DE515717C

DE515717C - Ignition device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE515717C
Application number: DEE40029D
Authority: DE
Original assignee: OTTO EMELE JUN
Current assignee: OTTO EMELE JUN
Priority date: 1929-10-16
Filing date: 1929-10-16
Publication date: 1931-01-10

Description

Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen Zündvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, bei denen ein Teil des Ladegemisches in einer dem Maschinenzylinder aufgesetzten Kammer so stark verdichtet wird, daß er zur Selbstentzündung kommt, worauf die brennenden Gase in den Hauptverbrennungsraum gelangen und die Hauptmenge des Ladegemisches entzünden, sind bereits bekannt.Ignition device for internal combustion engines Ignition devices for internal combustion engines, in which part of the loading mixture is placed in one of the machine cylinders Chamber is compressed so much that it spontaneously ignites, whereupon the burning Gases enter the main combustion chamber and the main amount of the charge mixture ignite are already known.

Es ist auch nicht mehr neu, zum genannten Zwecke den Verdichtungsdruck der Maschine durch einen Stufenkolben derart auszunutzen, daß die größere Stufe dieses Kolbens vom Verdichtungshub der Maschine angetrieben wird, während die kleine Stufe die Entzündung der Teilmenge durch starkes Zusammendrücken derselben ermöglicht.It is also no longer new, for the aforementioned purpose the compression pressure of the machine by means of a stepped piston in such a way that the larger step this piston is driven by the compression stroke of the engine, while the small Stage allows the partial amount to be ignited by squeezing it strongly.

Die bekannten Zündvorrichtungen dieser Art weisen einen senkrecht stehenden Kolben auf, weshalb die Verbindungskanäle des Raumes vor und hinter dem Stufenkolben verschieden lang sind und Krümmungen haben, also voneinander verschiedene Strömungswiderstände aufweisen, wodurch die sichere Füllung der Räume in der gegebenen kurzen Zeit nicht gewährleistet ist. Hierzu kommt noch, daß das gezündete Gemisch in den entsprechenden langen Kanälen sich verhältnismäßig stark abkühlt, wodurch die zuverlässige Zündung im Verbrennungshauptraum gefährdet ist.The known ignition devices of this type have a perpendicular standing piston, which is why the connecting channels of the room in front of and behind the Stepped pistons are of different lengths and have curvatures, i.e. different from one another Have flow resistances, thus ensuring the safe filling of the spaces in the given short time is not guaranteed. In addition, there is the ignited mixture cools down relatively strongly in the corresponding long channels, whereby the reliable ignition in the main combustion chamber is at risk.

Im Gegensatz dazu ist der Kolben gemäß vorliegender Erfindung waagerecht angeordnet. Dadurch werden die Kanäle denkbar kurz, haben keine Krümmungen und sind gleichlang. So werden alle genannten Übelstände vermieden. Die Zündung erfolgt schneller und sicherer.In contrast, according to the present invention, the piston is horizontal arranged. As a result, the channels are very short, have no bends and are of equal length. In this way, all of the abuses mentioned are avoided. The ignition is faster and safer.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele, und zwar jeweils in senkrechtem Schnitt. Die Abb. z und 2 zeigen das eine davon, einmal in Anfangs-, das andere Mal in der Schlußlage des Zündkolbens. Die Abb. 3 und q. veranschaulichen in gleicher Weise eine einfachere Ausführungsform.The drawing illustrates two exemplary embodiments, namely each in a vertical section. Figs. Z and 2 show one of them, once in At the beginning, the other time in the final position of the ignition piston. Fig. 3 and q. illustrate in the same way a simpler embodiment.

In Abb. r und 2 ist mit a ein Gehäuse bezeichnet, das mittels eines unteren Ansatzes b nach Art einer Zündkerze in den nichtgezeichneten Zylinderkopf eingeschraubt wird. ,In dem Gehäuse ist in waagerechter Richtung verschieblich ein Stufenkolben c, d angeordnet, dessen größere Stufe c durch einen Kanal e, und dessen kleine Stufe d durch einen Kanal f, jeweils über eine Gehäusebohrung g, mit dem Raum oberhalb des Motorkolbens in Verbindung steht. Mit h ist ein Einschraubdeckel bezeichnet, mittels dessen der Stufenkolben in das Gehäuse eingebracht oder ausgewechselt werden kann, mit i ein innerer Deckelbelag oder eine Deckelbeilage aus Fiber o. dgl., mit k ein Kolbenanschlag bzw. eine Kolbenhemmung, die nachgiebig durch eine Feder na belastet ist, mit n eine als zweites Federlager wirkende Federverschlußschraube.In Figs. R and 2, a housing is denoted by a, which is screwed into the cylinder head, not shown, in the manner of a spark plug by means of a lower projection b. In the housing, a stepped piston c, d is arranged to be displaceable in the horizontal direction, the larger step c of which is connected through a channel e and the smaller step d through a channel f, each via a housing bore g, with the space above the motor piston . A screw-in cover is designated with h, by means of which the stepped piston can be inserted or replaced in the housing, with i an inner cover covering or a cover insert made of fiber or the like is loaded, with n a spring locking screw acting as a second spring bearing.

Die Lage der Teile in Abb. z besteht beim Saughub der Maschine (Niedergang des Motorkolbens) und auch noch während eines mehr oder minder großen Teils des Verdichtungshubs der Maschine (Wiederhochgangs des 'lotorkolbens). Beim genannten Verdichtungshub füllen sich die Räume vor und hinter dem Stufenkolben unter Druck mit dem vorher angesaugten Gasluftgemisch. Der Überdruck auf die große Kolbenstufe c ist aber vorerst nicht imstande, den Stufenkolben nach rechts zu bewegen, weil dem die nach unten in seine Bahn vorstehende Hemmung k entgegensteht. Hat dagegen der Druck über dem Motorkolben ein die Spannung der Feder nz übersteigendes Maß erreicht, so wirkt sich der genannte Überdruck dahin aus, daß der Stufenkolben unter Zurückdrücken der Hemmung - zu diesem Zwecke ist an letzterem eine schräge Anschlagfläche q vorgesehen - den Stufenkolben nach rechts schleudert. Dabei schließt die kleine Kolbenstufe d den Kanal f ab und verdichtet den an sich schon eine beträchtliche Spannung aufweisenden, in der Zündkammer y stehenden Teil des Gasluftgemisches weiter so stark, daß dieses sich zufolge der eintretenden starken Erhitzung von selbst entzündet (Lage in Abb. 2). Der dabei entstehende noch stärkere Zünddruck schleudert den Stufenkolben wieder nach links in die Lage der Abb. z zurück, wobei der Kanal f wieder freigegeben wird, die Zündflamme in den Hauptverbrennungsraum übertritt und dort die Hauptmenge des Brenngemisches entzündet. Die Fiberplatte i fängt dabei den Kolben elastisch und schalldämpfend ab.The position of the parts in Fig. Z exists during the suction stroke of the machine (downward movement of the engine piston) and also during a more or less large part of the compression stroke of the machine (upward movement of the 'lotor piston). During the compression stroke mentioned, the spaces in front of and behind the stepped piston fill under pressure with the previously sucked in gas-air mixture. However, the overpressure on the large piston step c is initially unable to move the stepped piston to the right because this is opposed by the inhibition k protruding downward into its path. If, on the other hand, the pressure over the engine piston has reached a level exceeding the tension of the spring nz, the above-mentioned overpressure has the effect that the stepped piston pushes back the inhibition - for this purpose an inclined stop surface q is provided on the latter - the stepped piston to the right flings. The small piston step d closes the channel f and compresses the part of the gas-air mixture, which is already under considerable tension and located in the ignition chamber y, so strongly that it ignites by itself as a result of the intense heating that occurs (position in Fig. 2 ). The resulting even stronger ignition pressure throws the stepped piston back to the left in the position shown in Fig. The fiber plate i catches the piston elastically and sound-absorbing.

Die Ausführung nach Abb. 3 und q. ist wesentlich einfacher dadurch, daß bei ihr die vorbeschriebene Hemmung k in Wegfall kommt. Statt dessen sind hier an Stelle des vorbeschriebenen einen Druckkanals e in Achsrichtung des StufenkolbenshintereinanderliegendzweiDruckkanäle e1, e2 vorgesehen, deren ersterer einen wesentlich geringeren Durchgangsquerschnitt hat als der letztere. Beim Beginn des Verdichtungshubs des Motorkolbens ist der größere Kanal e1 durch die größere Kolbenstufe c verdeckt und tritt durch den Kanal e1 nur wenig Gas hinter den Kolben, so daß dieser nur langsam vorbewegt wird und inzwischen der Zündraum r wie im Falle der Abb. i und 2 mit Gasluftgemisch erheblicher Spannung - durch den Kanal f hindurch - gefüllt werden kann. Wird dann beim weiteren Rechtsbewegen des Stufenkolbens der Kanal e2 freigelegt, s6 vollendet der Stufenkolben seine Bewegung ganz entsprechend wie beim Freigeben der Hemmung im Falle der Abb. i und 2 und ist auch seine Rücklaufbewegung ganz entsprechend. Die zwei Kanäle können aber auch durch einen einzigen, vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Stufenkolbens langgestreckten Kanal ersetzt werden, der ganz entsprechend wirkt. Mit s ist eine den Zylinderraum der großen Kolbenstufe mit der Außenluft verbindende Bohrung bezeichnet, durch die beim Kolbenrückgang Luft angesaugt und beim Vorgang wieder ausgeblasen wird, wodurch sich eine wirksame Kühlung des Kolbens ergibt. Eine entsprechende Kühlung kann natürlich auch im Falle der Abb. i und 2 vorgesehen werden. In beiden Fällen kann der Stufenkolben mit Kolbenringen ausgestattet werden.The design according to Fig. 3 and q. is much easier because that with her the above-described inhibition k is eliminated. Instead are here Instead of the above-described one pressure channel e, two pressure channels lying one behind the other in the axial direction of the stepped piston e1, e2 are provided, the former having a much smaller passage cross section has than the latter. At the beginning of the compression stroke of the engine piston is the larger channel e1 is covered by the larger piston step c and passes through the channel e1 only a little gas behind the piston, so that it is only moved forward slowly and Meanwhile the ignition space r as in the case of Figs. i and 2 with gas-air mixture is more substantial Voltage - through the channel f through - can be filled. Will then with further Moving the stepped piston to the right exposes channel e2, s6 completes the stepped piston its movement exactly as when releasing the escapement in the case of Fig. i and 2 and its return movement is also entirely corresponding. The two channels can but also by a single, preferably in the direction of movement of the stepped piston elongated channel are replaced, which acts quite accordingly. With s is a denotes the bore connecting the cylinder space of the large piston stage with the outside air, through which air is sucked in when the piston goes back and blown out again during the process which results in effective cooling of the piston. A corresponding Cooling can of course also be provided in the case of FIGS. 1 and 2. In both In some cases, the stepped piston can be equipped with piston rings.

Im Falle der Abb. i und z kann durch stufenweises Ein- oder Herausschrauben des Stopfens 7z die Spannung der Feder m und damit der Zeitpunkt der Zündung geregelt werden. Bei stärkerer Federspannung ergibt sich Spätzündung, bei schwächerer Frühzündung. Im Falle der Abb. 3 und q. kann dasselbe Ziel durch stärkeres Ein- oder Herausschrauben des Verschlusses 7a erreicht werden. Bei stärkerem Einschrauben füllt sich der Raum hinter dem Kolben beim Verdichtungshub des 1Vlotorkolbens schneller mit dem Gasluftgemisch, beginnt die Bewegung des Stufenkolbens also früher und ergibt sich damit eine Frühzündung. Der gleiche Zweck kann auch auf verschiedene andere Weise erreicht werden, beispielsweise durch Einbau eines Drosselorgans in den Kanal e1 oder durch Vergrößerung bzw. Verkürzung des Stufenkolbenhubs mittels eines verstellbaren rechtsseitigen Anschlags. Alle diese Verstellmittel können durch Hebel u. dgl. mit dem üblichen Zündhebel in Verbindung gebracht werden derart, daß jederzeit der Zündzeitpunkt verstellt werden kann.In the case of Figs. I and z, screwing in or out step by step of the plug 7z the tension of the spring m and thus the time of ignition is regulated will. With a stronger spring tension, retarded ignition occurs, with a weaker advance ignition. In the case of Fig. 3 and q. can do the same thing by screwing it in or out harder of the shutter 7a can be achieved. If the screw is screwed in more strongly, the space fills up behind the piston on the compression stroke of the 1Vlotor piston faster with the gas-air mixture, the movement of the stepped piston begins earlier and this results in a pre-ignition. The same purpose can be achieved in various other ways, for example by installing a throttle element in channel e1 or by enlarging or shortening it of the stepped piston stroke by means of an adjustable stop on the right. All these adjusting means can be connected to the usual ignition lever by levers and the like are brought in such a way that the ignition point can be adjusted at any time.

Die Vorrichtung kann nachträglich an jeder Brennkraftmaschine angebracht werden, und zwar, wie schon erwähnt, in gleich einfacher Weise wie eine Zündkerze. Letzterer gegenüber hat sie aber sehr große Vorteile. Sie kann bedeutend einfacher und billiger hergestellt werden. Die Flammenzündung ist sicherer als die Funkenzündung; die Betriebssicherheit ist auch insofern höher, als bei der üblichen Magnet-oder Batteriezündung sämtliche Zündstellen versagen, wenn am Unterbrecher oder Verteiler eine Störung eintritt, während die Zündvorrichtung der Erfindung für jeden Zylinder in sich vollständig selbständig ist und deshalb praktisch ein gleichzeitiges Versagen aller Zündungen ausscheidet. Auch entfallen die @besonderen Antriebsvorrichtungen für die übliche elektrische Zündung. Da der Stufenkolben der einzige bewegbare, einem Verschleiß unterworfene Teil ist, kann ein Versagen der Zündung in äußerst einfacher, schneller und billiger Weise durch Auswechseln des Stufenkolbens behoben werden. Die kräftige Wirkung der Zündflamme ermöglicht die Verwendung billiger Kraftstoffe mit hoher Entzündungstemperatur.The device can be retrofitted to any internal combustion engine as already mentioned, in the same simple way as a spark plug. However, it has great advantages over the latter. It can be a lot easier and cheaper to manufacture. Flame ignition is safer than spark ignition; the operational reliability is also higher than with the usual magnet or Battery ignition all ignition points fail if on breaker or distributor a failure occurs during the ignition device of the invention for each cylinder is completely self-sufficient and therefore practically a simultaneous failure of all ignitions is eliminated. The special drive devices are also omitted for the usual electric ignition. Since the stepped piston is the only movable, is subject to wear and tear, ignition failure can be extreme fixed easier, faster and cheaper way by replacing the stepped piston will. The powerful effect of the pilot light enables the use of cheap fuels with high ignition temperature.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Ignition device for internal combustion engines with a stepped piston, the larger stage of which is driven by the compression pressure of the machine and the smaller stage of which, during the compression stroke of the machine, compresses a small part of the charge mixture taken from the working cylinder in a chamber placed on the machine cylinder until it spontaneously ignites and compresses it through the ignition the return stroke caused by the partial quantity controls the passage of the burning gases into the main combustion chamber, characterized in that the stepped piston (c, d) is mounted horizontally so that the pressure transfer channel (e) to the larger stage and the ignition channel (f) are short.

2. Ignition device according to claim i, characterized in that the two piston stages (c, d) are arranged eccentrically to one another such that the small stage (d) is lower with its central axis than the large stage (c) (Figs ).

3. Ignition device according to claim i with a compliant escapement to hold the stepped piston in place until the most favorable Ignition point, characterized in that the retarding block (k) also takes the form of a stepped piston is trained. q .. Ignition device according to claim i, characterized in that the working chamber of the large piston stage (c) with the main combustion chamber through a Channel or several channels (e1, e2) connected, gradually or one after the other be steered up from the large step, so that at first only a slow movement of the stepped piston and then its rapid compression or ignition stroke occurs.