-
Schnell laüfgnde Luftspeicherdieselmaschine mit einem vom Hubraum
im Durchmesser abgesetzten Hauptbrennraum . Es sind bereits- Lüftspeicherdieselmaschi-.nen
bekannt, deren Hauptbrennraum vom Hubraum im-Durchmesser abgesetzt, außermittig
im Zylinderdeckel angeordnet ist 'und den Hubraum seitlich übergreift, ferner maschinenaufwärts
dorr- oder dachförmig - verjüngt ist, an seinen Wandungen die Mündungen der vollständig
in den Zylinderdeckel eingesetzten Einspritzdüse und . des Speichers aufweist und
am Ende des' Verdichtungshubes den Hauptteil der Ladeluft aufnimmt. Infolge dieser
Anordnung ergibt sich eine Verengung des Verbindungsquerschnittes zwischen Hauptbrennraum
und Hubraum; die insbesondere im Verein mit der eine Halbkugelschale bildenden,
domfärmigen oberen Wandfläche des Hauptbrennraumes, wie sie bei der bekannten Bauart
gewählt ist, die Speicherfüllung beeinträchtigen müß. Denn die in den' Hauptbrennraum
einströmende Luft wird dort an der maschinenauswärts gelegenen halbkugeligen Dachfläche
zu einer- wirbelnden Drehbewegung um eine Querachse des Hauptbrennraümes veranlaßt,
strömt also nur un-,vollkommen in den Speicher ein, weil die De-. schleünigung für
die zusätzliche Drehbewegung einen Druckverlust ergibt. Diese nachteilige Erscheinung
müßte vornehmlich bei den ari neuzeitlichen Fahrzeugmaschinen angewendeten hohen
Drehzahlen von mehr als 2ooö minutlichen Umläufen auftreten, falls eine Maschine
der geschilderten bekannten Bauart für diesen gesteigerten Schnellauf verwendet
würde. Dadurch würden sich einerseits die bei Maschinen'mit unterteiltem Verdichtungs-
und Brennraum an sich unvermeidlichen Drosselverluste - beim Umfüllen der Gasladung'vermehren,
andererseits würde die Speicherenergie durch- Minderfüllung des Speichers mit Luft
von vornherein geschwächt werden. Der konstruktive Grund für diese Nachteile liegt
bei der bekannten Bauart, abgesehen
von der außermittigen Lage
des Hauptbrennraumes über dem Hubraum, die eine exzentrische Einströmung ergibt,
und außer der die Wirbelung im Hauptbrennraum verursachenden Halbkugelform der Dachfläche,
insbesondere darin, daß der Speicherhals lediglich die Form einer kleinen Bohrung
aufweist, so daß der Querschnitt des Hagptbrennraumes an diesem Hals mit einem unvermittelten
Sprung in den Speicherquerschnitt übergeht und die in der Kugelschale sich drehenden
Luftströme an dem engen, zylindrischen Speicherhals vorbeiströmen.
-
Erfindungsgemäß werden diese Unvollkommenheiten dadurch beseitigt;
daß die sich verjüngende Wandfläche des Hauptbrennraumes stetig in einen in an sich
bekannter Weise dem, Speicher vorgelagerten Trichterraum von derart weitem Öffnungsquerschnitt
übergeht und die aufeinanderfolgenden Achsen des Hauptbrennraumes, des Trichters
und des Speicherraumes so geringe Winkelabweichungen aufweisen, daß die Flußrichtungen
der verdichteten Luft während der Einströmung in den Hauptbrennraum und Speicher
und diejenigen des gezündeten Gemisches während der Abströmung aus dein Speicher
und Hauptbrennraum nur geringfügige Änderungen erleiden und somit Dreh- und Wirbelbewegungen
vermieden «erden.
-
Es ist zwar an sich bekannt, bei Luftspeichermaschinen mit vom Hubraum
abgesetztem Hauptbrennraum stetige Übergänge mit weiten Trichteröffnungen zwischen
Hauptbrennraum und Speicher auszubilden. Jedoch liegt dabei die Speicherachse senkrecht
zu den Richtungen der in den Hauptbrennraum einströmenden und aus ihm ausströmenden
Gasladungen, so daß diese Strömungen bei der Füllung und Entleerung des Speichers
um einen rechten Winkel im Hauptbrennraum abgelenkt werden müssen, um der Hubrichtung
des Arbeitskolbens zu folgen. Auch diese Stromumlenkung wird erfindungsgemäß vermieden,
und es wird hierdurch gleichzeitig ein weicher Gang der Maschine erzielt und ihr
Wärmewirkungsgrad gesteigert, zwei Aufgaben, die sich sonst schwer vereinigen lassen.
Es ist bei' einer Speicheranordnung nach der Erfindung sogar möglich, die an sich
bekannte Mehrlochdüse zu verwenden, ohne da:'ß man einen härteren Gang oder ein
vermehrtes Verbrennungsklopfen der Maschine in Kauf nehmen müßte, wie dies sonst
jede Annäherung an die Strahleinspritzmaschine mit nicht unterteiltem Brennraum
befürchten läßt.
-
In den Zeichnungen sind in drei Abbildungen drei. Ausführungsformen
der Erfindung beispielsweise dargestellt, bei denen der domförmige Hauptbrennraum,
der Trichter und der Speicher gleichachsig angeordnet sind. Es leuchtet ein, daß
die besondere Form des gesamten Verdichtungsraumes, der aus Hauptbrennraum, Trichter
und Speicher besteht, sowie die gegenseitige Lage dieser drei Raumteile eigene Erwägungen
über die Anordnung und Spritzrichtungen der Einspritzdüse erforderlich machen. Solche
Eigenheiten der Düsen sind allerdings an sich bekannt und sollen beim Gegenstand
der Erfindung nur in Verbindung mit den übrigen Merkmalen Schutz genießen.
-
In allen Abbildungen bedeuten ä den Hauptbrennraum, b den Speichertrichter,
c den Speicherraum, d die Einspritzdüse, e den Zylinderdeckel, f den
Arbeitszylinder und g den Kolben.
-
In allen Abbildungen ist ferner der senkrecht zur Brennraumachse angeordnete
Düsenkörper d auf der der Zylinderachse abgewandten Brennraumseite eingesetzt. Die
Achsen des Düsenkörpers, des Brennraumes und des Zylinders liegen dabei in an sich
bekannter Weise in der gleichen Hauptschnittehene der Maschine. Der Düsenkörper
ist bei dieser Anordnung leicht kühl zu halten, da er bis auf einen geringen, dem
Deckelflansch benachbarten Teil seiner Umgebung vom Kühlwassermantel umgeben ist
oder ihm zum mindesten sehr nahe liegen kann. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß die Strömungswege vom Hubraum nach dem Speicher und umgekehrt einen denkbar
günstigen, fast geradlinigen Verlauf nehmen können und daß die mit hoher Geschwindigkeit
austretende Speicherflamme die Einspritzdüse in keiner Weise berühren kann. Trotzdem
aber wird `der Speicher infolge der. seitlichen Lochanordnung der Düse in dem erforderlichen
Maße auch mit Brennstoff geladen.
-
Im besonderen durchdringt der Düsenkörper d die der Zylinderachse
abgewandte Seitenwand des Brennraumes a etwa auf der halben Höhe dieses Raumes,
also noch unter der kuppelförmigen Wölbung, mit der der Brennraum im den Speichertrichter
übergeht. Diese Wölbung schützt die Einspritzdüse besonders gut vor der unmittelbaren
Berührung mit der austretenden Speicherflamme.
-
Bei der Ausführungsform nach Abb. r ist dabei eine Einspritzdüse vorgesehen,
von der der Brennstoffstrahl im ganzen in an sich bekannter Weise in die Umgebung
des Speichertrichters und in den Speichertrichter hineingespritzt wird. Es ist eine
Einlochdüse dargestellt, jedoch kann auch eine Mehrlochdüse mit wenig voneinander
abweichenden Strahlrichtungen angewandt werden.
-
Bei der Maschine nach Abb. a ist eine Zweilochdüse vorgesehen, von
der ein Brennstoffstrahl seitlich in zur Mantellinie des Speichertrichters etwa
paralleler Richtung gegen den
Speicherraum -hin und der zweite Strahl
schräg durch den Brennraum gegen den Hubraum hin gespritzt wird.. -Zur besseren
Vermischung von Luft -und Brennstoff vor und während der Speicherausblasung kann
auch eine Mehrlochdüse mit stark voneinander abweichenden Strahlrichtungen vorgesehen
werden, ohne daß, wie schon erwähnt, ein Klopfen der Maschine eintritt. In Abb.
3 ist beispielsweise eine Dreilochdüse dargestellt, von der ein Brennstoffstrahl
gegen den Speicherraum hin, ein zweiter Strahl in Achsrichtung der Düse quer durch
den Brennraum und der dritte Strahl schräg durch den Brennraum gegen den Hubraum
hin gespritzt wird.
-
Es ist ersichtlich, da.ß außer der guten Kühlung für die Düse bei
allen.diesen Ausführungsbeispielen auch der Hauptbrennraum allseitig vom Kühlwasser
umspült werden kann, so daß eine gleichmäßige Temperaturhaltung für alle diese Teile
gewährleistet wird.