DE246352C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46«. GRUPPE

H. NEUMANN in BERG, GLADBAGH.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Mai 1909 ab.

Es ist bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen, welche mit flüssigen Brennstoffen von hohem Siedepunkt betrieben werden sollen, die Einspritzung des Brennstoffes in den mit heißer verdichteter Luft gefüllten Zylinderraum dadurch zu bewirken, daß man die Brennstoffladung in der Ansaugezeit in einer in offener Verbindung von unveränderlicher Größe mit dem Zylinder stehenden heißen Vorkammer

ίο lagert, aus der dann'ein kleiner Teil der Ladung in Dampf form in den Arbeitszylinder übertritt, worauf am Ende der Verdichtungszeit zunächst die so im Arbeitszylinder gebildete arme Ladung, sodann die in der Kammer verbliebene Ladung aus Luft und Brennstoff entzündet wird, und alsdann durch diese Explosion der Rest der flüssigen Ladung aus der Kammer in den Arbeitszylinder hineingeschleudert und verbrannt wird. · ^u

Bei diesem Arbeitsverfahren sind indes die Verbrennungsvorgänge nicht zu beherrschen, da einerseits die Menge des Zündbrennstoffes im Verhältnis zur Menge des Arbeitsbrennstoffes nicht regelbar ist, anderseits die Zeitdauer, während der Hauptbrennstoff in den Zylinder geschleudert wird, nicht regelbar ist. Es^, ist zu übersehen, daß bei einer solchen Maschine bei hoher Belastung und folglich heißer Maschine ein großer Teil des der Kammer vom Regler zugemessenen Brennstoffes als Zündbrennstoff früh verbrennt und der Rest als Hauptbrennstoff erst später verbrennt, so daß Stöße infolge zu heftiger Vorzündung (explosionsartiger Verbrennung zu reicher Ladungen) im Arbeitszylinder auftreten, während anderseits ,bei geringer Belastung und beim Anlassen, also bei kälterer Maschine, die Vorzündung eine ge-

ringere Kraft aufweist, die Hauptzündung daher verspätet und unvollkommen auftritt, wodurch rußende Verbrennung entsteht.

Ein anderes Verfahren zum Betriebe von Einspritzverbrennungskraftmaschinen, bei welchen diese Fehler vermieden werden, besteht darin, daß man nur reine Luft im Zylinder verdichtet, von der dann ein Teil in die Kammer übertritt, und dann nach geschehener Kolbenrückkehr der Strom der aus der Kammer zurückkehrenden Gase zur Zerstäubung des Brennstoffes benutzt, wobei die Verbindung zwischen Kammer und Zylinder zwecks Beherrschung der Zerstäubungszeit bzw. Vermeidung einer allzu schnellen explosionsartigen Zerstäubung und Verbrennung gedrosselt wird. Man begibt sich, aber hierbei der Vorzüge der Vorzündurig im Zylinder, welche darin bestehen, daß ein außerordentlich hoher Endverdichtungsdruck in Begleitung von hoher Temperatur unter Ersparnis großer mechanischer Verdichtungsarbeit erzeugt wird, und daß infolgedessen der Überdruck in der Kammer schon vor und im Totpunkt ein hoher ist, weshalb die Hauptverbrennung ungefähr im Totpunkt und nicht erst verspätet beginnen kann.

Wie schon angedeutet, beeinflußt bei beiden gekennzeichneten Verfahren der Umstand den Verbrennungsvorgang ungünstig, daß der Strom der Vorzündungsgase bzw. der heißen Luft den einzustäubenden Brennstoff in seiner ganzen Menge vorgelagert antrifft, weil dadurch die Menge des in der Zeiteinheit überströmenden Brennstoffes nicht geregelt werden kann und daher unbeherrschbare Verpuffungsvorgänge stattfinden.

Diesen Mangel will ein anderes bekanntes

(2. Auflage, ausgegeben am 26. April

Arbeitsverfahren dadurch beseitigen, daß es den Hauptbrennstoff beim Eintritt des Stromes vorgezündeter Gase in den Arbeitszylinder allmählich in diesen Zündstrom einführt. Jenes Verfahren sieht aber weder eine Vorzündung . im Arbeitszylinder noch eine Drosselung der in den Arbeitszylinder strömenden Zündgase vor. Vielmehr wird die Vorzündung in einem besonderen Zylinder eingeleitet, und mittels einer

ίο verhältnismäßig verwickelten Steuerung werden die Zündgase dem Zylinder zugeführt. Die oben gekennzeichneten Vorzüge der Vorzündung im Arbeitszylinder und der Drosselung der in den Arbeitszylinder strömenden Zündgase mangeln also diesem Verfahren.

Keines der genannten Verfahren ermöglicht mit einfachen Mitteln, also ohne Verwendung von außerhalb des Zylinders erzeugter Einspritzdruckluft eine sichere, gleichmäßige, weder rußende noch stoßende Verbrennung schwer flüchtiger, flüssiger Brennstoffe. ■

Eine_: solche wird nach dem neuen Verfahren erreicht, das auch auf der Entzündung der Haüptladung im Zylinder durch ein aus einer Kammer ausströmendes Hilfsgeniisch beruht. Das Verfahren besteht darin, daß im Verbrennungsraum des Arbeitszylinders zunächst durch Zusatz einer geringen Brennstoffmenge zu der zu verdichtenden Luft ein schwaches Gemisch etwa im Totpunkt entzündet wird (Vorzündung), daß ein Teil der gebildeten hochgespannten Vorzündungsgase in eine durch Ventil mehr oder weniger abschließbare Kammer übertritt, um nach Verminderung des Druckes im Arbeitszylinder in diesen entsprechend der Steuerung, dieses Ventils zurückzuströmen und dabei die jetzt zur Einführung kommende Hauptladung an Brennstoff in den Zylinder hinein zu zerstäuben und zu entzünden. Durch dieses Arbeitsverfahren wird erreicht,

daß

ι. infolge der im Arbeitszylinder stattfindenden Vorzündung bei verhältnismäßig niedrigem Verdichtungsgrad hochgespannte und hocherhitzte Zündgase einer Kammer zugeführt werden, daß

2. infolge der Steuerung des Rückströmventils das aus der Kammer in den Arbeitszylinder zurückströmende Hüfsgemisch gedrosselt und daher die Stärke dieses Zündstromes beherrscht

wird, daß . ; . . . 1

3. infolge der Einführung des Hauptbrennstoffes in diesen Zündstrom diese Einführung nach einem gewollten beherrschbaren Gesetz geschieht und so eine vollständige und rußfreie Verbrennung bei günstigster Ausnutzung des Brennstoffes zu erreichen ist.

Fig. ι zeigt das Arbeitsdiagramm einer nach dem neuen Verfahren arbeitenden Verbrennungskraftmaschine. Von α bis b wird ein armes Gemenge von Luft und Brennstoff verdichtet; bei δ findet die Vorzündung statt, die auf der Strecke b-c eine stärkere Drucksteigerung, als sie der Verdichtung allein entspricht, bewirkt. Gleichzeitig teilt sich während dieser Strecke oder während eines Teiles derselben der Druck einer mit dem Zylinder verbundenen Kammer mit. Beim Rückgange des Kolbens fällt der Druck im Zylinder, der mit einem nur sehr kleinen Verdichtungsraum versehen ist, schneller als in der Kammer, zumal diese durch einen Drosselquerschnitt mit dem Zylinder verbunden ist. Es findet deshalb auf der Strecke c-d ein lebhaftes Rückströmen von heißen Gasen aus der Kammer in den Zylinder statt. In diesen heißen Gasstrom wird auf der Strecke d-e flüssiger Brennstoff eingeführt, der nun zerstäubt und verbrannt wird. Während der Strecke e-f dehnen sich die verbrannten Gase arbeitsleistend aus. \

Die Fig. 2 gibt eine schematische Darstellung einer beispielsweisen Ausführungsform einer nach diesem Verfahren arbeitenden Maschine. Es ist 0 der Arbeitszylinder, g das Lufteinströmventil, h das Ausströmventil, i die Kammer, k das Zuführungsrohr für den flüssigen Brennstoff, m das Drossel- oder Absperrorgan zwischen Kammer und Zylinder.

Die Kammer ist vom Zylinder durch ein gesteuertes Ventil m getrennt, das während des Verdichtungshubes ganz geöffnet ist, um mögli.chst den vollen Druck des Zylinders auch in die Kammer eintreten zu lassen. Bei der Kolbenumkehr wird dieses Ventil bis auf einen engen Spalt gedrosselt. Dadurch wird erreicht, daß das Rückströmen der Gase aus der Kammer eine gewisse Zeit, und zwar vorteilhaft so lange andauert als die Brennstoffzuführung. Letztere erfolgt durch das· Rohr k. Der Zündbrennstoff wird bei der beispielsweisen Ausführungsform nach Fig. 2 ebenfalls durch das Rohr I direkt in den Zylinder geführt. Er könnte jedoch auch gleichzeitig mit der angesaugten Verbrennungsluft eingeführt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Arbeitsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen, bei denen ein aus einer Kammer ausströmendes Hilfsgemisch die Hauptladung entzündet, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbrennungsräume des Zylinders no ein schwaches Gemisch komprimiert wird und bei der Zündung zum Teil in die durch ein Ventil (m) nach dem Zylinder zu abschließbare Kammer: (i) tritt, um entsprechend der Steuerung des Ventils (m) in den Verbrennungsraum zurückzuströmen und die jetzt zur Einführung kommende Hauptladung an Brennstoff zu entzünden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.