DE1044520B

DE1044520B - Pressurized gas starting process for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1044520B
Application number: DET8617A
Authority: DE
Inventors: Otto Gundlach
Original assignee: TECH BUERO IAHANSAIA
Current assignee: TECH BUERO IAHANSAIA
Priority date: 1953-11-07
Filing date: 1953-11-07
Publication date: 1958-11-20

Description

Druckgas -Anlaßverfahren für Brennkraftmaschinen Es sind Anlaßvorrichtungen für Brennkraftmaschlnen mit einem durch Fremdeinwirkung entzündbaren Zündsatz bekannt. Sie weisen eine Kammer auf, die über ein einstellbares Druckminderventil mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbunden und durch ein Absperrventil nach außen abschließbax ist. Die Verbrennungsgase eines in der Kammer entzündeten Zündsatzes können über das Druckminderventil auf den Kolben der Maschine wirken und diese anlassen.Pressurized gas starting methods for internal combustion engines There are starting devices known for internal combustion engines with an ignition charge which can be ignited by external influences. They have a chamber that has an adjustable pressure reducing valve with the Combustion chamber of the internal combustion engine connected and through a shut-off valve to the outside lockable is. The combustion gases of a primer ignited in the chamber can act on the piston of the machine via the pressure reducing valve and start it.

Der bei jenen Vorrichtungen zu verwendende Brennkörper bzw. Zündsatz besteht aus einem Zellnloidfilm, der zu einer Rolle zusammengerollt und zur Erhöhung der nicht ausreichenden Verbrennungsgeschwindigkeit zusätzlich mit explosiven Stoffen versehen ist. Abgesehen davon, daß derartige Zündsätze häufig eine explosive und damit unkontrollierbare Druckwelle auslösen, die für die anzulassende Brennkraftmaschine unzuträgliche Gefahrenmomente mit sich bringt, besteht keine Möglichkeit, die Verbrennungsgeschwindigkeit des Zündsatzes den jeweiligen Verhältnissen entsprechend sicher steuern und anpassen zu können.The combustor or primer to be used with those devices consists of a cell-noid film that is rolled up into a roll and used to increase the insufficient combustion rate in addition to explosive substances is provided. Apart from the fact that such primers are often explosive and thus trigger uncontrollable pressure wave for the internal combustion engine to be started brings with it unsuitable dangers, there is no way to reduce the rate of burn of the ignition charge safely control and adapt to the respective conditions to be able to.

Von diesen bekannten Vorschlägen unterscheidet sich das erfindun,-s-e-.,näße Anlaßverfahren dadurch, daß ein langsam verbrennender, nicht explosiver Stoff zur Druckgaserzeugung benutzt wird und daß ein federbelastetes Ventil auf diejenigen, bei der Verbrennung des Stoffes entstehenden Drücke einstellbar ist, welche zum Anlassen einer Brennkraftmaschine erforderlich sind. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in einer abschließbaren Brennkammer langsam verbrennende, nicht explosive Stoffe, z. B. Nitro-Zelluloid, entzündet und so lange verbrannt werden, bis der bei der Verbrennung entstehende Gasdruck ein eingestelltes Ventil bei einem Wert öffnet und offen hält, der ausreicht, die Maschine auf ihre Anlaßdrehzahl zu beschleunigen.The invention differs from these well-known proposals, -s-e -., Wet Tempering process in that a slowly burning, non-explosive substance is used Pressurized gas generation is used and that a spring-loaded valve on those during the combustion of the substance resulting pressures can be set, which for Starting an internal combustion engine are required. According to the invention, this is thereby achieved achieves that slowly burning, non-explosive, in a lockable combustion chamber Substances, e.g. B. nitro-celluloid, ignited and burned until the gas pressure resulting from combustion a set valve at a value opens and holds open, which is sufficient to accelerate the engine to its starting speed.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Brenngeschwindigkeit im Anfang gering ist und erst mit steigendem Gasdruck und steigender Temperatur bis zu einem Grade ansteigt, wie er zum Anlassen der Brennkraftmaschine notwendig ist. Bei der langsamen Verbrennung entstellt kein Knall, wie bei den explosiven Stoffen.This has the advantage that the burning speed in the beginning is low and only with increasing gas pressure and increasing temperature up to one Degree increases, as it is necessary to start the internal combustion engine. In the slow combustion does not distort a bang, as with explosive substances.

Bei Verwendung von nicht sauerstoffhaltigen brennbaren Stoffen muß bei der Herstellung der Zündsätze ein geeigneter Sauerstoffträger, z. B. Kaliumnitrat, vorhanden sein.When using non-oxygenated flammable substances a suitable oxygen carrier, e.g. B. potassium nitrate, to be available.

Die Brennkammer weist eine normalerweise geschlossene öffnung zum Einwerfen eines brennenden Streichholzes od. dgl. auf. Nachdem der Zündsatz entzündet worden ist, setzt die Verbrennung des Zelluloidbandes zunächst nur langsam ein und wird mit der fortschreitenden Entwicklung von Wärme und Druckgas immer schneller. Man muß dafür sorgen, daß die sich erhitzenden Gase den Zündsatz allseitig und gleichmäßig umgeben können.The combustion chamber has a normally closed opening Throwing a burning match or the like. After the primer ignites has been, the burning of the celluloid tape begins only slowly and becomes faster and faster with the progressive development of heat and compressed gas. Care must be taken to ensure that the heated gases ignite the primer on all sides and evenly can surround.

Der Zündsatz besteht zweckmäßig aus einem kleinen zylindrischen Hohlkörper, der in bekannter Weise durch Aufrollen eines Zelluloidstreifens entsteht. Diese Form des Zündsatzes läßt eine gut einstell-und kontrollierbare Verbrennungsgeschwindigkeit zu, die bei sprengstoffähnlichen Zündsätzen durch Zusätze von geeigneten Stoffen, wie z. B. Binde- oder Lösungsmitteln, herabgesetzt sein, kann.The primer consists expediently of a small cylindrical hollow body, which is produced in a known manner by rolling up a celluloid strip. These The form of the ignition charge allows a combustion rate that can be easily adjusted and controlled to which, in the case of explosive-like detonators, by adding suitable substances, such as B. binders or solvents, may be reduced.

Durch richtigeWahl desÖffnungsdruckes desfederbelasteten Ventils hat man es in der Hand, das beim Abbrennen des Zündsatzes entstehende Druckgas so lange aufzuspeichern, bis die ganze Masse des Zündsatzes so weit erhitzt ist, daß die restliche Verbrennung nach dem Öffnen des Absperrventils gleichmäßig und so schnell erfolgt, daß das heiße Druckgas keine Zeit zur Abkühlung hat. Die Verbrennungsgeschwilldigkeit und damit die Druckgasentwicklung lassen sich also durch die richtige Wahl des Öffnungsdruckes des einstellbaren Ventils sowie durch die Masse und die Oberfläche des Zündsatzes weitgehend verändern.By correct selection of the opening pressure of the spring-loaded valve you hold it in your hand, the compressed gas that is created when the primer is burned off for so long to store until the whole mass of the primer is heated so far that the remaining combustion after opening the shut-off valve evenly and so quickly occurs that the hot compressed gas has no time to cool down. The burn rate and thus the development of pressurized gas can be determined by the correct choice of the opening pressure the adjustable valve and the mass and surface of the primer largely change.

Als einstellbares Ventil ist ein übliches Sicherheitsventil nicht verwendbar. Dieses öffnet zwar beim Überschreiten eines bestimmten Druckes, schließt aber sofort nach Unterschreiten dieses Druckes wieder. Bei Verwendung eines Sicherheitsventils würde zum Anlassen nur der über dem öffnungsdruck des Ventils liegende Gasdruck zur Verfügung stehen; die sonst noch im Druckbehälter befindlichen Gase würden nicht mehr ausgenutzt werden können. Das einstellbare Ventil darf erst Beie einem Druck schließen, der viel geringer ist als der Öffnungsdruck, damit annähernd die gesamte erzeugte Gasmenge für den Anlaßvorgang ausgenutzt werden kann. Das kann, z. B. dadurch erfolgen, daß der Ventilschaft in bekannter Weise stufenkolbenartig ausgebildet ist. Dadurch wirkt nach Öffnen des Ventils der Druck der erzeugten Gase auf beide Kolbenflächen und schließt das Ventil erst wieder, wenn der Druck in der Brennkammer so weit ge-,#unken ist, daß die Ventilfeder, die bei normalem Lauf der Maschine das Ventil entgegen dem Verbrennungsdruck im Brennraum der Maschine geschlossen hält. die Summe der Drücke überwindet, die auf die beiden Kolbenflächen der Ventilspindel wirken.A conventional safety valve is not an adjustable valve usable. This opens when a certain pressure is exceeded, closes but again immediately after falling below this pressure. When using a safety valve only the gas pressure above the opening pressure of the valve would be used for starting be available; the gases otherwise still in the pressure vessel would not can be exploited more. The adjustable valve may only be used when a pressure is applied close, which is much lower than the opening pressure, thus almost the entire amount of gas generated for the starting process can be exploited. That can e.g. B. be done in that the valve stem in a known manner like a piston step is trained. As a result, the pressure of the generated gases acts after the valve is opened on both piston surfaces and the valve only closes again when the pressure in the Combustion chamber is so far open that the valve spring, which during normal running of the Machine, the valve is closed against the combustion pressure in the machine's combustion chamber holds. overcomes the sum of the pressures on the two piston surfaces of the valve spindle works.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur Durchfülirung des erfindungsgemäßen Anlaßverfahrens veranschaulicht.In the drawing is an embodiment for the implementation of the tempering method according to the invention illustrated.

Abb. 1 zeigt eine Anlaßvorrichtung im Querschnitt und Abb. 2 eine andere Verschlußmöglichkeit für die Brennkammer.Fig. 1 shows a starting device in cross section and Fig. 2 shows another possibility of closing the combustion chamber.

Die Brennkammer9 besitzt nahe ihrem in der Zeic']nung unteren Ende ein Ventilgehäuse10, mit ,#.elchem sie am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt werden kann. Das in dem Gehäuse 10 untergebrachte, einstellbare Ventil besteht aus dem Uentilkegel 1, dessen Schaft 3 stufenkolbenartig verdickt ist. Der Ventilschaft 3 ist von der Feder 2 belastet, die das Ventil entgegen dem Verbrennungsdriiel# im Brennraum der Brennkraftmaschine in Schließlage hält. Da der Querschnitt des Ventilschafte5 3 größer als derjenige des Kegels 1 ist, öffnet das Venti 1 erst, wenn der Druck der in der Brennkammerg erzeugten Gase, welcher auf den Spindelquerschnitt abzüglich dem Kegelquerschnitt wirkt, gleich oder größer ist als die Kraft der Feder 2.The combustion chamber 9 has near its lower end in the drawing a valve housing 10 with which it can be attached to the cylinder head of an internal combustion engine. The adjustable valve accommodated in the housing 10 consists of the U-valve cone 1, the shaft 3 of which is thickened in the manner of a stepped piston. The valve stem 3 is loaded by the spring 2, which holds the valve in the closed position against the combustion pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine. Since the cross section of the valve stem 5 3 is larger than that of the cone 1 , the valve 1 only opens when the pressure of the gases generated in the combustion chamber, which acts on the spindle cross section minus the cone cross section, is equal to or greater than the force of the spring 2.

Dai der Ouerschnitt des tunlichst kurzen, zum P-,rc-inrarii--n der Maschine fülirenden Kanals 4 nicht oder nielit viel größer als der Querschnitt des Ventilkegels 1 ist, wirkt der Druck äer durch den Kanal 4 in den Brennraum strömenden Gase auch auf den Ventilschaft 3-, und -zwar auf den gesamten zur Verfügung stehenden V entilquerschnitt. Der Schaft 3 bewe-,-t sich also bedeutend weiter vom Ventilsitz weg, als dies bei einem normalen Rückschlagventil der Fall ist. Es rnuß sogar Vorsorge getroffen werden, daß die Öffnung des Ventils nicht zu groß wird, da dies schädlich für die Feder ist. Urn den Spindelhub zu begrenzen, ist am Schaft 3 ein Druckstück: 5 vorgeselien, weiches gegen die Federhülse 6 stößt und eine V.,eitere Bewegung des Schaftes unmöglich macht.Since the cross-section of the channel 4 which is as short as possible and which flows to the P-, rc-inrarii - n of the machine is not or is not much larger than the cross-section of the valve cone 1 , the pressure from the gases flowing through the channel 4 into the combustion chamber also acts the valve stem 3, and indeed to the entire available valve cross-section. The shaft 3 therefore moves significantly further away from the valve seat than is the case with a normal check valve. Care must even be taken that the opening of the valve does not become too large, as this is detrimental to the spring. In order to limit the spindle stroke, a pressure piece is provided on the shaft 3 : 5 , which strikes against the spring sleeve 6 and makes further movement of the shaft impossible.

In de- Brennkammer 9 befivdet sich der Zündsatz 14, der in an sich bekannter Weise aus einer Zelliiloidbandrolle besteht, die in einer ebenfalls aus Bandzelluloid bestehenden Hülse 18 angeordnet ist und natli Art eines Fliegenfängers kegelförmig aus dieser herausgezogen werden kann, um eine möglichst große el entzündbare Oberfläche zu erhalten.In de-combustion chamber 9 is the primer 14, which consists in a known manner of a cellular roll of tape, which is arranged in a sleeve 18 also made of tape celluloid and of course, like a flycatcher, can be pulled out of this in a conical shape to achieve the largest possible el to obtain a flammable surface.

Der Zündsatz 14, 18 ist an einem KopfstÜck 12 befestigt welches die Brennkammer 9 nach oben abschließt und welches mit einer Bohrung 12 a versehen ist, die durch ein Einweghahnküken 7 abschließbar ist. Da 3 Hahnküken 7 kann entgegen einer Feder 16 bis zum Anschlag 17 gedreht werden, so daß sich die Kopfsti* ckbohrung 12 a mit derj enigen des Kükens 7 überdeckt. Abb, 2 zeigt eine andere Ausführung, bei welcher das Drehküken 7 durch einen Schieber 11 ersetzt ist, der in das Kopfstück 12 entgegen einer Feder 13 hilleingeschoben werden kann, um seine Bohrung in den Bereich derjenigen, 12a, des Kopfstückes 12 bringen zu können.The primer 14, 18 is attached to a head piece 12 which closes the combustion chamber 9 at the top and which is provided with a bore 12 a which can be closed by a one-way cock 7 . Since 3 cock plug 7 can be rotated against a spring 16 up to the stop 17 , so that the headpiece bore 12a is covered with that of the plug 7. Fig. 2 shows another embodiment in which the rotary plug 7 is replaced by a slide 11 which can be pushed into the head piece 12 against a spring 13 in order to bring its bore into the area of that, 12a, of the head piece 12 can.

In diesem oder dem in Abb. 1 gezeichneten Zustand wird ein brennendes Zündholz durch die Längsbohrung 12a in den Innenraum 15 des Zündsatzes 14 geworfen. Nach Einwurf des Zündholzes wird das Küken 7 bzw. der Schieber 11 geschlossen. Das brennende Zündholz entzündet nun den Zündsatz 14 an seinem oberen Ende. Dadurch wird die Druckgasentwicklung eingeleitet. Da die entwickelten Gase den Zündkörper sofort allseitig und gleichmäßig umgeben, steigen die Wärme und der Gasdruck außerordentlich schnell an, so daß der Druck der Ventilfeder 2 überwunden wird und die Gase fast restlos in den P,-enelkraftmaschinenzylinder eintreten und den Masciii.nenkolben niit ihrem Druck beaufschlagen. Soll die A7,-laßvorrichtung bereits während des Laufens der Brennkraftmaschine mit einem Zündsatz zu versehen qein, um bei einem plötzlichen Stillsetzen der Maschine sofort betriebsbereit zu sein, empfiehlt es sich, den Absperrhahn 7 bzw. 11 dauernd offenzuhalten und ihn nun zum Anlassen zu schließen. Sonst könnte z. D. bei Undich-tigkeit des einstellbaren Ventils eine unbeabsichtigte Zündung des Zündsatzes eintreten, und die sich dann entwickelnden Brenngase könnten gerade in dem-Augenblick in den Zylinder eintreten, in dem auch in diesem Höchstdruck herrscht. Beide Drücke würden sich dann addieren, was vermieden werden muß- Sobald aber der Absperrhahn geöffnet ist, besteht keine Gefahr, da die Üase dann nach außen abströmen können. Die Federn 16 bzw. 13 dienen dazu. das Küken 7 bzw. den Schieber 11 stets in Offenstellung zu halten, so daß die Öffnung 12a des Kopf -stückes 12 immer frei ist. Sie wird nur zum Anlassen von Hand geschlossen.In this state or in the state shown in FIG. 1 , a burning match is thrown through the longitudinal bore 12a into the interior 15 of the ignition charge 14. After the match has been thrown in, the chick 7 or the slide 11 is closed. The burning match now ignites the primer 14 at its upper end. This initiates the development of pressurized gas. Since the gases developed immediately surround the igniter on all sides and evenly, the heat and the gas pressure rise extremely quickly, so that the pressure of the valve spring 2 is overcome and the gases enter the P, -enel engine cylinder almost completely and the engine piston with its Apply pressure. If the A7 release device is to be provided with an ignition charge while the internal combustion engine is running, so that it is immediately ready for operation in the event of a sudden shutdown of the engine, it is advisable to keep the shut-off valve 7 or 11 open all the time and now to close it to start the engine . Otherwise z. D. If the adjustable valve leaks, the ignition charge will ignite unintentionally, and the combustion gases which then develop could enter the cylinder at the moment when the maximum pressure is also present. Both pressures would then add up, which must be avoided - but as soon as the shut-off valve is open, there is no danger, as the Üase can then flow out to the outside. The springs 16 and 13 are used. to keep the chick 7 or the slide 11 always in the open position, so that the opening 12a of the head piece 12 is always free. It is only closed by hand for starting.

Claims

PATENTANSPP, VCH E: Starting process for internal combustion engines, in which pressurized gas-generating substances are burned in a closed, closed combustion chamber and the combustion gases flow through a spring-loaded valve into the combustion chamber of a cylinder of the machine, characterized in that in the lockable combustion chamber (9) slow-burning, non-explosive substances, e.g. B. nitro-celluloid, ignited and burned until the gas pressure resulting from the combustion opens the valve (1, 3) and keeps it open at a value that is sufficient to accelerate the engine to its crank number. Documents considered -. German patent no. 458 112, 755 266, 524 454, 641542, 522 013, 549 089, 712 746, 719 401; French Patent Nos. 911 167, 4-43 099, 502 634; British Patents Nos. 697621, 674899, 206 W6, 457 423.