DE1272619B

DE1272619B - Fuel feeding device for internal combustion engines with fuel vaporization

Info

Publication number: DE1272619B
Application number: DEST15267A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Stuempfig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-06-22
Filing date: 1959-06-22
Publication date: 1968-07-11

Description

Kraftstoffeinbringvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffverdampfung Die Erfindung betrifft allgemein Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und einer Verdampfungskammer je Zylinder, die durch Gemischschichtung in den Zylindern und durch Kraftstoffverdampfung einen sehr niedrigen Kraftstoffverbrauch sowie praktisch giftfreie Abgase erzielen sollen, die Verbleiung des Kraftstoffs erübrigen und mit Benzin oder Dieselöl betrieben werden können. Für derartige Brennkraftmaschinen ist bisher noch keine günstige Kraftstoffeinbringung in die Verdampfungskammern bekannt. Wird dazu ein Vergaser benutzt, dann entsteht eine recht ungleichmäßige Verteilung des Kraftstoffs auf mehrere Zylinder bzw. Verdampfungskammern und außerdem eine starke Verringerung der Zylinderfüllungen durch die drosselnde Wirkung des Vergasers und durch die benötigte Beheizung der Gemischansaugleitung. - Ebenfalls unbefriedigend ist das Einbringen des Kraftstoffs in die Verdampfungskammern mittels einer Hochdruckeinspritzanlage oder mittels besonders zu steuernden Kraftstoffeinlaßventilen, weil die hierfür benötigten Teile die Herstellung der Maschinen beträchtlich verteuern und einen erhöhten Verschleiß verursachen. -Ungenügend ist aber auch das Arbeiten einer schon vorgeschlagenen Viertaktbrennkraftmaschine, welche die Verbrennungsluft in die Zylinderräume einsaugen und den Kraftstoff in in den Lufteinlaßventilen oder in dessen Sitzen angeordnete, ringförmige Kraftstoffeinblaskanäle fördern soll, von wo er dann beim öffnen der Lufteinlaßventile durch die einströmende Luft in die zur Gemischkühlung eingerichteten Vorkammern hineingeblasen werden soll. Bei einer solchen Arbeitsweise erfolgt das Einbringen des Kraftstoffs in die Vorkammern infolge der drosselnden Wirkung der quer zur Lufteinströmung verlaufenden Kraftstoffeinblaskanäle zu langsam für hohe Drehzahlen und infolge der breiten Verteilung des Kraftstoffs in den Kraftstoffeinblaskanälen nicht vollständig genug, weshalb diese Kraftstoffeinbringung eine zu niedrige Maschinenleistung sowie durch unvollkommene Verbrennungen einen zu hohen Kraftstoffverbrauch und einen zu großen Giftgehalt in den Abgasen ergibt und außerdem einen Betrieb mit Benzin oder Dieselöl in derselben Maschine nicht ermöglicht.Fuel injection device for internal combustion engines with fuel vaporization The invention relates generally to spark ignition internal combustion engines and a Evaporation chamber per cylinder, which is created by stratification of the mixture in the cylinders and very low fuel consumption due to fuel evaporation as well as practical to achieve toxic-free exhaust gases, the leading of the fuel unnecessary and with Gasoline or diesel oil can be operated. For such internal combustion engines is not yet a favorable introduction of fuel into the evaporation chambers known. If a carburetor is used for this, the result is a very uneven one Distribution of the fuel to several cylinders or vaporization chambers and also a strong reduction in cylinder fillings due to the throttling effect of the Carburetor and the required heating of the mixture intake line. - Likewise The introduction of the fuel into the evaporation chambers is unsatisfactory a high-pressure injection system or by means of specially controlled fuel inlet valves, because the parts required for this make the production of the machines considerably more expensive and cause increased wear. - But the work is also unsatisfactory an already proposed four-stroke internal combustion engine, which the combustion air suck in the cylinder chambers and the fuel in the air intake valves or to promote annular fuel injection ducts arranged in its seats, from where he then opens the air inlet valves through the inflowing air in the pre-chambers set up for mixture cooling are to be blown in. at In such a mode of operation, the fuel is introduced into the prechambers as a result of the throttling effect of the fuel injection ducts running transversely to the air inflow too slow for high speeds and due to the wide distribution of the fuel not completely enough in the fuel injection channels, which is why this fuel introduction too low machine performance as well as imperfect burns too high fuel consumption and too high a poisonous content in the exhaust gases and also not running on gasoline or diesel oil in the same machine enables.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Kraftstoff auf einfchere, billigere Weise und schnell genug für hohe Maschinendrehzahlen in die Verdampfungskammern mehrerer Zylinder einzubringen und gleichmäßig auf die einzelnen Verdampfungskammern zu verteilen.The object of the present invention is to the fuel simpler, cheaper way and fast enough for high engine speeds in the Bring evaporation chambers of several cylinders and evenly on the individual Distribute vaporization chambers.

Ausgehend von einer Kraftstoffeinbringvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei der für jeden Zylinder eine mit dem Zylinderraum in Verbindung stehende Verdampfungskammer und für jede Verdampfungskammer ein Kraftstoffeinblaskanal vorgesehen sind, mindestens der Hauptteil der Verbrennungsluft direkt in die Zylinderräume eingeführt wird, der Kraftstoff dagegen durch eine Kraftstoffzuleitung in fortlaufendem Strom in die Kraftstoffeinblaskanäle eingebracht und von da absatzweise mittels eines Gases, das vorzugsweise ein Teil der Verbrennungsluft ist, in die Verdampfungskammern eingeblasen und darin zum Verdampfen niedergeschlagen wird, wobei die Verbindung der einzelnen Kraftstoffeinblaskanäle mit ihren Verdampfungskammern durch die die Hauptlufteinführung steuernden Teile der Brennkraftmaschine bewirkt wird.Starting from a fuel injection device for an internal combustion engine, with an evaporation chamber connected to the cylinder space for each cylinder and one fuel injection duct is provided for each vaporization chamber, at least the main part of the combustion air is introduced directly into the cylinder chambers, the fuel, on the other hand, through a fuel supply line in continuous flow in the fuel injection channels introduced and from there intermittently by means of a gas, which is preferably part of the combustion air, blown into the evaporation chambers and is deposited therein to evaporate, the compound of each Fuel injection channels with their evaporation chambers through which the main air inlet controlling parts of the internal combustion engine is effected.

Bei Brenäkraftmaschinen dieser Art verläuft gemäß der Erfindung jeder Kraftstoffeinblaskanal etwa in der Strömungsrichtung des in seine Verdampfungskammer einströmenden Gases, ist die Mündung jedes Kraftstoffeinblaskanals zu seiner Verdampfungskammer hin im Querschnitt wesentlich kleiner als die Hauptlufteinführungen für die einzelnen Zylinderräume und besitzt außerdem jeder Kraftstoffeinblaskanal noch eine oder mehrere Öffnungen in solcher Lage und Größe, daß er mindestens von einem Teil des in seine Verdampfungskammer einströmenden Gases in seiner Längsrichtung durchströmt wird.In Brenäkraftmaschinen of this type each runs according to the invention Fuel injection duct roughly in the direction of flow of the into its evaporation chamber inflowing gas, is the opening of each fuel injection duct to its vaporization chamber towards the cross-section much smaller than the main air inlets for the individual Cylinder chambers and each fuel injection channel also has one or more Openings in such a position and size that it has at least part of it in its Evaporation chamber flowing gas is flowed through in its longitudinal direction.

Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß ausgebildete Viertakt- und Zweitaktmaschinen sind nachfolgend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Anwendung der Erfindung bei einer Viertaktbrennkraftmaschine, von der der Zylinderkopf und ein Zylinderteil im Längsschnitt sowie ein Kolbenteil in der Ansicht dargestellt sind, F i g. 2 den Zylinderkopf und die Kraftstoffeinbringvorrichtung nach der F i g. 1, von der Linie X-X aufwärts gesehen, F i g. 3 eine schematische Darstellung der Kraftstoffverteilung bei einer Vierzylindermaschine, F i g. 4 ein Teilstück einer zweiten Anwendungsform der Erfindung bei einer Viertaktbrennkraftmaschine, F i g. 5 ein Teilstück einer dritten Anwendungsform der Erfindung bei einer Viertaktbrennkraftmaschine, F i g. 6 ein Teilstück einer vierten Anwendungsform der Erfindung bei einer Viertaktbrennkraftmaschine, F i g. 7 eine Anwendungsform der Erfindung bei einer mit Kurbelgehäusepumpe arbeitenden Zweitaktbrennkraftmaschine, die mit unterster Kolbenstellung im Längsschnitt dargestellt ist, F i g. 8 einen Querschnitt nach der Linie Y-Y der Fig.7. F i g. 9 den oberen Teil der F i g. 7 bei oberster Kolbenstellung, F i g. 10 eine zweite Anwendungsform der Erfindung bei einer mit Kurbelgehäusepumpe arbeitenden Zweitaktbrennkraftmaschine, von der nur der Zylinder und der Kolben, letzterer in unterster Stellung, im Längsschnitt dargestellt sind, F i g. 11 einen Querschnitt nach der Linie Z-Z der F i g. 10.Embodiments of the invention designed four-stroke and Two-stroke engines are described below and shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows an application of the invention to a four-stroke internal combustion engine, of which the cylinder head and a cylinder part in longitudinal section and a piston part are shown in the view, F i g. 2 the cylinder head and the Fuel injection device according to FIG. 1, seen from the line X-X upwards, F i g. 3 a schematic representation of the fuel distribution in a four-cylinder engine; F i g. 4 shows a section of a second form of application of the invention in a four-stroke internal combustion engine; F i g. 5 shows a section of a third embodiment of the invention in a four-stroke internal combustion engine, F i g. 6 shows a section of a fourth embodiment of the invention in a four-stroke internal combustion engine, F i g. 7 shows an application of the invention in a crankcase pump Two-stroke internal combustion engine, shown with the lowest piston position in longitudinal section is, F i g. 8 shows a cross section along the line Y-Y in FIG. F i g. 9 the upper one Part of FIG. 7 with the uppermost piston position, FIG. 10 a second form of application the invention in a two-stroke internal combustion engine operating with a crankcase pump, of which only the cylinder and the piston, the latter in the lowest position, in longitudinal section are shown, F i g. 11 shows a cross section along the line Z-Z in FIG. 10.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Anwendungsform wird der Kolben a in bekannter Weise im Zylinder b auf- und abwärts bewegt. Den oberen Abschluß des Zylinders bildet der Zylinderkopf c, in welchem das Einlaßventil d, das Auslaßventil e, der Kraftstoffeinblaskanal f sowie die von einer Ausbuchtung des Zylinderkopfs gebildete Verdampfungskammer g angeordnet sind. Letztere ist mit einer Auskleidung h versehen, die am Material des Zylinderkopfs und des Zylinders nur stellenweise fest anliegt oder aus wenig wärmeleitendem Material, z. B. Sintermetall, besteht und sich daher im Betrieb höher erhitzt als die Verdampfungstemperatur des Kraftstoffs beträgt. An dem Einlaßventil d ist ein dünnwandiges Umlenkorgan i starr befestigt, das nach oben und seitwärts nach der Verdampfungskammer g hin offen ist. Der zum Betrieb benötigte Kraftstoff, dessen Oktanzahl und dessen Siedetemperatur hoch oder niedrig sein können, wird mittels einer beliebigen Kraftstoffpumpe k mit geringem Druck durch die Kraftstoffzuleitung m hindurch in den Kraftstoffeinblaskanal f gefördert, dessen oberes Ende in die Lufteinsaugleitung n und dessen unteres Ende im Sitz des Einlaßventils d in der Nähe der seitlichen Öffnung des Umlenkorgans i münden. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der in den Kraftstoffeinblaskanal geförderte Kraftstoff darin bis zum öffnen des Einlaßventils d zurückgehalten wird. Während des Saughubes saugt die Maschine die Hauptluft durch das Einlaßventil in Pfeilrichtung I direkt in den Zylinderraum und Zusatzluft durch das Umlenkorgan i in Pfeilrichtung II in die Verdampfungskammer ein. Dabei stößt ein Teil der die Lufteinsaugleitung n durchströmenden Luft in die obere Mündung des Kraftstoffeinblaskanals f und erzeugt darin einen Überdruck, so daß nun der im Kraftstoffeinblaskanal befindliche Kraftstoff einerseits durch den Luftdruck von oben und andererseits durch den gleichzeitig an der unteren Mündung des Kraftstoffeinblaskanals auftretenden Sog aus dem Kraftstoffeinblaskanal nach unten herausgerissen und in die eingesaugte Zusatzluft geschleudert wird, die ihn mit sich fortreißt und tangential oder steiler gegen die Wand der Verdampfungskammer leitet. Hierbei erfolgt ein Ausschleudern und verteiltes Niederschlagen des in Tröpfchenform in der Zusatzluft enthaltenen Kraftstoffs auf der Wand bzw. der Auskleidung der Verdampfungskammer. Besonders stark wird der Kraftstoff in der Nähe der Eintrittsstelle des Kraftstoffs in die Verdampfungskammer niedergeschlagen. Ein feines Zerstäuben des Kraftstoffs bei seinem Einbringen erübrigt sich, weil er anschließend auf der Auskleidung der Verdampfungskammer verdampft, d. h. in seine Moleküle, also in seine kleinstmöglichen Teile zerlegt und dadurch in einen sehr brenngünstigen Zustand gebracht wird.In the case of the FIGS. 1 and 2 shown application form is the Piston a moves up and down in the cylinder b in a known manner. The upper end of the cylinder forms the cylinder head c, in which the intake valve d, the exhaust valve e, the fuel injection duct f and that of a bulge in the cylinder head formed evaporation chamber g are arranged. The latter is with a lining h, the material of the cylinder head and the cylinder only in places rests firmly or made of little heat-conducting material, e.g. B. sintered metal and therefore heats up during operation higher than the evaporation temperature of the fuel amounts to. A thin-walled deflecting element i is rigidly attached to the inlet valve d, which is open upwards and sideways to the evaporation chamber g. The for Operation required fuel, its octane number and its boiling temperature high or can be low, by means of any fuel pump k with low Pressure is conveyed through the fuel supply line m into the fuel injection duct f, its upper end in the air intake line n and its lower end in the seat of the Inlet valve d open near the side opening of the deflector i. By this arrangement is achieved that the conveyed into the fuel injection duct Fuel is retained therein until the inlet valve d opens. While of the suction stroke, the machine draws in the main air through the inlet valve in the direction of the arrow I directly into the cylinder space and additional air through the deflector i in the direction of the arrow II into the vaporization chamber. In the process, part of the air intake pipe hits n air flowing through into the upper opening of the fuel injection duct f and generated an overpressure therein, so that the fuel in the fuel injection duct is now on the one hand by the air pressure from above and on the other hand by the simultaneously suction from the fuel injection channel occurring at the lower opening of the fuel injection channel is torn down and thrown into the additional air sucked in, which pulls it away with it and tangentially or more steeply against the wall of the evaporation chamber directs. This is carried out by centrifuging and distributed precipitation of the in droplet form Fuel contained in the additional air on the wall or the lining of the Evaporation chamber. The fuel becomes particularly strong near the point of entry of the fuel is deposited in the vaporization chamber. A fine atomization the fuel when it is introduced is unnecessary because it is then on the The lining of the evaporation chamber evaporates, d. H. in its molecules, i.e. in its The smallest possible parts are disassembled and are therefore in a very favorable condition is brought.

Im Verlaufe des Verdichtungshubes drückt der Kolben bei geschlossenem Einlaßventil die Luft aus dem Zylinderraum in den Zylinderkopfraum. Dabei bewegt sich der erhöhte Teil o des Kolbenbodens bis dicht unter die Zylinderkopfdecke und schließt in dieser Stellung die Verdampfungskammer auf der Länge A-B einigermaßen ab, während zwischen dem nicht erhöhten Teil p des Kolbenbodens und der Zylinderkopfdecke, d. h. unter dem geschlossenen Einlaßventil und unter dem geschlossenen Auslaßventil noch ein Luftraum q bestehen bleibt. Es wird daher beim Verdichtungshub ein Teil der Luft aus dem Zylinderraum in der Verdampfungskammer und der andere Teil der Luft außerhalb derselben in dem Luftraum q unter den Ventilen verdichtet. Dabei strömt gegen Ende des Verdichtungshubes Luft in dünner Schicht und mit sehr großer Geschwindigkeit über den erhöhten Teil o des Kolbenbodens hinweg in die Verdampfungskammer und erzeugt darin eine Wirbelung, die eine innige Mischung des inzwischen in der Verdampfungskammer mehr oder weniger verdampften Kraftstoffs mit der Luft in der Verdampfungskammer bewirkt. Weil ein Teil der Luft außerhalb der Verdampfungskammer verdichtet wird, ist das in der Verdampfungskammer gebildete Gemisch auch dann noch durch die Zündkerze r sicher zündbar, wenn bei Maschinenteillast mit ziemlichem Luftüberschuß gearbeitet wird, um einen niedrigen Kraftstoffverbrauch und möglichst giftfreie Abgase vor allem im Stadtverkehr zu erzielen. Nach der Zündung des Gemisches in der Verdampfungskammer kurz vor Beendigung des Verdichtungshubes strömt das brennende Gemisch schon bei oberster Kolbenstellung mit großer Geschwindigkeit als Feuerstoß entgegen der Pfeilrichtung 11 über die Hauptniederschlagsstelle des Kraftstoffs hinweg in die im Luftraum q verdichtete Luft, mischt sich mit derselben und verbrennt im Verlaufe dieser Mischung während des Arbeitshubes. Auf diese Weise wird auch bei hohen Maschinendrehzahlen eine große Kraftstoffmenge noch rechtzeitig verdampft und mit Luft gemischt sowie eine übernormal hohe Verdichtung ermöglicht, ohne daß eine klopfende Verbrennung auftreten kann. Der auf den Arbeitshub folgende Auspuffhub vollzieht sich in üblicher Weise dadurch, daß der Kolben nach dem öffnen des Auslaßventils die Brenngase aus dem Zylinder in die Auspuffleitung hinausschiebt.In the course of the compression stroke, the piston pushes when the valve is closed Intake valve the air from the cylinder space into the cylinder head space. Moved the raised part o of the piston crown extends to just below the cylinder head cover and in this position closes the evaporation chamber along the length A-B to some extent from, while between the non-raised part p of the piston crown and the cylinder head cover, d. H. under the closed inlet valve and under the closed outlet valve still an air space q remains. It therefore becomes part of the compression stroke the air from the cylinder space in the evaporation chamber and the other part of the Air outside the same is compressed in the air space q under the valves. Included towards the end of the compression stroke, air flows in a thin layer and with a very large layer Speed over the raised part o of the piston crown into the evaporation chamber and creates a vortex in it, which is an intimate mixture of the meanwhile in the Evaporation chamber more or less evaporated fuel with the air in the Evaporation chamber causes. Because some of the air is outside the evaporation chamber is compressed, the mixture formed in the evaporation chamber is still then Can be ignited safely by the spark plug when the machine is under partial load Excess air is worked to achieve a low fuel consumption and possible to achieve toxic-free exhaust gases, especially in city traffic. After ignition of the mixture The burning substance flows into the evaporation chamber shortly before the end of the compression stroke Mixture as a burst of fire at the top piston position at high speed against the direction of arrow 11 over the main point of precipitation of the fuel away into the air compressed in the air space q, mixes with it and burns in the course of this mixture during the working stroke. That way will too At high engine speeds, a large amount of fuel evaporates in time and mixed with air and allows an above-normal high compression without a knocking burn can occur. The exhaust stroke following the working stroke takes place in the usual way in that the piston after opening the exhaust valve pushes the combustion gases out of the cylinder into the exhaust pipe.

Bei der geschilderten Arbeitsweise können keine wesentlichen Leistungsverluste durch Gasdrosselung entstehen, weil nur ein Teil der Verbrennungsluft in die Verdampfungskammer gedrückt wird und daher auch nur ein Teil der insgesamt entstehenden Brenngase aus der Verdampfungskammer auszutreten hat, weiter, weil die Öffnung der Verdampfungskammer zum Zylinderraum hin sehr weit ist und lediglich bei oberster Kolbenstellung in der hier erwünschten Weise verengt wird.There can be no significant loss of performance with the described method of operation caused by gas throttling because only part of the combustion air is in the Evaporation chamber is pressed and therefore only part of the total resulting Combustion gases have to escape from the evaporation chamber, because the opening of the Evaporation chamber is very wide towards the cylinder space and only at the top Piston position is narrowed in the manner desired here.

Die Veränderung der Maschinenleistung läßt sich auf verschiedene Weise, z. B. mittels einer konischen, in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Düsennadel v ermöglichen, die je nach ihrer Stellung bewirkt, daß ein größerer oder kleinerer Teil der Pumpenförderung in die Kraftstoffzuleitung m der einzelnen Zylinder gedrückt wird und der andere Teil durch die Rücklaufleitung s in die Pumpensaugleitung 1 zurückgeführt wird.The change in machine performance can be achieved in various ways, z. B. by means of a conical, displaceable in its longitudinal direction nozzle needle v allow which, depending on their position, causes a larger or smaller Part of the pump delivery pressed into the fuel supply line m of the individual cylinders and the other part through the return line s into the pump suction line 1 is returned.

Für die Kraftstoffverteilung auf mehrere Zylinder kann die Kraftstoffzuleitung m an der Zylinderreihe entlanggeführt werden und kurze, zu den Kraftstoffeinblaskanälen der einzelnen Zylinder führende Zweigleitungen besitzen, wie dies die F i g. 1 bis 3 ebenfalls zeigen. Ein Verengen der Zweigleitungen bei t1 empfiehlt sich, damit auch bei einer schrägstehenden Maschine eine gleichmäßige Kraftstoffverteilung auf mehrere Zylinder erfolgt. Trotzdem genügt für die Kraftstoffeinbringung ein geringer Pumpendruck, so daß als Kraftstoffpumpe eine übliche, an den Maschinen meistens schon vorhandene Tankförderpumpe dienen kann.The fuel supply line can be used to distribute fuel to several cylinders m along the cylinder bank and short ones to the fuel injection ducts of the individual cylinders have branch lines, as shown in FIG. 1 to 3 also show. A narrowing of the branch lines at t1 is recommended so that Even if the machine is tilted, the fuel is evenly distributed multiple cylinders takes place. Nevertheless, a small amount is sufficient for the fuel supply Pump pressure, so that a common fuel pump, mostly on the machines already existing tank feed pump can serve.

Erreicht werden mit der erklärten Kraftstoffeinbringung die Vorteile, daß wegen des Wegfalls eines Vergasers und einer Gemischansaugleitung eine recht gleichmäßige Kraftstoffverteilung auf mehrere Zylinder erfolgt, weshalb die Maschinenleistung verbessert und der Kraftstoffverbrauch sowie der Giftgehalt der Abgase sehr stark verringert werden, und daß wegen des Vermeidens einer Hochdruckeinspritzanlage oder von besonders zu steuernden Kraftstoffeinlaßventilen die Herstellungskosten der Maschinen und ihr Verschleiß wesentlich gesenkt werden.With the declared fuel input, the advantages are achieved, that because of the omission of a carburetor and a mixture intake line a right Even fuel distribution to several cylinders takes place, which is why the engine performance improves and the fuel consumption and the toxicity of the exhaust gases are very high and that because of the avoidance of a high pressure injection system or of specially controlled fuel inlet valves the manufacturing costs of Machines and their wear and tear are significantly reduced.

Zum Erzielen der gleichen Vorteile können die Kraftstoffeinblaskanäle auch noch etwas anders ausgebildet und angeordnet sein. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt die F i g. 4, bei der der Kraftstoffeinblaskanal f winkelförmig gestaltet ist und mit einem Ende in die Lufteinsaugleitung n und mit seinem anderen Ende in das Umlenkorgan i hineinragt. Außerdem kann nach der F i g. 5 jeder Kraftstoffeinblaskanal eine Nut f 1 sein, die im Sitz oder im Ventilteller des Lufteinlaßventils d angeordnet ist und in Richtung der in die Verdampfungskammer einströmenden Zusatzluft verläuft. Auch das Umlenkorgan i kann als Kraftstoffeinblaskanal dienen und der Kraftstoff in dessen Hohlraum hineingeführt werden. Wenn nach der F i g. 6 der Kraftstoffeinblaskanal f an seinem oberen Ende mit einer Druckgasleitung y verbunden wird, kann der durch die Kraftstoffzuleitung m eingeführte Kraftstoff mittels eines beliebigen Druckgases in die in die Verdampfungskammer einströmende Zusatzluft hineingeblasen werden. Möglich ist es auch, das obere Ende eines jeden Kraftstoffeinblaskanals in die Außenluft münden zu lassen und diese Mündung eng zu halten. Dann wird der Kraftstoff während des Saughubes selbsttätig eingesaugt, wobei jeder Kraftstoffeinblaskanal den nach dem Saughub noch nachfließenden Kraftstoff aufnimmt und bis zum nächsten Saughub speichert. Sinngemäß können auch andere Brennkraftmaschineu, z. B. Viertakt- oder Zweitaktbrennkraftmaschinen mit anderen Verdampfungskammern sowie ventillose Brennkraftmaschinen, wie schiebergesteuerte Maschinen oder Maschinen mit Drehkolben für die Anwendung der Erfindung eingerichtet werden.In order to achieve the same advantages, the fuel injection ducts also be designed and arranged somewhat differently. An embodiment for this, FIG. 4, in which the fuel injection channel f is designed to be angular is and with one end in the air intake line n and with its other end in the deflecting element i protrudes. In addition, according to FIG. 5 each fuel injection duct be a groove f 1, which is arranged in the seat or in the valve disk of the air inlet valve d and runs in the direction of the additional air flowing into the evaporation chamber. The deflecting element i can also serve as a fuel injection duct and the fuel are introduced into its cavity. If, according to FIG. 6 the fuel injection duct f is connected at its upper end to a pressure gas line y, the can through the fuel supply line m introduced fuel by means of any compressed gas are blown into the additional air flowing into the evaporation chamber. It is also possible for the upper end of each fuel injection duct into the outside air to open and to keep this mouth narrow. Then the fuel is used during of the suction stroke is automatically sucked in, with each fuel injection duct following the takes up fuel still flowing after the suction stroke and until the next suction stroke saves. Similarly, other internal combustion engines, e.g. B. four-stroke or Two-stroke internal combustion engines with other vaporization chambers and valveless internal combustion engines, such as slide-controlled machines or machines with rotary pistons for the application of the invention.

Eine erfindungsgemäße Zweitaktmaschine mit Kurbelgehäusepumpe ist in den F i g. 7 bis 11 dargestellt.A two-stroke engine according to the invention with a crankcase pump is in Figs. 7 to 11 shown.

Bei dieser Maschine ist die Verdampfungskammer g in dem im Zylinder b sich auf- und abwärts bewegenden Kolben a angeordnet und taschenförmig gestaltet. Für die Spülung des Zylinders wird in bekannter Weise gegen Ende des Aufwärtshubes des Kolbens, d. h. am Schluß des Verdichtungshubes, Luft durch die Lufteinsaugleitung n in den unteren Teil des Zylinders b und in das Kurbelgehäuse eingesaugt, die darauf beim Abwärtshub des Kolbens, d. h. während des Arbeitshubes, im Kurbelgehäuse und im Kolbenhohlraum vorverdichtet wird, dann ungefähr bei unterster Kolbenstellung durch die überströmkanäle D in Pfeilrichtung I in den oberen Zylinderraum überströmt und die darin enthaltenen Brenngase in Pfeilrichtung II in die Auspuffleitung E verdrängt. Der Kraftstoff wird, wie bei den zuvor beschriebenen Viertaktmaschinen, mittels einer nicht abgebildeten Kraftstoffpumpe und mittels der Kraftstoffzuleitung m in den Kraftstoffeinblaskanal f gefördert, der hier aus zwei Rohren besteht, von denen das eine an die Kraftstoffzuleitung m anschließt und an der Anschlußstelle eine Öffnung besitzt, während das andere Rohr zum Zylinderraum hin geneigt ist und an beiden Enden offen ist. Zum Einblasen des Kraftstoffs in die Verdampfungskammer wird dem Kolbenhohlraum vorverdichtete Spülluft in der Weise entnommen, daß bei der Abwärtsbewegung des Kolbens der im Kolbenmantel angeordnete Kolbenschlitz F noch vor dem Öffnen der Spülkanäle D über die in der Zylinderwand befindliche Mündung der Zusatzluftleitung G hinwegbewegt wird, so daß ein Teil der im Kolbenhohlraum vorverdichteten Luft als Zusatzluft in die Zusatzluftleitung G einströmt und diese sowie den Kraftstoffeinblaskanal f füllt. Wenn darauf der Kolben in seine unterste Stellung gelangt, steuert er das in den Zylinderraum mündende Rohr des Kraftstoffeinblaskanals auf, so daß nun die Zusatzluft aus der Zusatzluftleitung in kräftiger Strömung gleichzeitig in den unteren, den geförderten Kraftstoff enthaltenden Teil des Kraftstoffeinblaskanals sowie in die obere Öffnung des Kraftstoffeinblaskanals einströmt und aus letzterem in die Verdampfungskammer weiterströmt, was zur Folge hat, daß jetzt der geförderte, d. h. der zugeteilte Kraftstoff von der Zusatzluft mitgerissen, in Tröpfchenform in Pfeilrichtung III in die Verdampfungskammer geblasen und darin zunächst auf der heißen Wand der Verdampfungskammer niedergeschlagen wird, während die Zusatzluft wieder aus der Verdampfungskammer hinausströmt und zusammen mit der in den Zylinderraum eingeführten Spülluft an der Zylinderwand entlang aufwärts strömt. Während des anschließenden Aufwärtshubes des Kolbens wird der in der Verdampfungskammer niedergeschlagene Kraftstoff ganz oder teilweise verdampft und die im Zylinderraum befindliche Luft, nach F i g. 9, zum Teil im Luftraum q und zum Teil in der Verdampfungskammer g verdichtet und in letzterer unter kräftiger Wirbelung mit dem gebildeten Kraftstoffdampf gemischt, bis kurz vor dem Erreichen der obersten Kolbenstellung die Zündung des Gemisches in der Verdampfungskammer durch die Zündkerze r erfolgt, worauf schon bei oberster Kolbenstellung brennendes Gemisch aus der Verdampfungskammer g in den Luftraum q überströmt und die gleichen Wirkungen wie bei den vorbeschriebenen Viertakünaschinen erzeugt. Vor und beim Abwärtshub des Kolbens, wo das Gemisch schnell und klopffrei verbrennt, wiederholt sich unter dem Kolben der schon erläuterte Arbeitsvorgang. Zweckmäßig ist das Anordnen einer Trennwand zwischen dem oberen Ende der Zusatzluftleitung G und der Zylinderwand derart, däß der geförderte Kraftstoff nur durch den Kr aftstoffeinblaskanal zum Kolben hin gelangen kann. Dadurch entsteht der Brenngasraum J, der zum Zylinderraum hin eine enge Bohrung K und in der Zylinderwand um den Kraftstoffeinblaskanal herum eine ringförmige Öffnung besitzt, zur Zusatzluftleitung hin aber abgeschlossen ist. Beim Abwärtshub des Kolbens steuert dieser die Bohrung K so früh auf, daß der Brenngasraum J mit noch verhältnismäßig hoch gespannten Brenngasen gefüllt wird, die anschließend zum Teil durch die Bohrung K wieder in den Zylinderraum zurückströmen, ohne den Spülvorgang im Zylinderraum zu stören, und die zum anderen Teil auch aus der ringförmigen Zylinderwandöffnung in die Verdampfungskammer blasen, wenn der Kolben die Ausblasmündung des Kraftstoffeinblaskanals aufsteuert. Es wird dadurch nicht nur ein Eindringen von Brenngasen in den Kraftstoffeinblaskanal verhindert, sondern auch noch das Ausblasen des Kraftstoffs in die Verdampfungskammer begünstigt.In this machine, the evaporation chamber g is arranged in the piston a, which moves up and down in the cylinder b, and is designed in the shape of a pocket. For the flushing of the cylinder is sucked in a known manner towards the end of the upward stroke of the piston, ie at the end of the compression stroke, through the air intake line n into the lower part of the cylinder b and into the crankcase, which is then on the downward stroke of the piston, ie during the Working stroke, is pre-compressed in the crankcase and in the piston cavity, then flows over approximately at the lowest piston position through the overflow channels D in the direction of arrow I into the upper cylinder chamber and the fuel gases contained therein are displaced into the exhaust line E in the direction of arrow II. As in the four-stroke engines described above , the fuel is fed into the fuel injection duct f by means of a fuel pump (not shown) and the fuel supply line m, which here consists of two pipes, one of which connects to the fuel supply line m and has an opening at the connection point while the other tube is inclined towards the cylinder space and is open at both ends. To blow the fuel into the evaporation chamber, pre-compressed scavenging air is taken from the piston cavity in such a way that, when the piston moves downward, the piston slot F located in the piston skirt is moved over the opening of the additional air line G located in the cylinder wall before the scavenging channels D are opened, so that a part of the air pre-compressed in the piston cavity flows as additional air into the additional air line G and fills this and the fuel injection duct. When the piston then moves into its lowest position, it controls the pipe of the fuel injection duct opening into the cylinder chamber, so that the additional air from the additional air line flows simultaneously into the lower part of the fuel injection duct containing the fuel and into the upper opening of the fuel injection duct flows in and flows from the latter into the evaporation chamber, which has the consequence that the delivered, ie the allocated fuel is now carried away by the additional air, blown into the evaporation chamber in droplets in the direction of arrow III and is initially deposited on the hot wall of the evaporation chamber , while the additional air flows out of the evaporation chamber again and flows up along the cylinder wall together with the scavenging air introduced into the cylinder space. During the subsequent upward stroke of the piston, the fuel deposited in the evaporation chamber is wholly or partially evaporated and the air in the cylinder chamber, according to FIG. 9, partly compressed in the air space q and partly in the evaporation chamber g and mixed with the fuel vapor formed in the latter with vigorous swirling, until shortly before the topmost piston position is reached, the ignition of the mixture in the evaporation chamber by the spark plug r takes place, whereupon already When the piston is in the uppermost position, the burning mixture flows over from the evaporation chamber g into the air space q and produces the same effects as in the four-barrel machines described above. Before and during the downward stroke of the piston, where the mixture burns quickly and without knocking, the process already explained is repeated under the piston. It is expedient to arrange a partition between the upper end of the additional air line G and the cylinder wall in such a way that the fuel delivered can only reach the piston through the fuel injection duct. This creates the combustion gas chamber J, which has a narrow bore K towards the cylinder chamber and an annular opening in the cylinder wall around the fuel injection duct, but which is closed off towards the additional air line. During the downward stroke of the piston this controls the bore K so early that the combustion gas chamber J is filled with fuel gases that are still relatively high tension, some of which then flow back into the cylinder chamber through the bore K without disrupting the purging process in the cylinder chamber, and the on the other hand, also blow out of the annular cylinder wall opening into the evaporation chamber when the piston opens the exhaust port of the fuel injection duct. This not only prevents combustion gases from penetrating into the fuel injection duct, but also promotes the blowing out of the fuel into the evaporation chamber.

Andersartige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinbringung für Zweitaktmaschinen sind gleichfalls möglich. Ein diesbezügliches Beispiel zeigen die F i g. 10 und 11. Hier sind für die Kraftstoffeinblasung in die Verdampfungskammer g die Zusatzluftleitung G und eine in letztere einmündende Brenngasleitung L so angeordnet, daß der sich abwärts bewegende Kolben zuerst mittels des Kolbenschlitzes F die Zusatzluftleitung G aufsteuert und vorverdichtete Luft aus dem Kolbenhohlraum in die Züsatzluftleitung einströmen läßt, dann die Zusatzluftleitung wieder abschließt und darauf, kurz vor dem Öffnen der Auspuffleitung E, die über einem Spülkanal D in der Zylinderwand angeordnete Mündung der Brenngasleitung L öffnet, so daß nun hinter die in der Zusatzluftleitung befindliche, vorverdichtete Luft noch unter ziemlicher Spannung stehende Brenngase treten. Dadurch wird im Kraftstoifeinblaskanal und in der Zusatzluftleitung ein so hoher Druck erzeugt, daß beim folgenden Aufsteuern des Kraftstoffeinblaskanals durch den Kolben keine Brenngase in dessen Ausblasmündung stoßen können, sondern der im Kraftstoffeinblaskanal befindliche Kraftstoff vorwiegend mittels der Zusatzluft aus dem Kraftstoffeinblaskanal in die Verdampfungskammer geblasen, darin gegen deren heiße Wand ausgeschleudert, darauf niedergeschlagen und anschließend verdampft wird. Die in die Brenngasleitung eingeführten Brenngase strömen im wesentlichen in derselben wieder in den Zylinderraum zurück und von da in die Auspuffleitung. Weil diese Rückströmung oberhalb eines Spülkanals erfolgt, wird hier der Spülvorgang ebenfalls nicht behindert.Different embodiments of the fuel introduction according to the invention for two-stroke machines are also possible. Show an example related to this the F i g. 10 and 11. Here are for injecting fuel into the vaporization chamber g the additional air line G and a fuel gas line L opening into the latter arranged that the downward moving piston first by means of the piston slot F the additional air line G opens and pre-compressed air from the piston cavity lets flow into the additional air line, then closes the additional air line again and then, shortly before the opening of the exhaust line E, which is above a flushing channel D arranged in the cylinder wall orifice of the fuel gas line L opens so that now behind the pre-compressed air in the additional air line combustion gases under considerable tension occur. This is in the fuel injection duct and so high a pressure is generated in the auxiliary air line that the next opening of the fuel injection duct through the piston no combustion gases in its exhaust port can bump, but predominantly the fuel in the fuel injection duct by means of the additional air from the fuel injection duct into the evaporation chamber blown, thrown against its hot wall, thrown down on it and then evaporated. The fuel gases introduced into the fuel gas line essentially flow in the same back into the cylinder space and from there into the exhaust pipe. Because this backflow takes place above a flushing channel, the flushing process is also not hindered here.

Die für die Viertaktmaschinen erläuterten Ausbildungsmöglichkeiten der Erfindung sind sinngemäß weitgehend auch bei Zweitaktmaschinen anwendbar. So kann durch die Ausbildung des Zylinderkopfs erreicht werden, daß das Ausblasen des brennenden Gemisches aus der Verdampfungskammer ebenfalls über die Hauptniederschlagsstelle des Kraftstoffs in der Verdampfungskammer erfolgt. Eine Kraftstoffpumpe ist entbehrlich, wenn die Zusatzluftleitung nach jeder Kraftstoffeinblasung auf beliebige Weise, z. B. durch den Kolben, mit einem unter Unterdruck stehenden Maschinenraum verbunden wird, was bewirkt, daß dann der Kraftstoff in den Kraftstoffeinblaskanal eingesaugt wird. Die Verwendung von Leichtkraftstoffen und Schwerölen sowie andersartige Verdampfungskammerformen, andersartige Spülverfahren und eine Zylinderaufladung gestattet die Erfindung bei Zweitaktmaschinen ebenfalls.The training opportunities explained for the four-stroke machines of the invention are largely applicable to two-stroke engines. So can be achieved by the design of the cylinder head that the blowing out of the burning mixture from the evaporation chamber also via the main precipitation point of the fuel takes place in the vaporization chamber. A fuel pump is not necessary if the additional air line is used in any way after each fuel injection, z. B. by the piston, connected to a machine room under negative pressure which then causes the fuel to be sucked into the fuel injection passage will. The use of light fuels and heavy oils as well as other types of evaporation chamber shapes, The invention allows different scavenging methods and cylinder charging Two-stroke machines too.

Außer den mit erfindungsgemäßen Viertaktmaschinen erzielbaren, schon erklärten Vorteilen bringt die Erfindung bei Zweitaktmaschinen noch den weiteren großen Vorteil, daß auch die Kraftstoffverluste beim Spülvorgang vermieden werden.Except for those achievable with four-stroke machines according to the invention, yes The invention brings the declared advantages for two-stroke machines even further great advantage that fuel losses during the flushing process are also avoided.

Claims

Claims: 1. Fuel injection device for an internal combustion engine, with an evaporation chamber connected to the cylinder space for each cylinder and one fuel injection duct is provided for each vaporization chamber, at least the main part of the combustion air is introduced directly into the cylinder chambers, the fuel, on the other hand, through a fuel supply line in continuous flow in introduced the fuel injection channels and from there intermittently by means of. a gas, which is preferably part of the combustion air, blown into the evaporation chambers and is deposited therein for vaporization, the compound of each Fuel injection ducts with their vaporization chambers through the, the main air inlet controlling parts of the internal combustion engine is effected, d a d u r c h marked, that each fuel injection duct approximately in the direction of flow in its vaporization chamber inflowing gas runs the mouth of each fuel injection duct to his Evaporation chamber is much smaller in cross section than the main air inlets for the individual cylinder chambers and also one for each fuel injection duct or more openings in such a position and size that it has at least part of the gas flowing into its evaporation chamber in its longitudinal direction is flowed through.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that that in a Viert.aktbrennkraftmaschine the fuel injection duct (f) at his higher end in connection with the line (s) for the main air inlet and its lower end into the seat of the valve (d) for the main air inlet opens (Fig. 1).

3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that in a four-stroke internal combustion engine, each fuel injection duct (f) is connected at one end to the line (s) for the main air inlet and at its other end just before the inlet valve (d) for the main air Has mouth to the evaporation chamber (Fig. 4).

4. Fuel injector according to claim 1, characterized in that in a four-stroke internal combustion engine Each fuel injection duct (f1) has a groove in the seat of the valve (d) for the main air inlet and the longitudinal direction of this groove is approximately in the direction of the one flowing past it and air blowing into the evaporation chamber (Fig. 5).

5. Fuel injector according to claim 1, characterized in that in a four-stroke internal combustion engine each fuel injection duct (f) with one end into the seat of the valve (ä) for the main air inlet opens and its other end with a compressed gas line (y) connected (Fig. 6).

6. Fuel injection device according to claim 1, characterized characterized in that in a two-stroke internal combustion engine, each fuel injection duct (f) in the lowest position of the piston with one end into an evaporation chamber arranged in the piston opens and its other end has two superimposed openings, of which the upper opening with the upper part of an additional air or additional gas line (G) is in communication and the lower opening and a fuel supply line (m) with are connected to the lower part of the additional air or additional gas line (G).

7. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the fuel is supplied by means of a low-pressure pump (K) e.g. B. a tank feed pump, promoted in the fuel injection ducts (f or f1) and to change the fuel delivery between the pump and the fuel injection channels a regulating body, e.g. B. a displaceable cone (v) is provided. Into consideration Drawn pamphlets: German patents nos. 293 514, 5171l6, 674 526, 749 456; British Patent No. 773,583; U.S. Patent No. 2,593,769.