DE681299C - Dieselmaschine, vor deren Einspritzduese ein offener Einspritzkanal in Form einer venturirohrartigen Luftduese und konzentrisch zu diesem Kanal eine aeussere Luftkammer angeordnet ist - Google Patents

Description

• Dieselmaschine, vor deren Einspritzdüse ein offener Einspritzkanal in Form einer venturirohrartigen Luftdüse und konzentrisch zu diesem Kanal eine äußere Luftkammer angeordnet ist Die Erfindung betrifft eine Dieselmaschine, vor deren Einspritzdüse ein offener Einspritzkanal in Form einer venturirohrartigen Luftdüse und konzentrisch zu diesem Kanal eine äußere Luftkammer angeordnet ist, die an ihrem der Einspritzdüse zugekehrten Ende mit dem Einspritzkanal verbunden ist. Diese Verbindung tritt bei einer bekannten Maschine der genannten Art jedoch nur nach Erreichung der normalen Betriebswärme der Maschine ein, indem durch die Wärmeausdehnung die Trennwand zwischen Luftkammer und Einspritzkanal ein Spalt freigegeben wird, der bei kalter Maschine, insbesondere also beim Kaltanlassen, infolge der eigenartigen Bauart des Wandendes in der Umgebung der Einspritzdüse geschlossen bleibt. Es findet somit eine selbsttätige Abdrosselung bzw. Abschaltung der Luftkammer von dem übrigen Verdichtungsraum und dadurch eine die Zündung erleichternde Verdichtungssteigerung bei sich abkühlender bzw. völlig abgekühlter Maschine statt. Die Misch- und Verbrennungsvorgänge beim normalen Betriebszustand dieser bekannten Maschine müssen sich zwangsläufig ebenso wie bei jeder Dieselmaschine abspielen, an deren Einspritz- und Verdichtungsraum eine abgeschnürte Luftkammer angeschlossen ist, nämlich es mußa, weil die Einspritzung vor Verdichtungsende einsetzt, ein Teil des noch dem Zündverzug unterliegenden oder auch schon entzündeten Brennstoffes in die Luftkammer mit der noch dorthin einströmenden Luft gelangen und eine besondere Verbrennung ergeben, die infolge der Kammerabschnürung unter Überdruck gegenüber dem Hauptraumdruck verläuft und zu einer Ausblasung der Kammer führt, wodurch die Verwirbelung des Hauptrauminhaltes begünstigt wird.
• Solche Vorgänge und ihnen entsprechende Maschinenbauarten sind auch anderweitig vielfach bekannt, und zwar sind die Vorgänge im wesentlichen unabhängig davon, ob die Luftkammer den Einspritzraum konzentrisch umgibt oder seitlich an diesen angeschlossen ist, ob die Kammermündmig mehr oder weniger von der Einspritzdüse entfernt liegt und ob der Einspritzstrahl gegen diese Mündung gerichtet ist oder an ihr vorbeistreicht.
• Die Maschine nach der Erfindung unterscheidet sich von derartigen Luftkammer-oder Speichermaschinen sowohl der Bauart als auch der Wirkung nach. Bei ihr ist zwischen der ,äußeren, in der Nähe der Einspritzdüse mit dem Einspritzkanal verbundenen Luftkammer und diesem Kanal selbst noch eine weitere, den Kanal ebenfalls konzentrisch umgebende Kammer vorgesehen, die mit der .äußeren Kammer in keiner unmittelbaren Verbindung steht, jedoch in Richtung des Mantels des Brennstoffkegels geneigte, oberhalb des engsten Querschnittes des Einspritzkanals in diesen ausmündende Wandbohrungen aufweist. Außerdem sind die beiden Kammern an ihren unteren Enden je durch besondere Kanäle unmittelbar mit dem Arbeitsraum der Maschine verbunden. In weiterer Entwicklung der Erfindung sind die Durchgangsquerschnitte dieser letzteren Kanäle größer als diejenigen, die die zugehörigen Kammern mit dem Einspritzkanal verbinden.
• Bei einer derartigen Bauart entstehen Strömungs-, Misch- und Verbrennungsvorgänge, die hinsichtlich der Leistung, der ruhigen Gangart und des Brennstoffverbrauchs der Maschine besondere Vorteile ergeben und an Hand zweier Ausführungsbeispiele gemäß der Zeichnung erläutert werden sollen.
• Das erste Beispiel, Abb. i und z, unterscheidet sich von dem zweiten, Abb. 3 und ¢, nur dadurch, daß der schräg zur Zylinderachse im Zylinderkopf angeordnete Einspritzkanal mit den ihn umgebenden beiden Kammern eine zur gemeilisamen Querschnittsehene der beiden Maschinenhauptventile parallele Achse .aufweist, insonderheit, wie der Grundriß Abb. a zeigt, vor diesen Ventilen liegt, während der Kanal mit seinen Mantelräumen nach Abb. 3 und q. derart neben und teilweise zwischen den Ventilen angeordnet ist, daß seine zur Zylinderachse geneigte Achse die gemeinsame Querschnittseb.ene der beiden Ventile schneidet.
• Der nach Art eines Venturirohrs ausgeführte Einspritzkanal ist mit A, die ihn konzentrisch umgebenden Kammern sind mit B und C bezeichnet. Die innere Kammer B der beiden Kammern steht einerseits durch die schräg aufwärts gegen die Einspritzdüse J hin gerichteten und oberhalb des engsten Querschnitts der Venturidüse ausmündenden Kanäle D, mit dem Einspritzkanal A, andererseits durch BohrungenE oder auch durch einen ,entsprechenden Ringspalt unmittelbar mit dem Hubraum der Maschine in Verbindung. Die ,äußere Kammer C weist einerseits am oberen, die Einspritzdüse umgebenden Ende Kanäle F auf, die über den Ringraum B hinweg und diesen somit umgehend am inneren weitesten Querschnitt des Venturirohres in den Kanal A ausmünden, andererseits ist sie mittels der Kanäle G oder eines Ringspaltes unmittelbar mit dem Hubraum verbunden. Der Gesamtquerschnitt der Kanäle E ist größer als derjenige der Kanäle Di, der Gesamtquerschnitt der Kanäle G größer als derjenige der Kanäle F.
• Es ergeben sich .aus dieser Bauart folgende Vorgänge. Während der Verdichtung werden die Luftdüse A, deren unterer erweiterter Teil unmittelbar und unverengt in den HauptbrennramH des Zylinders mündet, ferner durch die' Kanäle E hindurch die Kammer B und durch die Kanäle G hindurch die Kammer C mit heißer Druckluft gefüllt. Kurz vor Beendigung der Verdichtung beginnt die Einspritzung aus der Düse J. Der zerstäubte Brennstoffstrahl durchschlägt nun mit großer Geschwindigkeit den Einspritzkanal A und muß dabei den engsten Rohrquerschnitt durchlaufen, wobei seine Geschwindigkeit an dieser Stelle gesteigert wird. Bei diesem Vorgang wird infolge der bekannten Strahlwirkung die Luft, die sich im oberen, der Einspritzdüse zugekehrten Trichter des Venturirohres A befindet, zum Teil mitgerissen. Es ergibt sich somit in diesem Trichter eine Saugwirkung, die durch die Kanäle F auf die ,äußere Luftkammer C und durch die Kanäle D, auf die innere Luftkammer B übertragen wird. Infolge dieser- Saugwirkung, die einen gewissen Unterdruck gegenüber dem gerade erreichten Verdichtungsdruck hervorbringt, setzt, immer bei noch weitergehender Verdichtung, eine zusätzliche, besonders starke Luftzufuhr zu den beiden Kammern B und C durch die Kanäle E und G .ein. Die Wirkung dieser stoßartig ausgelösten Luftbewegung ist eine verhältnismäßige Luftdrucksteigerung in den Kammern B und C, denn, weil der Querschnitt der Kanäle E bzw. G größer ist als derjenige der Kanäle D, bzw. F, so muß hier eine Drossel-und Stauwirkung eintreten. Nun dringt aber beim Hindurchströmen des zerstäubten Brennstoffstrahls durch den Einspritzkanal A ein Teil der Randstrahlen durch die dem Brennstoff-strahlkegel in Richtung und Lage angepaßten Kanäle D, hindurch in die Kammer B ein und kommt dort, da die Kammer B infolge des erörterten Stauüberdrucks und ihrer inneren, vom Kopfkühlwasser entfernteren Lage am stärksten erhitzte Luft enthält, sofort und zuerst zur Entzündung. Dadurch wird in der Kammer B ein bedeutender Zündüberdruck erzeugt, der sich nunmehr teils durch die KanäleD in den oberen Teil des Einspritzkanals A hinein, teils durch die Kanäle E in den Hauptbrennraum H hinein entlädt. Hier wird das inzwischen gebildete Hauptgemisch durch das aus den Kanälen E heftig herausschießende brennende Gas zur 'Entflammung gebracht.
• An diesen Vorgängen hat die in der äußeren Kammer C vorhandene Luft bisher nicht teilnehmen können, da sie mangels Heranziehung zu einer Verbrennung einen verhältnismäßigen Minderdruck aufweisen mußte. Sobald aber, wie geschildert, hochgespanntes brennendes Gas ,aus dem Raum B durch die Kanäle D, auch in den oberen Teil des Kanals A hineinstößt, drückt dieses Gas über die Kanäle F auf den Luftinhalt der Kammer C und treibt diese Luftmenge durch die Kanäle G hindurch in den Hauptbrennraum H hinein, wo nunmehr eine lebhafte Verwirbelung und Anfachung der brennenden Hauptgemischmenge erfolgt.
• Mit diesen Mitteln wird eine sehr vollkommene motorische Verbrennung erzielt, wie sich aus hoher Literleistung und geringem Brennstoffverbrauch ergibt. Auch schwer brennbare Kraftstoffe, wie Teeröle, können bei einer Maschine nach der Erfindung mit Erfolg verwendet werden.

Claims (1)

1. PATRNTANSPRÜCPIR: I. Dieselmaschine, vor deren Einspritzdüse ein offener Einspritzkanal in Form einer venturirohrartigen Luftdüse und konzentrisch zu diesem Kanal eine äußere Luftkammer angeordnet ist, die an ihrem der Einspritzdüse zugekehrten Ende mit dem Einspritzkanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Einspritzkanal (A) ebenfalls konzentrisch umgebende Kammer (B) zwischen dem Kanal (A) und der Luftkammer (C) vorgesehen und durch mehrere, in Richtung des Mantels des Brennstoffstrahlkegels oberhalb des engsten Querschnitts des Einspritzkanals (A) ausmündende Bohrungen (D) mit diesem Kanal verbunden ist, und daß die beiden .äußeren Kammern (B, C) an ihren unteren Enden Verbindungskanäle (E, G) mit dem Arbeitsraum (H) der Maschine aufweisen. a. Dieselmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsquerschnitte der Kanäle (G und E) am unteren Ende der Kammern (B und C) größer sind als diejenigen der Verbindungskanäle (D, und F) der Kammern zur Luftdüse (A).