CH195417A - Vorkammerbrennkraftmaschine. - Google Patents

Description

      Vorkammerbrennkraftmascliine.       Die Erfindung bezieht sich auf eine     Vor-          kammerbrennkraftma.schine,    insbesondere mit  gegen die     Vorkammerwand    auf der Brenn  raumseite     gerichtetem        Brennstoffstrahl    und  besteht darin, dass     zwischen    dem Brennraum  und der Vorkammer neben andern Verbin  dungen eine Verbindung in der     Age    des  Brennstoffstrahls derart angeordnet ist,     dass     bei kleiner Drehzahl der Maschine wenig  stens ein Teil des Brennstoffstrahls durch  diese Verbindung in:

   den Brennraum gelangt,  bei hohen Drehzahlen dagegen die durch  diese Verbindung dem Brennstoffstrahl     ent-          gegen-strömende    Luft einen Durchtritt von  Teilen     des.    Brennstoffstrahls praktisch ver  hindert.  



  Zweckmässig wird eine     Einspritzdüse    mit  besonders durchschlagkräftigem Kernstrahl  verwendet. Dabei kann die     Einspritzdüse     einen kleineren oder grösseren     Strahlwinkel     haben, welcher bei Maschinen von ungefähr  0,5     bis    2     Liter    Hubvolumen pro Zylinder    einen nach der Vorkammer zu gelegenen eng  sten     Querschnitt    von zweckmässig 1 bis 2 mm  Durchmesser     und    einen nach dem Brennraum  zu gelegenen weitesten     Querschnitt    von       zweckmässig    4 bis 6 mm     Durchmesser    besitzt.  



       Vorkammerbrennkraftmaschinen    benötigen  zum Anlassen eine Glühkerze oder eine an  dere     Anlasshilfsvorrichtung,    weil die Erwär  mung der Vorkammer bis zur     @Selbstzün-          dungstemperatur    eine längere Zeit erfordert.  



  Dieser Nachteil wird durch die Erfin  dung beseitigt. Sie ermöglicht, wie Versuche  ergeben haben, ein     leichtes    Anlassen - bei  spielsweise noch bei -15   C oder noch grö  sseren Kältegraden     -J    ohne Glühkerzen oder  andere     Hilfsmittel.    Trotzdem wirkt     aber    die  Vorkammer im Betrieb, als ob die Verbin  dung zwischen     Vorkammer    und     Brennraum     in der     Axe    des Brennstoffstrahls nicht vor  handen wäre.

   Die durch diese Verbindung  in die Vorkammer strömende Luft kann -so-           gar    die     Zerstäubung    und     Aufbereitung    des  Brennstoffes begünstigen.  



  Ein sich gegen den     Brennraum    kegel  förmig erweiternder     Kanal    in der     Brennstoff-          strahlaxe    hat den Vorteil, dass ein Nieder  schlagen von Brennstoff an den     Kanalwan-          dungen    praktisch verhindert ist. so dass die  Brennstofftröpfchen     beim    Anlassen mit Si  cherheit in den     Brennraum        gelangen.    Auch  wird eine merkbare     Beeinträ.chtiäitnb    der       Ausblaseenergie    des     Vorkammerinhaltes    nach  der     Vorverbrennung    vermieden.  



  Die     Zeichnung    betrifft vier Ausführungs  beispiele der Erfindung. und     zwar    zeigen       Fig.    1 und ? eine Vorkammer mit dem  Brennstoffstrahl beim     Anlassen        bezw.    im  Betrieb,       Fi-.    3 eine weitere Vorkammer.  



       Fig.    4 und 5 zwei andere     Ausführungen     von Teilen einer Vorkammer.  



  In     Fi-.    1 und ? bezeichnet     a    den     Brenn-          raum,    b die Vorkammer, c den     zweekmässig     mit Wasser gekühlten Zylinderkopf, d die       Einspritzdüse    und e eine die     Einspritzdüse     und den ihr zugekehrten innern Teil der Vor  kammer umschliessende Hülse. Der dem  Brennraum zugekehrte Teil der Vorkammer  wird von einem zweiteiligen Einsatz gebildet.

    dessen Teile     g    und 1z miteinander und mit  der Hülse e     verschraubt    sind und durch     einen     Isolierraum i teilweise von der     gekühlten          Wandung    des Zylinderkopfes     getrennt    sind.  Der Teil g besitzt eine Wand     h:,    welche vor  dem Brennraum     angeordnet    ist und geben  welche der Brennstoff     gespritzt    wird.  



  In der Wand k sind im Kreise um die       Axe    des Brennstoffstrahls zum Beispiel 6  oder 8 Bohrungen in,     angeordnet,    welche in  einen sich     gegen    den Brennraum     kegelförmig;     verengenden Ringraum     ii,        ausmünden,    der  durch die zentrale     Offnunb    o mit dem Brenn  raum in     Verbindung    steht.

   In der Wand k       i,t    ferner in der     Axe    des Brennstoffstrahls,  also in der Mitte des von den Bohrungen     nz.          gebildeten    Kreises ein Kanal     p    angeordnet,  der sich von der Vorkammer     gegen        den          Brennraum    kegelförmig erweitert. Bei den  z.

   B. für Fahrzeuge üblichen 3lotorengrö-         ssen    von 0,5 bis 2     Liter    Hubvolumen pro  Zylinder hat sich ein     engster    Querschnitt     (1     mit einem Durchmesser von 1 bis ? mm und  ein     weitester    Querschnitt von 4 bis 6 mm  Durchmesser als am günstigsten     erwiesen.     Der engste Querschnitt     q    beträgt nur einen  Bruchteil, z.

   B.     I,#,    bis     I/1    des Querschnittes  der äussern Bohrungen     rya.    Die Einspritzdüse  ist derart ausgebildet, dass sie einen     Breim-          stoffstrahl    r von verhältnismässig kleinem       Strahlwinkel    liefert. Der Einspritzdruck be  trägt beispielsweise 100 bis 150     at.     



  Nach Fit. 3 sind die Kanäle     7n1    in der       Wand        k,    derart schräg gerichtet, dass sich  ihre     Axen    in einem auf der Einspritzdüsen  seite     gelegenen    Punkt schneiden, so     dass    die  durch die Kanäle     na,    in die Vorkammer über  tretende heisse Luft näher an den Kern des       Brennstoffstrahls    herangeführt wird und ins  besondere bei höheren Drehzahlen eine gün  stige     Zerstäubung    des Brennstoffes bewirkt.

    Des     weiteien    besitzt die Wand     k1    einen An  salz     k,,    welcher durch die Öffnung     o,    in den  Brennraum ragt.  



  Nach     Fig.    4 sind die     Seitenkanäle    nicht  parallel zur     Vorkammerhauptaxe,    sondern ge  knickt und werden durch je zwei schief zu  einander stehende Bohrungen     m,    und     na;    ge  bildet.  



  Nach     Fig.    5 ist ein Pfropfen     k3,    der den  Kanal     1)    enthält, mit einem Gewinde t in  die     Vorkammerwand    eingeschraubt, so dass  er in axialer Richtung     verstellt    werden kann.  Der Pfropfen     k;,    ragt durch die Verbindungs  öffnung     o_    in den Brennraum.

   Gemäss der  linken Seite der     Fig.    5 ist das in den     Brenn-          raum    ragende Ende s, des Pfropfens     k;;    der  art kegelförmig ausgebildet, dass beim Ver  stellen des Pfropfens     k3    gegen den     Brenn-          raum    der freie     Ringquerschnitt    der Öffnung       o,        vergrössert    wird.

   während nach der rech  ten     Hälfte    der     Fig.    4     das    entsprechende Ende       s-,    derart kegelförmig ausgebildet ist, dass       beim    Verstellen des Pfropfens     k;,    gegen den       Brennraum    der freie Querschnitt     o2    verklei  nert wird. Sowohl die äussern     Bohrungen        na,     als auch der mittlere Kanal oder beide könn  ten     Schraubennuten    besitzen, um den durch-      tretenden Luft- oder Gasströmen einen Drall  zu     erteilen.     



  Die Wirkungsweise der Vorkammer ist  folgende:  Bei kleiner Drehzahl     .des    Motors, insbe  sondere beim Anlassen     ist    die Geschwindig  keit der     am.        Ende    des Verdichtungshubes aus  dem Brennraum in die Vorkammer übertre  tenden Luft so gering, dass sie praktisch keine  bremsende Wirkung auf     .den    Kern r des  Brennstoffstrahls ausüben kann.

   Infolge  dessen gelangt mindestens ein Teil     ides          Brennstoffstrahls    in die enge Öffnung q, kann  durch den Kanal p     bezw.        p1    in den     Brenn-          raum    dringen und sich dort in der heissen  verdichteten Luft entzünden.  



  Da sich     ider    Kanal p     bezw.        p1    gegen den  Brennraum     kegelig    erweitert,     bietet    er einer  seits der vom Brennraum in die Vorkammer  übertretenden Luft einen geringen Wider  stand und anderseits wird vermieden, dass       Brennstofftröpfchen,    die durch den engen       Querschnitt        q    in den Kanal eingetreten sind,  sich an den Wandungen niederschlagen oder  im Kanal stark abgebremst werden, wie es  zum Beispiel bei einem     zylindrischen    Kanal  der Fallsein     würde.     



  Der Kanal p     bezw.        p1    und der Brennstoff  strahl sind nun derart aufeinander abge  stimmt, dass von einer bestimmten Drehzahl  an, zweckmässig oberhalb     derjenigen    Dreh  zahl (z. B. von 250 Umdrehungen pro Mi  nute), welche ein normaler Anlasser zu er  teilen vermag, also z. B. bei der üblichen  Leerlaufdrehzahl von ungefähr 400 bis 500  Umdrehungen pro Minute, die Bremswirkung  des durch den Kanal in die     Vorkammer    über  tretenden Luftstromes auf den Brennstoff  strahl r so gross wird, dass die Brennstoff  tropfen von dem Eintritt in die Kanal  öffnung q zurückgehalten und seitlich ab  gelenkt werden, wie in     Fig.    2 angedeutet ist.

    Die Vorkammer     arbeitet    von dieser Drehzahl  ab praktisch in .der Weise, als ob der Kanal  p     bezw.        p,    zwischen der     Vorkammer    und dem  Brennraum nicht bestände, da praktisch der       gesamte        Brennstoff    auf dem Weg<I>m, n, o</I>  von der Vorkammer in den Brennraum ge-    langt. Dabei     bewirkt,die    durch den Kanal p       bezw.        p1    in die Vorkammer einströmende  heisse Luft eine     Zerstäubung    und Aufberei  tung des Brennstoffes.  



  Statt kegelförmig kann der Kanal p     bezw.          PI    sich auch in einer oder mehreren Stufen  erweitern. Ferner könnten die Mündungen  dieses Kanals leicht abgerundet sein. Die  Brennstoffdüse ist zweckmässig derart aus  gebildet, dass sie einen besonderen durch  schlagkräftigen Kernstrahl liefert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorkammerbrennkraftmaschine, insbeson dere mit gegen,die Vorkammerwand auf der Brennraumeeite gerichtetem Brennstoffstrahl, dadurch .gekennzeichnet, dass. zwischen dem Brennraum und der Vorkammer neben andern Verbindungen eine Verbindung in der Age des Brennstoffstrahls derart angeordnet ist, dass bei kleiner Drehzahl der Maschine wenigstens ein Teil des Brennstoffstrahls durch diese Verbindung in den Brennraum gelangt,

   bei hohen Drehzahlen dagegen die durch diese Verbindung dem Brennstoffstrahl entgegenströmende Luft einen Durohtritt von Teilen: des Brennstoffstrahls praktisch ver hindert. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch eine Brennstoffeinspritzdüse mit kleinem Strahlwinkel. 2. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 1, ge kennzeichnet durch eine Brennetoffein- spritzdüse mit durchschlagkräftigem Kernstrahl.

   3. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, ,gekennzeichnet durch eine Brennstoffeinspritzdüse mit grossem Strahl- winkel und durchschlagkräftigem Kern strahl.

   4. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass .die Verbindung in der Age des Brenn- stoffstrahls durch einen Kanal gebildet wird, der sich auf seiner ganzen Länge den Brennraum kegelförmig erweitert. 5.

   Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 4 mit 0.5 bis 2 Liter Ilubvolumen pro Zylinder, da durch gekennzeichnet, dass der Kanal einen engsten Querschnitt von 1 bis 2 mm Durchmesser und einen weitesten Quer- schnitt von 4 bis 6 mm Durchmesser be sitzt.

   6. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 4, bei welcher der Kanal durch die auf der Brennraumseite angeordnete Vorkammer wand hindurchgeht, dadurch gekennzeich net, dass in dieser Wand mehrere Boh rungen im Kreise um den Kanal und par allel zu ihm angeordnet sind, welche in einen gegen den Brennraum sich verengen den Ringraum münden, der gleichaxig mit dem Kanal in den Brennraum ein- mündet. 7.

   Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 4, bei welcher der Kanal durch die auf der Brennraumseite angeordnete Vorka.mmer wand hindurchgeht, dadurch gekennzeicb- zeichnet, dass in dieser Wand mehrere Bohrungen im Kreise um den Kanal an geordnet sind, welche gegen die Brenn- stoffeinspritzdüse zusammenlaufen und in einen gegen den Brennraum sich veren genden Ringraum münden, der gleichaxig mit dem Kanal in den Brennraum ein mündet.

   B. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteranspruch 4, bei welcher der Kanal durch die auf der Brennraumseite angeordnete Vorkammer wand hindurchgeht und in dieser Wand Bohrungen im Kreise um den Kanal an geordnet sind. welche in einen sich gegen den Brennraum verengenden Ringraum münden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal mindestens bis zur ringförmigen Mündungsöffnung des Ringraumes geht. 9. Vorkammerbrennkraftmaschine nach Pa tentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal in einem Pfropfen angeord net ist, der in der Wand axial verstellbar ist.