Verfahren zum Betrieb -von Irennl;raftmaschinen mit flüssigem Brennstoff und Maschine zum Betrieb nach diesem Verfahren. Ds ist bereits zur- Herstellung eines Brennstoff-Luftgemisches zum Betriebe von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden, flüssigen Brennstoff in eine Luftmasse @ein- zuspritzen, die in einem möglichst als Um drehungskörper gestalteten Brennraum in Umlauf versetzt ist,
und das so entstandene Brennstoffgemisch durch eine elektrische oder andere Zündvorrichtung zu entzünden: Dabei erfolgt die Einspritzung des Brenn stoffes aus einer nahe am Umfang des Brenn- raumes angeordneten Einspritzdüse längs einer Sehne des Brennraumes. Derjenige Teil der Luftmasse, der während der Einspritzung durch den Brennstoffstrahl hindurch geht und sich mit Brennstoff mischt, bringt den Brennstoff nach der Zündvorrichtung, wo er zur Entzündung gebracht wird, ehe .er sich mit der andern Luft im Brennraum mischen kann.
Die Erfindung ermöglicht eine gleich förmige Verteilung des Brennstoffes in dem mit Brennstoff zu beladenden Teil der Luft masse und bei grossen Belastungen, eine bes sere Ausnutzung der Luft im Brennraum, als durch das oben angegebene Verfahren zu erreichen war.
Gemäss der Erfindung erfolgt die Ein spritzung des Brennstoffes strahlenförmig aus einer zentral angeordneten Einspritz düse.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele von vertikalen Brennkraft- maschinen gemäss der Erfindung dargestellt, an denen im Folgenden das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert wer den soll.
Füg. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den obern Teil einer Maschine, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Brennraum dieser Ma schine; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Brennraum einer andern Maschine; Fig. 4 und 5 sind Längsschnitte durch die Brenn- räume zweier weiterer Maschinen.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den Zylinder, 2 den Kolben und B den Zylinderdeckel einer Brennkraftmaschine. Der Brennraum hat die Gestalt eines Umdrehungskörpers. In der Mitte des Zylinderdeckels ist -eine Einspritz düse 4 für flüssigen Brennstoff; daneben ein Lufteinlassventil 5 und ein-Auspuffventil-6 angeordnet.
Das Luftventil 5 ist etwa über den -halben Umfang des Ventils mit-einem Schiren. <B>7</B> versehen, welcher,die durch das Ventil, 5 eintretende Luft im Zylinder in eine kreisende Bewegung versetzt, wie es durch .einen Pfeil in Fig: 2 angedeutet ist. Der -Kolben trägt einen gegen den Zylinder deckel gerichteten, ringsherum laufenden Krägen 8, der bei einer in der Zylinderwan dung eingesetzten Zündkerze 9 (es könnten auch- zwei oder mehr sein) eine Aussparung aufweist.
Die Elektroden der-Zündkerze-en- den ein wenig hinter der-innern Fläche des Kragens: Die Einspritzdüse 4 erhält flüssigen Brennstoff von einer seitlich am Zylinder angeordneten Brennstoffpumpe 10.
Ein ver stellbarer Anschlag 11 begrenzt den Saug hub des Pumpenkolbens 12 und regelt da mit die beim -nächstfolgenden Druckhub-zu fördernde Einspritzmenge. Der - Kolben 12 wird durch eine Nockenscheihe 14 angetrie ben, die eine verhältnismässig langsame Be wegung des Kolbens am Ende des Druck hubes bewirkt und zwecks Änderung der Einspritzzeit in nicht gezeichneter Weise verstellbar ist.
Ferner besitzt die Brennstoff pumpe ein Entlastungsventil 13 .zur Unter Irechung der Brennstoffeinspritzung, wenn die Einspritzgeschwindigkeit noch genügend hoch -ist.
Durch die Düse 4 wird der Brennstoff in . zwei Strahlen eingespritzt (Fig. .2). Nach FigA sind es vier Strahlen. Es könnten auch noch mehr Strählen sein. Die Richtung der Brennstoffstrahlen ist so ,gewählt, dass die Zündkerze von keinem Strahl unmittelbar ge troffen wird.
Der Brennstoff wird so eingespritzt, dass er sich in der umlaufenden Luftmasse fein verteilt und mit ihr mischt. Darnach wird das Gemisch beim Vorüberstreichen an der Zündkerze 9 -entzündet. Die Regelung der Brennstoffpumpe geschieht zweckmässig der art, dass_ die Einspritzung bei allen -Belastun gen in der gleichen Kurbellage aufhört und däss demzufolge der Beginn der Einspritzung <U>um</U> so früher liegt, -je grösser die- Belastung der Maschine ist.
Bei Vollast geht zweck mässig die ganze Luftmasse durch den Brenn stoffstrahl hindurch und die Zündung wird so eingestellt, dass sie erfolgt, wenn die zu letzt eingespritzte, dem Leerlauf - -entspre chende Brennstoffmenge an der- Zündkerze vorbeikommt. Hierdurch wird erreicht, dass die Entzündung auch bei geringer Belastung und bei Le\erlauf sicher eintritt.
Die ein gespritzte Brennstoffmenge ist -dann sehr gering, aber sie kann sich nur mit einer verhältnismässig geringen Luftmenge ver mischen, bis die Zündung erfolgt. Die Ein spritzung kann auch in einer für alle Be lastungen gleichen Kurbellage beginnen und um so später aufhören, je grösser die Be- lastung ist. In diesem Falle entspricht die zuerst eingespritzte Brennstoffmenge - der Leerlaufbelastung und die Zündung erfolgt.
wenn diese Brennstoffmenge an der Zündvor richtung vorbeistreicht.
Die Verlegung derjenigen Teile der Zünd kerze. 9, die vor Befeuchten mit Brennstoff geschützt werden müssen, hinter -,die innere Fläche des Kragens 8 verhindert, dass diese Teile von grösseren Brennstofftröpfchen un mittelbar getroffen werden.
Die Form des Brennraumes ist in. Fig. 1 zylindrisch, mit .ebenen Endflächen. - In Fig. 4 und 5 sind andere Formen des Brenn raumes dargestellt, die durch andere Formen des Kolbenbodens bedingt Sind.- In _Fig,- 4 ist der Brennraum wie eine Schale mit einer Erhöhung des Bodens gestaltet, während Fig. 5 .einen schalenförmigen Brennraum mit halbkugeligem Boden zeigt.
Insbesondere bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird die Luft gut ausgenutzt, indem die Brenn stoffstrahlen praktisch den ganzen Meridian schnitt des Brennraumes ausfüllen.
Process for the operation of Irennl; raft machines with liquid fuel and machine for the operation according to this process. For the production of a fuel-air mixture for operating internal combustion engines, it has already been proposed to inject liquid fuel into an air mass @ which is set in circulation in a combustion chamber designed as a body of revolution, if possible,
and to ignite the resulting fuel mixture using an electrical or other ignition device: The fuel is injected from an injection nozzle located close to the circumference of the combustion chamber along a chord of the combustion chamber. That part of the air mass which passes through the fuel jet during injection and mixes with fuel brings the fuel to the ignition device, where it is ignited before it can mix with the other air in the combustion chamber.
The invention enables a uniform distribution of the fuel in the part of the air to be loaded with fuel and, in the case of high loads, a better utilization of the air in the combustion chamber than could be achieved by the method given above.
According to the invention, the fuel is injected in the form of a jet from a centrally arranged injection nozzle.
In the drawing, several exemplary embodiments of vertical internal combustion engines according to the invention are shown, on which the method according to the invention is to be explained, for example, in the following.
Add. 1 shows a longitudinal section through the upper part of a machine, FIG. 2 shows a cross section through the combustion chamber of this machine; Figure 3 is a cross-section through the combustion chamber of another engine; 4 and 5 are longitudinal sections through the combustion chambers of two further machines.
In Fig. 1, 1 denotes the cylinder, 2 the piston and B the cylinder cover of an internal combustion engine. The combustion chamber has the shape of a body of revolution. In the middle of the cylinder cover is an injection nozzle 4 for liquid fuel; an air inlet valve 5 and an exhaust valve 6 are arranged next to it.
The air valve 5 is about half the circumference of the valve with a shield. 7, which sets the air entering through the valve 5 in a circular motion in the cylinder, as indicated by an arrow in FIG. The piston carries a collar 8 which is directed towards the cylinder cover and which runs around it and which has a recess in a spark plug 9 (there could also be two or more) inserted in the cylinder wall.
The electrodes of the spark plug end a little behind the inner surface of the collar: the injection nozzle 4 receives liquid fuel from a fuel pump 10 arranged on the side of the cylinder.
A ver adjustable stop 11 limits the suction stroke of the pump piston 12 and regulates therewith the injection quantity to be delivered during the next pressure stroke. The piston 12 is driven by a cam plate 14, which causes a relatively slow movement of the piston at the end of the pressure stroke and is adjustable in a manner not shown in order to change the injection time.
Furthermore, the fuel pump has a relief valve 13 for interrupting the fuel injection when the injection speed is still sufficiently high.
Through the nozzle 4 the fuel is in. injected two jets (Fig. 2). According to FigA there are four rays. There could be more rays too. The direction of the fuel jets is chosen so that the spark plug is not directly hit by any jet.
The fuel is injected in such a way that it is finely distributed in the circulating air mass and mixes with it. The mixture is then ignited as it passes the spark plug 9. The control of the fuel pump is expediently done in such a way that the injection stops with all loads in the same crank position and that the start of the injection is <U> by </U> earlier, the greater the load on the machine .
At full load, the whole air mass expediently passes through the fuel jet and the ignition is set in such a way that it takes place when the last injected, idle-corresponding amount of fuel passes the spark plug. This ensures that the inflammation occurs safely even with low stress and idling.
The amount of fuel injected is then very small, but it can only mix with a relatively small amount of air until ignition occurs. Injection can also begin in a crank position that is the same for all loads and stop later the greater the load. In this case, the amount of fuel injected first corresponds to the idling load and ignition takes place.
when this amount of fuel passes the Zündvor direction.
Laying those parts of the spark plug. 9, which must be protected from moistening with fuel, behind -, the inner surface of the collar 8 prevents these parts from being hit directly by larger fuel droplets.
The shape of the combustion chamber is cylindrical in FIG. 1, with flat end surfaces. - In Fig. 4 and 5 other forms of the combustion chamber are shown, which are caused by other shapes of the piston crown. - In _Fig, - 4 the combustion chamber is designed like a shell with an increase in the bottom, while Fig. 5. A shell-shaped Shows combustion chamber with hemispherical bottom.
In particular, in the embodiment according to FIG. 4, the air is well utilized in that the fuel jets fill practically the entire meridian section of the combustion chamber.