DE371494C - Verfahren zur Verbrennung schwerer Brennstoffe in schnellaufenden Verpuffungsmotoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbrennung schwerer Brennstoffe in schnellaufenden Verpuffungsmotoren. Die Knappheit an leichten Brennstoffen hat zu der Notwendigkeit geführt, schwere Brennstoffe im Verpuffungsmotor zu verbrennen. Diese eignem sich, aber für die Verwendung im gewöhulichen Kraftwagenmotor sehr schlecht. Sie werden nur mangelhaft ausgenutzt, verbrennen unvollkommen, führen zur Verrußung der Zylinder und Zündkerzen und damit zur Unterbrechung des Betriebes und hinterlassen einen lästigen Geruch. Dille Ursache liegt in der bei Kraftwagenmotoren üblichen geringen Verdichtung. Man kann keine höhere Verdichtung in diesem Falle wählen, da der Motor mit Rücksicht auf die Forderung möglichst geringen Eigengewichtes als Schnelläufer gebaut werden muß, in dem ein Gemisch von Luft und Brennstoff verbrannt wird. Bei diesem n Arbeitsverfahren neigen von den schweren Brennstoffen z. B. die Erdöldestillate zum Selbstzünden und K lopfen, wenn man den sKompressionsdruck so hoch wählt, wie es für eine vollkommene Verbrennupg und gute Wärmnieausiiatzutig des Brennstoffes erwünscht ist. Die Verwendung der schweren Erdöldestillate in den normalen, sdhnellaufenden Wagenmotoren ist daher ausgeschlossen. Die schweren Destillate der Teeröle verdunsten nur schwer, schlagen sich daher, solange die Maschine nicht warm ist, in großen Mengen in der Ansaugeleitung und dem Zylinder nieder, verrußen die Funkenstrecke der Zündkerzen und bringen so den Motor zum Stillstand. Sie verlangen zur Vergasung und vollständigen Verbrennung sehr gute Vorwärmung und hohe Kompression, die wieder mit dem ncrmalen Wagenmotor nicht erreicht werden kann. Dazu kommt, daß die Verbrennung bei nicht genügender Kompression eine sehr träge ist, so daß die Druckentwicklung im Zeitpunkt darr Zündung nur eine langsame ist.
• Man hat die Verbrennung schwerer Brennstoffe in V-erpuffungsmotoren dadurch versucht, daß man ähnlich wie betan Dieselnmotor während des Saughubes reine Luft in den ZvliniAer einführte umnd den schweren Brennstoff durch ein Zerstäuberventil mittels eines vorverdichteten Gemisches aus Luft und einem leicht entflammbaren Brennstoff in den Zylinder einspritzte. Die Entzündung des Treibgemisches erfolgte dabei in einer den Zylinder vorgelagerten Kammer mittels einer Kerze. Dieses Verfahren ist für schnelllaufende V-erpuffungsmotoren nicht geeignet, weil die Zeit zur Umlagerung des schweren Brennstoffes, zur Gemischbildung und zur Verbrennung fehlt.
• Die Erfindung gibt nun einen Weg an, auf dem die Verwendung schwerer Brennstoffe in dem gewöhnlichen schnellaufenden Verpuffungsmotor,wie er bei Kraftwagen, Flugzeugen usw. Verwendung findet, gedingt. Das Verfahren besteht darin, daß das angesaugte Gemilsch von schweren Brennstoffen und Luft mit einem leichter verbrennbaren Gemisch, das von einer anderen Quelle herfließt, angereichert wird. Dieses Anreicherungsgemisch wird durch eine die Zündkerze aufnehmende Vorexplosionskammer in den Zylinder eingeführt und bewirkt bei seiner Verpuffung infolge Zündung durch die Ziündkerne eine Steigerung des Verdichtungsdruckes des noch nicht verbrannten Hauptgemnissches bis zu seiner Verpuffungstemperatur. Auf diese Weise gelingt es, die schweren Brennstoffe vollkommen zu verbrennen un@d den thermischen Wirkunggsgra i der Maschine auf seinen größtmöglichen Wert zu- bringen.
• Auf der Zeichnung ist eine zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Einrichtung in eine-m n Ausführungsbeispiel dargestellt.
• ar bezeichnet den Zvlinder eines gewöhnlichen schnellaufenden Verpuffungsmotors, h das Einlaßventil für leas vom Vergaser kommende Gemisch, rdas -aus Luft und aus einem schweren Brennstoff bestehlt. Oberhalb des Ventils b isst ein Stutzen c in den Zylinder eini,geschra:ub@t, ider eine Kammufer d Zylinder eingeschraubt, der eine Kammer d bildet. Diese steht durch einen Kanal oder mehrere Kanäle e mit dem Kommpressionsraum f in Verbindung und ist durch eine gewöhtnlicihe Zündkerze g nach außen abgeschlossen. Die Kanäle stand so gerichtet, daß ihre Mündungsachsen quer zu der Strömugrichtung nies durch das geöffnete Ventil eintretenden ßrennstoifluftgemisches stehen. Die Kammer d ist durch einen Kanal lt an einen Erzotuger für ein leicht entzündbares Gemisch angeschlossen, der während des Saughubes des Zylinderkolbens offen, währen d des Verdichtungshubes geschlossen gehalten wird. Ina Ausführungsbeispiel ist zur Regelung des Kanalquerschnittes ein selbsttätiges Ventil i vorgesehen, das sich beim Saughub öffnet, heim Verdichtu ngshub schließt. Der Kanal l h ist unmittelbar gegen die Elektroden der Zündkerze g gerichtet.
• Mittels dieser Einrichtung regeln sich die L ade und Verhrennungsvorgänge wie folgt: Beim Saughub wird ein Gemisch von Luft und schwerem Brennstoff bei geöffnetem Ventil b angesaugt. Gleichzeitig wird aber Ventil b angesaugt. Gleichzeitig wird aber auch der leichter entzündbare Brennstoff durch das Ventil i und den Kanal ha hindurch in den Zylinder angesaugt, das erste Hauptgemnisch also angereichert. Bei dem nachfolgßnden Verdichtungshub wird das den Zylinder füllende Gemisch auf die bei Wagenmnotoren übliche Kompressionsspannung von etwa 5 bis 6 Atmosphären verdichtet, d. h. also auf eine Spannurng, bei darr die Verbrennung des Hauptgemisches nur unvollkommen stattfindet. Beien Überspringen der Funken wird aber das den Raum d füllende, leichter .brennbare Brenn.stofflu.ftgemisch sofort .gezündet, @da der Stromunmittelbar auf die Funkenstrecke der Kerze gerichtet ist. Da die Kammer d ausfüldendie Gemisch wird daher sehr rasch verpuffen.
• Die bei der Verpuffung entstehende Druckstei@ger:ttng pflanzt sich durch den Kanal e in

  dlen K o@mpre)s,sioins.raunn; f fort und `bewirkt

  hier leime Steigerung <dies Kompressionsdruckes

  .in d#etn Maße, idaß die Entzüno-dungsitemperatur

  des im Zylinder beinidliohen Bren:nstoffluft-

  gemisches !erreicht -wird. Die durch di,e Vvr-

  lexplosion in der Kammer d eingeleiteibe Ver-

  ,b:reninu-rug pflanzt @sich clahier augeniblickti.ch

  über die ganze Zylindierfüllung fort.

  Die D@rulckent@vicqzltung im Zeitpunkt der

  Zündung gestaltet sich zu einer äußerst

  raschen. Frühzün@dtinbein sind 'bei d11eseni

  Verfahren ausgeschlossen-, @dia d!i,e Druel,#isfieige-

  rung dies verdiArteten Hauptgemis@eheserst

  durch die Explosion des leichter brennbaren

  Gemnisches bewirkt wird. Durch d-iie Z or-

  explosion wird zitiibeicheine gründliche

  mechanische Verteilung des schwer entzünd-

  baren Bmenn&tofres in Bier -#T(erbirennungsluft

  bewürlct. Da idiie Verbrennung schwerer Ge-

  mische um so schqiechter .ist, je geringer die

  Füllung undi @dliie Motoirb@eliaistu:ng 4-st, ist es

  notwendig, @daß die Anreicherung dies Ge-

  mischeis mit leichter brennbarem Brennstoff-

  luiftgemisch nm Leerlauf und <bei geringer

  Motorhetastung in stärkerem Maßle:stattfindel.

  Da nun. die Wiirkungdies Unteridruckes auf

  ,las Ventil i um so größer ist, j@e mehr die

  vom Vergas:er des schweren Brennstoffluft-

  geMi:sches zur Maschine führiende Ansauge-

  leiltung g ed:rosis@elt isst, wird' idieste Fomdinung

  erfüllt sein. Die Ladung des Zylinders mit

  :dien beiden Gemiischarten wird sich @diafh,er

  .selbsttätig iden verschiedenen Belastungen -des

  Motors anpassen.

  Jie nach Üer Wahl dien Birennstoffe wind

  natürlich id'iie B@elasfiunigdies Ventills i geregelt

  werden müss ien.

  Bei ganz gesclhlossiener D,rosslel in :dier

  Hauptleitung wird idias @durch idei Vorexplo-

  siomisTaum zugeführte leichter brennbare Ge-

  misch: <genügen, um bei Leerlauf die Maschine

  in Gang zusetzen ,und im Gang zu erhalten,

  bis düe nötige Betriiebs-#värme erreicht ist und

  die Drosgelklapp:e in der Hauptlieitung ge-

  öffnet werden kann. Da außerdem :di,e

  Zuleitung <dies lieichterbrennbaren Brieninstoffes

  unmittelbar auf die Zündiel,ektroiden erfolgt,

  ist enin sofortig es l-ngangsetz,en der Mascthine

  bei allen Temperabtirverhältniuscn gesichert.

  iDiiie Kerzen sind vor Verölung und Über-

  hitzung vollständig geschÜtzt, zumal der Ex-

  plosionsraunn sich dauernd selbsttätig reinigt

  und (kühlt.

  D iesie Hä.lfsvorrichttmg macht keinerlei

  Äcd,erung des normalen Motors notwendig,

  läß,t sich .also ,ohne weiteres an jiedern sc(hniell-

  d,aufenden Verpuffunigsmio@tor .anbringen.

  Zweclnnäßig :wird jede einzelne Kammer

  von einem besondieren Erzeuger für ein leich-

  ter brennbares Gemisch, gespeist.

  An Stelle ;eines Gemäsches kann auch, ein

  leicht entzündbarer flüssiger Brennstoff Ver-

  wendlu:ng finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Veribrennung schwerer Bnennstoffe -in schniellaufenden Verpuf- fiLungsmiotor@en, dadurch gekennzeichnet, idaß :schweres Brennstoffluftgemiisch an- gesaugt und während des Ainsau:gens mixt einem jleichter brennibaren, von einer an- deren Quelle fließ@enden Gemiiisch an'ge- reic'hert -t,vird, <das durch eine eine Zünd- kerze aufnehmende Explosionskammer in ,den Zylinder eingeführt wird <lind durch -seine Verpuffung ,den Verdic!htu,nigsidru@ek des noch nicht verbrannten I-Iiaupt- gemiisches im Laufe <der gesamten Ver- brennung Ibis zur Selbstzündung steigert. z. Vorrichtung zur Ausführung, des Verfahrenis nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, idaß <der Zündkerze (g) eine <besondere Explosianskam@mner (d) vorge- schaltet ,ist, diie durch einen auf 4die Elek- troden gerichteten, während <des Saug- hubes offen, während des Verdiichtungs - huibes geschlossen gehaltenen Kainah (h) an eine Leitung für ein. leichter entzünd- bares Bmennatofluftgemisch angeschlossen ist und :mit ,dem Zylinder (a) durch einen quer zur Strömungsrichtung des ange- saugten Hauptgemisches gerichteten. Kanal (e) in Verbindung steht,