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Verbrennungsmotor mit stets gleicher Luftladung im Arbeitszylinder.
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit stets gleicher Luftladung im
Arbeitszylinder. Sie besteht in der Kombination einer Reihe von Elementen, die zum
Teil von anderen Verbrennungsmotoren her an sich bekannt sind, und zwar besteht
sie darin, daß, nachdem die Luftladung bis nahe an die Selbstzündungstemperatur
der Treibladung verdichtet ist, d. 1i. nur so hoch, daß die Brennstoffladung beim
Einspritzen sich nicht von selbst in der Luftladung entzündet, ein Gemisch von gas-,
dampf- oder nebelförmigem Brennstoff einerseits, von Frischluft oder heißen Auspuffgasen
oder von einem Gemisch von beiden anderseits mittels einer Pumpe an einer Zündvorrichtung
vorbei in die verdichtete Luftladtnig im Zylinder eingeführt wird.
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Es sind Verbrennungsmotoren mit konstanter Luftladung bekannt, deren
Zvlinder das Brennstoffgemisch an einer Zündvorrichtung vorbei zugeführt wird. Es
ist auch bekannt, dieses Brennstoffgemisch mittels einer Ladepumpe zuzuführen, sowie
auch das Laden des Zylinders mit Gemisch von verschiedener Entzündbarkeit an -sich
bekannt ist.
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Die-Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet, die Verdichtungstemperatur
der Luftladung im Arbeitszylinder (da nur reine Luft verdichtet wird) bedeutend
höher zu wählen als bei heute üblichen Verpuffungsmotoren, die fertiges Gemisch
verdichten. Die Ver dichtungs - Endtemperatur wird aber nicht so hoch getrieben,
daß beim Einführen des Brennstoffes Selbstentzündung entsteht. Bei dem Motor nach
der vorliegenden Erfindung ist die Zündkerze von der verdichteten Arbeitsluft umgeben,
so daß, wenn man den Brennstoff fein vernebelt an dieser Zündkerze vorbeibläst,
vorübergehend ein Gemisch von zündfähiger Zusammensetzung entsteht. Es genügt dabei
nicht, daß man den Brennstoff in flüssiger Form einspritzt, sondern er muß ganz
fein t-ertiebelt oder dampfförmig und zweckmäßig hoch erhitzt eingeführt werden.
Dieses ist erforderlich, um während des kurzen Einspritzmomentes auch tatsächlich
zündfähiges Gemisch an der Kerze zu haben. Man hat versucht, die Verdampfung und
Gemischbildung des Brennstoffes im Arbeitszylinder durch besondere elektrische Wärmezufuhr
zu bewirken. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die glühenden Teile im Arbeitszylinder
nach kurzer Zeit Verkrustungen unterworfen `werden. Durch Verwendung von mehr oder
weniger heißen Abgasen aus dem Arbeitszylinder zum Ansaugen des Brennstoffs kann
man bei verschieden schwer vergasbar en Brennstoffen in bequemer Weise die Erhitzung
der Brennstoffpumpenladung
verändern. Wenn dann diese erhitzte
dampf- oder nebelförmige Pumpenladung in die die Zündkerze umgebende verdichtete
heiße Luft des Arbeitszylinders eintritt, so findet eine sofortige Bildung zündfähigen
Gemisches an der Zündkerze statt, und man hat auch hei schweren Ölen eine zündfähige
Ladung.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einer Abbildung schematisch
dargestellt.
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i ist ein Arbeitszylinder, in dein eine stets gleiche Luftladung -bis
nahe an die Selbstzündungstemperatur der Treibladung verdichtet wird, d. h. die
Luftladung wird nur so hoch verdichtet, daß die Brennstoffladung sich beim Einspritzen
nicht von selbst in der Luftladung entzündet. xlit diesem Arbeitszvlinder ist ein
Pumpenzylinder z verbunden, in dein sich der Kolben 3 bewegt und der in seinem ganzen
Querschnitt durch das Pumpenventil4 abgeschlossen ist. Der über diesem Ventil liegende
Raum steht mit einer Ü berströmleitung 5 in Verbindung. Diese Leitung ist durch
das Einspritzventil 6 in steuerbarer Verbindung mit dem Arbeitszylinder i.
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Der Pumpenzylinder z besitzt in der Nähe des unteren Totpunktes einen
Ringkanal?, der mit einer Ansaugleitung 8 verbunden ist. In dieser Ansaugleitung
befindet sich ein Regelorgan 9 und eine Brennstoffdüse i o, die von einem verstellbaren
doppelkegelförmigen Lufttrichter i-. umgeben ist. Der Teil der Ansaugleitung 8 hinter
der Brennstoffdüse io ist unter Zwischenschaltung eines Regelorgans i i einerseits
mit der Auspuffleitung 12 und anderseits mit der Luftleitung iah verbunden. Das
Regelorgan g gestattet, Luft in regelbarer Menge durch die Leitung 13a in die Ansaugleitung
zwischen Pumpenzylinder und Brennstoffdüse eintreten zu lassen. 15
ist eine
Zündkerze.
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In der Ladepumpe wird, da ihr schädlicher Raum praktisch nahezu gleich
Null ist, beim Abwärtsgehen des Kolbens 3 ein Unterdruck von praktisch gleichbleibender
Größe erzeugt. In der Nähe des unteren Totpunktes gibt der Kolben den Ringkanal
? frei, so daß für alle Drehzahlen und Belastungen eine gleiche Luftmenge mit gleichbleibender
Geschwindigkeit über die Ansaugleitung 8 an der Brennstoffdüse vorbeigeführt wird
und den Brennstoff ansaugt. Das Regelorgan i i hat den Zweck, an Stelle von Frischluft
bei Verwendung von schwer vergasbaren Brennstoffen mehr oder weniger heiße Gase
aus dem Arbeitszylinder durch die Leitung 12 an der Düse io vorbeizuführen. Durch
Verdrehung des Regelorgans 9 kann man der Ansaugleitung 8 mehr oder weniger Luft
über den Kanal 13a zuführen und damit die Ejektorwirkung an der Bremistoffdüse io
verändern.
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Das mit großer Geschwindigkeit in den Pumpenzylinder 2 einströmende
nebelförmige Gemisch von Brennstoff und ansaugender Luft oder Luft-Abgas-Gemisch
wird beim Hochgehen des Kolbens verdichtet und durch das in diesem Falle als Überdruckventil
arbeitende Ventild. in den Raum 5 übergedrückt. Die in dem Raum 5 nunmehr eingeschlossene
verdichtete und erhitzte Pumpenladung wird durch das gesteuerte Überströmventil
6 dem Arbeitszylinder zugeführt. Dieses Überströmv entil 6 kann bei entsprechender
Belastung des Pumpenventils .l. auf Einsprit-r_-überdruck auch fortgelassen werden.
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Die Ladung der Brennstoffpumpe tritt nunmehr mit einer von der Drehgeschwindigkeit
des Motors nicht heeinflußbaren Geschwindigkeit in den Arbeitszylinder über. Hierbei
kann man, beispielsweise durch veränderlichen Achseingriff der Steuerung des Überströmventils
6, den Zeitpunkt und die Dauer des Einspritzens verändern.
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Gemäß der weiteren Erfindung ist der Zündzeitpunkt der Zündkerze in
Abhängigkeit von dieser Einstellung des Einspritzpunktes veränderlich. An sich sind
sowohl die Veränderung des Zündzeitpunktes als auch die Veränderung des Zeitpunktes
der Brennstoffeinführung bekannt. Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung
darin, daß diese beiden Vorgänge an einem :\-Iotor der oben gekennzeichneten Art
in Abhängigkeit voneinander gebracht sind.