der Verdichtung bis .auf einen Ringspalt abdeckt. Erfindungsgemäß befinden sich diese Durchl.aßöffnung und die Wirbelschlitze an einem im Zylinderkopf befestigten Vorkammereinsatz, dessen Wärmezustand dem Brennstoff angepaßt werden kann.
An Stelle in dem erwähnten Einsatz können die ZVirbelschlitze auch an dem inneren Teller des Doppelsitzventils angeordnet nein, der die ganze Bodenfläche der Vorkammer einnimmt. Schließlich kann erfindungsgemäß die Brennvorkammer auch neben den Zylinderventilen angeordnet und für den Lufteinlaß in die Brennkammer in an sich bekannter Weise mit einem Sonderventil versehen sein, das mit dem Zylindereinlaßventil gemeinsam geöffnet wird.
Durch den Erfindungsgegenstand wird der Vorteil erzielt, daß infolge der starken Erhitzung der Luft in den Schlitzen und D@urchwirbelung des Brennstoffes sowie dementsprechend schnellen Gemischbildung die Einspritzung trotz des mittleren Verdichtungsenddruckes so weit nach dem oberen Totpunkt zu verlegt werden kann, daß die Verbrennung ohne erhebliche Drucksteigerung vor sich geht und der Verbrennungshöchstdruck in den Grenzen des bei Leichtölvergasermaschinen üblichen bleibt.
Die Abb. i bis 8 zeigen den Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsformen im Zylinderkopf einer Viertaktbrennkraftmaschine in Längs-, Querschnitten und Grundrissen und die Einzelvorgänge der Gemischbildung, Zündung und Verbrennung in der Brennvorkammer.
In dem aufgesetzten Kopf 2 des Zylinders i hängen das Einlaßventil 3 und Auslaßventi1 q.. Die Brennvorkammer 5 ist nach Abb. i bis 6 unterhalb des Einlaßventils 3 angeordnet und ragt mit ihrem ungekühlten Boden etwas in den Zylinderrauen hinein. Sie kann seitlich entweder unmittelbar von wassergekühlten Wänden oder von einem Einsatz 6 begrenzt sein, dessen Wärmezustand durch mehr oder weniger Fühlungnahme mit den wassergekühlten Wänden dem Brennstoff angepaßt werden kann.
Die Brennkammer 5 steht nach Abb. i bis 4 durch Tangentialbohrungen 9 in dem Ende des Einsatzmantels 6 dauernd mit dem Zylinderraum in Verbindung. Da der Vorkammerboden sehr heiß wird, wird auch die durch die Schlitze strömende Luft stark erhitzt.
Da. die gesamte Verbrennungsluft durch die Brennvorkammer gesaugt wird, so hat zwecks ausreichender Zylinderfüllung die Brennvorkammer nach dem Zylinder zu noch eine öffnung 7, welche die Bildung ,eines kräftigen Luftringwirbels während des Verdichtungshubes verhindern würde, da der Hauptstrom der Luft senkrecht nach oben gerichtet wäre und die entsprechend schwache Strömung in den Tangentialbohrungen 9 überhaupt nicht oder zuwenig als Wirbel in der Brennvorkammer zur Geltung käme., Nach Art eines Doppelsitzventils ist deshalb in der Verlängerung des Einlaßventils 3 ein Abdeckventil8 vorgesehen, das, wie aus Abb. i ' ersichtlich, bei geöffnetem Einlaßventil 3 die Öffnung 7 für den ungehinderten Durchfluß der Luft nach dem Zylinderraum freigibt, während des Verdichtungshubes je- doch, wie in Abb. z dargestellt, bei geschlossenem Einlaßventil 3 die Öffnung 7 bis auf einen Ringspalt verdeckt, so daß die Luft nunmehr mit entsprechend erhöhter Geschwindigkeit, wie im Grundriß (Abb. 3) die Pfeile andeuten, durch die Bohrungen 9 in die Brennvorkammer eindringt und hier einen kräftigen, heißen Ringwirbel bildet. In diesen wird gegen Ende des Verdichtungshubes gemäß Abb.4 der Brennstoff mittels Düse io so gespritzt, daß er sofort von dem Wirbel @erfaßt und in demselben fein verteilt wird. Kurz darauf erfolgt die Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches durch Hochspannungsfunken an der Zündkerze i i, an welcher das noch immer kreisende Gemisch vorbeistreicht. Da die Zündkerze auch im Frischluftstrom liegt, so findet von hier aus dauernd eine Reinigung und Kühlung derselben statt.
Die hochgespannten Gase in der Brennvorkammer schlagen nun, wie es in Abb. 5 und 6 die Pfeile andeuten, durch die Wirbelöffnungen in den Zylinderraum zurück rund reißen den noch in der Brennvorkammer befindlichen unverbrannten, verdampften oder zersetzten Brennstoff mit, welcher in der Zylinderraumluft verbrannt wird.
Der Einsatz 6 kann für bestimmte Brennstoffe auch niedriger gehalten werden, wie z. B. in Abb. a, so daß ein Teil der Kammerwand wassergekühlt ist, oder die Seitenwand fällt ganz fort, und es bleibt nur unten ein Ring 6 übrig für die Wirbelöffnungen wie in Abb. 4. Die Wirbelöffnungen können als Tangentiallöcher oder Schlitze, wie in Abb.5 und 6 angegeben, auch an dem Abdeckventil 8 angeordnet werden, und zwar an dem Umfang des die Bodenfläche einnehmenden Ventiltellers.
Die Brennvorkammer kann auch neben den Zylinderventilen 3 und 4 sitzen, wie aus Abb. 7 und 8 erkennbar, und mit einem entsprechend kleineren Sonderventil i a für Lufteinlaß versehen sein, das mit dem Einlaßventil 3 gesondert oder gemeinsam durch Mitnahme des Hebels 13 vom Schwinghebel 14 des Einlaßventils geöffnet wird. Die Luft strömt dann vom Einlaßkrümmer 15 in den Zylinder und durch den Abzweigkanal 16 in die Brennvorkammer 5, die hier mit dem Zylinderraum nur durch die Wirbelöffnungen 9 verbunden ist, welche hier allein zur Verdrängung der Verbrennungsgase aus der Brennvorkanuner ausreichen.
Bei Zweitaktmaschinen rückt die Brennvorkammer vorteilhaft in die Zylinderachse, und die Wirbelöffnungen sind am ganzen Umfang verteilt. Soll hier die gesamte Spülluft durch die Brennvorkammer strömen, so sitzt ,an dem Spülluftventil ein Abdeckventil, das beim Spülen eine Durchtrittsöffnung nach dem Zylinderraum freigibt, während des Verdichtungshubes die Öffnung jedoch bis auf einen Ringspalt abdeckt. Hat der Zylinderraum besondere, z. B. Kurbelkastenluftspülung, so erhält die Brennvorkammer ein entsprechend kleineres Sondexspiilluftventil. Die Brennvorkammer hat dann nur Öffnungen für die Luftwirbelbildung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einspritz - Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei welcher der Brennstoff in den kreisenden Luftinhalt einer abgeteilten, mit dem Zylinderraum verbundenen Brennvorkammer gespritzt wird und die gesamte Verbrennungsluft oder ein Teil davon bei der Ladung der Maschine durch die Vorkammer in den Zylinder strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennvorkammer (5) mit ihrem ungekühlten Boden in den Zylinderraum hineinragt und an dem ebenfalls hineinragenden Mantelende mit mehreren tangentialen Schlitzen (9) oder Bohrungen versehen ist, durch welche während der Verdichtung ein kräftiger Luftwirbel in . der Kammer gebildet wird. a. Einspritz-Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Böden der Brennvorkammer (5) ein gemeinsames Dopp:elsitzventil angeordnet ist, dessen innerer Teller (8) bei der Ladung der Maschine eine zusätzliche Durchlaßöffnung (7) nach dem Zylinderraum freigibt, während der Verdichtung jedoch bis auf einen Ringspalt abdeckt. 3. Einspritz-Brennkraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung (7) und die Wirbelbohrungen oder Schlitze (9 ) sich an einem im Zylinderkopf befestigten Vorkammereinsatz (6) befinden, dessen Wärmezustand durch mehr oder weniger Fühlungnahme mit den wassergekühlten Wänden des Zylinderkopfes oder durch verschiedene Länge dem Brennstoff angepaßt werden kann. q.. Einspritz-Brennkraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelbohrungen oder Schlitze (9) an dem inneren Teller (8) des Doppelventils angeordnet sind, der die ganze Bodenfläche der Vorkammer einnimmt (Abb. 5). 5. Einspritz-Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennvorkammer (5) neben den Zylinderventilen ,angeordnet und für den Lufteinlaß in die Brennkammer in an sich bekannter Weise ein Sonderventil (12) vorgesehen ist, das mit dem Zylindereinlaßventil (3) gemeinsam geöffnet wird (Abb. 7 und 8).