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Brennkraftmaschine mit Zuführung pulverförmigen Brennstoffes Die Erfindung
bezieht sich ;auf eine Brennkraftmaschine mit Zuführung pulverförmigen Brennstoffes
,aus seinem Vorratsbehälter über eine gesteuerte, eine geregelte und je Arbeitshub
der Maschine abgemessene Brennstoffmenge aufnehmende Zwischenkammer in eine dem
Arbeitszylinder vorgeschaltete, von diesem abgesetzte und mit diesem verbundene
Beikammer mittels eines Druckgefälles.
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Es ist auch bereits biekannt, die als Abmeßkammer für die
je Hub benötigte Brennstoffmenge dienende Zwischenkammer .oder bei dem zwischen
Vorratsbehälter und Beikaxnmer angeordneten Doppelventil den zwischen den beiden
;geschlossenen Ventilen befindlichen Raum zu ,entlüften. Bei kurzen Ladezeiten,
insbesondere bei Zweitaktmaschinen und schnellaufenden Maschinen von etwa 5oo minutlichen
Umdrehungen an aufwärts, hat diese Einrichtung nicht mehr genügt. Das Brennpulver
verhält sich nämlich zu träge, um sich in der kurzen zur Verfügung stehenden. Ladezeit
von dem Vorrat abtrennen, in Bewegung setzen und in die Beikammer überführen zu
lassen. Außerdem erschweren das Überführen noch Flatter- und Gegendrücke von der
Beikammer her, welche sich in der kurzen Ladexeitdauer in den Räumen erst auswirken
und beruhigen müssen, durch welche das Brennpulver hindurchgeführtwird.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten gemäß der Erfindung sind zwischen
dem Brennpulvervorratsbehälter und der Beikammer mehrere hint:ereinanderliegende,
jeweils gesteuerte und die mit Luft aufgelockerte abgemessene Brennstaubmenge jeweils
aufnehmende Zwischenkammern angeordnet und besitzen die der Breikammer zunächst
liegende Zwischenkammer oder der Brennpulvervorratsbehälter in der Nähe des Brennstaubauslaßventils
zur nächstliegenden Zwischenkammer oder diese beiden Räume gleichermaßen je eine
gesteuerte Verbindung mit der Außenluft.
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An den Abb. i und a, welche schematische Schnitte durch den oberen
Teil von Brennkraftmaschinen mit Einrichtungen gemäß der Erfindung zeigen, wird
die Erfindung näher erläutert.
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Zwischen dem Vorratshehälter 4 und der Beikammer 3 liegen bei Abb.
i die Zwischenkammern 5 und 6 hintereinander. Sie sind inhaltlich größer als die
der höchstmöglichen Belastung entsprechende Brennpulvermenge, um die Brennpulvermenge
einmal. mit Luft beim Übertritt in die Beikammer auflockern
zu können
und zugleich für die Beeinflussung der Zündung im oberen Teil der Beikammer Luft
zur Verfügung zu haben.
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Die gesteuerte Verbindung 15 mfit der Außenluft ist an der Zwischenkammer
6 angeordnet. Die Zwi.schepkammern 5, 6 sind gegen den Vorratsbehälter 4. durch
das gesteuerte Brennstoffauslaßventil13 und gegen die Beikammer 3 durch das gesteuerte
Beikammereinlaßventil 12 abgeschlossen und gegeneinander selbst durch das Steuerventil
i i abgetrennt.
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Die Brennstofförderung erfolgt durch ein Druckgefälle zum Arbeitszylinder
i der vorzugsweise mit Selbsteinblasung arbeitenden Maschine. Dieses Druckgefälle
wird entweder durch den Saughub des Arbeitskolbens oder durch Überdruck im Vorratsbehälter
.4 in sonst bekannter Weise erzeugt. Während des Verdichtungs- und Zündhubes wird
die gesteuerte Verbindung zur Außenluft 15 geÖffnet, so daß, alle etwaigen Leckgasströme
des Beikammereinlaßventils 12 sofort ungehindert ins Freie abströmen können und
kein schädlicher Überdruck in der Zwischenkammer 6 sich kurz vor dem Entleeren der
Zwischenhammer 5 in die Beikammer 3 ausbilden kann. Gleichzeitig kann schon die
neue Brennpulvermenge vom Vorrat 4 abgeteilt und in die Zwischenkammer 5 .eingelassen
werden. Die Zwischenkammer 5 ist größer als das Volumen der Brennpulvermenge bei
höchstmöglicher Belastung, damit sich die Brennpulvermenge beim Einladen in ihr
schon etwas auflöst und mit der in ihr vorhandenen Luft vermischt. Diese Luft gelangt
mit in die Beikammer 3 und hilft im oberen Teil der Beikammer 3 ein leichtes zündfähiges
Gemisch zu bilden. Außerdem kann beim überführen der Brennstoffladung aus der Zwischenkammer
5 über die Zwischenkammer 6 in der Beikammer 3 vor Beginn der Verdichtung durch
die gesteuerte Verbindung 15 noch etwas Frischluft am Ende des Beikammerladens zugeführt
werden. Diese Frischluft lockert die Brennpulvermenge beim Übertritt in die Beikammer
wieder auf und steht zugleich für die Beeinflussung der Zündung in der Beikammer
zur Verfügung. Außerdem spült und reinigt sie die Dichtflächen des Beikammereinlaßv
entils 12 von den Brennpulverresten und erhöht die Haltbarkeit dieses Steuerkörpers.
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Die Regelung der Brennpulvermenge kann in bekannter Weise durch das
Zumeßventil i erfolgen. Man kann aber auch die Hubhöhe oder Hubdauer oder beide
gleichzeitig des Steuerventils i i der Veränderung durch den Maschinenregler unterwerfen.
Die letztgenannte Maßnahme eignet sich besonders bei Viertaktmaschinen zur Regelung
des Druckgefälles für die Brennpulverförderung. Bei diesen kann nämlich ein größerer
oder kleinerer Unterdruck zum Einsaugen einer größeren oder kleineren Pulvermenge
in der Zwischenkammer 5 dadurch hergestellt werden, daß die Verbindung der Zwischenkammer
5 mit der Beikammer 3 zu einem Zeitpunkt unterbrochen wird, in welchem -ein größerer
oder kleinerer Teil des Saugunterdruckes des Arbeitszylinders i durch die Beikammer
3 hindurch in die Zwischenkammer 5 hinein wirksam geworden ist.
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Der Maschinenregler kann bei Viertaktmaschinen auch das Luftventil
15 beeinflussen, wodurch die dem Brennpulver beim Einführen in die Beil>ammer zugeführte
Luftmenge geändert wird. Je mehr das Luftventil15 geöffnet wird, um so mehr Luft
und um so weniger Brennpulver wird vom Brennpulvervorratsbehälter 4 abgesaugt. Der
Regler kann auch mit der durch die gesteuerte Verbindung 15 eingesaugten Zwischenluft
die Saugunterdruckhöhe ändern. die sich vom Arbeitszylinder i her durch die Beikammer
3 in die Zwischenkammer 5 auswirkt-Bei Zweitaktmaschinen kommt vorzugsweise eine
Regelung des Überdruckes im Vorratsbehälter 4 für die Regelung der Brennpulverfördermenge
in Frage.
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Die Leckgasströme, welche bei etwa nicht ganz dichtem Beikammereinlaßventil
12 durch die Zwischenkammer 6 und die gesteuerte Verbindung 15 ins Freie abströmen,
führen meist aus dem Arbeitszylinder von den geschmierten Kolbenlaufflächen herstammenden
Öldunst mit. Trifft dieser oder die heiße Zündflamme die Innenwände der Zwischenkammer
6, so klebt einesteils dort das durchgeführte Brennpulver durch Aufsaugen von öl,
anderenteils schwelt Brennpulver an der heißen, von der Flamme getroffenen Fläche
leicht an.
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Daher ist bei Abb. 2 die der Beikammer am nächsten liegende Zwischenkammer
6 in dem hohlen Schaft des rohrartig ausgebildeten Steuerventils i i gegen die vorgeschaltete
Zwischenkammer 5 ,angeordnet. Die Innenfläche dieser Zwischenkammer 6 bei Abb.2
wird dann zwar auch bei Undichtheit des Abscblußkörpers 12 vom Schmierölnebel des
Arbeitskolbens getroffen, aber nicht vom Brennpulver, so daß die Zwischenkammer
6 bei dieser Ausführung von Brennpulveranhaftungen frei bleibt. Die Zwischenkammer
6 besitzt zweckmäßigerweise Luftöffnungen 8 zur AuPenluft, welche durch den Steuerkörper
15 gesteuert bzw. geregelt werden können. Das Beikammereinlaßventil 12 ist zentrisch
in dem hohlen Ventil i i angeordnet.
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Der vielfache Zweck der gesteuerten Verbindung 15 mit der Außenluft
wird bei Abb. 2 noch dadurch unterstützt, daß, der Brennpulvervorratsbehälter 4
an seinem unteren
Ende während des Ladevorganges bis auf eine regelbare
Auslauföffnung durch das Brennpulverzumeßventil13 abgeschlossen wird, so daß sich
das Brennpulver an der Auslauföffnung staut, und daß dieses angestaute Brennpulver
durch die durch das Drosselventil 18 geregelt zugeführte, gleichzeitig zur Beeinflussung
der Zündung in der -Beikammer dienende Förderluft abgeteilt und geregelt abgespült
wird. Diese Luftzuführung kannständig geöffnet bleiben, um Luft möglichst unbehindert
durch den Kohlenstaubvorrat unmittelbar zur Absaugestellle des Brennpulvers zutreten
zu lassen. Die Porenluftmenge des Brennpulvervorrats ¢ verringert sich nämlich leicht,
z. B. durch Zusammenrütteln der arbeitenden tlraschine und ihre Schüttelerschütterungen,
und kann deshalb durch Einstellen des Ventils 18 so ,ausgeglichen werden, daß in
die Zwischenkammern immer ein gleichmäßiges Brennpulver-Luft-Gemisch zugefö.rdert
wird. Die Regelung der je Ladehub vom angestauten Brennpulvervorrat abzuführenden
Brennpulvermenge kann auch durch den nach der Ab$ußseite des Brennpulvers gerichteten
Förderluftstrom durch das Luftventil 18 und durch Veränderung der Auslauföffnung
zugleich geregelt werden. Die Steuerung des in der Förderluftleitung angeordneten
Drosselventils 18 kann von Hand oder durch den -Maschinenregler beeinflußt -werden.
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Bei schnellaufenden Maschinen und insbesondere Zweitaktm,aschinen
ist es wünschenswert, die Förderkraft der Druckdifferenz zwischen Vorratsbehälter
q. über die Zwischenkammern nach der Beikammer 3 stärker zu machen, als der Saugunterdruck
während des Arheitszylinderladehubes allein es ermöglicht. Ein Mittel dazu ist zwar
dadurch gegeben, daß man den Brennpidvervorrat unter beliebigen Überdruck setzen
kann. Desto nötiger wird aber hierbei die Zwischenschaltung. der Kammern gemäß der
Erfindung, um zu verhindern, daß die Brennpulverlademenge vorzeitig in den Arbeits'zylinder
hinüber gelangt. Deshalb ist es vorteilhaft, in einer der Zwisrheril@ammern einen
als Saug- und Druckkolben wirkenden, im Maschinentakt arbeitenden Steuerkörper 7
anzuordnen, durch dessen Bewegung die Größe dieser 'Zwischenkammer und die zur Beeinflussung
der Zündung in der Beikammer dienende Zusatzluft gesteuert und geregelt wird.
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Die Pumpe 7 (Abb. 2) vergrößert also beim Laden der Zwischenkammer
deren Saugkraft auf den Brennpulvervorrat und gegebenenfalls auch während des Entleerens
der Zwischenkammer denen Überdruck. Zunächst wird das Brennstaubauslaßventil13 geöffnet
und die neue Brennpulverladung mit verstärktem Druckgefälle vom Vorratsbehälter
.4 nach der Zwischenkammer 5 eingesaugt. Danach wird das Ventil 13 geschlossen
und dasSteuerventil. i i sowie das Ventil 12 der B.eikammer geöffnet, worauf die
Pumpe 7 die Brennpulvermenge in die Beikammer 3 hinüberdrückt.
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Dieselbe Wirkung kann bei der Einrichtung gemäß der Erfindung auch
dadurch @erreicht werden, daß, eine der Verbindungen zur Außenluft fremdverdichtete
Luft zugeführt erhält, welche den Brennstaub in die Beikammer 3 bläst.