DE895393C

DE895393C - Motorisches Gemischverdichtungsverfahren mit Selbstzuendung

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die technischen Möglichkeiten der Verwirklichung der Erfindung sind indessen durch die gezeigten Ausführungsbeispiele keineswegs erschöpft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Motorisches Gemischverdichtungsverfahren mit Selbstzürndung"daidurch gekennzeichnet, -daß im Brennraum ein sehr mageres, nichtmehr zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch oder Frischluft einem überreichen, gleichfalls nicht mehr zündfähigem Kraftstoff-Luft-Gemisch derart angelagert wird, daß nur in der Grenzzone zwischen den beiden Gemischen ein bei Verdichtung zündbares Gemisch entsteht.
2,. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das überreiche Gemisch in einem vom Hauptbrennraum abgetrennten, durch eine Einschnürung oder einen Kanal mit ihm in Verbindung stehenden Nebenbrernnraum aufbereitet reitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, da@dürch gekennzeichnet, daß das überreiche Gemisch durch einen Vergaser oder Zerstäuber außerhalb des Motors bereitet und durch Ventile oder ähnliche Vorrichtungen in den Haupt- oder Nebenbrennraum eingeführt wird. q.. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das überreiche Gemisch durch Einspritzen von Kraftstoff in einen der Brennräume in diesem bereitet wird.