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Einspritzbrennkraftmaschine mit Selbstzündung, bei der der Hauptbrennraum
vom Kolbenhubraum abgesetzt ist Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die bekannten
Einspritzbrennkraftmaschinen mit Selbstzündung, bei welchen der Hauptbrennraum vom
Kolbenhubraum abgesetzt ist und die Achsen der Einspritzdüse sowie des Luftspeichers
in einer gemeinsamen, durch einen Zylinderdurchmesser gehenden Ebene liegen, und
insbesondere auf Einspritzbrennkraftmaschinen, bei denen die Wandung des Hauptbrennraumes
an der Seite des Luftspeichers zurückspringend und an der Seite, auf der die Brennstoffzuführung
erfolgt, vorspringend ausgeführt ist, derart, daß der Hauptbrennraum einen herzförmigen
Querschnitt erhält.
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Derartige Brennkraftmaschinen haben sich bei kleinem und mittlerem
Zylinderdurchmesser durchaus bewährt, da die Strömungserscheinungen, welche beim
Entleerungsvorgang des Luftspeichers auftreten, eine gute Verbrennung und einen
günstigen Wirkungsgrad ergeben.
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Bei Maschinen mit größerem Zylinderdurchmesser kann aber die Schwierigkeit
auftreten, daß die Reichweite des Brennstoffstrahles nicht genügt, um den Luftspeicher
mit genügend Brennstoff zu beschicken. Eine der Vergrößerung des Zylinderdurchmessers
etwa angepaßte Vergrößerung der Einspritzdüse würde keine ausreichende Verlängerung
des Brennstoffstrahles ergeben. Eine Verringerung der Entfernung zwischen Düse und
Speichermündung durch Verlegung der Düsen und Luftspeicher auf Sehnen des Verbrennungsraumes
unter gleichzeitiger Verdoppelung derselben führt wohl zum Ziele.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird die Lösung dieser Aufgabe dadurch
herbeigeführt, daß dem Einspritzstrahl auf seinem Wege ein weiterer Impuls verliehen
wird, um seine Durchschlagskraft nach dem Verlassen der Düse nochmals zu beleben.
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Dies geschieht dadurch, daß der Einspritzdüse eine Vorkammer vorgeschaltet
wird, mit dem Erfolg, daß die jeweils einsetzende Vorkammerverbrennung einen zusätzlichen
Antrieb für den Düsenstrahl ergibt.
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Während bei den bekannten Vorkammerdieselmaschinen die Vorkammer lediglich
zur Aufbereitung des Brennstoffes und zum Transport desselben in den Verbrennungsraum
über dem Kolben dient, womit aber die Wirkungsweise der Vorkammer erschöpft ist,
handelt es sich beim Erfindungsgegenstand darum, daß der in der Vorkammer einen
zusätzlichen Antriebsimpuls erhaltende Einspritzstrahl durch den abgesetzten Hauptbrennraum
der Maschine hindurch gegen den Luftspeicher geblasen wird. Ein Teil des Einblasestrahls
mit unverbrannten Brennstoffteilchen wird an der Luftspeichermündung
abgefangen
und der andere Teil in den Speicher zur Erzeugung des bekannten Hochdrucks und der
Ausblaseenergie eintreten. Dies wird dadurch begünstigt, daß die durch die bekannte
Vorkammerwirkung angewärmten alif@:' gespaltenen und verdampften Brennstoffteilchen
. im Luftspeicher besser ihrem Endzweck zuge-.. führt werden, d. h. für eine Speicherausblasung-'
unter starkem Druckabfall geeignet sind.
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Erwähnt sei in dieser Hinsicht, daß die Vereinigung von Vorkammer
und Luftspeicher bei einer Dieselmaschine in der Weise bekannt ist, daß der Luftspeicher
hinter der Vorkammer vorgesehen und durch eine oder mehrere Drosselöffnungen mit
der Vorkammer verbunden ist, welche mit dem Brennraum in geeigneter Verbindung steht.
Der Luftspeicher ist hierbei der Vorkammer nachgeschaltet, und die Wechselwirkungen
zwischen Luftspeicher und Vorkammer sind hierbei ganz andere als bei dem Erfindungsgegenstand,
bei welchem die Einspritzdüse der Vorkammer vorgeschaltet ist, deren Mündung dem
Luftspeicher gegenüberliegt.
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Hierbei werden in allgemeiner Anordnung die Achsen von Einspritzdüse,
Vorkammer und Luftspeicher zusammenfallen und senkrecht zur Zylinderachse verlaufen.
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Werden dagegen als besondere Anordnung die gemeinsame Achse von Vorkammer
und Einspritzdüse einerseits und die des Luftspeichers andererseits gegeneinander
geneigt, so wird die Ausblaserichtung von Vorkammer und Luftspeicher in der Weise
abgeändert, daß der Einströmung in den Speicher kein Eintrag geschieht, wobei die
Ausblasung aus dem Luftspeicher so gelenkt wird, daß sie die Vorkammermündung nicht
mehr trifft. Dies gibt für die Erhitzungsverhältnisse der Kammermündungen dieselben
Vorteile wie bei entsprechender direkter Einspritzung, erhält aber hier für größere
Maschinen eine weitere Bedeutung.
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Während bei gleichachsiger Anordnung von Vorkammer, Einspritzdüse
und Luftspeicher es in diesem Falle möglich wäre, daß zufolge der Größe der Vorkammermündung
ein Teil des aus dem Luftspeicher austretenden Strahles in die Vorkammer eindringen
und eine unerwünschte Ablagerung von Brennstoff in der Vorkammer sich ergeben könnte,
zufolge der Unmöglichkeit, in der Vorkammer wegen Luftmangels zur Verbrennung zu
gelangen, wäre es für den besonderen Fall der Einspritzbrennkraftmaschine mit herzförmigem
oder ähnlich gestaltetem Hauptbrennraumquerschnitt weiter unerwünscht, wenn' der
Speicherstrahl fehlgeleitet würde und seine Drehbewegung nicht oder nur unvollkommen
ausführen könnte.
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Durch die gegenseitige Neigung von Vorkammer und Einspritzdüse gegenüber
der Achse des Luftspeichers wird die Vorkammermündung außer Bereich der Speicherausblasung
gebracht und weiterhin der darunter befindliche Wandteil für die Spaltung der Aus-.
blasung zur Herbeiführung der Drehbewegung im Hauptbrennraum besonders vorteilhaft
herangezogen.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsformen derartiger Einspritzbrennkraftmaschinen
in den Abb. z bis 5 veranschaulicht. Abb. i zeigt hierbei einen senkrechten und
Abb. a einen waagerechten Mittelschnitt durch - den Hauptbrennraum. Die Abb. 3 und
q. zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Mittelschnitt durch den Hauptbrennraum
des zweiten Ausführungsbeispiels. Abb. 5 zeigt einen senkrechten Mittelschnitt durch
den, Hauptbrennraum einer Einspritzbrennkraftmaschine, bei welcher die gemeinsame
Achse von Vorkammer und Einspritzdüse gegen die Achse des Luftspeichers hin geneigt-
ist.
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Wie aus Abb. i und a hervorgeht, ist -der gegenüber dem Zylinder
a bzw. Kolben b abgesetzte Hauptbrennraum c von herzförmiger Gestalt,
wobei der Herzeinschnitt Sitz der Vorkammer d, die Herzspitze Sitz des Luftspeichers
e bzw. deren Mündungen ist. Mit f ist die Einspritzdüse, mit g und h das Ein- und
Auslaßventil bezeichnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 und q. ist wiederum =der Zylinder
mit a, der Kolben mit b, der abgesetzte Hauptbrennraum mit c, die Vorkammer mit
d und der Luftspeicher mit e bezeichnet. Die Vorkammer mündet jedoch in die Herzspitze
bzw. in den Herzmittelteil, während der Luftspeicher in den Herzeinschnitt mündet.
Die Mündung der Vorkammer d und gegebenenfalls des Luftspeichers e kann dabei aus
einer oder mehreren entsprechend im Winkel zueinander angeordneten Bohrungen oder
Schlitzen bestehen, und die Mündungsschlitze können sich teilweise oder ganz über
die Brennraumhöhe erstrecken.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist die gemeinsame Achse 'von
Vorkammer d und Einspritzdüse t geneigt zur Achse des Luftspeichers e angeordnet.
Die übrigen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei den vorhergehenden
Ausführungsformen versehen.