DE674526C

DE674526C - Self-igniting or externally igniting, air-compressing internal combustion engine

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Publication number: DE674526C
Application number: DEO20987D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-12-08
Filing date: 1933-12-08
Publication date: 1939-04-15

Description

Selbst- oder fremdzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbst- oder fremdzündende, luftverdichtende Bremikraftmaschine mit einer mit dem Hubraum über einen Drosselkanal in Verbindung stehenden, am Ende des Verdichtungshubes einen Teil der Luftladung aufnehmenden Kammer und einer einerseits mit dem Hubraum -und andererseits mit dieser Kammer in Verbindung stehenden Umführungsleitung für den Drosselkanal, in die, während des Saughubes der Brennstoff eingesaugt bzw. mit schwachem überdruck eingepreßt wird.Self-igniting or externally igniting, air-compressing internal combustion engine The present invention relates to a self-igniting or spark-igniting air-compressing one Brake engine with one in connection with the displacement via a throttle channel standing, absorbing part of the air charge at the end of the compression stroke Chamber and one on the one hand with the displacement - and on the other hand with this chamber related bypass line for the throttle duct, in which, during of the suction stroke the fuel is sucked in or pressed in with a slight excess pressure will.

Kammerniotoren, bei welchen der Brennstoff zuerst in die Kammer eingeführt und, nachdem hier, etwa im Totpunkt ' eine rasche Verbrennung vor sich gegangen ist, durch den hierbei entstandenen hohen Druck in den Arbeitsraum eingestäubt wird, sind nicht neu.Kammerniotoren in which the fuel is first introduced into the chamber and after is here about gone dead center in the 'rapid combustion right is dusted by the hereby resulting high pressure in the working space, are not new.

Die bisherigen Ausführungen so-Icher Motoren bedürften jedoch zum Fördern gegen den hohen Druck einer genau gearbeiteten Pumpe, wel-che fein geregelt werden mußt-Bei sehr kleinen Motoren wird eine solche Pumpe unverhältnismäßig teuer. Das Ziel war daher die Vermeidung dieser Pumpe. Es ist nun auch schon bekannt, bei Vermeidung einer Pumpe Brennstoff während der Ansaugeperiode in eine Kammer zu saugen und durch die Explosion in dieser in den Arbeitsraum zu schleudern. Bei diesem Verfahren ruht der Brennstoff unter der Einwirkung der Verbrennungsluft in der heißen Kapsel, wa er teilweise verdampft und sich zersetzt, als,a Koks absetzt. Es ist daher erfahrungsgemäß für Rohöl nicht verwendbar.The previous versions of so-Icher motors, however, required the Pumping against the high pressure of a precisely worked pump, which is finely regulated Must-be-With very small engines, such a pump is disproportionately expensive. The goal, therefore, was to avoid this pump. It is now also known at Avoid using a pump to suck fuel into a chamber during the priming period and to be thrown into the work area by the explosion in it. In this procedure the fuel rests in the hot capsule under the influence of the combustion air, was partially evaporated and decomposed as a coke settled. It is therefore based on experience Cannot be used for crude oil.

Es ist ferner bekannt, Brennstoff in eine Düse zwischen dem, Arbeitsraum und einer ungefähr den gesamten Verdichtungsraum darstellenden Kammer zu lagern, welcher von dem Überdruck während der Verdichtung in die Kammer getrieben und dort verbrannt wird.It is also known to inject fuel into a nozzle between the working space and to store a chamber representing approximately the entire compression space, which is driven by the overpressure during compression in the chamber and there is burned.

Die so entstehende Verbrennung ist je- doch nicht gut beherrschbar und hat den Charakter einer Verbrennung bei gleichbleibendem Volumen, also einer Verpuffung.The combustion that occurs in this way is, however, not easily controllable and has the character of a combustion with constant volume, ie a deflagration.

Bei der vorliegenden Erfindung soll aber die Verbrennung in der Kammer nur zum Zweck der Drucksteigerung in derselben ge- schehen, im Arbeitsraum dagegen möglichst eine Gleichdruckverbrennung rerzielt werden.In the present invention, but the combustion is only Schehen overall in the chamber for the purpose of pressure increase in the same, a constant-pressure combustion are rerzielt in the working area, however possible.

Um ühne Benutzung einer Einspritzpumpe diese gewünschte Wirkung zu er-reichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs gattungsmäßig wiedergegebenen Art den Drosselkanal als einen von einer engsten Ste11caus sich sowohl nach dem Hubraum als auch nach der Kammer erweiternden Kanal auszubilden, in den die Umführungsleitung mit einer engen öffnung zwischen Hubraum und der engsten Stelle und mit einer zweiten s,olchen zwischen. dieser und der Kammer einmündet und dabei letztere bezüglich ihrcs Strömungswiderstandes se, zu bemessen, daß einerseits während des VerdichtungshuV-##l-. nun eine zur Erzeugung -eines zündfähigen Gemisches in der Kammer erforderliche Brennstoff menge in die Kammer gedrückt, dabei von der durch den Drosselkanal strömenden Luft erfaßt und zerstäubt wird, andererseits die restliche Brennstaffmenge nach erfolgter Kammerexplosion infolge des hier entstandenen überdrucks aus dex Umführungsleitung herausgedrückt und dabei von dem durch den Drosselkanal zum Hubraum strömenden brennenden Gemisch erfaßt und zerstäubt wird.In order to achieve this desired effect without using an injection pump achieve, is proposed according to the invention, in an internal combustion engine of the type generically reproduced at the outset, the throttle channel as one of one narrowest ste11caus widening both according to the cubic capacity and according to the chamber Form a channel in which the bypass line with a narrow opening between Displacement and the narrowest point and with a second s, olchen between. this and the chamber opens and the latter with regard to its flow resistance se, to be measured that on the one hand during the VerdichtunghuV - ## l-. now one to generate -An ignitable mixture in the chamber required amount of fuel in the Chamber pressed, thereby detected by the air flowing through the throttle channel and is atomized, on the other hand the remaining amount of fuel after the chamber explosion pushed out of the DEX bypass line as a result of the overpressure created here and thereby from the burning mixture flowing through the throttle duct to the displacement is captured and atomized.

Erfindungsgemäß wird also der z. B. während der Ansaugeperiode ohne Luft über ein Rückschlagventil angesaugte Brennstoff in ,einen kleinen, etwa durch eine Bohrung im Zylinderkopf dargestellten Behälter deponiert, welcher nach dem Arb#eitsraum eine kleine Einspritzöffnung und nach dem Kammerraum eine noch kleinere besitzt.According to the invention, the z. B. during the suction period without Air is sucked in via a check valve, a small amount of fuel drawn in through it deposited a hole in the cylinder head shown container, which after the Working space a small injection opening and after the chamber space an even smaller one owns.

Diese öffnungen sind so. angeordnet, daß der bei der Verdichtung auf der Arbeitsraumseite entstehende durch die Weite des Verbindungskanals bestimmte überdruck deli eingelagerten Brennstoff vor sich her durch das Einspritzloch nach der Kammer zu drückt. In diese tritt der Brennstoff in einem feinen Strahl, welcher schon allein zur Zerstäuhung genügt. Diese wird aber" dadurch noch gefördert, daß die Mündung des Kammereinspritzloches dicht vor oder auch in den Verbindungskanal gelegt wird.These openings are like that. arranged that the at the compression on the working space side caused by the width of the connecting channel overpressure deli stored fuel in front of you through the injection hole the chamber to press. The fuel enters this in a fine jet, which Already enough for atomization. But this is "further promoted by the fact that the mouth of the chamber injection hole close in front of or in the connecting channel is placed.

Das hierdurch in bekannter Weise in der Kammer. entstandene Gemisch wird nun in irgendeiner Weise, durch elektrische Funken, Erwärmung der Kammer oder auch nur durch die Verdichtungswärme, entzündet. Die Entzündung wird gefördert, wenn Spuren des Brennstaffes beim Ansaugen in den Arbeitsraum gelangt sind und eine kleine Varzündung in diesem ergeben, welche dann erst in die Kammer schlägt. Besonders beim Anlassen kann dies eine Hilfe ergeben.This in a known manner in the chamber. resulting mixture is now in some way, by electrical sparks, or heating the chamber also just ignited by the heat of compression. The inflammation is promoted, if traces of the fuel got into the working area during suction and a small var ignition in this result, which only then strikes into the chamber. Particularly this can help when starting.

Sobald die Zündung ödes Gemisches in der Kammer erfolgt ist, steigt der Druck in dieser hoch über denjenigen im Arbeitsraum hinaus. Der nun noch in dem Behälter befindliche Brennstoff wird unter der Wirkung dieses kammerseitigen überdruckes in den Arbeitszylinder gepreßt und dabei durch den *nun in diesen hineinschießenden Gasstrahl in bekannter Weise zerstäubt. Hierzu ist erforderlieb, daß auch die ArbeitsraummÜndung der Brennstoffleitung dicht vor oder in dem Verbindungskanal angeordnet ist.As soon as the ignition of the bleak mixture in the chamber has occurred, it rises the pressure in this high above that in the work area. Which is now still in The fuel in the container is under the effect of this chamber-side overpressure pressed into the working cylinder and by the * now shooting into it Gas jet atomized in a known manner. For this, it is necessary that the work area outlet the fuel line is arranged close to or in the connecting channel.

Der Verbindungskanal erhält die Form eines hohlen Doppelkegels, dessen Spitzen in der Mitte zusammentreffen und dort eine enge Drosselöffnung bilden.The connecting channel takes the form of a hollow double cone, its Tips meet in the middle and form a narrow throttle opening there.

Der Zwischenbehälter kann als eine zum V#erbindungskanal parallele Bohrung, aber auch in anderer Richtung und Form ausgebildet werden. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ihm einen ringförmigen Querschnitt zu geben, um bei den verschiedenen Lagen des Motors stets ein gl,21.ches, von d,-r Schw-erkxaft wenig beeinflußtes Auffüllen des Zwischenbehälters zu erhalten, indem die Kapillarwirkung der nahen Oberflächen die Flüssi-keitssäule in jeder Lage festhält. Di2s kann praktisch durch ein Füllstäbchen, welches in den Zwischenbehälter eingeführt wird und gegebenenfalls durch gerade oder schraubenförmige Nuten den Brennstoffweg verlängert, erreicht werden.The intermediate container can be designed as one parallel to the connecting channel Hole, but can also be formed in a different direction and shape. It becomes according to the invention proposed to give it an annular cross-section in order to meet the different The engine was always in a smooth position, little influenced by the heavy weight Fill up the intermediate container to get by the capillary action of the near Surfaces the liquid column holds in any position. Di2s can practically through a filling stick, which is inserted into the intermediate container and, if necessary extended the fuel path by straight or helical grooves will.

Zu beachten ist, daß der Behälter jedesmal bei der Verbrennung von Brennstoff reingeblasen wird, so daß es eine Zeit dauert, bis nach Beginn der Verdichtung der Brennstoff die Eidspritzmündung erreicht.It should be noted that each time the container is burned Fuel is blown in so it takes some time after compression begins the fuel reaches the eid injection mouth.

Die Abb. i zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß der Erfindung. a ist der Zylinder einer Zweitaktmaschine, b die Kammer und c der Verbindungskanal zwischen beiden. Nahe der öffnung des Kanals c nach dein Arbeitsraum und nach- der Kammer zu münden die kleinen Bohrungend und J, welche aus dem Zwischenbehälter g kommen. Dieser wird durch die Zuleitungli über das Rückschlagventili und das regelnde Drosselventilk vorn Behälterl aus mit Brennstoff versorgt.Fig. I shows schematically an internal combustion engine with the features according to the invention. a is the cylinder of a two-stroke engine, b is the chamber and c is the connecting channel between the two. Near the opening of the channel c to your working space and after the chamber open the small bores end and J, which come from the intermediate container g . This is supplied with fuel through the supply line via the check valve and the regulating throttle valve from the front of the container.

Der Behälterl wird, da es sich um eine Zweitaktmaschine handelt, mit einem Gasüberdruck gespeist, welcher durch die öffnungrn in der Zylinderwand, kurz vor Freigabe der Auspuffschlitze über das Rückschlagventiln in den Behälterl eintritt und nötigenfalls durch ein Sicherheitsventil nach .oben begrenzt werden kann..The container is, since it is a two-stroke machine, with a gas overpressure, which through the opening in the cylinder wall, briefly enters the container via the check valves before the exhaust ports are released and, if necessary, can be limited upwards by a safety valve ..

Die Abb.2- zeigt schematisch in I bis IV verschiedene Stufen des Einspritzvorganges. In Bild I ist der Zustand nach der Verbrennung dargestellt. Der Behälter ist leer geblasen, nur in der Zuleitung bleibt noch Brennstoff stehen.The Fig.2- shows schematically in I to IV different stages of the injection process. Figure I shows the state after combustion. The container is empty blown, only fuel remains in the supply line.

In Bild II ist die Füllung des Zwischenbehälters nach der Ansaugeperiode bei der Viertaktmaschine oder Spülperiode bei der Zweitaktmascbine gezeigt.In picture II is the filling of the intermediate container after the suction period shown in the four-stroke engine or flushing period in the two-stroke engine.

Bild III zeigt das Einspritzen in die Kammer gegen Ende des Verdichtungshubes. Die Zeit bis zum Bee-inn des Einspritzens wird durch die Länge des Brennstoffweges bis zur Einspritzmündung und den Widerstand auf diesem Wege bestimmt.Figure III shows the injection into the chamber towards the end of the compression stroke. The time to be-in of the injection is determined by the length of the fuel path up to the injection port and the resistance is determined in this way.

Bild IV zeigt die Einspritzung in den Arbeitsraum gleich nach der Explosion in der Kammer. Die Zeitdauer dieser Einspritzung hängt von der Menge des in dem Behälter verbliebenen Brennstoffes ab.Fig. IV shows the injection into the working area immediately after Explosion in the Chamber. The duration of this injection depends on the amount of fuel left in the container.

Die Abb.3 zeigt beispielsweise iei-ne Ausführungsform eines kleinen Kammermotors mit den Merkmalen gemäß der vorliegenden Erfindung. An den Zylindera ist der Zylinderdeckelq angeflanscht, auf welchen wieder der' Kappendeckelr mittels der Verschraubungs aufgepreßt ist. Hinter diesem Deckel befindet sich die durch den Isoliereinsatz t gehaltene Glühspirale u, deren äußerster Ring metallisch mit der Verschraubung s verbunden ist. Der Deckelr ist aus besonders hitzebeständigem und dabei katalytisch wirkendem. Material hergestellt.FIG. 3 shows, for example, an embodiment of a small chamber motor with the features according to the present invention. The cylinder cover q is flanged to the cylinder a, onto which the cap cover is again pressed by means of the screw connection. Behind this cover is the glow spiral u held by the insulating insert t , the outermost ring of which is metallically connected to the screw connection s. The lid is made of particularly heat-resistant and catalytically active material. Material made.

In den Deckelq ist der Zwischenbehälterg eingebohrt und durch das Schräubchenp mit einer als Füllstück- dienenden Verlängerung abgeschlossen. Von dem Zwischenbehälter geht in den nach dem Arbeitsraum mündenden Teil P des Verbindungskanals, welcher sich bei ir zur Kammer erweitert, die Bohrungf und in den nach der Kammer gerichtete#n Teil die meist kleinere Bohrungd.The intermediate containerg is drilled into the lidq and closed by the screwp with an extension serving as a filler piece. The boref goes from the intermediate container into the part P of the connecting channel opening into the working space, which widens to the chamber at ir, and the mostly smaller bored into the part directed towards the chamber.

Ferner geht in den Zwischenbehälter die Zuleitungsbohrung h, welche den über das Rückschlagventili und das Regelventilk von dem Anschluß x kommenden Brennstoff zuführt.Furthermore, the supply bore h, which goes into the intermediate container coming from port x via the check valve and the control valve Supplies fuel.

Dieser kommt unter einem gewissen üb#erdruck aus dem Brennstoffbehälter. Bei Viertaktmaschinen genügt hierfür meist der atmasphärische Druck, da irn Zylinder und damit im Zwischenbehälter während der Ansaugeperiode Unterdruck herrscht.This comes out of the fuel tank under a certain excess pressure. In four-stroke machines, the atmospheric pressure is usually sufficient because in the cylinder and thus there is negative pressure in the intermediate container during the suction period.

Das Regelventilk ist ein einfaches Nadeldrosselventill welches entsprechend sein-er Einstellung die Zufuhr des Brennstoffes drosselt. Es kann auch von einem Regler und bei mit stark veränderlicher Drehzahl arb#eitenden Motoxen in bekannter Weise vom Unterdruck in der Luftansaugeleitung abhängig gemacht werden. Die Reglung ergibt für geringere Leistung eine geringere Brennstoffüllung des Zwischenbehälters, aus welchem jedoch die Kammer stets die ungefähr gleiche Menge erhält, während der mit der Füllung schwankende Rest in den Arbeitsraum eingespritzt wird.The control valve is a simple needle throttle valve which accordingly his setting throttles the supply of fuel. It can also be from one Controller and in the case of Motoxes that work with strongly variable speed in known Way can be made dependent on the negative pressure in the air intake line. The regulation results in a lower fuel filling of the intermediate container for lower performance, from which, however, the chamber always receives approximately the same amount, during the With the filling fluctuating remainder is injected into the working area.

Abb. 4 zeigt einen Zwischenbehälter mit genutetem Einsatz. Durch die schraubenfönnige Nut wird ein Brennst-offweg von bestimmter Länge und bestimmtem Widerstand ge- schaffen. c ist der Verbindungskanal, j die Einspritzmündui-ig in den Arbeitsraum, d diejenige in die Kammer, g der Zwischenbehälter und lt die Zuleitung. Im Zwischenbehälterg sitzt der von dem Schräubchenp gehaltene schraubenförinig genutete Ei insetzstifto.Fig. 4 shows an intermediate container with a grooved insert. By schraubenfönnige groove a burn-offweg of certain length and a certain resistance will create overall. c is the connecting channel, j the injection mouth into the working space, d the one into the chamber, g the intermediate container and lt the supply line. The screw-shaped, grooved egg, held by the screw, sits in the intermediate container.

Die Einspritzmenge und die Zeit der Einspritzung in die Kammer und in den Arbeitsraum wird durch die Bemessung der Querschnitte und Längen der beiden Einströnikanäle für den Brennstoff sowie durch die Lage der Mündungen im VeTbindungskanal und im Zwischenbehälter bestimmt.The injection amount and time of injection into the chamber and in the work space is determined by dimensioning the cross-sections and lengths of the two Single flow channels for the fuel as well as the position of the mouths in the connecting channel and determined in the intermediate container.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Self-igniting or externally igniting, air-compressing internal combustion engine with a chamber that is connected to the cubic capacity via a throttle duct and absorbs part of the air charge at the end of the compression stroke, and a bypass line for the throttle duct, which is connected to the cubic capacity on the one hand and to this chamber on the other hand During the suction stroke the fuel is sucked in or pressed in with a slight overpressure, characterized in that the throttle duct is designed as a duct which widens from a narrowest point both towards the cubic capacity and towards the chamber, into which the bypass line is narrow Opening between the displacement and the narrowest point and with a second such between this and the chamber opens and the latter is dimensioned with regard to its flow resistance so that on the one hand only the amount of fuel required to generate an ignitable mixture in the chamber during the compression stroke is pressed into the chamber, thereby detected by the air flowing through the throttle passage air and erstäubt z #, on the other hand the remaining Brennstoffnienge after Kammerexplasion as a result of the resulting here overpressure pushed out of the Umführungsleifung while detected by your flowing through the throttle channel to the displacement burning mixture, and is atomized.

2. Internal combustion engine according to claim i, characterized by an intermediate tank in the bypass duct of cylindrical Shape in which either a smooth-it or only a narrow annular gap is left free cylindrical or a grooved, in its outer diameter with the inner bore the intermediate container matching filler is used.