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Vorrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in Gemischbildungsräume
von Brennkraftmaschinen mittels eines durch einen Kraftstoffbad-Aufnehmerraum bewegten
Kraftstofförderers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen
von Kraftstoff in Gemischbildungsräume von Brennkraftmaschinen mittels eines durch
einen Kraftstoffbad-Aufnehmerraum bewegten, mit Brennstoffaufnehmernuten versehenen
Kraftstoffförderers, z. B. Flach- oder Rundschiebers, von dem der eingebrachte Kraftstoff
durch die Verbrennungsluft abgelöst und vermischt wird.
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Bei Brennkraftmaschinen ist es bekannt, flüssigen Kraftstoff mittels
Düsen in den Arbeitszylinder oder einen Brennraum einzuspritzen und den Kraftstoff
zwecks Zündung und Verbrennung mit hochverdichteter Luft zu vermischen. Andererseits
ist es auch bekannt, @ ein Kraftstoff-Luft-Gemisch außerhalb des Zylinders durch
Vergasen herzustellen. Werden Einspritzdüsen verwendet, dann ist es meist nur schwer
zu vermeiden, daß das Einbringen der jeweils für einen Arbeitshub benötigten Kraftstoffmenge
mehr oder weniger stoßweise erfolgt; dies hat naturgemäß einen mehr oder weniger
diskontinuierlichen Verbrennungsablauf zur Folge mit den bekannten Nachteilen hoher
Beanspruchung der Triebwerksteile des Motors sowie unerwünschter Geräuschbildung.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Einspritzdüsen besteht darin, daaß dieselben
um so schwieriger herstellbar sind und im Betrieb um so empfindlicher werden, je
kleiner die je Arbeitshub benötigte Kraftstoffmenge ist, so daß es Grenzen gibt,
außerhalb derer ein einwandfreies Arbeiten der Düsen nicht mehr gewährleistet ist.
Um
diesem Mangel abzuhelfen, ist zwar auch schon: vorgeschlagen worden, den Brenn Stoff
mittels eines durch einen Kraftstoffbad-Aufnehmerraum bewegten, mit Brennstoffaufnehmernuten
versehenen Kraftstofförderers, z. B. Flach- oder Rundschiebers, in den Gemischbildungsraum
einer Brennkraftmaschine einzubringen. Jedoch handelt es sich bei den meisten dieser
bekannten Anordnungen nicht um einen unmittelbaren Transport des Kraftstoffes auf
dem Kraftstofförderer bis in den Brennraum hinein, sondern nur um ein mittelbares
Heranbringen des Kraftstoffes bis zu einem außerhalb des Brennraumes gelegenen Förderkanal,
von dem aus der Kraftstoff entweder zusammen mit Druckluft in den Brennraum eingeblasen
oder unter natürlichem Gefälle bzw. auch unter der Einwirkung eines Druckmittels,
das selbst nicht in den Brennraum gelangt, »fließend« in den Brennraum eingebracht
wird; die beiden zuletzt genannten Anordnungen entsprechen dabei einem bereits in
den ersten Anfängen des Brennkraftmaschinenbaues gemachten Vorschlag, als man noch
keine Einspritzdüsen kannte. Der Kraftstoffförderer erfüllt in allen diesen genannten
Fällen lediglich die Aufgabe einer Zumeßvorrichtung, welche den Kraftstoff noch
außerhalb des Brennraumes vordosiert.
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Andererseits ist auch in neuerer Zeit eine Räumnadelförderung von
flüssigem Brennstoff im Maschinentakt für Brennkraftmaschinen bekanntgeworden, bei
der der Brennstoff auf der käumnadel vom Brennstoffvorratsraum unmittelbar zur Brennstoffbedarfsstelle
gebracht wird. Diese bekannte Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß die vorzugsweise
zylindrische und mit rundlaufenden Rillen versehene Räumnadel allseitig im Luftstrom
liegt, so daß infolge der stets nur einseitig möglichen Luftanströmung die auf der
Luftabströmseite liegenden Rillenabschnitte in einer Lufttotzone liegen, was an
diesen Stellen bei höheren Hitzegraden, wie sie in Verbrennungsräumen von Brennkraftmaschinen
auftreten, zu vorzeitiger Verkrackung des Kraftstoffes mit den sich hieraus ergebenden
nachteiligen Folgen führt. Bei der bekannten Anordnung besteht außerdem die Gefahr,
daß der die Räumnadelrillen auf der Luftanströmseite benetzende Kraftstoff infolge
seiner natürlichen Haftfähigkeit, bevor er durch die Luftbewegung zur Ablösung und
Vermischung gelangt, teilweise noch nach der Abströmseite hin abgedrängt wird, wodurch
sich die vorerwähnten Nachteile noch verstärken. Eine genaue, im voraus festzulegende
Regelung der Kraftstoffmenge ist bei dieser bekannten Anordnung nicht möglich.
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Demgegenüber liegt der vorstehenden Erfindung die Aufgabenstellung
zugrunde, unter Vermeidung einer Einspritzdüse den Kraftstofftransport mittels eines
durch einen Kraftstoffbad-Aufnehmerraum bewegten mit Brennstoffaufnehmernuten versehenen
Kraftstofförderers unmittelbar in den Brennraum hinein in. der Weise vorzusehen,
daß einerseits eine beliebigen Zwecken anpaßbare Vordosierung des Kraftstoffes auf
dem Kraftstofförderer möglich ist, die auch im Brennraum beibehalten wird, und daß
andererseits die Ablösung oder Zerstäubung des Kraftstoffes von dem Kraftstofförderer
durch die Verbrennungsluft vollständig und in bestimmter zeitlicher Zuordnung erfolgt.
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Dies wird nach dem Hauptmerkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß
der Kraftstofförderer (Flach- oder Rotationsschieber) zugleich einen verschiebbaren
oder verdrehbaren Wandungsteil des Gemischbildungsraumes ausmacht, seine Kraftstoffaufnehmernuten
als trog- oder muldenartige Vertiefungen waffelförmig über eine Oberfläche verteilt
sind., und daß zur Ablösung bzw. Zeratäubung des Brennstoffes. gegen diesen Wendungsteil
und/ oder über diesen hinweg, während des Einbringers des Kraftstoffes in den Gemischbildungsraum
die Ansaugluft oder ein besonderer Luftstrahl blasen.
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Der erfindungsgemäße Kraftstofförderer schneidet also sozusagen die
Wandung des Gemischbildungsraumes an geeigneter Stelle an und ist in dieser Raumlage
axial nach Art eines Schiebers axial- oder rotations- oder auch gleichzeitig axial-und
rotationsbeweglich angeordnet. Insbesondere in der Ausführung als Flachschieber
kann der Kraftstofförderer durch ebene oder gekrümmte Formgebung seiner Kraftstoffträgerfläche
der Form der Brennraumwand leicht angepaßt werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
gelingt außer einer großflächigen Verteilung des Kraftstoffes auch die Heranführung
der zur Kraftstoffzerstäubung öder zur Ablösung des Kraftstoffes in Dampfform notwendigen
Verbrennungsluft in bestmöglicher Weise, worauf später noch näher eingegangen wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung bestehen in folgendem: Die trog- oder
muldenartigen Vertiefungen des Kraftstofförderers können rund, eckig oder streifenförmig
ausgebildet und in dieser Weise einheitlich oder auch kombiniert angeordnet sein;
die Vertiefungen könmen außerdem scharfkantige oder sanft auslaufende Umgrenzungsränder
aufweisen. Weiterhin können die muldenartigen Vertiefungen mit besonderen, vorzugsweise
scharfkantigen Bodenerhebungen versehen sein, die nicht ganz bis zur Öffnungs-Begrenzungsebene
der Vertiefungen reichen. Die muldenartigen Vertiefungen weisen dabei jeweils gerade
so viel Raumvolumen auf, daß der darin aufgenommen Kraftstoff beim Transport vom
Kraftstoffbad-Aufnehmerraum zum Brennraum durch Kap.illarwirkung haftenbleibt. Der
Kraftstoffbad-Aufnehmerraum ist dabei in bekannter Weise an einer geeigneten Stelle
des Zylinderblockes oder -kopfes untergebracht und steht mit einer Brennstoffzufuhrquelle
in dauernder Verbindung.
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Die Raumform der muldenartigen Vertiefungen und der zwischen ihnen
einzuhaltenden Trennabstände ist also eines der erfindungsgemäßen Mittel, durch
welche die bei jedem Arbeitshub einzubringende Kraftstoffmenge beliebig voreinstellbar,
d. h. regelbar ist. Ein weiteres Mittel hierfür ist die Geschwindigkeit, mit welcher
der Kraftstoffförderer bewegt wird. Ein drittes Mittel ist die vorerwähnte
Art
der Bewegung des Schiebers, die, wie schon erwähnt, axial oder rotativ oder auch
beides zugleich sein kann. Schließlich kann auch dem Kraftstoffbad-Aufnehmerraum
selbst eine relative Verschieblichkeit gegenüber den muldenartigen Vertiefungen
des Kraftstofförderers gegeben werden, wodurch die Kraftstoffregelung noch weiterhin
verfeinert wird.
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Durch diese erfindungsgemäßen Mittel ist es möglich, jeweils kleinste
Mengen Kraftstoff in beliebig vorverteiltem Zustand mit derjenigen Kontinuität-und
Zeitabstufung in noch zu beschreibender Weise mit Luft zur Vermischung zu bringen,
wie dies von Fall zu Fall erforderlich ist, oder mit anderen Worten: durch die erfindungsgemäßen
Mittel kann die Kraftstoffzuteilung je Arbeitshub jeder gewünschten »Einspritz-Charalcteristik«
leicht angepaßt werden. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß eine derart feinstufige
Zuteilung von Kraftstoff je Arbeitshub in den Arbeitszylinder oder Brennraum von
Brennkraftmaschinen durch Einspritzdüsen oder die bislang bekannten schieberartigen
Kraftstofförderer nicht erreicht werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung
läßt sich der Kraftstoff auch noch bei kleinsten Leistungen und Maschineneinheiten
in einer Weise in den Gemischbildungs- oder Brennraum einführen, die jede plötzliche
Verbrennungsreaktion und damit, beispielsweise bei Dieselmaschinen, auch den so
gefürchteten harten Dieselschlag ausschließt.
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Auch die Einhaltung einer bestimmten gleichmäßigen Temperatur, wie
sie bekanntermaßen für die Mengenregelung und Gemischbildung wichtig ist, bereitet
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keinerlei Schwierigkeiten; diese Möglichkeit
ist durch eine den jeweiligen Betriebserfordernissen angepaßte Wärmezu- und/oder
-ableitung unter Anwendung von bekannten Mitteln ohne weiteres gegeben. Hinsichtlich
der Kühlung des den heißen Gasen ausgesetzten Schiebers selbst liegen insofern an
sich nicht ungünstige Verhältnisse vor, als ja stets nur eine relativ kleine Oberfläche
des Schiebers während jedes Arbeitshubes mit den heißen Verbrennungsgasen in Berührung
kommt; infolge des periodischen Hin- und Herganges oder der Drehung des Schiebers
erfolgt diese Berührung außerdem immer nur für eine kurze Zeit. Der Schieber kann
darüber hinaus an seinem nicht unmittelbar mit Kraftstoff in Berührung kommenden
Oberflächenteil auch von einem indirekt kühlenden Wärmeaustalischer beeinflußt sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für alle nur denkbaren Gemischbildungsräume
anwendbar, bei denen räumlich die Möglichkeit besteht, einen als Kraftstofförderer
wirksamen Schieber den Arbeitszylinder oder Brennraum einer Brennkraftmaschine anschneiden
zu lassen.
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Die zur Gemischbildung erforderliche Verbrennungsluft wird erfindungsgemäß
entweder durch eine besondere Druckluftdüse bereitgestellt, oder es wird hierzu
bei Brennkraftmaschinen, die einen vom Zylinderraum abgetrennten Brennraum aufweisen,
die beim Verdichtungshub üblicherweise durch einen übertrittskanal übergeschobene
Luft als auf die Vertiefungen einwirkende Blasluft benutzt. Auch bei Glühkoptmaschinem
ist @dü,e erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar. Schließlich kann dieselbe auch
zur äußeren Gemischbildung vorteilhaft angewandt werden, indem die erfindungsgemäße
Vorrichtung beispielsweise so angeordnet wird, daß der Kraftstofförderer die Ansaugleitung
der Brennkraftmaschine anschneidet.
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Da der erfindungsgemäße Kraftstofförderer einen Wandungsteil des Gemischbildungs-
oder Brennraumes selbst bildet, kann bei geeigneter Luftzuordnung auch das in anderer
Weise bereits bekanntgewordene Prinzip der unmittelbären Wandauftragung des Kraftstoffes
mit ausschließlich dampfförmiger Ablösung und Vermischung desselben ohne Zuhilfenahme
einer Einspritzdüse verfahrensmäßig zur Durchführung gebracht werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Hierin zeigt bzw. zeigen Fig. r einen Axialschnitt einer nur teilweise
und schematisch dargestellten Brennkraftmaschine mit Anordnung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung als Flachschieber; als Luftzuführungsquelle ist dabei eine Druckluftdüse
vorgesehen, Fig. z einen Grundriß zu Fig. r, von der hierin eingezeichneten Bezugslinie
II-II aus in Richtung der nach oben weisenden Pfeile gesehen, Fig. 3. einen Axialschnitt
durch eine andere Brennkraftmaschine, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung als
seitlich den Gemischbildungsraum anschneidender Drehschieber angeordnet ist; auch
hier ist als Luftzuführungsquelle eine Druckluftdüse vorgesehen, Fig. q. einen Axialschnitt
durch eine Brennkraftmaschine mit Vorkammer, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung
als ein den Luftübertrittskanal anschneidender Drehschieber angeordnet ist; Fig.
5 einen Axialschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit Wirbelkammer, bei der die
erfindungsgemäße Vorrichtung als ein den Wirbelkammer-Brennraum nächst dem Luftübertrittskanäl
anschneidender Walzenschieber angeordnet ist, Fig. 6 eine teilweise im Schnitt und
teilweise perspektivisch dargestellte Brennkraftmaschine mit Wälzkammer, bei der
die erfindungsgemäße Vorrichtung als Flachschieber ausgebildet ist, dessen Kraftstoffträgerfläche
nächst dem Luftübertrittskanal einen krümmungsgleichen Teil der Brennraumwandung
bildet, Fig. 7 einen Axialschnitt des Zylinderkopfbereiches eines Glühkopfmotors,
bei dem die erfindungsgemäße -Vorrichtung als den Glühkopfraum anschneidender Drehschieber
angeordnet ist, dem als Luftzuführungsquelle wieder eine Druckluftdüse zugeordnet
ist, Fig. 8 und 9 Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Ansaugkanal von
Brennkraftmaschinen: In Fig. r und 2 ist eine Brennkraftmaschine gezeigt, deren
oberhalb des Zylinders r im Zylinderkopf
2 liegender Brennraum
3 an der sich haubenförmig verengenden Brennraumöffnung 4 von einem als Schieber
5 ausgebildeten Kraftstofförderer angeschnitten wird, welcher in der Gleitbahn 6
hin-und herbeweglich ist. Der Kraftstofförderer 5 ist, wie deutlicher aus Fig. 2
zu ersehen, als axial beweglicher Flachschieber ausgebildet und in der Gleitbahn
6 derart geführt, daß er in jeder Phase seines Hin- und Herganges die Brennraumöffnung
4 überfährt und dabei gleichzeitig abdeckt.
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Der Kraftstofförderer 5 weist an seiner dem Gemischbildungs- oder
Brennraum 3 zugewandten Seite die mindestens teilweise mit muldenartigen Vertiefungen
7 versehene Fläche 8 auf, welche als Kraftstoffträgerfläehe für den Transport von
Kraftstoff nach dem Brennraum 3 hin dient. Die flachen Vertiefungen 7 sind waffelförmig
in der Weise aneinamdergereiht, daß sie nach A.rnzahl, Rau-m@form, Raumausdehnung
und Raumtiefe der für den betreffenden Maschinentyp zweckmäßigsten Kraftstoffmenge
und Kraftstoffverteilung pro Arbeitshub in individueller Weise angepaßt sind. Wesentlich
ist, daß die Vertiefungen 7 nicht stärker bemessen werden, als dies für das Wirksamwerden
der Kapillarhaftfähigkeit beim Durchgang des Kraftstoffördererts durch den. Kra:ftstoffibad-Aufnehmerraum
zulässig ist. Der Kraftstoffbad-Aufnehmerraum wird durch eine oder mehrere im Zylinderkopf
vorzugsweise in Nähe der Brennraumöffnung 4 vorgesehene Brennstofftaschen 9 gebildet;
die mit einer hierin .nicht weiter gezeigten Kraftstoffzufuhrquelle dauernd in Verbindung
stehen. Die Brennstofftaschen g erstrecken sich, wie aus Fig. 2 zu ersehen, vorzugsweise
über die gesamte Breite des Kraftstofförderers. Sie können zwecks Verfeinerung der
Kraftstoffregelung ihrerseits gegenüber den Vertiefungen 7 verschieblich angeordnet
sein.
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Wie aus Fig. i zu ersehen, bewegt sich der Kraftstofförderer 5 bei
seinem Hin- und Hergang durch -den mit Kraftstoff gefüllten Aufnehmerraum 9, wobei
der in den Vertiefungen 7 aufgenommene Kraftstoff nach beiden Bewegungsrichtungen
des Schiebers 5 hin mitgenommen wird. Für den Gemischbildungs- und Verbrennungsvorgang
kommt selbstverständlich nur die Kraftstoffmenge in denjenigen Vertiefungen 7 in
Betracht, welche bis zur Brennraümöffnung 4 vorgetragen und nach Maßgabe der durch
die Pfeile X in Fig. 2 angedeuteten Fortbewegung des Schiebers nacheinander freigelegt
werden. Insoweit auch mit Brennstoff angereicherte Vertiefungen-7, die nicht freigelegt
werden, eine Gleitbewegung ausführen, sind diese gegen unerwünschtes Abfließen oder
Lecken von Kraftstoff in geeigneter Weise abgedichtet.
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Die Vertiefungen 7 sind im vorliegenden Beispiel, wie am deutlichsten
aus Fig. 2 zu ersehen, als waffelförmig aneinandergereihte Rechteckfelder ausgebildet;
die jeweils durch Stegreihen io voneinander getrennt sind. Die Vertiefungen 7 können
natürlich in Anpassung an die jeweils .gewünschte Vorverteilung des Kraftstoffes
auch jede andere Formgebung aufweisen: sie können rund, eckig, streifenförmig, gleich
groß, verschieden groß, gleich tief, ungleich tief, regelmäßig oder unregelmäßig
oder auch in irgendeiner beliebigen Kombination dieser Ausführungsmöglichkeiten
angeordnet sein. Dementsprechend ergeben sich beliebig variable Züge der Trennstege
io. Jedoch ist Sorge dafür zu tragen, daß in Querrichtung des Kraftstofförderers
5 stets zusammenhängende Stegzüge gebildet werden, damit eine Abdichtung des Aufnehmerraumes
9 sowie der nicht freigelegten Vertiefungen 7 nach außen und nach dem Brennraum
3 hin gewährleistet ist. Die Vertiefungen 7 können weiterhin auch derart ausgebildet
sein, daß am Boden jeder Vertiefung noch besondere, vorzugsweise scharfkantige Erhebungen
angeordnet sind, die nicht ganz bis zur Öffnungsbegrenzungsfläche der Vertiefungen
reichen. Schließlich können die Vertiefungen 7 scharfkantig oder auch sanft auslaufend
umgrenzt sein; sie können allenfalls auch mit einer den Verbrennungsvorgang katalytisch
beeinflussenden Überzugsschicht versehen sein. Die Herstellung der Vertiefungen
läßt sich durch Einprägung, Fräsen, Schleifen., Atzen erreichen; es können aber
auch vorgestanzte und gelochte Plättchen verwendet werden, die mit der als Kraftstoffträgerfläche
dienenden Schieberseite verschweißt oder sonstwie innig verbunden sind. Die Vertiefungen
7 können weiterhin auch in einheitlichen oder im Winkel zueinander stehenden Ebenen
angeordnet sein.
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Zwecks Ablösung des Kraftstoffes aus den an der Brennraumöffnung 4
freigelegten Vertiefungen 7 ist dem Kraftstofförderer 5 eine Druckluftdüse i i zugeordnet,
die zweckmäßigerweise im Zylinderkopf selbst ausgebildet und derart gerichtet ist,
daß sie Luft auf und/oder über die freigelegten Vertiefungen 7 -unmittelbar bläst.
Die Düse i i ist dabei an eine Druckluftquelle angeschlossen, die in Fig. i durch
die Druckluftleitung i i" angedeutet ist. Durch die aus der Düse i i austretende
Druckluft wird der Kraftstoff aus den Vertiefungen 7 teils flüssig, teils in verdampftem
Zustand herausgeblasen, wobei er mit der Luft fortlaufend innig vermischt wird.
Die Druckluft kann in beliebiger Weise bereitgestellt werden und dieselbe kann gleichzeitig
auch mit zur Aufladung der Brennkraftmaschine herangezogen werden. Statt Druckluft
kann auch Brenngas, Abgas oder Dampf auf die Vertiefungen 7 geblasen werden, wenn
der zur Gemischbildung und Verbrennung erforderliche Sauerstoffbedarf in anderer
Weise sichergestellt ist. Dadurch, daß die Kraftstoffträgerfläche 8 des Kraftstofförderers
5 mit vielen durch Stege io voneinander getrennten Einzelvertiefungen 7 versehen
ist, wird außer dem bereits erwähnten Vorteil der in jeder gewünschten Weise herbeiführbaren
Vorverteilung des Kraftstoffes auch sichergestellt, daß einerseits durch die Druckluft
kein Brennstoff nachgesaugt wird, und daß andererseits der Druck der Brenngase von
den noch in der Schiebergleitbahn 6 befindlichen, mit Kraftstoff gefüllten Vertiefungen
7 ferngehalten wird. Die quer durchlaufenden Stege io dienen dabei als zuverlässige
Abdichtung.
Die Abdichtung des Kraftstofförderers 5 gegenüber dem
Brennraum 3 sowie die im Bedarfsfall anzuwendende Kühlung kann in ähnlicher Weise
verwirklicht werden, wie dies bei den bekannten Scheiben- oder Walzendrehschiebern,
welche beispielsweise an Stelle von Tellerventilen verwendet werden, der Fall ist.
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzelvertiefungten
7 an der Umfangsfläche eines Drehkörpers i2 angeordnet, der nach Art eines zylindrischen
Drehschiebers im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebaut ist. Der als Drehschieber
ausgebildete Kraftstofförderer 12 schneidet mit einem Teil seiner Außenfläche, wo
die Vertiefungen 7 liegen, den Brennraum 3 an und bildet zugleich einen Wandungsteil
dieses Brennraumes, welcher im vorliegenden Fall als seitlich verlängerter scheibenförmiger
Spaltraum zwischen der oberen Totpunktstellung des Kolbens und dem Zylinderkopf
ausgebildet ist. Dem drehbaren Kraftstofförderer i2 ist wiederum eine Druckluftdüse
i i zugeordnet, die den mittels der Vertiefungen 7 fortlaufend aus dem Aufnehmerraum
9 an die Brennraumöffnung 4 transportierten Kraftstoff in den Brennraum 3 bläst.
Für die Ausbildung der Vertiefungen 7 ergeben sich dieselben Variationsmöglichkeiten
wie beim Beispiel nach Fig. i und 2. Zur Erleichterung der Zündung kann gegebenenfalls
zusätzlich eine Zündkerze 13 mit angeordnet sein.
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In Fig.4 ist eine Vorkammermaschine gezeigt, bei welcher der vom Zylinderraum
14 nach der Vorkammer 15 führende Luftübertrittskanal 16 von einem als Drehschieber
ausgebildeten Kraftstoffförderer 17 angeschnitten wird, dessen Außenfläche
wiederum entsprechend dem Erfindungsvorschlag mit muldenartigen Vertiefungen 7 versehen
ist. Diese werden zwecks Aufnahme des bei jedem Arbeitshub nach dem Luftübertrittskanal
16 zu transportierenden Kraftstoffes durch einen Aufnehmerraum 9 hindurchgeführt,
welcher zweckmäßigerweise auf der dem Luftübertrittskanal 16 gegenüberliegenden
Seite des Drehschiebers 17 angeordnet ist. Bei- dieser Anordnung dient jeweils der
beim Verdichtungshub vom Zylinderraum 14 nach der Vorkammer 15 übertretende Luftstrom
zum Ausblasen des Kraftstoffes aus den Vertiefungen 7. Die im übertrittskanal 16
erzeugte Luftströmung reißt den in den Vertiefungen 7 fortlaufend herangeführten
Kraftstoff mit in die Vorkammer 15 oder den Raum 14 und stellt somit das Kraftstoff-Luft-Gemisch
her. Eine besondere Druckluftdüse ist in diesem Falle nicht erforderlich. Der Luftübertrittskanal
16 kann im Querschnitt veränderlich sein (in der Zeichnung nicht dargestellt), um
zeitweise die Geschwindigkeit der Luftströmung im übertrittskanal 16 erhöhen zu
können.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig: 5 handelt es sich um eine sogenannte
Wirbelkammermaschine, bei der hinsichtlich der Bereitstellung der Verbrennungsluft
im Brennraum ähnliche Verhältnisse vorliegen wie bei dem Beispiel von Fig. 4, nur
daß die Verbrennungsluft beim Verdichtungshub jetzt durch den exzentrisch angeordneten
Luftübertrittskanal 18 mehr oder weniger tangential zur Wandung des Wirbelkammerbrennraums
i9 in den letzteren geblasen wird. Dem Brennraum i9 ist in diesem Falle als Kraftstofförderer
eine denselben anschneidende und mit Vertiefungen 7 versehene Drehschieberwalze
2o zugeordnet, die zwecks Steuerung der bei jedem Arbeitshub durch die Vertiefungen
7 einzubringenden Kraftstoffmenge sowohl Dreh- als auch Längsbewegungen durchführen
kann. Die an der Walze 2o vorgesehenen und aus einem (in der Zeichnung nicht dargestellten)
Aufnehmerraum Kraftstoff .aufnehmenden Vertiefungen 7 werden bei jedem Arbeitshub
an der Mündungsöffnung 2i des Luftübertrittskanals 18 in der Wirbelkammer i9 vorbeigeführt,
so daß der Kraftstoff durch die beim Verdichtungshub aus der Öffnung 21 ausströmende
Luft aus den Vertiefungen 7 herausgeblasen und mit der Luft vermischt wird. Eine
besondere Druckluftdüse ist auch hier nicht erforderlich.
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In Fig. 6 ist ein scheibenförmiger Wälzkammerbrennraum 22 dargestellt,
der mit dem Arbeitszylinderraum 23 durch einen derart gerichteten Übertrittskana124
in Verbindung steht, daß die beim Verdichtungshub überströmende Verbrennungsluft
tangential auf einen Teil der Brennraumwandung auftrifft,. welcher hier durch einen
die Vertiefungen 7 aufweisenden, als Kraftstofförderer dienenden Flachschieber 25
gebildet wird. Zu dem Zweck ist an der Stelle, wo der Luftübertrittskanal z4 in
den Brennraum 22 einmündet, die Wandungsfläche desselben unterbrochen und als Führung
für den Schieber 25 ausgebildet; dieser ergänzt mit seiner die Vertiefungen 7 aufweisenden
Oberfläche die Brennraumwandung in jeder Phase seines Hin-und Herganges kontinuierlich
und stellt somit einen integrierenden Bestandteil dieser Brennraumwandung dar. Der
Schieber 25 ist im vorliegenden Fall als axialbeweglicher Flachschieber angeordnet,
dessen: die Vertiefu.nigen 7 aufweisende Kraftstoffträgerfläche 8 derart gewölbt
ist, daß sie krümmungsgleich, d. h. ohne jegliche räumliche Abhebung in die Wölbung
der Brennraumwandung übergeht. Hierdurch wird der tangential auf die Vertiefungen
7 auftreffende Luftstrom in seiner kraftstoffablösenden Rotationsbewegung innerhalb
des Brennraumes 22 nicht gestört.
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Diese zuletzt genannte Ausführungsform ist besonders für solche Brennkraftmaschinen
geeignet, bei denen der Brennstoff nach einem bekannten Verfahren vor der Gemischbildung
zunächst einer weitgehenden Wandverteilung im Brennraum unterworfen wird, um hierauf
in möglichst dampfförmigem Zustand von der Brennraumwandung abgelöst und mit der
Verbrennungsluft vermischt zu werden. Während bei dem bekannten Verfahren der Kraftstoff
mittels Düse auf die Brennraumwand aufgespritzt wird und dabei an dieser zerfließt,
wird bei der Anordnung gemäß vorstehender Erfindung der Kraftstoff bereits in vorverteiltem
Zustand auf einer beweglichen, .einen integrierenden Bestandteil der Brennraumwandung
bildenden Oberfläche ausgebreitet in den Brennraum eingebracht. Dies
hat,
abgesehen von der Vermeidung der Schwierigkeiten, welche die Verwendung von Düsen
an sich mit sich bringt, den eindeutigen Vorteil, daß die filmartige Ausbreitung
des Kraftstoffes auf der Brennraumwand durch zweckmäßige Ausbildung der Vertiefungen
7 in Anpassung an jeden gewünschten Verbrennungsvorgang genau geregelt und in dieser
geregelten Weise für alle Arbeitshübe ein und derselben Leistungsstufe unverändert
beibehalten werden kann. Die die Vertiefungen 7 aufweisenide Oberfläche 8 des Kraftstofförderers
25 muß dabei auf solchem Temperaturniveau gehalten sein, daß die Verdampfung des
in den Vertiefungen 7 befindlichen Kraftstoffes im Sinne des vorgenannten Verfahrens
gelingt. Da der Kraftstofförderer durch die Brenngase stark aufgeheizt wird, dürfte
es zweckmäßig sein, wenn zu dem vorgenannten Zweck die Kühlung des Schiebers entsprechend
ausgelegt wird. Die Vertiefungen 7 sind im vorliegenden Falle, wie aus Fig. 6 zu
ersehen, zweckmäßigerweise derart angeordnet, daß sie sich strich- oder streifenförmig
über nahezu die gesamte Breite des, Kraftstofförderers erstrecken, wobei die Vertiefungen
7 und die zwischen denselben vorgesehenen Stege io jeweils parallel zueinander verlaufen.
Diese Anordnung der Vertiefungen 7 stellt sicher, daß keine Zerstäubung von flüssigem
Kraftstoff durch die darüber hinwegstreichende Verbrennungsluft stattfindet, so
daß im wesentlichen nur verdampfter Kraftstoff zur Luftvermischung kommt, wie dies
nach dem vorgenannten bekannten Verfahren in Anregung gebracht - ist. Selbstverständlich
ist es auch möglich, nur eine bestimmte Teilmenge des auf den Kraftstofförderer
herangeführten Kraftstoffes zu verdampfen und gleichzeitig eine andere Teilmenge
zu zerstäuben oder pro Arbeitshub während einer bestimmten Zeitspanne zunächst einen
Teil des Kraftstoffes zu verdampfen und hierauf anschließend den restlichen Teil
des Kraftstoffes zu zerstäuben, oder auch umgekehrt. In diesen Fällen werden in
bestimmten Abstandintervallen Vertiefungen 7 von derartiger Formgebung zwischengefügt,
daß sie eine Zerstäubung des Kraftstoffes durch die darüber hinwegstreichende Luft
zulassien.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.6 erfüllen die sich parallel zu
den Vertiefungen 7 über nahezu die gesamte Schieberbreite erstreckenden Stege io
in besonders zuverlässiger Weise zugleich auch die Aufgabe, ein ungewolltes Nachsaugen
von Kraftstoff aus der oder den Brennstofftaschen sowie das Eindringen von Brenngasen
iri weiter zurückliegende Vertiefungen 7 zu verhindern. Statt nur eines Kraftstofförderers
a5 können für ein und denselben Brennraum 22 gegebenenfalls auch mehrere dlemrtigeKraftstofförderer
ungeordu et sein. Diese Maßnahme ließe sich auch bei -dein sm VorausgebenJen.beschniebenen
Beispielen, soweit die Platzverhältnisse- dies erlauben, zur Anwendung bringen..
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Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung den Zylinderkopfteil eines
Glühkopfmotors, bei dem die Wandung des Brennraumes 3 von einem mit Vertiefungen
7 versehenen Kraftstofförderer 26. angeschnitten wird, der wiederum als Drehschieber
ausgebildet ist. Die Vertiefungen 7 werden auch hier zwecks Aufnahme des nasch dem
Glühkopfbrennraum 3 zu transportierenden Kraftstoffes wieder durch eitnen Kraftstoffb-ad-Aufneb.merraum
9 hindurchgeführt. Eine dem Drehschieber 26 zugeordnete Druckluftdüse 27 bläst den
Kraftstoff aus, den Vertiefungen 7 nach dem Glühkörper 28 .des Brennraumes 3 hin.
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In zig. 8 und 9 sind Ausschnitte von Luftarnsaug-oder Luftzuführungsleitungen
29 und 3o dargestellt, denen jeweils als Schieber ausgebildete Kraftstofförderer
3 i, 32 zugeordnet sind, welche erfindungsgemäß mit Vertiefungen 7 ausgestattet
sind, wobei der Schieber 3 i als Flachschieber und der Schieber 32 als Drehschieber
vorgesehen ist. Die Schieber 31, 32 schneiden jeweils mit ihrer die Vertiefungen
7 aufweisenden Oberfläche die Ansaugleitung an und transportieren bei jedem Arbeitshub
Kraftstoff aus dem (nur in Fig. 8 zu sehenden) Aufnehmerraum 9 an die vom Schieber
angescbmdttene Öffnung der Anstaugleitung, wo der Kraftstoff von der durch die Pfeile
X1 angedeuteten Luftströmung aus den Vertiefungen 7 herausgeblasen und mit der Ansaugluft
vermischt wird. Damit an der Stelle, wo die Schieber 34 32 die Ansaugleitung anschneiden,
seine wirksame Luftströmung zustande kommt, ist an dieser Stelle die Luftzuführungsleitung
eingeschnürt oder venturirohrartig ausgebildet. Die Schieber 31, 32 sind also bei
derartiger Anordnung geeignet, Vergaseranordnungen zu ersetzen, wie sie beispielsweise
bei Ottomotoren gebräuchlich sind.
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Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen: i.
Einbringen des Kraftstoffes in den Gemischbildungs- oder Brennrauni von Brennkraftmaschinen
mittels eines Kraftstofförderers, der dadurch, daß er die Brennraumwand anschneidet
und dabei einen Wandungsteil derselben bildet, besonders günstige Voraussetzungen
für eine großflächige Verteilung des Kraftstoffes und Heranführung der Verbrennungsluft
im Brennraum an die benetzte Fläche des Kraftstofförderers gewährleistet; 2. beliebige
Mengenregelung des Kraftstoffes durch Ausbreiten desselben auf einer mittels Vertiefungen
in jeder gewünschten Weise unterteilbaren Kraftstoffträgerfläche, wodurch in Verbindung
mit der vorerwähnten Luftzuordnung ein von Druckspitzen freier Gemischbildungs-
und Verbrennungsablauf erreicht wird, was einen stoßfreien und geräuscharmen Gang
der Maschine zur Folge hat; 3. niedriger Brennstoffverbrauch bei. geringstmögiicher
Abgastrübung; q.. Ersatz des Vergasers bei Ottomotoren durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung; 5. Möglichkeit der wirtschaftlichen Anwendung des Dieselprinzips auch
für kleinste Brennkraftmaschineneinheiten, da eine genaue Mengenregelung auch bei
sehr geringen Kraftstoffmengen pro Arbeitshub noch möglich ist;
6.
bessere Kraftstoffablösung und Kühlmöglichkeit für den Kraftstofförderer als bisher,
da derselbe von der Luft über die gesamte benetzte Fläche angeblasen wird.