DE830583C - Four-stroke engine with fuel injection, external ignition and inlet and outlet valves arranged on the side - Google Patents

Description

Viertaktmotor mit Brennstoffeinspritzung, Fremdzündung und seitlich angeordneten EinlaB- und AuslaB-Ventilen Es sind Viertaktbrennkraftmaschincn bekannt, bei welchen der Brennstoff eine erhebliche Zeit vor dem Ende des Verdichtungshubes eingespritzt wird und in der Nähe des oberen Totpunktes durch eine Zündvorrichtung gezündet wird. Motoren dieser Bauart sind auch schon in der Ausführung mit Seitensteuerung und dem dadurch entstehenden. überwiegend seitlich vom Zylinder angeordneten Verdichtungsraum ausgeführt worden.Four-stroke engine with fuel injection, spark ignition and side arranged inlet and outlet valves Four-stroke internal combustion engines are known in which the fuel is a considerable time before the end of the compression stroke is injected and near top dead center by an ignition device is ignited. Motors of this type are already in the version with side steering and the resulting. Compression chamber mainly located to the side of the cylinder been executed.

Man hat hierbei Einspritzdüsen angewendet, welche den Brennstoff in einem kegeligen Strahl von mehr oder weniger großem Spritzwinkel zerstäuben.Injection nozzles were used here, which feed the fuel into atomize a conical jet with a more or less large spray angle.

Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß entweder, insbesondere bei schmalem Düsenstrahl, in der Gegend der Zündkerze kein genügend reichliches Gemisch entsteht oder aber daß, insbesondere bei sehr breiten Kegelstrahlen, durch Benetzung der Zylinderwandungen Schmierölverdünnung auftritt.Difficulties arise in that either, in particular with a narrow jet, not enough in the area of the spark plug Mixture arises or that, especially in the case of very broad cone jets, through Wetting of the cylinder walls lubricating oil dilution occurs.

Vor allem dann, wenn nicht nur Leichtbrennstoffe, wie Benzin, sondern mittelschwere Brennstoffe oder gar schwere Brennstoffe, wie Dieselöl, eingespritzt werden, machen sich diese Cbelstände verstärkt bemerkbar.Especially when not only light fuels, such as gasoline, but medium-heavy fuels or even heavy fuels, such as diesel oil, are injected become, these cbel levels become more noticeable.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beheben.The purpose of the present invention is to address these difficulties remedy.

Zu diesem Zweck wird nach vorliegender Erfindung eine Einspritzdüse vorgesehen, welche im Zylinderdeckel angeordnet ist und in mehreren. mindestens jedoch zwei Brennstoffstrahlen oder zwei Brennstoffstrahlengruppen einspritzt. Hierbei wird ein Brennstoffstrahl, und zwar erfahrungsgemäß vorwiegend der kleinere, in der Richtung auf die Zündkerze, der andere- in der Richtung auf den Kolben eingespritzt. Der Zündkerzenstrahl soll das Gemisch an der Kerze durch Bildung einer Gemischwolke anreichern, wobei natürlich ein Befeuchten der Kerze selber 'vermieden werden muß. Hierzu ist eine besonders günstige Lösung diejenige, bei welcher der Zündkerzenstrahl auf den Rand des Auslaßventils gerichtet ist, dort zerprallt und der entstehende Nebel in Richtung der Zündkerzenumgebung abgelenkt wird und dort eine Zündwolke bildet.For this purpose, according to the present invention, an injection nozzle provided, which is arranged in the cylinder cover and in several. at least however, injects two fuel jets or two fuel jet groups. Here is a fuel jet, and experience has shown that mainly the smaller one, in the direction on the spark plug, the other- in the direction of on injected into the piston. The spark plug jet should pass the mixture through to the plug Formation of a mixture cloud enrich, whereby of course a moistening of the candle itself 'must be avoided. A particularly favorable solution for this is the one in which the spark plug jet is directed at the edge of the exhaust valve, there crashes and the resulting mist is deflected in the direction of the spark plug area and there forms an ignition cloud.

Eine wesentliche Zusatzwirkung erzielt man hierbei durch die damit verbundene Kühlung des Auslaßventils. Diese Wirkung kann bei hochbelasteten Motoren so wichtig sein, daß neben dem Kerzenstrahl ein besonderer Auslaßventilkühlstrahl vorgesehen wird. Eine zu einseitige Kühlung des Auslaßventils wird dabei vermieden, wenn der Kerzenstrahl auf der einen Seite des Auslaßventils in Richtung Kerze zerprallt und ein Kühlstrahl das Auslaßventil etwa an der gegenüberliegenden Seite trifft. Diese Wirkung kann durch zweckmäßige Gestaltung oder Aufsetzung von Ablenk- und Zerpralltlächen auf den Ventilen oder auf der Wandung des Verbrennungsraumes im Wege der Düsenstrahlen verstärkt werden.A significant additional effect is achieved here through the associated cooling of the exhaust valve. This effect can occur with highly loaded engines so important that next to the candle jet a special outlet valve cooling jet is provided. Too one-sided cooling of the exhaust valve is avoided, when the candle beam collides on one side of the exhaust valve in the direction of the candle and a cooling jet hits the outlet valve approximately on the opposite side. This effect can be achieved through appropriate design or creation of deflection and Impact surfaces on the valves or on the wall of the combustion chamber in the Paths of the nozzle jets are reinforced.

ln einer weiteren Verbesserung wird als Einspritzdüse eine sogenannte Voreinspritzdüse verwendet.In a further improvement, a so-called injection nozzle is used as the injection nozzle Pre-injector used.

Hierbei wird aus der von einer solchen Einspritzdüse im ersten Hubteil des Schließorgans geöffneten Voreinspritzöffnung ein Strahl in die Kerzengegend gerichtet. Der oder die in den Zylinder gerichteten Zerstäubungsbohrungen werden also dann erst geöffnet, wenn die Nadel oder das Ventil der Düse einen gewissen Hub zurückgelegt hat.In this case, the from such an injection nozzle in the first lifting part of the pre-injection opening opened by the closing member, a jet into the candle area directed. The atomizing bore or bores directed into the cylinder are so only then opened when the needle or the valve of the nozzle a certain Stroke.

Die Bohrungen werden für vorliegende Verbesserung nun derart bemessen, daß bei kleiner Teillast und Leerlauf die Nadel bzw. das sonstige Schließorgan der Düse sich nichi so weit hebt, um den oder die Zylinderstrahlen zu öffnen. Es -wird also nur Brennstoff in die Richtung der Kerze gerichtet, so daß dort auf alle Fälle ein genügend reiches Gemisch ist, bei Leerlauf sogar fast überhaupt nur in der Umgegend der Kerze.For the present improvement, the bores are now dimensioned in such a way that that at low part load and idle the needle or the other closing member of the The nozzle does not rise enough to open the cylinder jet (s). It will so only fuel directed in the direction of the candle, so that there by all means a sufficiently rich mixture is, when idling, almost only in the vicinity the candle.

Die Zeichnungen Abb. i bis 6 stellen einige Anwendungen des Erfindungsgedankens dar.The drawings Figs. I to 6 show some applications of the idea of the invention represent.

Abb. i und 2 zeigen eine Ausführung, bei welcher die Einspritzdüse i etwa über der Mitte des Zylinders 2, die Zündkerze 3 über dem Einlaß-Venti14 und dieses gemeinsam mit dem Auslaß-Ventil9 in der Ventiltasche to angeordnet sind. Der Zylinderstrahl 6 der Düse i ist senkrecht auf den Boden 16 des Kolbens 7 gerichtet, so daß er bei Einspritzung etwa bei äußerer Totpunktlage des Kolbens 7 einen großen Luftweg durchdringt, bei stärkerer Annäherung des Kolbens 7 an die Düse i auf dem Kolben zerprallt, ohne in seiner Hauptmenge auf die Zylinderwandungen abgelenkt zu werden. Dieser Schutz gegen Schmierölverdünnung wird durch die Höhlung 8 im Boden 16 des Kolbens 7 noch verstärkt. Der in die Ventiltasche i o gerichtete Kerzenstrahl i i ist in den gröl3teil Querschnitt der Ventiltasche io gerichtet, wobei er mit seinem Außenmantel gerade noch Einlah-Ventil4 und Auslaß-Ventil9 berührt, wobei sich, insbesondere durch dieses Aufprallen, die angereicherte Zündwolke 12 bildet.Fig. I and 2 show an embodiment in which the injection nozzle i about the middle of the cylinder 2, the spark plug 3 above the inlet valve 14 and this is arranged together with the outlet valve 9 in the valve pocket to. The cylinder jet 6 of the nozzle i is directed perpendicular to the bottom 16 of the piston 7, so that it has a large injection approximately at the outer dead center position of the piston 7 Airway penetrates when the piston 7 approaches the nozzle i on the closer Piston crashes without being deflected in its bulk onto the cylinder walls to become. This protection against dilution of the lubricating oil is provided by the cavity 8 in the bottom 16 of the piston 7 is reinforced. The candle beam directed into the valve pocket i i is directed into the major part of the cross-section of the valve pocket io, whereby it with its outer jacket just touches inlet valve4 and outlet valve9, whereby The enriched ignition cloud 12 is formed, in particular by this impact.

Abb. 3 und 4 zeigen eine Ausführung, bei welcher die Einspritzdüse i in der Nähe des Einlaß-Ventils 4, die Zündkerze 3 über dem Auslaß-Ventil9 angeordnet ist. Der in dem Zylinder gerichtete Strahl 6 der Düse i ist mit verhältnismäßig geringer Durchschlagskraft ausgeführt, so daß er, soweit er den Boden 16 des Kolbens 7 überragt, noch auftrifft, auf diesem aber nicht mehr zerprallt und nicht abgelenkt -wird.Fig. 3 and 4 show an embodiment in which the injection nozzle i in the vicinity of the inlet valve 4, the spark plug 3 above the outlet valve 9 is. The directed in the cylinder jet 6 of the nozzle i is with relative low penetrating power, so that he, as far as he hits the bottom 16 of the piston 7 towers above, still hits, but no longer crashes on it and is not distracted -will.

Der in Richtung der Zündkerze 3 gerichtete Strahl i i zerprallt in vorliegender Ausführung auf dem Auslaß-Ventil 9, dieses gleichzeitig kühlend, und bildet eine Zündwolke 12 seitlich der Zündkerze 3.The beam i i directed in the direction of the spark plug 3 collides in present version on the outlet valve 9, this cooling at the same time, and forms an ignition cloud 12 to the side of the spark plug 3.

Eine dritte Ausführung ist in Abb. 5 und 6 gezeigt. Hierbei ist die Einspritzdüse i wieder über dem Zylinder 2 angeordnet, die Zündkerze 3 über dem Auslaß-Ventil 9. Der in dcii Zylinder gerichtete Strahl 6 der Düse i ist fast senkrecht auf der. Boden 16 des Kolbens gerichtet, der auch wieder mit einer Prallhöhlung 8 mit besonders kleinem Höhlungsradius ausgeführt ist. Die zur Erzeugung der Zündwolke 12 dienenden Strahlen i i und 15 der Düse i sind zunächst auf den Rand 5 des Auslaß-Ventils 9 gerichtet. Dieses Ventil 9 weist zu diesem Zweck den als Prall- und Ablenkfläche gestalteten erhöhten Rand 5 auf.A third embodiment is shown in Figs. Here is the Injection nozzle i is again arranged above cylinder 2, spark plug 3 above Outlet valve 9. The jet 6 of the nozzle i directed into the cylinder is almost vertical on the. Bottom 16 of the piston directed, which is also back with an impingement cavity 8 is designed with a particularly small cavity radius. The one used to generate the ignition cloud 12 serving jets i i and 15 of the nozzle i are initially on the edge 5 of the outlet valve 9 directed. This valve 9 has for this purpose as a baffle and deflecting surface designed raised edge 5 on.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Viertaktmotor mit seitlich angeordneten Einlaß- und Auslaß-Ventilen mit Fremdzündung durch eine Zündkerze und mit Einspritzung in den Verbrennungsraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (i) im Zylinderdeckel (13) angeordnet ist und mindestens einen Brennstoffstrahl (6) in den eigentlichen Zylinderraum (14) sowie mindestens einen weiteren in die Gegend der Zündkerze (3) über den Einlaß-und Auslaß-Ventilen (4, 9) richtet. PATENT CLAIMS: i. Four-stroke engine with laterally arranged inlet and outlet valves with external ignition by a spark plug and with injection into the combustion chamber, characterized in that the injection nozzle (i) is arranged in the cylinder cover (13) and at least one fuel jet (6) into the actual cylinder chamber ( 14) as well as at least one other point in the vicinity of the spark plug (3) above the inlet and outlet valves (4, 9). 2. Viertaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse ; i ? übe: dem Zylinder (2) angeordnet ist. 2. Four-stroke engine according to claim i, characterized in that the injection nozzle; i? übe: the cylinder (2) arranged is. 3. Viertaktmotor nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (1) über den Ventilen (4, 9) angeordnet ist. 3. Four-stroke engine according to claim i. characterized in that the injection nozzle (1) is arranged above the valves (4, 9). Viertaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der oder einer der nach der Gegend der Zündkerze gerichteten Düsenstrahlen ( i i ) so gelenkt ist, daß er auf das Auslaß-Ventil (9) auftrifft, dieses kühlt, zerprallt, in die Richtung der Umgebung der Zündkerze (3) abgelenkt wird und dort eine ungerichtete Zündwolke (12 :) bildet. Four-stroke engine according to claim i, characterized characterized in that the or one of the directed towards the area of the spark plug Nozzle jets (i i) is directed so that it strikes the outlet valve (9), this cools, collapses, deflected in the direction of the vicinity of the spark plug (3) and there forms a non-directional ignition cloud (12 :). 5. Viertaktmotor nach Anspru: h i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auLer dem in Richtung Zündkerze zerprallenden Strahl (i i) noch ein zweiter Düsenstrahl (15) auf das Auslaß-Ventil (9) gerichtet ist. 5. Four-stroke engine according to claim: h i and 4, characterized in that, apart from the one which crashes in the direction of the spark plug Ray (i i) still a second jet (15) on the outlet valve (9) is directed. 6. Viertaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Einspritzdüse (i) eine solche verwendet wird, welche nach einem Teilhub des Schließorgans die Zerstäubungsstrahlen ( i r) in Richtung Zündkerze freigibt und erst bei annäherndem Vollhub die Strahlen (6) für die Zerstäubiing in den Zylinderraum (t4) selber. 6. Four-stroke engine according to claim i, characterized in that the injection nozzle (i) used is one which, after a partial stroke of the Closing member releases the atomization jets (i r) in the direction of the spark plug and the jets (6) for atomizing into the cylinder chamber only when the stroke is almost full (t4) itself. 7. Viertaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Zylinder (14) gerichtete Düsenstrahl (6) annähernd senkrecht auf den Boden ( 16) des Kolbens (7) auftrifft. B. Viertaktmotor nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) des Kolbens (7) in der Gegend, wo der in den Zylinder ( 14) gerichtete Strahl (6) der Düse ( i ) auftritt, eine Einwölbung (8) aufweist.7. Four-stroke engine according to claim i, characterized in that the jet (6) directed into the cylinder (14 ) impinges approximately perpendicularly on the bottom (1 6) of the piston (7). B. four-stroke engine according to claim i and 7, characterized in that the bottom (1 6) of the piston (7) in the area where the jet (6) of the nozzle (i) directed into the cylinder (14) occurs, an indentation (8).