<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Zuführung und Verbrennung von flüssigem Brennstoff in Verbrennungskraft- maschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Zylinder den
Hauptverbrennungsraum bildet und in offener Verbindung steht mit einem Vorraum, in den der Brennstoff gespritzt wird und in dem die zuerst eingespritzten Brennstoff teile sich sofort entzünden.
Derartige Kraftmaschinen sind bekannt ; die Erfindung besteht darin, dass, nachdem die
Brennstoffeinspritzung in den Vorraum und die Verbrennung des Brennstoffes angefangen hat,
Wasser in den Vorraum gespritzt wird.
Das eingespritzte Wasser verflüchtigt sich ganz oder zum Teil durch die Wärme sogleich, bevor es aus dem Vorraum in den Zylinder geblasen wird und fördert durch die bekannte katalytische Wirkung die Geschwindigkeit der Verbrennung, so dass Kohlenstoffausscheidung und sonstige unvollständige Verbrennung verhütet wird. Wichtig ist dabei, dass Wasser in Dampfform im Vorraum zurückbleibt, wenn man die Wassereinspritzung in den Vorraum erst beendigt, nachdem die Brennstoffeinspritzung in denselben abgelaufen oder nahezu abgelaufen ist, da der Vorraum so eingerichtet werden kann, dass der Wasserdampf zum Teil im Vorraum bleibt und sich während des nächsten Verdichtungshubes mit Luft mischt, die aus dem Zylinder in den Vorraum dringt, so dass sich vor Ende des Verdichtungshubes ein heisses Gemisch von verdichteter Luft und Wasserdampf im Vorraum befindet.
Die Einleitung der Verbrennung der zuerst in das heisse Dampfluftgemisch eingespritzten Brennstoffteile wird dadurch erleichtert, dass in dem Augenblicke keine Wärme für Umwandlung von Wasser in Dampf erforderlich ist und demzufolge die verfügbare Wärme besser der Einleitung der'Verbrennung zugute kommt, als wenn Brennstoff und Wasser gleichzeitig in heisse Luft eingespritzt werden.
Durch Regelung der Wassereinspritzung in den Vorraum, also durch Verlegung des Anfangsoder des Endpunktes oder des Anfangs-und des Endpunktes der Einspritzung, durch Änderung der Menge und auch dadurch, dass man diese Menge entweder ununterbrochen oder mit einer oder mehr als einer Zwischenpause einspritzt, hat man es in der Hand, die Einblasung von Brennstoff aus dem Vorraum in den Zylinder zu beeinflussen.
Die Wassereinspritzung macht es möglich, die Brennstoffeinspritzung in den Vorraum dergestalt zu regeln, dass während der Verbrennung ein annähernd gleichbleibender Druck im Zylinder herrscht. Es ist nicht nötig, den Brennstoff immer schon vor Anfang des Arbeitshubes in den Vorraum zu spritzen, man kann die Brennstoffeinspritzung in den Vorraum (z. B. bei langsamem Gang der Maschine) erst beim Beginn des Arbeitshubes anfangen und während eines Teiles des Arbeitshubes fortdauern lassen ; unter Umständen kann es sich auch empfehlen, die
EMI1.1
EMI1.2
EMI1.3
führungsform, bei der die Ventile durch enge Kanäle ersetzt sind.
In Fig. i ist 1 der Zylinder, 2 der Deckel und 3 der Kolben. Der Vorraum 4 hat einen
EMI1.4
stoffventil 7 und das Wasserventil 8. Diese Ventile sind so klein und werden durch kräftige Federn 9 und 10 derart auf ihren Sitz gedrückt, dass die Flüssigkeiten mit Kraft durch die Ventile
<Desc/Clms Page number 2>
gepresst werden müssen und als äusserst dünne Kegelhülle zwischen Ventil und Sitz hindurchströmen.
- Durch Beendigung der Wassereinspritzung in den Vorraum 4, nachdem die Brennstoffeinspritzung in denselben sich vollzogen hat, bleibt Wasserdampf im Vorraum zurück, der sich während des nächsten Verdichtungshubes des Kolbens 3 mit Luft mischt, die durch die Öffnungen 6 auch in dem Vorraum 4 verdichtet wird. Bevor der Verdichtungshub beendigt ist, befindet sich also ein Gemisch von verdichteter Luft und Wasserdampf im Vorraum 4. Dieses Gemisch hat durch die Wärme, die von vorigen Verbrennungen in den Wandungen vom Vorraum in den übrigen Maschinenteilen zurückbleibt und durch die Verdichtung eine hohe Temperatur. Durch die Wärme und die katalytische Wirkung des Wassers entzünden die ersten Brennstoffteile, die durch das Ventil 7 in den Vorraum gespritzt werden, sofort.
Die durch die Entzündung entwickelte Wärme mit der schon verfügbaren und sich noch bildenden Wärme genügt, um den übrigen Brennstoff und das einzuspritzende Wasser ganz oder zum Teil zu verflüchtigen, bevor sie durch den Überdruck durch die Kanäle 6 in den Zylinder geblasen werden.
Der aus dem Vorraum 4 in den Zylinder geblasene Brennstoff verbrennt schnell, nicht nur
EMI2.1
EMI2.2
entfernt sind, so dass deren Wärme am wenigsten abgeführt wird, werden warm. Durch genaue Wahl der Abmessungen und der Form des yorraumes 4 wird verhütet, dass die Temperatur von irgendeinem Teil höher als erwünscht steigen kann. Die Wandungsstärke des Vorraumes in der Nähe vom Zylinderdeckel 2 kann so gewählt werden, dass genügend Wärme von dem Teil der
Vorraumwandungen, der mit den Gasen im Zylinder in Berührung ist, nach gekühlten Maschinen- teilen abgeführt wird.
Sowie aus dem obigen hervorgeht, ermöglicht das Verfahren die Verwendung schwer brenn- baren Brennstoffes. Wenn man solchen gebraucht, kann für das Anlassen der Maschine gemäss
Fig. 2 durch den Trichter 14 und das Absperrventil 13 eine Menge leicht brennbaren Brennstoffes in die zu dem Ventil 7 führenden Bohrungen und Räume gebracht werden. zu welchem
Zweck die Absperrorgane 11 und 13 geöffnet werden, so dass die leicht brennbare Flüssigkeit aus dem Trichter 14, die schwer brennbare aus den Räumen und Kanälen verdrängt. Falls die
Verdichtung zu niedrig ist, um beim Anlassen des kalten Motors die für die Einleitung der Ver- brennung im Vorraum 4 erforderliche Temperatur zu erreichen, kann die Luft während der ersten
Umdrehungen vorgewärmt werden, z.
B. dadurch, dass das Luftsaugrohr mittels einer Lampe erhitzt wird, bis der Vorraum 4 warm genug ist und keine Vorerwärmung der Luft mehr nötig ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ragen die Spindeln der Ventile 7 und 8 aus dem Gehäuse 33 heraus. Die Ventilfedern ruhen auf einem Bockaufsatz 34, so dass sie. ebenso wie die Bewegung der Ventile, jederzeit geprüft werden können.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des Vorraumes 4 dargestellt, wobei die Ventile 7 und 8 durch Einströmdüsen 81 für Brennstoff und 32 für Wasser ersetzt sind. Für die feinere Verteilung der Flüssigkeiten können selbstverständlich statt der Düsen mit gerader Bohrung Düsen mit kegelförmiger Bohrung oder Zerstäuberdüsen angeordnet werden.
Um die schnelle Verflüchtigung von Flüssigkeitsteilen zu fördern, die bei der Einspritzung in den Vorraum 4 an den Ventilen oder den Einspritzdüsen hängen bleiben, können dieselben so geformt werden, dass der Teil, wo die Flüssigkeit hinsinkt, warm wird. Die Ventile können
EMI2.3
dieses hohlen Teiles leicht heiss wird. Die Einspritzdüsen, die bei der Ausführungsform nach Fig. 4 benutzt werden, kann man so machen, dass sie ein wenig in den Vorraum 4 hineinragen und dieser
EMI2.4
heissen Kante sinken.
Bei grosser Zylinderbohrung kann es sich empfehlen, den Vorraum 4 derart anzuordnen, dass der Ausbau 5 sich nicht in der Nähe von der Zylinderwand, sondern von dieser entfernt befindet und die Öffnungen 6. zur gleichmässigen Verbreitung des Brennstoffes und des Wassers in den Zylinder, ringsherum im Ausbau a angeordnet sind.