DE895393C

DE895393C - Motorized mixture compression process with self-ignition

Info

Publication number: DE895393C
Application number: DEI2316D
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl-Ing Doerr
Original assignee: FAHRZEUGMOTOREN AN DER TECH HO; Forschungsinstitut fur Kraftfahrwesen
Current assignee: FAHRZEUGMOTOREN AN DER TECH HO; Forschungsinstitut fur Kraftfahrwesen
Priority date: 1943-02-07
Filing date: 1943-02-07
Publication date: 1953-11-02

Description

Motorisches Gemischverdichtungsverfahren mit Selbstzündung Der motorische Betrieb mit Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches konnte bisher nur in der von Rudolf Diesel angegebenen Weise praktisch verwirklicht werden, indem reine Luft verdichtet und erst in die ,dadurch hocherhitzte Luft Kraftstoff eingeblasen oder eingespritzt wird, der sich an der heißen Luft entzündet. Ein Verfahren, bei dem ein außerhalb des Motors oder auch im Zylinder selbst vorbereitetes Gemisch bis zur Selbstzündung verdichtet wird, würde jedoch gegenüber den heute üblichen Verfahren mehrere wesentliche Vorteile ergeben, u. a. einen vereinfachten Motoraufbau und eine Steigerung,der Schnelläufigkeit.Engine-based mixture compression process with compression ignition The engine-based Operation with self-ignition of the fuel-air mixture was previously only possible in the by Rudolf Diesel can be put into practice by using pure air compressed and only blown fuel into the, thereby highly heated air or is injected, which ignites in hot air. A process in which a mixture prepared outside of the engine or in the cylinder itself up to is compressed for self-ignition, however, would be compared to the methods customary today result in several significant advantages, including a simplified engine structure and an increase in speed.

Die Schwierigkeiten, die der Verwirklichung,der Gemischverdichtung bis zur Selbstzündung entgegenstehen, liegen darin, daß die Umsetzung bei einer solchen Betriebsweise unter sehr heftigen Klopferscheinungen vor sich geht, was auf einen plötzlichen, fast gleichzeitigen Umsatz .des ganzen Gemisches zurückzuführen ist. Bei diesem klopfenden Betrieb fällt die Leistung stark ab. Eine weiter Folge ist die Zerstörung der Brennraumwände schon nach kurzer Betriebszeit.The difficulties, the realization, the mixture compression to prevent self-ignition, lie in the fact that the implementation in a such operating mode under very violent knocking goes on what due to a sudden, almost simultaneous conversion of the whole mixture is. In this knocking operation, the performance drops sharply. Another episode is the destruction of the combustion chamber walls after a short period of operation.

Diese Klopferscheinungen lassen sich vermeiden, wenn die Gemischzusammensetzung so weit abgemagert oder überfettet wird, >daß eben noch Selbstzündung stattfindet. Die Nachteile eines. solchen Verfahrens liegen darin, daß das Gemisch eine ganz bestimmte Zusammensetzung haben muß und schon bei geringer Veränderung,dieser Zusammensetzung der Motor entweder stehenbleibt oder in die Mischungsbereiche des Klopfens kommt. Es wäre also ein die Gemischzusammensetzung genau steuerndes Regelgerät erforderlich. -Ein anderer Nachteil besteht in der kleinen Leistungsausbeute bei sehr armer oder hohem Kraftstoffverbrauch bei sehr reicher Gemischzusammensetzung.These knocking phenomena can be avoided if the mixture composition is emaciated or over-greased to such an extent that spontaneous ignition still takes place. The cons of one. such method are that the mixture is a whole Must have a certain composition and, even with a slight change, this composition the Engine either stops or comes within the mixing range of knocking. It a regulating device that precisely controls the mixture composition would therefore be required. -Another disadvantage is the small power output with very poor or high fuel consumption with a very rich mixture composition.

Erwünscht wäre ein Betrieb mit Gemischverdichtungsselbstzündung, bei dem der Motor sowohl klopffrei arbeitet, als auch unempfindlich gegenüber Drehzahl-, Last- und Temperaturschwankungen ist. Diese Bedingungen erfüllt das nachstehend beschriebene Verfahren.Operation with mixture compression auto-ignition would be desirable at which the engine works both knock-free and insensitive to speed, Load and temperature fluctuations. These conditions are met by the following described procedure.

Es ist bekannt, daß überreiche oder sehr -arme 'Kraftstoff-Luft-Gemische,-deren Gemischzusammensetzung außerhalb der Zündgrenzen liegt, mit keinen Mitteln zur Entzündung gebracht werden können. Lagert man nun ein solches kraftstoffüberreichesi Gemisch einem sehr kraftstoffarmen Gemisch an, so. entsteht infolge von Gasbewegungen, die in Brennräumen von Verbrennungsmotoren regelmäßig vorhanden sind, sowie infolge Diffusion der beiden Gemische in den sich berührenden Grenzzonen ein. zündfähiges. Gemisch. Bei motorischer Verdichtung erfolgt in diesen Grenzzonen eine Entzündung. Die damit verbundene Drucksteigerung hat kräftigere Gasbewegungen, somit eine weitere Vermischung des reichen mit dem armen Gasgemisch .und eine weitere Umsetzung :der beiden zur Vermischung gelangenden Gasgemische zur Folge. Der Ablauf der Verbrennung ist somit abhängig von der Mischgeschwindigkeit. DerMischungsvorgangkann durch Anwendung konstruktiver Mittel beeinflußt werden.It is known that abundant or very "poor" fuel-air mixtures or their Mixture composition is outside the ignition limits, with no means of ignition can be brought. If you now store such a fuel-rich mixture a very fuel-poor mixture, like that. arises as a result of gas movements that are regularly present in combustion chambers of internal combustion engines, as well as as a result Diffusion of the two mixtures in the touching boundary zones. ignitable. Mixture. With motor compression, inflammation occurs in these border zones. The associated increase in pressure has more powerful gas movements, thus a further one Mixing the rich with the poor gas mixture. And another implementation: the result in two mixed gas mixtures. The combustion process is therefore dependent on the mixing speed. The mixing process can be done through application be influenced by constructive means.

Die heiden-Gemische sollen sich vor der Zündung nur in geringem Umfange mischen, da sonst beim Einsetzender Zündung der plötzliche Umsatz einer größeren Gemischmenge zum Klopfbetrieb führen kann. Nach erfolgter Entzündung muß dagegen eine entsprechend rasche Vermischung einsetzen.The heath mixtures are said to be only slightly different before the ignition mix, otherwise when the ignition starts, the sudden turnover of a larger one Amount of mixture can lead to knocking. After inflammation, however, must start a correspondingly rapid mixing.

Diese Forderungen können nach Meßergebnissen besonders dann erfüllt werden, wenn ,das sehr reiche Gemisch in einem räumlich vom Hauptbrennraum abgegrenzten, durch eine Einschnürung oder einen Kanal, gegebenenfalls noch mit einer besonderen Drosselstelle, mit ihm in Verbindung stehenden Nebenbrennraum aufbereitet wird und in den Hauptbrennraum nur :das sehr magere Gemisch eingeführt wird. Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn statt des sehr mageren Gemisches Frischluft in den Hauptbrennraum eingeführt wird.These requirements can then especially be met according to measurement results if, the very rich mixture in a spatially separated from the main combustion chamber, through a constriction or a canal, possibly with a special one The choke point, the secondary combustion chamber connected to it is processed and in the main combustion chamber only: the very lean mixture is introduced. The same The effect is achieved if, instead of the very lean mixture, fresh air enters the main combustion chamber is introduced.

Das sehr reiche Gemisch kann entweder außer= halb des Motors durch einen Vergaser oder Zerstäuber bereitet und durch ein Ventil oder ähnliche Vorrichtungen in-den Neben- oder Hauptbrennraum eingeführt werden; es kann aber auch im Brennraum selbst (durch Einspritzen von Kraftstoff bereitet werden.The very rich mixture can either pass outside the engine a carburetor or atomizer prepared and through a valve or similar device are introduced into the secondary or main combustion chamber; but it can also be in the combustion chamber self (be prepared by injecting fuel.

Bei Anwendung von sehr magerem Gemisch (statt Frischluft) wird dieses entsprechend bereitet. Iri der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele je im Mittelschnitt -durch Zylinder und Nebenbrennraum dargestellt.If a very lean mixture is used (instead of fresh air), this becomes prepared accordingly. In the drawing, three exemplary embodiments are each in the middle section - represented by cylinder and secondary combustion chamber.

Hierbei ist vorgesehen, daß das sehr magere Gemisch oder die Frischluft vom Kolben im Arbeits@ zylirnder verdichtet und zum Teil in den Neben Brennraum geschoben wird, in dem,das .sehr reiche Gemisch bereitet wird, beispielsweise durch Einspritzen von Kraftstoff.It is provided that the very lean mixture or the fresh air compressed by the piston in the working cylinder and partly in the secondary combustion chamber is pushed, in which the .very rich mixture is prepared, for example by Injecting fuel.

Nach Bild i mündet,der Nebenbrennraum a über eine Drosselstelle b in den Hauptbrennraum c. Die Drosselstelle b liegt hierbei in der Achse des Neben--brennraumes a, und der Kraftstoff wird in Kegelmantelform derart eingespritzt, daß die Drosselstelle nicht unmittelbar von ihm getroffen wird.According to Figure i, the secondary combustion chamber a opens via a throttle point b into the main combustion chamber c. The throttle point b lies in the axis of the secondary combustion chamber a, and the fuel is injected in a conical shape so that the throttle point is not hit directly by it.

Bild z zeigt einen Nebenbrennraum in wesentlich gleicher Form, der jedoch durch einen gleichachsig angeordneten Kranz von Durchtrittsöffnungen d mit dem H.auptbrennraum c in Verbindung steht und bei dem -der Einspritzstrahl im wesentlichen axial verläuft.Picture z shows a secondary combustion chamber in much the same form, the but by a coaxially arranged ring of passage openings d with the main combustion chamber c is connected and in which the injection jet is essentially runs axially.

Nach Bild 3 mündet der Nebenbrennraum ct über eine einseitig liegende Drosselstelle b in den Haupt--brennr-aum c, und,die Einspritzung des Kraftstoffes erfolgt in einen seitlichen Kropfraum des Nebenbrennraumes a.According to Figure 3, the secondary combustion chamber ct opens out over a one-sided one Throttle point b in the main combustion chamber c, and, the injection of the fuel takes place in a lateral goiter chamber of the secondary combustion chamber a.

Die technischen Möglichkeiten der Verwirklichung der Erfindung sind indessen durch die gezeigten Ausführungsbeispiele keineswegs erschöpft.The technical possibilities of realizing the invention are however, by no means exhausted by the exemplary embodiments shown.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Motorized mixture compression process with self-ignition "through this marked -that a very lean, no longer ignitable fuel-air mixture in the combustion chamber or fresh air to a fuel-air mixture that has been handed over, also no longer ignitable is deposited in such a way that only in the boundary zone between the two mixtures an ignitable mixture is formed when it is compressed.

2 ,. Method according to claim i, characterized characterized in that the over-rich mixture in a separate from the main combustion chamber, by a constriction or a channel with adjacent secondary burner space is prepared rides.

3. The method according to claim i and 2, since @ characterized by that the excess mixture through a carburetor or atomizer outside the engine prepares and through valves or similar devices in the main or secondary combustion chamber is introduced. q .. The method according to claim i and 2, characterized in that the excess mixture by injecting fuel into one of the combustion chambers in this is prepared.