Einspritzbrennkraftinaschine, die mit Selbstzündung arbeitet und mit einem durch mindestens eine Drosselöffnung mit dem Arbeitszylinder -verbundenen Brennraum versehen ist, in dem beim Drehen der Ladung keine toten Winkel entstehen. Die Erfindung betrifft eine Einspritz- brennkraftmaschine, die mit Selbstzündung arbeitet und mit einem durch mindestens eine Drosselöffnung mit dem Arbeitszylinder verbundenen Brennraum versehen ist, in dem beim Drehen der Ladung keine toten Winkel entstehen.
Die Einspritzdüse spritzt den Brennstoff in einem Strahl derart in den Brennraum, dass er in der Nähe der Drossel öffnung auf die in den Brennraum strömende <B>Luft</B> trifft.
Bei bekannten, mit Selbstzünclung arbei tenden Einspritzbrennkraftmaschinen weist der Brenuraum tote Winkel auf und die Luft wird beim Verdichtungshub aus dem Arbeits zylinder durch Drosselkanäle mit geringer Geschwindigkeit in den Brennraum hinüber geschoben. In den Brennraum wird gegen En-de des VerdieUtungshubes der Brennstoff derart eingesprifzt, dass eine wilde Durch- wirbelung des Brennstoffes und der Luft eintritt.
Bei diesen bekannten Maschinen findet daher eine planlose Durchmisehung von Brennstoff und Luft statt. Nach dem Einsetzen der Verbrennung besteht deshalb die Gefahr, dass Verbrennung gase auch in <B>Ins</B> die Gegend von Brennstofftröpfehen gelangen, die im Begriffe sind, zu verbrennen. Die Brennstofftröpfehen werden dadurch von dem für die Verbrennung gebrauchten Sauerstoff getrennt, so dass sie unter Luftmangel ver brennen und infolgedessen Russbildung ein tritt.
Die Ausnutzung der Luft ist deshalb bei,diesen bekannten Maschinen begrenzt, ob- wohl,dure,li die, starke Luftströmung ein Zer reissen und Aufteilen des Brennstoffstrahles stattgefunden hat.
<B>E?</B> ist versucht worden, diesem Übelstand dadurch zu begegnen, dass in dem vom<B>Zy-</B> linderraum abgetrennten Brennraum eine LuftumwäJzii-ng angestrebt wurde, um der Verbrennungszone durch eine geregelte und an sich ruhige Strömung im gieichen Hasse, wie ihr Brennstoff zuströmt, frische Luft zuzuführen.
Die Luftgesehwin-digkeiten sind jedoch bei diesen bekannten Masel-iinen ver hältnismässig klein, der Luftstrahl bezw. die Luftstrahlen treffen nicht auf den Brenn- stoffstrahl. Eine Aufteilung und ein Zer reissen des Brennstoffstrahls durch die Luft strömung findet somit nicht statt. Da die Rela,tivgeschwindigkeit zwischen Brennstoff und Luft nicht sehr gross ist, verläuft das Aufheizen der Brennstofftröpfehen verhält nismässig langsam, so dass ein grosser Zünd- verzug eintritt.
Es sind ferner bereits Einspritzbrennkraft- maschinen bekannt, bei denen der aus<B>-</B> der Düse in den Brenuraum eingespritzte Bren11- stoffstrahl in unmittelbarer Nähe der Dros selöffnung mit<B>-</B>dem in den Bremiraum ein tretenden Luftstrahl zusammentrifft.
Bei diesen Maschinen befindet sieh jedoch die Austrittsmündung der Einspritzdüse im Brennraum oder in unmittelbarer Nähe des Brennraumes, und der durch die Drossel öffnung in den Brennraum eindringende Luftstrahl trifft dort auf den Brennstoff strahl unmittelbar hinter der Düse, also an einer Stelle, au welcher der Flüssigkeits strahl noch nicht zerstäubt ist.
Es ist auch ein Schwerölmotor bekannt ,oleworden, bei dem der Zylinderraum durch D eine breit ausgebildete HaIsöffnung mit einem Brennraum verbunden ist. In diesem Brenn- raum ist ein schalenförmiger Glühkörper an geordnet, auf den der Brennstoff aufgespritzt wird.
Der in den genannten Brenuraum ein tretende Luftstrahl wird in der Halsüffnung in der Weise geteilt, dass der eine Teil der Luft durch den freien Halsquerschnitt zwi schen Glübkörper und Zylinderwand strömt, während der andere Teil der Luft um den Glühkörper herumströmt. Ein Treffen des Brennstoffstrables mit dem Luftstrahl in der Nähe der zur Einführung der Luft in den Brennraum dienenden Öffnung findet bei die sem Motor nicht statt.
Die Erfindung besteht darin, dass die Ein spritzdüse so weit vom Brennraum entfernt angeordnet und sie und die Drosselöffnuno, derart ausgebildet sind, dass an der Treff stelle die Luft mit grosser Geschwindigkeit und noch ohne Vermischung mit dem Brenn- rauminhalt strömt, während der Brennstoff strahl schon teilweise zerstäubt ist. Da die Luft mit grosser Geschwindigkeit auf den schon teilweise zerstäubten Brennstoff trifft, findet eine weitere wirksame Zerstäubung des Brennstoffes statt.
Die Verbrennung er- fasst infolgedessen sofort den in starkem Masse zerstäubten, von dem scharfen Luftstrahl getroffenen Brennstoff. Die Verbrennungs gase werden von der allgemeinen Umwälzung erfasst und vom Verbrennungsherde im glei chen Masse, wie neue Luft dem Brennstoff strahl zuströmt, weggetragen. Während der Verbrennung kann also eine geordnete Durch- misel,iung von Brennstoff und Luft in dem Sinne stattfinden, dass zu jedem Brennstoff- tröpfel-len der nötige Sauerstoff kommt.
Die Gefahr, daZ Brennstofftröpfelien, die im Be griff sind, zu verbrennen, von Verbrennungs gasen durchsetzt werden, kann damit ver mieden und somit eine möglichst günstige Luftausnutzung erzielt werden. Die Umwäl- zungsgeschwindigkeit kann so auf die Ein- spritzzeit abgestimmt sein, dass der Ein- spritzvorgang bei maximaler Belastung be endigt ist, bevor die von der sich umwälzen den Luft getragenen Verbrennungsgase den Anfangspunkt der Umwälzung und somit den Einspritzstrahl wieder erreichen.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in verschiedenen beispielsweisen Ausführungsformen schematisch dargestellt, und zwar sind in Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> schematisch Teile von Schnitten durch die Zylinderaxe veranschaulicht.
In Fig. <B>1</B> ist der Arbeitskolben mit<B>1</B> bezeichnet; 2 ist der Zylinderkopf, <B>3</B> die Einspritzdüse, 4 der Brennstoffstrahl,<B>5</B> ein zwischen dem Zylinderraum<B>9</B> und dem Brennraum<B>6</B> vorgesehener Drosselkanal. An Stelle eines einzigen Drosselkanals<B>5</B> könn ten auch mehrere Drosselkanäle vorgesehen sein- Der Verclichtungs- und Verbrennungs raum<B>6</B> hat die Form einer etwas platt ge drückten Kugel.
Der Drosselkanal<B>5,</B> durch den die Luft beim Arbeitsllub mit grosser Geschwindigkeit in den Raum<B>6</B> übergescho ben wird, mündet tangential in den Brenn raum<B>6.</B> Die Einspritzdüse<B>3</B> ist so weit vom Brennraum<B>6</B> entfernt und derart an geordnet, dass der Brennstoffstrahl schon teil- %,#,eise zerstäubt in unmittelbarer Nähe der Mündung des Drosselkanals<B>5</B> unter einem rechten Winkel auf den Luftstrahl<B>1,0</B> im Brennraum trifft.
Die Kühlung des Brenn raumes<B>6</B> erfolgt dadurch, dass Wärme von dessen Wandung durch Leitung und Strab- Inng abgegeben wird.
Durch den Luftstrahl<B>10</B> wird in dem Raum<B>6</B> eine kreisende Luftumwälzung her vorgerufen. Das Einspritzen des Brennstoffes erfolgt kurz vor der Beendigung des Ver dichtungshubes. Der in den Brennraum<B>6</B> eintretende Brennstoffstrahl 4 wird, da er unter einem rechten Winkel auf den Luft strahl<B>10</B> trifft und schon teilweise zerstäubt ist, von der starken Luftströmung vollständig zerrissen und die Brennstofftröpfehen wer den von der Luft mit-,enommen und verbren nen unmittelbar in flüssigem Zustand.
Auf diese Weise bildet sieh ein Brennstoffluft- "emisch, das vorwiegend in der Zone<B>7,</B> hin ter der Stelle des Zusammentreffens der bei den Strahlen 4,<B>10,</B> verbrennt.
Während der Einspritzung wird bestän dig durch den Kanal<B>5</B> frische Luft mit gro sser Geschwindickeit in den Brennstoffstrahl 4 und in die Verbrennungszone<B>7</B> geblasen. Die Verbrennungsgase werden von der krei senden Strömung weggetragen und schieben die auf der Gegenseite der Kammer noch vorhandene frische Luft vor sieh her. Diese Luft dringt auch in die Verbrennungszone<B>7</B> ein. Infolgedessen wird in geregelter Weise die gesamte Luft dem brennenden BrennstoiT- strahl zugeführt.
Die Gefahr, dass Brennstofftröpfehen, die im Begriff sind, zu verbrennen, von Verbren nungsgasen durchsetzt werden, ist vermieden, und es ist eine möglichst günstige Luftaus- nutzung erzielt. Die Umwälzungsgesehwin- digkeit wird zweckmässig so auf die Ein- spritzzeit abgestimmt, dass auch bei maxi maler Belastung der Einspritzvorgang be endigt ist, bevor die von der sich umwälzen den Luft getragenen Verbrennungsgase den Brennstoffstrahl wieder erreichen.
Bei der in Fig. <B>1.)</B> dargestellten Einspritz- brennkraftmaschine ist die Einspritzdüse<B>3</B> derart angeordnet, dass der Brennstoffstrahl 4 ungefähr gleichgerichtet mit dem Luftstrahl <B>10</B> ist. Der Brennstoffstrahl 4 unterstützt in diesem Falle die kreisende Bewegung der Luft im Brennraum<B>6.</B> Die Vorgänge spielen sich in ähnlicher Weise wie bei der Maschine nach Fig. <B>1</B> ab. Die Wand des Brennraumes<B>6</B> -wird hier von Kühlwasser umspült, an das die Wärme abgegeben wird.
In Fig. 3 ist eine Einspritzbrennkraft- maschine dargestellt, bei welcher der Drossel kanal<B>5</B> derart angeordnet ist, dass der Luft strahl<B>10</B> annäliei-nd durch die Mitte des Brennraumes <B>6</B> geht. Dieser Raum ist kugel förmig. Die Einspritzdüse <B>3</B> ist derart an geordnet, dass der Brennstoffstrahl 4 eben falls annähernd durch die Mitte des Raumes<B>6</B> geht und hierbei in einem kleinen Winkel auf den Luft-strahl <B>10</B> trifft.
Beim Zusam mentreffen der beiden Strahlen 4,<B>10</B> bildet sich ein Brennstoffluftgemisch. Dieses Ge misch verbrennt vorwiegend in der Zone<B>7,</B> die sieh etwa in der Mitte des Verdichtungs raumes<B>6</B> befindet. Die aus der Zone<B>7</B> weg strömenden Verbrennungsgase teilen sich beim Auftreffen auf die Wandung des Brenn raumes<B>6</B> fontänenartig und führen darauf zu beiden Seiten der Verbrennungsgase<B>7</B> eine kreisende Umwälzung im Brennraum<B>6</B> aus. Durch die fontämeartige Strömung ist eine besonders wirksame Umwälzung der Ver brennungsgase erzielt.
Der Verbindungs kanal<B>5</B> verengt sich gegen den Brennraum<B>6</B> etwas, so dass der Luft vor ihrem Zusammen treffen mit dem Brennstoff die grösste Ge schwindigkeit erteilt wird. Auf diese Weise ist an der Stelle<B>8,</B> an welcher Brennstoff und Luft zusammentreffen, die 'Luft- geschwindi'gkeit gegenüber der Brennstoff- gesellwindigkeit erhöht und daher eine grosse Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Brennstoff erzielt, so dass sich die Vorgänge hier ebenfalls auf ähnliche Weise wie bei der Maschine nach Fig. <B>1</B> abspielen.
Der Brenuraum <B>6</B> kann stattkugelige auch zylindriselle, ellipsoidische oder ähnliche Form haben.