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Verfahren zum Betriebe von Verbrennungskraftmaschinen.
Explosionskraftmaschinen mit einer durch einen Kanal mit dem Zylinder stetig verbundenen heissen Retorte, in die die Ladung während der Verdichtung hineingedrängt und zur Zündung gebracht wird, sind bekannt. Auch hat man bei solchen Maschinen vor der Einmündungsstelle des Kanales im Zylinder eine Schale angeordnet, auf die der flüssige Brennstoff (Petroleum, Rohöl o. dgl.) vor der Verdichtung oder bei deren Beginn aufgespritzt wird. Die während der Verdichtung in die Retorte hineingeschobene Luft nimmt einen Teil des Brennstoffes mit, wodurch in der Retorte ein (iemisch gebildet wird, das im Totpunkte durch eine besondere Zündung oder durch Selbstzündung zur Explosion gebracht wird.
Der durch den Kanal in den Zylinder schiessende glühende Gasstrahl nimmt den auf der Schale sich noch befindlichen Brennstoff mit und schleudert ihn in die im Zylinder befindliche Luft, wodurch er explosionsartig verbrennt.
Diese Maschinen kranken an dem Übelstande, dass der aus der Schale in den Zylinder geschleuderte Brennstoff, weil er in seiner ganzen Menge zugleich mitgerissen wird, nicht in genügend fein zerstäubtem Zustande in die Luft gelangt. Hierdurch findet nicht jedes Brennstoffteilchen seine
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wird, der sich in Form von Russ an den Wandungen des Zylinders niederschlägt. Zur vollkommenen Verbrennung ist demnach eine möglichst feine Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes in der im Zylinder befindlichen verdichteten Luft Bedingung. Diese wird bei Dieselmotoren durch Einführen des Brennstoffes mittels hochgespannter Einblaseluft erreicht. Hierdurch wird aber die
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Die Erfindung bezweckt nun, die Einblaseluftanlage bei Rohölmaschinen entbehrlich zu machen und bei einfachster Konstruktion der Maschine dennoch eine vollkommene Zerstäubung und damit eine russfreie Verbrennung zu erzielen. In eine mit dem Zylinder durch einen Kanal in steter Verbindung stehende Retorte wird ein Gemisch eingebracht, während im. Arbeitszylinder
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punkte ab allmählich eingeführt, wodurch er auf das feinste zerstäubt wird und vollkommen verbrennt.
Die allmähliche Einführung des Brennstoffes erst vom Beginn der Strahlbildung ab spielt hierbei die wichtigste Rolle, da es hierdurch sicher erreicht wird, dass jedes Brennstoff- teilchen einer genügenden Anzahl schnellbewcgter Abgasteilchen, die es zerstäuben, ausgesetzt wird, so dass ein Hineinschleudern von grösseren Brcnnstofitropfen in die verdichtete Luft ausgeschlossen ist. Bedingung ist hierbei, dass der aus der Retorte herausschiessende Gasstrahl ebenso lange dauert als die Einführung des Arbeitsbrennstoffes durch die Düse, damit letztere in seiner
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messung der Retorte und dif Wahl eines entsprechend engen Überstriimkanales zwischen Retorte * und Zylinder erreicht.
Der zur Erzeugung der Explosion in der Retorte einzuführende Brennstoff kann in diese auf die verschiedenste Weise hereingebracht werden. Man kann ihn beispielsweise
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iùrch eine besondere Pumpe während des Saug-, Verdichtungs-oder AuspuShubes unmittelbar in die Retorte einspritzen oder zu diesem, Zwecke eine Abzweigung der Druckrohrleitung der Arbeitabrennatoptmpebenutzen,aodassnureine einzige Pump erforderlich ist. Man kann auch in an und für sich bekannter Weise eine gewisse Menge brennbaren Gemisches durch ein kleines an der Retorte angeordnetes besonderes Saugventil während des Saughubes in die Retorte einsaugen.
Besonders einfach ist die Anordnung derart, dass der in die Retorte zu bringende Brennstoff durch die Arbeitsdüse während der Kompression eingespritzt und durch die in die Retorte hineindrängende Luft mit in diese hineingerissen wird, Durch diese Anordnung kommwniin mit einer Brennstoffpumpe und einer Einführungsstelle für die beiden Einführungsvorgänge des Brennstoffes aus. Die Einführungsstelle des Arbeitsbrennstoffes oder der gesamten Ladung wird am vorteilhaftesten in den Zylinder unmittelbar vor der Mündung des Überströmkanales oder in diesen selbst verlegt ; doch kann man den Arbeitsbrennstofi auch in der Nähe des Zylinders in den Uberströmkanal einführen.
Bedingung ist nur, dass der Brennstoffstrahl auf den aus der Retorte herausschiessenden Gasstrahl an solcher Stelle möglichst quer zu demselben auftrifft, wo der Gasstrahl noch eine genügend grosse Geschwindigkeit hat, um eine gute Zerstäubung zu erreichen.
Die Zeichnung stellt eine Maschine mit beispielsweisen Anordnungen zur Ausführung des Verfahrens dar. a ist der Arbeitszylinder, b die Retorte, die gekühlt, ungekühlt oder beheizt sein kann und c der Retorte und Zylinder verbindende Überströmkanal. Der flüssige Brennstoff wird von der durch einen auf der Steuerwelle e aufgekeilten Exzenter f betätigten Pumpe g aus dem Behälter h angesaugt und durch das Rohr i der in den Zylinder vor dem Retortenhals c einmündenden Düse k zugeführt. Die Pumpe besitzt ein Rücklaufventil !, das durch den Nocken m betätigt, einen Teil des geförderten Brennstoffes in den Behälter h zurückleitet.
In Fig. 2 ist der Nocken m vergrössert dargestellt und der Kurbelkreis eingezeichnet, in dem A die äussere Totpunkt-und C die innere Totpunktstellung des Arbeitskolbens bedeutet. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass die Maschine im Zweitakt arbeite. Bei der eingezeichneten Drehrichtung tritt bald nach Beginn der Verdichtung die Vertiefung B des Nockens m unter die Rolle der mit dem Rücklaufventil verbundenen Spindel n. Infolgedessen schliesst sich das bis dahin geöffnete Rücklaufventil und die Pumpe fördert durch die Düse k Brennstoff in den Zylinder. Die durch den nach innen gehenden Kolben verdichtete Luft, die in die Retorte hineingedrängt wird, reisst die geförderte geringe Brennstoffmenge mit sich in die Retorte hinein.
Bei dem jetzt erfolgenden Wiederanheben des Rücklaufventiles hört die Brennstofförderung bis gegen Totpunkt auf. Um diesen Zeitpunkt erfolgt Zündung des in der Retorte befindlichen Gemisches und zwar entweder Selbstzündung an den heissen Wänden der Retorte oder durch ein beheiztes
Glührohr, einen elektrischen Zünder o. dgl. Infolge der durch die Explosion in der Retorte be- wirkten bedeutenden Drucksteigerung schiesst ein heisser Gasstrahl mit grosser Geschwindigkeit durch den engen ÜberstrÖmkanal c in den Zylinder. Im selben Augenblick beginnt die Pumpe wieder zu fordern, weil jetzt die Vertiefung D des Nockens das Rücklaufventil wieder schliesst.
Bei Vollbelastung wird jetzt von E bis E6 Brennstoff eingeführt. Der Inhalt der Retorte, die Menge
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strömkanal anhält.
Bei abnehmender Belastung der Maschine verschiebt der Regler den Nocken m nach links, wodurch andere Bahnen der Nockenvertiefung auf die Rolle des Rücklaufventiles einwirken und dieses entsprechend der Belastung früher geöffnet und somit die Einführung des Brennstoffes früher unterbrochen wird. Die verschiedenen Punkte der Nockenvertiefung, bei denen das bei verschiedenen Belastungen früher oder später erfolgende Anheben des Rücklaufventiles eintritt, sind in Fig. 2 mit Ei, E2 u. s. w. eingetragen. Statt bei B die Förderung der Pumpe zu unterbrechen und sie bei D wieder zu beginnen, kann auch die Pumpe ununterbrochen fördern.
Die Umkehrung der Richtung des Brennstoffstrahles erfolgt, auch in diesem Falle von selbst durch die Zündung, indem vor derselben der Druck im Zylinder, nach derselben in der Retorte überwiegt und daher der stetig geförderte Brennstoff erst in die Retorte, dann in den Zylinder getrieben wird.
Im Arbeitsdiagramm Fig. 3 zeigt sich die Einwirkung dieser verschiedenen Förderungszeiten der Pumpe an dem verschieden langen horizontalen Verlauf der Verbrennungskurve.
Die Zeiten, wann die Verbrennung bei verschiedenen Belastungen aufhört, sind hier mit Buchstaben bezeichnet, die den in Fig. 2 entsprechen. Die Vertiefung B des Nockens zur Einführung von Brennstoff in die Retorte hat jedoch für alle Belastungsstufen dieselbe Ausdehnung. Es ist vorteilhaft, ihr eine solche Länge zu geben, dass die in die Retorte geförderte Brennstoffmenge genügt, um die Maschine im Leerlauf zu betreiben, so dass bei dieser Belastungsstufe überhaupt kein Brennstoff mehr nach der Zündung eingeführt wird.
Bei Verwendung von Brennstoffen hoher Verdampfungstemperatur, wie beispielsweise
Rohnaphta, ist es erforderlich, die Verdichtung im Arbeitazylinder verhältnismässig hoch zu
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des Arbeitabrennstoffes bei Höchstbelastung entspricht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebe von Verbrennungskraftmaschinen, bei denen eine durch einen
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vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Einführung eines brennbaren Gemisches in die mit dem Zylinder durch einen entsprechend engen Kanal (c) verbundene Retorte (b) in solcher Menge, dass nach dessen Entzündung ein Gasstrahl in den Arbeitszylinder mit solcher Geschwindigkeit und während einer solchen Zeitdauer einströmt, dass eine an der Ausmündung des Überströmkanales (c) oder deren Nähe allmählich unter Druck eingespritzte Brennstoffmenge während der ganzen Zeit ihrer Einführung mit dem in den Zylinder strömenden Gasstrahle zusammenprallt und hierdurch auf das Feinste zerteilt und zerstäubt wird.