DE288052C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es ist bekannt, bei Explosionskraftmaschinen mit elektrischer Zündung Wasser oder Dampf während der Verdichtung in den Zylinder einzuspritzen, zum Zwecke, die bei der Verdichtung entstehende Wärme zu vernichten und die relative Verdichtungsarbeit zu vermindern. Auch bei Maschinen mit Glühhaubenzündung wurde der Überhitzung bisher dadurch gesteuert, daß man in das Kurbelgehäuse oder in den Übergangskanal von diesem zum Zylinder Wasser einträufelte oder einspritzte, welches mit der frischen Luft in den Arbeitszylinder gelangte und diesen sowie die mit ihm in Berührung stehenden Teile der Maschine vor Zuführung des Brennstoffes abkühlte. Man wollte dadurch den Hauptnachteil der Überhitzung, nämlich die Frühzündung, vermeiden. Es hat sich aber bei genauerer Beobachtung des Arbeitsvorganges gezeigt, daß durch die Überhitzung noch andere Nachteile auftreten, welche durch die bisherige Art der Kühlung nicht beseitigt werden konnten.

Diese Nachteile hat der Erfinder auf Grund von Versuchsergebnissen dadurch beseitigt, daß er die Kühlwasserzufuhr in zwei zeitlich getrennten Augenblicken erfolgen läßt, und zwar so, daß ein Teil des Kühlwassers vor Beginn, der Kompression und vor der Brenn-Stoffzuführung und der andere Teil nach derselben in den Arbeitszylinder eingeführt wird, am zweckmäßigsten direkt in die Glühhaube. In der beiliegenden Zeichnung zeigt
Fig. ι die Stelle des Wassers der Brenn-Stoffzuführung.

Fig. 2 bis 4 geben ein schematisches Bild, wie das Kühlmittel den Brennstoff allmählich von dem Kühlhaubenumfarig abdrängt.

Die Kühlwasserzufuhr nach der Brennstoffeinführung bzw. die Dampfentwicklung daraus kann während der Kompressionsperiode so lange fortgesetzt werden, daß die Zündung infolge der fortgesetzten Abkühlung des Gasluftgemisches genau im richtigen Augenblick erfolgt; schließlich werden die Brennstoffgase durch diese Wasserdämpfe von den Glühhaubenwänden abgedrängt und außer Berührung mit ihnen gehalten, so daß eine Entzündung an den Glühhaubenwänden, solange die Wasserzuführung und Verdampfung andauert, selbst nicht erfolgen kann.

Daraus ergeben sich zwei Vorteile: einmal findet eine Steuerung der Zündung statt, was bisher bei Glühhaubenmotoren unmöglich war. Sodann kann man gerade dadurch, daß man die Zündung durch die Glühhaube verhindert, die Kompression im Arbeitszylinder derartig erhöhen, daß die Zündung erst hauptsächlich als Folge der Kompression, also mehr oder weniger unabhängig von der Einwirkung der Glühhaube erfolgt. Es ist klar, daß bei richtig geregelter Wassereinspritzung eine solche Kompression bis zu einem wesentlich höheren Grade durchgeführt werden kann, als säe bei den bisherigen Glühhaubenmotoren stattfinden konnte, daß man sich Drücken nähern kann von einer Höhe, wie sie bei Dieselmaschinen üblich sind. Die zwei Vorteile bestehen demnach in der sicheren Vermeidung von Frühzündung und in der Erhöhung des Kompres-

sionsdruckes weit über das bisher mögliche Maß hinaus.

Der andere Teil der Kühlwasserzufuhr erfolgt vor der Brennstoffzufuhr. Naturgemäß ist die Glühhaube unmittelbar nach der Verbrennung am heißesten; auch trotz der infolge der Expansion der verbrannten Gase beim Auspuff eintretenden Abkühlung der Glühhaube ist diese übermäßig heiß, was auf

ίο die frisch eingespritzten Brennstoffe nachteilig einwirkt, da die Bestandteile der Brennstoffe sehr leicht dem sogenannten Crakinprozeß unterliegen, sobald die Brennstoffe mit einer zu heißen Glühhaubenwand in Berührung kommen. Die im Brennstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffe zersetzen bzw. spalten sich in solche Kohlemvasserstoffe, die einer niedrigeren Kohlenwasserstoffreihe und in solche, die einer höheren als vor der Spaltung angehören. Die ersteren haben nun eine niedrigere Entzündungstemperatur als die ungespalteten Kohlenwasserstoffe, die letzteren hingegen eine höhere. Die Folge davon ist, daß bei den ersteren eine Frühzündung eintritt, während die letzteren umgekehrt schwerer und unvollkommener verbrennen und Ruß und Teer bilden, so daß die Brennstoffe nicht vollständig ausgenutzt werden können und die Maschine verschmutzen muß.

Aus diesen Gründen ist vor eier Einspritzung des Brennstoffes die Glühhaube so weit zu kühlen, daß eine Zersetzung der Brennstoffe durch die Berührung in den zu heißen Wänden ausgeschlossen wird. Anderseits darf die Kühlung aber nur so weit durchgeführt werden, daß eine Verdampfung des un-. mittelbar darauf eingeführten Brennstoffes durch die Wärme der Glühhaube mit Sicherheit erzielt wird. Darum ist es falsch, wenn auch die zweite Wassereinspritzung vor der Brennstoffeinführung stattfände, da dann eine Verdampfung, des Brennstoffes durch Kondensation verhindert würde.

Die Vorteile, die durch Voreinspritzung erreicht werden, bestehen demnach in der Vermeidung einer vorzeitigen Zündung, sowie der Verrußung der Maschine als Folgen der Zersetzung der Brennstoffe.

Es soll noch darauf hingewiesen werden.

daß die Voreinspritzung auch rein mechanisch die Vermeidung von Frühzündungen erwirkt, und zwar dadurch, daß der aus dem voreingespritzten Wasser entwickelte Dampf als j Dampfschleier sich über dem Kolbenboden j lagert und während der Kompression das Gas- j gemisch außer Berührung mit diesem erhält. ! Der Kolbenboden aber ist nächst der Glühhaube der heißeste Teil des ganzen Motors.

Daraus ergibt sich, daß eine Abkühlung der Glühhaube durch Wassereinspritzung sowohl vor der Brennstoffzuführung, als auch nach derselben erfolgen muß. Die Wassereinspritzung darf also nicht auf einmal vor sich gehen, sondern sie muß in zwei zeitlich getrennten Augenblicken erfolgen; das erste Mal vor der Brennstoffzuführung zur Vermeidung des Crakinprozesses, das zweite Mal nach der Zuführung bzw. Vergasung des Brennstoffes zwecks Abdrängung und Abhalten der Brennstoffgase von den glühenden Wänden einerseits, und zwecks Vermeidung von Frühzündungen durch eine der entstehenden Kompressionswärme entsprechende Abkühlung anderseits ; dabei kann der Zündungszeitpunkt willkürlich geregelt werden, und die Zündung erfolgt hauptsächlich durch die Kompression selbst.

Es ist jedoch auch möglich, diese beiden Einspritzungen des Kühlwassers so zu gestalten, daß dieselben während der Einführung des Brennstoffes nicht unterbrochen werden, sondern während derselben nur so verlangsamt werden, daß eine schädliche Wirkung derselben auf die Vergasung nicht eintritt.

Die Wassereinspritzung wirkt am vorteilhaftesten, wenn dieselbe auf die Haube direkt einwirken kann und wenn sie dabei in möglichst feiner Zerstäubung erfolgt. Man kann aber einen annähernden Erfolg auch erzielen, wenn die Wassereinspritzungen in anderen Teilen der Maschine vorgenommen werden, wenn beispielsweise die erste Einspritzung in den Kurbelraum oder in den Übergangskanal o. dgl. und die zweite in den Arbeitszylinder erfolgt. Es ist noch zu bemerken, daß anstatt des Kühlwassers auch Wasserdampft eingeführt werden kann. Hierzu sei bemerkt, daß die Zuführung von Dampf zwecks Regulierung der Kompressions\värme bekannt ist, nicht aber die mehrmalige Zuführung zwecks Durchführung der beschriebenen Maßnahmen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung einer unzeitigen selbsttätigen Zündung bei Explosionskraftmaschinen mit Glühhaube, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl vor als auch nach der Brennstoffzuführung Wasser oder Dampf in die Haube eingespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung des Kühlmittels während der Brennstoffzuführung nicht unterbrochen, sondern nur verlangsamt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.