DE684010C - Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine - Google Patents

Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine

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DE684010C
DE684010C DEL89632D DEL0089632D DE684010C DE 684010 C DE684010 C DE 684010C DE L89632 D DEL89632 D DE L89632D DE L0089632 D DEL0089632 D DE L0089632D DE 684010 C DE684010 C DE 684010C
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combustion chamber
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nozzle
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B21/00Engines characterised by air-storage chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/14Engines characterised by precombustion chambers with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine Es ist bei selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftm@aschinen bereits bekannt, den Brennraum seitlich im Zylinderkopf anzuordnen und ihm eine in Richtung der Brennstoffeinspritzung langgezogene Form zugehen. In diesen Raum wird bis zu Beendigung des Verdichtungshubes irre wesentlichen die gesamte Ladeluft aus dem Hubraum übergeschoben.
  • Befindet sich, wie es bei bekannten Maschinen dieser Art der Fall ist, der überströmkana,l an dem der Einspritzdüse gegenüberliegenden Ende der länglichen Kammer, so ist während der Brennstoffeinspritzung die Richtung der einströmenden Luft der Richtung, des Brennstoffstrahles entgegengesetzt, wodurch die Durchschlagskraft des Strahles vermindert und eine Durchsetzung der Brennkammer mit zerstäubtem Brennstoff auf die ganze Länge der Kammer wesentlich erschwert wird. Nach Eintritt der Zündung und Druckstelgerun@g in der Kammer wäre wohl eine Mitstrom von noch flüssigen und gasförmigen Ladebestandteilen möglich, jedoch ist bei sehr rasch laufenden Maschinen die Einspritzung in diesem Zeitpunkt wegen des Zündverzuges schon beendet, so daß kein Mitstrom von noch eigene Bewegungsenergie enthaltenden Brennstoffteilchen und Gasbestandteilen mehr zustande kommt.
  • Bei anderen, ebenfalls bekannten Maschinen der genannten Gattung befindet sich der Verbindungskanal zwischen Hubraum und: Brennkammer am düsenseitigen Ende der langgezogenen Kammer, und dieser Gattung gehört auch die Maschine nach vorliegender Erfindung an. Während der Einspritzung, die bis zum Ende des Verdichtungshubes im allgemeinen schore beendet ist, fließt nunmehr die in die Brennkammer eingepreßte Ladeluft im Mitstrom mit dem Brennstoffstrahl und befördert somit die Durchsetzung der Kammer auf ihre ganze Länge mit aufgelösten Treiböltropfen. Auch die Erhaltung eines Strahlkernes des Brennstoffes, der in annähernd geschlossener Form die Kammer, längsweise vollständig durchschlägt, wird durch den Mitstrom begünstigt.
  • Bei bekannten Maschinen dieser Art ist nerv die Einspritzdüse gleichachsig mit der Brennkammer angeordnet, so daß, auf die einzelnen Kammerquerschnitte bezogen, eine gleichmäßige Durchsetzung der Kammer mit Brennstofftröpfchen eintritt und nach Einsetzen der Zündung auch ein mit der Kammerachse etwa paralleles Fortschreiten der Flamme in Richtung des Brennstoffstrahles und ebenso eine symmetrische radiale Ausbreitung der Brennzone von jedem Punkte der Kammerachse aus stattfindet. Steigt infolge der Verbrennung der Druck in der Kammer nach anfänglich langsamer Erhöhung in der bekannten Weise plötzlich jäh an, so muß die gesamte geschilderte Bewegung der Ladung und der Flammenfront zunächst aufgehalten und darauf infolge des Druckunterschiedes zwischen Brenn- und Hubraum, der durch den inzwischen rückläufigen Arbeitskolben stetig vergrößert wird, in die umgekehrte Richtung gebracht werden, damit die. Überströmung durch den düsenseitig lieget;; den Verbindungskanal hindurch in den H-a° rauen erfolgen kann. Das ergibt Stoß- und Wirbelverluste in der Ladung, die die nutzbare Maschinenleistung vermindern.
  • Erfindungsgemäß werden derartige Nachteile dadurch vermieden, daß an einer Brennkammer, deren Querschnitt von dem mit Bezug auf die Kammerachse symmetrisch liegenden Mündungsquerschnitt des Verbindungskanals ab bis zu der Umlenks.telle an ihrer Rückwand gleich bleibt, die Kammerachse zur Brennstoffdüsenachse derart geneigt ist, daß die Einspritzdüse lediglich den oberen Teil der Brennkammer mit Brennstoff beschickt. Die Düse mündet dabei vorzugsweise an der oberen Ecke der kanalseitigen Ward des Brennraumes, und ihre Achse ist etwa auf die Mitte der gegenüberliegenden Wänd gerichtet, so daß der Strahlkegel des Brennstoffes bis in die Nähe der unteren Ecke der letzteren Wand reicht und einen im Hauptlängsschnitt etwa durch eine Diagonale des Brennraumes begrenzten unteren Raumteil frei läßt. Wenn nun eine gewisse Strecke hinter der Düsenmündung die Zündung einsetzt, so wird die in Richtung des Brennstoffstrahles weiterschreitende Flamme zunächst im wesentlichen nur den oberen, mit Brennstoff durchsetzten Raumteil erfüllen, dessen Luftinhalt somit zuerst aufgezehrt wird. Die Zündung wird erleichtert, wenn der Brennstoffstrahl an seiner Wurzel unmittelbar von lebhaft in .den Brennraum einströmender Luft getroffen wird, die Luft also nicht, wie bei bekannten Maschinen der vorausgesetzten Gattung, in der Hauptsache seitlich zum Einspritzstrahl und insbesondere tangential zum Kreisumfang der Brennkammer eingeführt wird, sondern der Verbindungskanal, wie schon ausgeführt, einen mit Bezug auf die Kammerachse symmetrisch liegenden Mündungsquerschnitt aufweist. Dadurch wird auch der Transport der Flamme bss an das der Düse gegenüberliegende Ende der Brennkammer erleichtert, denn Schraubenwirbel der Ladeluft fallen hierbei fort.
  • Wenn nunmehr infolge des rasch ansteigenden Verbrennungsdruckes in der Kammer und der Saugwirkung des rückläufigen Kolbens .die Rückströmung aus der Kammer in den Hubraum stattfindet, so muß die Flamme durch den unteren, noch reine Frischluft enthaltenden Abschnitt der Brennkamm-er hindurch zum Verbindungskanal gezogen werden, und das brennende Gemisch verzehrt die F rischluftmenge in diesem Abschnitt. Die Flammenfront durcheilt also nach dem Richtungswechsel der Strömung nicht, wie bei den bekannten Maschinen mit gleichachsig zur. ...Kammer angeordneter Düse, den früheren :-Weg, auf dem sie nur Widerstand und über-@::,:dies im wesentlichen schon Abgase vorfinden 1t,ürde, sondern weicht dieser Zone aus und findet neuen Sauerstoff zum Weiterbrennen. Die fortschreitende Brennzone wird daher nicht mit Abgasen verwirbelt, und auch ein erheblicher Teil von Verlusten an Strömungsenergie durch die sonst eintretenden Prall-und Wirbelwirkungen wird eingespart.
  • In Weiterentwicklung der Erfindung kann an der Rückwand der Brennkammer ein Umlenkkegel angeordnet sein. Wird dieser in der hier vorausgesetzten leicht schrägen Richtung von Kernteilen des Brennstoffstrahles, die ihre volle Durchschlagskraft bewahrt haben, erreicht, so prallen diese Flüssigkeitsteile unter Zerstreuung etwa in Richtung der in der geschilderten Weise schräg nach unten zum Verbindungskanal abziehenden Flammenfront zurück find fügen sich somit der Brennzone ein. Vor dem Zündvorgang etwa schor. an den. Kegel angeprallter Brennstoff wird zum mindesten zerstreut und haftet der Rückwand.nicht gesammelt an, was nur zu Verkrustungen an dieser Stell.. und zu Brennstoffverlusten führen würde.
  • Wird ferner erfindungsgemäß ein mit der Brennkammer gleichachsiger Luftspeicher an die Rückwand angeschlossen, so muß die mit großer Energie erfolgende Ausblasung aus diesem unmittelbar angespritzten Speicher die Rückströmung aus der Brennkammer beschleunigen, da der aus- dem Speicher mit hoher Geschwindigkeit hervorschießende Flammenstrahl von Vornherein diese Rückströmrichtung verfolgt.
  • Ordnet man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen Luftspeicher oberhalb der Düsen- und Kanalmündungen und senkrecht zur Düsenachse an, so daß die Speicherausblasung mit kurzem Weg unmittelbar in den Verbindungskanal hinein erfolgt, so wind zwar die Ladung des Speichers mit Brennstoff schwächer, dafür aber ist der Ausblasestoß des Speichers imstande, eine injektorartige Saugwirkung auf .die rückströmenden brennenden Kammergase auszuüben und somit die Abströmung aus der Brennkammer zu beschleunigen.
  • Auf der Zeichnung sind in den Abb. z bis 8 vier Ausführungsbeispiele von selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen gemäß der Erfindung teils im senkrechten, teils im waagerechten Querschnitt durch den Brennraum und die Einspritzdüse veranschaulicht.
  • In den Abbildungen ist jeweils der Zylinder mit a, der Kolben mit b, der Zylinderdeckel mit c, die Brennkammer mit d, der Kolbenhubraum mit e, die Einspritzdüse mit f, der Verbindungskanal zwischen Brennkammer d und Hubraum e mit g, das Einlaßventil mit i bezeichnet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 ist die der Einspritzdüse gegenüberliegende Wand der Brennkammer glatt gehalten.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und q. ist diese Wand mit einem vorspringenden, Umlenkkegel h versehen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 und 6 ist an der Rückwand der Brennkammer d noch ein Luftspeicher L angeschlossen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 und 8 ist die der Einspritzdüse f gegenüberliegende Wand der Brennkammer d glatt gehalten und ein Luftspeicher in oberhalb der Düsen- und Kanalmündungen senkrecht zur Düsenachse angeordnet.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraft,maschine mit einer seitlich im Zylinderkopf angeordneten Brennkammer von in Richtung der Brennstoffeinspritzung langgezogener Form, in die am Ende des Verdichtungshubes im wesentlichen die gesamte Verbrennungsluft durch einen Kanal übergeschoben ist, welcher sich auf der gleichen Kammerseite befindet wie die senkrecht zur Zylinderachse angeordnete Düse, mittels deren der Brennstoff gegen Ende des Verdichtungshubes eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer von dem mit Bezug auf die Kammerachse symmetrisch liegenden Mündungsquerschnitt des Verbindungskanales ab bis zu einer Umlenkstelle an ihrer Rückwand einen. gleichbleibenden Querschnitt besitzt und die Kammerachse zur Brennstoffdüsenachse derart geneigt ist, daß die Einspritzdüse lediglich den oberen Teil der Brennkammer mit Brennstoff beschickt. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Umlenkkegel an der Rückwand der Brennkammer. 3. Bremskraftmaschine mach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen in der Kammerachse liegenden, an die Rückwand der Brennkammer sich anschließenden Luftspeicher. q.. Brennkraftmaschine nach Anspruch i oder a, gekennzeichnet durch einen oberhalb der Düsen- und Kanalmündungen und senkrecht zur Düsenachse angeordneten Luftspeicher.
DEL89632D 1936-01-29 1936-01-29 Selbstzuendende, luftverdichtende Brennkraftmaschine Expired DE684010C (de)

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