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Verfahren zur Zerstäubung des Brennstoffes im Ansaugstrom. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren, welches den Zweck hat, Motoren mit schweren und
weniger schweren Koählenwasserstoffen wie Naphta, Gasöl, Paraffinöl und andere zu
betreiben.
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Bekannt sind die verschiedenartigsten Verfahren zur Zuführung des
Brennstoffes bei Verpuffungsmotoren, wie z. B. durch Vergaser, bei denen der Brennstoff
aus einer Düse durch :die an ihr vorbeistreichende Ansaugluft mitgerissen wird.
Bei Motoren mit umlaufenden Zylindern hat man dieses Verfahren insofern vervollkommnet,
daß man den durch den Umlauf der Zylinder erzeugten Luftdruck bzw. die Zentrifugalkraft
zur Ansaugurig bzw. Einspritzung des flüssigen Brennstoffs verwendet. Ferner ist
auch bekannt, den Brennstoff :mittels Pumpe unmittelbar stoßweise in die Ansaugleitung
einzuführen.
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Diese Verfahren gestatten einen einwandfreien Betrieb der Verpuffungsmotoren,
wenn als Betriebsstoff die leichten Kohlenwasserstoffe, wie Benzin und Benzol, verwendet
werden, da hierbei die ungenügende Zerstäubung und die unvollständige Vermischung
des Brennstoffes mit der gesamten Ansaugluft .durch die Diffusionsfähigkeit der
leichten Kohlenwasserstoffe wettgemacht wird.
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Ein Verfahren, durch das die schweren Kohlenwasserstoffe als Betriebsstoff
für Verpuffungsmotoren brauchbar werden, ist folgendes. Zur Ver-,vendung kommt im
vorliegenden Fall eine Brennstoffpumpe A, welche schematisch in Abb. i angedeutet
ist. Die Pumpe kann als Kolben-, Schleuder-, Zentrifugal- oder andere Pumpen ausgebildet
werden, mit der man den erforderlichen Druck erzielen kann. Die Pumpe A drückt den
Brennstoff unter verhältnismäßig hohem Druck durch die Brennstoffleitung C in den
Brennstoffbehälter B. Der Behälter ist möglichst klein zu bemessen, damit das Anlassen
desMotors nichterschwert wird, und er istmii einem regelbarenÜberdruckventil zu
versehen.
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An den Behälter sind außerdem von der Pumpe hinführenden Brennstoffzuführungsleitung
C der Zylinderzahl des Motors entsprechende Anzahl Rohre D angeschlossen, wovon
ein jedes zu einem in der Ansaugleitung liegenden Zerstäuber Z, welcher dem betreffenden
Einlaßventil vorgelagert ist, führt. Es können auch mehrere Zylinder einen gemeinsamen
Zerstäuber erhalten.
Ordnet man für jeden Arbeitszylinder einen
besonderen Zerstäuber an, so wird die gemeinsame Ansaugleitung überflüssig und kann
man jedem einzelnen Zylinder einen besonderen Ruhrstutzen geben, in welchem :der
Zerstäuber vor dem Einlaßventil des Arbeitszylinders angeordnet wird.
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Als Zerstäuber können die verschiedensten Einrichtungen verwendet
werden, z. B. Plattenzerstäuber, Ringzerstäuber oder andere.
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ie sind für Hochdruckmotoren schon vielfach. verwendet worden.
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,Das Brenrnstoffzuführungsrohr D mündet in den Zerstäuber, so daß
der Brennstoff durch gleichmäßigen Druck, welcher von der Pumpe erzeugt und in dem
Behälter ausgeglichen wird, durch die Zerstäuber geschleudert und hierdurch in außerordentlich
feine Teilchen zerrissen wird. Die Steuerung des Zerstäubers erfolgt zwangläufig
durch Anheben oder Drehen der Brennstoffnadel während der Ansaugperiode, wodurch
die erforderliche Brennstoffmenge reguliert wird.
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Die zwangläufige Hebung der Brennstoffnadel kann auf verschiedene
Weise erfolgen, z. B. durch eine Nockenwelle oder durch zwangläufige Verbindung
mit dem Ansaugventil.
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In Abb. a ist eine Steuerung für den Zerstäuber dargestellt. Die Stange
St wird mittels Nocken angehoben" wodurch das Einlaßventil heruntergedrückt und
die den Zerstäuber abschließende Brennstoffnadel angehoben wird. Hierdurch tritt
Brennstoff durch das ständig unter Druck stehende Röhrchen D hinter die Zerstäuberorgane
und wird durch diese geschleudert und hierdurch fein verteilt und von der durch
das Laiftansaujrohr strömenden Luft mit in den Arbeitszylinder gerissen. Es findet
ein Zerstäuben des Brennstoffes statt, während das Einlaßventil geöffnet ist.
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Die Steuerung der Brenstoffnadel sowie die Lage und die Form der Austrittöffnung
des Zerstäubers sind der jeweiligen Konstruktion des NZotors anzupassen.
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Bei Motor-Neukonstruktionen nach dieser Arbeitsweise kann das Einlaßventil
mit .dem Zerstäuber zusammenhängend ausgeführt «-erden.
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Der Zerstäuber sowie seine Austrittöffnung werden so ausgebildet,
daß der durch den Zerstäuber geschleuderte und hierdurch in außerordentlich feine
Teilchen zerrissene Brennstoffnebel von dem durch das Einlaßventil in den Arbeitszylinder
strömenden Luftstrom mitgerissen und hierdurch der Brennstoff mit der zu einer Füllung
erforderlichen Luftmenge innig gemischt wird. Um einen geringen Brennstoffverbrauch
zu erzielen, kann man den Zerstäuber kurz vor Beendung der Ansaugperiode schließen,
wodurch alle Brennstoffteilchen von dem in den Arbeitszylinder strömenden Luftstrom
mitgerissen werden.
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Man kann eine noch innigere Mischung des Brennstoffes mit der Luft
erreichen, wenn nian die Luftgeschwindigkeit an der Stelle, wo sich der nebelähnliche
Brennstoffstrahl mit dem Luftansaugstrahl trifft, erhöht.
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Dieses wird wie bei Vergasern durch Verengung des Luftdu.rchlaßkanals
an der betreffenden Stelle erreicht sowie durch Einsetzen von kegelförmigen Teilen
oder ähnlichen, gegen welche gegebenenfalls .der Brennstoffstrahl auftrifft ,und
nochmals zerteilt wird. Besonders günstig wirkt hierbei auch die Anordnung einer
Ringfläche, durch welche Brennstoff .und ,Luft hindurch müssen.
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Es ist bei dieser Anordnung auch die Möglichkeit gegeben, daß man
nur den Brennstoff vorwärmt, nicht aber die gesamte Luftmenge, wie es sonst bei
Vergasermotoren unerläßlich ist, und was den bedeutenden Nachteil hat, daß die für
eine Füllung angesaugte Luftmenge infolge der durch die Erwärmung eintretenden Ausdehnung
geringer wird.
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Der dieser Erfindung zugrunde liegende Gedanke gestattet noch eine
weitere Ausführungsform, deren Anwendung bei den schwersten Kohlenwasserstoffen,
wie Teeröl usw., erforderlich. ist.
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Diese Kohlenwasserstoffe haben die Eigenschaft, sich unmittelbar selbst
nach äußerst feiner mechanischer Zerstäubung wieder zu Tropfen zu vereinigen. Hierdurch
wäre es aber nicht möglich, ein für Verpuffungsinotoren geeignetes Gemisch zu erhalten;
es wird deshalb der Brennstoff, bevor er mit dem Luftansau:gstrom in Berührung kommt,
durch Preßluft zerrissen, welches auf bekannte Weise erfolgen kann.