)fit kompressorloser Brennstoffeinspritzung arbeitende Verbrennungskraftmaschine mit Vorkammer. Die bisherigen Vorkammermaschinen ha ben im allgemeinen in zwei Beziehungen, deren eine den Betrieb und die andere das Anla-ssen betrifft, gewisse Nachteile.
Für eine gute (r Verbrennung im Betriebe ist eine voll- kommene Verteilung und Mischung des Brennstoffes unerlässlich, die in Ermanglung von Einblaseluft durch eine, Verbrennung in der Vorhammer und die idadurch bedingte, Turbulenz erzeugende Ausströmung erreicht werden.
Diese Turb#Ülenz, sowiie diejenigeg welche während, des Kompressionshubes in der Vorkammer entsteht, verursachen jedo ch erhebliche Wärmeverluste, so dass die Bestre bung, idie Turbulenz ohne Verschlechterung derVerbrennung kleiner zu machen, begrün- flet ist.
Die zweite Schwierigkeit hat sich beim Anlassen solcher Vorkammermasühinen fühl bar gemacht Wie bekannt, ist der Wärme- verlustder Luft'während des Kompfessions- hubes in der Vorkaminer bedeutend grösser als im Zylinder, da die Strömungsgeschwin digkeit und Turbulenz, sowie die auf die Raumeinheit bezogene Oberfläche in der Vor kammer grösser --sind als im Verbrennungs raume Jes, Zylinders.
Vorkammer-Dieselma- s#chinen können demzufolge<B>-</B> von grossen Einheiten abgesehen<B>-</B> nicht ohne weiteres angelassen werden, da die zur Sielbstzün- dung benötigte Temperatur bei noch kalter Mafse,'hin#e wegen der starken Abkühlung mi' ,der Vorkammer nicht erreicht werden kann und in den Verbrennungsraum, wenn kein Anla,sszers%uber angewendet wird, meist gar kein oder nur sehr wenig Brennstoff gelangt, der jedenfalls nicht genügend verteilt ist, um die ersten Selbstzündungen an dieser Stelle statt in der Vorkammer zu ermöglichen.
Bei der den Gegenstand der vorliegenden Erfin,dung bildenden, mit kompressorloser Brennstoffeinspritzung arbeitenden Verbren- nungskraftmaschine mit Vorkammer wird aus einer Düse der Einspritzvorrichtung Brenn- stuff in einem Strahl von geringer Verbrei terung durch die Vorkamäner hindurchge- spritzt,
gelangt mindestens zum grössten Teil ÜuTell eine in der Strahlrichtung gelegene Bahltung in der Wand zwischen der Vor kammer und idem Verbrennungsraum des<B>Zy-</B> linders in diesen, prallt auf eine am Kolben boden vorstehende Ablenk-fläche, wird durch letztere telleraxtig verteilt und in luftreiche Teile des Verbrennungsraumes abgelenkt.
Dadurch soll auf mechanischem Wege eine möglichst gute Verteilung des eingespritz ten Brennstoffes erzielt werden, so dass en-L- weder die Turbulenz im Verbrennungsraume herabgesetzt werden kann, da die verteilende Wirkung der Turbulenz durch die mecha- nisehe Verteilung des Brennstoffes ergänzt wird, oder, wenn die Turbulenz nicht er mässigt wird, eine bessere Mischung des Brennstoffes mit Luft und eine vollkom menere Verbrennung des-G#emisches hervor gebracht wird.
Sodann ist die Möglichkeit vorhanden, dass beim Anlassen der Maschine im Verbrennungsraunie rein mechanisch eine hinreie,hend gute Verteilung düs, Brennstoff es erzielt wird, um die Selbstzündunc, des Brennsto#ifluftgemi,-ehellz# herbeizuführen.<B>-</B> Die beigegebene Zeichnung stellt ein Alis- führungsbeispiel des Erfinclungsgegenstan- des und zwei Detailvarianten dar.
Fig. <B>1</B> stellt den Arbeitszylinider des Aus führungsbeispiels, in einem Längsschnitt dar: <B>-</B> Fig. 2 und <B>3</B> zeigen in Längssehnitten die beiden Detailvarianten.
Nach der F* <B>1</B> ist der Zylinderkopf<B>1</B> ig.
am Arbeitszylinder 2 befestigt, in dessen Bah- rung der Arbeitskolben<B>3</B> gleitet. Letzterer ist mit ider nicht dargestellten Kurbelwelle mittelst Üer Pleue-Istan--e 4 verbunden.
Die Vorkammer<B>11</B> im Zylinderkopf<B>1</B> ist mit- te,Ist ödes Diaphragmas <B>9</B> vom Verbrennungs raum 12 des Zylinders getrennt; die bei-den Räume<B>11</B> und 12 stehen miteinander durch ,die Bohrung<B>10</B> ides Diaphragmas <B>9</B> in Ver- bindung, welche in der Verlängerung der Düse<B>6</B> der Einspiitzvorrielltung <B>5</B> liegt. Diese ist im Zylinderkopf<B>1</B> untergehracht und der Brennstoff wird- ihr- durch eine Lei tung zugeführt.
Der Kolbenboden <B>7</B> besitzt ,eine Warze<B>8,</B> id-eren obere Fläche die Ab- lenkfläclie für den Brennstoffstrahl bildet; dieselbe ragt am Kolben vor, womit eine Verringerung der Reibung des -Brennstoff strahls am Kolbenboden bezweckt ist Die Ablenkfläclie der Warze steht senkrecht zur Düse<B>6</B> und ihre Mitte fällt in die Verlän gerung der Düsenaxe. Der Stutzen-14 am Kurbelgehäuse<B>13</B> besitzt,die aneinander an schliessenden Bohrungen<B>15</B> und<B>16,
</B> von .denen die Bohrung<B>15</B> in eine zur Zylinder. axe parallele Düse<B>17</B> mündet. In die Boh rung<B>16</B> mündet die Sehmierölleitung <B><U>18,</U></B> welche von einer nicht gezeigten Schmier- ölpumpe gespeist wird.
Der Brennstoff wird am Ende, des Kom pressionshubes durch die Düse<B>6</B> in den Ver brennungsraum, 12 eingespritzt. Der Flüssig keitsstrahl passiert die Vorkammer <B>11</B> und Üie enge Bohrung<B>10</B> des Diapliraginas <B>9</B> und prallt senkrecht auf die Ablünkfläclie der Warze<B>8</B> am Kolbenboden, welche den Brennstoff tellerartig verteilt. und ablenkt.
Zufolge der Forragebung des Verbrennungs raumes 12 erreicht der entstehende Brenn- .sto,f,gs,c,hleier die ZylinderwanCI- niellt, son dern wird' in luftreichen Teilen des Ver- brennungsra-times. abgebremst, indem er an seinem -Umfang versprüht.
Zufolge der Kol- benhewegung strömt Luft<B>-</B> vor Erreichung der obern Totpunkflage des Kolbens mit grosser Geschwindigkeit aus dem Verbrennungsraum 12 durch.,die Bohrung<B>10</B> in die Vorkamm-er <B>11</B> und reisst einen Teil des eingespritzten Brennstoffes teils noch vom Strahle, teils nach, dem Aufprallen auf der Ablenkfläcbe inden Raum<B>11</B> mit sich.
Bei Vorkammereinspritzmotoren-ist es im allgemeinen zweekmässig, wenn nur ein ge-- ringer Teil des eingespritzten Brennstoffes in der '#'ro#rkammer abgeladen, & r Rest aber möglichst rasch, noch bevor er auf die Selbstzündungstemperatur erwärmt werden konnte, in den Verbrennungsraum gelangt, da sonstdie Verbrennung in der Vorkammer wegen Lufta.rmut unvollkommen ausfallen würde;
dem entspricht die beschriebene Ma schine in weitgehendem Masse, da mindestens der -rösste Teil des Brennstoffes dur.-b die Vorkammer hindurchgespritzt wird.
Da die Temperatur der Vorkammer, wie bei den be. kannten Vorkantniermp.,schinten, im Betriebe bedeutend höher liffl"t als diejenice des, ener- C e .cisch gekühlten Verbrennungsraumes, und die Wärmeübertragunic auf die Brennstorfteil- ohen wegen der lie-fi-i#,en Turbulenz in der Vorkammer viel energischer ist als irrt Ver brennungsraum, erfolgt.,
die Selbstzündung in n<B>C</B> der Vorkammer früher als im Verbrennungs- rauine; der entstehende Überdruck treibt dann einen Teil der in Üer Vorkammer entste- benden Gase wieder in den Verbrennungs- Taum, bewirkt hier durch Turbulenz eine<B>zu-</B> sätzliche Mischung von Brennstoff und Luft, 3o, -dass die darauffolgende Verbrennung sehr vollkommen verläuft.
Eine sehr wichtige Rolle kommt aber der Ablenkfläche beim Anlassen des Motars zu #Vie vorhin ausgeführt, erfolgt die Selbst zündung der verdichteten Ladung im Betriebe nicht im Verlirennungsraume, da sie, wie bei (len bekannten Vorkammermtaschinen, in der Vorkammer frülier eintritt.
Die günstigen Verhä.Itwse zwischen Luftinhalt und Kühl flüche und,die kleineren Abkü'hluncsverluste im Verbrennungsraum ermöglichen jedoch, (lass dort,die Selbstzündungstemperatur selbst beim Anlaesen der noch halten Maschine er reicht wird, wo dies in,der Vorkammer wegen der bei noch kalter Maschine energischeren Kühlung nicht der Fall ist.
Da im Ver- b,rennungsra,uime genügend fein verteilter Brennstoff vorhanden ist, erfolgt die Selbst zündung genau su, wie bei den mit beson deren in den Verbrennungsraum spritzenden Anlasszerstäubern ausgestatteten Masthinen, nur wird die Verbrennung natürlich nicht so vollkommen spin wie vTenii,. wieg im normalen Betriebe, auch der turbulente Einfluss der Vorkammer mitwirkt.
Dies ist jedoch für die kurze Anlassdauer belanglos, denn in kurzer Zeit erwärmt sich die Vorkammer so, dass die Selbstzündung in der Vorkammer frü her als im Verbrennungsraume erfolgt.
Der Kolbenboden<B>7</B> und die Ablenkflä- ehe werden unter dem Einflusse der durch die Bohrung<B>10</B> des Diaphragmas <B>9</B> strömen den heissen Verbrennungsgase stark erhitzt, so dass im Betrieb die verdampfende MTirkung der allzu heissen Ablenkflüche deren Ablen kungsfähigkeit herabsetzt und ausserdem Russ- und Koksbildung auftreten könnte.
Zur Verhinderung der übermässigen Erwärmungg dirückt eine fSichmierölpumpe Schinieröl durch die Leitung<B>18</B> in die Bohrungen<B>15</B> und <B>16</B> und in die Düse<B>17,</B> aus welcher es strahlförinig atistritt. Die Geschwindigkeit des Schmierölstralils ist -#so, bemessen, dass er den Kolbenboden<B>7</B> erreicht und ihn euer- gisch abkühlt.
Bei der Detailvariante gemäss Fig. <B>2)</B> ist der Kolbenboden<B>7</B> kegelstumpfförmig aus- ,e 01 bil#det;
der Scheitel<B>8'</B> bildet die Ablenk- fläche. Bei fler Detailvariante gemäss Fig. <B>3</B> ist der Kolben aussen mit einer über den Kolbenboden vorstehenden Krempe<B>19</B> ver sehen, und au-eh #die die Ablenkfläche bil dende Warze<B>8</B> ragt über den Kolbenbeden vor.
Auch nach diesen beiden Figuren schnei det die Ebene der A#blenkfläche die luft reichen Teile des- Verbrennurthsraumes. im Zylinder, so dass der abgelenkte Brennstoff eben in :diese luf-treichen Teile gelangt, und da die Ablenkfläch-e selbst über die benach barten Teile des Kolb#enbodens vorsteht, kann die Reibung am Ko-Ibenbadendie freie Aus bildung eles, BrennstoTfs:chleiers nicht hin dern.
Die Ablenkfläche kann natürlich auch an,einem Ein.satz sitzen, der am Kolben zum Beispiel angeschraubt ist. Das Diapliragma, <B>9</B> kann auGh kapselartig ausgebildet sein und zum Teil gekühlte Wände besitzen.
Es könnte auch mehrere Bohrungen aufweisen; besonders zweck,- mässig sind in diesem Fall neben der Boh rung<B>9</B> ül der Axe der Düse<B>6</B> Bohrungen, welche indie luftreichen Teiledes Verbren nungsraumes. münden, da. die direkte Zuströ- mung aus der Vorkammer<B>11</B> flie für eine gute Mischung vorteilhafte Turbulenz begüll- stigt.
Auch die Einspritzvor#ic-Iitung der Ma schine kang ausser der Düse<B>6</B> noch Neben düsen aufweisen; diese sollen, unabhängig von der Düse<B>6,</B> verhältnismässig geringe Mengen des Brennstoffes in der Vorkammer selbst verteilen und zerstäuben.
Die Maschine gemäss der Erfindung kann als Z-weitak.t- oder als Viertaätmaschine aus geführt sein. Für den VierWktmotor -kann ,die Vorkammer<B>11</B> mit dem Zerstäuber<B>5</B> wegen der Ventile. nicht immer in der Zylin- deraxe angeordnet sein, Exzentrisch zuein ander können auch die Bohrung<B>10</B> und die Vo,rkammer <B>1,1</B> sein.
) fit internal combustion engine with a prechamber working without a compressor. The previous pre-chamber machines generally have certain disadvantages in two respects, one of which relates to operation and the other to starting.
For good (r combustion in the company, complete distribution and mixing of the fuel is essential, which, in the absence of air to be injected, can be achieved by combustion in the prehammer and the resulting turbulence-generating outflow.
This turbulence, as well as that which occurs during the compression stroke in the prechamber, however, cause considerable heat losses, so that the endeavor to reduce the turbulence without deteriorating the combustion is justified.
The second difficulty was felt when starting such antechamber machines. As is well known, the heat loss of the air during the compression stroke in the antechamber is significantly greater than in the cylinder because of the flow velocity and turbulence as well as the surface area related to the unit of space in the antechamber are larger than in the combustion chamber Jes, cylinder.
Pre-chamber diesel engines can therefore <B> - </B> apart from large units <B> - </B> not be started without further ado, since the temperature required for self-ignition is still cold Because of the strong cooling mi ', the antechamber cannot be reached and, if no starter is used, usually no or only very little fuel reaches the combustion chamber, which is in any case not sufficiently distributed around the first To enable auto-ignition at this point instead of in the antechamber.
In the case of the internal combustion engine which forms the subject of the present invention and which operates with compressorless fuel injection and has an antechamber, fuel is injected from a nozzle of the injection device in a jet of small width through the antechamber,
At least for the most part, a beam located in the direction of the jet in the wall between the antechamber and the combustion chamber of the <B> Zy </B> cylinder reaches it, collides with a deflecting surface protruding on the piston crown, is through the latter Distributed like a plate ax and diverted into airy parts of the combustion chamber.
The aim is to achieve the best possible distribution of the injected fuel by mechanical means so that neither the turbulence in the combustion chamber can be reduced, since the distributing effect of the turbulence is supplemented by the mechanical distribution of the fuel, or if the turbulence is not moderated, a better mixture of the fuel with air and a more complete combustion of the mixture is brought about.
Then there is the possibility that when the engine is started in the combustion chamber, a sufficiently good distribution of fuel is achieved in a purely mechanical manner in order to bring about the self-ignition of the fuel. <B> - </B> The accompanying drawing shows an example of the subject of the invention and two detailed variants.
Fig. 1 shows the working cylinder of the exemplary embodiment in a longitudinal section: Figs. 2 and 3 show the two detailed variants in longitudinal sections.
After the F * <B> 1 </B> the cylinder head is <B> 1 </B> ig.
attached to the working cylinder 2, in whose path the working piston <B> 3 </B> slides. The latter is connected to the crankshaft, not shown, by means of Pleue-Istan - e 4.
The prechamber <B> 11 </B> in the cylinder head <B> 1 </B> is in the middle. The barren diaphragm <B> 9 </B> is separated from the combustion chamber 12 of the cylinder; the two spaces <B> 11 </B> and 12 are connected to one another, the bore <B> 10 </B> in the diaphragm <B> 9 </B>, which is in the extension of the nozzle <B> 6 </B> of the Einspiitzvorrielltung <B> 5 </B> lies. This is housed in the cylinder head <B> 1 </B> and the fuel is fed to it through a pipe.
The piston crown <B> 7 </B> has a lug <B> 8 </B>, its upper surface forming the deflecting surface for the fuel jet; the same protrudes from the piston, with the aim of reducing the friction of the fuel jet on the piston crown. The deflecting surface of the wart is perpendicular to the nozzle 6 and its center falls into the extension of the nozzle axis. The connecting piece 14 on the crankcase <B> 13 </B> has the holes <B> 15 </B> and <B> 16, which connect to one another,
</B> of .whose the bore <B> 15 </B> in one to the cylinder. ax parallel nozzle <B> 17 </B> opens. The Sehmierölleitung <B><U>18,</U> </B> which is fed by a lubricating oil pump (not shown) opens into the bore <B> 16 </B>.
At the end of the compression stroke, the fuel is injected through the nozzle 6 into the combustion chamber 12. The jet of liquid passes through the antechamber <B> 11 </B> and through the narrow bore <B> 10 </B> of the diapliragina <B> 9 </B> and strikes vertically on the knurling surface of the wart <B> 8 </ B> on the piston crown, which distributes the fuel like a plate. and distracts.
As a result of the shape of the combustion chamber 12, the resulting fuel reaches the cylinder wall, but is in air-rich parts of the combustion chamber. decelerated by spraying on its circumference.
As a result of the piston movement, air flows through the combustion chamber 12 at high speed, before the piston reaches the top dead center position, through the bore 10 into the antechamber 11 </B> and pulls part of the injected fuel with it partly from the jet, partly after it hits the deflection surface into space <B> 11 </B>.
In the case of pre-chamber injection engines, it is generally useful if only a small part of the injected fuel is dumped in the '#' pipe chamber, and the rest, however, as quickly as possible, before it can be heated to the auto-ignition temperature, in the combustion chamber otherwise the combustion in the antechamber would fail due to lack of air;
the machine described corresponds to this to a large extent, since at least the largest part of the fuel is injected through the antechamber.
Since the temperature of the antechamber, as with the be. Known pre-cantniermp., shinten, in operation significantly higher liffl "t than those of the energetically cooled combustion chamber, and the heat transfer to the fuel element parts because of the low turbulence in the antechamber much more energetic is wrong as a combustion chamber.,
the self-ignition in n <B> C </B> the prechamber earlier than in the combustion zone; the resulting overpressure then drives some of the gases produced in the prechamber back into the combustion chamber, causing an <B> additional </B> mixture of fuel and air here through turbulence, so that the subsequent combustion runs very perfectly.
However, the deflection surface plays a very important role when starting the engine # As explained above, the compression of the compressed charge in the company does not self-ignite in the combustion chamber, as it occurs earlier in the antechamber, as is the case with known pre-chamber machines.
The favorable relationship between air content and cooling areas and the smaller cooling losses in the combustion chamber, however, allow (leave there, the self-ignition temperature even when starting the engine, where it is reached in the antechamber because of the cold Machine more vigorous cooling is not the case.
Since there is enough finely divided fuel in the combustion chamber, the self-ignition takes place exactly as in the case of the masthins equipped with special starter atomizers that spray into the combustion chamber, only the combustion is of course not as completely spin as vTenii. As in normal operation, the turbulent influence of the antechamber also contributes.
However, this is irrelevant for the short starting time, because the prechamber heats up in a short time so that self-ignition in the prechamber occurs earlier than in the combustion chamber.
The piston crown <B> 7 </B> and the deflecting surface are strongly heated under the influence of the hot combustion gases flowing through the bore <B> 10 </B> of the diaphragm <B> 9 </B>, so that During operation, the evaporating effect of the excessively hot deflecting surfaces reduces their deflecting ability and, moreover, the formation of soot and coke could occur.
To prevent excessive heating, a lubricating oil pump pushes lubricating oil through the line <B> 18 </B> into the bores <B> 15 </B> and <B> 16 </B> and into the nozzle <B> 17, < / B> from which it emerges radiantly. The speed of the lubricating oil flow is - # dimensioned such that it reaches the piston crown <B> 7 </B> and cools it down.
In the detailed variant according to FIG. 2) the piston head 7 is frustoconical in shape, e 01;
the vertex <B> 8 '</B> forms the deflecting surface. In the case of the detailed variant according to FIG. 3, the piston is provided on the outside with a rim 19 protruding over the piston crown, and also the protrusion forming the deflecting surface 8 protrudes over the piston plate.
According to these two figures, too, the plane of the deflecting surface intersects the air-rich parts of the combustion chamber. in the cylinder, so that the deflected fuel just gets into these air-rich parts, and since the deflecting surface itself protrudes over the neighboring parts of the piston head, the friction on the piston bath can result in the free formation of fuels: do not hinder veils.
The deflecting surface can of course also sit on an insert that is screwed onto the piston, for example. The slide slide, <B> 9 </B>, can also be designed in the manner of a capsule and in part have cooled walls.
It could also have several holes; Particularly expedient in this case are, in addition to the bore <B> 9 </B> over the axis of the nozzle, <B> 6 </B> bores which lead into the air-rich parts of the combustion chamber. flow there. the direct inflow from the antechamber <B> 11 </B> flows, favoring turbulence that is advantageous for good mixing.
In addition to the nozzle 6, the injection pre-line of the machine can also have auxiliary nozzles; these should, independently of the nozzle <B> 6, </B> distribute and atomize relatively small amounts of the fuel in the antechamber itself.
The machine according to the invention can be designed as a Z-weitak.t- or a four-wheel machine. For the four-cylinder engine, the prechamber <B> 11 </B> with the atomizer <B> 5 </B> because of the valves. not always be arranged in the cylinder axis, the bore <B> 10 </B> and the front chamber <B> 1,1 </B> can also be eccentric to one another.