DE646119C - Injection internal combustion engine - Google Patents

Description

Einspritzbrennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbst- oder Fremdzündung und einer als Hohldrehkörper ausgebildeten, mit dem Arbeitszylinder durch einen tangential in sie einmündenden Kanal verbundenen Brennkammer, in der sich am Ende des Verdichtungshubes nahezu die gesamte Verbrennungsluft befindet und bei der der Brennstoff entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zur Drehachse eingespritzt wird.Injection internal combustion engine The invention relates to an injection internal combustion engine with self-ignition or external ignition and one designed as a hollow rotating body, with the Working cylinder connected by a combustion chamber tangentially opening into it, which contains almost all of the combustion air at the end of the compression stroke and in which the fuel counter to the axially advancing vortex movement of the Combustion air is injected parallel to or at an acute angle to the axis of rotation will.

Die bekannten Maschinen dieser Art weisen meist Brennkammern kegeliger oder kugeliger Form mit starker Bodenwölbung und beträchtlichen Querschnittsänderungen für den Luftstrom auf, welch letztere ungewollte Wirbelbildungen beim Eintritt der Luft in die Kammer und auf ihrem weiteren Weg innerhalb der letzteren bedingen. Vielfach wird auch dem Luftstrom durch Neigung des Überströmkanals eine bestimmte Anfangssteigung aufgezwungen, die ebenfalls zu starker Wirbelbildung führen muß, da j a die Steigungen der einzelnen Stromfäden je nach ihrem Abstand von der Drehachse bei wirbelfreier Schraubenbewegung des Luftstroms weitgehend voneinander verschieden sind. Oder die Luft wird am engen Kammerende eingeführt und der Luftschraube dadurch eine überhöhte Anfangssteigung erteilt, was jeweils eine Vermischung der zuletzt eingeströmten Luft mit der schon in der Kammer befindlichen zur Folge hat. In allen Fällen wird die Luft in der Brennkammer mehr oder weniger unkontrollierbar durcheinandergewirbelt, so daß eine planmäßige Brennstoffverteilung über den ganzen Kammerinhalt und vollends über einzelne Zonen in der Kammer nicht gewährleistet ist.The known machines of this type usually have conical combustion chambers or spherical shape with strong arching of the bottom and considerable changes in cross-section for the air flow, which latter unwanted eddies when entering the Air in the chamber and on its way within the latter. In many cases, the air flow is also given a certain angle due to the inclination of the overflow duct Initial slope is imposed, which must also lead to strong vortex formation, since yes the gradients of the individual stream filaments depending on their distance from the axis of rotation in the case of vortex-free helical movement of the air flow, they are largely different from one another are. Or the air is introduced at the narrow end of the chamber and the propeller through it granted an excessive initial slope, which in each case a mixing of the last the inflow of air with the air already in the chamber. In all In some cases, the air in the combustion chamber is whirled around more or less uncontrollably, so that a planned fuel distribution over the entire chamber contents and completely is not guaranteed over individual zones in the chamber.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch eine besondere Gestaltung der Kammer auf der Einströ@mseite, in Verbindung mit einer besonderen Ausbildung des Überströmkanals, vermieden. An die Stelle unbeherrschter Wirbelung tritt dabei eine geordnete, wirbelfreiere Schraubenbewegung der Luft in der Brennkammer. Gemäß der Erfindung ist das Kammerende, an dem die Luft eintritt, zylindrisch oder annähernd zylindrisch ausgebildet und durch einen ebenen Boden begrenzt. Ferner wird die Luft annähernd parallel zum Kammerboden durch einen Überströmkanal von etwa rechteckigem Querschnitt eingeführt, wobei mit fortschreitender Verdichtung unter der Einwirkung der nachdrängenden Luft selbsttätig eine schraubenförmig kreisende Luftbewegung mit ausgesprochener Schichtung der Luftmassen in der Reihenfolge ihres Überströmens entsteht.According to the invention, these disadvantages are due to a special design the chamber on the inflow side, in connection with a special design of the overflow channel, avoided. The place of uncontrolled vortex occurs an orderly, vortex-free helical movement of the air in the combustion chamber. According to According to the invention, the end of the chamber where the air enters is cylindrical or approximately cylindrical and delimited by a flat floor. Furthermore, the air approximately parallel to the chamber floor through an overflow channel of approximately rectangular shape Cross-section introduced, with progressive compression under the action the following air automatically creates a helical, circular air movement with pronounced stratification of the air masses in the order in which they flow over arises.

Die Einleitung dieser geordneten Luftbewegung kann noch durch einen in der Mitte des Kammerbodens angeordneten Führungszapfen, der etwa die Höhe des Überströmkanals aufweist, unterstützt werden.The initiation of this orderly air movement can still be done by a in the middle of the chamber bottom arranged guide pin, which is approximately the height of the Has overflow channel, are supported.

Bei der Einspritzbrennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird der Luftstrom auf seinem ganzen Weg, vor allem aber bei seinem Eintritt in die Kammer, gut geführt und möglichst geringen Ouerschnittsveränderungen unterworfen, so daß unregelmäßige Luftwirbel am Entstehen verhindert werden.In the injection engine according to the invention, the air flow well guided all the way through, but especially when he entered the Chamber and the smallest possible cross-sectional changes subject to so that irregular air vortices are prevented from occurring.

Die auf diese Weise in der Kammer erzeugte Luftbewegung ermöglicht eine platl-' mäßige Verteilung und beschleunigte Aufbereitung des in die Kammer eingespritzten Brennstoffs. Ungewollte Brennstoffanhäufungen, wie sie sonst bei regelloser Durchwirbelung des Kammerinhalts entstehen, werden vermieden. Auf der andern Seite ermöglicht die erwähnte Luftschichtung auch eine bewußte Gemischkonzentration in irgendeiner Zone der Verbrennungskammer und damit die Bildung eines zündfähigen Gemischs auch bei schwacher Belastung und Leerlauf. Je feiner die Zerstäubung des Brennstoffs und je früher die Einspritzung beendet ist, desto mehr wird die brennstofführende Luftschicht in der _t ähe der Einspritzdüse zusammengedrängt. Je geschlossener die Brennstoffstrahlen sind und je später die Einspritzung erfolgt, desto mehr bleibt der Brennstoff auf die zuletzt überströmende Luftschicht in der NTähe des Kammerbodens beschränkt. Günstig für die Zündfähigkeit wirkt sich dabei auch der Umstand aus, daß der die Gemischzone umschließende Teil der Kammerwandung seine Temperatur mit abnehmender Belastung wenig ändert. Die örtliche Gemischanreicherung kommt besonders für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, zumal für Zweitaktmaschinen, in Betracht, kann aber auch beim reinen Dieselbetrieb Anwendung finden.The air movement created in this way in the chamber allows a platel 'moderate distribution and accelerated processing of the in the chamber injected fuel. Unwanted fuel accumulations, as they usually occur with random turbulence of the chamber contents are avoided. On the On the other hand, the aforementioned air stratification also enables a conscious mixture concentration in any zone of the combustion chamber and thus the formation of an ignitable Mixture even with low load and idle. The finer the atomization of the Fuel and the earlier the injection is finished, the more the fuel-carrying becomes Air layer compressed near the injection nozzle. The more closed the There are fuel jets and the later the injection takes place, the more remains the fuel on the last layer of air flowing over near the bottom of the chamber limited. The fact that it has a favorable effect on ignitability that the part of the chamber wall surrounding the mixture zone has its temperature little changes with decreasing load. The local mixture enrichment comes especially for internal combustion engines with spark ignition, especially for two-stroke engines, into consideration, but can also be used in pure diesel operation.

Der Brennstoff wird entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zur Drehachse der Wirbelbewegung eingespritzt. Durch den kreisenden Luftstrom wird die Mischung des Brennstoffs mit der Luft begünstigt.The fuel is counter to the axially advancing vortex movement of the combustion air parallel or at an acute angle to the axis of rotation of the vortex movement injected. Due to the circulating air flow, the fuel is mixed with favored by the air.

Auf dem Kammerboden, der Einspritzdüse gegenüber, kann in bekannter Weise ein mehr oder weniger gekühlter Teller angeordnet werden, der zum Auffangen der Brennstoffstrahlen und gleichzeitig als Wärmespeicher bzw. Verdampfer dient. Die gesamte in die Kammer einströmende Luft wird in kreisender Bewegung unmittelbar über den Teller geführt und dabei erwärmt und mit Brennstoffdämpfen angereichert.On the bottom of the chamber, opposite the injection nozzle, can be used in a well-known Way a more or less chilled plate can be arranged to collect the fuel jets and at the same time serves as a heat store or evaporator. All the air flowing into the chamber is immediately in circular motion Passed over the plate and warmed up and enriched with fuel vapors.

In den Abb. i bis q. sind Ausführungsbeispiele einer Einspritzbrennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abb. i die Ansicht eines Zylinderdeckels mit Brennkammer von unten, während die Abb. 2 bis q. senkrechte Maschinenschnitte wiedergeben. Beim Hochgehen des Arbeitskolbens d wird die Luft aus dem Zvlinder b durch den rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kanal c in die Brennkammer d gedrückt und dort in eine schraubenförmig kreisende Bewegung versetzt. Der Führungszapfen e (Abb. i bis 3) begünstigt die Einleitung einer geordneten Drehbewegung. Durch die Düse f wird der Brennstoff eingespritzt. Der Teller g (Abb. q.) dient zum Auffangen der Brennstoffstrahlen; vor allem bei geschlossener Strahlform, sowie als Wärmespeicher. Der Rand des Tellers kann hochgezogen sein, so daß die Kammerwand zum Teil überdeckt ist.In Figs. I to q. are exemplary embodiments of an internal combustion engine shown with the features according to the invention, namely the Fig. i shows the View of a cylinder cover with combustion chamber from below, while Figs. 2 to q. reproduce vertical machine cuts. When the working piston goes up d the air from the cylinder b through the rectangular cross-section Channel c pressed into the combustion chamber d and there in a helically circular one Movement. The guide pin e (Fig. I to 3) facilitates the introduction an orderly rotary movement. The fuel is injected through the nozzle f. The plate g (fig. Q.) Is used to catch the fuel jets; especially at closed beam shape, as well as heat storage. The edge of the plate can be pulled up so that the chamber wall is partially covered.

In den Abb. 2 und 3 ist ein Fall von Gemischverteilung bei niedriger Belastung und Fremdzündung dargestellt. Die Brennstoffeinspritzung sei bei der in Abb.2 eingezeichneten Kolbenstellung beendet und der Brennstoff über den augenblicklichen Kammerinhalt fein zerstäubt verteilt. Wenn nun der Kolben seine obere Totlage erreicht hat (Abb.3), so ist das Brennstoff-Luftgemisch durch die inzwischen noch übergeschobene Luft in die obere Kammerhälfte zurückgedrängt. Die Zündkerze lt ist dementsprechend ebenfalls in der oberen Kammerhälfte angeordnet, so daß der Zündfunke innerhalb der Gemischzone entsteht.In Figs. 2 and 3 there is a case of mixture distribution at lower Load and spark ignition shown. The fuel injection is the in Fig.2 finished piston position and the fuel over the current The contents of the chamber are finely atomized. When the piston reaches its top dead center has (Fig.3), the fuel-air mixture is due to the in the meantime still pushed over Air pushed back into the upper half of the chamber. The spark plug is accordingly also arranged in the upper half of the chamber, so that the ignition spark inside the mixture zone is created.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbst- oder Fremdzündung und einer als Hohldrehkörper ausgebildeten, mit dem Arbeitszylinder durch einen tangential in sie einmündenden Kanal verbundenen Brennkammer, in der sich am Ende des Verdichtungshubes nahezu die gesamte Verbrennungsluft befindet und bei der der Brennstoff entgegen der axial fortschreitenden Wirbelbewegung der Verbrennungsluft parallel oder in einem spitzen Winkel zu der Drehachse der Wirbelbewegung eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammerende, an dem die Luft eintritt, zylindrisch oder annähernd zylindrisch ausgebildet und durch einen ebenen Boden begrenzt ist, und die Luft parallel zum Kammerboden durch einen Überströmkanal von annähernd rechteckigem Querschnitt eingeführt wird. PATENT CLAIMS: i. Injection internal combustion engine with compression or spark ignition and one designed as a hollow rotating body, with the working cylinder through a tangentially into it opening channel connected combustion chamber, in which at the end of the compression stroke is almost all of the combustion air and the Fuel against the axially advancing vortex movement of the combustion air injected parallel or at an acute angle to the axis of rotation of the vortex movement is, characterized in that the end of the chamber, at which the air enters, is cylindrical or approximately cylindrical and delimited by a flat floor, and the air parallel to the chamber floor through an overflow channel of approximately rectangular Cross-section is introduced. 2. Einspritzbrennkraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen in der Mitte des Kammerbodens angeordneten, etwa gleiche Höhe wie der Überströmkanal aufweisenden Führungszapfen.2. Injection internal combustion engine according to claim i, characterized by a arranged in the middle of the chamber floor, about the same height as the Overflow channel having guide pin.