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Erennkraftmaschine rm,t besonderer Brennkanuner Es sind bereits Brennkraftmaschinen
mit einer besonderen Brennkammer bekannt, bei welchen die Verbindungs#öffnimg zwischen
der Brennkammer und dem Zylinderraum anläßlich jedes Hubes in der Nähe der inneren
Totlage des Arbeitskolbens durch einen am letzteren angebrachten Bolzen gedrosselt
wird, in dessen Innerem ein Durchtrittskanal mit sich nach der Brennkammer jöffnendem
Ventil vorgesehen ist. Es sind auch Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Größe
der Verbindungsöffnung innerhalb der einzelnen Hübe unverändert bleibt, bei Änderung
der Drehzahl der Maschine aber durch ein gesteuertes Schließelement geändert wird.
Das Schließeleinent ändert seine Stellung hierbei schieberartig quer zur Achsrichtung
der Offnung.
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Die erfindungsgemäße Anordnung -ermöglicht die selbsttätige Einstellung
der Größe der Verbindungsöffnung, d.h. die selbsttätige Reglung der Drosselung des
überströmquerschnittes in Anpassung an die Drehzahl der Maschine auch bei Maschinen,
bei denen in die Verbindungs.öffnung während jedes Hubes der erwähnte Bolzen eindringt,
wo demnach weder ein sich schieberartig bewegendes noch ein ventilartiges, sich
in der Achsrichtung der öffnung bewegendes Schließorgan zur Anwendung gelangen kann.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist die Verbindungsöffnung zwischen
Brennkammer und Zylinderraum. als ein um seine Achse verdrehbarer Kanal ausgebildet
mit einer oder mehreren Nuten an der Innenseite. An der Oberfläche des am Arbeitskolben
angebrachten, in den Verbindungskanal tauchend-en Bolzens ist bzw. sind mit dessen
Nut oder Nuten zusammenwirkende Gegennuten vorgesehen. Ein bei Änderung der Drehzahl
in Aktion tretender Regler verdreht den Kanal um seine Achse, wodurch das
Deckungsverhältnis
der Nuten und Ge-ennuten und damit der Überströmquerschnitt geändert wird.
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Der die Verbindungsöffnung bildendeKanal bildet mit der Wandung der
Brennkammer ein einziges Stück. wobei durch den Re-ler selbstredend die ganze Brennkammer
verdreht wird.
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Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Ausführungsform der Anordnung
gemä12) der C l# ZD Erfindung dar, und zwar Fig. i im Schnitt durch die Achse
des Arbeitszylinders, Figl. 2 im Schnitt nach der Linie 11-11 der Fi-. i.
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Die Brennkanimer 2 ist im Zylinderkopf i drehbar gelagert. Die Elemente,
welche die Brennkamnier gegen axiale Verschiebunsichern, sind einfachheitshalber
nicht dargestellt. Der konische Bolzen 4 ist am Arbeitskolben 5 Unbeweglich
befestigt. Bei der dar---estellten oberen Totpunktlage des Arbeitskolbens ragt er
in den Verbindun-skanal 12 zwischen der Brennkammer 2 und dem Zylinderraum i
g hinein. Im Inneren des Bolzens ist ein Durchtrittskanal i o, i i mit Zuführun-söffnungen
8, 9 aus ' gebildet, in welchem ein Kugelventil b vorgesehen
ist -, dessen Sitz 7
ini Bolzen befestigt ist. Das Kugelventil
öff-
net sieh nach der Breimkammer und schlieft sich nach dem Zylinderraum.
In der Wandun- des Verbindun-skanals 12 ist eine mit 2o vorgesehen, die init einer
im Bolzen 4 ausgebildeten Gegennut 16 zusammeinvirkt. Die Brennkammer 2 ist mit
einem Zahnkranz 1 7
versehen, in welchen das Zahnrad iS eingreift. Mit
der Welle ig dieses Zahnrades ist ein bei Anderung der Drehzahl der Maschine in
Aktion tretender selbsttätiger Regler verbunden.
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Während des Verdichtun-shubes ist der Kanal 12 zunächst vollständig
geöffnet, so daß dic durch den Kolben 5 verdichtete Luft vom Zylinderraum
15 unbehindert in die Brennkammer z stromen kann. In der Nähe
der oberen
Totlage des Arbeitsk-olbens 5
taucht zwar der Bolzen 4 in den Kanal 12 hinein.
wodurch dessen Querschnitt verringert wird; die verdichtete Luft des Zylinderraumes
15 dringt jedoch durch die öff nungen 8, 9 in den Kanal i o ein, liebt
die Ventilkugel 6 von ihrem Sitz 7 und'strömt durch den
, Kanal i i der Bri-nrikammer 2 zu.
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Der Brennstoff wird durch die obere Offnung der Breniik-ammer 2 mittels
einer Düse eingespritzt. Als solche dient zweckmäßig eine Zapfen- oder Mehrlochdüse
-, die aber einen verhältnismä124,- engen Brennstolikegel einspritzt.
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Durch den stei-ciideii Druck in der Brennkammer 2 nach Einspritzen
des Brennstoties wird die Veiiiilkti-cl 6 auf ihren Sitz 7 zurückgedrückt
und dadurch der Kanal io geschlosz> sen, so daß die Verbrennungsgase nur durch den
freien Querschnitt zwischen dem Bolzen 4 und dem Hals 131 d. b. durch den
Kanal 12, stark gedrosselt, züm Zylinderraum 15 gelangen können.
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Die Konizität des Bolzens 4 wird so ge-
wählt, daß in den verschiedenen
Lagen des Arbeitskolbens 5 vom Querschnitt des Kanals 12 so viel frei bleibt,
um im Zylinderrauin 15 durch die aus der Breimkammer 2 hierherströmendenVerbrennungsgasevorausbestimmte
Drücke aufrechtzuerbalten.
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Bei 'Änderung der Drehzahl der Maschine wird die Brennkainmer 2 samt
der Nut 20 durch den Regler um einige Grade verdreht, wodurch das überdeckungsverhältnis
der Nut 2o und der Gegennut 16 und damit der durch diese Nuten gebildete
überströmquerschnitt geändert wird.
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Wenn sich der Kolben 5 in oder in der Nähe der unteren
Totlage befindet, also während der Spülung bzw. bei Viertaktmaschinen während des
Saughubes, werden Bolzen und Ventil durch die einströmende Luft wirksam t,ekühlt.
Eine weitere wirksame Kühlung wird durch den in die Brennkammüreintretenden Brennstoffstrahl
bewirkt, welcher sowohl die Ventilkugel als auch den Bolzen bestreicht. Letzterer
wirkt mit seiner immerhin beträchtlichen Temperatur gewissermaßen auch als Zünder.
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Wird die Spül- bzw. Ladeluft in den Zylinder in einer solchen
Richtung eingeführt, daß sie hier im weitereneine kreisende Bewegung vollführt,
so behält sie diese dank der großen C1bertrittsöffnung zwischen Zylinderraum und
Brennraum auch iiii letzteren noch bis Ende des Kompressionshubes bei. Sobald aber
der Bolzen 4 in den Kanal 12 taucht, entsteht eine dem Brennstoffstralil elitgegengesetzte
Luftströmung, die durch den umlaufcnden Wtllst4 an die Peripherie der Brennkammer
abgedrängt wird. Diese beidenLuftbewegungen, die kreisende und die garbenförmige,
ermöglichen eine sehr günstige Verteilung des Brennstoffes auf die Ladeluft. Der
in kürzerer Zeit, als dem spezifischen Zündverzug entsprechen würde, eingeführte
Brennstoff wird dadurch unter sehr starker Druck- und Temperatursteigerung auf einmal
verbrannt, so daß der erforderliche Luft-Überschuß herabgesetzt und dadurch die
Literleistung der Maschine verbessert werdenkann. Da die erreichten Höchsttemperaturen
dank der raschen, sozusagen explosionsartigen Verbrennung nur kurze Zeit anhalten,
ist ein Luftüberschuß aus diesem Cksichtspunkte nicht vonnöten, und dieser braucht
nur so groß bemessen zu werden, als zur Sicherung einer vollkommenen Verbrünnun-
und eines rauchlosen Auspuffs erforderlich ist.
Es ist ersichtlich,
daß es nicht unbedingt notwendig ist, die ganze Brennkamnier 2 drehbar auszubilden;
es genügt auch, wenn die die N. ut 2o enthaltende Wand des Kanals 12 verdreht
wird.