DE2224666A1

DE2224666A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2224666A1
Application number: DE19722224666
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Vincent, Philip Conrad, London
Priority date: 1971-05-20
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1972-12-07
Also published as: GB1380941A; FR2138815A1; IT958919B; FR2138815B1

Description

Δ-8

Philip Conrad Vincent, 7 Kew Bridge Court, London, W.4„

England

Brennkraftmas chine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraft maschine,,

Die Erfindung schafft eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffliefersystem zum Zuliefern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsraum der Maschine, das eine Heizkammer zum Vorwärmen des Kraftstoffes aufweist, die an geeigneten Punkten während des Maschinenzyklus gegen den Verbrennungsraum hin geöffnet bzw« geschlossen wird, so daß in der Kammer vorgewärmter Kraftstoff mit Luft aus dem Verbrennungsraum verbrennt, wenn sich die Kammer in leitender Verbindung mit dem Verbrennungsraum befindet.

In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

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Figo 1 ist ein Schnitt durch eine Rotationsmaschine mit den Merkmalen der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Zündkammer gemäß Fig· 1 entlang der Linie 1-1;

Fig. 3 ist ein Schnitt durch den umlaufenden Zylinder entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ;

Fig· 4 ist ein Schnitt durch eine Rotationskolbenmaschine vom Wankeltyp gemäß der Erfindung;

Fig» 5 ist ein Vertikalschnitt durch den Zylinder und den Kopf einer herkömmlichen Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung mit den Merkmalen der Erfindung mit einer Ricardo-Comet-Wirbelvorkammer;

Fig· 6 zeigt die Nockenwelle, den verschiebbaren Lagerblock und das Unterbrecherventil der Brennkraftmaschine gemäß Fig· 5 in größerem Maßstab;

Fig. 7 ist ein Schnitt durch die Nockenwelle und den verschiebbaren Lagerblock gemäß Fig. 6 entlang der Linie 3-3;

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Pig. 8 ist ein Kettenantrieb für die Ventilnockenwelle an den beiden Grenzen der Bewegung der Nockenwelle gemäß Fig. 7;

Fig. 9 ist ein Vertikalschnitt durch eine eagi cas (multi-cylinder o_eh.v. in line engine) gemäß der Erfindung;

Figo 10 ist ein Schnitt durch den Zylinderblock und den Zylinderkopf der Maschine gemäß Fig. 9 entlang der Linie k-k in Fig. 9;

Fig_e11 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung für einen Zylinder und Zylinderkopf eines herkömmlichen Zweitaktmotors mit Anordnung eines umlaufenden Unterbrecherventils;

Figo 12 ist ein Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 11 entlang der Linie 5-5 in dieser Figur;

Fig·13 ist ein Schnitt durch eine abgewandelte, mit Durchlässen versehene Konstruktion für einen Umlaufmotor gemäß Patent (Patentanmeldung

entsprechend der britischen Patentanmeldung 8O78/7O, entlang der Achse der Konstruktion; und

+ Brennkraftmaschine mit in Reihen angeordneten Zylindern . und obengesteuerten Ventilen

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Fig« 14 ist ein Schnitt durch die mit Durchlässen versehene Konstruktion gemäß Fig« 13 im Schnitt quer zur Achse der Konstruktion.

Eine Umlauf-Brennkraftmaschine von dem in der genannten Patentanmeldung (entsprechend der britischen Patentanmeldung 8O78/7O) weist, wie in Fig« 1 bis 3 gezeigt, eine mit Durchlässen versehene Konstruktion 100 und eine innere Zylinderanordnung 101 mit Bohrungen 102 auf, in denen Kolben 103 spielen. Der Motor weist eine von den Kolben angetriebene zentrale Kurbelwelle auf_o

Figo 1 zeigt eine Vorheiz -Zündkammer 111, die in der richtigen Phase des Verbrennungszyklus direkt mit dem Zylinder II7 in. Verbindung gesetzt wird, wenn die Dichtungsmanschette 112 an den offenen Enden der Verbindungskanäle 113, 114, 115 und 116 (Fig_e 3) vorbeitritt. Wenn die Manschette die Kanäle freigibt, strömt vom Kolben 118 im Zylinder 117 komprimierte Luft durch die Kanäle und durch das umlaufende Steuerventil 119» d^as von einem (nicht dargestellten) drehzahlabhängigen Regler geregelt wird. Wenn die Motordrehzahl zunimmt, werden die am weitesten vorn liegenden Kanäle 114, 115 und II6, die durch die Drehung des Ventils II9 (Fig. 2) bei niedrigen Motordrehzahlen geschlossen sind, allmählich geöffnet und gestatten den

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Durchtritt komprimierter Luft aus dem Zylinder 117 in
die Zündkammer 111 nicht nur zu einem früheren Zeitpunkt innerhalb des Zyklus sondern auch schneller. Wegen der
Anordnung der einzelnen Kanäle 113 bis 116 in bezug auf
die Krümmung der Bohrung durch die Dichtungsmanschette
112 wird die Zeitsteuerung der Öffnungspunkte der aufeinanderfolgenden Kanäle allmählich in bezug auf den Verbrennungszyklus vorgerückt, so daß der Zündpunkt bei jedem Zyklus in dem Maß vorgerückt wird, in dem die komprimierte Luft zu dem Kraftstoff in der Zündkammer eingelassen wird.

Wenn nun die Motordrehzahl abnimmt, wird das Ventil
119 unter der Steuerung des genannten Reglers derart gedreht, daß der Gas- und Kraftstoffstrom durch einen oder mehrere der Kanäle 113 bis II6 vermindert wird, so daß der Druckanstieg in dem Zylinder gesteuert wird«

Eine Einspritzdüse 127 liefert die erforderliche, abgemessene Kraftstoffmenge der Kammer 111 für das Vorwärmen zu.

Ein keramisches Futter 122 zur Wärmeisolierung der Zündkammer 111 ist in eine in das Hauptgehäuse 123 der Zündkammer gebohrte Aussparung mit ebenem Boden eingesetzte
Die Kammer 111 ist an der mit Durchlässen versehenen Kon-

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struktion 124 angebracht und gegen die Explosionsdrücke der gezündeten Gase mittels einer Platte 121 gehalten, die an das Hauptgehäuse 123 angeschraubt ist. Das keramische Futter ist zur Vermeidung des Leckens von Gasen und der Biegeverformung des keramischen Materials unter dem Gasdruck genau in die Aussparung eingepaßt. Um das keramische Futter 122 herum ist eine elektrische Heizdrahtwendel herumgewickelt, die in Rillen in dem Keramikkörper versenkt und eingeklemmt ist, so daß sie außer Berührung mit dem Hauptgehäuse gehalten ist, das aus hitzebeständigem Stahl hergestellt ist, so daß ein Kurzschließen des elektrischen Stromes sowie Wärmeverluste durch Übergang auf das Stahlgehäuse verhindert sind. Diese Wendeln sind derart ausgelegt, daß sie einen genügenden Strom zu leiten vermögen, um ein schnelles Erwärmen des keramischen Futters 122 auf hohe Temperaturen oberhalb der Selbstzündtemperatur des zu verwendenden Kraftstoffes zu gewährleisten.

Eine mögliche Art, die Heizeinrichtung und die Kammer zu konstruieren, besteht darin, das Futter der Kammer aus einem kräftigen und hitzebeständigen Metall- beispielsweise Nimonic (einer Nickelsonderlegierung) unter Verwendung eines sehr dünnen Querschnittes herzustellen, so daß, wenn der Strom zur Betätigung des Anlaßmotors hindurchgeschickt wird, eine rasche Erhitzung auftritt, durch

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die der Kaltstart unterstützt wird. Zur Vermeidung unnötiger Abnutzung des Anlaßmotors kann in die Heizkammer und die elektrische Schaltung für den Anlasser ein Wärmedehnungsschalter eingebaut sein, so daß, wenn die Kammer genügend heiß ist, um den Kraftstoff bis über die Selbstzündtemperatur zu erhitzen und ein augenblickliches Anlassen zu gewährleisten, der Strom ausschließlich dem Anlasser zugeführt wird_e Vor dem Anschalten des Anlassers kann der Strom durch das Putter aus Nimonic und einen Widerstand, der aus geeigneten, das Nimonicfutter umgebenden Heizwendeln bestehen kann, zu Masse fließen. Die Außenseite des Futters einschließlich der Widerstandswendeln kann dann mit Siliciumschichten besprüht werden, die nach geeigneter Formung zur Bildung des sehr festen neuen keramischen Siliciumnitrides nitridgehärtet werden, um den hohen Verbrennungsdrücken und -temperatüren standzuhalten.

Wie Fig. 3 zeigt, sind die einzelnen Kanäle 113 bis 116 in einer Reihe in einer zur Kurbelwellenachse parallelen Ebene derart in bezug auf die gekrümmte Kante der Bohrung durch die Dichtungsmanschette 112 angeordnet, daß die Kanäle von der Dichtungsmanschette 112 nacheinander freigegeben werden und komprimierte Luft in den Zylinder 117 einlassen. Ein weiterer Kanal 120 öffnet um viele Grade

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des Steuerzyklus später als die Kanäle 113 bis 116, so daß gewährleistet ist, da/3 bis zu einem späten Zeitpunkt innerhalb des Zyklus der Maschine ein Kanal zum Zylinder verfügbar bleibte Auf diese Weise kann durch Verdrehen des Ventils II9 zum Verschließen gewisser Kanäle der erste Zündpunkt des in die Zündkamtne r eingespritzten Kraftstoffes verändert werden, um den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine am besten Rechnung zu tragenο

Es ist zu erkennen, daß wegen der Ausdehnung der Dichtungsmanschette 112 in der Umfangsrichtung der im Zyklus besonders spät wirksame Kanal 120 von der Manschette 112 verdeckt bleibt, wenn die Freigabe des vordersten Kanals 116 zur Zylinderbohrung beginnt, so daß ein Luftverlust aus den geschlossenen Zylinderäumen verhindert wird. Der Sinn dieses zeitlich spät wirksamen Kanals 120 besteht darin, sicherzustellen, daß die Zündkammer 111 mit dem Zylinder II7 bis nach dem Öffnen des AuspuffSchlitzes in direkter Verbindung bleibt, so daß Restdrücke in der Zündkammer 111 bis nahezu auf den Umgebungsdruck abnehmen können, wodurch die Verwendung eines Niederdruck-Einspritzsystems ermöglicht wird, wie solche bereits für Kraftstoffeinspritzsysteme für diese Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung entwickelt worden sind«

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Es kann darauf hingewiesen werden, daß der zusätzliche Druck, der von der Verbrennung in der Zündkammer herrührt und der über die Kanäle 120 abwärts auf die Manschette 112 wirkt, schnell abgebaut wird, da solche Gase durch die weiter vorn liegenden Kanäle zum Zylinder 117 entweichen und bei der daraus folgenden Verbrennung im Zylinder unverzüglich Verbrennungsdrücke aufgebaut werden, die zu denen infolge der Luftkompression hinzutreten und zur Abstützung der Manschette beitragen.

Dieses Verbrennungssystem ist mit besonderem Vorteil bei Verbrennungskammern von Rotationskolbenmaschinen mit trochoidenförmigem Läuferprofil (Fig· ^) verwendbar, da die abgegebene Leistung, wie bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung durch Beeinflussung der eingespritzten Kra£*t st off menge veränderbar ist« Eine Drosselklappe für die Luftzufuhr ist nicht vorhanden, so daß die Saugdrücke in den Verbrennungskammern bei niedriger Leistung geringer sind als diejenigen, die auftreten, wenn gedrosselte Vergaser verwendet werden, ein Zustand, der solche Brennkraftmaschinen veranlaßt, während der Überlappung der Öffnungszeiten bei zur Verminderung der Drehzahl und der Leistungsabgabe geschlossener Drossel verbrannte Gase aus den Abgasleitungen zurück anzusaugen, wie dies bekanntlich bestehenden berizinbetriebeneri Ausbildungen solcher ijrenn-

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kraftmaschinen vorkommt, was dann zu unregelmäßiger Verbrennung führte

Fig. 4 zeigt eine .Rotationskolbenmaschine mit dreikantigem Läufer und mit einer Vorheiz - Zündkammer 211, die an der mit Schlitzen versehenen konstruktion 212 angebaut ist und Kanäle 213, 21k und 215 aufweist, die an Stellen entlang des ümfangs derart angeordnet sind, daß sie in unterschiedlichen Läuferstellungen im Verlauf des Maschinenzyklus öffnen, da die Kantendichtung 216 sie nacheinander bestreicht und die erste Luft des Verbrennungszyklus in die Zündkammer 211 einläßt. Alle diese drei Kanäle sind durch das ürehkückenventil 217 hindurchgeführt, das mittels eines nicht dargestellten Reglers entsprechend der Maschinendrehzahl fortschreitend verdreht wird und bei abnehmender Maschinendrehzahl die vordersten Steuerkanäle 213 und 214 verschließt und somit den ersten Zeitpunkt des Einlassens komprimierter Luft in die Zündkammer 211 verzögert* Da in der Zündkammer kein Kraftstoff verbrennen kann, solange keine Luft eingelassen wird, hat ein verzögerter Lufteinlaß eine ähnliche Wirkung wie das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung bei einer Maschine mit Kompressiouszündung oder des Funkens bei einer Maschine mit Funkenzündung. Die Anzalii der Kanäle 2V5j 2\^li und 215 kann erhöht werdsii, so daß ein engerer Abstand zwischen diesen in der Umfangsrichtung und somit eine l'einere Steuerung

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des Zündzeitpunktes erzielt wird. Im letzteren Fall können die Kanäle in Keinen angeordnet sein, die quer über die mit Durchlässen versehene Konstrulction 212 verlaufen, so daß sie einander in der Ebene der Figo h überlappen, ohne sich zu überschneiden_o

Die Anzahl der Kanäle 213, 21h und 215 kann auch erhöht werden, um einen größeren Gesamtquerschnitt der Kanäle bei zunehmender Maschinendrehzahl zu ermöglichen, und zusätzliche Kanäle werden durch Verdrehen des Ventils 217 geöffnet, um die steigende Menge an Verbrennungsgas en und ICraftstoff aus der Zündkammer 21 1 in den Verbrennungsraum 218 von veränderlichem Volumen innerhalb der bei steigenden Drehzahlen abnehmenden verfügbaren Zeitspanne durchzulassen· Dies kann auch dadurch geschehen, daß die Querschnitte einiger oder aller Kanäle vergrößert werden. Anstatt dessen kann eine Verdrehung des Ventils 217 durch den Hegler bei abnehmender Maschinendrehzahl das fortschreitende Schließen einiger dieser Kanäle und somit eine Verzögerung des Zündzeitpunkts und eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Druckanstieges innerhalb des Verbrennungsraumes 218 von veränderlichem Volumen bewirken.

Der Kraftstoff wird in die Zündkammer 211 eingespritzt, verbleibt dort und erwärmt sich bis zu seiner Selbstzünd-

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temperatur oder darüber hinaus, kann jedoch wegen des Fehlens von Sauerstoff oder Luft nicht brennen· Die Zündung erfolgt, wenn aus dem Verbrennungsraum 218 von veränderlichem Volumen komprimierte Luft in die Zündkammer eingelassen wird, und diese Hochdruckluft wird eingelassen, wenn die Kantendichtung 216 des Läufers die Kanäle 213 bis 215 bestreicht und jeden Kanal gegen die von dem Läufer komprimierte Luft öffnet. Diese Luft ermöglicht die augenblickliche Verbrennung des vorerhitzten Kraftstoffes in der Zündkamtner, und die sich daraus ergebende Steigerung des Druckes bewirkt ein Ausblasen der brennenden Gase und des Kraftstoffes zurück in die Verbrennungskammer 21B von veränderlichem Volumen, in der nun der Kraftstoff mit der darin enthaltenen komprimierten Luft verbrennt» Die zum Erhitzen des Kraftstoffes erforderliche Hitze rührt bei kaltem Motor von den elektrischen Heizwendeln 219 her, jedoch sind die Wände der Zündicammer 211 aus einem wenig wärmeleitfähigen Material hergestellt oder mit solchem überzogen, so daß sie von der Hitze der bei einer einzigen Verbrennung verbrennenden Dosis genügend heiß bleiben, um den Kraftstoff vor einer nächsten Verbrennung bis oberhalb seines Selbstzündpunktes zu erhitzen.

Die heftige Druckwelle der heißen Gase und der brennenden Kraftstofftropfchen, die in den Verbrennungsraum 218

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hineingeblasen werden, gewährleistet eine unverzügliche Verbrennung bei Berührung mit der in der Verbrennungskammer 218 von veränderlichem Volumen komprimierten Luft, in die jene zwangsläufig und heftig in Form eines Hochdruck-Heißgasstrahles eingespritzt werden. Dieser Gasstrahl verwirbelt heftig die in der Verbrennungskammer enthaltene Luft, und der Winkel und die Anordnung der Kanäle 213» 21h und 215 in bezug zur Form der Verbrennungskammer sollte daher sehr sorgfältig untersucht werden, um zu gewährleisten, daß die besten Bedingungen für eine optimale Verbrennung mit Sicherheit geschaffen werden, wie dies bei den gängigen Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung ja durchgeführt wird«,

Es ist zu erwarten, daß das Volumen der Zündkammer 211, bezogen auf das Fassungsvermögen der einzelnen Verbrennungskammer, kleiner ist als das einer üblichen Verwirbelungskammer, und die Wände der Zündkammer 211 sind so auszulegen, daß sie bei einer Temperatur oberhalb der höchsten Selbstzündtemperatur des Kraftstoffes betrieben werden können, so daß nur eine kurze Aufenthaltszeit für den Kraftstoff in der Zündkammer vor dem Lufteinlaß erforderlich ist, da der Kraftstoff" möglicherweise nur um einige Grade des Steuerzyklus der Maschine früher eingespritzt wird als die Lui't. Die Tatsache, daß die eine Zündkammer alle Dichtkanten des Kotationskolbens versorgen kann, gewährleistet

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eine größere Frequenz der Zündintervalle, und dies wiederum fördert die Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur in den Wänden der Kammer. Wenn erforderlich, kann die elektrische Heizwendel 219 iui Betrieb des Motors eingeschaltet bleiben.

Wenn der Kraftstoff in die Kammer 211 eingelassen wird, knapp bevor die komprimierte Luft hereinbricht, hat das Ausströmen von Restgasen bereits abgenommen und wird nurmehr ganz kurz fortgesetzt, bevor die einströmende Luft den Strom umkehrt und etwaigen Kraftstoff in dem Ausströmkanal zur Kammer 211 zurückführt. Bei hohen Drehzahlen überschreitet der höhere Druck der komprimierten Luft, die durch das Ventil 217 entweicht, den Restgasdruck in der Zündkammer 211 und verhindert somit ein Entweichen desselben während der letzten wenigen Grade des Maschinensteuerzyklus, bevor der Kanal 215 ebenfalls dem vollen Druck der Kammer 218 ausgesetzt wird, so daß der Eintritt von Luft in die Zündkammer unter vollem .Druck eingeleitet wird. Während dieses kurzen Xntervalles unterstützen der Druck und die Hitze der verbrannten Restgase in der Zündkammer 211 das äußerst schnelle Erhitzen des eingespritzten Kraftstoffes mindestens bis zu seiner Selbstzündtemperatur.

Es ist zu ersehen, wie die Vorteile der Kompressions-

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zündung auch bei Rotationskolbenmaschinen zur Wirkung gebracht werden können, ohne daß es erforderlich ist, äui3erst hohe Kompressionsverhältnisse zu verwenden, die bei der Rotationskolbenmaschine nicht in einfacher Form verwirklicht werden können_o Es ist auch ersichtlich, wie die vorhandenen Kantendichtungen am Läufer als Unterbrecherventile dienen können, die bei diesem Zündsystem erforderlich sind»

Von den Fig. 5» 6 und 7 zeigt die erste einen Schnitt durch den Zylinder und Zylinderkopf eines herkömmlichen Typs einer Maschine mit Kompressionszündung mit einer Wirbelvorkammer 10 vom Ricardo-Comet-Typ, die durch eine vorheizbare Zündkammer 11 sowie das erforderliche Unterbrecherventil 13, in diesem Fall ein Hubventil, er gänzt istο Der Eingang 1OA aus dem Zylinder 27 in die Wirbelkammer 10 sowie diese selbst bleiben im wesentlichen imverändert, nur spritzt die Kraftstoffdüse 12 hier in eine zweite, kleinere Zündkammer 11 ein, die oberhalb der Kammer 10 montiert und von dieser durch das Unterbrecher-Hubventil 13 getrennt ist, das in einer Ventilführung 1h getragen ist, die in das Metall des Wassermantels IkA des Zylinders eingepreßt ist und daher wirksam mit Wasser gekühlt ist. Der konische Sitz 15 des Ventils, der am einen Ende des Ventilschaftes I3 angeschnitten ist, sitzt

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auf einem passend konisch ausgebildeten Sitz 16 am Sitzeinsatz 17» und beide Sitze können zur Förderung der Hitzebeständigkeit stellitiert sein· Herkömmliche Ventilteller mit großem Durchmesser, die eine größere Fläche für die Wärmeaufnahme von den heißen brennenden Gasen darbieten würden, werden in dieser Konstruktion nicht verwendet,, Der Sitz ist direkt an dem Ventilschaft angeschnitten. Dies ist hier wegen des geringen Volumens der Zündkammer 11 und des hohen Druckes und der Dichte der durch das Ventil hindurchströmenden Gase mögliche Es ist auch erforderlich, da das Hubventil die Begrenzung des Gewichtes des Gasstromes von der Zündkammer 11 zurück zur Verwirbelungslcammer 10 bewirkt.

Zur Kühlung des Ventilsitzes I5, der dem Durchgang brennender Gase und des Kraftstoffes unter hohem Druck ausgesetzt ist, ist der Ventilschaft 13 bei 18 ausgebohrt

in
(Fig» 6) und diese Bohrung 18 ist ein langes hohles Uöhrchen 19 eingeschraubt. Das Röhrchen I9 führt von der (nicht dargestellten) Ölpumpe über das ülrohr 2OA unter Druck in den Kaum 20 geliefertes Öl bis zum Boden der Bohrung 18, von wo das öl entlang des Kingspaltes zwischen der äußeren Mantelfläche des Röhrchens I9 und der inneren Mantelfläche der Bohrung 18 entweicht. Aus dem !{ingspalt entweicht das öl durch Löcher 21, die in die Wandung des

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Schaftes an einem wenig belasteten Querschnittsbereich gebohrt sind»

Das Ventil 13 ist durch die Feder 22 in Schließrichtung belastet, die an dem mit dem Ventilschaft einstückig gebildeten Bund 23 abgestützt ist und auch dazu dient, die Schubkraft des Schwinghebels 24 aufzunehmen, der das Ventil von seinem Sitz abhebt.

Dieser Schwinghebel 24 ist in Schlitzen in zwei am gegossenen Kopf gebildeten Lageransätzen verschiebbar montiert, so daß der ganze Schwinghebel zur Einstellung des Verschlußkörpers entlang einer zur Achse des Ventilschaftes 13 parallelen Achse verschiebbar ist₀ Das obere Ende des Schwinghebels 24 ist zu einem Nockenfolger ausgebildet und derart geschliffen, daß es eben und genau parallel zur Achse des Ventilschaftes 13 liegt, wenn das Ventil geschlossen ist. Eine Nockenwelle 25 ist mittels eines Kettentriebes mit der halben Maschinendrehzahl angetrieben und dient dazu, das Ventil 13 an den korrekten Steuerpunkten zu öffnen bzw. zu schließen, so daß dieses komprimierte Luft aus der Wirbelkammer 10 in die Zündkammer 11 durch den Kanal 26 einläßt. Die Luft zündet prompt und verbrennt mit dem vorher in die Zündkammer eingespritzten Kraftstoff zu einem genügend frühen Zeitpunkt im Zyklus,

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so daß gewährleistet ist, daß der Kraftstoff zur Gänze
mindestens bis zur Selbstzündtemperatur, d,h. bis zu
der Temperatur, bei der er in Anwesenheit von Sauerstoff spontan zündet, vorerhitzt wird_o Die Zündung erfolgt spontan, wenn in die Zündkammer Luft eingelassen wird, so daß das Gewicht der eingelassenen Luft nicht groß ist, wegen des schnellen Druckanstieges, der zu einer schnellen Umkehr
des Luftstromes aus der Zündkammer heraus führt, wodurch die Hitze, der das Ventil ausgesetzt ist, begrenzt wird. Es ist ersichtlich, daß die Fläche des äußeren Schaftes, die mit der kalten Ventilführung in Berührung steht, sowie die Innenfläche der Bohrung 18, die dem freien Lurchfluß von Kühlö'l ausgesetzt ist, zusammen wesentlich größer sind als die Fläche des den brennenden Gasen ausgesetzten Ventilkopfes bzw» des Sitzes, und daß außerdem dit in die Zündkammer ausströmende komprimierte Luft auf den Ventilkopf bzw. den Sitz eine Kühlwirkung ausübt.

In der Zündkammer findet lediglich die Einleitung der Verbrennung statt, während die anschließende Verbrennung in den turbulenten brennenden Gasen und dem unverbrannten Kraftstoff erfolgt, die durch den heißen Kanal ü6 und durch das Ventil 13 in die Verwirbelungskammer 10 strömen, wo

die Verbrennung an Heftigkeit in dem Maß zunimmt, in dem

+
die h edßen Kraftstofftropfchen mit der darin enthaltenen

+ restlichen - 18 -

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Luftmenge zusammentreffen, und die Verbrennung wird schließlich, in dem Zylinder 27 zuendegeführt, wenn der zunehmende Druck in der Verwirbelungskammer 10 die Gase und den liest unverbrannter Kraftstoff tropf chen in den Zylinder zurückdrängt, wie dies bekanntlich bei Verwirbelungskammern bestehender herkömmlicher Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung· der Fall ist.

Das variable Maß des Gas- und Kraftstofftransportes aus der Zündkammer 11 in die Verbrennungskammern 10 und 27 wird in folgender Weise entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Maschine unter der Wirkung eines geeigneten Reglers geregelt, der mit einer Ausgangswelle der Maschine gekoppelt ist. Dieser Regler steuert das Ventil 13 durch Veränderung der diesem mitgeteilten Hublänge entsprechend der Änderungen der Maschinendrehzahl und steuert somit das Maß des Ein* lasses von Gas und unverbranntem .Kraftstoff in die in den Verbrennungskammern 10 und 27 verdichtete Luftmenge.

Die Nockenwelle 25> die das Unterbrecherventil 13 antreibt, ist über eine Kette mit einem Übersetzungsverhältnis 1 ti von der mit halber Motordrehzahl umlaufenden Nockenwelle 28 angetrieben» Die Nockenwelle ist in Lagern gelagert, die in dem verschiebbaren Lagerblock 29 montiert sind, der auf zwei parallelen Stangen 30 verschiebbar ist, die in dem Zylinderkopf entlang zur Achse des Ventils 13

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paralleler Achsen montiert sind. Wenn die Nockenwelle entlang der Stangen 30 verschoben wird, wird das Spiel oder der Sitz des Ventils in geschlossener Stellung nicht verändert, da die Berührungsfläche des Nockenfolgerendes des Schwinghebels 2k mit dem Nocken 25 bei geschlossenem Ventil 13 ebenfalls zur Ventilachse parallel verläuft.

In Fig. 6 ist nur die eine der beiden Stangen 30 gezeigt, da die andere in demjenigen Teil des Kopfes montiert ist, der bei der Schnittführung weggeschnitten wurde, jedoch würde diese zweite Stange in dieser Darstellung vor der dargestellten liegen. Diese zweite Stange 30 soll dem verschiebbaren Lagerblock 29 bei seiner Verschiebung entlang der Stangen 30 Stabilität verleihen. In dem Maß, in dem die Nockenwelle 25 entlang des Nockenfolgerendes des Schwinghebels 2k bewegt wird, nähert sie sich dem Schwenkzapfen des Schwinghebels an und bewirkt gleichzeitig eine Vergrößerung des Schwenkwinkels des Schwinghebels 2k und somit eine größere Hublänge des Ventiles 13 (Fig. 8)„

Die erforderliche Verschiebebewegung wird dem verschiebbaren Lagerblock 29 durch die Wirkung des Reglers mitgeteilt, dessen Schubkraft an dem Ende des Armes 31 angreift, der am Ende der Stange 30 eingespannt ist» Die Stange 30 ist in ausgeprägten Lageransätzen 32 im Zylinderkopf mit

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einem steilgängigen Gewinde mit Verdrahtprofil drehbar montiert, das in die Außenmantelfläche der Stange genau geschnitten ist und in ein ähnliches Innengewinde in einer Bohrung in dem verschiebbaren Lagerblock 29 eingreift, der an der Stange 30 getragen ist. Die Stange 30 ist zwischen Stirnlagerscheiben "}h montiert, die eine Axialbewegung der Stange 30 verhindern, eine Drehung derselben unter der Steuerung durch die Bewegungen des Reglers jedoch gestattet, der dem verschiebbaren Lagerblock über das Quadratgewinde, das mit der Stange 30 im Eingriff steht, eine Bewegung in axialer Richtung mitteilt_P

Es wird als möglich betrachtet, daß,wenn dem verschiebbaren Lagerklotz die ganze Gleitbewegung über nur eine Stange 30 mitgeteilt wird, die daraus folgende außermittige Schubbelastung ein Verkanten und einen übermäßigen Reibungswiderstand verursachen könnte. Wenn dies zu befürchten ist, können beide Stangen 30 mit gleichen Vorschubgewinden mit Quadratprofil ausgestattet sein, und beide Arme 31 können mittels einer (nicht dargestellten) Verbxndungsstange derart gekoppelt sein, daß sie im Gleichlauf bewegbar sind.

Wenn solche Maßnahmen getroffen werden, kann die Wirkkraft von einem einzigen tätigen Regler ausreichen, um dem verschiebbaren Block die nötige Bewegung mitzuteilen.

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Wenn jedoch eine zusätzliche Schubkraft erforderlich erscheint, kann diese durch Verwendung von ServoverStärkereinheiten erzielt werden, die die Schubkraft des Heglers nach Bedarf verstärken.

Eine andere für die Tätigkeit der Nockenwelle 25 erforderliche Steuerung ist möglicherweise eine solche, die den Steuerpunkt verändert, an dem das Ventil 13 den Einlaß von komprimierter Luft aus der Wirbelkammer 10 in die Zündkammer 11 einleitet» Auf diese Weise wird der Zündpunkt des Verbrennungszyklus gesteuert, und dies entspricht der Steuerung des tinspritzpunktes oder des Zündpunktes bei herkömmlichen Verbrennungssystemen,, Wie bekannt, erfordern diese eine Einstellung entsprechend der Drehzahl und Belastung der Maschine»

Dies wird dadurch erreicht, daß man sich des selbsttätigen Hülleffektes der Kette um das Kettenrad 35 bei der Querverschiebung der Nockenwelle bedient» Wie·am besten aus Fig» 8 ersichtlich, hat diese Bewegung zur Folge, daß ein kurzer Abschnitt 37 der Antriebskette sich von selbst über einen kurzen Bogen des Kettenrades 35 anschmiegt, bzw, sich, je nach der Bewegungsrichtung der Nockenwelle, von einem ähnlichen kurzen Bogen des Kettenrades löst· Dieser kurze Abschnitt der Kettenlänge wird

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also mittels eines automatischen Spannmittels, das an dem schlaffen Trum der Kette angreift, dem schlaffen Trum der Kette entnommen bzw. diesem wieder hinzugefügt. Als Folge dieser Kettenbewegung wird das Kettenrad j6 an der Nockenwelle veranlaßt, sich in bezug auf das maschinenfest montierte, von der Maschinenwelle synchron angetriebene Antriebskettenrad 35 zu verdrehen« Je nach dem, ob das Kettenrad 36 veranlaßt wird, sich um eine geringe Strecke vorwärts oder rückwärts in bezug zu seiner Drehrichtung zu bewegen, wird also die Steuertätigkeit der Nockenwelle zeitlich vorverlegt oder verzögertρ

Der Betrag dieser Änderung der Steuerzeiten in Graden des Nockenwellenzyklus hängt von den Bogengraden am Umfang des Kettenrades ab, den der kurze Kettenabschnitt 37 überspannt, der sich dem Kettenrad anschmiegt bzw« von diesem löst, sowie von einem Multiplikationsfaktor ab, der eine etwaige Untersetzung der Nockenwellendrehzahl gegenüber der Kurbelwellendrehzahl berücksichtigt und zu diesem Untersetzungsverhältnis reziprok ist und im vorliegenden Fall 2 beträgt ο Im Entwurf- und Konstruktionsstadium kann der Phasenwinkel dieser zeitlichen Verschiebung im Steuerungszyklus, der von einer gegebenen Nockenwellenbewegung herrührt, vergrößert werden, indem der Mittelpunktsabstand zwischen den Kettenrädern des Nockenwellenantriebs vermindert wird und somit ein größerer Winkelausschlag für die Kette

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erzeugt wird. Es ist also zu ersehen, daß dieser Antrieb so ausgelegt werden kann, daß er eine gute automatische zeitgerechte Steuerung für die Zündung entsprechend den für alle Maschinendrehzahlen empirisch gewonnenen Werten im Verein mit einem geeigneten Maß des Druckanstieges in den Verbrennungskammern, ebenfalls bei allen Drehzahlen, ermöglicht. Die gleichen Wirkungen können erzielt werden, indem die Anordnung zweckmäßig so ausgelegt wird, daß die zeitgerechte Steuerung automatisch mit einem Riementrieb (Zahnriemen-trieb) bzw. auch mittels eines Zahnradgetriebes (epicyclische Wirkungen) eingestellt wird_o

Das Keramikfutter 39 für die Zündkammer ist mit geeigneten Heizwendeln 40 umwickelt, die in Nuten eingepreßt sind, deren Tiefe ausreicht, um eine Berührung mit dem Metall des Gehäuses in dem Wassermantel 1 4a des Zylinderkopfes zu verhindern. Diese Wendeln erhalten genügend Strom, um eine schnelle Erwärmung des Keramikfutters 39 auf eine Temperatur oberhalb der Selbstzündtemperatur des verwendeten Kraftstoffes zu gewährleisten, der genügend früh vor dem Öffnen des Unterbrecherventils 13 in die Zündkammer eingespritzt wird, um zu gewährleisten, daß der Kraftstoff in dem Futter 39 vollständig auf die Selbstzündtemperatur erhitzt ist, wenn das Ventil öffnet.

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Figo 9 und 10 zeigen eine Mehrzylinder-Verbrennungsmaschine vom "o«hev.-Typ", die mit vorerhitzbaren Zündkammern und einem Unterbrecherventil mit drehbarem Verschlußkörper (Drehkolbenschieber) ausgestattet ist» Die Zündkammern 311 der einzelnen Zylinder 3~\k sind mit dem Zylinder durch Verbindungskanäle 315 und 316 verbunden, die durch den Drehkolbenschieber 313 voneinander getrennt sind. Eine Einspritzdüse 312 liefert zeitgerecht dosierte Kraftstoffmengen in die einzelnen Zündkammern, und das Keramikfutter 317 wird mittels elektrischer Heizelemente 318 für den Kaltstart erhitzt.

In den Drehschieberkolben 313 sind Aussparungen 319 eingeschnitten, die in bezug auf die Kanäle 315 und 3I6 ausgerichtet sind und deren Tiefe den korrekten Winkel für die Zeitpunkte des Öffnens des Unterbrecherventils bestimmt, so daß Preßluft aus dem Zylinder 31^· in. die Zündkammer 311 im korrekten Zeitpunkt, d.h.,, bei der korrekten Steuerstellung innerhalb des Verbrennungszyklus entsprechend empirischen Erkenntnissen eingelassen wird bzw«, die Kanäle 315 und 316 im günstigsten Zeitpunkt des Zyklus geschlossen werden. Um eine Änderung des Zeitpunktes der einleitenden Zündung und der durch die die Zündkammer 3I1 mit dem Zylinder 'JIk verbindenden Kanäle zu ermöglichen, kann der Boden der Aussparungen 319 mit zunehmender Tiefe gegenüber der Längsachse des Drehschieberkolbens 313 geneigt sein, so daß

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eine geneigte Lippe oder Kante für die Schließlinie der Aussparung des Drehschieberkolbens gebildet ist» Die Schlitze, die zu den Kanälen 313 und 316 führen, können unter einem ähnlichen Winkel zugeschnitten sein, so daß durch eine Längsbewegung des Drehschieberkolbens die zeitliche Lage der Steuerpunkte für das öffnen und Schließen der Kanäle durch den Drehschieberkolben in bezug auf den Verbrennungszyklus vorverlegt bzw. verzögert werden können» Die Neigung der Aussparung ist in der Darstellung der rechten Aussparung des Drehschieberkolbens in Figo 9 deutlich veranschaulicht, und die so gebildeten Neigungen der Kanten der Aussparung sind aus der Darstellung der mittleren Aussparungen in dieser Figur zu erkenneno Wenn eine ähnlich geneigte Öffnung der Aussparungen zu den Kanälen 315 und 316 führt, ist ersichtlich, daß eine Bewegung des Drehschieberkolbens nach links ein früheres Öffnen und ein späteres Schließen der Schlitze zur Folge hat, und diese Zeitpunkte des Üffnens und Schließend in der entgegengesetzten Richtung verschoben werden, wenn der Drehschieberkolben nach rechts bewegt wird· Daraus ist zu erkennen, daß durch eine Längsbewegung des Drehschieberkolbens durch eine von einem (nicht dargestellten) Regler hervorgerufene Bewegung des Gabelhebels 320, der in den am Drehschieberkolben befestigten Ring 321 eingreift, die erforderlichen Änderungen des Zündzeitpunktes entsprechend der Maschinendrehzahl bewirkt werden kann» Eine weitere Betrachtung

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des Drehschieberkolbens (Fig· 9) läßt erkennen, daß eine weitere Längsbewegung des Drehs.chieberkolbens zur Folge hat, daß der unverletzte Durchmesser des Drehschieberkolbens, also ein Abschnitt desselben, in dem keine Aussparungen gebildet sind, mit den Schlitzen zur Deckung gelangt, was zur Folge hat, daß der Offnungsquerschnitt fortschreitend vermindert wird und der Gas— und Kraftstoffstrom aus der Zündkammer 311 in den Zylinder 31^ vermindert wird und auf diese Weise die Anforderungen an die Ausbildung dieses Verbrennungssystems erfüllt werden. Diese letztere Wirkung kann zur drehzahlbegrenzenden .Regelung genutzt werden, indem der Drehschieberkolben weiter nach links bewegt wird, so daß der unbearbeitete Schaft des Drehschieberkolbens bei sehr hohen Drehzahlen die Schlitzöffnungen begrenzte

Der Drehschieberkolben des umlaufenden Unterbrecherschiebers ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel über Kettenräder 322 und einen Kettentrieb angetrieben» Nicht dargestellt ist eine Vielkeilkupplung zur Verbindung des Kettenrades mit dem Drehschieberkolben, die in dem weggeschnittenen Abschnitt der Welle 323 untergebracht ist und die besprochene Längsbewegung des Drehschieberkolbens ohne Störung der Ausfluchtung des Kettentriebes gestattet.

Ein gebohrter Kühlölkanal 328 erstreckt sich durch

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die ganze Länge des Drehschieberkolbens und empfängt einen Ölstrom aus der Kammer 326, die von der Ölpumpe über das Rohr 327 mit Öl versorgt wird.

Eine Schnittdarstellung des Drehkolbenschiebers ist in Fig. 9 enthalten, die außerdem erkennen läßt, wie die Zündkammer und der Drehschieber oder das Unterbrecherventil sauber innerhalb der üblichen Umrisse einer herkömmlichen Ausbildung einer Brennkraftmaschine untergebracht werden kann.

Die keramischen Futter der Zündkammern 311 sind ebenfalls mit ihren elektrischen Heizwendeln dargestellt, die in ihrer Lage am Zylinderkopf mittels des lösbaren Klemmdeckels 329 festgeklemmt sind.

Figo 11 und 12 zeigen einen als Drehschieber ausgebildeten Unterbrecher, der für einen Einzylinder-Zweitaktmotor geeignet ist. Ein ähnliches Ventil könnte bei einem Viertaktzylinder Anwendung finden, vorausgesetzt, daß die Drehzahl des Drehschieberkolbens, die beim Zweitaktbetrieb der Kurbelwellendrehzahl gleich ist, für den Viertaktbetrieb auf die halbe Kurbelwellendrehzahl vermindert wird. Die Zeichnung zeigt eine Vorwärm-Einspritzkammer 411, die mit einem Futterstück kl Z von geringer thermischer und

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elektrischer Leitfähigkeit ausgekleidet ist. Ein elektrisches Heizwendelelement ist rund um das Futter 412 in Rillen eingepreßt. Dieses Element hat die Form eines Abschnittes einer geeigneten Drahtwendel 413» die einen genügend hohen Strom erhält, um das Futterstück 41 2 mindestens auf die Selbstzündtemperatur des zu verwendenden Kraftstoffes in einer vertretbar kurzen Zeitspanne zu erhitzenο

Da die gezeigte Brennkraftmaschine vom Kompressionszündungstyp mit einer Ricardo-Comet-Vorkammer 4i4 ist, ist das umlaufende Unterbrecherventil 415 innerhalb der Wirbelkammer 4i4 angeordnet und steuert den zeitgerechten Einlaß der im Zylinder 4i6 durch den Kolben 417 komprimierten Luft in die Zündkammer 411 unter der Steuerung des Steuerventils 418, das, wie bereits weiter oben in der vorliegenden Beschreibung erläutert, unter der Steuerung eines auf die Maschinendrehzahl ansprechenden Reglers wirkt und einen oder mehrere der vorderen Schlitze 421 in dem Drehkolbenschieber in dem Maß schließt, in dem die Maschinendrehzahl abnimmt„

In Fig. 12 ist der Schlitz 420 in dem Drehkolbenschieber 415 im Interesse der Übersichtlichkeit um 90° außer Phase gedreht dargestellt. In Wirklichkeit liegt dieser Schlitz in der oberen Totpunktlage des Drehschieberkolbens an dessen oberer Seite_e Dieser Schlitz ist, wie

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dargestellt, von grundsätzlich dreieckiger Form und hat gerundete Ecken, obwohl natürlich Erfahrung mit empirischer Arbeit auf andere mehr zu bevorzugende Formen hindeuten kann«

Es ist zu erwarten, daß bei Zweitaktmotoren, wie bei Viertakttypen, die Unterbrecherventile am besten bei einer Zeiteinstellung arbeiten, bei der sie um ein paar Grade der Kurbelwellendrehung vor der oberen Totpunktlage bei Beginn des Arbeitshubes zu öffnen beginnen, daß jedoch eine solche Zeiteinstellung sich beispielsweise von Maschine zu Maschine bei ähnlicher, jedoch unterschiedlicher Ausbildung geringfügig ändern kann. Bei der in den schematischen Darstellungen (Fig. 11 und 12) gezeigten Ausbildung arbeitet das Steuerventil 418 in der im Zusammenhang mit den vorangegangenen Figuren beschriebenen Weise, indem sowohl der Zeitpunkt der einleitenden Verbrennung als auch die Geschwindigkeit des Druckaufbaues in dem Zylinder durch die Drehung des Ventilkörpers 418 unter der Steuerung eines auf die Maschinendrehzahl ansprechenden Heglers verändert werden. Der Regler ist bestrebt, einen oder mehrere der Kanäle zu verschließen, die die Zündkammer 411 mit den Verbrennungsräumen 4i4 und 4i6 über das Ventil 418 verbinden, wenn die Maschinendrehzahl abnimmt, und sie wieder zu öffnen, wenn die Drehzahl wieder steigt.

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Ein bedeutender Vorteilt der diesem Verbrennungssystem zum Unterschied von Maschinen mit Funkenzündung eigen ist, ist darin zu sehen, daß keinerlei Gefahr einer Vorzündung oder vorzeitigen Verbrennung besteht, so daß sich die Möglichkeit bietet, höhere Betriebstemperaturen für die Innenflächen der Verbrennungskammern ,der so gezündeten Brennkraftmaschinen zu verwenden.

Fig. 13 und 14 zeigen abgewandelte Ausführungsformen zur Verminderung des Entweichens von Wärme von solchen Innenflächen. Die mit Durchlässen versehene Konstruktion 501 einer Viertakt-Rotationsmaschine nach, der eingangs genannten Patentanmeldung (entsprechend der britischen Patentanmeldung 8078/70) ist hier nicht aus Aluminiumlegierung sondern aus einem speziellen S.Go-Eisen (S.G. Iron) von niedriger Leitfähigkeit mit nur einem Sechstel der Wärmeleitfähigkeit hergestellt. In der Bohrung 502 der mit Schlitzen versehenen Konstruktion sind tiefe Wärme-

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dämmschlitze eingefräst, die die leitende Fläche des Metalls vermindern, das bestrebt ist, die Wärme von den heißen zentralen Zonen zu den ölbespülten äußeren Ringgehäusen 50k zu leiten. Um den Wärmetransport noch weiter zu behindern und darüberhinaus den den Einlaßschlitz umgebenden Bereich kühler zu halten, sind über den Umfang der mit Schlitzen versehenen Konstruktionen 501 quergerich-

- 31 + von wo sie durch das zirkulierende Öl abgeführt wird.

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INSPECTED

tete Wärmesperren 506 eingefräst₀ Es hat sich gezeigt, daß diese Veränderungen unter Betrxebsbedingungen einen erheblichen Anstieg der Temperaturen der Innenflächen 502 der mit Schlitzen versehenen Konstruktion, die mit den brennenden Gasen in Berührung stehen, zusammen mit einer Verbesserung des Laufes bewirken_e Daß diese Maßnahmen zum Zurückhalten der Wärme in den Gasen erfolgreich sind, geht daraus hervor, daß die Temperatur der Auspuffgase um nahezu 1Ö0°C steigt, was ere(BoM.B.P«) zur Folge hat, der genügend auffällig ist, um eine Weiterentwicklung dieses neuen Konzepts für Brennkraftmaschinen zu rechtfertigen.

denen
Gemäß den Gedanken, auf dieses Verbrennungssystem

basiert, können ähnliche Verfahrensweisen bei den Kolben, den Zylinderausfütterungen usw. Anwendung finden, die die Innenflächen der Verbrennungskammer bilden_e

Die Wirkungsweise der Rotationsmaschinen nach der eingangs genannten Patentschrift (entsprechend der britischen Patentanmeldung 8078/70) ist besonders geeignet für Maßnahmen zur Verminderung von Wärmeverlusten durch die Kolben durch Verwendung von Materialien von wesentlich niedrigerer Wärmeleitfähigkeit, höherem Schmelzpunkt und größerer Festigkeit bei hohen Temperaturen, beispielsweise Titan. Derartige Materialien wurden bei herkömmlichen Benzinmotoren infolge

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+ einen höheren effektiven mittleren Bremsdruck

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des wesentlichen Anstieges der Kronentemperatur (crown temperature) infolge der Unmöglichkeit, die Wärme schnell genug zu den Seiten der Krone zu leiten, eine sehr frühe Vorzündung und Verbrennung verursachen, bei Rotationskolbenmaschinen jedoch macht die äußerst wirksame Ölkühlung unter der Krone eine solche seitliche Yärmeabfuhr unnötig, und ein Überschuß an Wärme wirkt sich in jedem Fall bei dem Verbrennungssystem gemäß der Erfindung nur vorteilhaft auf die Verbrennung aus. Die Oberflächentemperatur der Krone wird weitgehend durch die Metalldicke der Krone bestimmt, und sowohl ein Abschrecken von Kettenträgern (quenching of chain carriers) als auch die Ableitung der Wärme der brennenden Gase wird weitgehend vermindert. Die moderne Kenntnis der Oberflächenbehandlung von Metallen gegen Fressen trägt zur Überwindung möglicher Störungen in dieser Richtung bei_e Ein weiterer Vorteil dieser Rotationsmaschinen besteht darin, daß die äußerst vorteilhafte Verteilung des Schmieröls rund um die Innenflächen der Maschine eine äußerst wirksame Schmierung und Ölkühlung ermöglicht, was einen erheblichen Fortschritt unter Verminderung der Gefahr von Heißlaufstellen an den Lagerflächen ermöglicht, die zum Klemmen der beweglichen Teile oder zum Fressen der Lagerflächen führen könnte„

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Bei wirksamer Innenkühlung mit Öl anstatt der normalen Außenkühlung kann gerade eben genügend Wärme von den eigentlichen Wirkflächen abgeführt werden, um einen sicheren Lauf ohne übermäßige Wärmeabfuhr vom Zylinderblock oder der mit Schlitzen versehenen Konstruktion zu gewährleisten, die auf übernormale Temperaturen erhitzt werden dürfen,

-turbedingte was durch minimale tempera Schwankungen in der Größe oder im Sitz der laufenden Teile durch die Verwendung von Materialien niedrigerer Wärmedehnung unterstützt wird. In diesem Zusammenhang wird angenommen, daß das Schmieröl durch einen geeigneten ölkühler hindurchgeführt wird, bevor es der Maschine abermals zugeführt wird.

Dieses neue Verfahren der Innenölkühlung unterscheidet sich deutlich von den herkömmlichen Ölkühlsystemen, bei denen man sich für den größten Teil der Gesamtkühlung der Maschine hauptsächlich auf die Kühlung mit Luft oder Wasser von außen verläßt, wobei lediglich angestrebt wurde, die ganze Einheit mäßig kühl zu halten, während bei diesem System eine höhere Temperatur für den Gesamtbetrieb angestrebt wird, bei der heißere Flächen die brennenden Gase berühren»

Im Interesse maximaler Wirksamkeit sind bimetallgesteuerte Ventile zur automatischen Steuerung des Üldurch-

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satzes und der Temperatur des in die Maschine eintretenden Öles in Betracht zu ziehen, so daß die Maschine im ganzen Bereich des Leistungsbedarfes auf der höchsten noch sicheren Temperatur gehalten werden kann·

Es ist zu erwarten, daß Maschinen gemäß der Erfindung in der günstigsten Kurbelwellenstellung eingestellt (cranked) und dann aus dem Ruhezustand angelassen werden können, indem die Heizwendeln der Zündkammern eingeschaltet werden»

Wenn diese genügend erwärmt sind, sollte das Einspritzen von Kraftstoff und einer Dosis Preßluft in die Zündkammer mittels der Handpumpe zum Anlassen des Mtoros genügen·

Bei Hubkolbenmaschinen gemäß der Erfindung kann die Vorheizkammer mit dem Verbrennungsraum über zwei Kanäle verbunden sein, die nacheinander geöffnet und geschlossen werden, so daß beim Öffnen des einen Kanals Luft aus dem Verbrennungsraum mit dem vorgewärmten Kraftstoff in der Kammer zur Berührung gelangt, dann dieser Kanal geschlossen und der zweite Kanal geö±'fnet wird, so daß das brennende Gemisch sich in den Verbrennungsraum ausbreiten kann.

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Claims

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Patentansprüche

J Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffliefersystem zum Zuliefern von Kraftstoff zu einem Verbrennungsraum der Maschine, in dem der Kraftstoff durch Berührung mit komprimierter Luft gezündet wird, dadurch

gekennzeichnet, daß das System mit einer Heizkammer (111, 211, 11, 311, 411) zum Vorwärmen des Kraftstoffes ausgestattet ist, die gegen den Verbrennungsraum hin an geeigneten Punkten innerhalb des Maschinenzyklus geöffnet bzw₀ geschlossen wird, so daß, wenn sich die Kammer mit dem Verbrennungsraum in leitender Verbindung befindet, vorgewärmter Kraftstoff in der Kammer mit Luft aus dem Verbrennungsraum verbrennt.

Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (122, 39, 317, 412) der Kammer wärmeisoliert sind, so daß nach jeder Verbrennung Wärme in der Kammer zum Erhitzen des vor der nächsten Verbrennung in die Kammer eingeführten Kraftstoffes zurückgehalten wird»

Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein wesentlicher Teil der den Verbrennungsraum umgebenden Wände wärmeisoliert ist.

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k. Maschine nach, einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Heizkammer ein elektrisches Heizelement (126, 219, 40, 318, ki'j) zum Erhöhen der Temperatur der Wand der Kammer angeordnet ist.

5· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, als Mehrzylinder-Hubkolbenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder eine Heizkammer (11, 317, 41 1 ) vorgesehen ist»

6. Maschine nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß jede Heizkammer mit dem Verbrennungsraum in dem betreffenden Zylinder über mindestens einen Kanal (26, 315» 316, 421) in leitender Verbindung steht und daß in dem oder jedem Kanal eine Ventileinrichtung (13, 313, 415) zum Öffnen und Schließen der Kammer gegen den Verbrennungsraum an den geeigneten Punkten innerhalb des Maschinenzyklus vorgesehen ist„

7· Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (24, 320, 418) zum Vergrößern der Öffnung (des bffnungsgrades) der Ventileinrichtung bei steigender Maschinendrehzahl und zum Vorverlegen des Zeitpunktes des (jffnens der Ventileinrichtung und umgekehrt bei

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Verminderung der Maschinendrehzahl vorgesehen sind.

8g Maschine nach Anspruch 6 oder 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkammer mit dem Verbrennungsraum durch zwei Kanäle verbunden ist, die nacheinander geöffnet bzw,, geschlossen werden, so daß beim Offnen des einen Kanals Luft aus dem Verbrennungsraum zur Berührung mit dem vorgewärmten Kraftstoff in der Kammer gelangt, dieser eine Kanal dann geschlossen und der zweite Kanal geöffnet wird, so daß das brennende Gemisch in den Verbrennungsraum expandieren kann«

9· Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Heizkammer und dem zugeordneten Verbrennungsraum eine Wirbelkammer (10, hlk) vorgesehen ist«

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis k als Rotationsmaschine mit einer ringförmigen, mit Durchlässen oder Schlitzen versehenen Konstruktion (100, 212) und einem Läufer (101) innerhalb dieser Konstruktion zur Schaffung einer Anzahl von Verbrennungsräumen zwischen dem Läufer und der mit Schlitzen versehenen Konstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffliefersystem einen Kanal (113, 11^, 115, 116, 120, 213, 214, 215) durch die mit Schlitzen versehene Konstruktion aufweist, der zu

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einem Durchlaß führt, der während der Relativdrehung zwischen dem Läufer und der mit Schlitzen versehenen Konstruktion seinerseits nacheinander gegen die Verbrennungsräume hin geöffnet bzw» geschlossen wird, und daß in diesem Kanal die Heizkammer (111, 211) zum Vorwärmen des Kraftstoffes gebildet ist,

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwand der mit Schlitzen versehenen Konstruktion und der Heizkammer mehrere Kanäle (113» 114, 115, 116j 120, 213, 214, 215) vorhanden sind, die in der Innenwand in Abständen voneinander in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und daß in mindestens einigen, einander benachbarten Kanälen, zu denen auch der vorderste Kanal gehört, eine Ventileinrichtung (119, 217) zum Schließen dieser Kanäle nacheinander bei Abnahme der Maschinendrehzahl zur Verminderung des Gesamtquerschnittes der Kanäle, durch die Gas hindurchtreten kann, und zum Verzögern der Zündung bzw, zum Offnen dieser Kanäle nacheinander bei steigender Maschinendrehzahl vorgesehen ist.

12c Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der einzelnen Kanäle in Richtung von dem hintersten zum vordersten dieser Kanäle fortschreitend zunimmt.

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13o Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer eine Anordnung von
Zylindern (102) und Kolben (103 ) ist.

14„ Maschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine vom Wankel-Typ ist»

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OBIGINAL INSPECTED
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