DE343392C

DE343392C - Betriebsverfahren fuer Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE343392C
Application number: DE1919343392D
Authority: DE
Original assignee: WAERMEKRAFT GmbH
Current assignee: WAERMEKRAFT GmbH
Priority date: 1919-02-09
Filing date: 1919-02-09
Publication date: 1921-11-01

Description

Betriebsverfahren für Verbrennungsmotoren. Die meisten Verpuffungsmotoren, welche mit flüssigen Brennstoffen arbeiten, werden mit Hilfe eines Vergasers betrieben, wobei dem Zylinder das fertige Brennsto-ftluftgemisch zugeführt wirf. Es sind jedoch auch Motoren bekannt, bei welchen der Brennstoff unmittelbar und getrennt von der Arbeitsluft nicht in die Saugleitung, sondern in den Zylinder eingespritzt wird und sich erst in diesem mit der Luft mischt.
Dieses letztere Verfahren hat nun neben seinen Vorzügen gegenüber dem Vergaserbetrieb noch einen gewissen Nachteil, welchen es mit anderen Verbrennungsmaschinen teilt und dessen Beseitigung Zweck der Erfindung ist. Dieser Nachteil besteht in dem im Verdichtungsrauen zurückbleibenden Abgasrest, welcher sich beim Ansaugen mit der Frischluft mischt.
Abgesehen von der dabei entstehenden geringen Beeinträchtigung des thermischen Wirkungsgrades, hat dies eine Reihe von sehr schädlichen Folgen. Erstens besteht der Abgasrest zum großen Teil aus verbrannten Gasen, welche nicht mehr für das neue -Arbeitsspiel nutzbringend verwertet werden können. Daher ist die Höchstleistung der Maschine auf die durch die Größe des Kolbenhubraumes bestimmte Luftmenge beschränkt. Zweitens erhöht die Temperatur des Abgasrestes die Mitteltemperatur des angesaugten Gemisches beträchtlich. Die Folge davon ist eine höhere Temperaturlage des ganzen Kreisprozesses. Diese bedingt wieder einen höheren Wärmeverlust an das Kühlwasser und einen niedrigeren Verdichtungsgrad, wenn man Vorzündungen vermeiden will. Besonders störend aber wirkt die Vermischung .der Ladung mit den verbrannten Gasen auf die Zündung, da eine Unsicherheit besteht, ob sich an der Zündvorrichtung im Augenblick der Zündung auch ein reines zündfähiges Gemisch befindet. Tatsächlich beeinflußt dieser Umstand auch das Arbeiten der Maschine besonders bei Püllungsregelung empfindlich, da er immer störender wird, j e größer die Abgasmenge im Verhältnis zur Frischluftmenge wird.
Man hat nun verschiedene Wege gesucht, um diesen Nachteil zu beseitigen. Der einfachste Weg ist die Einführung der Frischluft unter Druck. Der durch die Anordnung einer besonderen Pumpe verwickeltere Bau der Maschine und der durch die Luftverdichtung entstehende Arbeitsverlust sind aber die Ursache, daß dieses Verfahren sich nicht in größerem Umfange eingebürgert hat.
Die Erfindung .erstrebt nun eine einfache Erreichung des erläuterten Zwecks. Sie benutzt .dazu die zum Kühlen des Zylinders dienende Luft.
Die Luft wird im vorliegenden Falle auf den Zylinderdeckel geblasen. Läßt man nun das Rohr des Saugventils fort, so bläst die Luft unmittelbar .auf das letztere. Dies hat, abgesehen von dem hier verfolgten Zweck, den Vorteil, daß das Ventil, besonders wenn es hierfür mit einer vergrößerten Oberfläche versehen wird, stärker gekühlt wird, und der Zylinder an dieser Stelle wegen des fehlender. Rohrhindernisses besser beblasen und daher gleichmäßiger gekühlt wird.
Öffnet sich das Ventil beim Beginn des Saughubs, so wird die Kühlluft unmittelbar in den Zylinder geblasen. Als günstige Geschwindigkeit für die Kühlluft hat sich etwa 2o m/sek. ergeben. Da nun beispielsweise die mittlere Kolbengeschwindigkeit normaler Schnelläufermaschinen etwa 5 m/sek. und der Ventildurchmesser etwa die Hälfte des Kolbendurchmessers beträgt, so ergibt sich die mittlere Luftgeschwindigkeit im Ventil auch etwa zu 2o mi;sek. Die bereits mit dieser Geschwindigkeit ankommende Luft braucht also nicht mehr beschleunigt zu werden, und die Folge ist, daß im Zylinder praktisch kein Saugunterdruck herrscht. Da bei solchen Schnelläufern dieser Saugunterdruck bei der üblichen Ausführung -oft o,2 Atm. unter dem Atmosphärendürck liegt, so würde schon in dem Kolbenhubraum eine im Verhältnis von i : o,8 d. h. um 25 - Prozent größere Luftmenge eingeführt, so daß die Leistung der Maschine entsprechend erhöht wird.
Nun ist aber am Beginn der Ladung die Kolbengeschwindigkeit sehr gering. Bei Eröffnung des Ventils erzeugt daher-. die Kühlluft einen geringen Überdruck im Zylinder und kann zum Ausspülen der Abgasreste benutzt werden. Dieses an sich bekannte Verfahren ist hier neuartig unter Verwendung eines Teils der Kühlluft durchgeführt. Zu dies,-m Zweck wird das Saugventil schon etwas vor dem Schluß des Auspuffventils geöffnet und die Ausspülung erfolgt während des Hubwechsels, wo der Kolben nahezu stillsteht. Die dann bei Öffnung des Saugventils einströmende Kühlluft treibt die durch .die frühere Öffnung des Auspuffventils auf Atmosphärendruck entspannten Abgasreste aus dem Verdichtungsraum durch das Auspuffventil heraus, und wenn der Druck der Kühlluft im allgemeinen auch nicht so hoch ist, um dies vollkommen bewirken zu können, so wird doch ein wesentlicher Teil der Abgasreste beseitigt und die Ladung bedeutend reiner und kälter. Damit erreicht man dann eine größere Leistung; ferner eine höhere Verdichtung und damit einen besseren thermischen Wirkungsgrad, ohne Vorzündungen befürchten zu müssen. Ferner ist eine erheblich bessere Regelung der Maschine möglich.
Das Verfahren ist im übrigen auch auf alle andere Arten von Verbrennungsmotoren, die mit Luft gekühlt werden, anwendbar.
Da der Ventilator ohnehin zur Kühlung der Maschine benötigt wird und die Verbrauchsluft nur etwa 5 bis 6 Prozent der Kühlluft beträgt, so ist im Gegensatz zu anderen Ausführungen mit der Erfindung weder eine Störung der Einfachheit der Maschine, noch ein nennenswerter zusätzlicher Kraftbedarf verbunden. Es leuchtet daher ein, daß die Anordnung einen wesentlichen Fortschritt bedeutet.
Zur Erläuterung eines Motors, welcher nach dem die Erfindung bildenden Verfahren arbeitet, dient die Zeichnung, welche ein klares Bild von der gegenseitigen Lage der einzelnen Teile veranschaulicht. Dieser Motor gilt im übrigen nur als Beispiel einer großen Anzahl von Möglichkeiten, den Erfindungsgedanken zu verwirklichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Betriebsverfahren für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der beispielsweise durch ein Gebläse zugeführten Kühlluft als Arbeitsluft für die Zylinder verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Kühlluft unmittelbar auf das Saugventil geblasen wird, welches. gegebenenfalls mit einer vergrößerten Oberfläche zwecks besserer Kühlung versehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kühlluft zum Austreiben der Abgase aus dem Verdichtungsraum benutzt wird.