DE301729C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen und Zerstäuben des Brennstoffes bei solchen Verpuffungsund Verbrenhungskraftmaschinen; bei denen flüssiger Brennstoff, unmittelbar in den mit hochgespannter Luft angefüllten Verbrennungsraum des Arbeitszylinders fein zerstäubt eingespritzt wird. Hierbei kann entweder eine besondere Zündung vorgesehen sein, oder der Brennstoff entzündet sich in der hoch verdichteten Luft von selbst, wie z.B. bei den Dieselmotoren. In allen Fällen ist zur Erzielung einer vollständigen Verbrennung eine möglichst feine Zerstäubung von der größten Wichtigkeit. ■

Diese wird nach der Erfindung dadurch ■ erreicht, daß der Brennstoff durch die ' inhalatorartige Saugwirkung eines Preßluftstrahles in den Verbrennungsraum des- Ar- beitszylinders eingespritzt wird. Der Brennstoff wird dabei aus einem im Verbrennungsraum angeordneten und¹ mit der Brennstoffpumpe verbundenen, oben offenen Behälter durch ein Röhrchen bzw. eine Düse entnommen, die in die Brennstoffflüssigkeit eintaucht und also mit dem Brennstoffbehälter zusammen ein System kommunizierender Röhren von gleichem Schenkeldruck bildet. Der Preßluftstrahl wird durch eine Düse geschickt, die rechtwinklig zur Brennstoffdüse und derart oberhalb ihrer Ausmündungen enidigt, daß die Vorrichtung nach Art eines Inhalators wirkt.

Damit eine Inhalatorwirkung eintreten kann, ist es erforderlich, daß der Druck des säugenden Preßluftstrahles während der Einspritzung und Zerstäubung höher ist als der auf der Brennstoffflüssigkeit lastende, im \^erbrennungsraum herrschende Druck. Es muß daher, Um bezüglich des Zeitpunktes oder der Dauer der Einspritzung ganz unabhängig zu sein, zum Zuführen und Zer-' stäuben des Brennstoffes Preßluft von so hoher Spannung verwendet werden, daß sie auch noch gegenüber dem höchsten im Verbrennungsraum des Arbeitszylinders auftretenden Druck einen Überdruck besitzt. Dann kann die Einspritzung sogar noch während des Verbrennungsvorganges fortgesetzt werden. "5°

Der durch den Inhalator in den Verbrennungsraum eingespritzte Brennstoff entzündet sich infolge der äußerst feinen Zerstäubung leicht und sicher, weshalb sich das neue Verfahren zum Zuführen und Zerstäuben des Brennstoffes ganz besonders für schwer entzündliche Brennstoffe eignet. Die Verbrennung ist gleichfalls infolge der ,guten Zerstäubungswirkung eine vollkommene.

Die Erfindung beruht also in der Erkenntnis, daß es keiner Verdampfung des Brennstoffes bedarf, die zur Erzielung der Ver-

puffung des Gemisches eine zu große Luftzufuhr erfordert, sondern es genügt, wenn der Brennstoff je nach seiner Eigenart im Bedarfsfalle vorgewärmt inhalatorartig derart fein zerstäubt oder vernebelt wird, daß die dadurch erzielte Mischung von Brennstoff und Luft ohne jede weitere Luftzufuhr schon verpuffungsfähig ist und mithin sofort in den Verbrennungsraum des Arbeitszylinders ίο eingespritzt werden kann.

Die früher bekannten Zerstäubungsvorrichtungen arbeiten nicht nach dem reinen Inhalatorprinzip. Das Vorratsgefäß für den Brennstoff steht vielmehr stets gegenüber dem Druck im Verbrennungsraum unter einem Überdruck, unter dessen Wirkung der Brennstoff eingespritzt wird. Selbst wenn alsdann der zerstäubende Luftstrom auch noch eine gewisse saugende Wirkung ausüben sollte, wird so viel Brennstoff gefördert, daß diese Brennstoffmenge durch die Zerstäubungsluft nur zerstäubt, niemals aber mehr bis zur Verpuffung fein vernebelt werden kann. Bei den früher üblichen Zerstäubungsvorrichtungen ist deshalb auch stets noch eine erhebliche nachträgliche Luftzufuhr erforderlich, um das erzeugte und verdampfte Gemisch verpuffungsfähig zu machen.

Das neue Verfahren ist sowohl bei Verpuffungskraftmaschinen, als auch bei den sogenannten Verbrennungskraftmaschinen anwendbar, und zwar in gleicher Weise für das Zweitakt- wie für das Viertaktsystem.

Auf der Zeichnung ist als Beispiel das obere Ende des Zylinders einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit der neuen Zuführungs- und Zerstäubungsvorrichtung für den Brennstoff in einem senkrechten Schnitt dargestellt.

In den Kopf α des Zylinders b ist ein kleiner, oben offener Behälter c eingesetzt, der durch die Leitung d mit der Brennstoffpumpe in Verbindung steht, so daß bei jedem Arbeitshub der Brennstoffpumpe eine gewisse Brennstoffmenge in den Behälter c gefördertwird. In . den Behälter c ragt von oben her ein Röhrchen e hinein, in dem der Brennstoff stets ebenso hoch steht wie in dem Behälter c, da das Röhrchen und der Behälter ein System kommunizierender Röhren von gleichem Schenkeldruck bilden.

Eine Düse /, die an den Druckwindkessel oder das Einblasegefäß des Motors angeschlossen ist, endigt oberhalb der Ausmündung des Röhrchens e und rechtwinklig dazu. Durch das Ventil g tritt in den Verbrehnungsraum h des Zylinders die Preßluft ein, die durch die Leitung i gleichfalls ■ vom Einblasegefäß her zugeführt wird. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: ·

Es sei angenommen, daß der Kolben k am Ende seines Arbeitshubes angelangt und das Auspuffen der heißen Verbrennungsgase beendet sei. Dann tritt durch das Ventil g Preßluft in den Verbrennungsraum h ein. Bevor jedoch die Füllung' mit Preßluft beendet ist, bevor sich also das Ventil g wieder vollständig geschlossen hat, wird durch die Düse / Preßluft von dem vollen im Einblasegefäß herrschenden Druck geschickt. Der aus der. Düse / austretende Luftstrahl besitzt demnach einen höheren Druck als im Augenblicke im Verbrennungsraum h herrscht und auf dem Brennstoff in dem Behälter c lastet. Er übt also eine inhalator-, artige Saugwirkung auf den in dem Röhrchen e stehenden Brennstoff aus. Dieser wird dadurch ganz fein zerstäubt in den Verbrennungsraum h eingespritzt. _

Die Druckdüse / des Inhalators kann natürlich auch unabhängig von dem Einblasegefäß des Motors mit Preßluft von höherem Druck versorgt werden als er im Einblasegefäß herrscht. Ebenso kann das Ventil g so früh geschlossen werden, daß die Luftfüllung vor der Kompression den Druck im Einblasegefäß überhaupt nicht erreicht. Die Wahl <r des Druckes für den Preßluftstrahl ist eben ganz davon abhängig, zu welchem Zeitpunkte man die Brennstoffeinspritzung und -zerstäubung stattfinden lassen will. Je höher zu diesem Zeitpunkte der Druck im Verbrennungsraum des Arbeitszylinders ist, desto größer muß auch der Druck des saugenden Preßluftstrahles sein. Wesentlich ist nur, daß zu dem Zeitpunkt oder während der Zeitspanne, in der die Brennstoffeinspritzung vor sich gehen soll, ein Überdruck des fördernden Preßluftstrahles gegenüber dem jeweiligen Druck im Verbrennungsraum vorhanden ist. Die Brennstofförderung aus dem Behälter c dauert so lange, bis der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter bis unter die untere Öffnung des Röhrchens e gesunken ist, denn danach saugt der Strahl aus der Düse / nunmehr Luft an. Es wird also jedesmal, genau so viel Brennstoff zerstäubt wie die Brennstoffpumpe von einer Zerstäubung zur anderen in den Behälter c gefördert hat. Durch entsprechende Wahl der Durchmesser der Preßluftdüse f und der Brennstoffdüse e hat man es in der Hand, die Brennstoffzuführung und -zerstäubung, je nachdem es sich um eine Verpuffungs- oder um eine Verbrennungskraftmaschine handelt, plötzlich' oder innerhalb eines längeren Zeitraumes stattfinden zu lassen.

Der Behälter c dient im übrigen nicht nur als Vorratsgefäß, sondern auch zum Anwärmen des Brennstoffes, wobei gegebenenfalls durch Bespülen seiner Wandungen mit

Kühlwasser einer allzustarken Erhitzung vorgebeugt werden kann.

Selbstverständlich wird an der Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung nichts geändert, wenn der Brennstoffbehälter c außerhalb des Verbrennungsraumes ,des Zylinders angeordnet ist, sofern die darin befindliche Brennstoffflüssigkeit nur stets unter demselben Druck steht, der gerade im Verbrennungsraum herrscht, so daß der Behälter c und die Düse e ein System kommunizierender Röhren von ^v gleichem Schenkeldruck bilden.

Da die Wandungen des Behälters c gekühlt sind, und auch durch den nachdrängenden kalten Brennstoff eine weitere Kühlung der Flüssigkeit erfolgt, sind unzeitige Verpuffungen ausgeschlossen, was jedoch auch noch durch die Anwendung weiterer bekannter Mittel (z. B. Drahtsiebe, Rückschlagventil) verhütet werden kann.

Die Öffnung des Röhrchens e wird derart weit gehalten, daß eine Verstopfung ausgeschlossen ist^ Wird eine Drosselstelle für erforderlich erachtet, so kann dieselbe auch tiefer, etwa derart eingeordnet werden, daß sie in die Brennstoffflüssigkeit eintaucht.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Zuführen und Zerstäuben des Brennstoffes bei Verpuffungsund Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff

■ nur durch die inhalatorartige, Saugwirkung eines Preßluftstrahles in den Verbrennungsraum des Arbeitszylinders fein zerstäubt eingespritzt wird.

2. Vorichtüng zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbrennungsraum des Arbeitszylinders ein oben offener, mit der Brennstoffpumpe in Verbindung stehender Behälter (c) angeordnet ist, in den von oben her ein Röhrchen (e) hineinragt, und aus dem ein Preßluftstrahl durch Inhalator wirkung den Brennstoff fein zei stäubt in den Verbrennungsraum befördert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.