DE2609963B1 - Kolbenbrennkraftmaschine zum betrieb mit einem staubfoermigen brennstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit von einem Kühlmittel durchsetzten Kolben zum Betrieb mit einem staubförmigen Brennstoff, der durch eine mechanische Brennstoff-Dosier- und -Schleudervorrichtung für jeden Zylinder während eines Kompressionshubes taktweise in den Hubraum geschleudert wird; der bevorzugte Brennstoff ist dabei Kohlenstaub.

Brennkraftmaschinen, in denen als Brennstoff Kohlenstaub verbrannt wird, sind erkannt. Aus der DT-PS 7 49 195 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Arbeitszylinder über eine, im Bereich des Zylinderkopfes gelegene Drosselöffnung mit einer Beikammer in Verbindung steht; in dieser Beikammer, in die der staubförmige Brennstoff mit Hilfe einer mechanischen Dosiervorrichtung eingebracht wird, wird ein Luft-Brennstoffgemisch entzündet und durch den dabei entstehenden Überdruck in den Arbeitszylinder geschleudert, wobei diesen Hauptstrahl schneidende Gasstrahlen aus zusätzlichen Speicherräumen eine Verwirbelung und Auflösung des Hauptstrahls zur gleichmäßigen Verteilung des Brennstoff-Luftgemisches im Arbeitszylinder bewirken sollen.

Aus der DT-OS 25 09 400 ist ein anderer Mechanismus für das Einspritzen von staubförmigem Brennstoff in den Zylinder bekanntgeworden, bei dem die Brennstoffmenge, durch ein einstellbares Vakuum dem Mechanismus leistungsabhängig zugeteilt, über eine zentrale Einblaseinrichtung mit Hilfe eines Gasstromes vom Zylinderkopf her in den Hubraum des Zylinders eingebracht wird.

Eine gleichmäßige Füllung des Verbrennungsraumes mit Brennstoff zu erreichen, bereitet den bekannten Konstruktionen Schwierigkeiten, da eine homogene

Verteilung des Kohlenstaubes im Zylinderraum durch einfache Verwirbelung bzw. zentrales Einblasen eines Gas-Kohlenstaub-Gemisches nicht erreicht werden kann; die bekannten Maschinen weisen daher im Betrieb bei jedem Arbeitstakt eine andere Füllung und damit unterschiedliche Leistung auf, so daß die Zugabe einer bestimmten Kohlenstaubmenge pro Arbeitstakt in Abhängigkeit von der geforderten Leistung schwierig ist

Aufgabe der Erfindung ist es, die taktweise Brenn-Stoffzuführung zu den Zylindern der Maschine so zu verbessern, daß ihre Füllung bei gleichbleibender Leistung für jeden Takt gleich ist; darüberhinaus ist es die Aufgabe, eine rechtzeitige, d. h. nicht zu frühe und auch nicht zu späte, und eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Brennstoffes im Verbrennungsraum vor der Zündung zu erreichen und darüber hinaus Zündungen zu einem falschen Zeitpunkt zu vermeiden.

Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine im wesentlichen durch eine Rotationsfläche begrenzte Tasche im Kolbenboden gelöst, die eine Hinterschneidung aufweist, wobei die Schleudervorrichtung und die Tasche derart ausgebildet und gegeneinander ausgerichtet sind, daß die maximal pro Arbeitstakt erforderliche Brennstoffmenge aus der Vorrichtung durch eine seitliche öffnung im vom Kolben überstrichenen Bereich der Zylinderwand tangential in die Tasche eintritt und sich unter der Einwirkung des in der Tasche erzeugten Dralles innerhalb der Hinterschneidung sammelt, ferner dadurch, daß die Form der Hinterschneidung eine Freigabe des in ihr innerhalb eines Zeitintervalls in der ersten Hälfte des Kompressionshubes gefangenen Brennstoffes in den oberhalb des Kolbens befindlichen Verbrennungsraum unter dem Einfluß abnehmender Fliehkräfte und zunehmender axialer Verzögerung des Kolbens während eines Zeitintervalls ermöglicht, das sich innerhalb der zweiten Hälfte des Kompressionshubes befindet

Der durch die Dosier- und -Schleudervorrichtung pro Takt eingeschleuderte Brennstoff wird bei der neuen Anordnung zunächst in der Tasche des Kolbenbodens gefangen, in dem relativ kalten, gekühlten Kolben vor Falschzündungen bewahrt und zu einem späteren Zeitpunkt des Kompressionshubes, weitgehend gleichmäßig verteilt, in den Verbrennungsraum freigegeben.

Das Einfangen des Brennstoffes wird zum einen durch die auf die Staubpartikel wirkende Zentrifuglakraft, die auf Grund des tangentialen Eintrittes des Brennstoffstrahles in die rotationssymmetrische Tasche erzeugt wird und zum zweiten durch die in der ersten Hälfte eines Kompressionshubes auftretende Beschleunigung des aufwärtsbewegten Kolbens erreicht. Da voraussetzungsgemäß die Kolben der Maschine — ebenso wie selbstverständlich die Zylinder — relativ intensiv, bspw. mit Wasser, gekühlt werden, wird eine vorzeitige Zündung des in der Tasche gefangenen Brennstoffes vermieden.

Die Freigabe des Brennstoffes aus der Tasche erfolgt in einem Zeitintervall während der zweiten Hälfte des Kompressionshubes. In dieser zweiten Hälfte führt der Kolben eine verzögerte Axialbewegung aus, so daß der Brennstoff auf Grund infolge der Reibung abnehmender Fliehkräfte und auf Grund seiner Trägheit aus der Tasche in den Verbrennungsraum entweicht, wobei dieses Entweichen durch die Formgebung der den Austritt führenden, vorteilhafterweise als Kegelfläche ausgebildeten Hinterschneidung <?·*- Tasche unterstützt wird.

Die Begrenzung der Tasche durch eine zur Kolbenmaschine gleichsachsige Rotationsfläche bewirkt dabei, daß die Verteilung des Brennstoffes im Verbrennungsraum zumindest weitgehend rotationssymmetrisch und damit gleichmäßig erfolgt Das Entweichen des Brennstoffes aus der Tasche kann darüberhinaus zusätzlich durch eine bekannte zentrale Lufteinblaseeinrichtung im Zylinderdeckel verbessert werden, durch die komprimierte Luft zentral in die Tasche eingeblasen wird. Weiterhin ist es vorteilhaft für die Verbrennung eine Zündhilfe vorzusehen, die bspw. in der Einspritzung eines Zündöls oder in der Anordnung einer Glühkerze bestehen kann.

Bei mit Spülschlitzen ausgerüsteten Maschinen ist es darüber hinaus zweckmäßig, wenn eine Steuervorrichtung die Schleudervorrichtung erst freigibt wenn die Spülschlitze mindestens teilweise durch den sich aufwärts bewegenden Kolben abgedeckt sind, um Verwehungen durch die Spülluftströmung zu vermeiden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine ist die Dosier- und Schleudervorrichtung ein von einem Druckmittel gesteuerter angetriebener Plunger, der für das Einschleudern des Brennstoffes in den Verbrennungsraum bei seinem Arbeitshub einen Brennstofförderkanal vollständig bis zur Einmündung in den Verbrennungsraum durchsetzt wobei der Plunger vorteilhafterweise doppelt gesteuert sein kann. Die Führung des Plungerhubes bis zur Einmündung des Förderkanals in den Verbrennungsraum dient dabei zur Reinigung dieses Kanals. Die leistungsabhängige Regulierung der pro Takt einzuschleudernden Brennstoffmenge kann dabei vorteilhafterweise durch Variation des Plungerhubes erfolgen; dieser kann darüberhinaus asymmetrisch so gesteuert werden, daß sein Arbeitshub rasch, sein Rücklauf jedoch langsam erfolgt, wofür in dem Druckmittelabfluß einer Seite der Plungersteuerung ein Drosselorgan vorgesehen ist. Weiterhin kaan für den folgerichtigen Ablauf der Brennstoffdosierung und sein Einschleudern in den Verbrennungsraum in dem Brennstofförderkanal ein gegen Verdrehung gesicherter Steuerschieber vorgesehen sein, der von einem Druckmittel gesteuert den Förderkanal abwechselnd einerseits zu seiner Füllung mit einem brennstoffgefüllten Druckspeicher verbindet und andererseits für den Arbeitshub des Plungers freigibt; für einen zeitlich korrekten Ablauf dieser Steuerung ist es vorteilhaft, wenn die Bewegungen des Plungers und des Steuerschiebers mit der Kurbelwelle der Maschine synchronisiert sind. Weiterhin kann darüberhinaus der Plunger zweckmäßigerweise während seines Arbeitshubes den Steuerschieber durchdringen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform für die Brennstoffzuführung kann verwirklicht werden, wenn der Druckspeicher durch eine kontinuierlich gegen seinen Druck arbeitende Brennstoffzuführeinrichtung mit Brennstoff gespeist ist Diese Zuführeinrichtung kann dabei einem, mehreren oder allen Zylindern der Maschine zugeordnet sein und bspw. in einer Förderschnecke bestehen. Darüberhinaus können die Brennstoff führenden Kanäle in Flußrichtung des Brennstoffes sich vorteilhaft stetig erweitern, um ein Pressen des Brennstoffes und ein Verstopfen der Kanäle durch Propfenbildung zu vermeiden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aüsführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 ist ein axialer Längsschnitt durch einen

Zylinder und einen Kolben einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine;

F i g. 2 gibt den Schnitt H-II von F i g. 1 wieder;

F i g. 3 zeigt im Schnitt HI-III ein Detail aus F i g. 1;

F i g. 4a bis 4d stellen verschiedene Steuerdiagramme für den Hub und die Druckmittelbeaufschlagung des Brennstoffplungers und des Steuerschiebers in Abhängigkeit von der Zeit bzw. dem Kurbelwinkel A der Kurbelwelle oder der dadurch bestimmten Stellung des Kolbens dar.

F i g. 5 schließlich ist der Schnitt V-V von F i g. 2.

In einem Zylinder 1 (Fig. 1), zu dem Kühlräume 2 zwischen einem Zylindereinsatz 3 und dem Zylindermantel la gebildet werden, bewegt sich ein Kolben 4 hin und her, der ebenfalls von einem Kühlmittel durchsetzte Kühlräume 9 aufweist. Auf dem Zylinder 1 ist über den Einsatz 3 ein Zylinderdeckel 5 abgestützt, der entweder eine zentral angeordnete Lufteinblas- oder aber eine Brennstoff-Einspritzdüse 6 aufweist.

Dementsprechend kann durch diese Düse 6 z. B. als Zündhilfe ein Brennöl eingespritzt werden. In diesem Fall ist die Düse 6 mit Öffnungen ausgestattet, die das öl vorwiegend in radialer Richtung im Verbrennungsraum

7 des Zylindereinsatzes 3 verteilen.

Die Düse kann aber auch statt radialer öffnungen eine zentrale, axiale Austrittsöffnung haben, die in eine Tasche 8 des Kolbens 4 gerichtet ist. Die Düse 6 wird dann mit komprimierter Luft beschickt und hat die Aufgabe, das vollständige Austreiben des zuvor in der Tasche 8 gefangenen Brennstoffes zu unterstützen.

Auf der einen Seite des Zylinders 1 sind Spülschlitze 11 und Auspuffschlitze 12 gezeigt, von denen die Eintrittsschlitze 11 bereits durch den Kolben 4 auf seinem Weg zu seinem, in F i g. 1 gestrichelt skizzierterten, oberen Totpunkt (ORP auf der Zeitachse der F i g. 4) verschlossen sind.

Die im Boden des Kolbens 4 zentral gelegene Tasche

8 wird durch eine Rotationsfläche begrenzt, die durch Rotation eines im Abstand von der zentralen Symmetrieachse des Kolbens 4 bzw. des Zylinders 1 angeordneten, um diese rotierenden, S-förmigen Kurvenstückes entsteht. Auf diese Weise wird in der Tasche 8 eine ringförmige Hinterschneidung 13 gebildet für die vorübergehende Aufnahme des eingeschleuderten Brennstoffes.

Diesen schleudert eine Dosier- und Schleudervorrichtung 15, die in der Seitenwand des Zylinders 1 angeordnet ist und durch den Einsatz 3 hindurch geht, im wesentlichen tangential in die Tasche 8 ein, wie Fig.2 verdeutlicht. In der Tasche 8 wird der Brennstoffstrahl 14 in eine Drallströmung umgelenkt, so daß der Brennstoff, wie bereits beschrieben, sich in der Hinterschneidung 13 sammelt.

Die Vorrichtung 15 besteht aus einem durch ein Druckmittel doppelt gesteuerten und angetriebenen Plunger 16, der sich beim Einschleudern des Brennstoffes durch eine Durchtrittsöffnung 17 in einem Steuerschieber 18 hindurch, in einem Brennstofförderkanal 19 bewegt Der Hub des Plungers 16 geht dabei so weit, daß sein freies Ende den Kanal 19 vollständig durchläuft, obwohl für das Einschleudern des Brennstoffes nur ein Hub erforderlich ist, der der mit Brennstoff gefüllten Teillänge 19a des Kanals 19 entspricht Der darüber hinausgehende Zusatzhub des Plungers 16 dient zur Reinigung des Kanals 19.

Für die lastabhängige Regulierung der Brennstoffmenge ist eine Variation der mit Brennstoff gefüllten Länge 19a bzw. des ihr zugeordneten Volumens im Kanal 19 vorgesehen. Die Veränderung dieser Länge erfolgt mit Hilfe eines eingeschraubten Anschlags 22 für den Plunger 16, durch den der Rückwärtshub des Plungers begrenzt wird und verändert werden kann. Der Anschlag 22 ist mit seinem Gewinde 26 in ein das entsprechende Muttergewinde tragende Zwischenstück 77 zwischen dem Gehäuse 20 des Plungers 16 und dem Gehäusedeckel 21 eingeschraubt Der Deckel 21 enthält darüberhinaus die Einrichtung für die leistungsabhängige Regulierung der Brennstoffmenge.

Wie in F i g. 3 angedeutet wirkt bei dieser Regulierung ein leistungsabhängiges Stellsignal (Doppelpfeil 23 in F i g. 3) auf eine Zahnstange 24, die ihrerseits über ein Ritzel 25 den mit ihm verbundenen Anschlag 22 in dem Zwischenstück verstellt und so auf diese Weise leistungsabhängig die Brennstoffmenge reguliert.

Für den Antrieb des Plungers 16 ist ein hydraulisches System vorgesehen, bei dem ein Druckmittel über Leitungen 32 und 33 sowie Drehschieber 27 bis 30 den Zylinderräumen 36 und 37 zu beiden Seiten des Servokolbens 31, der den Antrieb für die Bewegung des Plungers 16 darstellt zugeführt bzw. aus diesem weggeführt wird. Steuernuten 34 und 35 bzw. 38 und 39 der, an sich auf einer gemeinsamen Welle starr miteinander verbundenen und synchron mit der Kurbelwelle umlaufenden, Drehschieber 27 bis 30 — die nur in der Zeichnung der besseren Übersicht wegen getrennt dargestellt sind — steuern dabei durch Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen den Leitungen 32 und 33 und einer Druckleitung 40 bzw. einer Ablaufleitung 41 Zu- und Abfluß des Druckmittels zu und aus den Räumen 36 bzw. 37.

Um nach einem Arbeitshub einen verzögerten und langsamen Rücklauf des Plungers 16 zu erreichen, ist in der zum Schieber 38 führenden, aus der Leitung 32 abzweigenden Leitung 44 ein fest voreingestellter Drosselöffnung versehenes Drosselorgan 45 vorgesehen.

Die Füllung des Kanalstückes 19a mit Brennstoff ist gesteuert von dem Steuerschieber 18, der durch eine Schneide 42 (Fig.2), die in eine entsprechende Ausnehmung 43 eines Verschlußstückes 76 (F i g. 5) für einen Druckraum 58 an seiner Unterseite eingreift, gegen Verdrehung gesichert ist. Für die Steuerung dieser Füllung ist neben dem Durchtritt 17 für den Plunger 16 im Schieber 18 ein halbkreisförmiger Kanal 46 vorgesehen, durch den — bei entsprechender Stellung des Schiebers 18 — das Kanalstück 19a des Brennstofförderkanals 19 mit einem sich in Flußrichtung des Brennstoffes stetig erweiternden Kanal 47 verbunden ist Dieser Kanal 47 geht von einem Druckraum 49 eines Druckspeichers 48 aus. Dem Raum 49 wird kontinuierlich Brennstoffstaub über eine sich ebenfalls in Flußrichtung erweiternde Leitung 50 zugeführt Die Leitung 50 ist an einen kontinuierlich arbeitenden Schneckenförderer 51 angeschlossen. Der dem Raum 49 zugeführte Brennstoff steht unter dem Druck des durch die Feder 52 belasteten Kolbens 53.

Um die Steuerbewegung ausführen zu können, ist der Schieber 18 mit einer einseitigen Druckmittelsteuerung versehen, die gegen eine Feder 54 arbeitet. Der durch das Druckmittel bewirkte Hub des Steuerschiebers 18 in die — den Arbeitshub des Plungers 16 ermöglichende — Stellung ist durch einen Anschlag 55 zusätzlich exakt begrenzt um ein genaues Einpassen der Durchtrittsöffnung 17 in den Brennstofförderkanal 19 sicherzustellen.

Die Druckmittelsteuerung des Schiebers 18 erfolgt ebenfalls über Drehschieber 56 und 57, die wiederum

der Kurbelwelle synchronisiert sind. Die Drehschieber 56 und 57 verbinden über eine Leitung 66 den Druckmittelraum 58 auf der Steuerseite des Schiebers 18 und über ihre Steuernuten 59 bzw. 60 mit einer Druckleitung 61 bzw. einer Abflußlleitung 62, die zu dem bereits im Zusammenhang mit der Plungersteuerung erwähnten hydraulischen System gehören.

Mit 63, 64 und 65 sind Leckage-Abführleitungen für Druckmittel bzw. Kohlenstaub oder Entlüftungsleitungen bezeichnet

In F i g. 4 zeigt das Diagramm a die Stellungen /und e des Steuerschiebers 18, wobei von der Grundlinie aus die Hubposition willkürlich der Füllstellung /und die Grundposition der Arbeits- oder Einschleuderstellung e zugeordnet ist Diagramm b gibt die Stellungen g (Grundstellung) und h (Hubstellung) sowie den Weg des Brennstoffplungers 16 zwischen diesen Stellungen wieder, während die Darstellung 4c — zu Diagramm 4a gehörend — die diesen Stellungen und Wegen zugeordneten Druckverhältnisse im Raum 58 unter dem Steuerschieber 18 und Fig.4d, zu Diagramm 4b gehörend, die Druckverhältnisse im Raum 36 für den Plunger 16 wiedergegeben. In beiden Darstellungen ist eine Druckbeaufschlagung vertikal und ein druckloser Zustand horizontal schraffiert angezeigt.

Anhand der F i g. 4a bis 4d ergeben sich für den den Brennstoff dosierenden und einschleudernden Plunger 16 und den Steuerschieber 18 folgende Bewegungsabläufe:

Im unteren Totpunkt UTPdes Kolbens 4 befindet sich der Plunger 16 in zurückgezogener Stellung und liegt am Anschlag 22 an; er nimmt also zu diesem Zeitpunkt seine Grundstelle g (Fig.4) ein. Sein bei einer Druckbelastung den Arbeitshub g—h bewirkender Druckraum 36 (F i g. 4b) ist drucklos, d. h. der Drehschieber 27 trennt die Leitungen 32 und 40 voneinander, während gleichzeitig die Nut 38 des Schiebers 29 die Leitung 32 über das Drosselorgan 45 mit der Ablaufleitung 41 in Verbindung hält. Umgekehrt dazu verbindet zu diesem Zeitpunkt die Nut 35 des Schiebers 28 die Leitungen 33 und 40 miteinander; gleichzeitig sind die Leitungen 33 und 41 selbstverständlich voneinander getrennt.

Der Steuerschieber 18 (Fig.4a) befindet sich zu diesem Zeitpunkt bei einer Druckbelastung im Druckraum 58 (F i g. 4c) gegen die Wirkung der Feder 54 auf dem Weg zwischen seiner in Fig.4a oben liegend angenommenen Füllposition /und der Arbeits- oder Einschleuderstellung e. Der Schieber 57 sperrt zu dieser Zeit die Leitungen 62 und 66, während gleichzeitig die Leitungen 61 und 66 über die Nut 59 des Schiebers 56 miteinander in Verbindung stehen. Der Raum 19a im Förderkanal 19 ist mit Brennstoff gefüllt

Zur Zeit 70, die etwa den in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellungen des Kolbens 4 und des Plungers 16 und des Schiebers 18 entspricht, beginnt — sobald der Steuerschieber 18 seine Arbeitsstellung e erreicht hat — im Raum 36 die Druckphase (F i g. 4b), und der Plunger 16 führt aus seiner Grundstellung g heraus einen Hub nach h aus, bei dem er den ganzen Kanal 19 durchläuft und die im Kanalstück 19a befindliche Brennstoffmenge in den Hubraum 7 einschleudert Im Diagramm 4b ist dabei einerseits ein Hub g—h des Plungers 16 für maximale Leistung dargestellt, die durch die eine leistungsabhängige Extremstellung des Anschlags 22 gegeben ist; andererseits ist in gestrichelten Linien ein starr auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und mit Hub g'—h angedeutet, der dem minimalen Brennstoffbedarf bei minimaler Leistung entspricht und bei der anderen Extremstellung des Anschlags 22 ausgeführt wird.

Der Hub des Plungers 16 in die Position h (F i g. 4b) und damit die Druckphase im Raum 36 sind zur Zeit 71 beendet (Fig.4b). Aus dem Raum 36 fließt das Druckmittel nunmehr über eine Strömungsverbindung 32, 44, 38 und 41, durch die Drossel 45 verzögert, ab, während sich gleichzeitig über einen Weg 40,35,33 im Raum 37 auf der anderen Seite des Servokolbens 31 für den Plunger 16 ein Druck aufbaut und sich der Plunger 16 infolgedessen wieder in die Grundstellung g resp. g' bewegt die er zur Zeit 73 resp. 72 erreicht

Bei dieser Bewegung sei zu einem zwischen 71 und 73 liegenden Zeitpunkt 72 der Plunger 16 so weit zurückgelaufen, daß er durch Verlassen der öffnung 17 den Steuerschieber 18 nicht mehr an eine Verschiebung hindert Zur Zeit 72 ist daher durch entsprechende Stellung der Schieber 56 und 57 die Druckphase im Raum 58 beendet (Fig.4c) und der Steuerschieber 18 beginnt unter der Wirkung der Feder 54 von e nach / (Fig.4a) zu laufen, wobei er die Position /zur Zeit 74 erreicht.

In dieser Stellung verbindet der Ringkanal 46 des Schiebers 18 den Kanal 47 mit dem Teilstück 19a des Kanals 19, wodurch in dem Druckraum 49 eine gewisse Entlastung erfolgt. Durch diese Entlastung fördert der Kolben 53, angetrieben von der Feder 52, die für den nächsten Takt nötige Brennstoffmenge in das Kanalstück 19a, womit die Dosier- und Schleudervorrichtung 15 wieder für den nächsten Einschleudervorgang bereit ist.

Der Füllvorgang ist zur Zeit 75 beendet, ab der sich im Raum 58 wieder ein Druck aufbaut und der Steuerschieber 18 infolgedessen in seine Arbeitsposition e zurückläuft, wobei bei Erreichen des Zeitpunktes 70 der Kreislauf geschlossen ist.

Abschließend sei noch kurz db Zuordnung der in den Fig.4a bis 4d gezeigten Zeiten zur Stellung des Arbeitskolbens 4 skizziert. Ausgehend vom unteren Totpunkt UTP des Kolbens 4 soll die Einschleuderung des Brennstoffes in den Hubraum 7 bzw. in die Tasche 8 des Kolbens 4 erfindungsgemäß in der ersten Hälfte eines Kompressionshubes stattfinden. In F i g. 4 übertragen, bedeutet das, daß die Druckphase 70 bis 71 für den Brennstoffplunger 16, wie gezeigt in der ersten Hälfte des Zeitintervalles UTP bis OTP, das den Kompressionshub des Kolbens wiedergibt, liegen muß. Im Zeitintervall 71 bis OTP findet dann das Entweichen des Brennstoffes aus der Tasche 8 sowie die Zündung und Verbrennung des Brennstoffes statt

Die Zeitpunkte 72,73,74 und 75 sind nicht direkt mit dem Weg und der Stellung des Arbeitskolbens 4 verbunden und können daher in gewissen Grenzen nach anderen Notwendigkeiten frei gewählt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.

709 532/301

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Kolbenbrennkraftmaschine mit von einem Kühlmittel durchsetzen Kolben zum Betrieb mit einem staubförmigen Brennstoff, der durch eine mechanische Brennstoff-Dosier- und -Schleudervorrichtung für jeden Zylinder während eines Kompressionshubes taktweise in den Hubraum geschleudert wird, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen durch eine Rotationsfläche begrenzte Tasche (8) im Kolbenboden, die eine Hinterschneidung (13) aufweist, wobei die Schleudervorrichtung (15) und die Tasche (8) derart ausgebildet und gegeneinander ausgerichtet sind, daß die maximal pro Arbeitstakt erforderliche Brennstoffmenge aus der Vorrichtung (15) durch eine seitliche öffnung im vom Kolben (4) überstrichenen Bereich der Zylinderwand tangential in die Tasche (8) eintritt und sich unter der Einwirkung des in der Tasche (8) erzeugten Dralles innerhalb der Hinterschneidung (13) sammelt, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Hinterschneidung (13) eine Freigabe des in ihr innerhalb eines Zeitintervalles in der ersten Hälfte des Kompressionshubes gefangenen Brennstoffes in den oberhalb des Kolbens (4) befindlichen Verbrennungsraum unter dem Einfluß abnehmender Fliehkräfte und zunehmender axialer Verzögerung des Kolbens (4) während eines Zeitintervalls ermöglicht, das sich innerhalb der zweiten Hälfte des Kompressionshubes befindet,

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit einer Lufteinblaseeinrichtung in dem Zylinderdeckel, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierte Luft zentral in die Tasche (8) des seinen oberen Totpunkt (OPT) zustrebenden Kolbens (4) eingeblasen wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderdeckel (5) eine zentrale Lufteinblaseinrichtung (6) vorgesehen ist, durch die komprimierte Luft zentral in die Tasche (8) des seinem oberen Totpunkt (OPT) zustrebenden Kolbens (4) eingeblasen wird.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung (13) durch eine den Austritt des staubförmigen Brennstoffes in den Verbrennungsraum führende Kegelfläche begrenzt ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (27), die die Schleudervorrichtung (15) erst freigibt, wenn die Spülschlitze (11) mindestens teilweise durch den sich aufwärts bewegenden Kolben (4) abgedeckt sind.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosier- und Schleudervorrichtung (15) aus einem von einem Druckmittel angetriebenen und gesteuerten Plunger (16) besteht, der bei seinem Arbeitshub für das Einschleudern des Brennstoffes in den Hubraum (7) einen Brennstoffförderkanal (19) vollständig bis zur Einmündung in den Hubraum (7) durchsetzt.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (16) doppelt gesteuert ist.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leistungsabhängige Regulierung (23) der Brennstoffmenge durch Variation des Plungerhubes erfolgt.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennstofförderkanal

(19) ein gegen Verdrehung gesicherter Steuerschieber (18) vorgesehen ist, der — von einem Druckmittel gesteuert — den Förderkanal (19) abwechselnd einerseits zu seiner Füllung mit einem brennstoffgefüllten Druckspeicher (48) verbindet und andererseits für den Arbeitshub des Plungers (16) freigibt

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (16) während seines Arbeitshubes den Steuerschieber (18) durchdringt

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (48) durch eine kontinuierlich gegen seinen Druck arbeitende Brennstoffzuführeinrichtung (51) mit Brennstoff gespeist ist.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die brennstoff-führenden Strömungswege (50, 47) — mit Ausnahme des vom Plunger (16) durchsetzten Förderkanals (19) — sich in Flußrichtung stetig erweitern.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Plungers (16) und des Steuerschiebers (18) mit der Kurbelwelle der Maschine synchronisiert sind.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Plungerbewegung derart asymmetrisch gesteuert ist, daß sein Arbeitshub rasch, sein Rücklauf jedoch langsam erfolgt, wofür in dem oder einem Druckmittelabfluß der Plungersteuerung ein Drosselorgan (45) vorgesehen ist.