DE877683C

DE877683C - Wassereinspritzung und Vorrichtung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE877683C
Application number: DEH1054A
Authority: DE
Inventors: Franz Haschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-12-30
Filing date: 1949-12-30
Publication date: 1953-05-26

Description

Wassereinspritzung und Vorrichtung für Brennkraftmaschinen Gegenstand der Erfindung ist eine Brermkraftmaschine mit zusätzlicher ZylindeYspülung und Innen"hlung für den höheren Erwärmungsbereich des Vollas.tbetriebes mittels Verdampfung einer kleinen Wassermenge, die fein zerstäubt in die heißen. Verbrennungsgase zu Ende des Arbeitshubes in der unteren Kolbenstellung eingespritzt wird. Bei Zweitaktmotoren. liegt die Einspritzstelle oberhalb der überströmkanäle. Vorteilhaft wird als Wassereünspritzpumpe der Ventilschaft des Auspuffventils benutzt.
Bekanntlich vermag die ,aus dem Kurbelgehäuse kommende Frischladung die im Arbeitszylinder unter Überdruck und volumenmäßig in größeren Mengen vorhandenen heißen Verbrennungsgas nicht restlos auszutreiben, so daß von letzteren immer noch ein Teil zurückbleibt und im Berührungsbereich der Frischladung mit dieser sich vermengt, sie vorwärmt und mit unbrennbarer Kohlensäure und Stickstoff belastet. Wenn auch für den normalen Teillastbetrieb diese Frischladung im hauptsächlichsten ausreicht und bei niederer Betriebsbeanspruchung eine leichte Vorwärmung zur Erhaltung günstigerer höherer Betriebstemperaturen nicht nachteilig erscheint, reicht jedoch dann -deren Verbrennungssauerstoff für -eine größere Brennstoffmenge des höheren Vollastbetriebes nicht aus sowie auch für letzteren dann eine vorherige Vorwärm!ung bei den vermehrten Verbrennungen des Zwextaktbetriebes unbrauchbar ist und damit eine Überhitzung des Motors., besonders aber des Kolbens und Auspuffventils zur Folge hat.
Wohl werden vielfach für bessere Zylinderspülung und Innenkühlung zusätzliche Druckgebläse verwendet, die eine vermehrte Spülluft durch den Zylinder treiben und damit diesen auch von innen kühlen. Doch haben diese Druckgebläse den Nachteil, daß sie dem. Aufbau des Mo-bors, viel komplizier ter gestalten und verteuern, dabei auch entsprechend Kraft für sich verbrauchen, so den Brennstoffverbrauch erhöhen und meist mit gleichbleibender Fördermenge arbeiten, mit der bei ilfederem Teillastbetrieb, besonders, bei kälterer Jahreszeit, -die Innenkühlung durch diese Spülluft zu groß wird und damit Kondensationserscheir nungen im Zylinder ermöglicht.
Dagegen reicht dann für die Höchsterhitzung längeren Vollastbetrieb:es der vermehrten Verbrennungen des Zweitaktmotors, besonders wieder mehr im wärmerer Jahreszeit, die Kühlwirkung der Spülluft für denn hoch beanspruchten Kolben und Auspuffventil nicht aus und gibt damit Anlaß zu B.etriebsetörungen, bei luftgekühlten Dies-elmofioren zu großen Motorschäden.
Mit nachstehender Erfindung ist eine Verbesserung und Vereinfachr_mg für eine zusätzliche Zylinderspülung und Innenkühh ins in der Weise vorgesehen, daß mittels einer Wasserein.stäubumg in dis heißen Verbrennungsgase bei Vollastbetrieb höhere Temperaturen begrenzt bzw. diese für eine Verdampfungsspülung des Zylinders und Feuchtigkeitskühlung für Kolben und Auspuffventil werden, mit der dann die äußere Wasser; kühlurig leichter entbehrlich und damit der Aufbzu des Motors verbilligt und vereinfacht wird. In :der Zeichnung ist als solches Ausführungsbeispiel ein Zweitaktmotor mit Gleichstromspülung schematisch veranschaulicht.
Die Arbeitsweise ist folgende: Sobald mit Ende des Arbeitshubes das AuspuffventilA, sich öffnet, wird durch den als Einspritzpumpe ausgebildeten Ventilschaft B ein kleines Quantum Wasser durch Kanal E oberhalb der überströmkanäle Ü, über den Kolben I< fein zerstäubt, das damit dort in den heißen Verbrennungsgasen sofort verdampft, dabei letztere und den Kolben entsprechend :abkühlt und mit seiner Verdampfungsexpansion die Verbrenn!ungsgase vom Kolben und aus dem Bereich :der Überströmkanäle wegspült. Damit bildet sich über dem Kolben; a1 sio zwischen den alten Verbrennungsgasen. und der vorn unten kommenden Frischladung, ein Dampfpolster als Zwischenspülmittel, das dann von der Frischladung durch den Zylinder nach aufwärts und teilweisse durch ,das Auspuffventil nach auswärts getrieben wird, wobei der Zylinder zusätzlich von innen sowie auch Kolben und Auguffventi'1 genügend gekühlt werden. Doch bleibt auch noch ein Teil des Dampfes im Zylinder dem Bereich des Auspuffventils zurück und wird dort von der nachfolgenden Frischladung zusammengedrückt, so ,daß dessen Feuchtigkeit nicht zur Zündungsstelle gelangen kann. Auf diese Weise wird ,eine einseitige Anfeuchtung der Frischladung mit genügender Kühlwirkung für Verbessrung des Arbeitsvorgangs erzielt und scharfe Zündungen, Überhitzung des Motors und Abbrennen des Schmieröls vermieden.
So ergibt eine Anfeuchtung der Frischladung nebst einer besseren Kompressionskühlung auch eine Verbesserung des Verbrennungsvorgangs durch Weiterverdampfen der einzelnen Wasserteilchen sowie teilweiser Aufspaltung von Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff mit deren gleichzeitigen Wiederverbrennung, verschlechtert aber im gleichen Verhältnis die Zündfähigkeit, so daß eine größere Anfeuchtung bisher nicht möglich und im unteren Teillastbetrieh wegen eventueller Unterkühlung mit Kondensationserscheinungen unbrnuchbiar ist.
Erfolgt dagegen die Anfeuchtung nur im höheren Erwärmungsbereich des Vollastbetriebes und einseitig, @daß sie nicht bis zur Zündungs- oder Einspritzstelle reicht, kann diese entsprechend :größer sein, auf j e .engeren und von der Zündungsstelle entfernteren. Raum sie konzentriert werden kann; weil dann der nicht ,angefeuchtete Teil sich 2#enügend leicht entzündet und mit den dann höheren Verbremnungstemperature n und Verbrennungsdruck auch der stark angefeuchtete Teil schneller mit verdampft und mit verbrennt.
Zusammenfassend wird mit dieser Erfindung nicht nur der Aufbau für Zweitaktmotoren vereinfacht, sondern auch der Betrieb :durch zusätzliche Verdampfungsspülung und Innenkühlung verbessert sowie auch die Lebensdauer des Motors erhöht.
Mit dem Schließen des Auspuffventils A saugt der Tals Einspritzpumpe B ausgebildete Ventilschaft, der damit zusätzlich gekühlt wird, durch Wasserkanal W Wasser für den nächsten Arbeitshub an.
Die Wassereinspritzregulierung ist nicht veranschaulicht. Mit Ö ist eine Schmierstelle für den gekühlten Ventilschaft veranschaulicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wassereinspritzung mit Vorrichtung für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Unterteil des Zylinderraumes von Brennkraftmaschineneine Wassereinspritzung (E) vor unterer Totlage des Arbeitskolbens, bei Zweinaktmotoren oberhalb der überströmkanäle (Ü), knapp über dem Kolben (I0) vorgesehen ist. a. Wassereinspritzung mit Vorrichtung für Brennkraftm@aschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (B) des Auspuffventils (A) der Brennkraftmaschine als Kolben der Wassereinspritzpumpe vorgesehen sein kann.