Yerbrennungs-1wloto r. Die Verbrennungsmotoren mit Einsprit zung des Brennstoffes in den Arbeitsraum bedürfen einer Einspritzpumpe und einer Zerstäuberdüse.
Es sind Motoren bekannt .geworden, wel- ehe ohne Einspritzpumpe den Brennstoff in eine Kammer ansaugen, aus welcher er durch eine Vorexplosion in den Zylinder geworfen wird. Luft und Brennstoff werden hierbei ganz ungleichmässig gemischt. Eine bei allen Belastungen gute Zerstäubung ist nicht mög lich.
Es sind auch Maschinen bekannt gewor den, bei welchen dieser Fehler dadurch be hoben wird, dass der Brennstoff in den Ver- brennungskana1 zwischen dem Arbeitsraum und der Vorkammer eingeführt wird, so dass der erste Teil desselben von der Kompres sionsluft in die Kammer gespritzt und dort entzündet wird und dass diese Voregplosion zur Überführung des nachher eingeführten Brennstoffes in den Arbeitsraum und zu dessen Zerstäubun.g dient.
Solche Motoren bedürfen aber einer Brennstoffeinspritzpumpe und einer Düse, welche bei sehr kleinen Ausführungen die Maschine sehr verteuert.
Die vorlieb nde Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Kammer, die durch einerdrosselnden Kanal ständig mit dem Arbeitsraum in Verbindung steht, und einer Ladekammer, die mit beiden Seiten der Drosselstelle im Kanal in offener Verbin dung steht und zur Einführung des Brenn stoffes mit Hilfe des zwischen Arbeitsrahm und Kammer entstehenden Druckunterschie- desdient, indem der Brennstoff in die Lade kammer eingelagert wird,
wenn der Druck im Arbeitszylinder am niedrigsten ist, und die Verbindung der Ladekammer mit der Kammerseite der Drosselstelle eine so enge Mündung aufweist, dass -während des Ver dichtungshubes nur ein Teil des eingelager ten Brennstoffes in die Kammer eingespritzt wird, während der Rest des Brennstoffes nach der Zündung in der Kammer durch den nun höheren Kammerdruck in den Arbeits raum eingespritzt wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in einigen beispielsweisen Aus führungsformen dargestellt. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung einer Zweitaktmasohine, Fig. 2 bis 5 vier verschiedene Phasen des Einspritzvorganges, Fig. 6 einen kleinen Motor, Fig. 7 eine Einzelheit, und Fig. 8 eine Viertaktmaschine.
In Fi.g. 1 .bedeutet 1 den Zylinder, 2 die Kammer und 3 einer drosselnden Verbin dungskanal zwischen beiden. Nahe der Mün dung des Kanals 3 im Arbeitsraum mündet die kleine Bohrung 6 und nahe seiner Mün dung in der Kammer 2 die noch kleinere Bohrung 4 aus der Ladekammer 7. Diese wird durch die Zuleitung 8 über das Rück- sehlagverntil 9 und das Regulierventil 10 vom Behälter 11 aus mit Brennstoff versorgt.
Der Behälter 11-wird, da es sich um eine Zweitaktmaschine handelt, unter. .einen 'Gas überdruck gesetzt, indem kurz vor Freigabe der Auspuffschlitze Gase aus dem Zylinder durch die Öffnung 12 in der Zylinderwand über das Rückschlagventil 13 in den Behäl ter 11 eintreten. Der Überdruck kann durch ein Sicherheitsventil begrenzt sein.
Die Einspritzung des Brennstoffes ge schieht auf folgende Weise: Während der Spülperiode wird Brennstoff über das Rück- sehlagventil 9 in die Ladekammer 7 gepresst (Fig.3). Bei -der Kompression schiebt der auf :
der Arbeitsraumseite entstehende, durch die Enge des Verbindungskanals 3 bestimmte Überdruck den eingelagerten Brennstoff vor sich her und spritzt einen Teil davon durch die Mündung 1 in die Kammer 2 (Fig.4). In diese tritt der Brennstoff in einem feinen Strahle aus, was schon allein zur Zerstäu- bung genügt. Diese könnte aber noch da durch gefördert werden, dass die Mündung 4 dicht vor oder noch besser im Verbindungs kanal 3 angeordnet ist.
Das hierdurch in der Kammer entstan dene Gemisch wird nun, zum Beispiel durch elektrische Funken, durch Erwärmung der Kammer oder nur -durch die Kompressions wärme, entzündet. Die Entzündung kann auch gefördert werden, indem etwas Brenn stoff beim Ansaugen in den Arbeitsraum ge langt ist und eine kleine Vorzündung in @die- sem ergibt, welche dann in -die Kammer 2 schlägt. Besonders beim Anlassen kann dies benützt werden.
Sobald nun die Zündung des Gemisches in der Kammer 2 erfolt ist, steigt der Druck t' in dieser hoch über denjenigen im Arbeits raum hinaus. Der nun noch in dem Behäl ter 7 befindliche Brennstoff wird unter der Wirkung dieses Überdruckes in :
den Arbeits zylinder gepresst und dabei, wenn die Mün dung 6 dicht vor oder in dem Verbindungs kanal @ 3 angeordnet ist, noch durch den in den Arbeitszylinder hinein schiessenden Gas strahl zerstäubt (Fig.5). Nachher ist die Ladekammer 7 leer und bereit zur Aufnahme einer neuen Brennstoffladung (Fig.2). Der Verbindungskaual kann die Form eines Doppelkegels haben, des.sen Spitzen in der Mitte zusammentreffen und dort eine enge Drosselöffnung bilden.
Er kann aber auch ein enges zylindrisches Mittelteil und weitere zylindrische Aussenteile besitzen oder auch ganz zylindrisch und überall gleich weit sein.
Die Kammer kann .die Form eines Rota tionskörpers haben, also zum Beispiel kugel- färmig oder zylindrisch sein. Sie kann ge kühlt oder urgekühlt sein, abnehmbar oder ein @Stüc1L mit dem Zylinderkopf bilden. Sie kann heizbar sein, besonders um das An lassen zu erleichtern, und kann hierzu auch eine Glühkerze besitzen. Bei kleinen Moto ren kann selbst eine elektrische Heizung der ganzen Kammer in Frage kommen. Die Kammer kann auch ein Futter aufweisen, und die Heizung kann sieh nur auf dieses allein erstrecken.
Es kann, besonders dort, wo die Verlängerung des Verbindungskanals die Wand der Kammer trifft, ein hitze beständiges Futter aus Eisen, Nickel, Kupfer oder einer Legierung eines dieser Metalle. z. B. mit Chrom, Wolfram, Beryllium, ein gesetzt werden. Der Verbindungskanal kann direkt in dem Zylinderkopf ausgebohrt sein. ebenso die Ladekammer und die Kanäle zur Brennstoffspeisung und zur Verbindung mit dem Arbeitsraum und der Kammer.
Es kann a a ber auch in den Zylinderkopf ein Futter einbesetzt werden, zÄ-elches den Verbindungs kanal allein, oder auch die Ladekammer und ihre Kanäle enthält. Dieses Futter kann sowohl in der Richtung des Verbindungs kanals, als auch senkrecht dazu eingesetzt werden.
Die Ladekammer kann als eine Bohrung, die zum Beispiel parallel zum Verbindungs- kanal läuft, ausgebildet sein. Sie kann einen ringförmigen Querschnitt haben, um bei ver schiedenen Lagen des Motors stets ein glei ches, von der Schwerkraft wenig beeinflusstes Auffüllen der Ladekammer zu erhalten, weil die Capillarwirkung der nahen Oberflächen die Flüssigkeitssäule in jeder Lage festhält.
Das Rüekschla_gventil oder mehrere hin tereinander geschaltete Rückschlagventile können im Zylinderkopf selbst, in einem Futter in demselben, oder meinem beson deren Armaturstück, welches auch .das Drosselventil zur Regelung der Brennstoff zufuhr enthält, angeordnet sein.
Fig. 6 zeigt einen kleinen Motor. An den Zylinder 1 ist der Zylinderdeckel 14 mittels Flanschen befestigt, auf welchen der Kappen deckel 1-5 vermittelst der Kappenmutter 16 geschraubt ist. Hinter diesem Deckel 15 be findet sich die dureh den Isoliereinsatz 17 gehaltene Glühspirale 1g, deren äusserster Ring metallisch mit der Kappe 16 verbun den ist. Der Deckel 15 kann aus besonders hitzebeständigem und katalytisch wirkendem Material hergestellt sein.
In den Deckel 14 ist die Ladekammer 7 eingebohrt und. durch :das Schräubchen 19 mit einer als Füllstück dienenden Verlänge rung abgeschlossen. Von .der Ladekammer 7 geht die Bohrung 6 in den in :den Arbeits raum mündenden Teil des Verbindungs kanals 3. Dieser erweitert sich zur Kammer 2, und in den nach der Kammer gerichteten Teil mündet die zweckmässig kleinere Boh rung 4. Ferner geht in die Ladekammer 7 die Zuleitung 8, welche ihr den Brennstoff über das Rückschla.gventil 9 und das Regel ventil 10 von dem Anschluss 20 zuführt.
Der Brennstoff kommt -unter einem ge wissen Überdruck aus dem Brennstoffbehäl ter. Bei Viertaktmaschinen genügt hierfür meist der atmosphärische Druck, @da im Zy linder und damit im Zwischenbehälter wäh rend der Ansaugperiode Unterdruck herrscht.
Das Regelventil 10 ist ein einfaches Nadelventil, welches die Zufuhr -des Brenn stoffes entsprechend seiner Einstellung dros selt. Es könnte von einem Regler und bei Motoren mit stark veränderlicher Tourenzahl vom Unterdruck :der Luftansaugleitung ein gestellt werden.
Die Regelung ergibt fürge ringere Leistung eine .geringere Brennstoff- füllung -der Ladekammer 7, aus welcher jedoch :die Kammer 2 stets ungefähr die gleiche Menge erhält, während der gemäss der Füllung schwankende Rest in den Arbeitsraum eingespritzt wird.
Nach Fig. 7 ragt in die Ladekammer 7 ein mit einem Flachgewinde versehener Ein satz 21, der in die Gewindebohrung 19 ein geschraubt ist. Durch die schraubenförmige Nut wird ein Brennstoffweg von grösserer Länge und grösserem Widerstand geschaffen. 3 ist der Verbindungskanal, 6 die Einspritz mündung für den Arbeitsraum, 4 .diejenige für die Kammer 2, und 8 die Zuleitung. Um den Druckunterschied. gegen Hubende zu steigern, kann :durch ein Horn am Kolben eine stärkere Drosselung des Verbindungs kanals erreicht werden, oder eine zweite, von der Kammer 2 in die Zylinderwand mün dende Umgehungsleitung vom Koliben kurz vor Totpunkt überdeckt werden.
Im all gemeinen kann sowohl die Menge des in die Kammer 2 einzinspritzenden Brennstoffes, als auch die Zeit der Einspritzung in die Kammer 2 und in den Arbeitsraum :durch die Querschnitte und Längen der beiden Einströmkanäle 4, 6 für den Brennstoff, sowie durch die Lage der Mündungen im Verbindungskanal 3 und in der Ladekam mer 7 bestimmt werden. Die Fig. 8 zeigt einen Viertaktmotor mit einem Einsatz 23 im Zylinderkopf 22.
Der Einsatz ragt nicht in den Verbrennungs raum hinein und hat eine kleine den Ver brennungsgasen im Zylinder ausgesetzte Oberfläche. Er ist mit einem Konus in den wassergekühlten Zylinderkopf eiugepasst, so dass er gekühlt wird. Der ,gedrosselte Ver- bindiuvgskana-1 3 ist schräg zur Zylinderase durch ihn hindurch geführt und mündet in die Kammer 2, die am Zylinderkopf an der Seite angeordnet ist.
Der Einsatz 2:ss besitzt Bahrungen für die Ladekammer 7 und ihre Verbindungskanäle mit dem Kanal 3, der zwischen .den Mündungen 4 und ,6 der beiden Kanäle verengt ist. Die Kammer 2 ist mit einem Futter aus hitzebeständigem ivlaterial ausgekleidet, das .durch :die Verschraubung ?4 mit der Zündkerze 25 festgeklemmt und abgeschlossen ist.
Die Zufuhr des Brennstoffes zu der Lade kammer 7 ist durch das Nadelventil 26 ge- steuert, welches durch den Doppelhebel 29 gegen die Feder 27 in dem Deckel 28 von seinem Ventilsitz im Einsatz 23 angehoben wird. Der Zapfen 30 dieses Hebels 29 ist durch exzentrische Lagerung zwecks Rege lung der Brennstoffzufuhr auf- und nieder bewegbar.
Die Bewegung des Hebels 29 geschieht von der Nabe des Saugventilhebels 31 aus mittels der Verbindungsstange 32. Die Brennstoffzuleitung erfolgt durch die Lei tung 33.
Der Ventilsitz des Nadelventils könnte auch ein besonderes Stück bilden und in den Einsatz 23 eingesetzt sein. Dieser könnte auch mit einem Sitz ausserhalb des Verbin dungskanals im Deckel abgedichtet sein.