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Verbrennungsraum Man ist bisher der Meinung gewesen, daß bei Verbrennungsmotoren
im Verbrennungsraum eine möglichst- geringe Oberfläche erwünscht sei. Eine Zerklüftung
oder Verzettelung des Verbrennungsraumes galt als unwirtschaftlich, weil dadurch
stärkere Abkühlung erfolgt, was nach den Lehren der Thermodynamik den Wirkungsgrad
herabsetzt, und weil außerdem dadurch der raschen Ausbreitung der Flamme und dadurch
der vollständigen Verbrennung Hindernisse in den Weg gelegt werden. Es galt deshalb
der kugelförmige Verbrennungsraum mit hängenden Ventilen bzw. die Abart des Ricardoschen
Verbrennungsraumes als ganz besonders vorteilhaft. Als Ausnahme von dieser allgemein
anerkannten Regel gilt die Anwendung sogenannter Schußkanäle für die Zündung. Solche
Schußkanäle haben die Aufgabe, die Bildung eines Feuerstrahles eintreten zu lassen,
welcher schußgleich die im übrigen nach Möglichkeit geballte Ladung entflammt. Eine
weitere Ausnahme von dieser Regel bildet die Anordnung besonderer Vorsprünge oder
Rippen im Verbrennungsraum, welche durch Heizwirkung der Verbesserung der Gemischbildung
oder durch entsprechende Form der größeren Gleichmäßigkeit der Gemischverteilung
dienen sollen.
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Den so geschilderten heutigen Anschauungen ist so lange zuzustimmen,
als es sich um Kraftstoffe handelt, welche langsame oder geregelte Verbrennung zeigen.
Es gibt aber auch Kraftstoffe, welche diese Eigenschaft nicht haben. Durch die neuzeitliche
Entwicklung des Automobilmotors, beispielsweise in der Richtung hoher Verdichtung,
ist der Zustand entstanden, daß der verbreitetste Kraftstoff, das Benzin, ungeregelte
Verbrennung, das sogenannte Klopfen oder Pinken, zeigt.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Sie benutzt die Erkenntnis,
daß es wichtiger ist, die Verbrennung geregelt zu erhalten, als bei unregelmäßiger
Verbrennung den obigen Regeln Folge zu leisten. Jene Regeln sind nur so lange berechtigt
und richtig, als die Verbrennung regelmäßig verläuft. Auf Grund dieser Erkenntnis
gibt die vorliegende Erfindung die Maßnahmen an, um eine unregelmäßige Verbrennung
regelmäßig zu machen. Ist also nach den sonstigen Umständen die Verbrennung sehr
unregelmäßig, dann wird man die Maßnahmen der vorliegenden Erfindung weitgehend
anwenden müssen, während im Grenzfalle nur geringe Maßnahmen in der nachstehend
zu beschreibenden Richtung zu erfolgen brauchen.
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Beim Vergasermotor beruht das Klopfen oder die unregelmäßige Verbrennung
auf folgendem Bei der Verdichtung steigen Druck undTemperatur der Ladung so hoch,
daß die heißeste Stelle im Verbrennungsraume (z. B. eine ungenügend gekühlte Zündkerzenelektrode
oder ein Stück glühende Ölkohle) eine höhere Temperatur hat, als die durch Druck-
und Temperatur der Ladung sowie deren chemische Eigenart -bestimmte Selbstzündungstemperatur
beträgt. Als Folge davon entflammt die Ladung vielleicht vorzeitig, jedenfalls aber
nicht mehr mit der ihr eigenen Verbrennungsgeschwindigkeit, sondern selbstbeschleunigend,
autokatalytisch,
wobei ausweislich der Dixonschen Explosionsphotos
die Verbrennungswellen mit Schallgeschwindigkeit den Verbrennungsraum durcheilen.
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Hiernach gibt es folgende Mittel, das Klopfen zu beseitigen, wenn
man von der Vergiftung der Reaktion bzw. von der Staubdämpfung der Zündung im Sinne
des Gesteinsstaubverfahrens des Bergbaues absieht (Tetraäthylblei, Eisencarbonyl)
z. Kühlung der Verbxennungsraumo b e r f 1 ä ch e , was entweder durch Verstärkung
des Wasserumlaufes o. dgl. oder durch Vergrößerung der spezifischen Oberfläche des
Verbrennungsraumes geschehen kann. Eine solche Kühlung ist thermodynamisch falsch,
weil sie den Wirkungsgrad herabsetzt. Sie ist trotzdem technisch richtig, weil sie
die Anwendung eines höheren Ladungsgewichtes bei gleichen Verdichtungsverhältnissen
ohne Selbstzündungsgefahr gestattet. -2. Mechanische Zerstörung der Zündwellen.
Es ist aus den Dixonschen Photos bekannt, daß Zündwellen ebenso wie andere Schallwellen
reflektieren, wobei sie die Besonderheit haben, bei jeder -Reflexion neue Wellen
auszusenden und, wie die starke Lichterscheinung an den Reflexionspunkten ergibt,
sich selbst bzw. die ihnen zugrunde liegende Ladung rasch zu verbrauchen. Man braucht
also nur, im Gegensatz zu der heutigen Auffassung, den Schußwellen möglichst frühzeitig
feste Gegenstände in den Weg zu stellen, um sie zu zersplittern und so wirkungslos
zu machen.
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Die Anwendung dieser beiden allen heutigen Lehren des Motorenbaues
widersprechenden Maßnahmen bildet den Erfindungsgedanken. Die Erfindung besteht
darin, den Verbrennungsraum überhitzungsfrei derart zu zerklüften, daß im Augenblicke
des höchsten Druckes vermöge der größeren spezifischen Verbrennungsraumoberfläche
eine stärkere Kühlung als bisher erfolgt, und daß die Zerklüftung des Verbrennungsraumes
derart angeordnet ist, daß zwar dem Durchbrennen des Gemisches und dem Ausschub
der verbrannten Gase keine Schwierigkeiten gemacht werden, daß jedoch entstehende
Schußwellen sofort an Hindernissen vielfältig reflektiert und zersplittert werden.
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Diese Hindernisse bestehen vorteilhaft in dicken Wellen, Butzen oder
Rippen der Verbrennungsraumwandung, welche sinngemäß so angeordnet sind, da.ß sie
je nach der beson--deien Form des Verbrennungsraumes den vorstehenden Anforderungen
Genüge leisten. Die Zerklüftungen müssen genügend wärmeleitenden Querschnitt haben,
;um nicht selbst, insbesondere an ihrem äußersten Ende öder durch Ülkohleniederschläge,
zu Überhitzungsträgern zu werden. Vorteilhaft können auch die Kolbenflächen mit
derartigen Zerklüftungen besetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die
Zerklüftungen des Kolbens im oberen Totpunkt in die Zerklüftungen des Verbrennungsraumes
räumlich eingreifen zu lassen. Es wir cd. so eine besonders starke Dämpfung etwaiger
Schußwellen etreicht, welche ja nur in der Nähe des .oberen Totpunktes auftreten
und störend wirken.
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Besonders vorteilhaft ist es, diese Zerklüftungen aus Elektronmetall,
Aluminiumlegierungen, Kupfer usw., d. h. aus solchem Metall herzustellen, welches
Wärme schwer aufnimmt und rasch ableitet. Vorteilhaft werden die Oberflächen derZerklüftungen
außerdem poliert.