DE681794C

DE681794C - Luftverdichtende selbstzuendende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE681794C
Application number: DEK142553D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-06-13
Filing date: 1936-06-13
Publication date: 1939-10-02
Also published as: FR822961A

Description

Luftverdichtende selbstzündende Brennkraftmaschine Es sind bereits mit Selbstzündung arbeitende Brennkraftmaschinen bekanntgeworden, bei welchen der eigentliche Hubraum durch einen überstrßmkanal mit einer Misch- und Zündkammer in Verbindung steht, in welcher sich ein Hilfskolben hin und her bewegt. Die Luft wird im Arbeitszylinder dieser Maschinen durch den Arbeitskolben nicht bis zu einem zur Selbstzündung des Brennstoffes ausreichenden, sondern nur auf eitlen unter diesem liegenden Druck verdichtet. Hierauf wird durch den Hilfskolben die Misch- und Zündkammer vergrößert, wodurch in der letzteren ein Unterdruck gegenüber dem Arbeitszylinder und im Überströmkanal eine vom Arbeitszylinder in die Misch- und Zündkammer gerichtete Luftströmung entsteht. In diese strömende Luft wird dann der Brennstoff eingespritzt. Der eigentliche Zünddruck für das Brennstoff-Luft-Gemisch, d.h. jener Druck, bei welchem die Temperatur der Luft die Entzündungstemperatur des Brennstoffes erreicht, wird von dem Hilfskolben erzeugt, wenn dieser die Mischkammer verkleinert und das Brennstoff-Luft-Gemisch in den Arbeitszylinder hinüberdrängt.
Bei Maschinen dieser Art müssen, wie bereits aus der kurzen vorstehenden Beschreibung hervorgeht, sämtliche Elemente des Hilfskolbenantriebes der sich aus dem vollen Verdichtungsenddruck ergebenden Kraft angemessen dimensioniert werden,-wodurch der Antriebsteil zu groß und schwer ausfällt. Dies bedeutet aber einerseits eine erhebliche Gewichtsvermehrung für die Maschine, anderer seits infolge der entstehenden großen Trägheitskräfte eine Behinderung der schnellen Bewegung der Elemente.
Bei der erfindungsgemäß entworfenen Maschine hat der in dem Misch- und Zündraum befindliche Hilfskolben mit der Verdichtung der Luft nichts zu tun.. Vielmehr ist sein Antrieb vom Verdichtungsenddruck und den bei der Verbrennung entstehenden hohen Drücken völlig entlastet, so daß die einzelnen Antriebselemente leicht ausgeführt werden können und auch die Reibungsverluste geringer sind.
Bei der Maschine gemäß der Erfindung erfolgt nämlich die Verdichtung der Luft im Arbeitszylinder biss zur Erreichung der Entzündungstemperatur des Brennstoffes in der üblichen Weise durch den Arbeitskolben, und die Misch- und Zündkammer wird in übereinstimmung mit der bekannten Maschine durch den Hilfskolben kurz vor Erreichung des oberen Totpunktes des Arbeitskolbens freigelegt, wobei sich jedoch der Hilfskolben in seiner unteren Stellung unmittelbar an einen Anschlag anlegt, so daß während der hohen Drücke sein Antriebsteil entlastet ist. Aus dieser entlasteten Stellung geht er unter Verdrängung der Verbrennungsprodukte aus der Mischkammer erst dann zurück, wenn der Arbeitskolben seinen Arbeitshub ganz oder nahezu vollendet hat. Der Hilfskolben bzw. dessen Antriebsteil können erfindungsgemäß auch zur Steuerung des Ladevorganges dienen, indem man mit denselben unmittelbar oder mittelbar ein den Ladelufteinlaß oder den Auspuff steuerndes Organ, z. B. ein Ventil, einen Schieber o. dgl., verbindet.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt durch die Achse des Arbeitszylinders, und zwar in Abb. i bei der oberen und in Abb.2 bei der unteren Totlage des Arbeitskolbens.
Nach erfolgter Ladung des Zylinders mit Frischluft verdichtet der im Arbeitszylinder i befindliche Arbeitskolben 2 diese Luft bis zur Erreichung des Zünddruckes. Während der Kolben die letzten 3o bis 2o Grad vor dem oberen Totpunkt, an der Kurbelwelle gemessen, zurücklegt, ist der Hilfskolben 3 durch eine Feder bereits in die in Abb. i dargestellte untere Lage verschoben worden. Infolge des bei der Verschiebung des Hilfskolbens 3 im Raum q. entstehenden Unterdruckes gegenüber dem im Zylinder i herrschenden strömt die durch den Kolben 2 verdichtete Luft bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Kolben 2 seine obere Totlage erreicht hat, durch die Verbindungsöffnung 5 mit großer Geschwindigkeit in den Raum q. über. In die überströmende Luft wird durch die Düse 6 die erforderliche Brennstoffmenge, und zwar gleichsinnig zum Luftstrom, eingespritzt. Der eingespritzte Brennstoff entzündet sich in der verdichteten Luft und verbrennt, wobei die Verbrennung zunächst fast ausschließlich im Raum q. vor sich geht. Wenn der Kolben 2 die obere Totlage erreicht hat, befindet sich fast das gesamte Brennstoff-Luft-Gemisch im Raum q.. Infolge der Verbrennung des Brennstoffes steigt der Druck im Raum q., sucht sich dann in den miteinander in Verbindung stehenden Räumen auszugleichen und verschiebt dabei den Arbeitskolben 2 unter Arbeitsleistung in seine untere Totlage. Während der hohen Drücke sitzt der Hilfskolben 3, - wie oben -bereits :erwähnt wurde, unmittelbar an einem Anschlag auf, so daß sein Antriebsteil von diesen Drücken entlastet ist. Sobald der Kolben 2 die Auspuff-Öffnung 7 teilweise freilegt, wird alsdann der Hilfskolben 3 durch eine Nockenscheibe mittels der Stange 8 verschoben, das Volumen des Raumes q. auf nahezu Null verringert, und dabei werden die noch in dem Raum 4 befindlichen Verbrennungsprodukte nach überwindung eines unerheblichen Gegendruckes in den Zylinder i übergeschoben. Gleichzeitig legt der mit der Kolbenstange 8 des Hilfskolbens 3 fest verbundene Kolbenschieber g die Einlaßöffnung io zum Arbeitszylinder. frei, so daß Spül- bzw. Ladeluft durch die öffnung i i und den Raum i--, hierbei die dort befindlichen Verbrennungsprodukte zusammen mit den aus dem Raum q. hierher verdrängten durch die öffnung 7 hinausdrängend, in den Zylinderraum strömt. Hierauf beginnt der Arbeitskolben 2 wiederum seinen Verdichtungshub, schließt zuerst die Auslaß-, dann die Einlaßöffnung ab und verdichtet die im Zylinder vorhandene frische Ladeluft bis zur Erreichung des Zünddruckes. Gegen Ende des Verdichtungshubes beginnt der eingangs beschriebene Mischungs- bzw. Verbrennungsvorgang von neuem.
Die Ermittlung der genauen zeitlichen Einstellung der Bewegung des Hilfskolbens 3 in bezug auf den Arbeitskolben 2 erfolgt am besten versuchsmäßig, und zwar so, daß der Brennstoffverbrauch möglichst gering ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Luftverdichtende selbstzündende Brennkraftmaschine, bei welcher in einer Misch-und Zündkammer durch einen Hilfskolben ein Unterdruck gegenüber dem Arbeitszylinder geschaffen und der Brennstoff in die zufolge dieses Druckunterschiedes vom Arbeitszylinder in die Misch- und Zündkammer hinüberströmende Luft eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben die Misch- und Zündkammer erst kurz vor Erreichung des oberen Totpunktes des Arbeitskolbens freilegt und unter völliger Freigabe der Misch-und Zündkammer sich in seiner einen Endstellung unmittelbar an einen seine Kolbenstange vom Verdichtungsenddruck entlasteriden Anschlag anlegt, aus welcher entlasteten Stellung er unter Verdrängung des Restes der Verbrennungsprodukte aus der Kammer in den Arbeitszylinder erst in seine andere Endstellung verschoben wird, wenn der Arbeitskolben den Dehnungshub vollendet oder nahezu vollendet hat. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hilfskolben ein den Zutritt der Frischluft zum Arbeitszylinder steuerndes Organ verbunden ist.