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Einsplitzv01'l'ichtung für Verbrenmmgskraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einführung von Brennstoff in Verbrennungsmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen bzw. Maschinen, die nach dem Gleichdruckverfahren arbeiten. Die Einrichtung gehört zu denjenigen Einspritzvorrichtungen, bei denen eine teilweise Vorverbrennung des Brennstoffes in einer Vorverbrennmgskammer erfolgt, die mit dem Zylinder in Verbindung steht, wobei der Brennstoff fortschreitend durch den Druckunterschied in dieser Vorverbrennungskammer und dem Zylinder in letzteren eingeführt wird.
Nach der Erfindung ist in die Vorverbrennungskammer ein an beiden Enden offenes Rohr eingesetzt, in das der Brennstoff eingespritzt wird. Durch die Drucksteigerung infolge der Vorve ? brennung entstehen gleichzeitig zwei parallele Ströme gegen die verengte, zum Zylinder führende Öffnung hin, u. zw. ein brennstoffreicher aus dem Einsatzrohr und ein ihn umgebender luftreicher aus dem Ringraum um das Einsatzrohr.
Die Zeichnung zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Mittelschnitt durch den Zylinderkopf einer Zweitaktmaschine, die Vorverbrennungskammer und Einspritzdüse mit dem Kolbenende in Ansicht. Fig. 2 ist ein Teilschnitt entsprechend Fig. l einer etwas abgeänderten Ausführungsform. Fig. 3 ist ein Querschnitt in der Richtung 3-3 in Fig. 1 und 2. Die Fig. 4 und 5 zeigen im Längsschnitt und im Querschnitt in der Richtung 5-5 der Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform bei einer Viertaktmasehine mit zwei Vorveybrennung & kammern.
In Fig. 1 ist A der Arbeitszylinder der Maschine, B der Kolben, C der Wasserkühlmantel, D die Vorverbrennungskammer und E die Öleinspritzdüse. Die Düse ist wie üblich mittels einer Fortsetzung c des Wasserkühlmantels C gekühlt. Das Einsatzrohr d, in das die Düse E den Brennstoff einspritzt, besteht nach der Darstellung aus einem geraden Rohr, das in der Vorverbrennungskammer gleichlinig mit der Einspritzdüse so angeordnet ist, dass ein beträchtlicher Abstand zwischen der Einsplitzdüse und der Zylinderöffnung e besteht.
Das Rohr hat vorteilhaft eine solche Länge, dass es sich über einen grossen Teil der Vorverbrennungskammer erstreckt und so den eingespritzten Brennstoff mit seiner Innenwand unter allen Belastungen auffängt, während gleichzeitig zwischen dem Rohr und der Decke sowie dem Boden der Vorverbrennungskammer ein genügender Spalt bleibt für die gewünschte Strömung von Luft und Brennstoff um das Rohr herum. Das Rohr a ! ist durch einen Flansch 1 abgestützt, der an der Wandung der Vorverbrennungskammer aufsitzt, so dass die Ableitung der Wärme gesichert ist.
Zwischen dem Rohr und dem Sitzflansch sind
Stege 2 mit dazwischen befindlichen Öffnungen vorgesehen, die den freien Durchstrom von Luft und verdampftem Brennstoff durch die Vorverbrennungskammer um das Rohr herum gestatten ; die Weite und Tiefe der Öffnungen und somit die Grösse der leitenden Metallflächen zwischen Rohr und Zylinderwand wird zur Bestimmung der Temperatur des Rohres entsprechend gewählt.
Die Verbindung nach dem Zylinder besteht bei d'Fig. l aus einer einzigen Öffnung e von passender
Grösse unmittelbar gegenüber dem unteren offenen Ende des Einsatzrohres d. Diese Öffnung hat eine solche Grösse, dass die erwünschte Verzögerung des Übertrittes des verdampften Brennstoffes in den Zylinder erreicht wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die Verbindung nach dem Zylinder durch eine Büchse t gebildet, die Becherform besitzt und mit dem offenen Ende nach der Vorverbrennungskammer gerichtet
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ist. Nach dem Zylinder ist die Büchse geschlossen bis auf eine Anzahl vorteilhaft schräg gerichteter Austrittskanäle 3, so dass der verdampfte Brennstoff über den Verbrennungsraum des Zylinders gut verteilt wird.
Die Fig. 4 und 5 zeigen beispielsweise das Zylinderende einer Viertaktmaschine mit zwei Vorver- brennungskammel'l1, deren jede der Vorverbrennungskammer nach Fig. 1 entspricht. Diese Kammern sind im Zylinderkopf einander gegenüber angeordnet, während das Lufteinlassventil10 und das Auspuffventil 11 mit ihren Gehäusen 12 ebenfalls einander gegenüber aber um 900 versetzt zu dem Paar der Vorverbrennungskammern angeordnet sind.
Die Wirkungsweise ist folgende : Der Brennstoff wird durch die Einspritzdüse E in einem Streukegel eingespritzt und verdampft bzw. vergast, sobald er in Berührung mit der heissen verdichteten Luft gelangt. Diese Wirkung wird durch die Berührung mit der heissen Wand des Rohres d unterstützt und es erfolgt eine teilweise Vorverbrennung. Das Einsatzrohr bildet einen Schutz insofern, als es den Grad der Berührung zwischen dem Brennstoff und der Luft im Augenblick der Einspritzung verringert und hiedurch die Verbrennung beschränkt, ohne die Verdampfung zu stören. Da im Zeitpunkt der Einspritzung die Luft aus dem Zylinder einströmt, wird ein Teil des vollständig oder teilweise verdampften Brennstoffes im Rohre über den oberen Rand des Rohres in die Vorverbrennungskammer D übertreten.
Infolge der Verbrennung und Drucksteigerung findet eine gleichzeitige parallele Strömung von verdampftem und gegebenenfalls auch noch flüssigem Brennstoff aus dem Rohre zusammen mit der Luft um das Rohr herum statt, wobei sich beide Ströme nach der Durchtrittsöffnung e bewegen. Das Einsatzrohr wirkt dabei als eine Führung in Verbindung mit den Wänden der Vorverbrennungskammer.
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Einplitzv01'l'ichtung for internal combustion engines.
The invention relates to a device for introducing fuel into internal combustion engines, in particular diesel engines or machines that operate according to the constant pressure method. The device is one of those injection devices in which a partial pre-combustion of the fuel takes place in a pre-combustion chamber which is in communication with the cylinder, the fuel being gradually introduced into the latter due to the pressure difference in this pre-combustion chamber and the cylinder.
According to the invention, a tube which is open at both ends and into which the fuel is injected is inserted into the pre-combustion chamber. Due to the pressure increase as a result of the fore? combustion arise at the same time two parallel currents against the narrowed opening leading to the cylinder, u. between a fuel-rich one from the insert tube and a surrounding air-rich one from the annular space around the insert tube.
The drawing shows a particularly advantageous embodiment of the device, u. FIG. 1 shows a central section through the cylinder head of a two-stroke engine, the pre-combustion chamber and injection nozzle with the piston end in view. FIG. 2 is a partial section corresponding to FIG. 1 of a somewhat modified embodiment. 3 is a cross-section in the direction 3-3 in FIGS. 1 and 2. FIGS. 4 and 5 show in longitudinal section and in cross-section in the direction 5-5 of FIG. 4 a modified embodiment in a four-stroke machine with two Vorveyburnungen & chambers.
In Fig. 1, A is the working cylinder of the engine, B is the piston, C is the water jacket, D is the pre-combustion chamber and E is the oil injection nozzle. As usual, the nozzle is cooled by means of a continuation c of the water cooling jacket C. The insert pipe d, into which the nozzle E injects the fuel, consists of a straight pipe which is arranged in the pre-combustion chamber in the same line as the injection nozzle so that there is a considerable distance between the injection nozzle and the cylinder opening e.
The pipe is advantageously of such a length that it extends over a large part of the pre-combustion chamber and thus absorbs the injected fuel with its inner wall under all loads, while at the same time a sufficient gap remains between the pipe and the ceiling and the floor of the pre-combustion chamber for the desired flow of air and fuel around the pipe. The pipe a! is supported by a flange 1, which sits on the wall of the pre-combustion chamber, so that the dissipation of heat is ensured.
Between the tube and the seat flange are
Webs 2 are provided with openings in between which allow the free flow of air and vaporized fuel through the pre-combustion chamber around the tube; the width and depth of the openings and thus the size of the conductive metal surfaces between the pipe and the cylinder wall is selected accordingly to determine the temperature of the pipe.
The connection after the cylinder exists with d'Fig. l from a single opening e of matching
Size immediately opposite the lower open end of the insert tube d. This opening is of such a size that the desired delay in the passage of the vaporized fuel into the cylinder is achieved.
In the embodiment according to FIG. 2, the connection after the cylinder is formed by a sleeve t which has the shape of a cup and the open end of which is directed towards the pre-combustion chamber
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is. After the cylinder, the sleeve is closed except for a number of advantageously inclined outlet channels 3, so that the evaporated fuel is well distributed over the combustion chamber of the cylinder.
4 and 5 show, for example, the cylinder end of a four-stroke engine with two pre-combustion chambers, each of which corresponds to the pre-combustion chamber according to FIG. These chambers are arranged opposite one another in the cylinder head, while the air inlet valve 10 and the exhaust valve 11 with their housings 12 are also arranged opposite one another but offset by 900 relative to the pair of pre-combustion chambers.
The mode of operation is as follows: The fuel is injected into a scattering cone through the injection nozzle E and evaporates or gasifies as soon as it comes into contact with the hot, compressed air. This effect is supported by the contact with the hot wall of the pipe d and partial pre-combustion takes place. The insert tube provides protection in that it reduces the degree of contact between the fuel and the air at the moment of injection and thereby restricts combustion without disturbing evaporation. Since the air flows in from the cylinder at the time of the injection, part of the completely or partially vaporized fuel in the pipe will pass over the upper edge of the pipe into the pre-combustion chamber D.
As a result of the combustion and the increase in pressure, there is a simultaneous parallel flow of vaporized and possibly also liquid fuel out of the tube together with the air around the tube, with both flows moving towards the passage opening e. The insert tube acts as a guide in connection with the walls of the pre-combustion chamber.