AT145727B

AT145727B - Verfahren zum Erleichtern des Anlassens von selbstzündenden Schweröl-Einspritzbrennkraftmaschinen.

Info

Publication number: AT145727B
Authority: AT
Original assignee: Bosch Robert
Priority date: 1934-03-19
Filing date: 1935-02-28
Publication date: 1936-05-11
Also published as: AT152207B

Description

Verfahren zum Erleichtern des Anlassens von selbstzündende Schweröl-Einspritzbrennkraft- maschinen.

Bei Dieselmaschinen, u. zw. insbesondere bei solchen mit luftloser Brennstoffeinspritzung, ist das Anlassen dann besonders schwierig, wenn der Motor recht kalt ist. Man hat zur Erleichterung des Anspringens solcher Motoren schon vielerlei Hilfsmittel vorgeschlagen. Das üblichste sind sogenannte Glühkerzen, von denen in der Regel jeweils eine mit ihrem elektrisch geheizten, meist aus einer Drahtschleife bestehenden Gliihkörper derart in den Veraichtungsraum jedes Motorzylinders hineinragt, dass sie die Entzündung des einspritzenden Brennstoffstrahles begünstigt.

Die Glühkerzen haben zwar in vielen Fällen das Anspringen des kalten Motors in annehmbaren Zeiten ermöglicht. Bei starkem Frost reichen aber auch die bis jetzt bekannt gewordenen Glühkerzen in vielen Fällen nicht mehr aus, um das Anspringen des kalten Motors zu sichern, ohne dass man heisses Kühlwasser in den Motor einfüllen oder zu ändern umständlichen Hilfsmassnahmen greifen muss.

Ein sicheres Anspringen nach kürzerer Andrehzeit als bei Verwendung von Glühkerzen allein lässt sich bei kaltem oder abgekühltem Motor ohne Verstärkung der Andrehanlage (z. B. des elektrischen Anlassers) erzielen, wenn man gemäss der Erfindung mindestens über die Dauer des Anlassvorganges im Luftansaugweg der Maschine, vorzugsweise durch elektrische Beheizung, Betriebsbrennstoff (Schweröl)
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Gemisch am Ende des Verdichtungshubes durch Selbstzündung entflammt und damit das Entzünden des im Takt des Arbeitsverfahrens durch die normale Einspritzdüse eingeführten Betriebsbrennstoffes herbeiführt.

Versuche mit diesem Verfahren zum Erleichtern des Anlassens haben, insbesondere bei Vorkammermotoren, verblüffend Erfolge ergeben, denn es ist damit gelungen, kalte Motoren ohne Zuhilfenahme von Glühkerzen in kurzer Zeit zum Anspringen zu bringen, die ohne Anwendung des Verfahrens selbst mit GlÜhkerzen bei gleich niederen Temperaturen und mit der gleichen Anlasskraft Überhaupt nicht angelassen werden konnten. In manchen Ausnahmefällen wird es allerdings auch bei Anwendung des neuen Verfahrens vorteilhaft sein, den Anlassvorgang durch Anwendung von Glühkerzen zu unterstützen.

Auf der Zeichnung sind einige Anwendungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anwendungsform der Erfindung bei einem Vorkammer-
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beispiel. Jede der Fig. 3 bis 6 stellt eine Ausführungsform für den Brennstoffdampferzeuger im Längsschnitt dar.

Im Zylinderdeckel des ein-oder mehrzylindrigen Viertaktmotors a nach Fig. 1 ist ausser dem Einlassventil b und dem Auslassventil c eine Vorkammer (l vorgesehen, in welche die Einspritzdüse e mündet.

Der von einer Einspritzpumpe f im Takt des Arbeitsverfahrens geförderte Brennstoff wird über eine Rohrleitung g der Düse e zugeführt. Der Einspritzpumpe fliesst der Brennstoff durch eine Leitung h zu,
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zugeführt.

Am Luftansaugrohr m des Motors ist ein kleiner Napf n (s. auch Fig. 3) aufgehängt, auf dessen Boden ein elektrischer Heizwiderstand o liegt, dem aus einer Akkumulatorenbatterie p durch Schliessen eines Schalters q Strom zugeführt werden kann. Über dem Napf mündet das eine Ende einer Rohrleitung r,

deren anderes Ende an den Auslass einer Handpumpe s angeschlossen ist. Der Einlass der Handpumpe ist mit einer von der Rohrleitung h abgezweigten Leitung t verbunden. Die Handpumpe ist bei einem Fahrzeug, das mit dem beschriebenen Motor ausgerüstet ist, ebenso wie der Stromschalter q im Griffbereich des Fahrers angeordnet. Ihr Hubvolumen ist so bemessen, dass ein Pumpenstoss ausreicht, um dem Napf n eine für einen Anlassvorgang ausreichende Menge von Schweröl zuzuführen.

Soll der Motor aus dem kalten Zustand angelassen werden, so wird zunächst dem Napf n durch die Pumpe Betriebsbrennstoff zugeführt. Dann wird der Schalter q geschlossen. Der durch den Widerstand o fliessende Heizstrom bringt nach kurzer Zeit das Schweröl im Napf n zur Verdampfung oder Vergasung. Sobald das Verdampfen beginnt (also nicht erst wenn schon das ganze Ansaugrohr mit Schwer- öldampf gefüllt ist), wird die Andrehkraft ausgelöst, indem z. B. ein elektrischer Anlassmotor u einge- schaltet wird, dessen Ritzel während des Anwerfens in das gestrichelt angedeutete Motorschwungrad v eingreift.

Der durch den Anlassmotor angetriebene Einspritzmotor saugt bei jedem Saughub eines seiner Kolben w Luft durch das Ansaugrohr m an und reisst dabei auch Schweröldampf mit. Das Schweröl- dampf-Luft-Gemisch wird beim folgenden Hub verdichtet und entzündet sich gegen das Ende des Verdichtungshubes im Zylinderraum. Beim Anlassvorgang läuft der Motor also nicht als Vorkammermotor,
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Verdichtungshitze hervorgerufen wird.

Die den Verdichtungsdruck und die Temperatur in der Vorkammer stark herabsetzenden, das Zünden erschwerende Drossel- und Strömungsvorgänge und die damit zusammenhängenden Kühlwirkungen machen sich im Zylinderraum viel weniger bemerkbar als in der Vorkammer, so dass durch vorübergehendes Verlegen des Zündortes beim Anlassen aus der Vorkammer in
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ersten Zündungen des angesaugten Gemisches den Motor so weit beschleunigt haben, dass auch eingespritzter Brennstoff mit Sicherheit zur Selbstzündung kommt.

Bei dem beschriebenen Beispiel ist die Hitzeentwicklung des Widerstandes so bemessen, dass das verdampfte Schweröl nicht schon im Saugrohr entflammen kann.

Bsim Beispiel nach Fig. 2 ist der Verdampfernapf n in einer abwärts gerichteten Zweigleitung a ; des Ansaugrohrs m aufgehängt. Eine von aussen bedienbare Klappe y kann so eingestellt werden, dass die in ihrer einen Endlage den vor der Zweigleitung x liegenden Zweig des Saugrohrs ganz oder teilweise absperrt, so dass die ganze oder ein wesentlicher Teil der Luftladung durch die Zweigleitung eingesaugt wird. Diese Lage der Klappe wird beim Anlassvorgang eingestellt. In ihrer andern Endlage (Betriebsstellung) sperrt die Klappe die Zweigleitung x von der Saugleitung m ab.

Die zum Napf führende Auffülleitung r ist an einen Behälter z angeschlossen und enthält einen Hahn 10. Zuviel aufgefüllte Brennstoffmenge läuft am Napfrad oder einem Loch in der Napfwand über und tropft ab, ohne im Luftsaugweg sich anzusammeln.

Zur Unterstützung des Zündvorganges ist eine elektrisch beheizte Glühkerze vorgesehen, deren Glühdraht 11 in den Zylinderraum hineinragt. Der Heizdraht o ist mit der Glühkerze in Reihe geschaltet und dient als Vorschaltwiderstand für diese. Während bisher die vom Vorschaltwiderstand der Glühkerzen entwickelte erhebliche Wärmemenge nutzlos vergeudet wurde, wird sie bei dem Ausführungsbeispiel zum Erleichtern des Anlassens herangezogen.

Bei der Ausführungsform des Verdampfers nach Fig. 4 ist der Verdampfernapf n in einem Stutzen des Saugrohrs aufgehängt. Zwischen den Rand des Napfes und der Napfstütze 12 ist ein Asbestring 13 eingelegt, so dass der Napf wärmeisoliert aufgehängt ist. Der Heizwiderstand o ist als Drahtschraube ausgebildet. Um den Napf auffüllen zu können, ist in der über dem Napf liegenden Stutzenwand eine Öffnung 14 vorgesehen.
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untergebracht. Die Heizschraube o ragt nur mit ihrem unteren Teil in das Schweröl im Napf hinein.

Die Luft wird hier durch seitliche Öffnungen 15 über dem Spiegel des Schweröl eingesaugt. Der in das Schweröl eintauchende Teil des Heizdrahtes bringt den Napfinhalt zum Kochen. Die Dämpfe werden vom Luftstrom mitgerissen. Ein Teil davon wird beim Vorbeistreichen am oberen Teil des Drahtes o noch weiter aufgelöst. Da auch hier das angesaugte Gemisch mit erhöhter Anfangstemperatur in den Zylinder kommt, ist die Endtemperatur entsprechend hoch und damit die Entflammung des Gemisches gesichert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Heizkörper o ebenfalls als elektrisch beheizte Glühschraube ausgebildet, die aber nicht in das Schweröl im Napf n eintaucht. Die Ansaugluft wird hier, wie die eingezeichneten Pfeile zeigen, nach Schliessen einer Klappe y im Saugrohr durch den Napfinhalt hindurchgesaugt und reisst Schweröltröpfchen mit. Ein Teil dieser Tröpfchen trifft auf den Glühdraht o und verdampft. Der Verlauf des Vorgangs ist sonst wie beim vorhergehenden Beispiel.

Für die Ausbildung des Verdampfers sind natürlich viele Ausführungsbeispiele denkbar, ebenso für die Auffülleinrichtung des Napfes.

Bei einem Mehrzylindermotor mit einem allen Zylindern gemeinsamen Luftansaugrohr kann man einen einzigen Verdampfer in demjenigen Abschnitt des Saugrohres anordnen, durch den alle Zylinder ihre Luftladung hindurchsaugen. Es ist aber auch denkbar, bei einem oder mehreren Zylindern ganz nahe am Anschluss des Saugrohres am Zylinder jeweils einen besonderen Verdampfer anzuordnen. Sind mehrere Verdampfer vorgesehen, so wird man ihre Heizwiderstände so parallel zueinander oder hintereinander schalten, dass alle durch einen einzigen Schalter ein-und ausgeschaltet werden können.

Anstatt den Heizwiderstand in oder über einem schwerölgefüllten Napf anzuordnen, kann man den Brennstoff auch unmittelbar auf den Heizwiderstand tropfen lassen oder gegen ihn spritzen. Um ein gut zündfähiges Gemisch zu erzielen, ist es vorteilhaft, die günstigste Vorheizzeit für den Verdampfer zu ermitteln.

Der Brennstoff kann natürlich auch ausserhalb des Saugrohres verdampft werden. Indessen wird es zweckmässig sein, die Verdampfungsstelle möglichst nahe bei den. Zylindereinlässen anzuordnen, um zu verhindern, dass sich die Dämpfe auf dem Weg zum Zylinder niederschlagen.

Das beschriebene Verfahren samt der zu seiner Verwirklichung nötigen Einrichtung lässt sich auch bei Zweitaktmotoren anwenden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Erleichtern des Anlassens von selbstzündenden Schweröl-Einspritzmotoren aus dem kalten Zustand, deren Lufteinlass unmittelbar in die Motorzylinder mündet, insbesondere von
Motoren mit Nebenkammer (Vorkammer, Wirbelkammer, Luftspeicher od. dgl.), dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens über die Dauer des Anlassvorganges im Luftsaugweg der Maschine vorzugs- weise durch elektrische Beheizung Betriebsbrennstoff (Schweröl) verdampft wird, der dann bei den Saug- hüben zusammen mit Luft in den Brennraum gelangt, wo sich das Gemisch am Ende des Verdichtung- hubes durch Selbstzündung entflammt und damit das Entzünden des im Takt des Arbeitsverfahrens durch die normale Einspritzdüse eingeführten Betriebsbrennstoffes herbeiführt.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Andrehen Schweröl aus einem kleinen Behälter vom Ansaugluftstrom in Tropfenform mitgerissen und an der schon vor dem Einleiten des Andrehvorgangs auf Heiztemperatur gebrachten elektrischen Verdampfungsvorrichtung vorbeigesaugt wird, wobei sich das Gemisch erwärmt und Brennstoffteilchen verdampfen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizeinrichtung das zum Anlassen verwendete Schweröl unabhängig vom Saugluftstrom verdampft, ohne es zu entflammen.

4. Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei grosser Kälte das Entzünden des unmittelbar in den Zylinderraum eingesaugten Gemisches unterstützt wird durch elektrisch beheizte Glühkerzen, die auch bei Motoren mit Nebenkammern in den Zylinderraum, -also nicht in die Nebenkammer, hineinragen.

5. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Heizwiderstand im Ansaugrohr als Vorschaltwiderstand für die Glühkerzen geschaltet ist.

6. Einrichtung für das Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen am Motorsaugrohr-zweckmässig so nahe als möglich am Einlass in den Zylinder-vorgesehenen napfartigen Behälter für den zur Verdampfung bestimmten Brennstoff.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, insbesondere für Fahrzeugmotoren, gekennzeichnet durch eine vom Führerstand aus bedienbare Zumessvorrichtung (Pumpe) zum Auffüllen des Napfes.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Napf in einer Zweigleitung des Luftansaugrohres untergebracht ist, die mit einem Absperrglied versehen ist, durch das ihre Verbindung mit dem Ansaugrohr abgesperrt werden kann.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein im Ansaugrohr vor der Zweigleitung angeordnetes Absperrglied, mit dem beim Anlassen der Durchgangsquerschnitt des Ansaugrohrs mindestens teilweise abgesperrt werden kann, so dass wenigstens ein erheblicher Anteil der Luftladung durch die Zweigleitung angesaugt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Absperrglied, das in seiner einen Endstellung den vor der Zweigleitung liegenden Saugrohrabschnitt absperrt (Anlassstellung), während es in seiner andern Endstellung die Zweigleitung abschliesst (Betriebsstellung).

11. Einrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizvorrichtung zum Teil in das Schweröl im Napf eintaucht, zum andern Teil aber den Flüssigkeitsspiegel überragt, so dass sich ein Teil des von dem über den Flüssigkeitsspiegel streichenden Saugluftstrom erfassten Brennstoffnebels oder-dampfes beim Vorbeistreichen an dem aus dem Schweröl herausragenden Teil der Heizeinrichtung noch weiterhin auflöst.

12. Einrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung des Napfes, dass der Saugluftstrom durch das Schweröl hindurchströmt, wobei er Öltropfen mitreisst und mindestens einen Teil dieser Tropfen an einer über dem Flüssigkeitsspiegel angeordneten Heizvorrichtung vorbeiführt, wo sie verdampfen.