DE869445C - Gemischverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzuendung, bei der der Brennstoff auf den Kolben aufgespritzt wird - Google Patents

Description

• Gemischverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung, bei der der Brennstoff auf den Kolben aufgespritzt wird Bekannt sind gemischtverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschinen, bei denen der Brennstoff auf den Kolbenboden aufgespritzt und das Gemisch durch eine Zündkerze gezündet wird. Bei Teillast-und Leerlaufbetrieb und damit Verringerung der eingespritzten Brennstoffmenge wird die Zündfähigkeit des Gemisches naturgemäß schlecdhter, und es wird erstrebt, dieser Verschlechterung durch Schichtung der Ladung zu begegnen, indem beispielsweise in der Umgebung der Zündkerze ein Gemisch angesammelt wird, dessen Brennstoffanteil für dic° Zündung günstiger ist als an anderen Stellen des Zylinderraumes. Zum Erreichen dieser Schichtung ist schon vorgeschlagen worden, von einer an einem Zylinderrand sitzenden Düse aus bei Vollast den Kraftstoff fächerförmig über den ganzen Verbrennungsraum zu verteilen, dagegen bei Teillast den Fächer immer mehr zusammenzuziehen, bis schließlich bei Leerlauf nur noch ein kleiner Teil des Verbrennungsraumes mit Brennstoff gesättigt wird. Der Bau derartiger Düsen, die je nach der Einspritzmenge die Strahlverteilung ändern, bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von gemischverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und Aufspritzen des Brennstoffes auf den Kolben, und das Neue besteht darin, daß bei Teillast der Einspritzzeitpunkt gegenüber Vollast weitgehend verstellt wird und hierdurch der Brennstoffstrahl den Kolben in-einer gegenüber Vollast veränderten ' Stellung im Zylinder beaufschlagt, so daß entweder sich der Ausfallwinkel ändert und der zurückgeworfene Strahl sich in Nähe der Zündkerze ansammelt- oder der aufgespritzte Strahl nur einen durch -den Kolben von dem übrigen Zylinderraum abgetrennten, in seinen Abmessungen kleineren Zylinderraum bestreicht. Durch dieses neue Verfahren wird in einfachster Weise eine Schichtung der Ladung erreicht und damit bei Teillast eine einwandfreie Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches gewährleistet, wobei gleichzeitig der übliche einfaehe Aufbau der .Brennstoffdüse beibehalten wird.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient nach der Erfindung ein-Kolben, dessen Boden eine Prallfläche aufweist, die den Brennstoffistrahl bei Verstellen des Einspritzzeitpunktes und bei oberhalb der unteren Totpunktlage befindlichen Kolben in den die Zündkerze umgebenden Raum zurückwirft.
• Nach der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Prallfläche mit der B.rennstoffstrahlachse einen Winkel bildet, der sich mit der Lage des Kolbens im Zylinder ändert. Der Vorteil ,ist hierbei der, daß, beispielsweise in Nähe der unteren Totpunktlage der auftreffende Strahl von dem Kolben derart zurückgeworfen wird, daß ,sich der Brennstoff gleichmäßig über den gesamten Zylinderraum verteilt, während in einer höheren Stellung des Kolbens, die bei Teillastbetrieb einem späteren Einspritzen des Brennstoffes entspricht, der Strahl unter einem anderen Winkel auf den. Kolben auftrifft und dementsprechend - so zurückgeworfen wird, daß er sich mit der unmittelbar die Zündkerze umgebenden Luft vermischt und hier selbst bei kleinsten Einspritzmengen noch für eine gute Zündung des Gemisches sorgt. -Mit besonderem Vorteil bilden dabei die Prallflächen einen im Querschnitt -träpezförmigen Kolbenbodenaufsatz.- An--diesem Aufsatz lassen sich an der Schrägfläche des trapezförmigen Teiles durch Abrundung der Zu.sammenschluAstellen und durch Änderung des Steigungswinkels eine Vielzahl Prallflächenabschnitte ausbilden, die jede für sich einen anderen Ausfallwinkel .des Brennstoffstrahles ergeben, so daß sich damit bei jeder ausgemessenen Brennstoffmenge eine zweckentsprechende Schichtung der Ladung erreichen läßt.- . -. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Prallflädhe als Kolbenbodenstufe ausggdbildet, die in den -oberen Totpunktstellungen des Kolbens von einem gesonderten Raum des Zylinders aufgenommen wird. Durch dieses Abschließen eines kleinen Teilraumes wird damit in jedem Fall. auch bei .geringsten Brennstoffmengen ein zündfähiges Gemisch erreicht, und außerdem erhält -der'Kol'ben eine verhältnismäßig einfache Au.sbildung,".dasich die Stufe oder eine sonstige Erhebung leicht herstellen läßt.
• Hierbei ist dann schließlich bei der Erfindung riöch:vorgesehen, d aß in dem.gesonderten Raum des Zylinderkopfes Zündkerzen und Einspritzdüse untergebracht sind.
• Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an vier Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt Abb. i -schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine im Schnitt bei unterer Totpunktlage des Kolbens, Abb. 2 die gleiche Maschine bei gegenüber A'bb. i um ga° verschobener Kolbenlage, Abb. 3 schematische Darstellung mit gegenüber Abb. i geänderter Ausbildung und, unterer Totpunktlage des Kolbens, Abb. 4 die -gleiche Maschine mit einer gegenüber Abb. 3 verschobenen Kolbenlage.
• Nach den Abb. i und 2 enthält der Zylinderkopf i einer Brennkraftmaschine 2 neben einer Einspritzdüse 3 eine-Zündkerze 4. Ein Kolben 5 ist, im Querschnitt gesehen, mit-einer trapezförmigen Erhöhung 6 ausgestattet, wobei die Schrägseite 7 des Trapezes mit Ausrundungen 8 und 9 in die Ansdhlußflächen übergehen. Auf diese Schrägfläche 7 trifft der Brennstoffstra'hl io der Düse 3, .die an eine Pumpe i i mit Reglerstange 12 zum Einstellen der Einspritzmenge und zugehörigen Handstellhebel 13 angeschlossen ist. Vom Handstellhebel 13 führt ein Gestänge 14 zu einem Einspritzzeitpunktversteller i5,der somit inAbhängigkeit von derEinspritzmenge .den Einspritzzeitpunkt verstellt.
• Der auf den oberen Abschnitt der Trapezseifie 7 auffallende-Brennstoffstrahl io wird nach Abb. i als Fächer 16 über den Zylinderraum gleichmäßig verteilt, und es ist somit. bei Vollastbetrieb ein -gutes, zündfähiges Gemisch gewährleistet. Beim Verstellen des Handstellhebels 13 gemäß Abb.2 und damit erfolgtem Umschalten auf Teillast oder Leerlauf und entsprechend späterer Einspritzung des Brennstoffes trifft der Strahl ioa auf eine mittlere Stelle 17 der Schrägfläche 7. Damit wird der $irifallswinkel des Brennstoffstrahles ioa geändert, der Ausfallwinkel gleichfalls, und zwar dahingehend, daß ein sehr spitzkegelförmiger Fächer 1611 entsteht, der sich auf den die Zündkerze 4 umgebenden Raum konzentriert und hier ein zündfähiges Gemisch mit der Verbrennungsluft bildet-.
• Nach den Abb. 3 - und 4 ist die Anordnung der nichtdargestellten Einspritzpumpe und des Einspri.tzzeitpunktverstellers die gleiche, wie in den Abb. i und 2. Hier ist ein Kolben 6b mit einem stufenförmigen Ansatz 18 versehen, .der bei Vollastbetrieb, wie dies Abb. 3 veranschaulicht, auf den Brennstoffstrahl iob keinen wesentlichen Einfluß ausübt, sondern mit der Übrigen Kolbenfläche diesen über den ganzen Zylinderraum gleichmäßig verteilt.
• Bei Teillastbetrieb oder Leerlast -dagegen und entsprechend späterem Einspritzen des Brennstoffes bildet die Stufe 18 den unteren Abschluß einer im Zylinderkopf ib vorgesehenen taschenförmigen Erweiterung i9, in. der durch dieses Abschließen auch bei kleinster Menge ein zündfähiges Gemisch dadurch entsteht, daß .der Brennstoffstrahl iob als geschlossener fächerförmiger Kegel gegen den die Zündllcerze 4b umgebenden Raum geworfen wird, wodurch auch bei kleinsten Einspritzmengen und insbesondere bei Zweitaktmotoren ein zündfähiges Gemisch und damit ein einwandfreier Leerlauf erzielt wird.

Claims (1)

1. PATEN TANSYß,* CHE: i. Verfahren zum Betreiben von gemischverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, bei denen der Brennstoff auf den Kolben aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, .daß bei Teillast der Einspritzzeitpunkt gegenüber Vollast weitgehend verstellt wird und hierdurch der Brennstoffstrahl den Kolben in einer gegenüber Vollast veränderten Stellung im Zylinder beaufschlagt, so daß entweder sich der Ausfallwinkel ändert und der zurückgeworfene Strahl sich in Nähe der Zündkerze ansammelt oder der aufgespritzte Strahl nur einen durch den Kolben von dem übrigen Zylinderraum abgetrennten, in seinen Abmessungen kleineren Zylinderraum bestreicht. z. Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Kolbens eine Prallfläche aufweist, die den Brennstoffstrahl bei Verstellen d:s Einspritzzeitpunktes und bei oberhalb der unteren Totpunktlage befindlichen Kolben in den die Zündkerze umgebenden Raum zurückwirft. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche mit der Brennstoffstrahlachse einen Winkel bildet, der sich mit der Lage des Kolbens im Zylinder ändert. q.. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen im Querschnitt einen trapezförmigen Kolbenaufsatz bilden. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Prallfläche als Kolbenbodenstufe ausgebildet ist, die in den oberen Kolbenstellungen von einem gesonderten Raum des Zylinders aufgenommen wird. 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gesonderten Raum des Zylinderkopfes die Zündkerze und die Einspritzdüse vorgesehen sind.