DE237768C

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Publication number: DE237768C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

in DETROIT, V. St. A.

Bei Zweitaktexplosionskraftmaschinen mit als Luftpumpe dienender Kurbelkammer hat man bereits den Brennstoff in den Zylinder durch eine in dessen Wandung vorgesehene Öffnung eingespritzt, die durch den Kolben gesteuert wird und einerseits durch eine Einspritzleitung mit einem Brennstoffbehälter, andererseits mit der Kurbelkammer in Verbindung steht.

ίο Der Luftraum des Brennstoffbehälters steht bei den bekannten Maschinen dieser Art entweder allein durch die Einspritzleitung oder durch eine mit einem Rückschlagorgan versehene Leitung mit der Kurbelkammer in Verbindung. Bei dieser Verbindungsart des Luftraumes des Brennstoffbehälters mit der Kurbelkammer wird zwar infolge des an den beiden Enden der Einspritzleitung bei Freilegung der Einlaßöffnung durch den Kolben eintretenden Druckunterschiedes der Brennstoff in den Zylinder eingespritzt, jedoch ändert sich die Brennstoffmenge umgekehrt zur Geschwindigkeit der Maschine, da der Brennstoff bei der einen Ausführungsform durch die Saugwirkung des Kolbens in den Brennstoffbehälter eingeführt wird und bei der anderen Ausführungsform während der ganzen Dauer der Freigabe der Einlaßöffnung in den Zylinder eintritt.
Durch die Erfindung wird nun bezweckt, bei Maschinen dieser Art das zur Bildung des Brennstoffluftgemisches erforderliche Verhältnis der in den Zylinder eingeführten Brennstoffe menge zur Luftmenge bei jeder Geschwindigkeit der Maschine konstant zu halten.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Luftraum des Brennst off behälters, dessen Flüssigkeitsstand in an sich bekannter Weise durch einen Schwimmer aufrechterhalten wird, mit der Kurbelkammer durch eine besondere Leitung in ständiger Verbindung steht. Bei dieser Verbindüngsart des Brennstoffbehälters mit der Kurbelkammer wird ebenfalls der Brennstoff durch den Überdruck im Behälter über den im Zylinder herrschenden Drucke im Augenblick der Freigabe der Einlaßöffnung eingespritzt, jedoch tritt darauf ein Druckausgleich im Behälter und an der Einlaßöffnung ein. Während des übrigen Teiles des Kolbenspieles herrscht an beiden Enden der Einspritzleitung der gleiche Druck, so daß die eingespritzte Brennstoffmenge allein von dem Überdrucke im Brennstoffbehälter abhängt. Da sich dieser Überdruck nach Maßgabe der in die Kurbelkammer eingesaugten Luftmenge ändert, so ist die gleiche Zusammensetzung des Brennstoffluftgemisches bei jeder Geschwindigkeit der Maschine gewährleistet.

Die Maschine nach der Erfindung hat noch den weiteren Vorteil, daß ein Herabfließen des Brennstoffs aus der Einspritzdüse in die Kurbelkammer während der Überdeckung der Einlaßöffnung fast gänzlich vermieden ist.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Explosionskraftmaschine nach der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Längsschnitt durch die Maschine.

Fig. 2 ist die Seitenansicht der Maschine, in einer Abänderungsform.

Bei der dargestellten Zweitaktgasmaschine ist in bekannter Weise mit dem Kurbelgehäuse ι der Zylinder 2 fest verbunden, in welchem der Kolben 3 spielt, der mittels einer Pleuelstange 4 auf die Kurbel 5 wirkt. Am anderen Ende des Zylinders 2 ist die zur Aufnahme der Zündkerze dienende Öffnung 6 vorgesehen, während im mittleren Teile des Zylinders einander gegenüberliegend die Auslaßöffnung 7 für die verbrannten Gase und die Einlaßöffnung 10 für den Brennstoff angeordnet sind. An dem Kurbelgehäuse 1 ist ein selbsttätiges Lufteinlaßventil 8 vorgesehen. Das Innere des Kurbelgehäuses 1 dient als Luftpumpe und steht durch einen Kanal 9 mit der Einlaßöffnung 10 und dadurch mit dem Zylinderinnern so lange in Verbindung, als diese öffnung vom Kolben 3 freigegeben ist.

Neben dem Zylinder 1 ist ein Speisebehälter 11 für den flüssigen Brennstoff angeordnet, der von irgendeinem Vorratsbehälter aus durch die Leitung 17 bis zu einer gewissen Höhe gefüllt gehalten wird, wobei ein Zurückfließen des Brennstoffs durch ein als Kugelventil ausgebildetes Rückschlagorgan 13 verhindert wird. Die Höhe des Flüssigkeits-Standes in dem Speisebehälter 11 wird durch einen Schwimmer 14 begrenzt, indem am unteren Ende der Führungsstange 15 des Schwimmers ein Ventilkegel 16 vorgesehen ist, durch welchen bei einem bestimmten Flüssigkeitsstände die Zufuhr zu dem Behälter 11 abgesperrt wird. Von dem Deckel 18 des Behälters 11 führt eine Leitung 12 zum Kurbelgehäuse, so daß der Druck in dem Behälter 11 stets der gleiche ist wie in der Kurbelkammer 1. Die Lage des Behälters 11 ist natürlich beliebig, z. B. kann der Behälter mit dem Kurbelgehäuse aus einem Stück hergestellt sein, oder er liegt innerhalb der Kurbelkammer, wenn die Anordnung einer Rohrleitung 12 oder eines Deckels für den Behälter 11 nicht erforderlich ist.

Von dem Flüssigkeitsraum des Behälters 11 ist eine Leitung 19. abgezweigt, die zu einer Düse 20 führt, welche in eine Öffnung der Wandung des Kanals 9 eingeschraubt ist. Die Lage dieser Öffnung hängt von der Beschaffenheit des verwendeten Brennstoffs ab. Bei Verwendung von leichtflüchtigen Brennstoffen ist die Lage der Düse 20 in bezug auf die Einlaßöffnung 10 nicht von wesentlicher Bedeutung; werden jedoch schwerflüchtige Brennstoffe verwendet, so erhält die Düse zweckmäßig die in Fig. 1 dargestellte Lage, so daß der Brennstoff bei seiner Einführung in den Zylinder 2 unmittelbar auf den heißen KoI-ben 3 trifft. Die bei normalem Betriebe größte zulässige Brennstoffmenge wird mit Hilfe des Nadelventils 21 eingestellt, so daß das einmal eingestellte Ventil nur bei einem Wechsel des verwendeten Brennstoffs oder bei einer erheblichen Änderung in der Leistung der Maschine verstellt wird.

Die Leitung 19 kann von dem Speisebehälter 11 in beliebiger Weise zum Zylinder 2 geführt werden und das Nadelventil anstatt stehend auch liegend angeordnet sein, wie das Ventil 22 in Fig. 2.

Die Arbeitsweise der Zweitaktgasmaschine ist folgende:

Der Brennstoff bleibt in dem Speisebehälter 11 infolge der Anordnung des Schwimmers 14 stets in oder nahezu in der Höhe des in Fig. 1 mit A bezeichneten Flüssigkeitsspiegels. Da bei jedem Saughube des Kolbens 3 in der Kurbelkammer eine Luftverdünnung eintritt, so strömt der Brennstoff leicht in den Speisebehälter 11 ein, und der Flüssigkeitsstand bleibt auf der erforderlichen Höhe. Beim Arbeitshube des Kolbens 3 wird die Luft in der Kürbeikammer und zugleich in dem Behälter 11 verdichtet, wobei ein Zurückfließen des Brennstoffs in die Leitung 17 durch das Rückschlagventil 13 verhindert wird.

Solange die öffnung 10 von dem Kolben 3 überdeckt wird, ist der Druck, welcher auf den Brennstoff an der Düse 20 und in dem Behälter 11 ausgeübt wird, der gleiche. Da die Durchtrittsöffnung für den Brennstoff an der Düsenmündung sehr klein ist, so werden nur wenige Tropfen Flüssigkeit während der Überdeckung der öffnung 10 unter der Wirkung der Schwere aus der Düse 20 austreten. Wird jedoch am Ende des Arbeitshubes die Öffnung 10, vom Kolben 3 freigegeben, so sinkt der Druck an der Düse 20, die in die Öffnung 10 bis dicht an die Innenwand des Zylinders hineinragt, infolge der Verbindung derselben mit dem Zylinderinnern und der Ausströmöffnung 7. Da eine gewisse, wenn auch sehr kleine Zeit verstreicht, bis sich diese Druckminderung durch den engen Ringkanäl zwischen der Düse 20 und der Wandung der öffnung 10, den Kanal 9 und die Leitung 12 in den Luftraum des Behälters 11 fortgepflanzt hat, so entsteht bei den üblichen Geschwindigkeiten der Maschine in dem Brennstoffbehälter ein Überdruck, unter dessen Wirkung flüssiger Brennstoff auf den Kolben 3 gespritzt wird. Nach einer kurzen Zeit, einem

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Claims

kleinen Bruchteil einer Sekunde, ist der Druckausgleich im Behälter ii eingetreten, so daß die Brennstoffeinspritzung nur während dieser kurzen Zeit stattfindet und dann sofort wieder aufhört. Wird ein schweres öl, z. B. Rohpetroleum, als Brennstoff verwendet, so wird der Zylinder durch die aus der Kurbelkammer austretende Druckluft ausgespült, bevor der auf den Kolben gespritzte Brennstoff sich in

ίο Dampf verwandelt.

Die Stärke des Flüssigkeitsstrahles, welcher bei bestimmten Druckverhältnissen aus der Düse 20 austreten kann, hängt von der Stellung des Nadelventils 2i ab, während die Geschwindigkeit dieses Flüssigkeitsstrahles durch den Druck bestimmt ist, der in der Kurbelkammer herrscht. .Da letzterer durch die in die Kurbelkammer eingeführte Luftmenge bestimmt wird, so ist bei dieser Bauart der Maschine gewährleistet, daß das Verhältnis von Brennstoff und Verbrennungsluft gleich bleibt. Wird somit die in die Kurbelkammer eingesaugte Luftmenge durch das Lufteinlaßventil 8 geregelt, so wird auch die in den Zylinder 2 eingeführte Brennstoffmenge in gleicher Weise geregelt und damit die Leistung der Maschine verändert. Bei einer Undichtigkeit der Kurbelkammer wird die Brennstoffzufuhr selbsttätig unterbrochen.

Patu nt- Anspruch:

Zweitaktexplosionskraf tmaschine mit durch den Kolben gesteuerter Einlaßöffnung für das Brennstoffluftgemisch; die einerseits durch eine Einspritzleitung mit einem Brennstoffbehälter, andererseits mit der als Luftpumpe dienenden Kurbelkammer in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum des Brennstoffbehälters (11), dessen Flüssigkeitsstand in bekannter Weise durch einen Schwimmer (14,16) aufrechterhalten wird, mit der Kurbelkammer (1) durch eine Leitung (12) in ständiger Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.