DE898824C - Verfahren zum Betriebe einer Viertakt- oder im Gleichstrom gespuelten Zweitaktbrennkraftmaschine mit scheibenfoermigem Verbrennungsraum - Google Patents

Description

Diie Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor und! ein Verfalhiren zu seinem Betrieb.

Nach <der Erfindiunig wird die Verbrennung •innerhalb 'des MotorenzyJinidlers derart ausgeführt, daß kein Klopfen eintritt, und zwar uniabhängig von der Oktianr o>der Cetanzahl des verwendeten Treibstoffes, der Flüchtigkeit des Treibstoffes innerhalb eines großen Bereiches, dem Konipressiionsgrad, dem Trei'bstoff-Luft-Misehungsverhältniis und der Dichte des Treibstoff-Luft-Gemisches, das zur Anwendung gelangt. Es geschieht dies dadurch, daß der Treibstoff daran gehindert wird, sich in ausreichender Menge innerhalb des Verbrennungsraumes mit demjenigen Teil der Luft zu mischen, der in der Regel das sogenannte Endgas bilden würde, so daß in dieser Endgaszone kein brennbares Gemisch vorhanden ist unid dlie vorrückende Flammenfront nur unbrennbares Gas abschließt und verdichtet. Nach der bevorzugten Ausfühirungsforim der /Elrfinidiung wird mit Treib- ao stoff nicht gemischte Luft oder zur Aufrechterhaltiung der Verbrennung nicht genügend Treibstoff enthaltende Luft An die Verbireninunigskammer eingeführt und beim Verdichtungshub komprimiert. An einem Punkt nahe dem Vorderende der Kolbenhalhn wird Treibstoff in diese komprimierte Luft unter solchen Bedingungen gespritzt, daß er sich ganz oder zum Teil plötzlich verflüchtigt O'der

■in Dampf verwandelt und so am Ort. diar Zikcdiiingⁱ und litti einer verhältnismäßig kurzen, Entfernung vom Einspritzpunkt ein brennbares Treibstoff-'dampf-Luft-Gemiscih bildet, Dde Menge und¹ Richtang der Treibstoffeinspnitzung während dlieser Zeitspanme von. dem Eiinispnitzen bis' zur Zündung WiiTd so bemessen, daß der Treibstoff sich nur Mit einer örtlich begrenzten Menge der Luft innerhalbdes Verbrennungsraumes mischt. Dieser erste kleine

ίο Teil von eingespritztem Treibstoff bildet edm lokalisiertes brennbares Gemisch, .das sofort mittels Funken oder anderen geeigneten Mitteln, die eine' Flaimmenfront erzeugen, entzündet wird. Das Einspritzen des Treibstoffes wird während des Restes der Eiinspnitzzeit in eine enge Zone oder Zonen der Verbrennungskammer unmittelbar vor der Flammenfront in ihrer Brenninichtung fortgesetzt.

Infolge des vorstehend beschriebenen Vorgangs wird jedes brennbare Treibstoff-Luft-Gemisch, das innerhalb das Zylinders zur Verbrennung gelangt, so rasch nach seiner Biildung verbraucht, daß es stets durch imchtbrennbares Gas, und zwar entweder durch Luft oder Vierbrennungsprodukte oder beides 'gepuffert ist. Hierdurch wird die Biilidung hochkompnimierter und erhitzter Endgase, die aus brennbarem Traihstoff-Luft-Gemisoh bestehen, vermieden, und ein Klopfen ist unmöglich.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, die bevorzugte Ausffihirungsformen darstellt.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung eines Motorzylinders mit Zubehör einschließlich Treib-,stoffeinspritzsystem;

Fig. 2 ist eine echematische Hotfi zontalansicht, im Zylinder der Fig. 1 nach oben gesehen; sie zeigt die Lage der Zündkerze und der Treibstoffdüse und die Art der Verbrennung im Verbrennungsraum;

Fig. 3 ist eine Horizontalansicht einer anderen Ausfühnungsform, in ähnlicher Darstellung wie Fiiig·. 2;

Fig. 4 ist eine Horazontalansicht. ähnlich. Fig. 2 und betrifft eine weitere Ausführungsfonm;

Fig. 5 ist eine Horizontalansicht ähnlich Fig. 2 und zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein typisches, von dem Motor gemäß vorliegender Erfindung erhaltenes Indikatordiagramm, das aufgezeichnet list auf Indikatordiagramme eines üblichen Ottomotors, der mit zwei verschiedenen Treihstoffen betrieben wird.

In Fig. I ist 10 der Motorzylinder, in der Kolben und 12 (die Pleuelstange, die zu der üblichen, in der Figur nicht dargestellten Kurbelwelle geht. Der Zylinderkopf ist mit geeigneten öffnungen versehen, die .durch ein Einlaßventil 14 und ein Auslaßventil 15 !gesteuert werden, und mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Zündkerze 16, die an ein Zündsystem üblicher Bauart; angeschlossen- ist. Eine Treibstoffeinspritzdüse 20 reicht durch eine passende öffnung in den Zylinderkopf ; wie aus 'der Fig. 2 hervorgeht, ist ihre Richtung derart, daß das Einspritzen innerhalb des Verbnennuingsraumes im allgemeinen tangential erfolgt.

Treibstoff aus einer geeigneten Lieferquelle oder einem Behälter 2.1 wird 'durch die Leitung 22 durch die Treibstoffpumpe 23 abgezogen, die in üblicher Weise -vom Motor angetrieben wird. Die Treibstoffpiumpe preßt den flüssigen oder verflüssigten Treibstoff unter einem Druck von etwa 34 bis 408 Atmosphären durch die Leitung 24 im einen Sammeltank 25, ,aus dem er durch die Leitung 26 zur Einspritzdüse 20 gelangt. Bei einem Injektor-Piumpenaggregat können viel- höhere Drücke von his- zu 2720 bis 340O' Atmosphären verwendet werden. Die Leitung 26 enthält ein Rückschlagventil 27 und kann mit einer geeigneten Heizvorrichtung ausgestattet sein, die als eine elektrische Heizschlange 28 dargestellt ist.

In Fig. 2 ist das Einlaßventil 14 mit einem Schirm 34 versehen; letzterer ist so angebracht, daß die eintretende Luft in tangentialer Richtung geleitet wird und eine Wirbelbewegung der Luft innerhalb des Verbrennungsraumes erzeugt, so wie es durch die Pfeile 33 angedeutet ist. Beim Betrieb des Motors wird eine Partie Luft, die nicht mit Brennstoff vermischt ist oder weniger Brennstoff enthält, als zur Unterhaltung der Verbrennung nötig ist, beim Saughub des- Kolbens 11 in den Zylinder gezogen.

Niahe bei, und zwar im allgemeinen etwas vor idem oberen Totpunkt des- Kolbenhubs, wie er in Fig. ι durch die gestrichelte Linie 18 angedeutet ist, wird Treibstoff aus der Düse 20 im die in Wirbelbewegiung befindliche Liuft im allgemeinen tangential zum Verbrennungsraum (Fig. 2) und etwas nach oben gerichtet (Fig. 1) eingespritzt, um den Rand der eingespritzten B,renns,toffwolke nahe an die Elektroden der Zündkerze 16 heranzubringen. Der Treihstoff ist so fein zerstäubt ond befindet sich bei einer solchen Temperatur und unter einem .solchen Druck, daß er sich sofort verflüchtigt O'der sehr rasch in Dampffonm übergeht, und der entstehende Treibstoffdampf wird mit der wirbelnden Luft innig zu einem brennbaren Gemisch vereinigt, und zwar nachdem der Treibstoff nur eine kurze Strecke von- der Düse aus zurückgelegt hat und etwa innerhalb der Zeit, in der 'das entstandene Treibstoffdampf-Luft-Gemisch die Zündkerze 16 erreicht.

Gerade in dem Augenblick oder kurz bevor die erste Partie des eingespritzten Treibstoffes die Gegend der Zündkerze 16 erreicht (und innerhalb dieser Zeit hat er mit der wirbelnden Luft das genannte brennbare Treibstoff dampf-Lu ft-Gemisch gebildet), zündet ein Funke an den- Elektroden der Zündkerze 16 dieses Gemisch und erzeugt eine Flammenfront, wie sie bei 38 angedeutet ist. Wie in Fig. ι und 2 gezeigt ist, sind die Lage der Zündkerze 16 einerseits und die der Düse20' nebst der Form des von ihr ausgespritzten Brennstoffes andererseits !derart aufeinander abgestimmt, daß sich die Elektroden der Zündkerze zwar innerhalb, des brennbaren Treibstoffdampf-Luftⁱ-Gemiisches befinden, mit unverdampften flüssigen Treibstoffteilchen jedoch nicht in Berührung kommen, wodurch die Zündung dieser ersten Partie des ein-

tretenden Treibstoffes sichergestellt ist. Die Vefbrennuingswänrne führt zu einer raschen Ausdehnung des Gemisches «od der brennenden Produkte, wodurch die Flammenfront 38 eine Gestalt annimmt, wie ede z. B. in Fiig. 2 gezeugt ist.

Die Zündkerze 16 ist von der Einspritzdüse 20 genügend weit entfernt, daß die Bildung des brennbaren Traibstoffdampf-Luft-Gemiisches auf dem Weg, den, der eingespritzte Treibstoff zurücklegt, möglich i,st, während zu gleicher Zeit die Zündkerze 16 siich nahe genug an der Düse 20 befindet, daß die Ansammlung irgendwelcher beachtlicher Mengen von brennbarem Gemisch im Vefbren-' nungsraum vor 'der Zündung verhindert wird. Bei der hier gezeigten Maschine, bei der ein. Zylinder miit einem Bohrungsdurchmesser von, 8,26 cm verwendet wurde, wurden gute Ergebnisse mit einem Winkel 29 von etwa 310 bis 90'⁰', vorzugsweise von, etwa 30 his 45⁰ erreicht, der von. ,den Radiien zur zo Zündkerze 16 und zur Spitze der Düse 20 gebildet wird. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß der erwähnte Winkel 29 größer als etwa 20⁰ und kleiner als etwa 135⁰' sein, soll. Auf diese Weise wird das Brenmstoffdämpf-Luft-Geniisch fast eofort nach seiner Bildung entzündet, bevor der eingespritzte Treibstoff überhaupt' Gdegenheit findet, sich in irgendeinem wesentlichen Bereich das Verbrennungsraumes mit Luft zu mischen. Infolgedessen wird brennbares Treibstoffdampf-Luftr Gemisch nur innerhalb einer örtlich begrenzten Zone des Verbrennungsraumes um die Zündkerze 16 herum erzeugt, und dieses Gemisch ist umgeben (und gepuffert von nicht brennbarer Luft oder Gas auf der einen Seite und von eimern nicht brenubaren reichen Gemisch auf der anderen Seite.

Beim praktischen: Laufenlassen des Motors kann mit dem Einspritzen des Treibstoffes bei einem Winkel bis zu 75°' vor dem oberen Totpunkt' begonnen werden. Der Winkel kann z. B. 48° sein bei maximaler Leistung, bei 'der praktisch die gesamte Luft innerhalb des Verbrenniungsriaumies verbraucht werden soll. Wo weniger Leistung verlangt wird, kann der Beginn der Treibstoffeinsprdtzung bei dem oberen Totpunkt oder sogar bis zu 20⁰ dahinter liegen. Bei kleineren Leistungsansprüchen kann die Einspritzung noch beträchtlich vor dem oberen Totpunkt eingeleitet und dann, abgeschnitten werden, so daß nur der Teil der Luft verbraucht wird, 'der zur Lieferung der verlangten Leistung erforderlich ist.

Während des weiteren Verlaufs desjenigen Teils des Vendichtungs- oder Verbrennungstaktes oder beider, der in die Zeitspanne der Brennstoffeinspritzung fällt, Wiird weiterer Brennstoff in Ridhr tung der Flammenfront 38 eingespritzt und mit frischen Mengen der wirbelnden Luft vermischt, so daß' sich brennbares Gemisch von Treibstoffdampf und Luft bildet, das entzündet wird und verbrennt, sowie es die Flaimmenfront erreicht. Es ist ersichtlich, daß 'dieses weitere Brennstoff-Luft-Gemisch fast so schnell verbrennt' wie es gebildet wird und daß dem unverbrannten Treibstoff keime Gelegenheit bleibt, sich· über dian, ganzen Verbrennungsraum hin zu verteilen. Die ersten Teile des Treibstoff-Luft-Gemisches, die an. der Flammenfront rasch verbrannt wurden, werden; zu unbrennbaren Abgasen, die die Wirbelbewegung im Zylinr der herum weiter mitmachen, so wie es bei 40 angedeutet ist. Selbst wenn daher die Treibstoffeinspritzzeit so lange ausgediehnit wird, bis praktisch alle Luft im Zylinder verbraucht ist, ist doch noch der letzte Teil des gebildeten brennbaren Treibistoffgernisches durch einen Puffer unbrennbarer Abgase begrenzti.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungisform der vorliegenden' Erfindung, die im Betriebsmaßstab und bei Versuchen: sehr zufriedensteltenid" gearbeitet hat. Ein normaler CFR-Motor, das ist ein Prüfmotor' der Cooperation Fuel Research USA., mit einem einzigen Zylinder mit einer Bohrung von 8,26 cm wurde so abgeändert, daß eine Einspritzdüse 20' eingebaut wurde, durch die, wie bei 42 angegeben,, Treibstoff in praktisch tangentialer Richtung zum Verbrennungsraum eingespritzt wurde. Eine Zündkerze 16' war mit ihren Elektroden praktisch an der Peripherie des Verbrennungsraumes angeordnet, wobei der zwischen den Radien nach der Spitze der Düse 2io( und nach der Mitte der Zündkerze 16' eingeschlossene Winkel 29' etwa 45⁰ betrug. Der Motor war mit dem üblichen Auslaßventil 15' und einem Einlaßventil 14' ausgerüstet, das einen. Schirm 34' von i8o° trug, dessen Emden praktisch, auf einem Radius des Verbrennungsraumes lagen; hierdurch wurde die Luft innerhalb des Verbrennungsraumes in der durch die Pfeile 33' angedeuteten. Richtung in eine wirbelnde Bewegung versetzt.

Bfai dieser in Fig. 3: dargestellten. Ausfühnungsform war die Einspritzvorrichtung derart, daß auf der Innenseite nach der Mitte der Verbrennungskammer zu ein durchdringender Kern zerstäubter Treibstioffteilchen 43 und auf der an die Zylinderwand angrenzenden. Außenseite ein Nebel sehr fein verteilter oder versprühter Teilchen 44 entstand. Der umgebende Nebel verdampfte schnell und mischte sich mit der beniacbbarten wirbelnden Luft; letztere lenkte einen Teil 'des, bei 45 angedeuteten Dampf-Luft-Gemisches nach 'den Elektroden der Zündkerze 16' hin ab; Die Zündkerze lag so· innerhalb des umgebenden Kernis des brennbaren Treibstoffdampf-Luft-Gamisches, geriet aber mit den eindringenden Teilchen von flüssigem Brennstoff in keiner Weise in Berührung.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird zwar der Treibstoff tangential in der Riehtung ,der Luftwirbelbewegung eingespritzt, doch ist dies kein wesentliches Merkmal der Erfindung. Er kann auch z. B. radial oder quer zur Luftbewegiung oder sogar gegen letztere gerichtet eingespritzt werden.

Bei einer nach der Erfindung in bestimmten Augenblicken, erfolgenden diskontinuierlichen Funkenbildung an den Zündkerzenelektroden ist eine sorgfältige Abstimmung des- Zeitpunktes der Funkenbildung auf den der Einspritzung erfbrderlieh. Bei der in; Fig. 3 dargestellten Bauweise, bei

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der die Einspritzung in der Richtung der Luftwirbelbewegung erfolgt, soll sich 'der Fiuinke an den Zündkerzenelektroden in einem Zeitpunlct bilden, der einem Abstand von etwa 4 bis ro°, vorzugsweise! etwa 6°, der Kurbelwinkelbewegung nach Beginn der Treibstoffeinsp niitzung entspricht. Bei Einspritzung quer ziur O'der gegen die Richtung der Luftwirbelbewegung beträgt der Abstand! dar Fnnkenibiildunig gewöhnlich etwa 10 bis 20I⁰'

ίο nach dem Einspriitzenⁱ.

Der bei Verbrennungsmotoren verwendete Magnet- ader Spiuilenzündstirom arbeitet recht ziufriadenstdlend und läßt eine' Funkentoleranz, die das Erfordernis genauer Einstellung der Funkenbildung im Vergleich zum Zeitpunkt der Einspritzung als kritischen Faktor beseitigt; es kann aber .auch gewünschtenfalls ein kontinuierlicher Funke von ziemlich langer Dauer verwendet werden. Der kontinuierliche Fiunke kann während 'das ganzen Arbeitsspiels dauern, wobei z. B·. ein kontinuierlicher Funfcentyp zur Anwendung gedangt, wie er bei Treibstoffhrennersysitemen verwendet wind. Doch kann diese Anordnung leicht mit idem Lauf -des Motors synchronisiert werden, so daß 'der Funke nur eine bestimmte Zeit idler Veribrennungsphase andauert und während des restlichen Taktes abgeschaltet iist.

Um idiie gewünschte relative Bewegung zwischen der Luft und¹ idem eingespritzten Treibstoff während dar Veribrennungsphase ziu erzielen, können die in der Fig. 4 und 5 dargestellten Abänderungen getroffen werden; bei diesen bewegt sich der Birennstoffainspriitznaum fortschreitend und systematisch durch den Verbrennungsraum, uim verschiedene Treibstoffmengen mit verhältnisrmäßig !unbewegter oder nicht gerichteter wirbelnder Luft au vermischen.

Fig. 4 zeigt eine Ansftihrungsform, bei der das Treibstoffeinspiritzsystem und weitere Teile' das Motors die gleichen sein können wie bed den oben beschriebenen Fig. 1 bis 3, nur daß in diesem Fall die Treifos toffeinspritzdüse 50 zentral ζητη Zylinder oder Verbrennungsraum gelegen ist. Luft kann durch ein übliches Einlaßventil 51 eingeführt werden, das ein einfaches Ventil ohne Schdrm oder sonstige Vorrichitung zur Lufitdurchwiirbelung sein kann. Die Einspritzdüse besitzt mehrere im Umkreis angeordnete öffnungen, durch die der Treibstoff in feinen Bändern oder Strahlen, voneinander getrennt -und zeitlieh aufeinanderfolgend, während der ganzen iEjinspritzzeit eingespritzt wird.

Der Treibstoff wird, wie angegeben, ziunäohst in die enge oider begrenzte Zone 52 eingespritzt, wo er wenigstens zum Teil plötzlich verdampft und sich in dieser bestimmten Zone mit der Luft vermischt und nahe bei den Elektroden ider Zünd^L kerze 53 ein brennbares Treibstoff-Luftⁱ-IGemischi bildet. Dies wind sofort durch die Zündkarze entzündet, die Filiammenfronten auf einander entgegengesetzten Seiten des schmalen Bandes bildet, so wie es bei 54 und 55 gezeigt ist. Sofort darauf wird eine zweite Menge Traibstoff aus der nächstliegenden Öffnung eingespritzt und bildet nebenan ein 824

Treibstoffgemisch 56, das sofort durch die Flatnmenfronit 54 entzündet wird. In schneller und regal- g₅ mäßiger Folge wird Treibstoff aus den weiteren, in Abständen voneinander angebrachten öffnungen in nahe aneinandergrenzende Zonen rings um den Verbrennungsraum herum eingespritzt, SO' daß die Flammenfront in der Richtung des Pfails 57weiterrückt. Es ist also ersiiichtliidh, .daß Treibstoff in schmalen Bändern unmittelbar vor die vorrückende Flammenfront gespritzt lund das entstehende Treibstoffgemisch sofort durch. Verbrennen verzehrt wind, bevor der Treibstoff überhaupt Gelegenheit hat, sich sonstwo mit Luft zu mischen als in seiner begrenzten Zone.

Sitatfc daß man die Flammenforont in nur einer Richtung um den Verbrennungsraium herum in der oben beschriebenen Weise vorrücken' läßt, kann man auch die beiden getrennten Flammenfronten 54 und 55 in entgegengesetzten Richtiungen vorrücken lassen. Es· geschieht dies durch gesteuertes Einspritzen von Treibstoff aus paarweise angeordneten Öffnungen, die auf einander gegenüber- liegenden Seiten bezüglich der ersten örtlich begrenzten VerbrennungSiZone 52, oder im Voraus ziu den beiden Flammenfronten angebracht sind, während sie sich durch den Verbrennungsraum bewegen. So wird Trieibstoff zunächst in die begrenzte g₀ Zone 52 eingespritzt. Unmittelbiar danach werden zwei Treibstoffstrahlen gleichzeitig oder äußeret rasch -auf einander folgend in die Zoneiii 56 und 59 eingespritzt, und in dieser Aufeinanderfolge wird weiter eingespritzt, während sich die beiden Fliammenfronten in entgegengesetzten Richtungen durch den VerbTennungsraum bewegen, bis praktisch alle Luft verbraucht oder die verlangte Leistiung erzielt ist. In diesem Fall sind! die TreifostO'ffeinspnitzöffnungen der Düse so' angeordnet, daß sie in zwei Wendeln nach unten gehen, die sich in entgegengesetzten Richtungen von der Anfangsöffnung aus erstrecken und daß sie mit Schiebern zum aufeinanderfolgenden Öffnen und Sehließen der öffnungen versehen sind. Hierbei liegen die Elektroden der Zündkerze zwischen der Düsenspitze und der Zyldnderwand gegenüber der ersten öffnung der Düse, die bei jedem Zyklius zu öffnen ist.

Fdg. 5 zeigt eine weitere Ansführiungsform der Erfindung, bei der die_eTreibstoffidüse6o auf einer Seite 'des· Zylinders liegt rand mit mehreren im Abstand voneinander angebrachten öffnungen versehen ist, duröh die örtlich' begrenzte Treibstoffstrahien aufeinanderfolgend über bestimmte Teile des Verbrennungsraumes gespritzt werden. Zunächst wird der Treibstoff in die Zone 61 gespritzt, wo er durch die Zündkerze 62 sofort entzündet wird. Diann wird Brennstoff aus der zweiten öffnung in die begrenzte Zone 63 vor die Fliammenfront 64 gespritzt, die sich idiuirch die Verbrennung dn der Zone 61 bildet. Danach wird Brennstoff in rascher Aufeinanderfolge aus· 'den anderen öffnungen eingespritzt, wodurch in den anderen Segmenten des Verbrennungsraumes eine örtlich begrenzte Verbrenniung hintereinander erfolgt, so daß sich die

Flamimenfront, tum die Treifstoffdiise als Aclbse herum, in Richtung des Pfeils 65 bewegt, 'bis entweder die gesamte Luft verbraucht oder zur Erzielung der verlangten Leietiumg ausreichender Treibstoff eingespritzt ist. Gegebenenfalls kann eine zweite Zündkerze 67 verwendet werden, um gleichzeitig oder praktisch gleichzeitig die Verbrennung in der örtlich begrenzten Zone 68 und in der Zone 61 beginnen zu lassen. Die Flammenfronten 64 und 69 drehen sich dann, mit der Einspritzdüse als Achse, aufeinander zu.

Fig. 6 zeigt bei A ein typisches Druck-Volutmen-Indifeatordiiagraimim, erhalten mit eimern CFR-Motor mit einem einzigen; Zylinder mit eimer Bohrung von 8,26 cm; der Motor wurde so abgeändert, daß er die Kennzeichen der vorliegenden Erfindung trug, wie sie oben beschrieben und in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.

Dieses Diagramm wurde erhalten bei einer Verdichtung von io, einem absoluten Kampreissoordruck von 152,4 cm Hig land Miit Normalheptian miit einer CFRM-Oktanaahl Nlull als Kraftstoff. Bei dem Lauf zeigten sich keine Zeichen von Klopfen. In der Fig. 6 ist bei B ferner das Druck-Voliumm-Indikatordiiagramim der gleichen Maschine für normalen Ottomotorbetrieb eingezeichnet, wobei Normalheptan als Kraftstoff ohne Kompressor bei maximaler Verdichtung zur Erlangung des Anfangsklopfens verwendet wurde. Dieses Diagraimm wurde bei einer Verdichtung von etwa 4,3 erhalten.

In Fig. 6 ist bei C auch das Druck-Voluimen-Indiikatordiagramm dies gleichen Motors gezeigt, wobei Isooktan imiit einer CFRM-OktanzahI 100 als Kraftstoff verwendet und nach dem üblichen Ottoprozeß ohne Kompressor mit anfänglichem Klopfen bei einer Verdichtung von 7,8 gearbeitet wurde.

Die Erfindung wurde oben in ihrer Anwendung beim Viertaktmotor bes'dhnieben. Sie ist jedoch auch beim Zweitaktmotor anwendbar. Für diesen ist sie sogar ganz besonders gut geeignet, weil dabei das Brennstoffgemiseh. nicht vorher gebildet zu werden braucht, so daß 'der Siaughuib des Viertaktbetriebes entbehrlich ist. Ein Zweitaktmotor kann

z. B. mit Lufteinliaßöffnungen zur Einführung der Liuift in bestimmter Richtung versehen werfen, die sich gerade über dem Ende des Kolbenwegs für jedes Zylinderende befinden, wodurch die Luft; in wirbelnde Bewegung versetzt: werden kann, wie es oben im Zusiammenhang mit iden Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Auslaßventile können an entgegengesetzten Enden des Zylinders zur Ableitung der Auspuffgase vorgesehen sein.

Der Motor gemäß der Erfindung hat mit' einer ganzen Reihe von Brennstoffen von ganz verschiedener Art und Veridiampfbarkeit gute Ergebnisse geliefert, darunter mit Benzinsorten; mit einer CFRM-Oktianzahl von etwa 20 bis über 100, normalem Heptan, Isopentan, Isooktan, Getan, alphiabeta-Methylnaplhthalin, Karosan, Benzol, Diesel- oder Gasöl, Methylalkohol und sogar leichtem Schmieröl. Alle Brennstoffe, die leichter als Gasöl waren, arbeiteten sehr zufriedenstellend ohne Verwendung der Heizvorrichtung 28 zum Vorheizen des von der Brennstoffleitung zur Einspritzdüse geleiteten, Brennstoffes.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zum Betriebe einer mit Luftverdichtung oder Verdichtung eines nicht zündfähigen Gemisches arbeitenden Viertiakt- oder im Gleichstrom gespülten Zweitaktbreininkriaftmasdhine mit scheibenförmigem Verbrennungsraum, bei der gegen Ende des Verdichtungstaktes in die Luft bzw. das Gemiisch durch eine Einspritzdüse flüssiger Kraftstoff eingespritzt lund das hierbei gebildete Gemisch durch Zeitpunktfriemidzündung, beispielsweise eine Zündkerze, gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei geregelter, mm die Achse des scheibenförmigen Brenniraumes kreisförmig wirbelnder Ladung der erste Teil des in die wirbelnde Ladung eingespritzten und die Ladung etwa über einen Radius des Brennraumes durchdringenden iKraftstoffes sofort unter Bildung einer Fiammenfront an der nahe gelegenen Zündvorrichtung sowie die anschließend in nachfolgende Teile der wirbelnden Ladung unmittelbar vor die Flammenfront eingespritzten Kraftstoff-•menigen jeweils von dieser fortschreitend gezündet werden, so daß sie im wesentlichen sofort verbrennen, oder daß bei ungeregelter, nicht kreisförmig wirbelnder Ladung und in der Zylinderachse angeordneter Einspritzdüse ein Kraftstoffstrahil in Riichtung auf die am Rande des Zylinders angeordnete Zündvorrichtung uinter Bildung einer Flamimenfront eingespritzt wird und weitere Kraftstoffistrahlen absatzweise auf einer oder beiden Seiten der Fiammenfront eingespritzt werden, -so daß diese um die Achse des Brennraumes herumstreicht, oder daß bei ungeregelter, nicht kreisförmig wirbelnder Ladung und; am Zylinderrand angeordneter Einspritzdüse die Einspritzung mit einem oder zwei Strahlen in Richtung auf eine oder zwei symmetrisch zu einer dbrch die Düisenspitze und Zylinderachse gelegten Eibene angeordneten Zündvorrichtungen beginnt, wodurch eine oder zwei voneinander getrennte Fliammenfronten erzeugt werden, und daß weitere Kraftstoffstrahlen vor die Flammenfront' bzw. -fronten absatzweise eingespritzt werden, so daß diese den Brennraum durchstreicht bzw. durchstreichen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei, geregelter, um die Achise ides scheibenförmigen Birennraumes kreisförmig wirbelnder Ladung der Kraftstoff tangential zum Brennraum in Richtung des Luftwirbels eingespritzt wird und daß das aus der ersten lElim- ispritzung stammende zündfähige Gemisch nach 30 bis 6oi° Wiirbeldrehung, von der Einspritz-.Stelle aus gerechnet, gezündet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in Form eines Sprühkegels mit einem durchdringenden Kern-

   teil auf der Rückseite des Luftwirbels gegenüber diiesem. Wirbel «und «der Wirbdaohise und mit eimern Nebelteil auf «der anderen« Seite «des Sprühkegels gegenüber «der Zylinderwand eingespritzt wird, so «daß das aus dein, ersten Sprühnebelteil schnell gebildete zündfähige Gemisch, leicht gezündet wird.
4. 4. VieritiaktbrennkraftmiaiS chine mit Lnfteinlaß- und LuftTCrdi'chtungsTOrrd'C«htunigen oider Zweitaktbrennkraftrniasch'iine- «mit LufteinJaß lunid Luftiaiuslaßvorrichtiungen für ; Gleich'S'troinsprühung, «die einen Zylinder mit hin ■und her gehenden Kolben und einen scheibenförmigen Verbrennungsraum,. eine Einspritzdüse, die flüssigen Kmftetoff gegen Ende des VerdiohtUiigstalites dm Luft einspritzt, und eine Zeitipunktfremdzündung, z. B. eine Zündkerze, zum Zündein «des gebildeten Gemisches enthält, gekennzeichnet durch eine Vo«rriichtuag zur Erzeugung eimer geregelte! kreisförmigen Wirbelbewegung der Luft um die Achse des seheibenförmiigen VerbrennungS:r.aiumes, eine' Düse zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Wirbelluft, so daß er diese etwa über einen Raidiuis des B'renniiaumes. durchdringt, eine Zeitpunktfremdzündung nahe «der Einspritzdüse, die so eingestellt ist, daß sie den ersten Teil des zündfähigen Gemisches unter Bildung einer Fliaimmenfront zündet, «und weiter «gekennzeichnet 'durch «die Einspritzung jeweils weiterer Kraftstoffimengen in Machfolgende Teile der Wirbelluft vor «der Flammenfront, «so 'daß sie -von «dieser fortschreitend gezündet werden' und lim wesentlichen sofort, verbrennen, oder gekennzeichnet durch eine Vorrichtiumig zur Erzeugung einer nicht kreisförmig wirbelndem Bewegung /der Luft, eine in der Zylinderachse angeordnete Kraftstoffeinspiritzdüisie, eine Zeitpunktfremidziünidung am Rande des Zylinders, eine Vorrichtung zum Einspritzen eines Kraftstoffstirahls +0 .aus «der Düse in Richitumg auf die Zeitpunktfremdzündung, «die so^; eingestellt is«t, daß sie das entstehende zündfähige Gemiisch sofort unter Bildung einer Flairnmienfront zündet, und wobei die Einspritzvorrichtung so konstruiert ist, daß sie anschließend weitere Kraftistoffistrahlen absatzweise auf einer oder beiden Seiten der Fliammenfront einspritzt, so daß diese um die Achse des Verbrennungsriaumes herumstreicht, oider gekennzeichnet «durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer nicht kreisförmig wiirbeln- «den' Bewegung der Luft, eine am Rande des Zylinders angeordnete Kraftstoffeinspriitzdüse, eine Vorrichtung zum Einspritzen eines oder zweier Kraftistoffstrahlen in Richtung auf eine oder zwei symmetrisch zu einer durch die Düsenspitze und Zylinderaohse gelegten Ebene angeordneten Zaiitpunktfremdzündungen, wobei «diese so eingestellt sind, daß sie das oder die zündfähigen Gemische sofort unter Biidung einer oder zweier getrennter Flammenfronten zünden, und wobei die Einspritzvorrichtung so konstruiert ist, «daß sie anschließend weitere Kraftstoffs.trahlen absatzweise vor der oder den Flaimrnenfrointen einspritzt, so daß diese den Verbirennuingsraium durchstreichen.
5. 5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4 in ,der ersten Ausführunigsform, da- «durch gekennzeichnet, «daß die Düse am Rande des Zylinders angeordnet und so eingerichtet ist, daß sie in allgemein tangentialer Richtung zum VerbreriiniungiSiriaium einspritzt und daß die Zaitpuiriktfremdzündung eine ebenfalls «am Randes «das Zylindens angeordnete Zündkerze is.t, idie etwa 30' bis 6o° der Wirbeldrehung wirbelabwärtis hinter «der Düse liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen