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Ladeverfahren für Verbrennungskraftmaschinen und Maschine zur Durchführung dieses
Verfahrens.
Die Erfindung betrifft Gleichdruckverbrennungskraftmaschinen mit Brennstoffeinspritzung. insbesondere Zweitaktmaschinen. Die Arbeitsweise solcher Maschinen, bei der der flüssige Brennstoff in die im Verbrennungsraum kreisende Ladeluft eingespritzt wird, ist bekannt. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieser Arbeitsweise, um eine vollkommener Zerstäubung des Brennstoffes zu erzielen. wodurch auch die Verbrennung vollständiger wird. Die Arbeitsweise nach der Erfindung ist insbesondere für Maschinen geeignet, die in der Wand des Arbeitszylinders eine oder mehrere Lufteinlassöffnungen besitzen, die nicht in radialer Richtung, sondern derart angeordnet sind, dass ihre Mittelebenen seitlich an der Zylinderachse vorbeigehen.
Bei dieser bekannten Anordnung erteilt der in tangentialer Richtung eintretende Luftstrom der Luftmasse im Zylinder eine kreisende Bewegung um die Zylinderachse oder um eine annähernd zu ihr parallele und naheliegende Achse. Während dieser Bewegung kann die ganze Luftmasse als kreisender Zylinder angesehen oder es können auch spiralförmig verlaufende Strömungen angenommen werden.
Es ist nun bekannt, in die derart kreisende Luftmasse durch eine Spaltdüse einen scheibenförmigen Brennstoffstrahl einzuführen, dessen Ebene senkrecht zur Drehachse der kreisenden Luftmasse steht, so dass viele Luftteilchen auf ihrer Kreisbahn den Brennstoffstrahl nicht berühren, während andere Luftteilchen, deren Kreisbahn in der Ebene des Brennstoffschleiers liegt, mit mehreren Brennstoffteilchen zusammentreffen. Daher kann auf diese Weise nicht die beste Mischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft erreicht werden. Es wurde ferner vorgeschlagen, den Brennstoff in Form eines
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Luftmasse ausbreiten kann, und es wurde auch vorgesehen, die Form dieses Brennstoffkegels den jeweiligen Verhältnissen anzupassen.
Doch kann durch die Änderung des Brennstoffkegels in erster Linie nur ein gutes Ausfüllen des Verbrennungsraumes erzielt, die Mischung mit der Verbrennungsluft aber nicht in der günstigsten Weise herbeigeführt werden, da wieder einzelne Luftteilchen auf ihrem Wege keinem oder wenigen Brennstoffteilehen, andere Luftteilchen, die z. B. durch die Kegelachse kreisen, dafür wieder vielen Brennstoffteilchen begegnen.
Damit Gleichdruckmaschinen mit Ölen von'hohem spezifischen Gewicht anstandslos arbeiten, ist aber, wie die Erfahrung lehrt, vor allem ine möglichst innige Mischung-des-Brennstoffes mit der Verbrennungsluft erforderlich. Diese wird nun nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Brennstoff in der an sich bekannten Form eines flachen fächerförmigen Strahles in die Luftmasse eingespritzt wird und einen ebenen Schleier bildet, der die kreisende Luftmasse jedoch nicht senkrecht, sondern parallel zuihrerDrehachse durchdringt. Vorteilhaft verläuftdie Ebene des Brennstoffschleiers durch die Drehachse der Luftmasse selbst, wobei der Brennstoffschleier von der Umfläche des Luftzylinders bis zu seiner Mittellinie und zweckmässig darüber hinaus reicht.
Die kreisenden Luftteilchen treffen nunmehr normal auf einen Brennstoffschleier von verhältnismässig gleicher Dichte, wobei im Gegensatz zu den bekannten
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Die Brennstoffdüse ist so ausgebildet und angeordnet, dass Form und Lage des Brennstoffschleiers in der Luftmasse gewährleistet sind. In einem lotrechten Arbeitszylinder ist die Flächeneistreckung des Brennstoffschleiers auch lotrecht. Diese Lage des Brennstoffschleiers in der kreisenden Luftmasse sichert
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spezifischen Gewicht (0-945) anstandslos lief.
Wie der Versuch zeigte, ist durch die Erfindung nicht nur die vollständige Verbrennung von bisher nur in Kesselfeuerungen verwendbaren Eohölarten in Verbrennungskraftmaschinen ermöglicht, sondern es wurde auch ein hoher thermischer Wirkungsgrad und eine bessere Wirtschaftlichkeit der neuen Maschine festgestellt.,
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht. Die Fig. 1 und 2 zeigen den durch die Brennstoffdüse, geführten Querschnitt bzw. Längsschnitt des Zylinders einer Maschine mit zwei gegenläufigen Kolben, Fig. 3 zeigt den Längsschnitt durch den Zylinder einer Maschine mit einem Kolben, Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig.
5 zeigt den Längsschnitt einer doppelt wirkenden Maschine mit einem Kolben, Fig. 6 den Längsschnitt durch eine Maschine mit zwei gegenläufigen Kolben, die Fig. 7 und 8 sind Schnitte nach den Linien 7-7 bzw. 8-8 der Fig. 6, Fig. 9 zeigt bei einer teils in Ansicht und teils im Schnitt dargestellten Maschine mit zwei gegenläufigen Kolben die Anordnung zweier einander gegenüberliegender Brennstoffdüsen, die Fig. 10 und 11 sind Schnitte nach den Linien 10-10 bzw. 11-11 der Fig. 9, die Fig. 12 und 13 zeigen teils in Ansicht und teils im Schnitt Maschinen mit zwei gegenläufigen Kolben und verschiedenen Anordnungen der Brennstoffdüsen, Fig. 14 zeigt den Querschnitt eines Maschinen- zylinders mit vier Brennstoffdüsen und die Fig.
15 und 16 stellen eine Ausführung einer beim Gegenstande der Erfindung zur Anwendung kommenden Düse im Längsschnitt und in Seitenansicht dar.
Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, wie ein Brennstoffstrahl D aus der nahe dem einen Ende des Verbrennungsraumes zwischen den zwei Kolben B, B1 seitlich angeordneten Düse C radial eingespritzt wird und die unterbrochen gezeichnete Linie D'zeigt den Weg, den die durch den Luftwirbel D2 vom Schleier D abgelösten Brenn. stoffteilchen nehmen ; dabei liegt erfindungsgemäss die Achse der kreisenden Luftmasse in der Ebene des Brennstoffschleiers D. In Fig. 3 und 4 bezeichnet A den mit einem Kühlmantel versehenen Zylinder, B den'Kolben, eine untere, A2 eine obere Reihe von Luftdurchström- öffnungen. Die Öffnungen der rechten'Zylinderhälfte dienen als Auslässe und sind. wie aus Fig. 4
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ersetzen.
Bei dem durch die Fig.. 6, 7 und 8 dargestellten Zylinder erstreckt sich der fächerförmige Brennstoffstrahl D zwischen den beiden Kolben B, Bin einer Ebene, die erfìndungsgemäss, wie in Fig. 8 gezeigt, durch die Zylinderachse geht, um die auch der Luftinhalt kreist.
Die in Fig. 9,10 und 11 dargestellte Ausführung zeigt gegenüber der nach den Fig. 6,7 und 8 Unterschiede in der Anordnung der Lufteinlasskanäle A2 (Fig. 7 und 10). Ferner sind bei der letztgenannten Ausführung zwei gleichachsige, einander gegenüberliegende Brennstoffdüsen C vorgesehen.-
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Charging methods for internal combustion engines and machines for carrying out this
Procedure.
The invention relates to constant pressure internal combustion engines with fuel injection. especially two-stroke machines. The mode of operation of such machines, in which the liquid fuel is injected into the charge air circulating in the combustion chamber, is known. The invention aims to improve this mode of operation in order to achieve a perfect atomization of the fuel. which also makes the combustion more complete. The method of operation according to the invention is particularly suitable for machines that have one or more air inlet openings in the wall of the working cylinder, which are not arranged in the radial direction, but in such a way that their central planes laterally pass the cylinder axis.
In this known arrangement, the air flow entering in the tangential direction gives the air mass in the cylinder a circular movement about the cylinder axis or about an axis which is approximately parallel and close to it. During this movement, the whole air mass can be viewed as a rotating cylinder or spirally running currents can also be assumed.
It is now known to introduce a disc-shaped fuel jet through a slit nozzle into the air mass circulating in this way, the plane of which is perpendicular to the axis of rotation of the circulating air mass, so that many air particles do not touch the fuel jet on their orbit, while other air particles, whose orbit in the plane of the Fuel veil is where several fuel particles meet. Therefore, the best mixture of the fuel with the combustion air cannot be achieved in this way. It has also been suggested that the fuel be in the form of a
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Can spread air mass, and it was also provided to adapt the shape of this fuel cone to the respective conditions.
But by changing the fuel cone, primarily only a good filling of the combustion chamber can be achieved, but the mixture with the combustion air cannot be brought about in the most favorable way, since again individual air particles no or few fuel particles on their way, other air particles, which z. B. circling through the cone axis, but again encounter many fuel particles.
In order for constant pressure machines to work properly with oils of high specific weight, however, as experience has shown, above all the most intimate possible mixing of the fuel with the combustion air is necessary. This is achieved according to the invention in that the fuel is injected into the air mass in the form of a flat fan-shaped jet known per se and forms a flat veil which, however, does not penetrate the circulating air mass perpendicularly, but parallel to its axis of rotation. The plane of the fuel curtain advantageously runs through the axis of rotation of the air mass itself, the fuel curtain extending from the surrounding area of the air cylinder to its center line and expediently beyond.
The circulating air particles now normally hit a fuel veil of comparatively equal density, in contrast to the known ones
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The fuel nozzle is designed and arranged in such a way that the shape and position of the fuel curtain in the air mass are guaranteed. In a vertical working cylinder, the area of the fuel curtain is also vertical. This position of the fuel veil in the circulating air mass ensures
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specific gravity (0-945) ran flawlessly.
As the experiment showed, the invention not only enables the complete combustion of crude oil types that were previously only usable in boiler furnaces in internal combustion engines, but also a high thermal efficiency and better economy of the new machine was established.,
Several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated schematically in the drawing. 1 and 2 show the cross-section or longitudinal section of the cylinder of a machine with two opposing pistons, guided through the fuel nozzle, FIG. 3 shows the longitudinal section through the cylinder of a machine with one piston, FIG. 4 is a section along the line 4-4 of Fig. 3, Fig.
5 shows the longitudinal section of a double-acting machine with one piston, FIG. 6 shows the longitudinal section through a machine with two pistons rotating in opposite directions, FIGS. 7 and 8 are sections along lines 7-7 and 8-8 of FIGS 9 shows the arrangement of two opposing fuel nozzles in a machine shown partly in elevation and partly in section with two pistons rotating in opposite directions; FIGS. 10 and 11 are sections along lines 10-10 and 11-11 of FIG 12 and 13 show partly in view and partly in section machines with two pistons rotating in opposite directions and different arrangements of the fuel nozzles, FIG. 14 shows the cross section of a machine cylinder with four fuel nozzles and FIG.
15 and 16 show an embodiment of a nozzle used in the subject matter of the invention in longitudinal section and in side view.
From Fig. 1 and 2 it can be seen how a fuel jet D is injected radially from the near one end of the combustion chamber between the two pistons B, B1 laterally arranged nozzle C and the broken line D 'shows the path that the through the Air vortex D2 from the veil D detached focal. take particulate matter; According to the invention, the axis of the circulating air mass lies in the plane of the fuel veil D. In FIGS. 3 and 4, A denotes the cylinder provided with a cooling jacket, B denotes the piston, a lower row, A2 an upper row of air flow openings. The openings of the right cylinder half serve as outlets and are. as in Fig. 4
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replace.
In the cylinder shown in FIGS. 6, 7 and 8, the fan-shaped fuel jet D extends between the two pistons B, B in a plane which, according to the invention, as shown in FIG. 8, passes through the cylinder axis around which the air content is also located circles.
The embodiment shown in FIGS. 9, 10 and 11 shows differences in the arrangement of the air inlet channels A2 (FIGS. 7 and 10) compared to that according to FIGS. 6, 7 and 8. Furthermore, two coaxial, opposing fuel nozzles C are provided in the last-mentioned embodiment.
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