DE505073C - Verfahren zum Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen und Zweitaktverbrennungskraftmaschine zur Ausfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen und Zweitaktverbrennungskraftmaschine zur Ausführung des Verfahrens Es sind Verbrennungskraftmaschinen bekannt, bei welchen die Bildung des Gemisches durch Wärmezufuhr unterstützt wird. Bei diesen Maschinen gelangt der Brennstoff in flüssigem Zustande in einen vom Zylinder abgeschlossenen beheizten Raum, wo er verdampft wird. Der Brennstoffdampf wird vom Kolben angesaugt und mischt sich erst beim Einstri>rnen in den Zylinder mit der erforderlichen Menge Verbrennungsluft.
• Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Brennstoff in zerstäubtem Zustande mit wenig Luft gemischt in den vom Zylinder abgeschlossenen Raum (Zersetzungskammer) gelangt, dessen Wandung auf so hoher Temperatur gehalten wird, daß die Bestandteile des Brennstoffes, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Katalysators (z. B. Nickel), zum Teil unvollkommen verbrannt, zum Teil zersetzt bzw. vergast werden, bis sie unter <lern Einfluß des bei der Zersetzung entstandenen CTberdruckes in den Zylinder ausgetrieben und dort in an sich bekannter Weise mit Frischluft gemischt, verdichtet und entzündet werden. Auf diese Weise wird zum ersten Male erreicht, daß der flüssige Brennstoff im eigentlichen Sinne des Wortes vollkommen vergast, also in Gase gewandelt und nicht nur zerstäubt oder verdampft wird.
• Hier ist darauf hinzuweisen, daß auch Verbrennungskraftmaschinen bekannt sind, bei denen der Brennstoff durch Vorexplosion eines in einer besonderen Kammer enthaltenen Gemisches in den Zylinder gedrückt wird. Dort handelt es sich jedoch um vollkommene Verbrennung eines kleinen Teils der Ladung, nicht, wie bei der Erfindung, um unvollkommene Verbrennung der gesamten Ladung.
• Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
• Abb. i zeigt in schematischer Darstellung einen senkrechten Schnitt durch einen Zweitaktmotor, wobei der Kolben sich in der unteren Totpunktstellung befindet.
• Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i, wobei sich der Kolben in der oberen Totpunktstellung befindet.
• Abb. 3 ist ein weiterer senkrechter Schnitt. Abb. d. zeigt im Schnitt eine etwas abgeänderte Ausführung.
• Abb. 5 -neigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Umformungskammern, wobei der Vergaser durch einen Injektor ersetzt worden ist.
• Die Abb. 6 und 7 zeigen im Schnitt einen Zweitaktmotor mit besonderer Auspuffpuinhe. In Abb.8 ist die Anwendung der Erfindung auf einen Viertaktmotor dargestellt. An das Kurbelgehäuse i schließt sich der Zvlinder 2, in welchem der Kolben 3 gleitet. der mittels der Kurbelstange .4 von der Kurbel 5 angetrieben wird. Im Kopf des Zylinders sitzt die Zündkerze 6. In der Zviinderwand sind Eintrittsschlitze 7 für die Verbrennungsluft vorgesehen, welche durch Kanäle in den Zylinderwandungen mit dem Kurbelgehäuse i in Verbindung stehen (vgl. Abb.3). Das Gemisch tritt durch den Schlitz 9 in den Zylinder ein. Der Schlitz 9 ist etwas schmäler als der Schlitz 7, um der Spülluft eine gewisse Voreilung zu ermöglichen. Der Schlitz 9 steht mit dem Innern einer Kammer To in Verbindung, welche zum LTmformen des Brennstoffes dient. Die Kammer io wird von den Auspuffgasen geheizt, die im Innern des Mantels i i geführt werden, dessen Wandungen aus Metall bestehen und folglich gute Wärmeleiter sind. Die Kammer kann ganz oder teilweise aus einem als Katalysator wirkenden Metall bestehen, beispielsweise aus Nickel.
• Die Kammer To wird vom Vergaser 12 aus gespeist, mit der sie durch ein selbsttätiges Ventil 13 verbunden ist.
• In der Zylinderwandung ist eine Auslaßöffnung 14 vorgesehen und ein Schlitz 15 fl-" den Eintritt der Luft in das Kurbelgehäuse. Unterhalb der Öffnung 9 befindet sich eine Öffnung 16, durch welche Kurbelgehäuse und Zylinder mit der Kammer io verbunden sind. Mit der Öffnung 16 arbeitet eine Öffnung 17 zusammen, welche im Kolben 3. vorgesehen ist und welche je nach der Stellung des Kolbens entweder mit der Öffnung 9 oder der Öffnung 16 zur Deckung gelangt, Wenn der Motor zu arbeiten beginnt, befindet sich der Kolben 3 in seiner unteren Totpunktstellung (vgl. Abb. i). Während der Kalben nach oben geht, tritt zunächst im Kurbelgehäuse i und dann in der Kammer To ein Unterdruck ein, welcher anhält, solange sich die Öffnungen 17 im Kolben i und 9 im Zylinder noch überschneiden. Während dieser Zeit tritt eine bestimmte zerstäubte Brennstoffmenge vom Vergaser aus durch das Ventil 13 in die Kammer io ein und wird hier vollkommen verbrannt, ,zersetzt und vergast.
• Kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens 3 füllt sich das Kurbelgehäuse wieder mit Luft, welche durch die Öffnung 15 eintritt. Wenn dann der Kolben wieder nach abwärts geht, wird der Spalt 15 geschlossen. Es tritt nunmehr im Kurbelgehäuse überdruck ein, der sich in die Kammern io fortpflanzt, sobald die Schlitze 17 und 9 sich überdecken.
• Wenn der Kolben seine Abwärtsbewegung fortsetzt, entleert sich der Zylinder durch die Auslaßöffnung 1.4. Der Zylinderraum wird darauf durch Spülluft gereinigt, bevor die neue umgeformte Brennstoffladung zugeführt wird, entsprechend der Differenz in der Breite der Schlitze 7 und 9 des Zylinders. Sobald endlich die Öffnungen 9 und 16 gleichzeitig vom Kolben geöffnet werden, dringt die La-Jung in den Zylinder ein, wobei sie vom Luftdruck im Kurbelgehäuse beeinflußt wird, welcher durch die Öffnungen 17 und 16 in den Kanal 23 auf die Kammer To ausgeübt wird.
• Man kann die unvollkommene Verbrennung in der Kammer To auch durch eine besondere Zündkerze i8 einleiten (Abb. 4.).
• Bei dem in Abb. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Vergaser durch einen Injektor i9 ersetzt worden, durch den die Zerstäubung des Brennstoffes im richtigen Zeitpunkt bewirkt werden kann. Wie bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform wird die Ladung dem Zylinder mit Hilfe der komprimierten Luft des Kurbelgehäuses i durch die Öffnungen 17, 16, dem Kanal 23, die Kammer 4. und die Öffnung 9 zugeführt.
• Infolge der beschriebenen Anordnung tritt immer nur eine verhältnismäßig geringe Luftmenge durch die Umwandlungskainmer i o.
• Die Anwendung der Erfindung auf Motoren, bei welchen das Kurbelgehäuse als Pumpe arbeitet, erscheint besonders zweckmäßig. Bei derartigen Maschinen von einfacher Konstruktion ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad, vor allen Dingen deshalb, weil damit der Brennstoffverlust beim Auspuff herabgesetzt wird und es möglich ist, billigere Brennstoffe zu verbrennen.
• Bei Motoren von hoher Leistung muß eine besondere Pumpe zum Säubern des Zylinders angeordnet werden. Eine derartige Ausführung ist in den Abb. 6 und ; gezeigt. Auch hier sind die Schlitze 7 für die Spülluft wieder etwas breiter als die Einlaßöffnung 9. Die Öffnungen 7 sind unmittelbar mit der Pumpe verbunden. Diese besteht aus einem kleineren Hilfskolben 2o, der von einer Kurve 21 gesteuert wird und die Zuleitung und Austoßung der Ladung im richtigen Zeitpunkt bewirkt.
• Bei der in Abb. 8 dargestellten Anwendung der Erfindung auf einem Viertaktmotor ist ein Einlaßventil22 und ein Auslaßventil2.1 angeordnet. Das Brennstoffgemisch, welches vom Vergaser kommt, wird auch bei dieser Ausführungsform in der Umwandlungskainmer io unvollkommen verbrannt, vergast und zersetzt und wird während des Ansaugtaktes durch das selbsttätige Ventil 13 angesaugt.

Claims (1)

1. PATPNTANSPRÜCHR: i. Verfahren zum Betrieb von Verbrennungskraftrmaschinen, insbesondere initschwerenBrennstoffen, beiwelchem die Bildung des Gemisches durch Wärmezufuhr unterstützt und in einem während des Verbrennungstaktes vom Zylinder abgeschlossenen Raum ein luftarmes Gemisch erzeugt wird, welches erst beim Einströmen in den Zylinder mit der erforderlichen Verbrennungsluft vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in zerstäubtem Zustand mit wenig Luft gemischt in den vom Zylinder abgeschlossenen Raum (Zersetzungskammer) gelangt, dessen Wandung auf so hoher Temperatur gehalten wird, daß die Bestandteile des Brennstoffes, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Katalysators (z. B. Nickel), zum Teil unvollkommen verbrannt, zum Teil zersetzt bzw. vergast werden, bis sie unter dem Einfluß des bei der Zersetzung entstandenen LTberdruckes in den Zylinder ausgetrieben und dort in an sich bekannter Weise mit Frischluft gemischt, verdichtet und entzündet werden. Zweitaktverbrennungskraftmaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verdichtungstaktes der unter <<berdruck stehende Ladepumpenraum (i) zunächst zwecks Ansaugens des luftarmen Gemisches aus dem Zerstäuber eine Zeitlang mit der Zersetzungskammer (i o) (durch Schlitze g und i;) und darauf zwecks Ansaugens der Spül- und Verbrennungsluft mit dein Außenraum (durch Schlitz i j) verbunden wird, worauf in an sich bekannter Weise der Zylinder (2) am Ende des Verbrennungstaktes zuerst mit dem Außenraum (durch den Auspuffschlitz i4), dann mit dem verdichtete Luft enthaltenden Ladepumpenraum (durch den Überströmkanal 7) und schließlich mit dein Zersetzungsraum (io) (durch Schlitz 9) verbunden wird, wobei während der Verbindung des Zersetzungsraumes mit dem Zylinder gleichzeitig der Ladepumpenra.um (durch Schlitze i; und 16) mit der Zersetzungskammer verbunden wird, so daß das in der Zersetzungskammer enthaltene Gemisch von der aus dem Ladepurnpenraum kommenden Druckluft vollständig in den Zylinder gestoßen wird.