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Dieselmaschine Die Erfindung betrifft eine Dieselmaschine; die einen
vom Hubraum abgeteilten Verdichtungsraum besitzt; in diesem befindet sich am Ende
des Verdichtungshubes die gesamte Ladeluft, bis auf einen im . Zylinder verbleibenden
kleinen Rest; außerdem mündet in den Verdichtungsraum die Brennstoffeinspritzdüse.
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Dieselmaschinen dieser Art sind bereits bekannt, sie haben aber den
Mangel, daß die kalte Maschine nicht oder nur schwer anläuft. Dieser Mangel ist
erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der abgeteilte Verdichtungsraum seinerseits
unterteilt ist in einen Hauptraum, an dem die Einspritzdüse sitzt, und einen absperrbaren,
nur mit dem Hauptraum verbundenen Nebenraum, der zur Erhöhung des Verdichtungsdruckes
bei kalter Maschine für die Zwecke des Anlassens abgeschaltet werden kann.
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Um hierbei eine bequeme Bedienung der Maschine zu ermöglichen, kann
als Absperrorgan für den Nebenraum des Verdichtungsraumes eine von außerhalb des
Zylinderkopfes zu betätigende Schließvorrichtung, z. B. ein Schraubenspindelventil,
dienen, dessen Ventil-' kegel bei normalem Betriebszustand geöffnet ist, beim Anlassen
der Maschine dagegen den Nebenraum vom Hauptraum absperrt. Vorteilhaft wird, um
ein und denselben Zylinderkopf für verschiedene Brennkraftmaschinen bzw. für Maschinen
mit Verdichtungsräumen verschiedener Größe verwenden zu können, die den Nebenraum
begrenzende Kammer mit der Absperrvorrichtung auswechselbar an der Hauptkammer befestigt;
für diesen Zweck kann an die Hauptkammer eine Ausnehmung des Zylinderkopfes angeschlossen
sein, in die ein Einsatzkörper eingeschoben ist, der die Nebenkammer, die Absperrvorrichtung,
den beide Kammern verbindenden Kanal und gegebenenfalls eine einen Teil der Hauptkammer
bildende Ausnehmung umfaßt, wobei der Einsatzkörper durch eine in die Zylinderkopfausnehmung
eingeschraubte, die Spindel der Absperrvorrichtung aufnehmende Mutter gegen die
Hauptkammer bzw. deren Restabschnitt gepreßt werden kann.
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Eine leichte Zugänglichkeit zur Nebenkammer ist dadurch geschaffen,
daß der Einsatzkörper in zwei vorteilhaft ineinandergreifende Körper unterteilt
wird.
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Um die kreisende Bewegung des Luftstromes und damit eine wirksame
Gasmischung zu erreichen, erhält vorteilhaft nicht nur der Hauptraum in bekannter
Weise eine kugelige bzw. stromlinienartige Form und eine tangential
einmündende
Verbindung mit dem Zylinder, sondern auch der Nebenraum eine entsprechende Form,
und der Kanal zwischen beiden Räumen mündet tangential ein bzw. aus.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen
dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform im senkrechten Schnitt, Abb.2 eine
zweite Ausführungsform ebenfalls im senkrechten Schnitt; Abb. 3 ist eine dritte
Ausführungsform im waagerechten Schnitt und Abb. q. eine vierte Ausführungsform
wiederum im waagerechten Schnitt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist der Zylinderkopf 2 an dem
Zylinder 3 so befestigt, daß zwischen letzterem und dem Kolbenkopf 5 aus mechanischen
Gründen ein genügender Spielraum i@verbleibt. In der glatten Fläche des Zylinderkopfes
sind, wie üblich, die nicht veranschaulichten Lufteinlaß- und die -ausIaßventile
angeordnet. In dieser Fläche ist ferner ein kleiner Kanal 6 ausgebildet, der ungefähr
den gleichen Durchmesser wie der Luftventileinlaß haben kann. Dieser Kanal führt
tangential in einen verhältnismäßig großen kugelförmigen Hauptraum 7. Der Raum des
Verdichtungsraumes 7, io ist mit einer Wasserkühlung versehen, und in seiner vom
Zylinder am entferntesten liegenden Wand ist eine Düse 8 angeordnet, durch die Brennstoff
unter Druck in Gestalt eines Sprühstrahles eingeführt werden kann. In einer anderen
Fläche des Hauptraumes 7 ist ein zweiter, verhältnismäßig kleiner Kanal 9 ausgebildet,
der mit dem Nebenraum io des Verdichtungsraumes 7, io in Verbindung steht. Auch
der Nebenraum io ist vorzugsweise kugelförmig und mit Wasserkühlung versehen. Die
vereinigten Volumina der Räume 7 und io und der Kanäle 6 und 9 bilden den gesamten
wirksamen Verdichtungsraum, der gänzlich innerhalb des Zylinderkopfes liegt. Die
Wasserkammer des Zylinderkopfes ist bei ii angedeutet.
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Der Kanal 9 zwischen den beiden Kammern 7 und io kann mittels eines
Ventils 12 verschlossen werden. An einem dem Kanal 9 gegenüberliegenden Punkte kann
z. B. in der Wandung des Nebenraumes io eine Hülse 13
mit einem kegelförmigen
Sitz 1q. angeordnet sein. Durch diese Hülse schraubt sich eine Spindel 15, die das
an beiden Flächen kegelförmige Ventil i2 trägt. Die hintere Ventilfläche wirkt mit
dem Sitz 1q. der Hülse zusammen, sobald die Ventilspindel völlig leerausgeschraubt
ist, um dadurch das Auftreten von Undichtigkeiten an der Ventilspindel zu verhüten.
Wird die Ventilspindel 15 quer durch die Kammer io völlig nach innen geschraubt,
so greift die vordere kegelförmige Fläche des Ventils in einen Sitz 9o in der Mündung
des Kanals 9 ein und schließt so die Verbindung zwischen den beiden Räumen 7 und
io.
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Die vereinigten Volumina der Räume 7 und io und der Kanäle 6 und 9
sind so groß, daß bei warmer Maschine eine genügende Zündung gesichert ist, ohne
daß sich daraus übermäßig hohe Arbeitsdrucke ergeben. Ein freier Raum dieser Größe
gestattet aber nicht eine genügend hohe Temperatur für die Zündung bei kalter Maschine
aufrechtzuerhalten. Durch Schließen des Verbindungskanals 9 zwischen den beiden
Räumen wird aber Abhilfe geschaffen. Der zweite bzw. Nebenraum io wird abgetrennt
und der wirksame freie Raum sa verkleinert, daß das Kompressionsverhältnis erheblich
höher wird. Die Größe der Nebenräume ist so bestimmt, daß das größere Kompressionsverhältnis
die Zündung bei kalter Maschine sicherstellt, und zwar ohne Anwendung einer Zündpatrone
oder eines anderen ähnlichen Zündhilfsmittels.
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Der Nebenraum io kann in einem Körper ausgebildet sein, der vom Zylinderkopf
getrennt ist, so daß durch Auswechseln dieses Körpers Nebenräume verschiedener Größe
leicht eingesetzt werden können und somit der Verdichtungsraum der Maschine veränderlich
wird.
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Bei der Anordnung nach Abb. 2 enthält der Zylinderkopf eine radial
zum Hauptraum 7 geführte Ausnehmung 16, deren Durchmesser ungefähr ebenso groß ist
wie der des Hauptraumes. 'In diese Ausnehmung 16 ist cier Körper 17 eingesetzt,
der- an seiner äußeren Fläche eine einen Teil des Hauptraumes 7 bildende Ausnehmung
18 besitzt und den Kanal 9 enthält. An seiner anderen Fläche enthält. der Körper
eine zweite Ausnehmung i9, die einen Teil des Nebenraumes io bildet. Der andere
Teil dieses Nebenraumes wird von einer Ausnehmung 2o eines Einsatzkörpers 2i gebildet,
der durch eine Mutter 22 gegen den Körper 17 geklemmt wird. Die Mutter 22 wird in
das Ende der Ausnehmung 16 eingeschraubt und ruht auf der rückwärtigen Fläche des
Einsatzkörpers 21. Sie preßt letzteren gegen den Körper 17 und diesen gegen einen
konischen Sitz 23 am Ende der Ausnehmung 16.
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Die Ventilspindel 15- schraubt sich durch die Mutter 22 und geht frei
durch den Einsatzkörper 2i hindurch.
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Nach dem Entfernen der Mutter 22 können demnach die Körper 21 und
17 leicht herausgenommen und andere mit Ausnehmungeu i9 und 2o von verschiedener
Größe eingefügt werden. Auf diese Weise läßt sich das Verdichtungsverhältnis ohneAbnehmen
desZylinderkopfes leicht ändern. .
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Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Räume? und io kugelförmige
Gestalt haben.,
Zweckmäßig hat jedoch der Hauptraum 7 einen kreisförmigen
Querschnitt, und der Kana16 zwischen ihm und dem Zylinder mündet tangential ein,
so daß sich die Luft im Hauptraum beim Verdichtungshube schnell umwälzt.
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Der Verbindungskanal 9 zwischen den beiden Räumen 7 und io liegt zweckmäßig
tangential zum Hauptraum und kann so gerichtet sein, daß das Fließen aus dem Nebenraum
io in den Hauptraum 7 entweder in der Richtung des rotierenden Fließens der Luft
im Hauptraum oder entgegengesetzt hierzu stattfindet.
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Gemäß Abb. i und 2 liegt der Kanal 9 radial zum Hauptraum 7.
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Vermöge der tangentialen Anordnung des Kanals 6 mit Bezug auf den
Hauptraum wird die Luft gezwungen, in diesem während des Einspritzens des Brennstoffes
eine Wirbelbewegung auszuführen, so daß eine gute Verbrennung sichergestellt ist.
Diese Wirbelbewegung wird vergrößert oder geändert, je nach der dem Kanal 9 gegebenen
Richtung.
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Hierbei ist wichtig, die Größe des Kanals 9 so zu bestimmen, daß die
erforderliche Wirbelbewegung für normalen Gang geschaffen wird, wenn beide Räume
benutzt werden.
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Es ist bekannt, daß für ein gegebenes Verhältnis und eine gegebene
Einstellung der Brennstoffeinspritzung der Höchstdruck im Zylinder proportional
dem Verdichtungsdruck und auch dem Grade der vorgesehenen Wirbelbewegung ist.
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Demnach ist bei Abschaltung des NebQnraumes io der Verdichtungsdruck
höher als bei Benutzung beider Räume. Die Wirbelbewegung ist jedoch so stark verringert,
daß der entwickelte Höchstdruck nur wenig größer ist als der Druck für normalen
Lauf und daß, wenn aus irgendeinem Grunde der Kanal 9 geschlossen gehalten wird,
keine schädlichen Wirkungen eintreten können.