DE226719C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

. ι KLASSE 46 c. GRUPPE

LOUIS BELLEM und GASTON BREGERAS

in NEUILLY-sur-Seine, Frankr.

Brennstoffzuführungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Juli 1909 ab.

Bei Verwendung von schwerflüchtigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere schweren Erdölen, als Brennstoffen für Verbrennungskraftmaschinen mußte bisher zum Anlassen der Maschine entweder der schwerflüchtige Brennstoff durch Anwärmen vergast oder ein leichtflüchtiger Brennstoff zu Hilfe genommen werden. Da durch die für das Anlassen der Maschine erforderlichen Hilfsvorrichtungen die Einfachheit der Zuführungsvorrichtung für den Brennstoff ungünstig beeinflußt wird, und insbesondere bei dieser Art des Anlassens eine sofortige Ingangsetzung der Maschine unmittelbar durch den beim Dauerbetriebe verwendeten Brennstoff ausgeschlossen ist, so hat sich die Verwendung schwerflüchtiger Brennstoffe für Verbrennungskraftmaschinen noch nicht in dem gewünschten Maße einführen können.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Viertakt-Y£rbrennungsmaschine, die mit schwerflüchtigen Brennstoffen,; ζ. Β. Petroleum, gespeist wird, und soll das sofortige Anlassen der Maschine mit dem schwerflüchtigen Brennstoff ohne die bisher verwendeten Hilfsmittel ermöglichen.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der schwerflüchtige Brennstoff unter der Saugwirkung des Kolbens mit Hilfe von Luftströmen in fein zerstäubtem Zustande unmittelbar in den Zylinder eingeführt und erst am Ende des Saughubes die Verbrennungsluft eingelassen wird. Die Verwandlung des Brennstoffes in Dampf form •'lediglich mittels einer Zerstäubervorrichtung und der vom Kolben erzeugten hohen Luftleere bildet das wesentliehe Merkmal der Erfindung.

Bisher ist bei Maschinen ähnlicher Art immer ein Verdampfer benutzt worden.

An dem Zylinder der Maschine ist zur Erzielung der durch die Erfindung angestrebten 4c Vorteile ein sich unter der Saugwirkung des Kolbens öffnendes Einlaßventil angeordnet, dessen Spindel als Zerstäuber mit zwei senkrecht zueinander gerichteten Düsen oder Düsengruppen ausgebildet ist. Dieses Einlaßventil bildet mit den zugehörigen Düsen den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Das Einlaßventil erhält aber erst seine richtige Bedeutung durch die Vereinigung mit einer Maschine, welcher der größte Teil der Verbrennungsluft erst gegen Ende des Saughubes zugeführt wird. Durch die eine Düse strömt der Brennstoff sowie ein geringer Teil der zur Zerstäubung des Brennstoffs dienenden Luft, während durch die andere Düse die zur völligen feinen Zerstäubung des Brennstoffs erforderliche Luftmenge zugeführt wird. Am unteren Teile des Zylinders der stehend angeordneten Maschine ist in der . Zylinderwandung in bekannter Weise eine Anzahl Öffnungen vorgesehen, durch welche am Ende des Saughubes Luft einströmt, die mit' dem sich im Zylinder in Staubform befindlichen

Brennstoff ein durch den elektrischen Funken leicht zu entzündendes Verbrennungsgemisch bildet.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes und die zugehörige Maschine dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Querschnitt durch die Maschine.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch das

ίο Einlaßventil, bei dessen Schließlage in größerem Maßstabe.

Fig. 3 zeigt einen abgebrochen gezeichneten Schnitt durch den unteren Teil des Zylinders der Maschine nach Fig. ι am Ende des Saughubes.

Fig. 4 zeigt das Ventil nach Fig. 2 in der Offenlage.

Fig. 5 und 6 sind Längsschnitte durch das ■ Einlaßventil in einer anderen Ausführungsform, und zwar zeigt Fig. 5 das Ventil in der Schließlage und Fig. 6 in der Offenlage.

In dem Köpf 2 des Zylinders 1 (Fig. 1) ist das Einlaßventil 3 angeordnet, dessen Spindel 4 mit einer Längsbohrung zur Aufnahme eines Rohres 5 (Fig. 2) versehen ist, das oben durch eine mit einer zweckmäßig regelbaren Öffnung versehenen Kappe 6 abgeschlossen ist und durch ein Siphonrohr 7 mit einem Behälter 8 in Verbindung treten kann, der zur Aufnahme des verwendeten Brennstoffes, z. B. Petroleum, dient. In der Spindel 4 ist ferner eine Längsbohrung 9 vorgesehen, die einerseits durch eine Öffnung 10 (Fig. 2) mit einem in dem Zylinderkopf 2 vorgesehenen und in die Außenluft führenden Kanal 12 in Verbindung treten kann, andererseits durch eine unterhalb der Spitze des Rohres 5 angeordnete Öffnung 11 mit dem Raum zwischen diesem Rohr und dem Ventilteller in Verbindung steht.

Bei der Ausführüngsform nach Fig. 2 und 4 ist angenommen, daß das Ventil 3 nach Öffnung durch den im Zylinderinnern herrschenden Druck wieder in seine Schließlage gebracht und in dieser gehalten wird. Natürlich kann das Ventil auch durch besondere Mittel, z. B. Federn, in der Schließlage gehalten werden. Im Zylinderkopf ist ferner der Zünder 12" und das Auslaßventil 13 angeordnet, das in der bekannten Weise von der Steuerwelle 14 aus angetrieben wird.

In der Wandung des Zylinders 1 sind in verschiedenen Höhen zwei Reihen von Öffnungen 15 und 16 vorgesehen, die in einen gemeinsamen, durch einen Mantel 17 gebildeten Ringraum münden. Auf der Kurbelkammer 18 ist ein selbsttätiges Lufteinlaßventil 19 so angeordnet, daß der Kolben 20 beim Aufwärtsgang durch das Ventil Luft in die Kurbelkammer 18 einsaugt und diese Luft beim Abwärtsgang verdichtet. Gegen Ende des Abwärtsganges des Kolbens wird demnach, wie Fig. 3 zeigt, die verdichtete Luft durch die Öffnungen 16 und 15 in den Zylinder getrieben.

Die aus der Leitung 31 unter Druck austretende Brennstoffmenge wird durch ein federbelastetes Ventil 32 geregelt (Fig. 1 und 2), welches bei jeder zweiten Umdrehung der Maschinenwelle von der Steuerwelle 14 aus mit Hilfe eines an der Steuerstange 34 befestigten Anschlages 33 geöffnet wird. Die Steuerstange dient zugleich zur Steuerung des Auslaßventils 13. Die in den Behälter 8 fließende Brennstoffmenge kann durch eine Schraube 35 geregelt werden. Um den Brennstoff an den richtigen Zeitpunkten in den Zylinder einzuführen, kann man natürlieh auch noch andere Vorrichtungen verwenden.

Die Wirkungsweise der Brennstoffzuführungsvorrichtung ist folgende:

Bewegt sich der Kolben 20 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage beim Beginn des Saughubes nach unten, so fällt das Einlaßventil 3 schnell in die aus Fig. 4 ersichtliche Lage, in welcher die Öffnung 10 durch den Kanal 12 mit der Außenluft in Verbindung steht, während das Siphonrohr 7 in den Behälter 8 eintaucht. Infolgedessen wird das Petroleum zugleich mit der durch die Öffnung der Kappe 6 einströmenden Luft in das Rohr 5 eingesaugt, so daß sich in diesem Rohr ein Gemisch bildet, das aus dünnen Schichten von Petroleum und -feinen Luftschichten besteht. Dieser Brennstoffluftstrom wird bei seinem.Austritt aus dem Rohre 5 durch den aus der Öffnung 11 austretenden Luftstrom zerstäubt, so daß das Petroleum aus dem Einlaßventil in den Zylinder in sehr fein zerstäubtem Zustande eintritt. Bei geeigneter Wahl oder Regelung der Öffnung der Kappe 6 wird Petroleum auf dem ganzen Saughube des Kolbens 20 angesaugt. Zweckmäßig werden die Beschleunigungskräfte des Einlaßventils 3 am Ende der öffnungs- und Schließbewegung durch Dämpfungsfedern 36 aufgenommen (Fig. 2). Die durch den Abwärtsgang des Kolbens 20 in der Kurbelkammer 18 verdichtete Luft strömt durch die Öffnungen 16 und 15 in den Zylinder, in welchem sie sich unter Erzeugung von Wirbelbewegungen innig mit dem gasförmigen Petroleum mischt und dadurch eine vollkommene Homogenität des Verbrennungsgemisches sichert. no

Beim Aufwärtsgang des Kolbens wird das Verbrennungsgemisch verdichtet und darauf durch den Zünder I2^a zur Entzündung gebracht, wobei die kleinen Düsenöffnungen der Zerstäuber des Einlaßventils durch die hohe Temperatur nicht schädlich beeinflußt werden können, da sie gegen die Berührung mit den heißen Verbrennungsgasen geschützt liegen. Während des Verbrennungshubes und des Ausschubhubes bleibt das Einlaßventil 3 unter

dem Druck der Gase geschlossen. Im Bedarfsfalle kann man als Einlaßventil natürlich auch ein durch Federn belastetes, oder ein entlastetes Ventil verwenden. Gegen Ende des Verbrennungshubes tritt Luft durch die in der Zylinderwandung vorgesehenen unteren öffnungen in den Zylinder ein und treibt die Verbrennungsrückstände aus.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform des Einlaßventils ist die Spindel 37 des Ventils 38 mit einer mittleren Längsbohrung 39 versehen, an deren unterem Ende kleine, radial gerichtete Löcher 40 vorgesehen sind. Auf einen Ansatz der Spindel 37 stützt sich ein ringförmiger Körper 41, der mit engen, parallel zur Achse des Ventils gerichteten Kanälen 42 versehen ist. Diese Kanäle sind in der gleichen Anzahl wie die Löcher 40 vorhanden, und zwar liegt in der Richtung der Achse jedes radialen Loches 40 die Mündung eines senkrechten Kanals 42. Auf die Spindel 37 ist ferner eine konzentrische Buchse 43 aufgeschraubt, die mit einem Bund 44 zur Hubbegrenzung versehen ist und eine ringförmige Rinne 45 enthält, die an ihrem unteren Teil mit Löchern 46 versehen ist. Diese Löcher können bei geöffnetem Ventil mit einem Ringraum 47 in Verbindung treten, welcher in dem mit dem Ventilsitz versehenen Führungskörper des Ventils vorgesehen ist. Die Buchse 43 bildet ferner mit dem Ringkörper 41 einen unteren Ringraum 48, der durch an seinem oberen Teile vorgesehene Löcher 49 mit dem Ringraum 47 in Verbindung steht. Zwischen einem Bund der Buchse 43 und dem Führungskörper des Ventils ist eine Schließfeder 50 angeordnet, während die Verbindung zwischen der Buchse und der Spindel 37 durch Muttern 51 gesichert ist. Das Einlaßventil ist oben zweckmäßig durch eine Kappe 52 abgedeckt, in deren Inneres der zur Verbrennung des Brennstoffs dienende Stoff (Luft oder ein geeignetes Gas) unter Druck durch eine Leitung 53 und der flüssige Brennstoff durch eine mit einem von außen zugängigen Hahn 55 versehene Leitung 54 eingeführt wird. Man kann natürlich auch die Kappe 52 fortlassen und, wie bei der Ausführungsform des Einlaßventils nach Fig. 2 und 4, unmittelbar Außenluft einsaugen.

Die Wirkungsweise dieses Einlaßventils ist . folgende:

Beim Beginn des Saughubes öffnet sich das Ventil 38 unter der Saugwirkung des Kolbens (Fig. 6) und, infolgedessen mischt sich diejenige Petroleummenge, welche zuvor mit Hilfe der Zuführungsvorrichtung durch die Leitung 54 in die Rinne 45 übergeführt worden ist, mit Luft, indem das Petroleum durch die Löcher 46 in den Ringraum 47 und aus diesem durch die Löcher 49 in den unteren Ringraum 48 strömt.

Beim Austritt des mit der Luft gemischten Brennstoffs aus den Kanälen 42 wird das Gemisch durch die rechtwinklig zu den einzelnen Brennstoffströmen gerichteten Luftströme, welche durch die öffnungen 40 aus der Bohrung 39 austreten, fein zerstäubt. Beim Beginn des Verdichtungshubes geht das Ventil in seine aus Fig. 5 ersichtliche Schließlage zurück, in welcher die Öffnungen 46 durch die Ventilführung überdeckt sind, so daß der Brennstoff nur während der kurzen Zeit der Brennstoffzuführung innerhalb des Einlaßventils herabfließen kann. Dadurch wird bei der großen Schnelligkeit und Heftigkeit, mit welcher der Brennstoff eingeführt wird, ein gutes Brennstoffgemisch erzielt.

Bei dieser Ausführungsform des Einlaßventils wird der Vorteil erzielt, daß sich das Gemisch aus Luft und Petroleum gleichmäßig auf dem ganzen Umfange des Ventils und damit auch gleichmäßiger innerhalb des Zylinders verteilt.

Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich zwar insbesondere für die Speisung von Verbrennungskraftmaschinen mit schwerflüchtigen Brennstoffen, wie schwerflüchtigem Petroleum, kann jedoch natürlich auch bei Verwendung von anderen Brennstoffen mit einem beliebigen Flüchtigkeitsgrad benutzt werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Brennstoff Zuführungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, denen bei Beginn des Saughubes durch die Saugwirkung des Kolbens ein reiches Luftbrennstoffgemisch und gegen Ende des Saughubes eine weitere Luftmenge zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff vor dem Eintritt in den Zylinder unter der Saugwirkung des Kolbens innig mit Luft gemischt und dieses Luftbrennstoff gemisch durch einen oder mehrere eingesaugte Luftströme fein zerstäubt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Spindel (4) des Gemischeinlaßventils (3) vorgesehener Längskanal (5), der in bekannter Weise bei der Offenlage des Ventils mit der Brennstoffzuführungsleitung (8) in Verbindung tritt, am oberen Ende zur Bildung des Luftbrennstoffgemisches durch eine Öffnung in der Kappe (6) mit der Außenluft in Verbindung steht und zwecks Zerstäubung dieses Gemisches mit seinem unteren düsenförmigen Ende seitlich oberhalb einer quer gerichteten Düse (11) mündet, die bei geöffnetem Ventil mit der Außenluft in Verbindung gesetzt wird. . . .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spindel (37) des

Einlaßventils (38) ringförmig angeordnete Längsdüsen (42) vorgesehen sind, welche oben in einen oder mehrere freie Räume (47, 48) münden, und beim Öffnen des Ventils durch Vermittlung dieser Räume mit

der Brennstoffzuleitung in Verbindung tre- leren Längskanal (39) ausgehen.

ten, welche dagegen unten zwecks Zerstäubung des Gemisches über radiale Querdüsen (40) münden, die von einem ständig mit der Außenluft oder einer Druckluftleitung (53) in Verbindung stehenden mitt-

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.