DE943560C

DE943560C - Vorkammer-Dieselmaschine

Info

Publication number: DE943560C
Application number: DED5050A
Authority: DE
Inventors: Eugen Stump
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1950-07-21
Filing date: 1950-07-21
Publication date: 1956-05-24

Description

Vorkammer-Dieselmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Dieselmaschine mit einer im wesentlichen kugelförmig gestalteten Vorkammer, welche durch einen. in. Achsrichtung der Brennstoffeinspritzdüse angeordneten, ein unmittelbares Durchspritzen von Brennstoff in den Hauptbrenn.raum gestattenden Überströmkanal mit dem durch eine Vertiefung im Kolbenboden gebildeten Hauptbrennraum verbunden und zusammen mit dem Überströmkanal innerhalb eines Einsatzstückes angeordnet ist, nach Patent 865 235. Eine solche Vorkammer zeichnet sich durch eine günstige Wärmehaltung sowie durch vorteilhafte 1vlischungs- und Verbrennungsverhältnisse in der Vorkammer aus.
Durch die Verwendung einer der Vorkammer benachbarten und der Einspritzdüse gegenüberliegenden Erweiterung des Überströmkanals kann ferner der Brennstoffverbrauch gesenkt und die Rauchgrenze der ?Maschine vorteilhaft beeinflußt werden.
Gleichzeitig wird erreicht, daß der aus dem Zylinderranm in die Vorkammer übertretende Luftstrom nur so lange in Berührung mit der Kanalwandung bleibt, als es zur Erzielung eines gebundenen, gegen die Einspritzdüse gerichteten Luftstrahlen notwendig ist, wodurch Verluste durch Reibung oder Wärmeabgabe an die Wandung so weit wie möglich vermieden werden..
Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und Ausgestaltung einer solchen Vorkammer, und besteht im wesentlichen darin, daß zwischen der nach der Vorkammer gerichteten, in Achsrichtung des Überströmkanals liegenden Endfläche der Einspritzdüse und dem Einsatz ein aus gut wärmeleitendem, möglichst plastischem Material, z. B. Kupfer, bestehendes, an sich bekanntes ringförmiges Zwischenstück dicht anliegend eingesetzt ist.
Durch den die Vorkammer vollständig, und zwar auch auf der Seite der Einspritzdüse auskleidenden Einsatz in Verbindung mit der kugelförmig gestalteten und infolgedessen bei gegebenem Rauminhalt eine geringste Oberfläche aufweisenden Vorkammer, wird die Wandung gleichmäßig stark aufgeheizt. Der aus dem Zylinderraum einströmende heiße Luftstrahl, dessen. Temperatur durch eine möglichst kurze, trotzdem aber wirksame Führung im Überströmkanal besonders hoch gehalten wird., ist unmittelbar gegen die Einspritzdüse gerichtet, so daß die Einspritzdüse besonders stark aufgeheizt wird.
Durch die Anordnung eines plastischen, gut wärmeleitenden Zwischenstückes zwischen Düse und Einsatz ist indessen eine wirksame Wärmeabfuhr aus dem Düsenkörper gesichert. Eine Überhitzung des die Düsennadel enthaltenden. Teils des Düsenkörpers und ein Festbrennen der Düsennadel wird trotz der hohen Temperatur der Vorkammer verhindert. Es hat sich gezeigt, daß durch das dichte plastische Anliegen des Zwischenstückes die Wärmeabfuhr aus der Düse den Einfluß des heißen Einsatzstückes auf die Düse überwiegt, das Wärmegefälle vom Düsenkörper auf das umgebende Muffenstück durch das Einsatzstück also verstärkt wird, obwohl dieses mit dem heißen Einsatzstück in unmittelbarer Berührung steht.
Maschinen nach der Erfindung weisen. daher trotz des hohen Temperaturzustandes neben. einer guten Verbrennung, einem geringen Brennstoffverbrauch und einem ruhigen elastischen Betrieb zugleich eine große Betriebssicherheit auf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Im wassergekühlten Zylinderkopf i einer Brennkraftmaschine mit dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 befindet sich eine Vorkammer 4, deren Achse zur Zylinderachse schräg und exzentrisch in einer Bohrung 5 der Zylinderkopfwandung angeordnet ist. Die Vorkammer 4 hat im wesent-. lichen kugelförmige Gestalt und wird in der Hauptsache durch ein Einsatzstück 6 gebildet, welches aus einem schalenförmigen oberen Teil 7 und. einem hülsenförmigen unteren Teil 8 besteht. Letzterer ist in die Bohrung g des Zylinderkopfes teilweise dicht eingesetzt und enthält den .Überströmkana;l 1o, welcher die Vorkammer 4 mit dem Hauptbrennraum verbindet, der im oberen Kolbentotpunkt im wesentlichen durch eine zur Zylinderachse etwas exzentrische Vertiefung i i im Kolbenboden gebildet wird. Vor der Einmündung in die Vorkammer ist der Überströmkanal 1o erweitert, wobei die Erweiterung 12 gegen, den Überströmkanal io scharfkantig abgesetzt ist. Der obere z. B. dünnwandige Teil 7 des Einsatzes ist gegen die Zylinderkopfwandung durch einen ringspaltförmigen Isolierraum 13 isoliert, welcher sich bis in den, unteren Teil 8 des Einsatzes erstreckt, derart, daß auch der die Erweiterung 1z bildende Teil des Einsatzes an der Stelle 14 keine unmittelbare Berührung mit der umgebenden Wandung hat.
Der Oberteil 7 des Einsatzes ist ferner nach oben durch einen zylindrischen Teil 15 verlängert, welcher zum Einschrauben in ein muffenförmiges Einsatzstück 16 dient, der die Einspritzdüse 17 umschließt und gleichzeitig die obere Begrenzungswandung der Vorkammer bildet. Eine Glühkerze r8 kann gegebenenfalls seitlich in den Zylinderkopf eingesetzt sein.
Zwischen der Einspritzdüse 17 und dem hundförmigen, den oberen Abschluß der Vorkammer bildenden Teil ig des Einsatzstückes 16 ist ferner ein aus plastischem Material, z. B. Kupfer, bestehendes Zwischenstück 2o von möglichst hoher Wärmeleitfähigkeit eingesetzt, welches beim Festziehen, der Düse einerseits dicht gegen die Stirnfläche der Düse und andererseits dicht gegen den Bund 1g gedrückt wird. Die auf den Düsenkörper 17 übertragene Wärme kann daher über das Zwischenstück 20 auf das äußere Einsatzstück abfließen, so, daß die im Bund 1g gespeicherte Wärme keinen schädigenden Einfluß auf die Düse ausüben kann.
Durch die Erweiterung 12 des Überströnikanals io wird ferner erreicht, daß die in die Vorkammer einströmende Luft nur so lange mit der Wandung des Kanals. io-in Berührung bleibt, als es zur Erzielung eines geordneten, gegen, die Düse zu gerichteten Luftstromes erforderlich ist. Gleichzeitig werden dadurch örtliche Wirbel in der Erweiterung bzw. in deren Nähe begünstigt, d. h. an einer Stelle, an welcher der eingespritzte Brennstoff und die in die Vorkammer einströmende Luft aufeinandertreffen.
Der einteilig aus dem Oberteil 7 und dem Unterteil 8 bestehende Einsatz 6 kann zusammen mit der Muffe 16 als Ganzes in axialer Richtung der Ein. spritzdüse nach oben herausgezogen werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorkammer-Dieseilmaschine mit einer im wesentlichen kugelförmig gestalteten Vorkammer, welche durch einen in Achsrichtung der Brennstoffeinspritzdüse angeordneten., ein unmittelbares Durchspritzen von Brennstoff in den Hauptbreunraum gestattenden Überströmkanal mit dem durch eine Vertiefung im Kolbenboden gebildeten Hauptbrennraum verbunden und zusammen mit dem Überströmkanal innerhalb eines Einsatzstückes angeordnet ist, nach Patent 865 235, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der nach der Vorkammer gerichteten, in Achsrichtung des Überströmkanals liegenden Endfläche der Einspritzdüse und dem Einsatz ein aus gut wärmeleitendem, möglichst plastischem Material, z. B. Kupfer, bestehendes, an sich bekanntes ringförmiges Zwischenstück dicht anliegend eingesetzt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 712 655, 697 -0d, 467 883; französische Patentschrift Nr. 869 233; USA.-Patentschriften Nr. 2 o8o 189, 2 2oI 22o; C. Fayette Taylor und Edward S. Taylor, The Internal Combustion Engine, 1945, S. 124 bis r27.