DE724065C

DE724065C - Verfahren zum Betrieb von im Viertakt arbeitenden Brennkraftmaschinen fuer Wasserstoff

Info

Publication number: DE724065C
Application number: DEE45205D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-01-27
Filing date: 1934-01-27
Publication date: 1942-08-17

Description

Verfahren zum Betrieb von im Viertakt arbeitenden Brennkraftmaschinen für Wasserstoa Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von im Viertakt arbeitenden Brennkraftmaschinen für Wasserstoff, bei denen das Wasserstoffgas in den mit Luft gefüllten Zylinder zu Beginn des Verdichtungshubes eingeführt wird.
Es ist bereits bekannt, bei solchen Maschinen das Wasserstoffgas während des Verdichtungshubes in den Zylinder einzuführen. Außerdem ist es für Gasmaschinen ganz allgemein bekannt, das Brenngas zu Beginn der Verdichtung in den mit Luft gefüllten Arbeitszylinder einzuführen.
Gemäß der Erfindung wird bei den genannten Maschinen von der bei Gasmaschinen allgemein bekannten Maßnahme, das Brenngas zu Beginn des Verdichtungshubes in den Zylinder einzuführen, Gebrauch gemacht aus der Erkenntnis heraus, daß dadurch eine nur bei diesen Maschinen sich ergebende überraschende neue Wirkung erzielt wird. Es werden dadurch Schwierigkeiten überwunden, die nur diesen Maschinen eigentümlich sind.
Bekanntfich tritt bei der Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff eine Volumenverminderung auf, die zur Folge hat, daß das Verbrennungserzeugnis, im wesentlichen Wasserdampf, einen kleineren Raum einnimmt als die Ausgangsgase. DieseTatsache beeinträchtigt die Umsetzung der bei der Knallgasverbrennung entstehenden großen Wärmemengen in Arbeit und damit die Leistung erheblich, weil nach der Verbrennung nicht genügend Gas zur Verfügung steht, das die bei der Verbrennung frei werdenden Wärmemengen aufnimmt und durch Ausdehnung in Arbeit umsetzt.
Eine weitere beim Betrieb dieser Maschinen auftretende und diesen eigentümliche Erscheinung ist die Nachverdampfung. Die nach Beendigung des Ausstoßens der Verbrennungsgase im Zylinder verbleibenden Verbrennungsrückstände, im wesentlichen Wassertropfen und Wasserdampf, verdampfen während des Ansaugens infolge des Unterdruckes und der bei diesen Maschinen besonders heißen Zylinderwände nach, dehnen sich aus und verhindern somit die völlige Füllung des Zylinders mit Luft und setzen der Gaseinführung einen großen Widerstand entgegen.
Um den nachteiligen Folgen der Raumverminderung bei der Verbrennung und der Nachverdampfung zu begegnen; kommt es darauf an, die Füllung des Zylinders in jeder Weise zu begünstigen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird daher das Wasserstoffgas zu Beginn des Verdichtungshubes eingeführt, da zu diesem Zeitpunkt der Druck im Zylinder am geringsten ist und mit geringem Gasdruck jede beliebige Füllung des Zylinders möglich ist.
Der größte Teil der Wärmemenge wird bei den Maschinen der vorliegenden Art an die Zylinderwände und an den Kolben abgeführt, so daß diese Teile sehr beansprucht werden. Außerdem haben die hohen Temperaturen zur Folge, daß die Verbrennungsrückstände während des Ansaughubes nachverdampfen und derWasserdampf an den heißen Zylinder- und Kolbenflächen während des Verdichtungshubes dissoziiert. Hinzu kommt noch, daß der Wasserstoff meistens aus Druckbehältern entnommen wird, die unter einem Druck von mehreren hundert Atmosphären stehen, und daß bei der Herabsetzung dieses Druckes auf den notwendigen Betriebsdruck eine starke Abkühlung eintritt. Bei der Einführung derartig kalten Brennstoffes zu Ende des Verdichtungshubes in den heißen Zylinder treten schädliche Materialspannungen auf. Außerdem verbrennt das kalte Gas unvollständig.
Auch diesen Schwierigkeiten wird durch das erfindungsgemäße Verfahren wirksam begegnet. Wird zu Beginn des Verdichtungshubes eingespritzt, so erfolgt während des ganzen Hubes eine Abkühlung der heißen Zylinderwände. Dadurch wird die Nachverdampfung während des Ansaughubes eingeschränkt und die Dissoziation des Wasserdampfes vermieden. DieFolge der Einschränkung der Nachverdampfung ist ein .besserer volumetrischer Wirkungsgrad, da mehr Luft angesaugt wird. Außerdem werden Kolben und Zylinder durch die Kühlung während des ganzen Verdichtungshubes geschont und das Gas genügend vorgewärmt, so daß es vollständig verbrennt. Auf diese Weise wird ein Teil der an Zylinder und Kolben abgeführten Wärmemenge wieder nutzbar gemacht.
Das neue Verfahren geht wie folgt vor sich: Während des Ansaughubes füllt sich der Zylinder mit Luft. Zu Beginn des Verdichtungshubes öffnet eine besonders gesteuerte Einlaßvorrichtung und gibt den Eintritt für das unter Druck stehende Brenngas frei. Der Überdruck des Brenngases ist so bemessen, daß er höher ist als der zur Zeit des Einlasses im Zylinder herrschende Verdichtungsdruck. Die Dauer des Einlasses richtet sich nach der geforderten Leistung. Nach Beendigung des Verdichtungshubes zündet das Gemisch in der Nähe der oberen Totpunktlage. Darauf erfolgt in bekannter Weise die Ausdehnung und schließlich im letzten Arbeitstakt das Ausstoßen der Verbrennungsgase.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Betrieb von im Viertakt arbeitenden Brennkraftmaschinen für Wasserstoff, bei denen der Wasserstoff in den während des Ansaughubes mit Luft gefüllten Zylinder eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, da ß die Einführung des Wasserstoffgases unmittelbar nach Abschluß des kurz nach Beginn des Verdichtungshubes sich schließenden Lufteinlaßventils erfolgt.