DE536592C - Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine fuer Vier- oder Zweitakt - Google Patents

Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine fuer Vier- oder Zweitakt

Info

Publication number
DE536592C
DE536592C DE1930536592D DE536592DD DE536592C DE 536592 C DE536592 C DE 536592C DE 1930536592 D DE1930536592 D DE 1930536592D DE 536592D D DE536592D D DE 536592DD DE 536592 C DE536592 C DE 536592C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
air
ring
displacement
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1930536592D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of DE536592C publication Critical patent/DE536592C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/02Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
    • F02B19/04Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine für Vier- oder Zweitakt Bekanntlich sind Schweröl-Brennkraftmaschinen nur durch die Verkleinerung der eingespritzten Brennstoffmenge und durch Verzögerung des Einspritzzeitpunktes bei Nichtbelastung auf eine niedrigere Drehzahl als bei Vollast einstellbar. Diese niederste Drehzahl ist aber bedeutend höher als bei den mit Benzin laufenden Motoren. Zudem werden die Explosionen hart, und demzufolge ist ein ruhiger Langsamlauf bis heute noch nicht erreicht worden. Ein weiterer Nachteil ist bei dieser Verminderung der Brennstoffmenge und Verzögerung des Einspritzzeitpunktes der, daß trotz den größeren Luftmengen und dem überschüssigen Sauerstoff die Verbrennung unvollkommen wird, d. h. mit den Ölgasen werden unverbrannte Brennstoffteile ausgestoßen, und es entsteht ein sehr starker, unangenehmer Geruch. Auch bleibt die Verdichtungsarbeit bei allen Drehzahlen gleich groß, obwohl die Nutzleistung veränderlich ist. Der Verdichtungsenddruck kann nur nach der Einspritzung durch die Verbrennungstemperaturen sich ändern, bleibt aber bei der einmal durch die Raumverhältnisse gegebenen Volumenverkleinerung derselbe. Bei fast allen bis heute verwendeten Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung (Dieselmaschinen) muß der Verdichtungsdruck auf etwa 32 bis 36 Atm. gebracht werden, um eine kurze Zündzeit und gute Verbrennung zu erreichen. Bei Abdrosselung des Brennstoffes sinkt auch der Verbrennungsdruck, und die Verbrennung wird unvollkommen. Zweck der vorliegenden Erfindung ist nicht nur die Behebung der obengenannten Mängel, sondern auch eine weitere Regelung der Brennkraftmaschine mittels Veränderung des Verbrennungsdruckes.
  • Es sind Dieselmotoren mit Verdrängerwirkung, bei welchen ein Verdrängeraufsatz des Kolbens in einen am Zylinderdeckel befestigten, frei in den Zylinderraum hineinragenden Ring eindringt, bekannt.
  • Gegenüber dieser bekannten Anordnung unterscheidet sich die Schnellauf-Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung dadurch, daß der Verdrängerkolben zusammen mit einem Verbrennungskammerring, welcher aus einem Baustoff von erheblich größerer Wärmeausdehnung als jener des Verdrängerkolbens besteht, einen Verbrennungsraum bildet, wodurch bei Vollbelastung mit höchstem Verbrennungsdruck ein größerer ringförmiger Verdrängerspalt als bei Leerlauf und Zwischenbelastung entsteht, so daß mehr Druckluft von dem Verbrennungsraum in den übrigen Zylinderraum verdrängt wird und die Verbrennung sich in dem gesamten Verbrennungsraum verzögert, jedoch mit kürzester Zündzeit die gesamte Luftladung mit inniger Brennstoffverteilung erfaßt und unter Gleichdruck stattfindet.
  • Durch die bei hoher Drehzahl und starker Erhitzung der beiden Körper und bei der größeren Ausdehnung des Ringes gegenüber dem Kolben stattfindende Vergrößerung des nur sehr kleinen ringförmigen Verdrängerspaltes kann daher ein größerer Teil der verdrängten Druckluft in den übrigen Zylinderraum entweichen. Bei kleiner Drehzahl wird dieser ringförmige Spalt zufolge der Verminderung der Verbrennungswärme kleiner, und der Druck in der abgeteilten Verbrennungskammer wird größer, da weniger Druckluft entweichen kann. Bei voller Belastung wird der Überdruck in der Verbrennungskammer verhältnismäßig kleiner als bei niederer Belastung. In den beiden Grenzbelastungen aber und in den Zwischenbelastungen gewährleistet der in der abgeteilten Verbrennungskammer erzeugte Überdruck immer eine sichere Einleitung und Entflammung des Brennstoffes und wirkt bei der Überleitung in den Arbeitszylinderraum wiederum bei Vollbelastung schneller und bei Leerlauf langsamer, in beiden Fällen aber verzögernd im Sinne einer Verbrennung unter gleichbleibendem Verbrennungshöchstdruck. Die neuesten Feststellungen der Wärmetechnik der luftverdichtenden Brennkraftmaschine zeigen deutlich, daß, je höher die Temperatur der verdichteten Luft über der Zündtemperatur des Brennstoffes liegt, um so kleiner die Zündzeiten werden, und zwar nehmen sie nach einem Potenzgesetz ab. Es werden also wohl beide Einflüsse, die der höheren Dichte der verdrängten Luft wie der höhere Druck, gemeinsam im Sinne einer Zündpunkterniedrigung bzw. Abkürzung des Zündverzuges wirken. Es ist daher vorgesehen, daß die abgeteilte Verbrennungskammer den bei Beginn der Verdichtung vorhandenen Druck auf ein Mehrfaches steigern kann.
  • Bekanntlich erfolgt bei Verdrängerwirkung die Verdichtung nicht nur durch die volumetrische Verkleinerung der Verdrängerkammer, sondern es entsteht darin auch eine Erhöhung der Temperatur. Bei der Verdichtung in der Verdrängerkammer wird die Verdichtung wohl adiabatisch (k = i,4), dagegen bei der Verdichtung im Hubraum des Zylinders polytropisch (k = 1,3) anzunehmen sein, da die Erhöhung der Temperatur in der Verdrängerkammer größer ist. Beim Leerlauf der Maschine kann die Abdrosselung des Brennstoffes so weit erfolgen, daß er nur für den in der Verdrängerkammer vorhandenen Sauerstoff reicht, die Verbrennung sich also nur auf diese beschränkt.
  • Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
  • Fig. i ist ein Schnitt durch den Oberteil eines Zylinders mit gesteuerten Ventilen einer Brennkraftmaschine mit luftlos eingespritztem Brennstoff, wobei im wesentlichen die Anordnung und Ausführung der Verbrennungskammer in der obersten Totpunktlage ersichtlich ist.
  • Fig.2 zeigt denselben Schnitt in der Anfangs- bzw. Endstellung des Abschlusses der abgeteilten Verbrennungskammer durch den Verdrängerkolben.
  • Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine von zwei zugeordneten Zylindern, die durch Tauchkolben gesteuert werden.
  • In Fig. = und 2 ist c der Zylinderkörper, a der Kolben mit Boden a1, a4 der Verdrängeraufsatz; f ist der Zylinderkopf, g die Drosselklappe; o ist ein Brennstoff-Einspritzventilkörper, ze das Ventil, n1 der Ventilkopf und d der Verbrennungskammerring.
  • In Fig. 3 ist c wiederum der Zylinderkörper, a der Tauchkolben, a1 der Kolbenboden und a4 der Verdrängeraufsatz,, b der obere Einsatz und = der untere Einsatz, w der Verbindungskanal der zwei zugeordneten Zylinder, m die Auslaßöffnung im Kolbenmantel und ml diese im Zylinder, e die Einströmöffnung im Kolben und e1 im Zylinder, o die Druckluftaustrittsöffnung im Kolben und o1 diejenige im Zylinder, g die Drosselklappe in dieser letztgenannten; k ist ein Drosselhahn in dem Verbindungskanal, w und d sind wieder Verbrennungskammerringe.
  • Jeder Verbrennungskammerring d ist aus einem Material, z. B. aus einer Aluminiumlegierung, das gegenüber dem aus Stahl oder Gußeisen gefertigten Verdrängeraufsatz a4 eine viel größere Wärmeausdehnung besitzt.
  • Die Wirkungsweise ist folgende: Es wird durch die abwärts gehende Kolbenbewegung atmosphärische Luft in den Zylinderraum gesaugt. In Fig. i öffnet sich hierbei das Einlaßventil. In Fig. 3 geschieht dies durch die Öffnungen t1 und t. Die im Ansaugkanal befindliche Drosselklappe g ermöglicht, die Füllung des Zylinders zu verkleinern, was zur Folge hat, daß der Enddruck der Verdichtung verkleinert wird. In der Stellung des Kolbens nach Fig.2 wird die Verbrennungskammer gegenüber dem Zylinderraum abgeschlossen. Die in dieser Kammer befindliche Druckluft wird je nach dem Erhitzungsgrad der beiden Körper a4 und d beispielsweise auf das dreifach kleinere Volumen gepreßt. Der Druck vergrößert sich also nach der adiabatischen Verdichtung auf das 3 X 1,4 = 4,2fache. Bei großer Erhitzung wird der Druckabfall groß, bei der Inbetriebsetzung, Leerlauf und kleiner Belastung nur klein, vielleicht % bis 1J5, so daß bei Annahme des Anfangsverdichtungsdruckes von io Atm. beim Abschluß der Kammer ein Enddruck von ungefähr 32 bis 36 Atm. in der Verbrennungskammer erzeugt wird, was selbst für die Inbetriebsetzung eine sichere Entzündung des Brennstoffes gewährleistet. Der Enddruck der Verdichtung im übrigen Zylinderraum wird ungefähr 1g Atm. sein. Die Übertragung der Verbrennung von der Verbrennungskammer in den Zylinderraum wird durch das mit höchster Geschwindigkeit durch den engen Spalt zwischen dem Verdrängeraufsatz a4 und dem Ring d durchgetriebene brennende Gemisch bewirkt. Die Verbrennung wird dadurch verzögert, erfaßt aber immer größere Mengen von Gemisch, so daß mit einem fast gleichbleibenden Verbrennungsdruck gerechnet werden kann. Bei Vollbelastung wird der Verdichtungsdruck erhöht, er kann z. B. in der Stellung des Kolbens nach Fig.2 ungefähr 2o Atm. sein; der Enddruck im Zylinder beträgt dann ungefähr 3o Atm. Durch die Vergrößerung des ringförmigen Spaltes zwischen ca4 und d ist der Druckabfall ein viel größerer, der Enddruck in der Kammer beträgt vielleicht statt 2o X 4,2 = 84. Atm. nur 5o bis 6o Atm. Es erfolgt eine sehr rasche Entzündung in der Verbrennungskammer und Fortpflanzung in den Zylinderraum, die aber trotzdem im Verhältnis zur hohen Drehzahl eine Verzögerung bedeutet im Sinne einer Verbrennung unter gleichbleibendem Verbrennungsdruck.
  • Bei dem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel erzeugt die untere Kammer jeweils die Druckluft für die Verbrennung im benachbarten oberen Zylinder. Diese muß durch die Öffnungen 0-o1 durch den Überströmkanal w durch die Öffnungen ei e, die gleichzeitig mit o-o,. geöffnet werden, strömen und durchströmt den Drosselhahn 1a. Wird dieser nun gedrosselt, ohne daß die Drosselklappe lt gedrosselt ist, so wird die erzeugte, aber nicht benötigte Druckluft durch die Öffnung in der Mitte des Hahnes h in einen Luftspeicher (Luftflasche) geleitet, der mit hohem Druck gefüllt werden kann. Es kann z. B. die Verdichtungsarbeit (hoher Druck) bei einem Kraftwagen als sehr intensiv wirkende Bremsung benutzt werden, dadurch, daß der Hahn k ganz verschlossen wird. Die Bremsarbeit wird nicht vernichtet, sondern als Druckluft aufgespeichert und wird dann zur Betätigung von Luftdruckbremsen oder als Zusatzdruckluft für Überlastungen der Volleistung in die Verbrennungskammer und den Zylinderraum geführt; sie kann auch zum Aufpumpen der Luftschläuche, zur Betätigung des Signalhorns und zum Anwerfen der Maschine dienen.
  • Von großer Wichtigkeit ist die Form und Größe der Maße des Verbrennungskammerringes. Dieser ragt frei in den Zylinderraum hinein, kann dadurch eine große Erhitzung aufnehmen und weist da, wo sie am größten ist, am meisten Material auf, so daß dieser gleichmäßig erhitzt wird. Die Größe der Maße richtet sich danach, daß der Ring nie den Schmelzpunkt erreicht. Der Ring ist zweckmäßig auswechselbar im Zylinderkopf f bzw. im oberen Einsatz b angebracht.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine für Vier- oder Zweitakt, bei welcher ein Verdrängeraufsatz des Kolbens gegen Ende des Verdichtungshubes in einen am Zylinderdeckel befestigten, frei in den Zylinderraum hineinragenden Ring eindringt und im Verein mit dem Deckel und dem Ring den Brennraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungskammerring (d) aus einem Baustoff von erheblich größerer Wärmeausdehnung als jener des Verdrängeraufsatzes (a4) besteht, so daß bei Vollbelastung mit höchster Maschinenwärme eingrößerer ringförmigerVerdrängerspalt als bei Leerlauf und mittlerer Belastung entsteht und mehr Druckluft aus dem Brennraum in den Hauptzylinderraum verdrängt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungskammerring (d), um eine möglichst schnelle und große Temperaturänderung anzunehmen, an dem in den Hauptzylinderraum hineinragenden Ende eine Anhäufung von Material aufweist.
DE1930536592D 1930-06-12 1930-06-12 Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine fuer Vier- oder Zweitakt Expired DE536592C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE536592T 1930-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE536592C true DE536592C (de) 1931-10-24

Family

ID=6557367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1930536592D Expired DE536592C (de) 1930-06-12 1930-06-12 Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine fuer Vier- oder Zweitakt

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE536592C (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE941525C (de) * 1951-12-22 1956-04-12 Hugo Cordes Dipl Ing Brennkraftmaschine mit abgeteilter Brennkammer
US4258680A (en) * 1978-03-08 1981-03-31 Robert Bosch Gmbh Reciprocating engine with cylindrical combustion chamber
FR2517741A1 (fr) * 1981-12-09 1983-06-10 Lemaitre Patrick Moteur alternatif a auto-allumage a bas taux de compression et a puissance specifique elevee
DE4413851A1 (de) * 1994-04-21 1994-09-08 Josef Lipinski Verfahren zur Verringerung der Triebwerksbelastung und Verbesserung des Drehmomentes bei 4-Takt-Motoren

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE941525C (de) * 1951-12-22 1956-04-12 Hugo Cordes Dipl Ing Brennkraftmaschine mit abgeteilter Brennkammer
US4258680A (en) * 1978-03-08 1981-03-31 Robert Bosch Gmbh Reciprocating engine with cylindrical combustion chamber
FR2517741A1 (fr) * 1981-12-09 1983-06-10 Lemaitre Patrick Moteur alternatif a auto-allumage a bas taux de compression et a puissance specifique elevee
DE4413851A1 (de) * 1994-04-21 1994-09-08 Josef Lipinski Verfahren zur Verringerung der Triebwerksbelastung und Verbesserung des Drehmomentes bei 4-Takt-Motoren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE536592C (de) Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine fuer Vier- oder Zweitakt
DE102016102582A1 (de) Kolbenboden zur erhöhung des verdichtungsverhältnisses
US1926598A (en) Internal combustion engine
DE2727357A1 (de) Brennkraftmaschine der hubkolbenbauart
DE2537221A1 (de) Brennkraftmotor mit kontinuierlich aenderbarem kompressionsraum
EP0202574A2 (de) Verbrennungskammer für Verbrennungsmotoren
DE1020484B (de) Mit zwei Kraftstoffen betriebene Brennkraftmaschine nach dem Otto-Diesel-Verfahren
DE654251C (de) Verbrennungskammer fuer Brennkraftmaschinen
DE1917259A1 (de) Brennkraftmotor
DE820226C (de) Gemischverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE864476C (de) Gemischverdichtende Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarer Kompression und Selbstzuendung
CH313444A (de) Zweitakt-Brennkraftmaschine
DE486667C (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung fuer Dieselmaschinen mit Druckzerstaeubung
DE1073799B (de) Gemischverdichtendc, selbstzündende Brennkraftmaschine und Verfahren zu ihrem Betriebe
DE499548C (de) Selbstzuendmotor mit ventilgesteuerter, im Kolben angeordneter Brennstoffkammer von konstantem Volumen
DE523479C (de) Gemischverdichtende Viertakt-Brennkraftmaschine mit Fremdzuendung und mit zwei seitlich am Zylinderkopf einander gegenueberliegenden Ventilkammern
DE296641C (de)
AT164394B (de) Kleinbrennkraftmaschine, insbesondere zum Antrieb von Spielzeugen
DE953293C (de) Gemischverdichtende, selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE681794C (de) Luftverdichtende selbstzuendende Brennkraftmaschine
DE416221C (de) Steuerung eines im Kopf einer Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine liegenden UEberstroemventils
DE454338C (de) Zweitakt-Brennkraftmaschine mit luftgekuehltem Zylinder
DE536392C (de) Schnellaufende luftverdichtende Zweitaktbrennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine
DE843922C (de) Verbrennungsverfahren zum Betriebe einer hochgeladenen Brennkraftmaschine
AT124139B (de) Zweitaktbrennkraftmaschine mit Hilfskolben.