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Anlaßvorrichtung für luftverdichtende Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Anlassen. von luftverdichtenden Brenndiraftmaschin@en,
bei der die Ansaugluft in der Ansaugleitung durch eine Flamme erhitzt wird.
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Die Flamme zur Erhitzung der Ansaugluft wird bei bekannten Anlaßvorrichtungen
durch Entzündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels eines elektrischen Glühkörpers
gebildet. Das erforderliche Brennstoff-Luft-Gemisch wird bei diesen Vorrichtungen
dadurch erzeugt, daß flüssiger Brennstoff durch die Ansaugwirkung der Maschine angesaugt
und mit der gleichzeitig ,angesaugtem, Luft vermischt wird. Dieses Gemisch wird
sodann durch den elektrischen Glühkörper gezündet.
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Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Anlaßvornchtung eine an
die Ansaugleitung angeschlossene Verdampfungskammer vorgesehen, die Lufteinlaßöffnungen
aufweist und in der eine zum Anlassen ausreichende Brennstoffmenge durch denn in
der Kammer angeordneten elektrischen Glühkörper verdampft wird. Nach dem Andrehen
der Maschine wird der in der Kammer noch verbliebene Brennstoffdampf mit der infolge
der Saugwirkung durch die Lufbeinlaßöffnungen eintretenden, zur Verbnennung gerade
ausxeichendien Luftsenge gemischt und das Gemisch durch den Glühkörper gezündet.
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Die erfmdungsgemäße Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß dem von
den Arbeitskolben beim ersten Hub angesaugten verdampften Kraftstoff ein Luftschwall
folgt, der durch die aus der Verdampfungskammer herausschlagende Flamme vorgewärmt
wird.
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Eine mit dem Ansaugrohr der BrennkraftmaschIne in Verbindung stehende
Kammer, in der
mittels eines Glühkörpers Brennstoff in das Ansaugrohr
hinein verdampft wird, ist an sich bereits bekannt, jedoch nur in Verbindung mit
.einer Maschine, bei der das in der Ansaugleitung gebildete Brennstoffdampf-Luft-Gemisch
erst im Arbeitszylinder, und zwar gegen Ende des Verdichtungshubes, entzündet wird.
Da bei derartigen Vorrichtungen die Gefahr einer Kondensation des Brennstoffdampfes
im Zylinderinnern besteht, ist die Zuverlässigkeit dieser Einrichtung ixt vielen
Fällen nicht ausreichend.
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Elektrische Glühkörper zur Zündung eines bereits vorhandenen brennfähigen
Gemisches sind ebenfalls; bekannt. Bei der erfindungsgemä;ßenVarrichtung wird aber
derelektrische Glühkörp ernicht nur zur-Zündung, sondern auch zur Überführung des
flüssigen Brennstoffes in den dampfförmigen Zustand herangezogen. Die erfindungsgemäße
Anlaßvarrichtung ist in ihrem Aufbau einfach und gewährleistet ein schnelles und
sicheres Zünden. Der dampfförmige Brennstoff erhält außerdem nur den für die Zündung
und Verbrennung notwendigen Sauerstoff.
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Es ist notwendig, bei der Durchbildung der erfindungsgemäßen Anlaßvorrichtungdarauf
zu achten, daß die größte Weite der die Verdampfungskammer und das Ansaugrohr verbindenden
öffnung, rechtwinklig zur Längsachse des Ansaugrohres gemessen, wesentlich kleiner
ist als der Rohrdurchmesser. Hierdurch wird die Anheäzflamme so eingeengt, daß beim
Anlassen beiderseits von ihr genügend Frischluft vom Luftfilter aus vorbeistreichen
kann. Die Flamme wird also gleichsam von der Frischluft eingeschlossen und letztere
hierbei angewärmt. Weiterhin muß die zu verdampfende Kraftstoffmenge auf die jeweils
anzulassende Brennkraftmaschine abgestimmt sein. Sie darf z. B. nicht so groß. stein,
daß nach dien Bersten Hüben zuviel verdampfter Kraftstoff im Ansaugrohr zurückbleibt
und entzündet wird, da dann den Arbeitszylindern zuwlel sauerstoffarme Verbrennungsgase
zugeführt und hierdurch wiederum die Zündwilligkeit vermindert würde.
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Um auch bei sehr niedriger Außentemperatur ein sicheres Anspringen
der Brennkraftmasahine zu erzwingen, empfiehlt es sich, vor Einleitung des eigentlichen
Anlaßvorgang@es ein,oder mehrere Male Kraftstoff zu verdampfen, den Kraftstoffdampf
um das Ansaugrohr herumzuführen und durch Erhöhung der Luftzufuhr zur Verdampfungskammer
mittels des -elektrischen Glühkörpers zur Entzündung zu bringen. Man könnte zu diesem
Zweck das Ansaugrohr .mit einem Mantel .so umkleiden, daß ein Ringraum entsteht,
in den hinein dann der Kraftstoff verdampft und tentzündet würde, wobei natürlich
dieser Ringraum mit einem Abzug versehen werden müßte. B:ei Anwendung dieses Verfahrens
wird das. Ansaugrohr vorgewärmt, so daß beim darauffolgenden Anlassen die von den
Arbeitskolben firn Anschluß an den verdampften Kraftstoff angesaugte Frischluft
außer durch die aus der Verdampfungskammer heraustretende Flamme auch noch durch
das heiße Ansaugrohr angewärmt wird. Im der Zeichnung ist eine Anlaßv.orrichtung
mit den Merkmalen gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt eine dicht unterhalb des Ansaugrohres ,einer luftverdichtenden.
Brennkraftmaschine angeordnete Verdampfungskammer kreisförmigen Querschnittes; Ahb.
2 stellt einten Querschnitt nach Schnittlinie II-II in Abb. i durch das Ansaugrohr
und die Verdampfungskammer dar; Abb. 3 stellt einen Schnitt III-III der Kammer nach
Abb. i dar; Abb. ¢ zeigt schematisch den Anschluß der Verd'ampfungskammer nach dien
Abb. i bis 3 an das Brennstoffversorgungssystem der Brenrikraftmaschine.
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Bei der Vorrichtung nach Abb. i ist an der Unterseite des Luftansaugrohres
i einer nicht gezeächneten Brennkraftmaschine eine kegelig ausgebildete Verdampfungskamm:er
2 kreisförmigen Querschnittes mittels eines Sparrihand@es 3 befestigt. Das Spannbaud
3 wird durch Schrauben q. gegen am Ansaugrohr i angeschweißte Laschen 5 gezogen.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich, befindet sich zwischen dem Spannband 3
und dem Ansaugrohr eine feuerfeste Dichtung 6. Die Verbindung zwischen Ansaugrohr
und Kammer wird durch eine Öffnung 7 im Ansaugrohr hergestellt, deren Weite wesentlich
kleiner ist als der Durchmesser D, des Ansaugrohres. Der Boden der Verdampfungskammer
ist als Wanne für den zu verdampfenden Kraftstoff ausgebildet und mit einem überlauf
8 versehen. Der Kraftstoffzuflußerfolgt durch das in den oberen Teil der Kammer
2 mündende Kraftstoffzuflußrohr g. Der aus der Wanne überlaufende Kraftstoff sammelt
sich über dem Boden eines die Verdampfungskammer umgehenden Korbes io, dessen Seitenwand
siebartig durchbrochen äst. Der Boden des Korbes io ist trichterförmig ausgebildet
und besitzt einen Abfluß i i. Dicht über dem Kraftstoffspiegel in der Kammer 2 ist
eine Glühspirale 12 angeordnet, die sio ausgebildet ist, daß sie nahezu die ganze
Spiegelfläche überdeckt. Die Glühspirale 12 kann seitwärts durch eine öffnung 13
im Korb io und eine öffnung i q. in der Verdampfungskammer 2 in. letztere eingeführt
werden. In der Wand der Verdampfungskammer sind Löcher 15 für die Luftzufuhr angeordnet.
Der Boden der Kraftstoffwanne ist ,finit einem durch Bügel 16 gehaltenen Wärmeschutz
17 versehen.
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In Abb. 3 sind Einzelheiten über die Spirale 12, deren Halterung und
den Korb io gezeigt. Die Emden der Glühspirale münden in zwei Metallstifte 18 (ig),
die in einer mittels zweier Schrauben 2o (21) am Korb io befestigten. Isolierplatte
22 gehalten sind. In: der Mitte nimmt die Isolierplatte noch :einen Schraubenbolzen
23 auf, auf dessen der Verdampfungskammer zugewandtem Ende ein Blech 24 aufgeschweißt
ist. Dieses Blech 24 ist rund gebogen und legt sich bei eingeschobener Glühspirale
schließend über die öffnung i q. in der Kammer 2. Die öffnungen.25 in. der Seitenwand
des Korbes io sind durch ein Drahtgazefiltier 29 abgedeckt, so
daß
eine gegebenenfalls durch die Luftzuführungsöffnungen 15 der Kammer 2 herausschlagende
Flamme innerhalb :des Korbes io bleibt. Der Korb io wirkt also als Feuerschutz.
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In Abb. q ist schematisch der Anschluß der oben beschriebenen Vorrichtung
an das BrennstoffveTsorgungssystem der Brennkraftmaschine gezeigt. Es ist ein Dreiweg.ehahn
26 vorgesehen, von dessen beiden um i 8o' versetzten Anschlüssen der eine Anschluß
mit dem überströmraum des Kraftstofffilters der Brennkraftmaschine verbunden ist,
während der andere mit dem Kraftstoff zuflußr.ohr 9 der Ve@rdampfungskammer in Verbindung
steht. Der mittlere Anschluß dies Dreiweg:ehahnes führt zu einem mit einem Überlauf
27 versehenen Standrohr 28. Der Inhalt dieses Standrohres entspricht der zum Füllen
der fi'anr.#e in der Verdampfungskammer benötigten Krafts;toffm:enge. Der Überlauf
27 führt zum Kraftstoffvorratsbebälter.
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Die Wirkungsweise Ader in dien Abb. i bis q. gezeigten Vorrichtung
ist folgende: Vor Inbetriebsetzung der Brennkraftmaschine wird die Wanne in der
Verdampfwngskammer 2 in der Weise aufgefüllt, daß erst das Kraftstoffzuflußrohr
g mittels des Dreiwegehahnes 26, der bei Fahrzeugmotoren vorzugsweisse inn Führerstand
angeordnet ist, mit dem Standrohr 28 verbunden und dann der Dreiwvegehahn umgeschaltet
wird:, so das( der Inhalt des Standrohres sich in die Wanne :entleert. überschüssiger
Kraftstoff fließt hierbei durch den überlauf 8 und den Abfluß i i zum Kraftstoffvorratsbehälter
zurück. Anschließend wird der Dreiwegehahn 26 wieder auf Betriebsstellung gelegt,
in der er den im Kraftstoffilter überströmenden Kraftstoff den Weg über das Standrohr
28 und den überlauf 27 zum Krafts'toffvorratsbehälter freigibt. Nunmehr wird der
zur Glühspirale 12 gehörende Stromkreis geschlossen. Bei ausweichender Bemessung
der Glühspirale, insbesondere hinsichtlich der Heizleistung, verdampft die zwischen
der Glühspirale und dem wärmegeschützten Boden der Wanne befindliche geringe Kraftstoffmenge
augenblicklich und steigt als Brennstoffnebel durch die Öffnung 7 in das Ansaugrohr
hinein. Ein Teil des verdampften Kraftstoffes bleibt hierbei in der Kammer 2 zurück.
Nunmehr wird die Maschine angelassen. Hierbei saugen die Arbeitskolben zuerst einmal
den verdampften Kraftstoff an. Gleichzeitig wird jedoch infolge des im Ansaugrohr
entstehenden Unterdruckes Frischluft durch die öffnungen i 5 in die Kammer 2 hinaingesaugt.
Dies bedeutet natürlich eine Sauerstoffzufuhr, die eine Entzündung :des in der Kammer
verbliebenen Kraftstaffnebels :durch den Glühkörper i 2 bewirkt. Es versteht sich
von selbst, daß sowohl die Anzahl und die Querschnitte der Öffnungen I5 als auch
die Lage .dieser Öffnungen auf die Abmessungen der Verdampfungskammer und insbesondere
auf die zu verdampfende Kraftstoffmenge so abgestimmt sein müssen, daß mit Sicherheit
die Reste verdampften Kraftstoffes in der Kammer erst beim Anlassen der Maschine
infolge der- hierdurch erzwungenen Sauerstoffzufuhr zur Kammer zur Entzündung kommen.
Die durch die Öffnung 7 in das Ansaugrohr hineinschlagende Flamme ist so weit eingeengt,
daß sie rechts und links der Öffnung 7 im Ansaugrohr genügend Raum läßt für die
vom Luftfilter den Brennräumen zuströmende Frischluft. Sie wird also gleichsam von
dieser Frischluft umschlossen und wärmt sie hierbei an. Das günstigste Verhältnis
des Saugrohrdurchmessers D zur Weite der öffnung 7 wird zweckmäßig durch Versuche
ermittelt. Günstige Ergebnisse wurden erzielt mit einem Verhältnis vorn 'etwa 3
: i. Eine gegebenenfalls durch die Öffnung 15 eher Verdampfunggskammer zurückschlagende
Flamme wird .durch den Feuerschutzkarb zurückgehalten, so daß Brennkraftmaschinen,
die mit einer Anlaßvarrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet sind, auch dort Verwendung
finden können, wo die Atmosphäre zündfähige Bestandteile :enthält, beispielsweise
auf Ölfeldern.
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Brei .der baulichen. Ausführung der Anlaßvorrichtung kann, wenn der
Hau.pterfrndungsgedanke gewahrt bleibt, vorn :dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
abgewichen werden. So ruß z. B. die Verdampfungskammer nicht unbedingt kegelig ausgeführt
sein, sondern könnte auch eine rechteckige Form aufweisen. Außerdem könnte an Stelle
der elektrischen Glühspirale ein geeigneter Glühkörper anderer Art Verwendung finden.
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Da @es mit Rücksicht auf ein gute Wirksamkeit der An!laß,vorrichtung
von großer Bedeutung ist, d'aß die Maschine unmittelbar .nadh Beendigung des Verdampfungsvorganges
angelassen wird, empfiehlt es sich, eine Vorrichtung zur überwachung der zum Verdampfen,
benötigten Zeit vorzugehen. Man könnte beispielsweise dem Glühkörper eine Kontrollglühkerze
parallel ischalten, deren Anheizzeit der zum Verdampfern, des Kraftstoffes in der
Verd;ampfungs'kammer benötigten Zeit entspricht. Für den Fall, daß eine Vorwärmung
des Ansaugrohres stattfinden soll, könnte die oben beschriebene Vorrichtung durch
eine Umschaltvorrichtung ergänzt werden, die es erlaubt, wahlweise die Verdampfungs
-kammler entweder mit dem Innern des Ansaugrohres oder mit einem durch Ummantelung
des Ansaugrohres. geschaffenen Ringraum zu verbinden. Im letzteren Fall müßten die
Luftzuführöffnungen der Verdampfunggskammer vergrößert und durch eine Blende .im
Querschnitt veränderlich gemacht werden. Die Blende wird dann zweckmäßig mit der
Umschaltvorrichtung so gekuppelt, daß sie ganz öffnet, sobald die Verdampfungskammer
mit dem Ringraum verbunden. wird. Das Anlassen bei sehr niedriger Außentemperatur
ginge dann in der Weise vor .sich, daß zuerst die Verdampiwngskammer mit dem Ringraum
verbunden und gleichzeitig die Luftzuführöffnungen der Kammer durch Öffnen der Blende
vergrößert würden. Anschließend würde dann die Warme gefüllt und der Kraftstoff
verdampft und zur Entzündung gebracht werden. Eine Entzündung ist bei entsprechender
Heizdauer möglich, da infolge der Vergrößerung der Querschnitte der Luftzutrittsöffnungen
genügend Sauerstoff in die Kammer eintreten kann. Dieses Auffüllen und Verdampfen
kann mehrmals wiederholt werden. Sobald
das Ansaugrohr genügend
vorgmvärmt ist, wird die Verdampfungskammer mit dem Ininern des Ansaugrohres verbunden
und die Maschine angelassen.