DE448043C

DE448043C - Zuendkammer bei Verbrennungskraftmaschinen

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Publication number: DE448043C
Application number: DET28259D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-11-17
Filing date: 1923-11-17
Publication date: 1927-08-10

Description

Zündkammer bei Verbrennungskraftmaschinen. Bei Verbrennungskraftmaschinen, welche eine mit dem Hauptverbrennungsraum in Verbindung stehende Zündkammer aufweisen, ist letztere nach dem Arbeitshub mit Abgasen erfüllt, und es ist schwer, diese bei dem nachfolgenden Saughub oder der Spülung zu entfernen. Die Abgase aber verhindern oder stören die Zündung.
Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Zündstelle so in der Zündkammer anzuordnen, daß beim Kompressionshub die in der Zündkammer vorhandenen Abgasreste hinter die Zündstelle zurückgedrängt werden und dadurch letztere in frisches Gemisch zu liegen kommt.
Es hat sich nun gezeigt, daß mit einer solchen Anordnung der erhebliche Nachteil verbunden ist, daß bei der Zündung kräftige, sich weit in den Hauptverbrennungs:raum fortpflanzende Explosions- und Druckwellen in der Zündkammer nicht zum Entstehen kommen. Dies hat seinen Grund darin, daß die hinter der Zündstelle zusammengedrängten Abgase einen Körper bilden, in welchem die Explosionswellen wegen Mangel an geeignetem Gemisch sich nicht in günstiger Weise bis zu der als Reflektionsfläche wirkenden Absch:ußwand der Zündkammer fortpflanzen können, um von dort reflektiert in den Hauptverbrennungsraum zu wandern und die durch die vorhergehenden Wellen (Initialwellen) erzeugte Wirkung zu verstärken. Die in der Zündkammer enthaltenen Abgase wirken wie ein schwammartiges Gebilde, welches die bei der Zündung entstehenden Explosionswellen aufsaugt und °vernichtet, oder wie ein langsam wirkendes Kissen.
Nach der Erfindung werden diese Nachteile - dadurch beseitigt, daß in der Zündkammer eine Reflektionsfläche frei von Abgasen gehalten wird, so daß sie ihre Wirkung auf die entstehenden Wiellen auszuüben vermag. Dies kann dadurch geschehen, daß eine besondere Reflektionsfläche innerhalb der Zündkammer angeordnet wird, hinter welcher die Abgasreste bei der Verdichtung zurückbedrängt werden, oder indem besondere Nebenräume angeordnet werden, in welche die Abgasreste hineingedrückt werden, so daß die als: Reflektionsfl;äche wirkende Abschlußwand frei ist und voll zur Wirkung kommt.
Ebenso kann eine Kombination beider Anordnungen getroffen werden.
Durch Wahl des Abstandes der Reflektionsfl,äche von dem Ausgangspunkt der Initialwellen hat man es in der Hand, die Geschwindigkeit der reflektierten Wellen so zu regeln, daß diese die vorher wandernden Initialwellen einholen und an diesem Punkt durch besondere Drucksteigerung, gegebenenfalls noch in der Zündkammer selbst eine Selbstzündung hervorrufen. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat auch wesentliche Vorteile für den Fall, daß Spülluft von außen in die Zündkammer eingeführt wird. Diese wird je nach der Lage der Einführungsstelle -die Abgasreste ganz oder teilweise herausspülen, aber nun selbst oder mit etwa verbliebenen Abgasresten durchsetzt und mit dem aus dem Hauptverbrennungsraum eintretenden Gemisch angereichert verdichtet werden. Bei einer solch,-n Anordnung würde die Entflammung infolge der von der Zündstelle an abnehmenden Brennbarkeit des Gemisches. in seiner Verbrennungsgeschwindigkeit zurückbleiben, während gerade ein Anwachsen derselben erforderlich ist.
Auch hier ist durch die Verlegung der Reflektionsfläche in die Nähe der Zündstelle und vor die Abgasreste ein Mittel gegeben, günstige Druck- oder Zündwellen zu erzeugen.
Es wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß die hinter die Reflektionsfläche zurückgedrängten Abgasreste nicht durch Wirbelung mit dem frischen Geruch sich vereinigen und dieses dadurch verschlechtern.
Die Vorrichtung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und es stellt dar: Abb. i eine Aalordnung nach der Erfindung, Abb.2 eine Vorrichtung nach der Erfindung in etwas anderer Ausführungsform, Abb.3 eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer weiteren Abb. q ein schematisches Bild einer andern Anordnung, Abb. 5 eine weitere Ausführungsform und Abb.6 eine weitere Ausführungsform. Bei der Ausführungsform nach der Abb. i wird ein Abgase oder sonst nicht zündfähige Gase aufnehmender Nebenraum dadurch geschaffen, daß in einer Zündkammer i mit einer Zündstelle :!, z. B. geschaffen durch eine Zündkerze 3, ein Einsatz ¢ hineinragt, dessen Innenende eine Reflektionsfläche 5 bildet, und wc'_cher so angeordnet ist, daß um ihn ein ringförmiger Raum 6 entsteht, in welchen beire Kompressionshub die Abgasreste 7 hineingedrängt werden.
Die Größenanordnung des ringförmigen Nebenraums 6 ist dabei so getroffen, daß im Augenblick der Zündung der Abgasreste, soweit sie die Entstehung von Druckwellen verhindern können, vollständig hinter die Fläche 5 zurückgedrängt sind. Infolgedessen werden die in Richtung der Pfeile 8 wandernden Explosions- und Druckwellen an der Fläche 5 reflektiert und eilen den in Richtung des Pfeiles 9 wandernden Wellen nach, wobei ebenfalls die Größenverhältnisse der Vorrichtung so gewählt werden können, 'daß noch innerhalb des Verbrennungsraums eine besondere Drucksteigerung erzielt wird. Besondere Einbauten io können zwischen Zündstelle und Mündung der Zündkammer angeordnet sein.
Nach erfolgter Explosion werden die Abgasreste 7 aus dem Raum 6 teilweise mitgerissen und strömen, den zuerst :entstehenden Druckwellen folgend, in den Hauptverbrennungsraum nach.
Bei der Ausführungsform nach der Abb. z ist in einer Zündkammer i i ein Einsatz 12 eingesetzt, dessen Reflektionsfläche 13 in verschie`.den;er Entfernung von der Zündstelle eingestellt werden kann, um durch Verändern dieses Abstandes die günstigste Lage der Reflektionsfläche zu ermitteln.
Mittel können vorgesehen sein, z. B. ein ringförmiger Bund 1q., um auch die Größe des Nebenraums zu verändern.
Bei der Ausführungsform nach der Abb.3 ist der in einer Zündkammer 15 hineinragende Einsatz 16 als Träger des Einlaßventils 17 für Brennstoff, Luft oder Gemisch ausgebildet, und dieses Ventil bildet selbst die Reflektionsfläche. Auch hier ist ein Nebenraum 18 vorgesehen, in welchen die Abgase so hineingedrängt werden, daß sie hinter die Fläche des Ventils 17 zu liegen kommen.
Wird das Ventil 17 zum Einlaß von Spülluft verwendet, so können die Abmessungen so gewählt werden, daß vor der Reflektionsfläche des Ventils 17 ein Teil der Spülluft bzw. des sich bildenden verdünnten Gemisches gelagert bleibt, so daß dem von dem Hauptverbrennungsraum aus in die Zündkammer bei der Verdichtung eintretenden brennstoffreichen- Gemisch nochmals innig Sauerstoff beigemengt wird.
Die Anordnung nach A.bb.3 kann auch dazu verwendet werden, durch den Einsatz 16 nicht Spülluft, sondern ein reiches Gemisch in die Zündkammer einzuleiten, -während aus dem Hauptverbrennungsraum nur ein armes Gemisch in die Zündkammer bei der Kompression eingeführt wird. In diesem Falle würde vor der Refllektionsfläche ein reiches Gemisch vorgelagert bleiben und würde das aus dem Hauptverbrennungsraum eintretende arme Gemisch zu günstiger Zündfähigkeit anreichern.
Es könnten infolgedessen durch die vorliegende Erfindung die folgenden Schichtungen in der Zündkammer erzeugt werden: Erstens bei der Einführung von Spül:uft: In dem Raum 18 Abgasreste, darunter Frischluft, vor -der Fläche 17 mageres Gemisch, welches durch das fette Gemisch aus dem Hauptverbrennungsraum angereichert wird, oder zweitens bei Einführung eines fetten Gemisches durch den Einsatz: In dem Raum 18 Abgasreste, darunter reicheres Gemisch, vor der Fläche 17 ebenfalls reiches Gemisch, welches das aus dem Hauptverbrennungsraum einströmende ärmere Gemisch zur Erzielung höherer Zündfähigkeit anreichert.
Das letztere Verfahren ermöglicht beispielsweise, im Hauptzylinder ein sehr armes Gemisch zu laden und doch an der Zündstelle über ein zündfähiges Gemisch zu verfügen, wobei der Vorteil erzielt wird, daß dieses Gemisch erst ungefähr an der Zündstelle erzeugt wird, so daß es sich nicht durch äußere Einflüsse auf dem Weg von der Herstellungsstätte bis zur Zündstelle nachträglich verschlechtern kann.
Die Lage der Refllektionsfläche wird zweckmäßig so gewählt, daß sie die durch die Schaffung des Brenngemisches entstehenden Wellen in den Hauptverbrennungsraum hineinreflektiert. Dabei ist es unerheblich, ob der Ausgangspunkt der Wellen sich zwischen Reflektionsfläche und Hauptverbrennungsraum befindet oder in einem Nebenraum liegt.
Eine solche Anordnung ist durch die Abb. 4. veranschaulicht, wo eine Zündkammer i 9 mit einem weiteren Raum 2o in Verbindung steht. Das in dem Raum 2o an beliebiger Stelle, z. B. der Stelle 2 i, entzündete Gemisch erzeugt Wellen, welche in Richtung des Pfeiles 22 in die Zündkammer 1g eintreten und sich hier in Richtung der Pfeile 23 ausbreiten. Ein Teil der Wellen wandert unmittelbar in den Hauptverbrennungsraum 2q., während ein Teil der Wellen von der Reflektionsfläche 25 reflektiert wird, um den ersten Wellen nachzueilen.
Auch hier ist durch Schaffung eines Nebenraums 26 eine gute Wirkung der Reflektionsfläche gesichert.
Bei der Ausführungsform nach der Abb. 5 ist als Reflektionsfläche in einer Zündkammer 27 ein Sieb 28, zweckmäßig aus Katalysationsmaterial, z. B. Paladium, Nickel o. dgl.; angeordnet, und es ist ebenfalls ein Nebenraum 29 geschaffen, in welchen die Abgasreste im Augenblick der Zündung hinter die Reflektionsfläche gedrängt sind.
Selbstverständlich ist die Vorrichtung nicht auf eine Ausführungsform beschränkt, bei welcher der Nebenraum in dem Bereich der eigentlichen Zündkammer liegt, sondern der Nebenraum kann auch außerhalb derselben sich befinden und mit dem Innern der Zündkammer in be:iebiger Weise verbunden sein.
Eine solche Anordnung ist durch Abb.6 veranschaulicht, wo eine Zündkammer 30 mit einem besonderen Nebenraum 31 verbunden ist und in diesem Fall die Abschlußwand 32 als Reflektionsfläche dient, die durch die Abgasreste ihrer Wirkung nicht verlustig geht, da diese beim Kompressionshub in den Nebenraum 3 1 abgedrängt werden.

Claims

PATfNTANSP1tÜCIil;: i. Zündkammer bei Verbrennungskraftmaschinen, welche mit dem Hauptverbrennungsraum ständig frei in Verbindung steht und eine örtlich begrenzte Zündstelle aufweist, gekennzeichnet durch die Verbindung einer Wellen in den Hauptverbrennungs:raum reflektierenden, hinter der Zündstelle gelegenen Fläche mit Nebenräumen, welche geeignet sind, während der Kompression die in der Zündkammer enthaltenen, nicht zündfähigen Gase aufzunehmen, so daß sie die Reflektion der in der Zündkammer entstehenden .Wellen nicht stören.
2. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine Zündkammer hineinragender Einsatz durch sein Innenende die Reflektionsfläche und durch den Raum zwischen seiner Seitenwandung und der Innenwandung der Zündkammer den Nebenraum bildet.
3. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Reflektionsfläche von der Mündung der Zündkammer veränderlich ist. q..
Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Abstand der Reflektionsfläche auch die Größe des Abgasraumes veränderlich ist.
5. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsfläche durch das Zuführungsventil für Luft, Brennstoff oder Gemisch gebildet wird.
6. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektionsfläche durch ein Sieb, zweckmäßig aus Katalysationsmaterial, gebildet ist.
7. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer mit einem Nebenraum verbunden ist, in welchem die Zündung des, Brenngemisches bewirkt wird. B. Zündkammer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkammer mit einem außerhalb ihres Bereiches liegenden Nebenraum derart verbunden. ist, daß die Abschlußwand der Zündkammer als Reflektionsflache wirkt.