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Verbrennungskraftmaschine mit einer vom Hubraum der Maschine abgetrennten
und mit diesem über eine Dross(#löffnung in Verbindung stehenden Vergasungskammer
Es sind bereits Verbrennungskraftmaschinen mit einer vom Hubraum der Maschine ab-,getrennten
und mit diesem über eine Drosselöffnung in Verbindung stehenden Verg-asungskammer
bekannt, 'bei denen der Brennstoff in die Vergasungskammer eingebracht wird, während
die Verbrennungsluft über ein besonderes Lufteinlaßventil -unmittelbar ül den Huhraum
der Maschine eingesaugt wird und der Kolben diese Luft während des Verdichtungshubes
im wesentlichen vollständig in die Vergasungskammer überschiebt und bei denen ferner
am Ende des Verdichtungshubes das in der Vergasungskammer befindliche Brennstoff-Luft-Gemisch
durch eine ungefähr in der Rotationsachse der Kammer angeordnete, durch einen Vorsprung
in der Kammerwand vor unmittelbarem Aufprallen von Brennstoffteilchen geschützte
Zündkerze gezündet wird. Bei diesen bekannten Maschinen hatte die Vergasungskammer
eine im wesentlichen kugelige Gestalt. Der Mangel dieser bekannten Maschinen bestand
darin, daß sie einen durch Unregelmäßigkeiten bei der Zündung des Gemisches und
durch eine zu langsame Verbrennung des Gemisch-es bei kleiner Belastung der Maschine
verursachten ü-bermäßigen Brennstoffverbrauch hatten. Diese Zünd- und Verbrennungsschwierigkeiten
verhindern närn-]ich, die Reichheit des Gemisches unter eine bestimmte Grenze zu
senken, unter die eine Senkung beim Lauf mit geringer Drehzahl eigentlich erfolgen
müßte.
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Mit kugelförmigen Vergasungskamm-ern ist dies jedoch nicht möglich,
weil man hier ein nahezu homogenes Gemisch aus Luft und Brennstoff erhält. Die aus
dem Zylinder kommende Luft wurde bei den bekannten Masc.
hin#en
nämlich in einem kegeligen -, einen großen Teil des Kugelvolumens einnehmenden Strom
nahezu diametral in die kug liare Vergasungskammer eingeleitet, wo sich die Luft
mit dem vergasten Brennstoff tiüschte,-der durch ein Ventil mit Ablenker in zu defi#
Wänden der Ver- gasungs k zainnier tangentialer Richtung ein- gebracht wurde.
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Selbst bei Einmündung des zu dem Zylinder führenden Verbindungskanals
tangential zu den Wänden der Vergasungskammer (eine Ausführungsform, die bei bestimmten,
allerdings nicht der oben angegebenen allgemeinen Gattung-angehörenden Motoren vorgeschlagen
wurde) würde man immer noch ein im wesentlichen homogenes Gemisch erzielt haben,
so daß dadurch dem Mangel nicht abgeholfen werden konnte.
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Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, zwischen der Vergasungskammerund
der Zündkerze,ein Gitter anzuordnen und den Brennstoff auf dieses Gitter oder in
einen im Innern des Gitters befindlichen Raum zu richten, lum das Gemisch in der
Nähe der Zündkerze anzureichern und dafür zu sorgen, daß der Rest des Gemisches
in dem größeren Teil der Vergasungskammer stärker mit Luft verdünnt ist. Man hoffte,
auf diese Weise ein nicht homogenes, zündfähig bleibendes Gemisch zu erzielen, deasen
Gesamtbrennstoff-Igehalt unterhalb der Grenze liegt, unterhalb deren homogene Gemische
sich nur noch unvollkommen zünden lassen. Das hierbei verwendete Gitter hat jedoch
seinerseits erhebliche Nachteile. Es bremst die Explosion, ruft unter dem Einfluß
der zahlreichen von ihm gebildeten heißen Punkte vorzeitige Zündungell 'hervor und
fällt schließlich einer schnellen Zerstörung anheim.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung hilft nun allen geschilderten Mängeln
ab. Die Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen der oben beschrieb2nen Art
und besteht darin, daß die mit ihrer Rotationsachse im wesentlichen senkrecht zur
Zylinderachse liegende Vergasungskammer birnenförnlig gestaltet und an ihrem der
Zylinderachse zu ,elegenen stärkeren Ende über einen tangene# tiall in sie einmündenden
Kanal mit dem Hubraum verbunden ist sowie an Ihrem unmittelbar am Verbindungskanal
gelegenen, dem tan-ential in die Brennkammerwandun- übergehenden gegenüberliegenden
Wandungsteil eine lippenartige Verstärkung besitzt, die das kreisende Brennstoff-Luft-Gernisch
bei seiner Rotationsbewegung nach dem- schwächeren Ende der Vergasungskammer zu
ablenkt.
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Dank dieser Anordnung hat der nach dem Z,
kleinen Ende der birnenförmigen
Vergasungskammer hin geworfene Brennstoff das Bestreben, sich dort anzuhäufeii.
Die den Brennstoff bei seiner Einführung gegebenenfalls begleitende Luft führt dabei
eine kreisende Bewegung von der Seite des kleinen Durchmessers nach der Seite des
großen Durch-Z> messers der Vergasun gskammer hin. aus. Die durch den tangentialen
Verbindungskanal züi-Z, ,gedrückte Luft wandert in kreisender Bewe-1-ung von der
Seite des größeren Durchmessers in gleicher Drehrichtung wie die erstz3 ,-enannte
Luft, jedoch exzentrisch zu dieszr. Außerdem bewirkt die aus dem Zylinder in die
Vergasungskammer gedrück-te Luft auch eine Verdichtung des vorher eingebrachten
Gemisches in Richtung der Zündkerze. Diese Wirkungen haben in ihrem Zusammenspiel
eine Schichtbildung des gasförmigeii GemisGlies zur Folge, wobei. die Brennstoffdämpfe
in der Nähe der Zündkerze am kleinen Ende der birnenförmigen Kammer
ge-
halten werden, wo sie verhältnismäßig außerhalb des Bereiches der durch
die Einbrin-'.'ung der Frischluft er7eugten, Wirlbelung bleiben.
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Bei dieser Gesamtanordnung ist es möglich, zi ZD die gewöhnlichen
Schutzmittel anzuwenden, Z,
um die Zündkerze - g eg eil unmittelbar
auf sie gerichtete Brennstoff strahlen zu schützen, ohne daß man sich. dabei eines
Gitters bedienen muß, dessen Nachteile oben auseinandergesetzt sind.
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Die einen Ablenker bildende Wand oder Lippe der. Vergasungskammer
sichert eine ,gute Wärmeableitung, wodurch jede schädliche überhitzung an dieser
Stelle vermieden wird.
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Bei einem Motor gemäß der Erfindung pflanzt sich die Flamme im Augenblick
der durch die Zündkerze hervorgerufencii Explosion derart fort, daß sie ein ständig
wachsendes Volumen der Vorkam-mer in Mitleidenschaft zieht und so in Zonen mit immer
größerem Luftanteil kommt. Man begünstigt so die natürliche Entwicklung der Flamme
und vermeidet das Auftreten von stoßweisen Explosionsw-ellen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Anordnung ist es möglich. bei kleinen Drehzahlen mit Gemischen zu arbeiten, deren
Gesamtbrennstoffgelialt viel geringer ist als der bei homogenen Gemischen erforderliche
Mindestgehalt an Brennstoff. Dadurch erzielt man eine beträchtliche Brennstoffersparnis.
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Andere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung- ergeben sich aus der
folgenden Beso,hreibun'-.
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Die Zeir,1-inung zeigt ein, Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
Schnitt durch den Deckel eines Motors.
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Die VergasungskammerA wird von einem Hohlraum gebildet, dessen rechter
Teil i Kugelform hat, während sein linker Teil 2
die Gestalt eines
Kegels aufiüeist, der durch eine Kugel von kleinerem Radius vervollständigt ist.
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- Die Vergasungskammer hat also insgesamt eine birn#enförmige
Gestalt.
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Auf diese Weise wird eine Vorwärtsbewegung des ,gasförmigen Gemisches
in einer kegeligen Spirale bewirkt. Der Eintrittskana13 der Luft in die Vergasungskammer
tangiert den kugeligen Teil. Die Zündkerze 4 ist in einer öffnung befestigt, die
sich am Boden des verengten. Teiles 2 befindet. Das Brennstoffzuführungsventil
5 befindet sich im oberen Teil des kugeligen Hohlraumes i geggenüber dem
Kanal 3. Diese Brennstoff -zuführungsvorrichtung besteht im Falle einer Unterdruckspeisung
aus einem Ventil mit einem Ablenker g. Im Falle einer Drunkspeisung wird die Brennstoffzuführungsvorrichtung
von einer Vorrichtung bekannter Art gebildet.
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Zwischen der Brennstoffzuführungsvorrichtung und der Zündkerze springt
ungefähr dort, wo die Erzeugende des Kegels die Kugel tangiert, eine Vorkragung
6 nach unten vor, die einen Schirm bildet, der die Zündkerze gegen den Brennstoffstrahl
schützt. Die Vergasungskammtrwand bildet fernerhin etwa an der der Brennstoffzuführungsvorric;htung
gegenüberliegenden Stelle eine lippenartige Verstärkung 7, die dem Rand des
Lufteintritts folgt und auf dem kegeligen Teil gemäß einer Kurve gestaltet ist,
die den Luftwirbel nach der Mitte der kleinen Kugel hin ric ' htet.
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Die dem Ventil 5 gegenüberliegende Verstärkung
7 hat über die ganze Breite der Vergasungskammer eine nach dem Verbindungskanal
3 hin anivachsende Stärke. Die Mitten des Brennstoffzuführungsventils
5, des Kanals 3,
der Zündl,-,erze 4, des Vorsprunges 6 und der
lippenförmigen Verstärkung 7 liegen wenigstens annähernd in der Symmet fieebene
der Kammer.
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Wenn das Ventil 5 siah, öffnet, so sammelt sic.h. der in flüssigem
Zustande kräftig nac#h dem kleinen Ende 2 der Vergasungskammer hin geschleuderte
Brennstoff dort an. Der Luftanteil, der den Brennstoff bei seiner Einbringung gegebenenfalls
begleitet, führt, wie man der Zeichnung entnehmen kann, eine dem Uhrzeigersinn entgegengerichtete
kreisende Bewegung aus. Brennstoff, der sich auf der heißen Wand der Vergasungskaminer
absetzt, verdampft. Die Frisqhluft, die durch den tangentialen Kanal 3 in
die Vergasungskammer gedrückt wird, nimmt dort ebenfalls eine kreisende Bewegung
auf, und zwar in derselben Richtung wie die erstgenannte Luft, jedoch exzentrisch
zu dieser, und zwar infolge der Richtung des Lufteintritts und des Ablenkers7. Neben
dieser Bewegung bewirkt die aus dem Zylinder ständig in die Vergasungskammex gedrüclzte
Luft eine Verdichtung des vorher eingebrachten gasförmigen Gemisches in Richtung
der Zündl,-erze, wodurcih erzielt wird, daß die Dämpfe in einem Teil der Vergasungskammer
von der Wirbelbewegung verhältnismäßig nicht erfaßt werden. Dieser Teil befindet
sich in der Nähe der Zündkerze. Bemerkt sei, daß die kreisende Bewegung der Luft
wesentlich durch eine Kugelfläche begrenzt wird, die die große Kugelseite der Vergasungskaminer
und ihr G,e,g,enstüc;I,- in dem Raum auf der linken Seite der Zeichnung bildet.
Das kleine Ende der Ver-asun-skammer liegt so verhältnismäßig außerhalb dieser Umlaufbewegung.
Der Vorsprung 6 verhindert eine Verschmutzung der Zündk-erze durch in Richtung
der Zündkerze geworfene und durch die aus dem Zylinder kommende Luft zurüQkgeworfenen
Brennstoffteile.
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Durch die besondere Ausbildung der Vergasungskammer kann der Motor
ohne Luftregelung arbeiten. Es ist lediglich erforderlich, die eingebrachte Breimstoffmenge
einer Regelung zu unterziehen. So arbeitet der Motor beispielsweise bei langsamem
Lauf, wenn die eingebrac;lite Brennstoffmenge am geringsten ist, bei voller Füllung
des Zylinders durchaus einwandfrei trotz des -roßen ZD Luftüberschusses. Die Se.hichtenbildung
des Gemisches wird durch die gemeinsame Wirkung der Form der Vergasungskammer -und
der allgemeinen Anordnung ihrer Bestandteile, welche den Brennstoffstrahl richten,
durch den Stoß der Wirbelluft, die den Brennstoffdampf ini kleinen .Ende der Vergasungskammer
konzentriert, und durch die Vorrichtung zur Ablenkung des Z, el flüssigen
Breirnstoffstrahles von der Zündkerze erzielt.