DE359003C

DE359003C - Verbrennungskraftmaschine mit Einspritzung zerstaeubten fluessigen Brennstoffs

Info

Publication number: DE359003C
Application number: DET24074D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-12-03
Filing date: 1920-06-17
Publication date: 1922-09-16
Also published as: CH87432A; GB127250A; AT93267B; DK31303C

Description

Verbrennungskraftmaschine mit Einspritzung zerstäubten flüssigen Brennstoffs. Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, bei der der zerstäubte flüssige Brennstoff in einem Verbrennungsraum am Boden des nicht gekühlten Zylinders kurz vor dem Zeitpunkt, wo er sich entflammen soll, eingeblasen wird und der Kolben mit einem Vorsprung in einen den Verbrennungsraum mit dem, Zylinderraum verbindenden Kanal eintritt, so daß die im Zylinder zusammengedrückte Luft in dem Augenblick mit hoher Geschwindigkeit in die Verbrennungskammer getrieben wird.
Bei den bekannten Motoren dieser Art wird der flüssige Brennstoff durch einen Zerstäuber unter Druck in die Verbrennungskammer eingetrieben, und zwar in Form eines kegelförmigen Schleiers, der mit hoher Gewalt in die verdichtete Luft eindringt. Diese Art des Mischens des Brennstoffes mit der Luft erzeugt Wirbel, die nutzlos eine Menge Energie am Ende des Verdichtungshubes des Kolbens verbrauchen. Andererseits besitzt die Verbrennungskammer bei diesen bekannten Motoren Formen, bei denen sich tote Winkel bilden müssen, in denen eine Mischung überhaupt nicht stattfindet und Brennstoff sich niederschlägt.
Die Erfindung besteht darin, daß die Verbrennungskammer die Form eines Ringraumes hat, in dessen Mitte der Zerstäuber derart angeordnet ist, daß der zerstäubte Brennstoff gleichmäßig in radialer Richtung verteilt wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die Wandung des zylindrischen Kanals zwischen Zylinderraum und Verbrennungsraum in das Innere des Verbrennungsraumes hineinragt, in dein er mit einer scharfen Kante ungefähr in der achsialen Mitte der Kammer endet.
Diese Bauart hat zur Folge, daß keine Energieverluste durch Wirbelbildung bei der Mischung des Brennstoffes mit der Luft eintreten können und andererseits eine vollkommene, gleichmäßige Mischung erreicht wird, so daß die Zündung unter den möglich besten Verhältnissen und ohne Niederschlag von unverbranntem Brennstoff auf der Kammerwandung erfolgt.
Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung bei einem Viertaktmotor, und zwar in einem Querschnitt durch die Zylindermitte senkrecht zur Welle, wobei die Organe in einer Lage dargestellt sind, die sie kurz vor dem Ende des zweiten Taktes (Kompression), d. h. kurz vor der Zündung einnehmen.
r ist der Kolben, 2 der Zylinder, 3 das Auspuffventil und 4 das Einlaßventil. Der Boden des Zylinders sowie das Ende des Kolbens haben entsprechende gerundete oder gewölbte Formen, und die Ventile 3, 4 sind schräg und symmetrisch in dem Boden des Zylinders zu beiden Seiten der Achse desselben angeordnet.
Oben am Kolben befindet sich eine zylindrische Verlängerung 5, die dazu dient, am Ende des Hubes in einen Kanal 6 des Zylinders einzugreifen, ohne diesen jedoch voll auszufüllen. Der Kanal 6 mündet in eine Kammer 7, die eine Glühzündkerze 8 o. dgl. sowie einen Zerstäuber P für den eingespritzten flüssigen Brennstoff trägt. Dieser Zerstäuber hat vornehmlich die Bauart eines Ventils, bei dem der Br"nnstoff in Form eines Nebels durch einen Ringschlitz eingeblasen wird, der von dem scharfkantigen Rande des Ventilsitzes und einem mit scharfkantigem Rande versehenen Ventilteller gebildet wird. Der Brennstoff wird in diesem Zerstäuber zu einem höchst feinen Nebel zerstäubt und gleichmäßig in allen radialen Richtungen schleierartig verteilt. Er kann aber auch eine andere Bauart, die dem gleichen Zweck entspricht, haben.
Zwischen dem Kolben i und dem Zylinder 2 wird in der dargestellten Lage eine Kammer io gebildet, deren Zweck später dargelegt werden wird und deren Volumen praktisch gleich Null wird, wenn der Kolben seinen Hub nach oben vollendet hat. ii ist der Wasserkühlmantel des Zylinders.
Die 'vVirkungsweis? des Motors ist die folgende In dem Augenblick, wo die Verlängerung 5 des Kolbens in den Kanal 6 eintritt (in der Zeichnung angegebene Lage), wird komprimierte Luft aus dem Raum io in die Kammer 7 getrieben, und zwar durch den zwischen 5 und 6 vorhandenen Ringraum. In demselben Augenblick wird eine gewisse Menge flüssigen Brennstoffs durch den Zerstäuber eingespritzt und ebenfalls in allen Richtungen radial ausgebreitet. Die in die Kammer 7 strömende Luft erzeugt in dieser Kammer einen Wirbel gemäß der Richtung der eingezeichneten Pfeile, wodurch eine innige Mischung mit dem eingespritzten Brennstoff herbeigeführt wird. Andererseits schleudert der Wirbel die noch flüssigen Teile des Brennstoffs gegen die Wand der Kammer 7, die aba#'chtlieh so warm als möglich gehalten wird. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß der obere Teil nicht mit Wasser gekühlt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der untere Teil wegen der Nähe der Ventile gekühlt. Es könnte auch anders sein, und zwar könnte man besonders diesen Teil mit einer wärmeundurchlässigen Bekleidung versehen. Durch diese Mittel bewirkt man die Verdampfung des ganzen Brennstoffs.
Die Zündung dieses Motors wird beim Anlassen mittels des Glühzünders 8 o. dgl. bewirkt. Hierauf wird sie, wenn die Maschine warm ist, gleichzeitig durch die hohe Temperatur der Verbrennungskammer, durch die Hitze infolge der Kompression und gegebenenfalls durch den Zünder 8, der infolge der wiederholten Explosionen glühend bleibt, erzielt.
Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß der innere gerundete Teil der Ringkammer einen scharfkantigen Rand 13 aufweist. Dies hat den Zweck, zu erzielen, daß der Brennstoff, der infolge der angegebenen Drehbewegung längs der Wand der Kammer entlangströmt und der noch nicht verdampft ist, bequem durch den Luftstrom wieder erfaßt wird, der gemäß den Pfeilen 14 zu strömen fortfährt. Ein dicker oder breiter Rand würde eine Ruhezone schaffen, wo der flüssige Brennstoff verweilen könnte, wenigstens wenn der Motor noch nicht warm genug ist.
Bei der veranschaulichten Anordnung wird die Zündung beim Anlassen des Motors dadurch erleichtert, daß der in Richtung der Pfeile 15 geschleuderte Brennstoff den Zünder unmittelbar trifft, denn da in diesem Augenblick die Motorgeschwindigkeit schwach ist, ist die Wirkung des Luftwirbels wenig wirksam.
Zwecks Veränderung der Drehzahl könnte eine veränderliche Früheinspritzung für den Brennstoff vorgesehen werden, die eine gleiche Rolle wie die Verlegung des Zündpunktes bei den üblichen Explosionsmotoren spielt.

Claims

PATENT-ANsPRÜc$E.: i. Verbrennungskraftmaschine mit Einspritzung zerstäubten flüssigen Brennstöffs, deren Kolben mit einem Vorsprung versehen ist, der in den den Zylinder mit der Explosionskammer verbindenden Kanal eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht gekühlte Verbrennungskammer die Form eines Ringraumes hat, in dessen mittleren Teil der Zerstäuber angeordnet ist, der den zerstäubten Brennstoff in radialen Richtungen gleichmäßig verteilt.
2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kanal (6), der den Zylinderraum mit der ringförmigen Verbrennungskammer verbindet, in das Innere der letzteren eindringt, wobei an der Durchdringungsstelle ein dünner Rand (i3) gebildet wird, der ungefähr in der Höhe der. Mitte der Verbrennungskammer liegt.