Ladeverfahren für Explosionskraftmaschinen. Die Erfindung bezieht
sich auf ein neues Ladeverfahren für Explosionskraftmaschinen und hat den Vorteil,
die zur Verwendung kommenden Kraftstoffe besser als bisher auszunutzen bzw. schwerverdampfende
Kraftstoffe während .des Arbeitsprozesses innerhalb der Zylinder umzulagern. Zu
diesem Zweck wird die während des Arbeitstaktes an die Zylinderwandungen abgegebene
Wärme dazu benutzt, rückwirkend diese Wärme an die Zylinderladung abzugeben, um
einesteils das Gemisch durch Zuführung von Wärme innerhalb des Zylinders restlos
zu verdampfen, andernteils wird bei diesem Vorgang Wärme aus den Zylindern entzogen,
also eine Kühlung dadurch erreicht.Charging method for explosion engines. The invention relates
relies on a new charging process for explosion engines and has the advantage of
to utilize the fuels that are used better than before or those which evaporate with difficulty
Relocate fuel within the cylinder during the work process. to
for this purpose, the amount released to the cylinder walls during the work cycle is used
Heat used to retroactively release this heat to the cylinder charge in order to
on the one hand, the mixture is completely removed by supplying heat within the cylinder
to evaporate, on the other hand, heat is extracted from the cylinders during this process,
thus a cooling achieved thereby.
Nach der Erfindung wird das in die Zylinder beförderte Kraftstoffluftgemisch
zunächst einmal komprimiert, um dann wieder im Zylinder zu expandieren, um zum zweiten
Male komprimiert zu werden. Bei dem normalen Arbeitsverfahren im Zwei- und Viertakt
wird das Gemisch nach dem ersten Kompressionstakt entzündet. In der kurzen Zeit,
während einer halben Kurbelumdrehung, kann das Gemisch nicht restlos verdampfen.
Wegen ungenügender Verbrennung gehen deshalb erfahrungsgemäß etwa 30 Prozent
vomEnergiewert
der Kraftstoffe im Auspuff verloren. Gemäß dieser
Erfindung entzündet sich das Kraftstoffgemisch erst, nachdem dasselbe mindestens
während dreier halben Kurbelumdrehungen Wärme aus den Zylinderwandungen aufnehmen
konnte. Die Verdampfungs-7eit im Zylinder ist hierbei um das Dreifache länger als
beim bekannten Zwei- und Viertaktarbeitsverfahren. Sehr schwer verdampfliche Kohlenwasserstoffe,
z. B. Stein- und Braunkohlenteeröle, Rohnaphtha usw. können in Explosionsmaschinen
erst dann wirtschaftlich ausgenutzt werden, wenn dieselben zuvor restlos verdampft
sind. Nach der Erfindung geschieht dieses während des Arbeitsprozesses innerhalb
,der Zylinder unter nutzbringender Anwendung der Wärme, welche im Arbeitstakt an
die Zylinderwandungen abgegeben wurde.According to the invention, the fuel-air mixture conveyed into the cylinder is first compressed once in order to then expand again in the cylinder in order to be compressed a second time. In the normal two- and four-stroke working process, the mixture is ignited after the first compression stroke. In the short time, during half a crank turn, the mixture cannot completely evaporate. Experience has shown that around 30 percent of the fuel's energy value is lost in the exhaust pipe due to insufficient combustion. According to this invention, the fuel mixture ignites only after it has been able to absorb heat from the cylinder walls for at least three half turns of the crank. The evaporation time in the cylinder is three times longer than with the known two- and four-stroke work processes. Very difficult to evaporate hydrocarbons, e.g. B. coal and lignite tar oils, crude naphtha, etc. can only be economically exploited in explosion machines if they have previously completely evaporated. According to the invention, this takes place during the work process inside the cylinder with beneficial application of the heat that was given off to the cylinder walls in the work cycle.
Bei der nach dieser Erfindung gebauten Versuchsmaschine zeigten die
aufgenommenen Diagramme nach Erreichung der normalen Betriebstemperatur, daß die
im dritten Arbeitstakt aufgenommenen Expansionsdrücke höher sind wie die voraufgegangenen
Kompressionsdrücke. Daraus ist zu ersehen, daß das Gemisch durch zusätzliche, von
den Zylinderwandungen abgeleitete Wärme eine höhere Spannung annimmt, so daß zwischen.
dem Saugtakt und dem Explosionsar(beitstakt ein sog. Heißluftarbeitstakt eingefügt
ist. Um diesen Heißluftarbeitstakt vorteilhaft auszunutzen, wird mit Erfolg der
Zylinder zum Teil mit einer wärmeisolierenden ?Tasse umwickelt, um eine Abkühlung
nach außen möglichst zu verhindern. Viele Kraftstoffe machen es infolge ihrer chemischen
Zusammensetzung zur Bedingung, daß nach diesem Arbeitsverfahren @dlieselben nur
zusammen mit Wasserdampf in .die Zylinder eingeleitet werden dürfen, um Frühzündungen
zu vermeiden. Wasserdampf wirkt nicht allein innenkühlend, sondern die Zersetzung
der Kraftstoffe erfolgt unter .dem Einfluß von Wasserdampf bedeutend schneller.
Nach diesem Arbeitsverfahren wird deshalb auch ein höherer Nutzeffekt vom Energiewert
der Kraftstoffe erreicht.In the test machine built according to this invention, the
recorded diagrams after reaching normal operating temperature that the
The expansion pressures recorded in the third working cycle are higher than the previous ones
Compression pressures. From this it can be seen that the mixture by additional, of
the cylinder walls dissipated heat assumes a higher voltage, so that between.
a so-called hot air work cycle inserted into the suction cycle and the explosive cycle
is. In order to take advantage of this hot air work cycle, the
Cylinder partially wrapped with a heat-insulating cup to cool down
to prevent to the outside as possible. Many fuels do it as a result of their chemical properties
Composition on the condition that after this working method @ the same only
together with water vapor. the cylinder may be introduced to prevent pre-ignition
to avoid. Water vapor does not only have an internal cooling effect, but also the decomposition
the fuel takes place significantly faster under the influence of water vapor.
This working method therefore also results in a higher efficiency from the energy value
of fuels.
Als einfachste konstruktive Ausführung gilt die Kolbenmaschine bekannter
Bauart. Um dieses vorbeschriebene Arbeitsverfahren zu erreichen, wird die Maschine
derart gesteuert, daß der Kraftstoff mehrere halbe Kurbelumdrehungen im Zylinder
verbleibt und darin abwechselnd komprimiert und expandiert, bevor er entzündet wird.
Bei größeren Zylinderabmessungen kann derselbe rauch teilweise wassergekühlt sein,
um übergroße Wärmespannungen des Materials zu verhüten; kleinere Maschinengattungen
kommen jedoch mit der Innenkühlung durch das Kraftgas aus. Da sich die Kompressionsdrücke
durch die zugeführte Wärme derart erhöhen, daß sich das Gasgernisch infolge dieser
hohen Drücke von selbst entzündet, so ist gemäß diesem Arbeitsverfahren die Möglichkeit
gegeben, Vergasermaschinen herzustellen, bei welchen sich das Gemisch im Zylinder,
ohne äußeren Einfluß, von selbst entzündet, ähnlich wie beim Glühkopf- oder Dieselmotor.The piston engine is better known as the simplest structural design
Design type. In order to achieve this working method described above, the machine
controlled so that the fuel several half crank revolutions in the cylinder
remains and is alternately compressed and expanded therein before it becomes inflamed.
With larger cylinder dimensions, the same smoke can be partially water-cooled,
to prevent excessive thermal stresses in the material; smaller machine types
get along with the internal cooling by the power gas. As the compression pressures
increase by the supplied heat so that the gas mixture as a result of this
self-igniting at high pressures, according to this working method there is the possibility
given to manufacture carburetor machines in which the mixture in the cylinder,
without external influence, ignites by itself, similar to a hot-bulb or diesel engine.
Abb. i zeigt das charakteristische Diagramm der höheren Expansionsdrücke.
Die Gerade a ist die sogenannte Nullinie, b zeigt den Kompressionsdruck und c den
Expansionsdruck im Zylinder an. Der zwischen b und c liegende gestrichelte Raum
bedeutet mechanische Arbeit, welche durch Entziehen von Wärme aus den Zylinderwandungen
abgeleitet wird.Fig. I shows the characteristic diagram of the higher expansion pressures.
The straight line a is the so-called zero line, b shows the compression pressure and c the
Expansion pressure in the cylinder. The dashed space between b and c
means mechanical work, which is done by removing heat from the cylinder walls
is derived.
Dadurch, daß das Kraftgasgemisch währenddreier oder mehr halben Kurbelumdrehungen
im Zylinder verdampft und Wärme aufnimmt, wird die Entflammbarkeit günstiger, und
kann dieselbe bei ausgedehnter Wärmezufuhr bis zur Selbstzündung getrieben werden.
Motortechnisch einfach wird das Arbeitsverfahren im Sechstakt anzuwenden sein, jedoch
ist eine weitere Ausdehnung auf noch mehrere Takte dem Vergasungsvorgang nicht hinderlich.
Im Sechstakt wird das Gemisch im ersten Takt angesaugt, im zweiten Takt komprimiert,
im dritten Takt expandiert -dasselbe wieder, um- im vierten Takt wieder zu komprimieren,
im fünften Takt verbrennt das Gemisch und leistet Arbeit, und im sechsten Takt werden
die verbrannten Gase in bekannter Weise aus dem Zylinder getrieben. Eine sechszylindrige,
nach diesem Verfahren arbeitende Maschine hat den Vorteil, daß die Zündfolge der
Zylinder i, a, 3, d., 5, 6 sein kann. Demgemäß entsteht in der gezeichneten Vergaserleitung
keine Gasumkehr, wie ebenfalls im A-uslaßrohr der ausströmende Gasstrom durch die
Saugwirkung der ausströmenden Gase des vorher zündenden Zylinders abgesaugt wird.By the fact that the fuel gas mixture during three or more half turns of the crank
evaporates in the cylinder and absorbs heat, the flammability becomes more favorable, and
the same can be driven to self-ignition with extensive heat supply.
In terms of engine technology, however, the six-stroke working method will be easy to use
a further extension to several bars does not prevent the gasification process.
In the sixth stroke, the mixture is sucked in in the first stroke, compressed in the second stroke,
in the third bar expands - the same again, in order to compress again in the fourth bar,
in the fifth stroke the mixture burns and does work, and in the sixth stroke become
the burned gases are driven out of the cylinder in a known manner. A six-cylinder,
according to this method working machine has the advantage that the firing order of the
Cylinder i, a, 3, d., 5, 6 can be. Accordingly arises in the drawn carburetor line
no gas reversal, just like in the outlet pipe the outflowing gas flow through the
Suction effect of the gases flowing out of the cylinder that was igniting before is sucked off.