Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung flüssiger Treibstoffe für den Betrieb " von Verbrennungskraft-Kolbenmaschinen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung flüssiger Treibstoffe für den. Betrieb von Verbren nungskraft - Kolbenmaschinen, insbesondere von Vergaser-Maschinen, sogenannten Otto Motoren, die gewöhnlich mit leichten Treib stoffen, wie Benzol oder Benzin, betrieben werden, und die nach der Erfindung auch mit schweren, höher siedenden Ölen aus der Erdöl- und Steinkohlendestillation wie Gasöl,
Paraffinöl gespeist werden sollen.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den Weg für den Bau kleiner, schnell. laufen der Verbrennungskraftmaschinen zu. ebnen, die das geringe Gewicht and billige Trieb werk des Otto-Motors und den niedrigen Treibstoffverbrauch des Dieselmotors auf weisen, und will bei Motoren mit Fremd zündung die Verbrennung minderwertiger, wenig klopffester und schwersiedender Treib stoffe eimöglichen;
auch soll bei Motoren mit Selbstzündzuig minderwertiger und wenig zündwilliger Treibstoff verwendet werden können und durch günstige Gestaltung des Brennvorganges ein geringeres Druckanstiegs verhältnis als bei dem üblichen Diesel motor erreicht
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werden, - so dass schneller laufende Dieselmotoren als bisher mit leich terem, billigem Triebwerk gebaut werden können.
Bekannt ist es, schwersiedenden Treib stoff durch pyrogene Zersetzung aufzuberei ten, nämlich sein molekulares Gefüge unter Anwesenheit von Luft aufzuspalten. Dazu, wurde der Treibstoff vor dem Einsbringen in die Maschine angewärmt, teilweise oder voll ständig in Anwesenheit von Luft, verdampft.
Gegenüber bekannten Aufbereitungsmass nahmen, denen manche der angedeuteten Mängel anhaften, besteht das erfindungs- gemässe Verfahren darin, dass bei Verbren nungskraftmaschinen der Treibstoff auf seinem Wege zum Verbrennungsraum auch während der Zeit zwischen zwei Einspritzun gen unter Druck gehalten wird,
und zwar unter einem Druck von mindestens 10 atü und in seiner filüssigen Phase durch vom Verbrennungsraum des Arbeitszylinders aus gehende Wärme auf eine Temperatur von mindestens 450 C vorgeheizt und so für einen Crackvorgang vorbereitet wird,
worauf der Treibstoff bei seinem Eintritt in den Ver- brennungsraumdurch plötzlichen Druckabfall in dampfförmigen Zustand überführt wird und dabei der Crackvorgang erfolgt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Verschiedene Ausführungsbei- spieleder Einrichtung -gemäss der Erfindung sind in :der beiliegenden Zeichnung darge stellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine gesamte Treibstoffumwand- lungseinriehtung im Schema, Fig. 2 ein Dampfspannungs-Diagramm, Fig. 3 den Druckverlauf in der Einspritz- leitung, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Treib- stoffumwandler dieser Einrichtung,
Fig. 5 eine andere A-Lwführung des Treib stoff umwandlers und Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausfüh rung des Treibstoffumwandlers.
Eine Einspritz-P;lungerpumpe 23, 26 ist über das Rüekschlagventil 24 mit der Treib stoffzuleitung 22 verbunden. Die Treibstoff zuleitung 22 führt zum Treibstoffumwandler 8 mit dem zugehörigen Traggehäuse 16. Die Piunpe wird durch einen. drehenden Antriebs nocken 28' betrieben. Sie wird mit beliebiger Steuerring auf einen Maximaldruck einge stellt, der etwa 5 bis 10 Atmosphären über dem im Zeitpunkt der Einspritzung im Arbeitszylinder herrschenden Innendruck liegt.
Während nun üblicherweise hohe Ab spritzdrücke in der Leitung vor dem Brenn stoffaustritt benötigt werden, um die Förder menge zu zerstäuben, sind bei der Erfindung wegen der Bereitschaft des hocherhitzten und gecrackten Brennstoffes, der teilweise sofort nach Öffnung des Brennstoffventils ver dampft, keine höhere Drucksteigerung als etwa 5-10 at über dem. Zylindergegendruck erforderlich. Daraus folgt, dass bei sonst gleichen Bemessungsgrössen der Plunger- durchmesser grösser, der Hub kleiner gehal ten werden kann.
Dadurch kann der Anstieg des Pumpennockens 28' wesentlich flacher gehalten werden als er bei einer normalen Einspritzdüse sein muss, bzw. es kann eine Exzenterpumpe verwendet werden. Der sanfte Anstieg des Pumpennockens 28' ermöglicht höhere Drehzahlen, was insbesondere bei Zweitakt-Motoren von Bedeutung ist.
Als weitere Betriebsmittel können handgesteuerte oder auf Druckschwankungen selbsttätig an sprechende Regler (rieht gezeichnet) zum Zu sammenwirken mit dem Pumpenantrieb in den Treibstoffstrom von der Pumpe zum Treibstoffumwandler 8 eingeschaltet sein.
Der Treibstoffuinwandler 8, der mit sei nem vordern, von Wärme aufnehmenden Ileizrippen 8' ummantelten Teil in den Ar beitszylinder 10, 20 des Motors hineinragt, weist einen Aufbereitungsraum 7 mit grosser Oberfläche auf, der sich in der Längsrichtung des Treibstoffumwandlers und in der Strö mungsrichtung erstreckt. In seinem Inhalt entspricht der Aufbereitungsraum 7 etwa der bei jedem Arbeitsspiel in den Zylinder 10 ein zuspritzenden flüssigen Treibstoffmenge.
Er erstreckt sich von der Düsenmündung DZ bis zum Gehäuse 16, weil nur dieser Teil aufge heizt werden kann. Der Aufbereitungsraum ist weiter über Verbindungskanäle im Treib- stoffumwandler über dem Teil 50 mit der Leitung 22 verbunden.
Die Masse der Um mantelung 8 ist so bemessen, dass sie min destens die zur Aufbereitung der Treibstoff menge für ein Arbeitsspiel erforderliche Wärme aufzuspeichern vermag. Die dem Ver brennungsraum zugekehrte Aussenoberfläche der Ummantelung .des Aufbereitzulgsraumes 7 ist im Verhältnis zu der dem Treibstoff zu gekehrten innern Oberfläche des Aufberei tungsraumes so bemessen, dass bei allen Be triebsbedingungen die von der Aussenober fläche der Ummantelung aus den Verbren nungsgasen aufgenommene Wärmemenge cs eich der zur Aufbereitung des Kraftstoffes erforderlichen Wärmemenge ist.
Ein in der Düsenmündung 18 des Treib- stoffumwandlers 8 sitzendes Ventil 12, das hier, da für flache Verbrennungsräume ge plant, als kegeliges Rückschlagventil ausge bildet ist und mit einer Spindel 13, Schrau benfeder 14 und Stellschraubenmutter 15 versehen ist, ragt in das im Zylinderdeckel 20 der Maschine sitzende Gehäuse 16 hinein. Die Feder 14 hält normalerweise das Ventil in der Schliesslage. Bei die Federkraft überstei gendem Druck im Aufbereitungsraum 7 wäh rend der Zeit der Brennstoffeinspritzung, öffnet sich das Ventil.
Der Treibstoff in .der Pumpenleitung 22 und im Aufbereitungsraum 7 steht unter einem dauernd anhaltenden Druck, der grösser ist als der der jeweiligen Temperatur ent- sprechende Dampfdruck. Durch .gesteigerten Druck wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich, der im I; mwandler 8 unter Druck und Wärme für < len Crackvorgang aufbereitete flüssige Treib stoff in den Motorzylinder 10 eingespritzt.
Der Treibstoffiunwandler selbst nimmt zwischen seiner Mündung und der Treibstoff- zitleitung 22 verschiedene Temperaturen an. Durch seine besondere bauliche Ausbildung wird erreicht, dass die Treibstoffmengen, die sich innerhalb der einzelnen Stellen der Düse befinden, verschieden gross sind.
Ein schma ler Brennstoff-Film wird nur in dem Auf bereitungsraiün 7 vorgesehen, da hier die schnelle und hohe Aufheiziulg erfolgen soll, während in den übrigen Stellen des Treib stoffumwandlers und der Leitung der Brenn stoff in dicken Schichten, entsprechend der Ausbildung der Räume, vorhanden ist.
Zwischen dem an der Einspritzpumpe 23 befindlichen Rückschlagventil 24 und der Mündung des Tr eibstoffumwandlers wird in der Zeit zwischen den Einspritzperioden durch die Elastizität und infolge Luftab- scheidung ein höheres Druckniveau gehalten, als es bei normalen Einspritzsystemen der Fall ist.
Während der Treibstoffumwandler 8 nach Fig. 4 an seiner Düsenmündung 18 zwischen den Einspritzzeiten durch ein Kegelventil 12 geschlossen ist, das sich nach Überwindung der Federkraft 14 durch den Treibstoffdruck öffnet, dient bei dem Treibstoffumwandler nach Fig. 6 ein in den Düsenmantel 42 einge- passtes schlankkegeliges Kegelventil 43 als Verschluss, das mit dem Düsenmantel 42 einen spitzwinkligen Ringspalt bildet.
Der aufbereitete Treibstoff tritt durch diesen Ringspalt von selbst aus der Düse in den Arbeitszylinder 10, nachdem sich der Ein- spritzdruck entsprechend erhöht hat. Es be wegt sich dabei der Teil 43 zurück.
Für das Anfahren des erkalteten und von neuem in Betrieb zu setzenden Motors und für Teillastbetrieb sind die Rippen des Treib- stoffumwandlers bei seiner in Fig. 5 gezeig ten Ausführungsform mit einer elastischen Widerstandshilfsheizung, zum Beispiel Dräh- ten, 35, 35' ausgerüstet. Es könnten auch Spiralen da sein.
Mit Vorteil kann der Treibstoffumwandler mit seinem Aufbereitungsraum 7 im beheiz ten Teil gegen die übrigen Teile durch Zwi- schenschaltung einer Wärmedämmung (Iso lierschicht) oder mehrere Wärme-Drossel- Stellen (Einschnürungen der Verbindungs teile) geschützt sein. Hier sind Isolierschich ten 44, 44' zwischen die beheizten Teile und andere Teile geschaltet.
Es können aber auch Drosselstellen im einen Verbindungsteil bil denden Schaft 47 der Ventilspindel 43 vor handen sein, wobei diese Drosselstellen durch kleine Bohrungen gebildet werden, die den Mantelraum 50 mit der Zufuhrleitung 51 ver binden und,die eine Verkleinerung des Quer schnittes von 47 bilden.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Aufbereitungseinrichtungen kann in einem Dampfspannungsdiagramm veranschaulicht werden. Solche Kurven kennzeichnen, wie be kannt, die zusammengehörigen Werte von Druck und Siedetemperatur bei Flüssigkeiten.
In üblicher Weise sind auch in der Fig. 2 die Temperaturen auf der Abszisse aufge tragen, wogegen auf der Ordinate die Drücke im logarithmischen Massstab eingetragen wer den. Bei den meisten bisher untersuchten Kohlenwasserstoffen ergibt sich bei dieser Wahl der Massstäbe für die Dampfspannungs- kurve eine Linie,
die ungefähr als eine schnig aufsteigende _ Gerade angesprochen werden <B>A</B> kann. Die Steigung dieser Geraden zur Abszisse ist, je nach Art .der unter suchten gohlenwasserstoffe, verschieden. In der Fig. 2 sind zwei solcher Dampfspan- nungskurven eingezeichnet.
Die Gerade x stellt eine Dampfspannungskurve für Rohöle dar, die Gerade y eine solche für Benzine. Es sind dies die Grenzkurven zwischen der flüs sigen und der dampfförmigen Phase des Treibstoffes. Alle Zustandspunkte oberhalb der für den betreffenden Treibstoff geltenden Linie gehören der flüssigen Phase an, alle Zu standspunkte unter dieser Linie gehören der dampfförmigen Phase an.
Der Darstellung in Fig.2 liegt die Ab sicht zu Grunde, in möglichst deutlicher Form die Phasenänderung zu veranschau- lichen, die sich ergibt, sobald man bei einer bestimmten Temperatur den Druck, unter dem die Flüssigkeit steht, absenkt. Es wurde dabei das unmittelbar Anschauliche stärker zum Ausdruck gebracht als die massstäblich richtige Eintragung der Linien.
Aus diesem Grunde entsprechen die aus der Figur mass stäblich ablesbaren Werte nicht genau den wirklichen Verhältnissen. Das gilt sowohl für die Temperatur als-auch für den Druck. E s entspricht daher der eingezeichnete Punkt A hinsichtlich der ablesbaren Zahlenwerte nicht genau dem Zustand des Brennstoffes un mittelbar.
vor der Einspritzung. Auch bei Einzeichnung des Punktes B wurde vor alem angestrebt, es deutlich zu machen, dass man auch bei den schwerer siedenden Rohölen Druckabsenkungen vornimmt, die schon ziem lich weit in das Gebiet des überhitzten Dampfes führen. Es musste daher bei der Darstellung in dem einen wie im andern Falle darauf verzichtet werden, den Brenn stoffzustand unmittelbar vor und unmittelbar nach .
der Einspritzung massstäblich genau richtig anzugeben, um den Sinn der Mass nahme auch zeichnerisch deutlicher hervor treten zu lassen.
Geht man zum Beispiel von Punkt A bei hoher Temperatur in extrem kurzer Zeit auf Punkt B, das heisst auf einen Druck, der unterhalb des Dampfdruckes liegt, dann be- wirkt der plötzliche Übergang von der flüssi- gen in die dampfförmige Phase,
welch letztere einen um ein Vielfaches grösseren Raum beansprucht, ein Zerreissen des Treib stoffes durch dessen innere Energie und so eine wesentlich feinere Zerteihmg des Treib- stoffes,
als sie bei dem üblichen Zerstäu- bungsvorgang an der Mündung normaler Einspritzdüsen mit Hilfe hoher Geschwindig keit und durch den Einfluss des Düsenrandes erzielt werden kann.; es werden aber auch geringere Abspritzdrücke benötigt.
Der in Fig. 3 gezeigte Druckverlauf in der Einspritzleitung 22 ist mit einem Kathoden- strahl-Oszillographen bei der Düse nach Fig. 4 im Hohlraum des Düsenträgers 16 auf genommen. Aus dem Diagramm ist zu er sehen, dass der -unter einem Vordruck von etwa 10 atü stehende Treibstoff unter dem Einfluss der Kolbenbewegung der Einspritz pumpe zunächst auf den Abspritzdruck ge bracht wird und dann der Treibstoff mit auf 20 bis 60 atü gesteigertem Druck eingespritzt wird.
Die Einspritzung erfolgt ziemlich bald nach Kompressionsbeginn, so dass der Druck im Zylinder noch recht niedrig ist und etwa nur 2 bis 3 atü beträgt. Es ist aber auch möglich, die Einspritzung bei höheren Zylin derdrücken durchzuführen. Nach Beendigung des Pumpenhubes stellt sich der Druck im Treibstoffumwandler und der Zuleitung wie der auf den .früheren Vordruck ein.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Brennstoff auf dem Weg zum Verbrennungsraum auch zwischen zwei Einspritzungen auf Überdruck gehalten, der hier etwa 10 atü beträgt und mindestens 10 atü betragen soll.
Der Treibstoffumwandler 8, das heisst der Teil, der in den Zylinder hineinragt, hat die Aufgabe, den heissen Verbrennungsgasen im Brennraum so viel Wärme zu entziehen, als zur Aufbereitung des Treibstoffes erforder lich ist. Die Temperatur des Brennstoffes muss dabei eine solche Höhe erreichen (450 bis 600 , also mindestens 450 C), dass die durch einen Crackvorgang bewirkte chemische Um wandlung, das Spalten der Moleküle, ein treten kann.
Zu diesem Zweck wird der Teil 8 so im Verbrennungsraum angeordnet, dass er nach dem Einleiten der Zündung von den in starker Wirbelung befindlichen heissen Gasen umspült wird, wobei die vergleichs weise grossen Oberflächen die Wärme auf nehmen und bei hoher Temperatur speichern. Die Wärmeableitung -wird möglichst gedros selt, wie bereits beschrieben.
Der Spaltraum I der Brennstoffdüse ist mit flüssigem und dampfförmigem Treibstoff gefüllt. Der Brennstoff heizt sich an der relativ grossen Oberfläche der Düse auf. Wie beschrieben, wird ein Überdruck des im Raum befindlichen Brennstoffes auch während der Zeit zwischen zwei Einspritzungen aufrecht erhalten, und zwar wird dabei, wie Fig.3 zeigt, das Druckniveau der Düse auf etwa 10 atü gehalten, um die Verdampfungstempe- ratur zu steigern.
Der Druck soll mindestens 10 atü betragen. Unter dem Einfluss der hohen Temperatur und des plötzlichen Druck abfalles beim Eintritt in den Verbrennungs- raum spalten sich beim auftretenden Crack- #,#organg die langen Moleküle des Rohöls oder Grasöls in kleinere Paraffin- und Olefin- Moleküle. Es können aber bei besonders hohen Temperaturen Doppelbindungen., Polymeri- sation und Dehydrierung auftreten.
Durch die Wahl der Oberflächengrösse und des Druckniveaus sind .deshalb die Vor aussetzungen dafür zu schaffen, auch klopf freudige Benzine für diese Motoren zu ver wenden.
Mit einsetzender Kraftstoffördening ver lässt der im Spaltraum aufbereitete Kraft stoff die Düse, und zwar unter einem Druck, der in der Regel bei der Verwendung von Dieselöl und Petroleum 60 atü übersteigt, bei Verwendung von Benzin unter dieser Druck höhe bleibt.
Der in Fig. 3 dargestellte Driicklinienver- lauf in der Treibstoffdüse zeigt, dass unmit telbar vor Beginn des Einspritzens zufolge der Massenträgheit Druckspitzen auftreten, und dass die Verzögerung der Schliessbewe gung im Düsenabschluss und zufolge der dynamischen Vorgänge in der Leitung eine Unterdruckspitze ergibt. Der Einspritzdruck ist mit P bezeichnet.
Method and device for processing liquid fuels for the operation "of internal combustion piston engines. The present invention relates to a method for processing liquid fuels for the operation of internal combustion engines - piston engines, in particular carburetor machines, so-called Otto engines, which are usually be operated with light propellants such as benzene or gasoline, and according to the invention also with heavy, higher-boiling oils from petroleum and hard coal distillation such as gas oil,
Paraffin oil should be fed.
The invention aims to pave the way for building smaller, faster. run to the internal combustion engines. level, which show the low weight and cheap power plant of the Otto engine and the low fuel consumption of the diesel engine, and wants to make possible the combustion of inferior, low-knock-resistant and high-boiling fuels in engines with spark ignition;
also in engines with self-igniting inferior and less ignitable fuel can be used and achieved a lower pressure increase ratio than with the usual diesel engine through a favorable design of the combustion process
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- so that faster-running diesel engines can be built with lighter, cheaper engines than before.
It is known to prepare high-boiling propellants th through pyrogenic decomposition, namely to split its molecular structure in the presence of air. For this purpose, the fuel was warmed up before being introduced into the machine, partially or completely evaporated in the presence of air.
Compared to known treatment measures, which have some of the deficiencies indicated, the method according to the invention consists in that in internal combustion engines the fuel is kept under pressure on its way to the combustion chamber even during the time between two injections,
namely under a pressure of at least 10 atm and in its liquid phase is preheated to a temperature of at least 450 C by the heat from the combustion chamber of the working cylinder and is thus prepared for a cracking process,
whereupon the fuel, when it enters the combustion chamber, is converted into a vaporous state by a sudden drop in pressure, and the cracking process takes place.
Another object of the invention is a device for performing this method. Various exemplary embodiments of the device according to the invention are shown in the accompanying drawing.
1 shows a schematic diagram of an entire fuel conversion device, FIG. 2 shows a vapor tension diagram, FIG. 3 shows the pressure curve in the injection line, FIG. 4 shows a longitudinal section through the fuel converter of this device,
Fig. 5 shows another A-Lwführung of the propellant converter and Fig. 6 shows another modified Ausfüh tion of the fuel converter.
An injection pump 23, 26 is connected to the fuel supply line 22 via the check valve 24. The fuel supply line 22 leads to the fuel converter 8 with the associated support housing 16. The Piunpe is through a. rotating drive cam 28 'operated. It is set to a maximum pressure with any control ring, which is about 5 to 10 atmospheres above the internal pressure prevailing in the working cylinder at the time of injection.
While high injection pressures are usually required in the line before the fuel outlet in order to atomize the delivery amount, in the invention there is no higher pressure increase than due to the readiness of the highly heated and cracked fuel, which partially evaporates immediately after opening the fuel valve about 5-10 at above that. Cylinder back pressure required. It follows from this that with otherwise the same dimensions, the plunger diameter can be larger and the stroke smaller.
As a result, the rise of the pump cam 28 'can be kept much flatter than it has to be with a normal injection nozzle, or an eccentric pump can be used. The gentle rise of the pump cam 28 'enables higher speeds, which is particularly important in two-stroke engines.
As further operating resources, manually controlled or automatically responding to pressure fluctuations to speaking controllers (drawn right) to interact with the pump drive in the fuel flow from the pump to the fuel converter 8 can be switched on.
The propellant converter 8, which protrudes with its front, heat-absorbing Ileizrippen 8 'covered part in the work cylinder 10, 20 of the engine, has a processing space 7 with a large surface, which is in the longitudinal direction of the fuel converter and in the flow direction extends. The content of the preparation space 7 corresponds approximately to the amount of liquid fuel to be injected into the cylinder 10 during each work cycle.
It extends from the nozzle orifice DZ to the housing 16, because only this part can be heated up. The treatment space is also connected to the line 22 via connection channels in the fuel converter via the part 50.
The mass of the casing 8 is dimensioned so that it is able to store at least the amount of heat required to prepare the fuel for a work cycle. The outer surface of the casing facing the combustion chamber of the preparation chamber 7 is dimensioned in relation to the inner surface of the preparation chamber turned towards the fuel so that under all operating conditions the amount of heat absorbed from the combustion gases by the outer surface of the casing is calibrated is the amount of heat required to process the fuel.
A valve 12 seated in the nozzle orifice 18 of the fuel converter 8, which here, as planned for flat combustion chambers, is designed as a conical check valve and is provided with a spindle 13, screw spring 14 and adjusting screw nut 15, protrudes into the cylinder cover 20 housing 16 seated in the machine. The spring 14 normally holds the valve in the closed position. When the spring force overstei lowing pressure in the preparation chamber 7 during the time of fuel injection, the valve opens.
The fuel in the pump line 22 and in the processing space 7 is under a constant pressure which is greater than the vapor pressure corresponding to the respective temperature. As can be seen from FIG. 3, the pressure in the I; Converter 8 under pressure and heat for <len cracking process processed liquid fuel is injected into the engine cylinder 10.
The fuel converter itself assumes different temperatures between its mouth and the fuel line 22. Due to its special structural design, it is achieved that the quantities of fuel that are located within the individual points of the nozzle are of different sizes.
A narrow fuel film is only provided in the preparation area 7, since the fast and high Aufheiziulg should take place here, while in the other places of the propellant converter and the line of fuel in thick layers, according to the design of the rooms, available is.
Between the check valve 24 located on the injection pump 23 and the mouth of the active substance converter, a higher pressure level is maintained than is the case with normal injection systems in the time between the injection periods due to the elasticity and air separation.
While the fuel converter 8 according to FIG. 4 is closed at its nozzle opening 18 between the injection times by a cone valve 12, which opens after the fuel pressure has overcome the spring force 14, the fuel converter according to FIG. 6 uses a nozzle that fits into the nozzle jacket 42 Slender conical cone valve 43 as a closure which forms an acute-angled annular gap with the nozzle jacket 42.
The processed fuel passes through this annular gap by itself from the nozzle into the working cylinder 10 after the injection pressure has increased accordingly. The part 43 moves back.
In the embodiment shown in FIG. 5, the ribs of the fuel converter are equipped with an elastic auxiliary heating element, for example wires 35, 35 ', for starting up the engine that has cooled down and restarted and for partial load operation. There could also be spirals.
Advantageously, the fuel converter with its processing chamber 7 in the heated part can be protected against the other parts by interposing thermal insulation (insulating layer) or several heat throttling points (constrictions of the connecting parts). Here Isolierschich th 44, 44 'are connected between the heated parts and other parts.
But there can also be throttling points in a connecting part bil Denden shaft 47 of the valve spindle 43 before hand, these throttling points are formed by small bores that connect the jacket space 50 with the supply line 51 and that form a reduction in the cross section of 47.
The mode of operation of the treatment devices described can be illustrated in a vapor tension diagram. As is known, such curves characterize the related values of pressure and boiling temperature in liquids.
In the usual way, the temperatures on the abscissa are also shown in FIG. 2, whereas the pressures on the ordinate are entered on a logarithmic scale. For most of the hydrocarbons investigated so far, this choice of scales for the vapor tension curve results in a line,
which can roughly be addressed as a snappy ascending straight line <B> A </B>. The slope of this straight line to the abscissa is different, depending on the type of hydrocarbons examined. Two such steam voltage curves are shown in FIG.
The straight line x represents a vapor tension curve for crude oils, the straight line y one for gasoline. These are the boundary curves between the liquid and the vapor phase of the fuel. All state points above the line applicable to the fuel in question belong to the liquid phase, all to standpoints below this line belong to the vapor phase.
The illustration in FIG. 2 is based on the intention of illustrating in the clearest possible form the phase change that occurs as soon as the pressure under which the liquid is at a certain temperature is lowered. What was immediately vivid was expressed more strongly than the correct scale entry of the lines.
For this reason, the values that can be read to scale from the figure do not exactly correspond to the real conditions. This applies to both the temperature and the pressure. E s therefore the drawn point A does not correspond exactly to the state of the fuel in terms of the readable numerical values.
before injection. Even with the drawing of point B, the main aim was to make it clear that pressure reductions are also carried out with the heavier boiling crude oils, which lead quite far into the area of superheated steam. It was therefore necessary to dispense with the representation in one case as in the other, the fuel state immediately before and immediately after.
of the injection to the correct scale in order to make the sense of the measure more clearly visible in the drawing.
For example, if you go from point A at high temperature to point B in an extremely short time, that is to say to a pressure that is below the vapor pressure, then the sudden transition from the liquid to the vapor phase causes
which latter takes up a much larger space, a tearing of the fuel by its internal energy and thus a much finer division of the fuel,
than it can be achieved with the usual atomization process at the mouth of normal injection nozzles with the aid of high speed and the influence of the nozzle edge .; but lower injection pressures are also required.
The pressure profile shown in FIG. 3 in the injection line 22 is recorded with a cathode ray oscilloscope in the nozzle according to FIG. 4 in the cavity of the nozzle carrier 16. The diagram shows that the fuel, which is under a pre-pressure of around 10 atmospheres, is first brought to the injection pressure under the influence of the piston movement of the injection pump and then the fuel is injected at a pressure increased to 20 to 60 atmospheres.
The injection takes place fairly soon after the start of compression, so that the pressure in the cylinder is still quite low and is only around 2 to 3 atmospheres. But it is also possible to carry out the injection at higher cylinder pressures. After the end of the pump stroke, the pressure in the fuel converter and the feed line adjusts itself to the previous pre-pressure.
As FIG. 3 shows, the fuel on the way to the combustion chamber is also kept at overpressure between two injections, which here is approximately 10 atmospheres and should be at least 10 atmospheres.
The fuel converter 8, that is, the part that protrudes into the cylinder, has the task of extracting as much heat from the hot combustion gases in the combustion chamber as is required for processing the fuel. The temperature of the fuel must reach such a level (450 to 600, i.e. at least 450 C) that the chemical conversion caused by a cracking process, the splitting of the molecules, can occur.
For this purpose, the part 8 is arranged in the combustion chamber in such a way that, after the initiation of ignition, the hot gases in strong turbulence wash around it, the comparatively large surfaces absorbing the heat and storing it at a high temperature. The heat dissipation is reduced as much as possible, as already described.
The gap I of the fuel nozzle is filled with liquid and vaporous fuel. The fuel heats up on the relatively large surface of the nozzle. As described, an overpressure of the fuel in the room is maintained during the time between two injections, namely, as FIG. 3 shows, the pressure level of the nozzle is kept at about 10 atmospheres in order to increase the evaporation temperature.
The pressure should be at least 10 atmospheres. Under the influence of the high temperature and the sudden drop in pressure when entering the combustion chamber, the long molecules of the crude oil or grass oil split into smaller paraffin and olefin molecules when the cracking process occurs. However, double bonds, polymerization and dehydrogenation can occur at particularly high temperatures.
The selection of the surface size and the pressure level must therefore create the conditions for the use of knock-friendly petrol for these engines.
With the onset of fuel flow, the fuel processed in the gap leaves the nozzle under a pressure that usually exceeds 60 atm when using diesel oil and petroleum, and remains below this pressure when using gasoline.
The pressure line in the fuel nozzle shown in FIG. 3 shows that pressure peaks occur immediately before the start of injection due to inertia, and that the delay in the closing movement in the nozzle closure and as a result of the dynamic processes in the line results in a negative pressure peak. The injection pressure is denoted by P.