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Einspritz-Dieselmotor Man hat bereits vorgeschlagen, bei Dieselmotoren
den flüssigen Brennstoff mittels hochgespannter, dem Zylinder entnommener Gase in
den Kompressionsraum einzuführen, die Druckgase also zur Förderung des Brennstoffes
zu benutzen. Da der Brennstoff dabei schon vor der Einspritzung mit den heißen Gasen
in Berührung kommt, ist man genötigt, den Druck und die Temperatur der Gase in solchen
Grenzen zu halten, daß keine vorzeitigen Zündungen eintreten können. Aus diesem
Grunde ist die Verwendung der heißen Verbrennungsgase praktisch bisher ohne weitere
Bedeutung geblieben. Es ist ferner bekannt, zur Vermeidung von Ablagerungen an der
Einspritzdüse Druckluft an der Düse vorbei in den Zylinder @einzuleiten. Der Lufteinlaß
ist dabei zwar von der Brennstoffzuleitung getrennt gehalten, doch erfolgt die Einleitung
der Druckluft erst nach der Verbrennung, nämlich während des Saughubes bzw. während
der Zylinderspülung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ei.nspritz-Dieselmotor, der
ebenfalls mit einer zusätzlichen Einleitung von Druckgasen in den Zylinder arbeitet
und demgemäß mit einer im Zylinderkopf befindlichen, ein Teilvolumen des Kompressionsraumes
fassenden Kammer zur Speicherung von hochgespannten, dem Zylinder entnommenen Druckgasen
versehen ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Üffnung des von der Brennstoffzuleitung,
unabhängigen, gesondert davon gesteuerten und getrennt von ihr in den Zylinder ausmündenden
Durchlasses der beim Höchstdruck im Zylinder gefüllten Speicherkammer und die damit
verbundene Einleitung der gespeicherten heißen Druckgase in den Kompressionsraum
während des Kompressionshubes etwa kurz vor oder bei Beginn der Brennstoffeinspritzung.
Die erfindungsgemäße Anordnung bezweckt weder eine Förderung des Brennstoffes noch
eine Reinigung der Einspritzdüse, sondern eine kräftige Durchwirbelung der bereits
im Arbeitszylinder komprimierten Luft mit heißen Gasen zur Vorbereitung einer guten
Brenngemischbildung,einer gleichmäßigen Aufnahme des eingespritzten Brennstoffes
und einer gleichmäßigen Verbrennung. Die Wirkung einer Durchwirbelung des komprimierten
Gemisches tritt zwar ,auch bei Maschinen ein, bei dienen der Brennstoff durch die
Druckgase gefördert wird. Die Brennstofförderung und der Austritt der Druckgase
:aus der engen Brennstoffdüse absorbieren aber Beinen großen Teil der in den gespeicherten
Druckgasen enthaltenen Energie, so d,aß die Durchwirbelung des Kompressionsraumes
bei gleichzeitiger Förderung des Brennstoffes verhältnismäßig schwach ist. Dieser
Nachteil, der noch durch die Gefahr von Düsenzündungen vermehrt wird, wird durch
die- erfindungsgemäße Anordnung und Steuerung des Durchlasses der
Speicherkammer
beseitigt. Es ist festgestellt worden, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung selbst
bei höchsten Umlaufzahlen" :-. eine einwandfreie und vollständige Verbren nung des
eingespritzten Treiböles eintritt. Um durch die eingeführten Druckgase ni@ nur eine
Durchwirbelung des Brennkammer-' Inhaltes, sondern in Verbindung damit auch eine
Verbesserung der Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes und seine schnellere
Verteilung über die ganze Breite der Brennkammer zu erzielen, werden vorteilhaft
die Einlaßdüsen für die gespeicherten Druckgase mit Richtung auf dein Brennstoffstrahl
im Umkreis um die Bnenastoffeinspritzdüse angeordnet. Zur Ermöglichung einer leichten
Reinigung sowohl der Gasdüse als auch der Brennstoffdüsen werden zweckmäßig die
Einlaßdüsen für die gespeicherten Druckgase in einem unter dem Einspritzventil befindlichen,
aus dem Zylinderkopf nach oben herausnehmbaren Einsatzstück angeordnet. Beim Herausnehmen
der Brennstoffdüsen kann man dann zugleich auch ohne Lösung weiterer Teile das die
Gasdüsen enthaltende Einsatzstück herausnehmen.
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Es hat sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, die zur Speicherung
der Druckgase dienende Kammer und ihr Steuerorgan in einem vom Zylinderkopf lösbaren
Einbaustück unterzubringen, das ohne Abnahme des Zylinderkopfes leicht ausgebaut
'und ausgewechselt werden kann.
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Die Zeichnungen zeigen ,als Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb.
I einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf und den oberen Teil des Zylinders eines
Dieselmotors, in Abb. 2 das Steuerdiagramm des Ventils der Gasspeicherkammer und
in Abb. Seinen Teilschnitt durch einen Zylinderkopf, bei dem die Gasspeicherkammer
in einem Einbaustück untergebracht ist.
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In dem Zylinderkopf lt des Motors sitzt die Einspritzdüsen
durch welche der Brennstoff in den Kompressionsraume eingespritzt wird, wo er sich
an der hochverdichteten Ladeluft entzündet. Vor der Düser ist am Boden des Zylinderkopfes
ein Verteiler z angeordnet, der eine Anzahl von Bohrungen i enthält, welche schräg
nach dem Brennstoffstrahl gerichtet sind und außen in einem Ringraum b ,endigen,
der den Verteiler umgibt. Der Ringraum b ist an einen Kanal c angeschlossen, welcher
zu einer im Zylinderkopf angeordneten Kammer g führt. Der Auslaß der Kammer g ist
durch ein von einem Steuernockens bewegtes Nadelventiln gesteuert. Bei geöffneter
Stellung dieses Ventils ist die Kammer g über den Kanal e, den Ringraum b und die
Bohrungen i des Verteilers z mit dem Kompressions-. raum e verbunden. Das Volumen
der Kammer g kann verschieden groß gewählt werden, .cs, beträgt jedoch vorzugsweise
etwa 1/s bis 1/I0 Zs# gesamten Kompressionsrauminhaltes.
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i der Inbetriebsetzung des Dieselmotors nt mit der Aufwärtsbewegung
des Arbeitskolbens k die Verdichtung der Ladeluft. Etwa 2o° vor dem oberen Totpunkt
erfolgt die Einspritzung des Brennstoffes durch die Düse r. Je nach Einstellung
des Steuernockens s öffnet sich gleichzeitig, gegebenenfalls .aber auch früher oder
später, das Nadelventil .ft, so daß die Kammer g mit dem Kompressionsraume in offener
Verbindung steht. Einige Grade vor dem oberen Totpunkt setzt nun dieZündung ein.
Die Kammer g nimmt dann an dem Druckanstieg teil. Wenige Grade nach dem oberen Totpunkt
wird das Nadelventil rt geschlossen, so daß sich in der Kammer g ein Teilvolumen
höchsten Druckes befindet. Aus Abb.2 ist die Öffnungsdauer des Nadelventils ersichtlich.
Der Kolben geht nun arbeitsverrichtend abwärts, bis die nächste Füllung für die
folgende Verbrennung wieder verdichtet wird. Bei diesem zweiten Hube wirkt sich
nun die erfindungsgemäße Anordnung aus. Etwa kurz vor der Brennstoffeinspritzung
wird das Nadelventil tt geöffnet. Infolge des erheblichen Überdruckes strömen die
1n der Kammer g gespeicherten heißen Druckgase durch die Bohrungen i des Verteilers
in den. Kompressionsraum, um dort zunächst eine kräftige Wirbelung der komprimierten
Ladeluft hervorzurufen. Sobald nun kurz danach -das Brennstoffventil geöffnet wird,
treffen die aus dem Verteiler noch ausströmenden heißen Druckgase auf den Brennstoffstrahl
und bewirken somit auch noch eine .ausgiebige Verteilung des Brennstoffes nach allen
Seiten. Durch diese Vorgänge wird eine sehr innige Mischung des Brennstoffes mit
der Ladeluft erreicht, so daß der Zündverzug erheblich verkürzt wird. Nach erfolgter
Zündung füllt sich die Kammer g wieder von neuem mit heißen Verbrennungsgasen höchsten
Druckes, die dort bis zum Ende des nächsten Kompressionshubes aufgespeichert werden.
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Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist die zur Speicherung der Druckgase
dienende Kammer g in einem Einbaustück o angeordnet, das zugleich auch als das Ventil
n für die Sp.eicherkainmer enthält. Wird eine Reinigung oder Auswechselung der Speicherkammer
und der Gasdüsen erforderlich, so kann nach Lösen des Brennstoffventils r sowohl
das die Gasdüsen i enthaltende Einsatzstück z als auch das die Speicherkammer g
enthaltende Einsatzstück o ohne Abnahme des Zylinderkopfes nach oben herausgenommen
werden. Bei wachsender Maschinenleistung lassen sich
daher die Speicherkammer
und die Gasdüsen ohne umständliche Zerlegung der Maschine den jeweiligen Betriebsverhältnissen
anpassen.