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Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff bei Diesel-und ähnlichen Maschinen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff bei Dieselund ähnlichen Maschinen, bei denen die Brennstoffzufuhr durch den Arbeitskolben knapp vor seiner oberen Totlage eingeleitet wird, z. B. dadurch, dass der Arbeitskolben ein Brennstoffventil aufstösst. Bei derartigen bekannten Maschinen wirkt dieses Brennstoffventil gleichzeitig als Verdrängerkolben einer Brennstoffpumpe, der bei Betätigung durch den Arbeitskolben vom Augenblicke des Aufstossens bis zur oberen Totlage des Arbeitskolbens eine genau bestimmte Brennstoffmenge in den Verdichtungsraum drückt.
Gemäss der Erfindung wird der Brennstoff ständig unter einen oberhalb des Verdichtungsdruckes und unterhalb des Verbrennungsdruckes liegenden Druck gesetzt und der Brennstoff wird, ohne im voraus in bestimmten Mengen abgemessen zu sein, durch den Unterschied zwischen Brennstoff-und Verdichtungsdruck gefördert in den Verdichtungsraum, während die Beendigung der Förderung durch die Verbrennung bewirkt wird. Bei dem Verfahren nach der Erfindung kommen somit pumpenartige Organe für die Brennstofförderung in Wegfall, vielmehr besorgt der Arbeitskolben bloss das Öffnen des Brennstoffventils, während die Förderung ausschliesslich unter dem Einfluss des ständig auf den Brennstoff lastenden Drucks bewirkt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessbewegung des Brennstoffventils ausschliesslich durch den auf ihm lastenden Brennstoffdruck bewirkt, dass somit von besonderen Steuervorrichtungen für das Ventil Abstand genommen wird. Zweckmässig ist zwischen dem Brennstoffventil und der Brennstoffquelle ein ungesteuertes zweites Ventil vorgesehen, das durch den Verbrennungsdruek geschlossen wird, so dass eine Fortpflanzung dieses Druckes in den Brennstoffbehälter verhindert wird.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der gemäss der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 sind Längsmittelschnitte durch die Vorrichtung bei verschiedenen Stellungen der einzelnen Teile.
1 ist der Zylinderkopf, 2 der Arbeitskolben und 3 der Verdichtungsraum, in welchem die eingeführte atmosphärische Luft verdichtet wird, bis dieselbe eine Temperatur erreicht hat, die der Entzündungstemperatur des vergasten Brennstoffs entspricht. Im Zylinderkopf ist ein Rohr 4 eingeschraubt, dessen Inneres 5, im nachstehenden als Brennstoffraum bezeichnet, einerseits durch eine Leitung 6 mit dem nicht dargestellten Brennstoffbehälter, anderseits durch einen Kanal 7 mit dem Verdichtungsraum 3 des Zylinders in Verbindung steht.
Im Boden des Brennstoffraumes 5 ist ein Ventilsitz 8 für einen Ventilkörper 9 vorgesehen, der eine durch den Kanal 7 hindurchgeführte Spindel 10 aufweist, deren Ende so weit in den Verdichtungraum hineinragt, dass dasselbe durch den Arbeitskolben 2, unmittelbar bevor derselbe die in Fig. 1 veranschaulichte obere Totlage erreicht, beeinflusst werden kann. Die Spindel 10 liegt nicht dicht im Kanal 7, sondern es ist zwischen dessen Wandung und der Spindel ein enger Zwischenraum von ringförmigem Querschnitt vorgesehen. Im Brennstoffraum 5 ist ferner ein Ventil 12 vorgesehen, das den Brennstoffzufluss durch die Leitung 6 unterbrechen kann und dessen Gewicht von einer sich gegen den Ventilkörper 9 abstützenden Feder 13 ausgeglichen wird.
Wird z. B. angenommen, dass der Verdichtungsdruck etwa 30 Atm. und der im Brennstoffbehälter herrschende Druck etwa 60 Atm. beträgt sowie dass der durch die Verbrennung im Zylinder hervor-
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gerufene Druck über 60 Atm. ist, so wird sich folgende Wirkungsweise der Maschine ergeben. In Fig. 2 ist der Arbeitskolben 2 einer Zweitaktmaschine in seiner Aufwärtsbewegung veranschaulicht, nachdem die frische Luftladung eingeführt ist und die Abgase ausgespült sind. Der Ventilkörper 9 stützt sich unter
Einwirkung des Druckes von etwa 60 Atm. im Brennstoffbehälter gegen den Sitz 8. Der Brennstoff- raum 5 ist mit Brennstoff ganz gefüllt und das Ventil 12 wird von der Feder 13 mit leichtem Druck gegen seinen Sitz gehalten.
Während des Aufsteigens des Arbeitskolbens 2 beginnt die Verdichtung der Luft im Raume 3 ; die Anordnung ist derart getroffen, dass der Arbeitskolben in dem Augenblicke, da derselbe das Ende der Spindel 10 erreicht, nur um einen kleinen Abstand von der oberen Totlage entfernt ist.
Die Verdichtung ist praktisch beendigt, derart, dass die verdichtete Luft auf die Entzündungstemperatur des Brennstoffs erhitzt ist.
In dem Augenblicke, in dem der Kolben die Spindel 10 berührt und dieselbe ein wenig anhebt, wird der Brennstoff unter Einwirkung des Druckes (60 Atm. ) im Brennstoffbehälter und im Brennstoffraum. ? in den Verdichtungsraum 3 eingedrückt, indem er den engen ringförmigen Zwischenraum 7 durchströmt, wo der Brennstoff vergast wird. Es wird somit in diesem Augenblicke eine vergaste Brennstoffwolke mit grosser Geschwindigkeit in die verdichtete Luft hineingeschleudert. Der Brennstoff wird hiebei nicht in vorausbestimmten Mengen in die verdichtete Luft eingeführt und strömt in den Verdichtungsraum so lange, bis dieser Raum gerade die für die Entzündung erforderliche Brennstoffmenge enthält.
Nun sind alle für eine Verbrennung erforderlichen Bedingungen erfüllt. Durch den entstandenen
Verbrennungsdruck wird ein Einlass des Brennstoffs durch den Kanal 7 augenblicklich unterbrochen. Der Verbrennungsdruck wird sich bis in den Brennstoffraum 5 fortpflanzen und das Ventil 12 schliessen, so dass ein Fortpflanzen des Verbrennungsdruckes in den Brennstoffbehälter verhindert wird. Wenn sich der Kolben abwärts bewegt, wird der Druck im Verdichtungsraum sinken, und wenn der Kolben sich so weit gesenkt hat, dass der Druck in diesem Raum niedriger ist als jener im Brennstoffbehälter (60 Atm.), so wird das Ventil 9 unter Einwirkung des letztgenannten Druckes geschlossen, so dass der Brennstoffraum 5 vom Brennstoffbehälter aus nachgefüllt wird.
Der Kolben 2 gelangt hierauf in seine untere Lage, in welcher Auslass der Abgase und Einlass der Frischluft erfolgen, und das Spiel beginnt nun wie oben beschrieben wieder.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Zufuhr von Brennstoff bei Diesel-und ähnlichen Maschinen, bei denen die Brennstoffzufuhr durch den Arbeitskolben knapp vor seiner oberen Totlage eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff ständig unter einen oberhalb des Verdichtungsdruckes und unterhalb des Verbrennungsdruckes liegenden Druck gesetzt wird, wobei der Brennstoff, ohne im voraus in bestimmten Mengen abgemessen zu sein, durch den Unterschied zwischen Brennstoff-und Verdichtungsdruck gefördert und die Förderung durch den Verbrennungsdruck beendet wird.