DE471644C - Einrichtung zur Erhoehung des thermischen Wirkungsgrads und Erweiterung des Verwendungsbereichs von schwer entzuendlichen OElen in Dieselmotoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrads und Erweiterung des Verwendungsbereichs von schwer entzündlichen Ölen in Dieselmotoren Die Entwicklung des Dieselmotors erstrebt als letztes Ziel, alle flüssigen Brennstoffe, also auch die schweren, im Motor verwenden zu können und damit die Versorgungsgrundlage zu verbreitern und zu verbilligen. Bei der gegenwärtig üblichen Bauart des Dieselmotors ist dies noch nicht erreicht. Die Auswahl der Treiböle ist auch heute noch im wesentlichen auf solche beschränkt, die keine über 35o° C siedenden Anteile enthalten.
• Man hat daher schon verschiedentlich versucht, geeignete Einrichtungen zu finden, ium die Verbrennung auch der hochsiedenden schwerentzündlichen öle, also der Heizöle, im Dieselmotor zu ermöglichen. Der hierfür gegebene Weg ist Beschleunigung der Verbrennungsgeschwindigkeit durch Erhöhung und Erhaltung der Temperatur im Zylinder während der Verbrennung.
• Die Verbrennungstemperatur wird durch die Kühlung der Zylinderwände und des Kolbens und ebenso durch die noch während der Verbrennung einsetzende Expansion der Verbrennungsgase herabgesetzt. Man muß diesem Temperaturabfall entgegenwirken, indem man einerseits die Wärmeableitung an die gekühlten Teile verhindert, anderseits die durch die Expansion verschwindende Wärme aus einem Wärmespeicher ersetzt.
• Dies geschieht durch wärmedichte Einbauten o. dgl. im Zylinder, die durch die Verbrennung in Glut geraten und damit gleichzeitig einen Wärmespeicher bilden. Wichtig ist jedoch dabei, daß auch während der ganzen Zeit des Verbrennungsvorganges jeder Wärmeverlust vermieden wird, d. h. die Verbrennung muß sich innerhalb eines geschlossenen wärmedichten Raumes abspielen.
• Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß in den zwischen Kolbenboden und Zylinderdeckel vorhandenen Verdichtungsraum mit ihren Rändern schachtelförmig ineinandergreifende, einerseits am Kolbenboden, anderseits an der inneren Stirnwand des Zylinderdeckels sitzende Schalen eingebaut sind, die aus hitzebeständigem Material von genügender Festigkeit (z. B. hitzebeständigem Stahl u. ä. mit Emaille, Quarzglasur oder Graphitüberzug versehen) bestehen und eine in ihrem Durchmesser der Zylinderbohrung möglichst angenäherte, am Ende des Verdichtungshubes in sich geschlossene Verbrennungskammer bilden, in der sich die Verbrennung vollzieht und vollendet. Eine solche Einrichtung vergrößert gleichzeitig die Beschleunigung der Verbrennungsgeschwindigkeit um ein Vielfaches dadurch, daß die glühenden Flächen des Wärmespeichers als Katalysatoren wirken.
• Es sind zwar Dieselmaschinen bekannt, bei denen sowohl der Kolben als auch der Zylinderkopf je mit einem besonderen wärmespeichernden Einsatz versehen sind. Hierdurch werden aber an beiden Teilen nur glühende Flächen geschaffen, ohne daß der Wärmeübergang an die gekühlte Zylinderwand, der bekanntlich bei Beginn der Verbrennung infolge der intensiven Strahlung besonders groß ist, durch entsprechenden Wärmeschutz verhindert wird. Erfindungsgemäß wird aber gerade der Nachdruck auf einen während des Verbrennungsvorganges geschlossenen Verbrennungsraum gelegt. Es ist weiter bekannt, die eine Hälfte des Zylinders wärmedicht auszukleiden und den mit einer nach einwärts gewölbten Bodenfläche versehenen Kolben gleichfalls mit einer isolierenden Umkleidung zu versehen. Hier ist zwar ein geschlossener Verbrennungsraum vorhanden, aber er nimmt fast die Hälfte des Kolbenweges ein. Eine zu weitgehende Ausdehnung des isolierten Raumes im Zylinder hat aber wiederum Nachteile für den Betrieb der Dieselmaschine zur Folge, die sich vor allem in der gesteigerten Temperatur der Auspuffgase auswirken.
• Gegenüber diesen beiden genannten wie auch anderen Konstruktionen hat die vorliegende Erfindung den wesentlichen Vorzug, daß für sie keine Neukonstruktion des Kolbens oder sogar der ganzen Maschine notwendig ist, sondern jede bestehende Maschine ohne weiteres entsprechend der Erfindung umgebaut werden kann.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Längsschnitt durch einen Teil des Kolbens und des Zylinders einer Viertaktdieselmaschine.
• Der Kolbenboden K erhält einen Einsatz a in Form einer Schale mit Rand. Der Boden der Schale kann flach sein oder kugelschalig gewölbt bis zur Halbkugel. Der Zylinderdeckel Z erhält einen Einsatz b von gleicher Form wie a. Die beiden in ihrem Durchmesser der Zylinderbohrung möglichst angenäherten Einsätze u und b schieben sich also, wenn der Kolben I( den Totpunkt erreicht hat, schachtelförmig ineinander. Die Höhe der Ränder richtet sich nach dem Brennweg des Treiböls; die Schalen dürfen sich erst öffnen, wenn die Verbrennung vollendet ist.
• Als Material für die Einsätze kommen in Betracht: hitzebeständiger Stahl u. ä., überzagen mit hochhitzebeständiger Emaille, Quarzglasur, Graphit usw. (ähnlich wie bei den calorimetrischen Bomben). Der in bekannter Weise in die hocherhitzte Verbrennungskammer eingespritzte Brennstoff findet hier die günstigsten Bedingungen für Zündung und Verbrennung vor. Der allseitig wärmedicht geschlossene Raum schafft ein hohes Temperaturfeld, welches die Verbrennung von schwerverbrennlichen Resten und selbst von Ölkoks ermöglicht. Im Betriebe werden die Schalen a urid b sich schnell mit einer dünnen Koksschicht überziehen, die dauernd glühend bleibt. Da der glühende Kohlenstoff nicht nur ein sehr starker Wärmestrahler, sondern auch ein besonderer katalytischer Beschleuniger für die Zündung ist, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß der Zündverzug aufgehoben, zum mindesten aber ganz wesentlich verringert wird.
• Die einfache bauliche Ausbildung der Einsätze erlaubt es, jede vorhandene Maschine mit der Einrichtung zu versehen: Jeder Dieselmotor läßt sich somit in kurzer Zeit auf den wirtschaftlicheren Schwerölbetrieb umstellen. Die Wirkung wird bei Zweitaktmaschinen mit Schlitzspülung besonders günstig sein, weil die Durchbrechungen des am Zylinderkopf sitzenden Einsatzes durch die Ventile wegfallen.

Claims (1)

1. PATCNTANSPRUCII: Einrichtung zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrads und Erweiterung des Verwendungsbereichs von schwer entzündlichen ölen in Dieselmotoren mit Einsätzen, die aus hitzebeständigem Material von genügender Festigkeit (z. B. hitzebeständigem Stahl u. ä. mit Emaille. Quarzglasur oder Graphitüberzug versehen) bestellen, dadurch gekennzeichnet, daß in den zwischen Kolbenboden und Zylinderdeckel vorhandenen Verdichtungsraum mit ihren Rändern schachtelförmig ineinandergreifende, einerseits am Kolbenboden, anderseits an der inneren. Stirnwand des Zylinderdeckels sitzende Schalen eingebaut sind, die eine in ihrem Durchmesser dex Zylinderbohrung möglichst angenäherte, am Ende des Verdichtungshubes in sich geschlossene Verbrennungskammer bilden, in der sich die Verbrennung vollzieht und vollendet.