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DE1260859B - Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung

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Publication number
DE1260859B
DE1260859B DEU5520A DEU0005520A DE1260859B DE 1260859 B DE1260859 B DE 1260859B DE U5520 A DEU5520 A DE U5520A DE U0005520 A DEU0005520 A DE U0005520A DE 1260859 B DE1260859 B DE 1260859B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
fuel
jet
combustion
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEU5520A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Boettger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tatra np
Original Assignee
Tatra np
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tatra np filed Critical Tatra np
Publication of DE1260859B publication Critical patent/DE1260859B/de
Pending legal-status Critical Current

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Description

  • Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung Die Erfindung betrifft eine Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einen rotationssymmetrischen, z. B. ellipsoid- oder birnenförmigen Brennraum, in den beim Verdichtungshub nahezu die gesamte Verbrennungsluft unter einer um die Zylinderachse kreisenden Bewegung einströmt und der Kraftstoff aus einer zur Rotationsachse des Brennraums und damit zur Brennraumöffnung außermittig angeordneten Mehrlochdüse derart eingespritzt wird, daß zur örtlichen Festlegung der ersten Selbstzündung durch den Kraftstoffstrahl von der kürzesten freien Strahllänge der Rand der Brennraumseitenwandung von einem Anteil des Mantels dieses Kraftstoffstrahles entgegen der radialen Bewegungskomponente der in den Brennraum überströmenden Verbrennungsluft überspritzt wird, nach Patent 1175 486.
  • Bei den bekannten Diesel-Brennkraftmaschinen dieser Art ist die Düsenachse meist in der Längsachse des Brennraumes angeordnet, und die Kraftstoffstrahlen, deren Achsen auf einem Kegelmantel liegen, haben praktisch gleiche Längen. Der Kraftstoff wird auf mehrere, über dem Brennraumumfang etwa symmetrisch verteilte Bereiche des Brennraumes bzw. der Brennraumwand aufgeteilt, was für eine gute Gemischbildung, selbst bei relativ geringer Luftwirbelung im Brennraum, förderlich ist.
  • Ein Nachteil einer derartigen Kraftstoffeinspritzung liegt jedoch darin, daß angesichts der symmetrischen Ausbildung der Kraftstoffstrahlen diese sämtlich die gleichen Voraussetzungen zur ersten Selbstzündung bieten; infolgedessen kann die Selbstzündung an mehreren Stellen des Brennraumes gleichzeitig einsetzen.
  • Erfahrungsgemäß neigen die mit einer solchen Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Diesel-Brennkraftmaschinen zum Klopfen und bei geringer Luftbewegung alsbald zum Rauchen, so daß nur mäßige Verbrennungsmitteldrücke erreicht werden können.
  • Es ist bereits empfohlen worden, die Mehrlochdüse mit einer zusätzlichen Austrittsbohrung für einen »Zündstrahl« zu versehen, der in das heiße Zentrum des Verbrennungsraumes gerichtet ist. Abgesehen davon, daß einer Erhöhung der Anzahl der Düsenbohrungen, insbesondere bei kleinerem Motorhubvolumen, der Nachteil einer leichten Verstopfung der dann entsprechend engen Düsenbohrungen entgegensteht, hat die Erfahrung gezeigt, daß eine solche Maßnahme in den meisten Fällen nicht ausreicht, um die Verbrennung wesentlich zu verbessern. Sie erbringt vor allem dann nicht die gewünschte Wirkung, wenn die Brennraumwandung im Betrieb größere örtliche Temperaturdifferenzen aufweist; dies ist aber in der Regel der Fall, da erfahrungsgemäß die Temperaturen an dem die Einströmöffnung des Brennraumes begrenzenden Rand wesentlich höher liegen als im Bereich des Brennraumbodens.
  • Es ist auch schon vorgeschlagen -worden, bei Einspritzbrennkraftmaschinen, die im Zylinderdeckel oder Kolbenboden einen kugel-, drehellipsoid- oder ringwulstförmigen Brennraum aufweisen, der nahezu die gesamte verdichtete Luft aufnimmt, die Mehrlochdüse mit ihren symmetrisch um die Düsenachse verteilten Düsenböhrungen außermittig im Brennraum unterzubringen. Der Zweck dieser Anordnung bestand darin, durch geneigtes Auftreffen der Kraftstoffstrahlen auf die Brennraumwand diese Strahlen in Umfangsrichtung des Brennraumes abzulenken und auf diese Weise eine innigere Mischung des Kraftstoffes mit der Luft zu erzielen, als dies bei etwa senkrechtem Auftreffen möglich sein sollte.
  • Da nach diesem Vorschlag die Kraftstoffstrahlen stets nur auf die Innenwand des Brennraumes gerichtet werden und auch trotz ihrer unterschiedlichen Längen nur wenig voneinander abweichende Bedingungen für eine erste Selbstzündung bestehen, sind hinsichtlich der Unsicherheit über den Ort des Zündeinsatzes, des Klopfens und Rauchens sowie der Verbrennungsmitteldrücke die gleichen Nachteile vorhanden wie bei einer symmetrischen Einspritzung mittels einer in der Achse des Verbrennungsraumes angeordneten Düse. Außerdem ragt die Mehrlochdüse relativ weit in den Brennraum hinein.
  • Neuere Kraftstoffeinspritzverfahren arbeiten mit einer Einspritzung in Richtung einer starken Eintrittsdrallströmung der in den Brennraum einströmenden Verbrennungsluft, wobei durch mehrere asymmetrisch zur Düsenachse angeordnete Düsenbohrungen zumindest ein großer Anteil des Kraftstoffes unter einem mehr oder weniger flachen Winkel -beispielsweise fächerartig - auf einen Teil der Brennraumwandung aufgespritzt und anschließend von dieser Wandung in Dampfform wieder abgelöst, mit der Verbrennungsluft vermischt und verrannt wird. Die dabei auftretende, relativ große Kraftstoffdichte auf einem begrenzten - durch ,gegebenenfalls fächerartige Aufteilung der Kraftstoffstrahlen nur wenig ausgeweiteten - Bereich der Brennraumwand zwingt dazu, zur Ablösung des Kraftstoffes sehr heftige Drallströmungen der Verbrennungsluft zu erzeugen und zu diesem Zweck besondere zusätzliche Maßnahmen anzuwenden, wie beispielsweise die Anordnung eines spiralförmigen Lufteintrittskanals, der bei Mehrzylindermotoren große Schwierigkeiten in der Ausbildung der Zylinderköpfe mit sich bringt, oder die Anordnung besonderer Ablenkschirme an den Einlaßventilen.
  • Bei diesen bekannten Einspritzverfahren ergeben sich zwar Brennstoffstrahlen unterschiedlicher Länge und demgemäß abweichender Gestalt. Diese Brennstoffstrahlen treffen jedoch sämtlich auf im Betrieb kühler bleibende Teile der Brennraumwand auf, und der Punkt der ersten Selbstzündung ergibt sich mehr oder weniger zufällig; sie ist nicht an eine bestimmte Stelle des Brennraumes gebunden. Aus diesem Grund können auch hierbei nicht die optimalen Verhältnisse erzielt werden, wie sie vergleichsweise bei Brennkraftmaschinen der Ottobauart durch einen örtlich und zeitlich festgelegten Zündfunken erreichbar sind.
  • Ein ähnlicher bekannter Vorschlag zur besseren Verteilung und Zündung des eingespritzten Brennstoffes in einer als Wirbelkammer ausgebildeten asymmetrisch gestalteten Brennkammer, die sehr stark exzentrisch in Kolben angeordnet ist und in der die beim Verdichtungshub über eine überfallkante einströmende Verbrennungsluft einen kräftigen Luftwirbel erzeugt, geht dahin, den größten Teil des Kraftstoffes mittels einer oder mehrerer Bohrungen der unter einem großen Winkel zur Zylinderachse geneigten und in der Nähe des äußeren Zylinderrandes mit ihrem Düsenkopf angeordneten Einspritzdüse auf eine der Überfallkante gegenüberliegende Schrägfläche des Verbrennungsraumes etwa gleichsinnig mit dem Luftwirbel aufzuspritzen, während gleichzeitig durch eine besondere Düsenbohrung ein zur Versorgung der übrigen Teile der Brennkammer bestimmter Kraftstoffstrahl gegen den heftigsten Wirbel im Bereich der Überfallkante in die Brennkammer hineingespritztwird. In diesem Kraftstoffstrahl erfolgt .die erste Selbstzündung des Kraftstoffes, in deren Flamme sodann der von der Schrägfläche der Brennkammer abgelöste bzw. auf den Luftraum der Kammer verteilte Kraftstoff durch den Luftwirbel eingebracht wird, so daß die Hauptverbrennung am Ab= lösewirbel der Überfallkante erfolgt.
  • Auch bei dieser Brennkraftmaschine ist der örtliche und zeitliche Einsatz der Zündung nicht bestimmt, da die Selbstzündung an einer oder mehreren Stellen des relativ langen Zündstrahles im Innern des Brennkammerraumes erfolgen kann und nicht nur von der Ausbildung des Zündstrahles selbst, sondern auch von der Intensität der Luftbewegung oder -wirbelung abhängig ist. Außerdem müssen die Düsenbohrungen im Düsenkopf asymmetrisch verteilt sein, worin bekanntlich ein Nachteil besteht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Nachteile bekannter Diesel-Brennkraftmaschinen mit direkter Kraftstoffeinspritzung mittels einer Mehrlochdüse zu beseitigen; sie bezieht sich auf eine spezielle Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einen rotationssymmetrischen, z. B. ellipsoid- oder birnenförmigen Brennraum, in den beim Verdichtungshub nahezu die gesamte Verbrennungsluft unter einer um die Zylinderachse kreisenden Bewegung einströmt, während die Mehrlochdüse durch ihre um die Düsenachse herum symmetrisch verteilten Auslaßbohrungen die aus diesen Bohrungen austretenden Kraftstoffstrahlen etwa senkrecht zu der umlaufenden Luftströmung in dem Brennraum im wesentlichen auf dessen Seitenwand unterhalb des Brennraumrandes richtet.
  • Unter Beibehalten des Vorteils der mit dieser Einspritzart zu erzielenden sehr günstigen Auftreilung des Brennstoffes auf den Umfang des Brennraumes soll gleichzeitig eine örtlich genau festgelegte erste Selbstzündung erreicht werden, von der aus die Durchzündung des inzwischen gebildeten Gemisches ausgeht, so daß das nachteilige Klopfen und Rauchen des Motors praktisch gänzlich vermieden wird und hohe Verbrennungsmitteldrücke erzielt werden können.
  • Die Erfindung beruht auf der bereits in dem Patent 1175 486 offenbarten allgemeinen Erkenntnis, daß ein sehr genaues örtliches Festlegen der Selbstzündungsstelle und gleichzeitig ein sicheres Einsetzen dieser Selbstzündung in einem Zeitpunkt erreicht wird, zu dem noch keine Zündungen an anderen Stellen des Brennraumes auftreten können, wenn ein im Vergleich zu weiteren Kraftstoffstrahlen kurzer Zündstrahl den Rand des Brennraumes, in dem dieser in die Kolben- oder Zylinderdeckelfiäche mit einer mehr oder weniger ausgeprägten Kante übergeht, an der die höchsten Temperaturen auftreten, teilweise überspritzt. Der dabei über diese Kante spritzende Anteil des Zündstrahles hat eine der Einströmungsrichtung der Verbrennungsluft in den Brennraum entgegengesetzt gerichtete Ausbreitungskomponente und wird infolgedessen an der Überspritzungsstelle schnell gezündet, während der in längeren Strahlen auf die kühlere Brennraumwand auftreffende Kraftstoff erst später zur Zündung kommt.
  • Bei einer Diesel-Brenukraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einen rotationssymmetrischen, z. B. ellipsoid- oder birnenförmigen Brennraum, in den beim Verdichtungshub nahezu die gesamte Verbrennungsluft unter einer um die Zylinderachse kreisenden Bewegung einströmt und der Kraftstoff aus einer zur Rotationsachse des Brennraumes und damit zur Brennraumöffnung außermittig angeordneten Mehrlochdüse derart eingespritzt wird, daß zur örtlichen Festlegung der ersten Selbstzündung durch den Kraftstoffstrahl von der kürzesten freien Strahllänge der Rand der Brennraumseitenwandung von einem Anteil des Mantels dieses Kraftstoffstrahles, entgegen der radialen Bewegungskomponente der in den Brennraum überströmenden Verbrennungsluft, überspritzt wird, nach Patent 1175 486, besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß die Mehrlochdüse mit am Umfang ihres Kopfes gleichmäßig verteilten Düsenbohrungen und unter einem Winkel zur Brennraumachse derart geneigt angeordnet ist, daß der aus der dem Brennraumrand zunächstliegenden Düsenbohrung austretende Kraftstoffstrahl den Brennraumrand teilweise überspritzt, während die aus den übrigen Düsenbohrungen austretenden Kraftstoffstrahlen von größerer freier Strahllänge gegen Brennraumwandstellen gerichtet sind, die eine niedrigere Temperatur aufweisen als der Brennraumrand, wobei die Temperatur im umgekehrten Verhältnis zu den freien Strahllängen abnimmt.
  • Durch eine solche Ausbildung der Brennkraftmaschine werden nicht nur die mit der symmetrischen Verteilung der Düsenbohrungen gegebenen Vorteile der einwandfreien Aufteilung des Kraftstoffes auf die einzelnen Strahlen und der günstigen Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum bzw. auf dessen Wandungen erzielt, sondern der die geringste freie Länge aufweisende Zündstrahl erreicht stets zuerst die genau bestimmte Zündstelle am Rand des Brennraumes, ehe die anderen Strahlen, die gegen tiefer in dem Brennraum gelegene Stellen der Brennraumwand gerichtet sind, diese erreichen, so daß die Zündung stets an der gleichen Stelle einsetzt. Weiter kann auf besondere Maßnahmen zur Erzielung einer besonders kräftigen Dralleinströmung der Verbrennungsluft in dem Brennraum verzichtet werden, so daß der technische Aufwand für besondere Maßnahmen und die mit ihrer Anwendung verbundene, sich insbesondere bei höheren Drehzahlen auswirkende Verringerung der Leistung und des Wirkungsgrades entfallen.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn durch entsprechende Anordnung der Mehrlochdüse die freie Länge der Kraftstoffstrahlen in ein derartiges Verhältnis zueinander gesetzt ist, daß die freie Strahllänge des längsten Kraftstoffstrahles etwa das 2,5fache der Strahllänge des kürzesten freien Kraftstoffstrahles (Zündstrahles) beträgt, wodurch sich bei üblichen Brennraumanordnungen - wie die Erfahrung zeigt - die günstigsten Durchbrennverhältnisse ergeben.
  • Handelt es sich um eine Diesel-Brennkraftmaschine mit im Zylinderkopf angeordnetem Brennraum -insbesondere um eine Zweitaktmaschine dieser Art - bei der die Verbrennungsluft unter einer verhältnismäßig schwach kreisenden Bewegung einströmt, so wird die Lage der Mehrlochdüse zweckmäßig so bestimmt, daß der kürzeste Kraftstoffstrahl den Brennraumrand etwa mit der Hälfte seines Strahlmantels überspritzt. In diesem Fall können auch die übrigen Kraftstoffstrahlen den Brennraumrand mit einem ihrer zunehmenden Länge etwa proportional abnehmenden. erheblich kleineren Strahlenmantelanteil überspritzen, ohne daß dadurch die Verhältnisse wesentlich gestört werden. Insbesondere bleibt das Einsetzen der Selbstzündung an der überspritzungsstelle des kürzesten Strahles (Zündstrahles) unbeeinträchtigt.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 den Kolben und den Zylinderkopf einer Diesel-Brennkraftmaschine mit im Kolben liegendem Brennraum im Schnitt.
  • F i g. 2 den Kolben in einer gegen den Kolbenboden gerichteten Ansicht, F i g. 3 den Kolben und den Zylinder mit im Zylinderkopf liegendem Brennraum einer anderen Diesel-Brennkraftmaschine im Schnitt, F i g. 4 diesen Zylinderkopf in einer gegen dessen Brennraumöffnung gerichteten Ansicht.
  • Bei der einem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Brennkraftmaschine ist nach F i g. 1 und 2 der Kolben 1. in einer Stellung vor seiner oberen Totpunktlage (gestrichelte Linie 2) dargestellt, bei der der kürzeste Kraftstoffstrahl 3 mit seiner Strahlspitze gerade den Rand 4 des im Kolben 1 befindlichen Brennraumes 5 erreicht hat und diesen Rand mit einem sehr kleinen Anteil seines Strahlmantels an der Stelle 6 überspritzt, während der Hauptteil des Kraftstoffes dieses Strahles auf die Seitenwandung des Brennraumes 5 auftrifft.
  • Der Brennraum 5 liegt mit seiner Achse gegenüber der Achse des Zylinders um einen geringen Betrag e seitlich versetzt und ist (F i g. 1) birnenförmig gestaltet, d. h. sein Boden ist in der Mitte mit einer Art Kegelspitze versehen, die die einströmende Verbrennungsluft von der Seitenwandung her zu der Mitte aufrichten soll. Statt dessen könnte der Brennraum auch die angenäherte Form eines Rotationsellipsoides haben, indem sein Boden entlang der unterbrochenen Linie 7 verläuft. Das Maß der Versetzung e des Brennraumes 5 ist durch die Forderung begrenzt, daß durch die Versetzung die gleichmäßig kreisende Einströmung der Verbrennungsluft in den Brennraum 5 nicht wesentlich gestört wird.
  • Der obere Rand 4 des Brennraumes 5 geht scharfkantig in den Kolbenboden 8 über, wobei zu bemerken ist, daß die Temperatur an diesem Brennraumrand nicht von dessen Form, sondern vor allem vom Verhältnis des größten Brennraumdurchmessers zum Durchmesser 2 r der Verbindungsöffnung zwischen dem Brennraum 5 und dem Zylinderraum abhängt. Für die sichere erste Selbstzündung an der Stelle 6 des Kolbenbodens 8 ist zudem wesentlich, daß die in den Brennraum 5 einströmende Verbrennungsluft an der Stelle 6 eine genügend große, dem Kraftstoffstrahl 3 im wesentlichen entgegen, radial nach innen gerichtete Strömungskomponente aufweist. Da dieses jedoch gerade bei schwächeren Drallströmungen der in den Brennraum 5 einströmenden Verbrennungsluft der Fall ist, lassen sich die Vorbedingungen für eine zuverlässige erste Selbstzündung an der Stelle 6 mit Sicherheit erfüllen.
  • Wie aus F i g. 1 weiterhin hervorgeht, ist die Achse 11 der im Zylinderkopf 13 gehaltenen Mehrlochdüse 9 gegenüber der Achse des Brennraumes um einen Winkel e geneigt, dessen Größe sich aus der Bedingung ergibt, daß die dem als Zündstrahl dienenden Kraftstoffstrahl 3 benachbarten übrigen Kraftstoffstrahlen 10 ausschließlich auf Teile der Brennraumwandung auftreffen sollen, deren Temperatur wesentlich niedriger als die Temperatur des Brennraumrandes 4 liegt. Daraus ergibt sich, daß der Winkel .x in erster Linie von der Brennraumgestaltung abhängig ist und bei dessen anderer Form - z. B. bei flach ausgeführten Brennräumen - auch einen anderen Wert und eine andere Richtung haben kann. Selbstverständlich ist es bei solchen geneigten Anordnungen von Einspritzdüsen mit mehreren Düsenaustrittsöffnürigen notwendig, daß die Düse innerhalb des zugehörigen (nicht dargestellten) Düsenhalters in ihrer Winkelstellung festgelegt wird.
  • Die optimale Anzahl, Lage und Größe der Bohrungen des Düsenkopfes 9' ergibt sich aus den Abmessungen des Brennraumes 5, der Intensität der Luftströmung und schließlich auch aus der Arbeitsweise des verwendeten Einspritzsystems. Wenn der Zündstrahl bzw. Kraftstoffstrahl 3 die Brennraumwand und die Stelle 6 des Kolbenbodens 8 erreicht hat, sind die übrigen Kraftstoffstrahlen 10 von dieser Wand noch um Wegstrecken entfernt, die den unterschiedlichen freien Weglängen der verschiedenen Kraftstoffstrahlen entsprechen, wobei die Zeitunterschiede zwischen dem Auftreffen der verschiedenen Kraftstoffstrahlen natürlich auch noch von der Strahlgeschwindigkeit in der verdichteten Verbrennungsluft abhängen. Bevor die Kraftstoffstrahlen 10 auf die Brennraumwand auftreffen, hat bereits der Zündstrahl an der Stelle 6 des Kolbenbodens 8 zu einer ersten Selbstzündung geführt, woraufhin sich die Zündflamme von dort ausgehend durch die Luft-strömung in - Richtung auf die übrigen Kraftstoffstrahlen 10 ausbreitet. Die kreisende Einströmungsbewegung der Verbrennungsluft in den Brennraum ist in F i g. 1 und 2 durch einen schraubenlinienförmig gewundenen Pfeil 12 angedeutet.
  • Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten, einem anderen Ausführungsbeispiel entsprechenden Brennkraftmaschine ist der Brennraum 5' im Zylinderkopf 13' untergebracht, und die Mehrlochdüse 9 befindet sich mit ihrem Düsenkopf 9' an einer in der Nähe der Achse des Brennraumes gelegenen Stelle des Brennraumbodens. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Einspritzung nach dem ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, daß sich hierbei sämtliche Kraftstoffstrahlen 3', 10' in einer ganz -bestimmten gleichbleibenden Lage zum Brennraum 5' und insbesondere auch zum Bremiraumrand 4' befinden, worauf bei der Wahl des Winkels ä der Düsenneigung gegenüber der Brennraumachse Rücksicht zu nehmen ist.
  • Bei der Einspritzung gemäß den F i g. 3 und 4 überspritzt der Zündstrahl 3' den Rand 4' des Brennraumes-5' bei 6'-mit einem kleinen Anteil seines Strahlmantels, der auf den Kolbenboden 8' des Kolbens 1' der Diesel-Brennkraftmaschine etwa gerade bei der dargestellten Stellung kurz vor dem oberen Totpunkt (gestrichelte Linie 2') des Kolbens 1' auftrifft. Es handelt sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel um eine Zweitaktbrennkraftmaschine, bei der eine Anordnung des Brennraumes im Kolben selbst leicht zu einer Überhitzung des durch das Zweitakt-Arbeitsverfahren ohnehin stark belasteten Kolbens führen könnte. Der Kolben 1' weist hier also eine glatte Bodenfläche 8' auf, durch die infolge ihrer relativ kleinen Fläche einer Überhitzung des Kolbens 1' vorgebeugt ist. Selbstverständlich zeigt der Kolbenboden 8' in seinem mittleren Bereich eine so hohe Temperatur auf, daß der gegen eine solche Stelle auftreffende Anteil des Kraftstoffstrahles 3' mit einem merklichen zeitlichen Vorsprung vor den übrigen Kraftstoffstrahlen 10' zündet. Während die übrigen Kraftstoffstrahlen 10' gemäß den F i -g. 3 und 4 ausschließlich gegen die Brennraumwandung auftreffen, kann es in solchen Fällen, wo die Verbrennungsluft in den Brennraum 5' nur unter einer verhältnismäßig schwach kreisenden Bewegung einströmt und die Brennraumachse gegenüber der Zylinderachse um einen kleinen Betrag seitlich versetzt liegt, zweckmäßig sein, auch die übrigen Kraftstoffstrahlen 10' den Brennraumrand mit einem erheblich kleineren Strahlanteil überspritzen zu lassen. Bei solchen Verhältnissen ist es dann zulässig, den überspritzten Kraftstoffanteil des Kraftstoffstrahles 3' etwa auf die Hälfte des an dieser Stelle eingespritzten Kraftstoffes zu vergrößern, damit dieser »Zündstrahl« mit seinem überspritzten Anteil wesentlich größer als die überspritzten Anteile der anderen Kraftstoffstrahlen 10' bleibt. Dabei wird der Winkel a' der Düsenachse 11' gegenüber der Brennraumachse etwa nach den gleichen Richtlinien bestimmt, wie sie vorstehend genannt sind, wobei es zweckmäßig sein kann, bei einer nur schwach kreisenden Luftbewegung eine größere Anzahl von Kraftstoffstrahlen vorzusehen, von denen jedoch jeweils der Strahl mit der kürzesten freien Länge zuerst und derjenige mit der längsten freien Strahllänge zuletzt zur Zündung kommen soll.
  • Wenn die vorgenannte Ausbildung des Einspritzsystems bei einer Zweitaktmasc$ine auch keine so günstigen Laufeigenschaften - insbesondere bezüglich erreichbarem klopffreiem Verbrennungsmitteldruck an der Rauchgrenze und bezüglich Verbrennungsgüte - wie bei einer Einspritzung in den Kolbenbrennraum einer Viertaktbrennkraftmaschine bei intensivem Kreisen der in den Brennraum einströmenden Verbrennungsluft um die Brennraumachse ergeben kann, so ist bereits mit einer solchen Ausbildung des Verbrennungssystems ein merklich weicherer Gang der Maschine und an der Rauchgrenze ein bemerkenswert günstiger Verbrennungsmitteldruck bei gleichzeitig günstigem Kraftstoffverbrauch erreichbar.
  • Die Erfindung ist nicht an die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden. So ist es z. B. nicht notwendig, daß der Brennraumrand die aus F i g. 1 hervorgehende scharfe Kante aufweist. Die Durchtrittsöffnung von dem Brennraum zu dem Zylinderraum kann auch in üblicher Weise zylindrisch oder kegelförmig sein oder schließlich aber auch mit einem abgerundeten Hals in die Fläche des Kolbenbodens übergehen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einen rotationssymmetrischen, z. B. ellipsoid- oder birnenförmigen Brennraum, in den beim Verdichtungshub nahezu die gesamte Verbrennungsluft unter einer um die Zylinderachse kreisenden Bewegung einströmt und der Kraftstoff aus einer zur Rotationsachse des Brennraumes und damit zur Brennraumöffnung außermittig angeordneten Mehrlochdüse derart eingespritzt wird, daß zur örtlichen Festlegung der ersten Selbstzündung durch den Kraftstoffstrahl von der kürzesten freien Strahllänge der Rand der Brennraumseitenwandung von einem Anteil des Mantels dieses Kraftstoffstrahles entgegen der radialen Bewegungskomponente der in den Brennraum überströmenden Verbrennungs- Luft überspritzt wird, nach Patent 1175 486, dadurch gekennzeichnet, daß dieMehrlochdüse (9) mit am Umfang ihres Kopfes (9') gleichmäßig verteilten Düsenbohrungen und unter einem Winkel (a) zur Brennraumachse derart geneigt angeordnet ist, daß der aus der dem Brennraumrand (4) zunächst liegenden Düsenbohrung austretende Kraftstoffstrahl (3) den Brennraumrand (4) teilweise überspritzt, während die aus den übrigen Düsenbohrungen austretenden Kraftstoffstrahlen von größerer freier Strahllänge gegen Brennraumwandstellen (5) gerichtet sind, die eine niedrigere Temperatur aufweisen als der Brennraumrand (4), wobei die Temperatur im umgekehrten Verhältnis zu den freien Strahllängen abnimmt.
  2. 2. Diesel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Strahllänge des längsten Kraftstoffstrahles etwa das 2,5fache der Strahllänge des kürzesten Kraftstoffstrahles (3 bzw. 3') beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung k 4124 I a/46 a2 (bekanntgemacht am 13. März 1952); britische Patentschrift Nr. 509 838.
DEU5520A 1957-08-20 1958-08-04 Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung Pending DE1260859B (de)

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CS1260859X 1957-08-20

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DEU5520A Pending DE1260859B (de) 1957-08-20 1958-08-04 Diesel-Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung

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DE (1) DE1260859B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844012A1 (fr) * 2002-08-30 2004-03-05 Renault Sa Moteur a combustion comportant des jets d'injection decales suivant l'axe du cylindre

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB509838A (en) * 1938-01-21 1939-07-21 Ass Equipment Co Ltd Improvements in or relating to liquid-fuel injection internal-combustion engines

Patent Citations (1)

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