DE1120813B - Verfahren zum Erleichtern des Andrehens von selbstzuendenden, luftverdichtenden Brennraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erleichtern des Andrehens von selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erleichtern des Andrehens von selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen, bei denen flüssiger Kraftstoff in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum, beispielsweise in eine Vor-, Wirbel- oder Wälzkammer, eingespritzt wird, und eine als Zündhilfe dienende Glühkerze in den Teilbrennraum hineinragt, deren Glühkörper vor dem Andrehen der Maschine auf eine zulässige Verglühtemperatur gebracht wird.
• Bei Dieselbrennkraftmaschinen_, insbesondere bei Fahrzeugdieselmaschinen, bereitet die Einleitung der Zündung, vor allem bei tiefen Außentemperaturen der Luft, immer noch gewisse Schwierigkeiten. Diese ergeben sich insbesondere daraus, daß die während des Andrehens vom Hauptbrennraum in den Teilbrennraum übergeschobene Verbrennungsluft bei niedrigen Außentemperaturen eine Abkühlung der Kerze bewirkt, so daß eine einwandfreie Zündung des eingespritzten Kraftstoffes mangels ausreichender Temperatur des Glühkörpers der Glühkerze und davon abhängiger genügender Wärmeabgabe an die Verbrennungsluft ausbleibt. Um überhaupt eine Zündung des Kraftstoffes zu erzielen, ist deshalb häufig ein längeres Vorglühen der Kerze erforderlich. Eine für den einwandfreien Anlauf bis zum Eigenlauf der Brennkraftmaschine wirksame Zündung des Kraftstoffes wird aber hierdurch nicht erzielt. Bis zum völligen Erreichen einer für den Eigenlauf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine notwendigen Betriebswärme findet daher nur eine unzureichende Verbrennung des Kraftstoffes mit mehr oder weniger großer Rauchentwicklung statt. Die unvollkommene Verbrennung des Kraftstoffes bildet ferner die Ursache für einen harten Lauf der Maschine; ebenso treten leicht Fehlzündungen ein, die das Andrehen der Maschine allgemein und besonders bei niedrigen Außentemperaturen der Luft erschweren.
• Diese Nachteile von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen sind vornehmlich darauf zurückzuführen, daß der Glühkörper der Glühkerze nach dem normalen Vorglühen durch die vom Hauptbrennraum in den Teilbrennraum einströmende verdichtete Verbrennungsluft stark abgekühlt wird. Die hierdurch hervorgerufene Abkühlung des Glühkörpers wird noch verstärkt durch den beim oder unmittelbar nach dem Andrehen der Maschine in den Teilbrennraum eingespritzten kalten Kraftstoff, so daß die im Teilbrennraum herrschende Gesamttemperatur noch weiter herabgesetzt wird.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß dem Glühkörper beim Andrehen der Maschine zusätzlich soviel elektrische Energie zugeführt wird, daß der durch die einströmende Verbrennungsluft und den eingespritzten Kraftstoff bewirkte Temperaturabfall des Glühkörpers ausgeglichen wird und die Vorglühtemperatur des Glühkörpers annähernd erhalten bleibt. Gegegebenenfalls kann die erhöhte Energiezufuhr auch noch eine Zeitlang nach dem Andrehen aufrechterhalten bleiben. .
• Es ist zwar bekannt, bei Brennkraftmaschinen, die unter Benutzung von Glühkerzen angedreht werden, den Glühdraht der Kerze zunächst mit Überspannung anzuheizen, um die zum Vorglühen des Glühdrahts erforderliche verhältnismäßig lange Zeitdauer zu verkürzen. Da die Temperatur des Glühdrahts andererseits jedoch mit Rücksicht auf ihre Haltbarkeit einen gewissen zulässigen Wert nicht überschreiten sollte, wurde die Überspannung unmittelbar nach Erreichung der normalen Vorglühtemperatur wieder herabgesetzt. Hierdurch wurde das Vorglühen des Glühkörpers zwar beschleunigt, jedoch eine Erleichterung des Andrehens der Maschine nicht erreicht, weil die Temperatur des beim Andrehen wieder mit der herabgesetzten Spannung beheizten Glühkörpers unter dem Einfluß der einströmenden kalten Verbrennungsluft und des einspritzenden kalten Kraftstoffes merklich absank, so daß die zum einwandfreien Zünden des Kraftstoffes erforderliche Glühtemperatur nicht mehr vorhanden war.
• Nach einem anderen Zündverfahren ist es bekannt, im Hauptbrennraum einer Brennkraftmaschine ein Heizelement vorzusehen, dessen Temperatur über einen Widerstand laufend im Sinne der Erzielung des jeweils günstigsten Zündzeitpunktes und in Abhängig keit von den wechselnden Bedingungen im Arbeitszylinder geändert wird. Auf diese Weise soll vornehmlich die bei Vergasermaschinen übliche, aus Zündspule, Unterbrecher und Verteiler nebst Antrieb bestehende Zündanlage ersetzt und weiter durch entsprechende Steuerung auch die Frühzündung bei Glühkopfmotoren vermieden werden. Die beim Andrehen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen auftretenden Mängel werden durch dieses Verfahren nicht beseitigt.
• Bei Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung des Kraftstoffes in den Hauptbrennraum, die mit Druckluft angedreht werden, ist bereits berücksichtigt worden, daß die Zündvorrichtung durch den eingespritzten Kraftstoff und die hochverdichtete Druckluft unwirksam gemacht wird. Um dem entgegenzutreten, ist vorgeschlagen worden, die bei Dieselmaschinen übliche, als Glühkörper dienende Metallspirale durch einen Glühkörper von nichtmetallischer Substanz mit wesentlich höherem Schmelzpunkt zu ersetzen, um die Lebensdauer der Zündvorrichtung nicht zu gefährden. Dieser Lösung fehlt jedoch die Erkenntnis, daß auch einem aus Metall bestehenden Glühkörper im Hinblick auf die beim Andrehen durch die einströmende Verbrennungsluft und den einspritzenden Kraftstoff einsetzende Abkühlung zusätzlich elektrische Energie zugeführt werden kann, und zwar in einem Maße, daß seine Vorglühtemperatur erhalten bleibt, und ohne daß der Glühkörper thermisch überlastet und dadurch vorzeitig zerstört wird.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und seine Vorteile sind nachstehend näher erläutert: Wie bei selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen üblich, wird auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die als Andrehhilfe dienende Glühkerze vor dem Andrehen zunächst vorgeglüht. Anschließend wird die Maschine durch den üblichen elektrischen Andrehmotor angedreht. Dabei wird die im Hauptbrennraum (Zylinderraum) befindliche Luft durch den Kolben verdichtet und durch einen oder mehrere überströmkanäle in den Teilbrennraum gedrückt, in dem nach Einspritzung des Kraftstoffes eine Vorverbrennung stattfindet. Die Lage der Glühkerze ist dabei in bekannter Weise so gewählt, daß sie von der in die Vorkammer eintretenden verdichteten Luft angeströmt wird, um letztere rasch auf höhere Temperatur zu bringen. Zweckmäßig kann die Glühkerze in bekannter Weise ferner so angeordnet sein, daß der einspritzende Kraftstoff auf den Glühkörper der Kerze auftrifft. Gleichzeitig mit dem Andrehen der Maschine wird nun erfindungsgemäß der Glühkerze eine über die zum Vorglühen bisher zulässige Energie hinaus erhöhte elektrische Energie zur weiteren Aufheizung zugeführt. Zu diesem Zweck ist im Kerzenstromkreis ein Vorwiderstand angeordnet, der beim Andrehen der Maschine überbrückt wird. Dieser Vorwiderstand ist in seinem Widerstandswert so dimensioniert, daß der Glühkörper beim Andrehen der Maschine zusätzlich soviel elektrische Energie aufnimmt, daß seine Vorglühtemperatur unter Berücksichtigung der durch die kalte Luft und den kalten Kraftstoff hervorgerufenen Abkühlung ausgeglichen wird, so daß die Vorglühtemperatur des Glühkörpers erhalten bleibt.
• Wie eingehende Versuche bestätigt haben, wird durch die Erfindung eine neuartige und überraschende Wirkung in bezug auf das Anspringen von selbstzündenden, luftverdichtenden Brennkraftmaschinen erreicht. Die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches ist bereits bei den ersten Umdrehungen der Maschine so vollkommen, daß die vornehmlich durch Aussetzung der Zündung bedingte lästige Qualmentwicklung vermieden wird und die Maschine stoßfrei und rasch anläuft. Gleichzeitig wird der Verunreinigung der Luft durch unverbrannten Kraftstoff merklich entgegengewirkt. Die Erfindung ermöglicht außerdem eine wesentlich wirtschaftlichere Ausnutzung des Kraftstoffes. Bei allem wird die thermische Belastung der Glühkerze schließlich in solchen Grenzen gehalten, daß ihre vorzeitige Zerstörung vermieden wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Erleichtern des Andrehens von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, bei denen flüssiger Kraftstoff in einen vom Zylinderraum abgesetzten Teilraum, beispielsweise in eine Vor-, Wirbel- oder Wälzkammer eingespritzt wird, und eine als Zündhilfe dienende Glühkerze in den Teilbrennraum hineinragt, deren Glühkörper vor dem Andrehen der Maschine auf eine zulässige Vorglühtemperatur gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glühkörper beim Andrehen der Maschine zusätzlich soviel elektrische Energie zugeführt wird, daß der durch die einströmende Verbrennungsluft und den eingespritztenKraftstoff bewirkteTemp°raturabfall des Glühkörpers ausgeglichen wird und die Vorglühtemperatur des Glühkörpers annähernd erhalten bleibt, und daß gegebenenfalls diese erhöhte Energiezufuhr auch noch eine Zeitlang nach dem Andrehen aufrechterhalten wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 633 962, 615 074, 604 677, 383 855, 558 843, 839 740, 726 211; österreichische Patentschrift Nr. 123 301: französische Patentschrift Nr. 682 680; USA: Patentschriften Nr. 2 606 544, 2 007 508, 1948 974; Auszug aus der deutschen Patentanmeldung D 92930 I a/ 46e 3, Vol. 1 vom 1. 11. 1948, S. 174; Motortechnische Zeitschrift (MTZ), 1942, Heft 1, Seite 9; B u s s i e. n : Automobiltechnisches Handbuch, 1953, S. 342 und 343.