DE898094C - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

• Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Brennkraftmäschine mit einem Verdichtungsverhältnis von etwa z : 1q., bei der der mit Luft gemischte Betriebskraftstoff während des Saughubes zugeführt und .dabei ein solcher Kraftstoff benutzt wird, .daß bei Erreichung des Verdichtungsend.druckes eine Selbstzündung des Gemisches nicht eintritt, bei der ferner gegen Ende des Verdichtungshubes ein Zündkraftstoff, beispielsweise Gasöl, eingespritzt wird, .dessen Zündtemperatur unter der Temperatur des verdichteten Gemisches liegt und der nach seiner Selbstzündung seinerseits das Hauptgemisch entzündet.
• Es ist bereits bekannt, einen@Dieselmotor :mit gewöhnlichem .Stadtgas zu betreiben, das sich bei den im Fahrzeugdieselmotor auftretenden Verdichtungsdrücken nicht selbst entzündet. Die Entzündung erfolgt vielmehr durch Einspritzung einer kleinen Menge Schweröl. Das Verdichtungsverhältnis. ist dabei r : 15. Da Gase bekanntlich eine hohe Selbstzündungstemperatur besitzen und Klopfneigung nicht besteht, bedeutet es ,auch nichts überraschendes, wenn die genannte Brennkraftmaschine mit .dem Verdichtungsverhältnis von i: 15 betrieben wird.
• Ferner ist ein Vorschlag für ein Zünd und Verbrennungsverfahren bekannt, demzufolge in einer gemischverdichtenden Maschine ein Gemisch aus brennbaren Dämpfen und Luft auf einen beliebigen Druck verdichtet werden soll, bei dem jedoch. die Selbstzündungstemperaturen noch n.idht erreicht -ist und demzufolge die Zündung .dieses verdichteten Gemisches durch Einspritzung eines zweiten Brennstoffes bewirkt werden soll, dessen Zündtemperatur bei dem Verdichtungsenddruck des Hauptgemisches bereits überschritten ist.
• Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, .daß der Betriebskraftstoff, vorzugsweise bleihaltiges Benzin, Alkohol od. dgl., in flüssigem Zustand in die Saugleitung eines der Maschine vorgeschalteten Ladegebläses, der Zündkraftstoff dagegen in eine Vorkammer eingespritzt wird, deren der Einspritzdüse gegenüberliegender Mündungskanal gegen Ende des Verdichtungshubes mit der Kolbenoberfläche einen ringförmigen Drosselspalt bildet, durch den das brennendeVorkammergemisch sich allseitig über den .im Kolben befindlichen Hauptbrennraum verteilt.
• Es wird also beidem Erfindungsgegenstand trotz hoher Verdichtung (guter Wirkungsgrad) ein flüssiger, leicht verdampfender Hauptkraftstoff verwendet. Dies ist, ohne Klopfen, nur dadurch möglich, .daß der Zündkraftstoff allseitig über den Verbrennungsraum verteilt wird, wofür die Einspritzung in eine Vorkammer und der Drosselspalt zwischen Vorkammer und Hauptverbrennungsraum erfindungsgemäß sorgen. Die Verwendung leicht verdampfender Hauptkraftstoffe und die Einspritzung vor dem Ladegebiläse hat den Vorteil, .daß außer einer guten, klopfhindernden Verteilung des Kraftstoffes auch eine Leistungserhö!hungdurch Abkühlung der Ladeluft infolge der ihr entzogenen Verdampfungswärme (besonders (hohe Füllung) und eine Wirkungsgradverbesserung des Laders .auftreten.
• In .der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung durch .die Abb. z und 2 veranschaulicht. Der Maschinenzylinder d ist mit einem Einlaßventil b und einem Auslaßventil c versehen. In dem Kolben d befindet sich eine Vertiefung, in welche die Wandung f des Mündungskanals g einer Vorkammer k derart einmündet, (d-aß in der inneren Kolbentotlage ein .schmaler Ringspalt i von beispielsweise o,5 bis 3 mm oder noch weniger zwischen der unteren Stirnfläche .der Kanalwandung und .dem Kolbenboden entsteht. Der Einlaßleitung h .ist ein zweckmäßig von der Maschine mit Übersetzung angetriebener Turboverdichter L vorgeschaltet, in dessen Saugleitung m eine Einspritzdüse n angeordnet ist, welche z. B. auch .als die Saugleitung umgehende Ringdüse, Brause oder Mehrlochdüse ausgebildet sein, kann. Die Einspritzdüse n ist durch Leine Leitung c an einen Brennstoffbehälter p angeschlossen, aus welchem klopffesterLtichtbrennstoff, z. B. Bleibenzin, der Einspritzdüse n zugeführt wird. Zur Regelung ,der durch. die Düse n eingespritzten Brennstoffmenge ist ein einfacher Regelhahn g vorgesehen, welcher vom Führersitz aus bedient werden kann. Zwischen .dem Brennstoffbehälter p und der Düse n kann gegebenenfalls eine Förderpumpe zwischengeschaltet ,sein.
• Eine weitere Einspritzdüse y ist in der Vorkammer h angeordnet. Diese Düse r wird durch eine Leitung s über eine nicht regelbare Einspritzpumpe t beliefert. Durch eine Kupplung u kann die Brennstoffpumpe t an den Abtrieb der Maschine angeschlossen werden, wobei die Kupplung u z. B. durch Anordnung verschieden großer Klauen v (Abb. 2) derart ausgebildet ist"daß sie nur in einer einzigen ganz bestimmten Umfangstellung der Kupplungshälften zueinander eingerückt werden kann. Die Brennstoffpumpe t wird durch einen Tank x beliefert, in welchem sich beispielsweise Gasöl oder anderes Schweröl .befindet. Gegebenenfalls kann die Einspritzpumpe t z. B. zum Anlassen in bezug auf die gelieferteBrennstoffmenge regelbar sein.
• Im Saughub der Maschine wird .durch den vom Gebläse l ausgeübten Saugzug der Betriebsbrennstoff, z. B. Bleibenzin, durch die Saugdüse 7a in feinverteilter Form in die Leitung in eingesaugt. Der Brennstoff mischt sich hierbei mit .der Luft, welche durch .den Verdichter lauf höheren Druck gebracht wird, wobei ihre Temperatur durch die Ver-Üunstungskälte des eingestäubten Brennstoffes wirksam herabgesetzt .wird. Es wird daher eine besonders hohe Füllung der Maschine erzielt. Infolge der frühzeitigen Einführung des Betriebsbrennstoffes in die Saugleitung während .des Saughubes wird zugleich eine praktisch vollständig gleichmäßige Verteilung des Betriebsbrennstoffes im Maschinenzylinder erreicht. Am Ende des Verdichtungshubes wird von der Pumpe t der Hilfs-oder Zündbrennstoff (z. B. normales.Dieselöl) durch .die Düse r in die Vorkammer h eingespritzt, und zwar derart, daß er durch den Mündungskanal g der Vorkammer hindurch .auf den sich der Wandung f des Mündungskanals nähernden Kolben auftrifft. Da seine Zündtemperatur unterhalb der Verdichtungstemperatur wiegt, wird er sich auf seinem Weg zum Kolbenboden teilweise entzünden, so daß sich der restliche Brennstoff und die bereits entzündeten Brennstoffteilchen -infolge der Drucksteigerung in der Vorkammer durch -den engen Ringspalt i nach allen Seiten hin in .den durch die Kolbenmulde gebildeten Hauptbrennraum verbreiten. Die sich hierbei gleichmäßig und schnell auf den Brennraum verteilendeZündflamme bewirkt alsdann die Zündung des im Brennraum befindlichen verdichteten Gemisches aus Luft und Betriebsbrennstoff.
• Die Brennstoffpumpe t, welche, wie bereits oben erwähnt, ohne besondere Regelvorrichtung für die Brennstoffmenge .ausgeführt sein kann, jedoch :auch .z. B. eine mit der Anlaßvorrichtung. ,der Maschine gekuppelt zusätzliche Regelvorrichtung für die Brennstoffmenge besitzen kann, ist hierbei derart bemessen, daß die Menge des in die Vorkammer eingespritzten Hilfsbrennstoffes gerade ausreichen würde, um einen Leerlauf der Maschine mit diesem Hilfsbrennstoff zu ermöglichen. Diese Menge des eingespritzten Hilfsbrennstoffes kann bei allen Belastungen die gleiche bleiben. Geregelt wird lediglioh die Menge des Betriebsbrennstoffes durch Verstellung des Regelhahnes q in der Leitung des Betriebsbrennstoffes. Die Vorkammer la kann, datier unter Umständen einen verhältnismäßig kleinen Rauminhalt erhalten. Die Wendung ,des Mündungskanals f kann durch einen Einsatz gebildet werden, welcher gegebenenfalls durch entsprechende Isolierräume gegenüber dem wassergekühlten Zylinderkopf ,auf erhöhter Temperatur gehalten werden kann.
• Gegenüber üblichen Ottomotoren besteht ein großer Vorteil derartiger Maschinen. ganz allgemein darin, daß .die .für diese Motoren igebräuchlichen -empfindlichen Zündkerzen, welche 'hinsichtlich der Beherrschung der thermischen Belastung und .durch die .Gefahr des Verölens, große Schwierigkeiten bereiten, fortfallen, da an Stelle der Fremdzündung durch Zündkerzen die Dieselzündung des Hilfsbrennstoffes tritt.
• Infolge der Verwendung kompressionsfester Brennstoffe ist die Maschine brand- und beschußsicher, so daß sie beispielsweise für Luftfahrzeuge besonders geeignet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gemischverdichtende Brennkraftmaschine mit einem Verdichtungsverhältnis von etwa 1:14, bei der der mit Luft .gemischte Betriebskraftstoff während des Saughubes zugeführt und dabei ein solcher Kraftstoff benutzt wird, daß bei Erreichung des Verdichtungsenddruckes eine Selbstzündung des Gemisches nicht eintritt, bei .der .ferner gegen Ende des Verdichtungshubes ein Zündkraftstoff, beispielsweise Gasöl, ein-,gespritzt wird, dessen Zündtemperatur unter der Temperatur des verdichteten Gemisches liegt und der nach seiner Selbstzündung seinerseits das Hauptgemisch entzündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebskraftstoff, vorzugsweise bleihaltiges Benzin, Alkohol od. dgl., in flüssigem Zustand in die Saugleitung eines der Maschine vorgeschalteten Ladegebläses, der Zündkraftstoff dagegen in eine Vorkammer eingespritzt wird, deren der Einspritzdüse gegenüberliegender Mündungskanal gegen Ende des Verdichtungsihubes mit,der Kolbenoberfläche einen ringförmigen Drosselspalt bildet, durch den das brennende Vorkammergemisch sich allseitig über den im Kolben befindlichen Hauptbrennraum verteilt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. jo9186, 36o824, r8o 684, 48r 07o, 681 300, 5o9 332, 479 I51 ; östermichische Patentschrift Nr. 130007.