DE647806C

DE647806C - Two-stroke diesel engine, in particular pre-chamber diesel engine

Info

Publication number: DE647806C
Application number: DED61443D
Authority: DE
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1931-07-01
Filing date: 1931-07-01
Publication date: 1937-07-13

Description

Zweitaktdieselmaschine, insbesondereVorkammerdieselmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweitaktdieselmaschine, insbesondere Vorkammerdiesehnaschine, bei welcher das Spülen und - Laden einerseits im Querstrom durch schräg gegen den Zylinderkopf gerichtete, kolbengesteuert-- Einlaßschlitze und diesen gegenüberliegende Auslaßschlitze, andererseits durch ein im Zylinderkopf z. B. zentral angeordnetes, auch zum Nachläden dienendes Ventil erfolgt, und besteht im wesentlichen darin, daß die in der Zylinderwandung angeordneten. Einlaßschlitze zur vollständigen Durchspülung des Zylinderkernes in an sich bekannter Weise unter verschiedenen Neigungen, und zwar teilweise steil gegen den Zylinderkopf, teilweise flach gegen die gegenüberliegende 'Zylinderwand, gerichtet sind, während der am Zylinderkopf eintretende Spül- und Nachladestrom angenähert tangential in den Zylinderraum eingeführt wird, derart, daß er die Umfangsschichten des Hauptbrenüraumc ausspült und an der Mündung der am Umfang des Hauptbrennraumes angeordneten Einspritzvorrichtung (Einspritzdüse oder Vorkammer) vorbeiströmt.Two-stroke diesel engine, in particular an antechamber diesel engine. The invention relates to a two-stroke diesel engine, in particular an antechamber diesel engine, in which the purging and loading on the one hand in the cross flow through diagonally against the Cylinder head directed, piston controlled - inlet slots and these opposite Outlet slots, on the other hand through a cylinder head z. B. centrally arranged, valve also used for reloading, and essentially consists of that the arranged in the cylinder wall. Inlet slots for complete flushing of the cylinder core in a manner known per se under different inclinations, and partly steep against the cylinder head, partly flat against the opposite 'Cylinder wall, are directed, while the flushing and entering the cylinder head The recharging current is introduced approximately tangentially into the cylinder chamber in such a way that that it washes out the peripheral layers of the Hauptbrenüraumc and at the mouth of the Injection device (injection nozzle or antechamber) flows past.

Es sind Zweitaktbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Einlaßs.chlitze unter verschiedenen Neigungen gegen die gegenüberliegende Zylinderwandung bzw. gegen den Zylinderkopf gerichtet sind. Eine vollständige Durchspülung des Zylinderinnern ist jedoch hierdurch nicht gewährleistet, da die Umfangspartien am Zylinderkopf vom Spülstrom nur unvollkommen erfaßt werden und in ihnen Restgase zurückbleiben, welche die Füllung und Verbrennung verschlechtern. Auch ist in diesem Falle die Anordnung der Einspritzvorrichtung nicht berücksichtigt.There are two-stroke internal combustion engines are known in which the Einlaßs.chlitze with different inclinations against the opposite cylinder wall or against directed towards the cylinder head. A complete flushing of the inside of the cylinder However, this is not guaranteed because the circumferential areas on the cylinder head are only imperfectly captured by the flushing flow and residual gases remain in them, which worsen the filling and burning. Also in this case is the Arrangement of the injection device not taken into account.

Es ist ferner eine Maschine vorgeschlagen -worden, -bei welcher die Spülung einerseits im Querstrom durch schräg in Richtung nach dem Zylinderkopf zu geneigte Einlaßschlitze und .andererseits durch ein zentral am Zylinderkopf angeordnetes Einlaßventil erfolgt, welches erst nach den Einlaß- sowie auch nach den Auslaßschlitzen geschlossen. -wird. Auch- in diesem Fall ist die Anordnung der Einspritzvorrichtung unberücksichtigt geblie= b.en. Ferner weisen im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand die Einlaßschlitze keine verschiedenen Neigungen gegen den. Zylinderkopf auf, und der am Ventil eintretenden Luft wird-keine Drehbewegung um die Zylinderachse erteilt. Infolgedessen können auch nicht die günstigen Wirkungen hinsichtlich Spülung und Verbrennung wie bei der Erfindung erzielt werden.A machine has also been proposed in which the Flushing on the one hand in the cross flow by obliquely in the direction of the cylinder head inclined inlet slots and .on the other hand through a centrally arranged on the cylinder head Inlet valve takes place, which only after the inlet as well as after the outlet slots closed. -will. Also in this case is the location of the injector not taken into account = b.en. Furthermore, in contrast to the subject matter of the invention the inlet slots do not have different inclinations against the. Cylinder head on, and the air entering the valve is not given any rotary motion about the cylinder axis. As a result, the beneficial effects in terms of flushing and Combustion can be achieved as in the invention.

Ferner ist eine doppeltwirkende Einspritzbrennkraftmaschine mit Umkehrspülung bekanntgeworden, bei der auf der Seite der Kolbenstange ein, zusätzliches Nachladeventil vorgesehen ist, welches erst nach Abschluß -der Ein- und Auslaßschlitze ,geöffnet und durch welches die Nachladeluft derart in den Verbrennungsraum eingeführt wird, däß sie den Luftinhalt in eine wirbelnde Bewegung versetzt. Zweck dieser Anordnung -st eine bessere Durchmischung des Brennstoffes mit der Luft auch auf der Kolbenstangensei.te derartiger doppeltwirkender Motoren. Unter verschiedenen Neigungen zum Zylinderkopf angeordnete Einlaßschlitze sind nicht vor=: gesehen. Auch dient im Gegensatz zum 1~,; iindungsgegenstand die am Ventil eiritrete4- Luft nur zum Nachladen und Mischen, jedoch.-4 nicht gleichzeitig zum Ausspülen der L mfatigspartien des Zylinderraumes.Furthermore, a double-acting injection internal combustion engine with reverse purging has become known, in which an additional reloading valve is provided on the side of the piston rod, which is only opened after the inlet and outlet slots have been closed and through which the reloading air is introduced into the combustion chamber in such a way that it can Air content set in a whirling motion. The purpose of this arrangement -st a better mixing of the fuel with the air also on the piston rod side of such double-acting engines. At different inclinations to the cylinder head arranged inlet slots are not in front of =: seen. In contrast to the 1 ~ ,; object of the invention that occurs at the valve Air only for reloading and mixing, however. -4 not at the same time to rinse out the fluid parts of the cylinder space.

Demgegenüber ergibt die erfindungsgemäße Spül- und Ladeanordnung eine wesentlich vollkommenere Spülung bei gleichzeitig verbesserter Verbrennung. Die getrennte Einlaßsteuerung hat den Vorteil, daß für das hauptsächliche Durchspülen des Zylinderraumes, insbesondere des Zylinderkernes, die hierfür geeigneteren, vom Kolben gesteuerten Spülschlitze vorgesehen werden können, welche neben dem wirksamen Durchspülen auch eine bessere Kühlung des Kolbenbodens ermöglichen, und dah andererseits das Aufladen und Nachladen unabhängig von der Bewegung und der an sich zum unteren Kolbentotpunkt symmetrischen Steuerung durch den Kolben erfolgen kann. Durch die verschiedenen Neigungen der Einlaßschlitze wird eine vollständige Durchspülung des Zylinderkernes erzielt, so daß sich keine inneren, aus Abgasen bestehenden Wirbelkerne bilden können. Gleichzeitig wird diese Durchspülung des Zylinderinnern ergänzt, indem die Ecken und Umfangspartien des Verbrennungsraumes in der Nähe des Zylinderkopfes bzw. die gegebenenfalls vorgesehene Vorkammer durch den am Zylinderkopf eintretenden Spülstrom ausgespült werden. Durch die unter verschiedener Neigung vom Zylinderumfang eintretenden Spülströme sowie durch den am Zylinderkopf eintretenden Spül- und Ladestrom wird somit der gesamte im Zylinderraum befindliche Abgasrest erfaßt, ohne daß an irgendeiner Stelle Vennenswerte Abgasreste zurückbleiben können. Die Maschine erhält somit die beste Füllung und w=ird zur einwandfreien Verbrennung auf das günstigste vorbereitet. Letztere wird in ganz besonders zweckmäßiger Weise dadurch erzielt, daß der am Zylinderkopf eintretende kreisende Luftstrom gleichzeitig zur Nachladung und Durchmischung mit dem Brennstoff dient, indem jeweils den austretenden Teilen des Brennstoffes eine entsprechende Menge an Verbrennungsluft zuströmen kann. Die Drehbewegung der Luft kann beispielsweise durch geeignete Führung des Einlaßkanals erzielt werden.In contrast, the flushing and loading arrangement according to the invention results in a Much more complete flushing with improved combustion at the same time. the separate inlet control has the advantage that for the main flushing of the cylinder space, in particular the cylinder core, the more suitable for this, from Piston controlled flushing slots can be provided, which in addition to the effective Flushing also allow better cooling of the piston crown, and then on the other hand the charging and reloading regardless of the movement and that in itself to the lower Piston dead center symmetrical control can be done by the piston. Through the various inclinations of the inlet slots will result in a complete flushing of the Cylinder core achieved so that there are no internal vortex cores consisting of exhaust gases can form. At the same time, this flushing of the inside of the cylinder is supplemented, by placing the corners and peripheral parts of the combustion chamber in the vicinity of the cylinder head or the antechamber that may be provided through the one entering at the cylinder head Flushing stream are flushed out. By having different inclinations from the cylinder circumference incoming flushing flows as well as by the flushing and charging flow entering the cylinder head the entire residual exhaust gas in the cylinder chamber is thus detected without an Substantial exhaust gas residues may remain at any point. The machine receives thus the best filling and the cheapest for perfect combustion prepared. The latter is achieved in a particularly expedient manner by that the circulating air flow entering at the cylinder head simultaneously with the reloading and mixing with the fuel is used by each of the exiting parts of the fuel a corresponding amount of combustion air can flow in. the Rotational movement of the air can be achieved, for example, by suitable guidance of the inlet duct be achieved.

Die verschiedene Neigung der an der Zylinderwandung eintretenden Spülströme- verhindert ferner, daß die Luftströme aufeinandertreffen oder sich gegenseitig behindern, so daß ein gleichmäßiges und geordnetes Spülen ermöglicht werden kann. Durch den schwach geneigten Einlaßspülstrom wird zugleich eine günstige unmittelbare Kühlwirkung auf den Kolbenboden ausgeübt. :In der Zeichnung ist ein Ausführungsb-ei- iel des Erfindungsgedankens dargestellt. '' rbei zeigt ='Abb. i und 2 senkrechte Querschnitte durch die Maschine und Abb. 3 einen waagerechten Querschnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2, Abb. 4. einen waagerechten Querschnitt nach Linie ¢-4. der Abb. 2.The different inclinations of the flushing streams entering the cylinder wall also prevent the air streams from meeting or hindering one another, so that even and orderly flushing can be made possible. Due to the slightly inclined inlet flushing flow, a favorable direct cooling effect is exerted on the piston crown at the same time. : In the drawing there is an embodiment iel of the inventive concept shown. '' shows = 'Fig. i and 2 vertical cross-sections through the machine and Fig. 3 a horizontal cross-section along line 3-3 of Fig. 2, Fig. 4. a horizontal cross-section along line ¢ -4. of Fig. 2.

Es ist a der Zylinder, b der Kolben, der durch eine Pleuelstange mit dem den Kurbelkreis d beschreibenden Kurbelzapfen c verbunden ist. e ist eine seitlich geneigt angeordnete Vorkammer, f ein Einlaßventil. Gegenüber den Auslaßschlitzen g sind die beiden Einlaßschlitze h und i vorgesehen, welche aus dem gemeinsamen Kanal k beliefert werden und im wesentlichen radial gegen die Zylinderachse sowie unter verschiedenen Winkeln nach oben gerichtet sind. Zum Beispiel ist der Einlaßkanal h sehr steil gegen den Zylinderkopf, der Kanal! dagegen nur schwach nach oben geneigt. Entsprechend dieser schwachen Neigung ist der Kolbenboden bei l kegelstumpfförmig abgeschrägt, während er, entsprechend der starken Neigung des Kanals h, eine Ausfräsung m besitzt, die den aus der Öffnung iyi unteren Totpunkt austretenden Luftstrahl noch weiter nach oben ablenkt. Die so entstehenden Luftströme x und y können sich auf diese Weise ohne gegenseitige Störung überkreuzen und ein geordnetes und vollkommenes Ausspülen des Zylinderkernes erzielen.It is a the cylinder, b the piston, which is connected by a connecting rod to the crank pin c describing the crank circle d. e is a laterally inclined prechamber, f an inlet valve. Opposite the outlet slots g, the two inlet slots h and i are provided, which are supplied from the common channel k and are directed essentially radially towards the cylinder axis and upwards at different angles. For example, the inlet port h is very steep towards the cylinder head, the port! on the other hand only slightly inclined upwards. Corresponding to this slight inclination, the piston head is tapered in the shape of a truncated cone at l, while, corresponding to the steep inclination of the channel h, it has a cutout m which deflects the air jet emerging from the opening iyi bottom dead center even further upwards. The resulting air flows x and y can cross each other without interference and achieve an orderly and complete flushing of the cylinder core.

Der z. B. mit dem Einlaßkanal k in Verbindung stehende, von demselben Kompressor belieferte Einlaßkanal n für das Ventil f kann, wie Abb. 4. zeigt, so geführt sein, daß er tangential in die dem Ventil vorgelagerte Ventilkammer o einmündet und auf diese Weise der hier einströmenden Luft eine Drehung erteilt, die sich in den Zylinderraum fortsetzt, die Spülung unterstützt und den notwendigen Sauerstoff an der Vorkaminermündung vorbeiführt. Das Ventil wird hierbei durch Stößel und Schwinghebel vom Nockenp gesteuert. Dieser ist derart ausgebildet und wird von der Kurbelwelle z. B. durch Zahnräder so angetrieben, daß das Ventil noch geöffnet bleibt, wenn die Spülschlitze und, die Auslaßschlitze bereits geschlossen sind.The z. B. with the inlet channel k in communication, supplied by the same compressor inlet channel n for the valve f , as Fig. 4 shows, be guided so that it opens tangentially into the valve chamber o upstream of the valve and in this way the one here inflowing air is given a rotation, which continues into the cylinder space, supports the purging and leads the necessary oxygen past the antechamber mouth. The valve is controlled by the cam p by the tappet and rocker arm. This is designed in such a way and is driven by the crankshaft z. B. driven by gears so that the valve remains open when the flushing slots and the outlet slots are already closed.

Wie die Abb. z zeigt, liegt die als Steuerkante wirkende Oberkante z. B. der Einlaßöffnung i etwas unterhalb derjenigen der Auslaßschlitze g, so daß letztere eher vom Kolben geöffnet und erst später wieder geschlossen werden. Die Steuerpunkte sowie die Eröffnungskurve des Ventils sind auf dem Kurbelkreis aufgetragen. Es bezeichnet hierbei Al die Auslaßeröffnung, V1 die Ventileröffnung, S1 die Eröffnung der Spülschlitze, S. den Schluß der Spülschlitze, A@ den Schluß der Auslaßschlitze und V2 den Schluß des Ventils. Die Punkte A, und A2 einerseits und S1 und S2 andererseits liegen symmetrisch zum Totpunkt, während die Punkte V1 und V2 eine unsymmetrische Lage zu demselben einnehmen. Die schraffierte Fläche stellt die Ventileröffnung x des Ventils/ dar.As shown in Fig. Z, the top edge acting as a control edge is z. B. the inlet opening i slightly below that of the outlet slots g, so that the latter are more likely to be opened by the piston and only closed again later. The control points and the opening curve of the valve are plotted on the crank circle. Al denotes the outlet opening, V1 the valve opening, S1 the opening of the flushing slots, S. the closing of the flushing slots, A @ the closing of the outlet slots and V2 the closing of the valve. The points A and A2 on the one hand and S1 and S2 on the other hand lie symmetrically to the dead center, while the points V1 and V2 assume an asymmetrical position to the same. The hatched area represents the valve opening x of the valve /.

Wie ersichtlich, beginnt das Ventil/ sich bereits im Punkt V., vor der Eröffnung der Spülschlitze zu öffnen. Durch.die Ausbildung des Nockens p ist @es z. B. möglich, die Eröffnung beliebig langsam erfolgen zu lassVn, so daß die Luft zunächst unter'starker Drosselung durch den Ventilspalt einströmt und damit ein geordnetes, verhältnismäßig wirbelfreies Ausspülen einleitet. In der ersten längeren Periode der Ventileröffnung wird somit die Spülung und Aufladung von der am Ventil einströmenden Luft unterstützt, während das Nachladen nur im letzten Teil der Eröffnung über den Kurbelwinkel A2-V2 erfolgt. Zur Steuerung des am Zylinderkopf eintretenden Spül- und Nachladestromes könnte natürlich auch ein entsprechendes anderes Organ vorgesehen und. die Drehung der Luft durch beliebige andere Mittel als durch die Führung des Lufteinlaßkanals erzielt werden.As can be seen, the valve / itself begins in point V. the opening of the rinsing slots. Through the formation of the cam p is @es z. B. possible to let the opening take place as slowly as desired, so that the Air initially flows in through the valve gap under 'strong throttling and thus initiates an orderly, relatively vortex-free rinsing. In the first The longer period of the valve opening is thus the flushing and charging of the air flowing in at the valve is supported, while reloading is only carried out in the last part the opening takes place via the crank angle A2-V2. To control the on the cylinder head incoming flushing and recharging currents could of course also be a corresponding one another body provided and. the rotation of air by any other means than can be achieved by guiding the air inlet duct.

Ferner könnte zur Unterstützung dieses zuletzt genannten Spül- und Aufladestrom@es z. B. auch ein Teil der in der Zylinderwandung angeordneten Spülschlitze tangential in den Zylinderraum einmünden, oder es könnten, auch die flach nach oben geneigten Einlaßschlitze z. B. im Grenzfall waagerecht gerichtet sein.Furthermore, to support this last-mentioned flushing and Charging current @ it z. B. also a part of the flushing slots arranged in the cylinder wall open tangentially into the cylinder space, or it could, even the flat upwards inclined inlet slots z. B. be directed horizontally in borderline cases.

Claims

PATENT CLAIM: Two-stroke diesel engine, in particular pre-chamber diesel engine, in which the purging and loading on the one hand in cross flow through diagonally against the Cylinder head directed, piston-controlled inlet slots and these opposite Ausl.aßschlitze, on the other hand by a cylinder head z. B. centrally arranged, valve also used for reloading takes place, characterized in that the in: the cylinder wall arranged inlet slots for complete flushing of the Cylinder core in a manner known per se under different inclinations, namely partly steep against the cylinder head, partly flat against the opposite one Cylinder wall, are directed (arrows and y in Fig. A and 3), while that of the cylinder head . Incoming flushing and recharging flow introduced approximately tangentially into the cylinder space is in such a way that it rinses the peripheral layers of the main combustion chamber and the Mouth of the injection device arranged on the circumference of the main combustion chamber (injection nozzle or antechamber) flows past.