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Hilfsverbrelmnungsraum für Verbrennungskraftmaschinen.
Bei Verbrennungskraftmasehinen, die einen mit dem Hauptverbrennungsraum in Verbindung stehenden Hilfsverbrennungsraum aufweisen, ist letzterer nach dem Arbeitshub mit Abgasen erfüllt, und es ist schwer, diese bei dem nachfolgenden Saughub oder der Spülung daraus zu entfernen. Ist in dem Hilfsverbrennungsraum eine Zündstelle vorgesehen, so verhindern oder stören diese Abgase die Zündung.
Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Zündstelle so in dem Hilfsverbrennungsraum anzuordnen, dass beim'Kompressionshub die im Hilfsverbrennungsraum vorhandenen Abgasereste hinter die Zündstelle zurückgedrängt werden und dadurch letztere in frisches Gemisch zu liegen kommt.
Es hat sich nun gezeigt, dass mit einer solchen Anordnung der erhebliche Nachteil verbunden ist, dass bei der Zündung kräftige, sich weit in den Hauptverbrennungsraum fortpflanzende Explosionsund Druckwellen in den Hilfsverbrennungsräumen nicht zum Entstehen kommen. Dies hat seinen Grund darin, dass die hinter der Zündstelle zusammengedrängten Abgase einen Körper bilden, in dem die Explosionswellen wegen Mangel an geeignetem Gemisch sich nicht in günstiger Weise bis zu der als Reflexionsfäche wirkenden Abschlusswand des Hüfsverbrennungsraumes fortpflanzen können, um von dort reflektiert in den Hauptverbrennungsraum zu wandern und die durch die vorhergehenden Wellen (Initialwellen) erzeugte Wirkung zu verstärken. Die in der.
Hilfsverbrennungskammer enthaltenen Abgase wirken wie ein schwammartiges Gebilde, welches die bei der Zündung entstehenden Explosionswellen aufsaugt und vernichtet oder wie ein langsam wirkendes Kissen.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass in dem Hilfsverbrennungsraum eine Reflexionsfläche frei von Abgasen gehalten wird, so dass sie ihre Wirkung auf die entstehenden Wellen auszuüben vermag. Dies kann dadurch geschehen, dass eine besondere Reflexionsfläche innerhalb des Hilfsverbrennungsraumes angeordnet wird, hinter der die Abgasreste bei der Verdichtung zurückgedrängt werden, oder indem besondere Nebenräume angeordnet werden, in die die Abgasereste hineingedrückt werden, so dass die als Reflexionsfläche wirkende Abschlusswand frei ist und voll zur Wirkung kommt. Ebenso kann eine Kombination beider Anordnungen getroffen werden.
Durch Wahl des Abstandes der Reflexionsfläche von dem Ausgangspunkt der Initialwellen hat man es in der Hand, die Geschwindigkeit der reflektierten Wellen so zu regeln, dass diese die vorherwandernden Initialwellen einholen und an diesem Punkt durch besondere Drucksteigerung, gegebenenfalls noch in dem Hilfsverbrennungsraum selbst eine Selbstzündung hervorrufen.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat auch wesentliche Vorteile für den Fall, wenn Spülluft von aussen in den Hilfsverbrennungsraum eingeführt wird. Diese wird je nach der Lage der Einführungsstelle die Abgasreste ganz oder teilweise herausspülen, aber nun selbst oder mit etwa verbliebenen Abgasresten durchsetzt und mit dem aus dem Hauptverbrennungsraum eintretenden Gemisch angereichert verdichtet werden. Bei einer solchen Anordnung würde die Entflammung infolge der von der Zündstelle an abnehmenden Brennbarkeit des Gemisches in seiner Verbrennungsgeschwindigkeit zurückbleiben, während gerade ein Anwachsen derselben erforderlich ist.
Auch hier ist durch die Verlegung der Reflexionsfläche in die Nähe der Zündstelle und vor die Abgasreste ein Mittel gegeben, günstige Zündwellen zu erzeugen.
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Es wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, dass die hinter die Reflexionsfläche zurückgedrängten Abgasreste nicht dutch wirbelung mit dem frischen Gemisch sich vereinigen und dieses dadurch verschlechtern.
Die Vorrichtung ist in der anliegenden Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und es stellt dar : Fig. 1 eine bekannte Anordnung eines Hilfsverbrennungsraumes, Fig. 2 eine Anordnung nach der Erfindung, Fig. 3 eine Vorrichtung nach der Erfindung in etwas anderer Ausführungsform, Fig. 4 eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 5 ein schematisches Bild einer anderen Anordnung, die Fig. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen.
Es ist eine Anordnung bekannt, bei der in einer Hilfsverbrennungskammer a eine Zündstelle b, z. B. durch Einsetzen einer Zündkerze c, in der Weise gebildet ist, dass während des Kompressionshubes die in der Hilfsverbrennungskammer enthaltenen Abgase am Aussenende des Hilfsverbrennungsraumes zusammengedrängt werden, wie bei d angedeutet, so dass die Zündstelle bin zündfähigem, aus dem Hauptverbrennungsraum kommendem Gemisch liegt.
Hier hat sich nun der Nachteil herausgestellt, dass nach der Zündung zwar die Fortpflanzung in
Richtung des Pfeiles e nach dem Hauptverbrennungsraum zu in der gewünschten Weise vor sich geht, dass aber die Druckwellen, die sich in Richtung des Pfeiles t bewegen, von den Abgabresten d vernichtet werden, so dass auf keinen Fall eine wirksame Reflexion derselben stattfindet.
Aus diesem Grunde können die in der Richtung des Pfeiles 1 von der Zündstelle abgehenden Explosions-und Druckwellen nicht den in der Richtung des Pfeiles e verlaufenden Wellen nacheilen oder diese gar einholen, was zur Erreichung einer intensiven Einwirkung auf das Gemisch in dem Hauptverbrennungsraum erforderlich ist.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 wird ein Nebenraum dadurch geschaffen, dass in einen Hilfsverbrennungsraum 1 mit einer Zündstelle 2, z. B. geschaffen durch eine Zündkerze 3, ein Einsatz 4 hineinragt, dessen Innenende eine Reflexionsfläche -5 bildet, und der so angeordnet ist, dass um ihn ein ringförmiger Raum 6 entsteht, in den beim Kompressionshub die Abgasereste 7 hineingedrängt werden.
Die Grössenanordnung des ringförmigen Nebenraumes 6 ist dabei so getroffen, dass im Augenblick der Zündung die Abgasreste vollständig hinter die Fläche 5 zurückgedrängt sind. Infolgedessen werden die in Richtung der Pfeile 8 wandernden Explosions-und Druckwellen an der Fläche 5 reflektiert und eilen den in Richtung des Pfeiles 9 wandernden Wellen nach, wobei ebenfalls die Grössenverhältnisse der Vorrichtung so gewählt werden können, dass noch innerhalb des Verbrennungsraumes eine besondere Drucksteigerung erzielt wird.
Besondere Einbauten 10 können zwischen Zündstelle und Mündung des Hilfsverbrennungsraumes angeordnet sein.
Nach erfolgter Explosion werden die Abgasreste 7 aus dem Raum 6 teilweise mitgerissen und strömen, den zuerst entstehenden Druckwellen folgend, in den Hauptverbrennungsraum nach.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist in einen Hilfsverbrennungsraum 11 ein Einsatz 12 eingesetzt, dessen Reflexionsfläche-M in verschiedener Entfernung von der Zündstelle eingestellt werden kann, um durch Verändern dieses Abstandes die günstigste Lage der Reflexionsfläche zu ermitteln.
Mittel können vorgesehen sein, z. B. ein ringförmiger Bund 14, um auch die Grösse des Nebenraumes zu verändern.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der in einen Hilfsverbrennungsraum 15 hineinragende Einsatz 16 als Träger eines Ventiles 17 ausgebildet und dieses Ventil bildet selbst die Reflexionsfläche.
Auch hier ist ein Nebenraum 18 vorgesehen, in den die Abgase so hineingedrängt werden, dass sie hinter die Fläche des Ventiles 17 zu liegen kommen.
Wird das Ventil 17 zum Einlass von Spülluft verwendet, so können die Abmessungen so gewählt werden, dass vor der Reflexionsfläche des Ventiles 17 ein Teil der Spülluft bzw. des sich bildenden verdünnten Gemisches gelagert bleibt, so dass durch Wirbelung dem von dem Hauptverbrennungsraum aus in den Hilfsverbrennungsraum eintretenden Gemisch nochmals innig Sauerstoff beigemengt wird.
Die Anordnung nach Fig. 4 kann auch dazu verwendet werden, durch den Einsatz 16 nicht Spülluft, sondern ein reiches Gemisch in den Hilfsverbrennungsraum einzuleiten, während aus dem Hauptverbrennungsraum nur ein armes Gemisch in den Hilfsverbrennungsraum bei der Kompression eingeführt wird. In diesem Falle würde vor der Reflexionsfläche ein reiches Gemisch vorgelagert bleiben und würde das aus dem Hauptverbrennungsraum eintretende arme Gemisch zu günstiger Zündfähigkeit anreichern.
Es könnten infolgedessen durch die vorliegende Anordnung die folgenden Schichtungen in dem Hilfsverbrennungsraum erzeugt werden :
Erstens bei Einführung von Spülluft : In dem Raum 18 Abgasreste, darunter Frischluft, vor der Fläche 17 mageres Gemisch, das durch das reiche Gemisch aus dem Hauptverbrennungsraum angereichert ist, oder zweitens bei Einführung eines reichen Gemisches durch den Einsatz : In dem Raum 18 Abgasreste, darunter reicheres Gemisch, vor der Fläche 17 - ebenfalls reiches Gemisch, das das aus dem Hauptverbrennungsraum einströmende ärmere Gemisch zur Erzielung höherer Zündfähigkeit anreichert.
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Das letzere Verfahren ermöglicht beispielsweise, im Hauptzylinder ein sehr armes Gemisch zu laden und doch an der Zündstelle über ein zündfähiges Gemisch zu verfügen, wobei der Vorteil erzielt wird, dass dieses Gemisch erst ungefähr an der Zündstelle erzeugt wird, so dass es sich nicht durch äussere Einflüsse auf dem Weg von der Herstellungstätte bis zur Zündstelle nachträglich verschlechtern kann.
Die Lage der Reflexionsfläche wird zweckmässig so gewählt, dass sie die durch die Schaffung des Brenngemisches entstehenden Wellen in den Hauptverbrennungsraum hineinreflektiert. Dabei ist es unerheblich, ob der Ausgangspunkt der Wellen sich zwischen Reflexionsfläche und Hauptverbrennungsraum befindet oder in einem Nebenraum liegt.
Eine solche Anordnung ist durch die Fig. 5 veranschaulicht, wo ein Hilfsverbrennungsraum 19 mit einem weiteren Raum 20 in Verbindung steht. Das in dem Raum 20 an beliebiger Stelle, z. B. der Stelle 21, entzündete Gemisch erzeugt Wellen, welche in Richtung des Pfeiles 22 in den Hilfsverbrennungs-
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bar in den Hauptverbrennungsraum 24, während ein Teil der Wellen von der Reflexionsfläche 25 reflektiert wird, um den ersten Wellen nachzueilen.
Auch hier ist durch Schaffung eines Nebenraumes 26 eine gute Wirkung der Reflexionsfläche gesichert.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 ist als Reflexionsfläche in einem Hilfsverbrennungsraum 27 ein Sieb 28, zweckmässig aus Katalysationsmaterial, z. B. Paladium, Nickel od. dgl., angeordnet, und es ist ebenfalls ein Nebenraum 29 geschaffen, in den die Abgasreste im Augenblick der Zündung hinter die Reflexionsfläche gedrängt sind.
Selbstverständleih ist die Vorrichtung nicht auf eine Ausführungsform beschränkt, bei der der Nebenraum in dem Bereich des eigentlichen Hilfsverbrennungsraumes liegt, sondern der Nebenraum kann auch ausserhalb desselben sich befinden und mit dem Innern des Hilfsverbrennungsraumes in beliebiger Weise verbunden sein.
Eine solche Anordnung ist durch Fig. 7 veranschaulicht, wo ein Hilfsverbrennungsraum 30 mit einem besonderen Nebenraum 31 verbunden ist und in diesem Fall die Abschlusswand 32 als Reflexionsfläche dient, ohne durch die Abgasreste gestört zu werden, da diese beim Kompressionshub in den Nebenraum 31 abgedrängt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hilfsverbrennungsraum für Verbrennungskraftmaschinen, gekennzeichnet durch die Verbindung einer Reflexionsfläche mit Nebenräumen, die geeignet sind, während der Kompression die in dem Hilfsverbrennungsraum enthaltenen Abgase so aufzunehmen, dass sie die Reflexion der in dem Hilfsverbrennungsraum entstehenden Wellen nicht stören.