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Brennkraftmaschine mit Vergasungs- und V orverbrennungskammer.
Die Erfindung bezieht sieh auf Brennkraftmaschinen mit Vergasungs-und Vorverbrennungs- kammer, in welche Brennstoff und zu seiner Zerstäubung eine nur ganz geringe Menge Luft während des Ansaughubes durch ein Ventil hindurch eingeführt werden, das sich synchron mit einem andern, im Zylinder angeordneten Ventil öffnet, welches seinerseits den Zutritt der zur vollständigen Karburierung im Zylinderinneren erforderlichen Hauptluftmenge steuert, wobei das in die Vorverbrennungskammer eingesaugte Brennstoff-Luft-Gemisch nicht brennbar ist und in einer mit der Aussenluft in Verbindung stehenden Sammelleitung mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen gebildet wird.
Diese Maschinentype hat gewisse Vorteile gegenüber andern bekannten Maschinen, insbesondere solchen für schweren Brennstoff. So zeigen beispielsweise Maschinen, bei welchen in den Zylinder schon ein Gemisch von Brennstoff und Luft eingesaugt wird, einen geringen volumetrischen Wirkungsgrad, da eine bestimmte Menge des Gemisches ein beträchtliches Volumen einnimmt. Dagegen hat eine Maschine der erfindungsgemässen Art den Vorzug eines besseren Wirkungsgrades, weil man das Mass der Ver- dichtung nach Belieben erhöhen kann, ohne dass eine vorzeitige Zündung einträte, ausserdem kann man sie mit jedem beliebigen flüssigen Brennstoff betreiben.
Bei den meisten flüssigen Brennstoffen ist ja die Entflammungstemperatur niedriger als die Vergasungstemperatur, und es ist praktisch ausgeschlossen, die Entzündungswärme gleichzeitig so zu regeln, dass einerseits keine vorzeitige Zündung des Brenn- stoffes eintritt, anderseits aber auch kein Brennstoff in noch flüssigem Zustande in den Zylinder übertritt. In letzterem Falle wird eine Verdünnung des Scl1mieröles und der Verlust der Schmierfähigkeit jener Ölschiehte verursacht, welche die aneinanderreibenden Flächen bedeckt.
Um den Wirkungsgrad zu verbessern, rat man auch vorgeschlagen, die Vorkammer nicht mit einem karburierten Gemisch, sondern mit flüssigem Brennstoff zu beschicken, wobei alsdann die Frischluft unmittelbar in den Zylinder eingesaugt und das brennbare Gemisch durch spätere Verdichtung dieser Luft in der Kammer gebildet wird.
Die Praxis hat gezeigt, dass diesem System der Nachteil von Unregelmässigkeiten in der Karburierung anhaftet ; die M ascl1inen rauchen und sind schwierig zu regeln. Ohne Festlegung auf eine bestimmte Theorie kann man sich vorstellen, dass in dem Augenblicke, indem der Brennstoff in die Kammer in Gestalt von mehr oder weniger grossen Tröpfchen gelangt, das Leibenfrostsche Phänomen den Verdampfungsvorgang kompliziert und die Ursache des Rauchens ist. Ferner können in den von der Flüssigkeit durchströmten Speiseleitungen jedes Zylinders verschiedene statische Drücke auftreten, wodurch eine ungleichmässige Speisung erfolgt.
Für eine gute Wirkungsweise ist es übrigens auch notwendig, dass die Verbrennung zur Gänze in der Vorkammer vor sich geht, denn nur in diesem Falle treten die Gase erst nach der Verbrennung in den Zylinder über, wodurch jegliche Olverdünnung vermieden ist, die immer dann eintreten kann, wenn die Verbrennung in der Kammer nur beginnt und erst im Zylinder zu einer vollständigen wird.
Bei einer Brennkraftmaschine der beschriebenen Art tritt der Brennstoff fast ohne Luft in die Vorkammer des Zylinders ein, woselbst sich die von den vorhergehenden Verbrennungen stammenden inerten Gase befinden. Man kann ihn also auf die Vergasungstemperatur bringen, ohne dass er verbrennt.
Ausserdem ist der Punkt, bei welchem eine plötzliche Entflammung vergaster flüssiger Brennstoffe
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bei Abschluss von Luft auftritt, ein höherer und annähernd der gleiche für sämtliche Brennstoffe in gasförmigem Zustande, wogegen er für jeden einzelnen, aber in flüssigem Zustande befindlichen Brennstoff ein verschiedener ist. Diese Tatsachen ermöglichen die Verwendung verschiedenster Brennstoffe und einer höheren Verdichtung ohne Gefahr einer vorzeitigen Zündung.
Da der Brennstoff schon zerstäubt in die Vorkammer eintritt, geht die Verdampfung viel besser vor sich. Die Brennkraftmaschine der beschriebenen Art zeigt demzufolge einen guten Wirkungsgrad, arbeitet ohne zu rauchen und vermeidet gleichzeitig Ölverdünnung und vorzeitige Zündung.
Wenn jedoch die Brennstoffzuführung unabhängig von der Ansaugung des Kolbens ist, werden die Brennkraftmaschinen mit flüssigem Brennstoff im allgemeinen und jene für schwere Brennstoffe im besonderen bzw. ganz speziell die Maschinen der beschriebenen Art kompliziert und unterliegen Unregelmässigkeiten in der Karburierung.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun eineweitere Verbesserung der beschriebenen Maschinenart dadurch erzielt, dass man die Förderung des flüssigen Brennstoffes durch die Spritzdüsen hindurch bis zur Bildung des Gemisches durch die ausschliessliche Wirkung des durch den Kolben während des Ansaughubes erzeugten Unterdruckes hervorbringt und sichert.
Auf diese Weise erhält man eine gute Dosierung und eine gute Vorzerstäubung des Brennstoffes, der alle'Zylinder gleichmässig und sicher speist. Da die Speiseleitungen mit der atmosphärischen Luft in Verbindung stehen, sind die Drücke dortselbst ausgeglichen und auf die Höhe des atmosphärischen herabgesetzt ; die Speisung ist demzufolge eine vollständig regelmässige. Es ist jedoch wohl bekannt, dass die Zerstäubung und die Dosierung eines schweren Brennstoffes ganz ausserordentlich schwierig ist, zeigen sich doch schon solche Schwierigkeiten bei leichten Treibstoffen. Eine Speisung oder Ladung einzig unter der Wirkung des Unterdruckes kann also nicht gut funktionieren, wenn nicht Dosiereinrichtungen für den Brennstoff vorhanden sind.
Nach der Erfindung wird diese Dosierung durch Änderung des vom Kolben hervorgebrachten Unterdruckes mit Hilfe eines verstellbaren Drosselorgans oder mit Hilfe mehrerer solcher gesichert, welche zwischen dem Ort der Bildung der Mischung und der Kammer angeordnet sind. Auf diese Weise kann man auf den Unterdruck einwirken, der gleichzeitig den Brennstoff und die Luft steuert und eine gute Zerstäubung sowie ein gutes Gemisch bei allen Gangarten der Maschine erhalten.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann eines der Drosselorgane durch das Gemischeinlassventil der Kammer selbst gebildet sein, wobei alsdann dieses Ventil mit Einrichtungen zur Ver- änderung seines Hubes versehen ist.
Die wesentlichen Teile einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung sind in der Zeichnung in einem Schnitt dargestellt.
Der Brennstoff wird nicht unmittelbar in den Zylinder C, sondern in eine Vorverbrennungskammer. A eingesaugt ; die Hauptmasse an Frischluft wird unmittelbar in den Zylinder über das Ventil S oder andere äquivalente Organe eingesaugt.
B ist ein Hilfsventil, welches in die Verbrennungskammer A mündet. Die Hilfs-oder Zusatzluft wird durch die Öffnung der Leitung 0 und der Brennstoff vermittels der Spritzdüse G eingesaugt, welch letztere mit Brennstoff von dem mit Schwimmer ausgestatteten Behälter Q des Vergasers gespeist wird. Die Menge an Luft und an Brennstoff, welche durch das Ventil B hindurchtritt, bildet stets ein so reiches Gemisch, dass eine Entflammung nicht stattfinden kann.
Zwischen Spritzdüse G und Ventil B ist eine Klappe D eingebaut, die durch die üblichen Einrichtungen steuerbar ist und dazu dient, das Mass des beim Ansaugen entstehenden Unterdruekes zu verändern. Sie kann jede beliebige geeignete Form aufweisen. Man kann diese Klappe weglassen und ihre Wirkung dadurch ersetzen, dass man den Hub des Ventils B ändert. Letzteres geschieht beispielsweise durch die Verstellungen eines Exzenters X, der den Schwingarm R steuert. Man kann aber zu gleichem Zwecke auch jede andere entsprechende Einrichtung verwenden.
An Stelle der vorerwähnten Klappe oder gleichzeitig mit dieser kann eine Regelbarkeit des Hubes des Ventils B vorgesehen sein ; in letzterem Falle erhält man eine gröbere Einstellung der Beschickung der Kammer A durch die Klappe D und eine feinere Einstellung vermittels des regelbaren Ventils B.
Ist das Ventil B ein selbsttätiges, so kann man Änderungen in seiner Hubhöhe durch einen (nicht dargestellten) Begrenzer mit regelbarem Weg bewirken, den man zwischen der Grundfläche M und dem schalenartigen Lagerteil N des Ventils B anordnet.
Die zur Änderung der Ansaugung durch das Ventil B dienenden Organe sind mit den üblichen Hilfsmitteln mit der Klappe des Hauptluftventils S verbunden.
Soll die Maschine, u. zw. gleichzeitig oder nicht gleichzeitig, mit zwei oder mehreren Brennstoffen, etwa mit Alkohol und einem Schweröl, laufen, so kann man in der gleichen Sammelleitung 0 mehrere Spritzdüsen anordnen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann zur Beschickung entweder nur eines oder auch mehrerer Zylinder der gleichen Brennkraftmaschine dienen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die als Beispiel beschriebene besondere Ausführungsform eingeschränkt, sondern es können zahlreiche bauliche Änderungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung überschritten würde.