Verfahren zuin Betriebe von Zweitakt-Verbrennungskraftinaschinen fär flüssige Brennstoffe.. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren zum Betriebe von Zweitakt-Verbren- nungskraftmaschinen <B>für</B> flüssige Brennstoffe, bei welchen der Brennstoff, im flüssigen Zu stand in den Arbeitszylinder eingeführt, dabei fein verteilt Lind mit der Verbrennungsluft gemischt wird, worauf das Gemisch während der Kompression durch eine besondere Zünd-. einrichtLing entzündet wird.
Bei Zweitakt-Verbrennungsmotoren für flüssige Brennstoffe bestehen ganz allgemein grosse Schwierigkeiten hinsichtlich -der Ge mischbildung, welche wesentlich mit dazu bei tragen, dass das maschinentechnisch an sich sehr vorteilhafte Zweitaktverfahren gerade bei derartigen Motoren gegenüber dem Viertakt weitaus weniger zur Anwendung gelangt.
Die bei Zweitaktmotoren meist übliche Art, einen Vergaser zwischen Spülpumpe und Arbeitszylinder anzuordnen, ist mit allerhand Nachteilen verknüpft, vor allein führt sie zu Brennstoffverlusten während der Spülung, da das fertige Gemisch zur Austreibung der ver brannten Gase benutzt wird und ein Ent- weichen eines Teils dieses Gemisches durch den Auspuff nicht zu vermeiden ist.
Ander seits ist bei Einführung des Brennstoffes in den Arbeitszylinder die zur Verdampfung und M, ischung mit der Verbrennungsluft verfüg bare Zeit verhältnismässig kurz, so dass die Zündfähigkeit des Gemisches, namentlich bei stark wechselnderBelastung, in Frage gestellt ist.
Man hat deshalb auch versucht, die Bil dung eines zündfäliigen Gemisches bei Ma schinen der in Frage kommenden Art durch Anordnung glühender Prallflächen im Zylinder zu erleichtern.<B>'</B> Derartige Maschinen weisen aber eine Reihe von Eigenschaften auf, welche ihrer allgemeinen Verwendung hinderlich im Wege stehen, so dass sie in der Regel nur dort am Platze sind, wo es auf genaue Regel fähigkeit, geringen Brennstoffaufwand und dergleichen weniger ankommt als auf geringe Empfindlichkeit hinsichtlich der Wartung und der Art des Brennstoffes.
Gemäss vorliegender Erfindung werden die Brennstoffverluste, welche die Anordnung von Vergasern bei Zweitaktmaschinen mit sich bringt, dadurch vermieden, dass der Breiiii- stoff in fein vErteiltem Zustande erst im Ar beitszylinder mit der Verbrennungsluft ge mischt wird und dass mindestens ein ge ringer Teil Frischluft bereits in den Arbeits zylinder gelangt ist, bevor die Einführung des Brennstoffes beginnt, die ihrerseits, von dem sich nach der Einführung des Brennstoffes bildenden Gemisch vor sieh hergetrieben, zur Ausstossung der verbrannten Gase dient.
Uni hierbei ohne Anwendung glühender Flächen in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit zwischen Einspritzbeginn und Zündung ein zündfähiges Gemisch zu erzielen, ist es nötig, eine sehr innige Mischung des Brennstoffes und der Verbrennungsluft herbeizuführen.
Dies wird dadurch erreicht, dass der Brenii- stoff in eine im Arbeitszylinder rotierende Luftladung eingespritzt wird. Die Rotations bewegung der Luft wird. dadurch erzeugt, dass die Spülluft durch die auf dein Umfang des Zylinders angeordneten Schlitze nicht radial, sondern in Richtung einer Sehne (an- näherndtangential) einströmt.
Untersuchungen haben ergeben, dass derartig-eingeführte Spül luft ihre kreisende Bewegung atieli nach Ab- schluss der Schlitze während der Koinpression und selbst der darauffolgenden Verbrennung beibehält. Diese Erscheinung wird also erfin dungsgemäss dazu benutzt, um trotz der sehr kurzen zur Verfügung stehenden Zeit eine in nige Mischung des Brennstoffes mit der Ver brennungsluft herbeizuführen.
Dabei ergibt sich der grot.)e Vorteil, dass keinerlei beson dere Einrichtungen und auch kein besonderer Eriergieauf wand zur Ei rzeugung <B>d</B> er Rotations bewegung der Verbrennungsluft notwendig ist, da, wie die Erfahrung zeigt, die<B>Spül-</B> widerstände bei in Richtung einer Sehne ein strömender Luft nicht grösser werden als bei radialem Einströmen, während die Güte der Ausspülung wahrscheinlich noch verbessert wird.
<B>.</B> Gegenüber bekannten Anordnungen, bei welchen der Brennstoff in Sehnenrichtung in eine ruhende Luftladung eingespritzt wird und diese dadurch zur Rotation bringen soll, hat die neue Anordnung den grossen Vorteil, dass die ganze Luft schon bei Beginn der Einspritzung in heftigster Rotationsbewegung sieh befindet und nicht erst durch den Brenn stoff selbst beschleunigt züi werden braucht.
Besonders geeignet für die Durchführung des neuen Getnischbildungs-Verfabrens sind Zweitaktgegenkolbenmasehinen, sowohl wegen der bei diesen Maseliinen ermöglichten guten Ausspülung, als auch wegen des glatten, einem langen Anhalten der Luftrotation dien- lieben Verlaufs der Wandun-,en des Verbren- nungsraunies. Das Verfabren kann aber aueh bei Einkolbeuniaschinen verwendet werden, wenn dieselben Spülkränze besitzen,
bei denen die Einführung der Luft in Richtung einer Sehne zulässig ist. Als Ausführungsbeispiele des nach dein Verfahren gemäss der Erfindung zu betreibenden Motors sind zur beispiels weisen Erläuterung des Verfahrens auf der Zeichnung Motore init zwei sich gegenläufig bewegenden Kolben in jedem Zylinder dar gestellt.
Die Fig, <B>1</B> und<B>5</B> bis <B>7</B> zeigen Längs schnitte durch Zweitakt-euenkolbenniaschinen Vorliegender<B>Erfindung;</B> Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Spül- schlitzkranz; Fig. <B>3</B> und 4 sind Zylinderquerschnitte an der Einspritzstelle; Fig. <B>8</B> ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine in der Gegend des Spülkranzes Fig. <B>9</B> ist ein Querschnitt durch den Spül kranz;
Die Fi <B>g. 10</B> und <B>11</B> zeigen Druckvolumen- Diagramme der nach dein neuen Verfahren arbeitenden 31a,#chinen.
In den Figuren bedeuten: <B>1</B> den Arbeitszylindeil, der von der<B>Spül-</B> luft in Sehraubenlinien durchströmt wird, 2 die in Richtungen von Selmen verlaufenden Spülschlitze,<B>3</B> den Spülluftbehälter, 4 das Einspritzorgan,<B>5</B> die Brennstoffzuleitung,<B>6</B> die Zündkerze,<B>7</B> die Auspuffschlitze,<B>8</B> den Auspuffbehälter,<B>9</B> und,<B>10</B> die beiden Arbeits kolben, von denen der Kolben<B>9</B> die Spill- schlitze und der Kolben<B>10</B> die Auspuffselilitze steuert.
Die Luftbewegung ist durch die ein- gezeichneten Spiralpfeile ersichtlich gemacht, die AUSpuffgase sind durch sich kreuzende Striche angedeutet.
Fig. <B>1</B> zeigt eine normale Ausführung der neuen Maschinenart. Brennstoffdüse 4 und Zündkerze<B>6</B> sind in der Wand des in der Mitte des Zylinders<B>1</B> gelegenen Verbren nungsraumes angeordnet. Der Spülschlitzkranz ist, wie Fig. 2 ei-sehen lässt, in bei Diesel motoren bekannter Weise so ausgebildet, dass die Spülluftkanäle 2 in Richtung einer Sehrie in den Zylinder münden, so dass die ein strömende Luft in Rotation gerät.
Nach Fig. <B>3</B> wird der Brennstoff in Ge stalt eines Streukegels senkrecht zu den rotie renden Luftmassen eingespritzt, so dass sich die ganze rotierende Luftmenge mit Brenn stoff sättigen kann.
Nach Fig. 4 wird der Brennstoff in der Richtung einer Schrie, der Drehrichtung der Luft entgegen, eingeführt, wodurch sich eben falls eine gleichmässige Verteilung von Brenn stoff und Luft erzielen lässt.
Nach Fig. <B>5</B> wird der Brennstoff, in ach- sialer Richtung der einströmenden Luft ent gegen gerichtet, eingespritzt. Dieses ist nament- lieh darin von Vorteil, wenn die Brennstoff einspritzung schr früh,<B>d. b.</B> möglichst bald nach Eröffnung der Spülsehlitze, durch den Kolben<B>9</B> erfolgen soll, da nicht so leicht Brennstoff mit dem Spülluftüberschuss in den Auspuffrauin mitgerissen wird.
Bei<B>-</B> der Einrichtung nach Fig. <B>6</B> erfolgt die Einspritzung des Brennstoffes nach der andern Seite gegen den den Auspuff steuern den Kolben<B>10,</B> dessen heisse Bodenfläclie die Verdampfung begünstigt. Die Einspritzung darf in diesem Fall erst dann beginnen, wenn die Auspuffsehlitze eben geschlossen haben, da sonst BrennstoffverlUste eintreten. Die Pfeile deuten die Fortdauer der Rotation der zwischen den Kolben<B>9</B> und<B>10</B> eingeschlos- senen Luft nach Abschluss der Schlitze 2 und<B>7</B> an.
Nach Fig. <B>7</B> ist das Einspritzorgan 4 nicht mehr im Totraum angeordnet, sondern nach den Einspritzschlitzen hin verschoben. Die Einspritzung kann in diesem Falle schon früher beginnen als bei Anordnung des'Ein- spritzorgans im Totraum, kann aber nicht über die ganze Kompression fortgesetzt werden.
Nach Fig. <B>8</B> und<B>9</B> erfolgt die Einführung des Brennstoffes in den Spülkranz 2 selbst. Die Einspritzdüsen 4 münden in die Kanäle 2 des Spülkranzes. Sie können entweder in Richtung dieser Kanäle verlaufen oder in einem Winkel dazu angeordnet sein.
Die Zeit für die Brennstoffeinführung ist bei dieser Anordnung natLirgemä(,) auf die Er öffnungsdauer der Schlitze beschränkt.
Fig. <B>10</B> und<B>11</B> zeigen Diagramme von Verbrenntingskraftmasehinen derbeschriebenen Art. Es bedeutet: A den Beginn des Auspuffes, B den Be ginn des Spülens, <B>C</B> das Ende des Spülens, <B>D</B> das Ende des Auspuffes (Abschluss der Aus puffschlitze),<B>E</B> den Beginn der Brennstoffzu fuhr, F das Ende der Brennstoffzufuhr.
Die Strecke im Diagramm, während der der Brennstoff zugeführt wird, ist durch Schraffierung hervorgehoben, Z bedeutet den Zündzeitpunkt und R das Ende der Verbren nung.
Fig. <B>10</B> zeigt das Diagranim, wie es bei den Bauarten nach Fig. <B>1</B> oder<B>5</B> erzielt wird. Die Brennstoffzufuhr beginnt in der Regel bald nach<B>Off</B> nen der Spülseblitze, <B>d.</B> h. nach dem der für vollständige Ausspülung nötige Spülltiftüberschuss an dem Einspritzorgan vor- beigeströmt ist (Punkt E), und datiert wäh rend eines Teils der Kompression an bis Punkt F.
Das Diagramm nach Fig. <B>11</B> entspricht einem Arbeitsverfahren, bei welchem die Brenn stoffeinspritzung erst während der Kompres sion beginnt und über den Zündpunkt Z hin- ans in die Verbrennungsperiode hinein fort gesetzt wird.
Änderung der Einspritzrichtung, der Form des Brerinstoffstrahls, des Einspritzdruckes Lisw. ermöglicht, für verschiedene Brennstoffe jeweils günstige Mischungs- und Zündungs- bedingutigen herzustellen.
Die Erfindung ist namentlich dort von Be deutung, wo die Bedingungen für eine gute Gemischbildung besonders erschwert sind, also namentlich bei Motoren mit sehr hoher Drehzahl. Ferner dort, wo es auf Einfachheit und Zuverlässigkeit des iMotors ankommt, wo eine gute Regulierfähigkeit hinsichtlich Drehzahl und Belastung verlangt wird und endlich Wert auf sofortige Betriebsbereitschaft, also namentlich auf leichtes und rasches An werfen ohne langen Aufenthalt durch Vor wärmen und dergleichen gelegt werden muss. Diese Bedingungen spielen insbesondere bei Notoren eine Rolle, die zum Antrieb von Fahr zeugen dienen.
Trotzdem das Zweitakt-Ver- fahren an sieh gerade bei Motoren für Fahr zeugantrieb infolge der besseren Ausnutzung der ganzen Maschiiie das Gegebene wäre, ist bisher auf diesem Gebiete der Viertaktmotor last ausschliesslich zur Anwendung gelangt, weil die oben genannten Bedingungen für den Zweitaktmotor sehr schwer zu erfüllen waren.
Durch die vorliegende. E, rfludung wird die 316glichkeit geboten, diese Schwierigkeiten zu vermeiden oder wesentlich zu verringern und deshalb die Zweitakt-Verbrennungskraftnia- schine für flüssige Brennstoffe sowohl für all gemeine Zwecke, namentlich aber für das schwierige Gebiet der Fahrzeugmotoren besser verwendbar zu machen.