DE306418C

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Publication number: DE306418C
Application number: DENDAT306418D
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Description

Die Erfindung betrifft eine Ausführungsform des Arbeitsverfahrens des Patents 302450. Dieses Arbeitsverfahren bezweckt, unter Anwendung eines schwer siedenden Wärmeträgers,The invention relates to an embodiment of the working method of patent 3,02450. The aim of this working method, using a high-boiling heat transfer medium,

.5 der innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen die Kühlmäntel von Verbrennungskraf tmaschinen durchstreicht, Abwärme in den motorischen Prozeß der Verbrennungskraftmaschine zurückzuführen, um auf diese Weise deren Prozeß günstiger zu gestalten. - Die Abwärme wird dadurch zurückgeführt, daß Brennstoff, Luft oder Gemisch vor der Einführung in den Zylinder vorgewärmt wird..5 the cooling jackets of internal combustion engines within certain temperature limits crossed out, waste heat in the motor process of the internal combustion engine returned in this way to their To make the process cheaper. - The waste heat is returned by the fact that fuel, Air or mixture is preheated before introduction into the cylinder.

Die Erfindung will nun das ursprüngliche Arbeitsverfahren verbessern dadurch, daß durch die Vorwärmung des Brennstoffes und der Luft im Zylinder währeud der Ansaug- und der Verdichtungsperiode der Zünddruck beeinflußt wird. Bekanntlich setzt die Selbstzündung bei Verbrennungsmotoren bei einem bestimmten Brennstoff, bei einem ganz bestimmten Druck ein, weil sich infolge der Kompression die Luft-' bzw. das Brennstoffluftgemisch erwärmt, so daß schließlich die Selbstzündungstemperatur entsteht. Diese Selbstzündungstemperatur bzw. der die Entzündung bewirkende Druck soll nun gemäß der Erfindung unter Zuhilfenahme des kreisenden, sch wer siedenden Wärmeträgers so beeinüußt werden, daß er für Brennstoffe jeglicher Art auf ein gewünschtes. Maß gebracht oder gehalten werden kann,.The invention now wants to improve the original working method in that by preheating the fuel and the air in the cylinder, the intake and the compression period, the ignition pressure is influenced. As is well known, the self-ignition continues in internal combustion engines with a specific fuel, with a very specific one Pressure, because as a result of the compression, the air 'or the fuel-air mixture heated, so that finally the auto-ignition temperature arises. These Auto-ignition temperature or the pressure causing the ignition should now be in accordance with of the invention with the aid of the circulating, who inuussed who boiling heat transfer medium be that he for fuels of any kind on a desired one. Brought measure or can be kept.

An sich sind Verbrennungskraftmaschinen bereits bekannt geworden, bei denen an den Auspuffleitungen zu diesem Zweck oder durch das Kühlwasser die Luft vorgewärmt wurde. Die Nachteile dieser Beheizungsarten sind bekannt. Die Vorteile der neuen Beheizungsart bestehen nun darin, daß man sowohl der Luft wie auch dem Gemisch, gegebenenfalls innerhalb ganz bestimmter Grenzen, während der Ansaug- und der Verdichtungsperiode dem schwer siedenden Wärmeträger entnommene Abwärme zuführen kann. .In and of itself, internal combustion engines are already known in which at the Exhaust pipes for this purpose or the air has been preheated by the cooling water. The disadvantages of these types of heating are known. The advantages of the new type of heating are that you can use both the Air as well as the mixture, possibly within very specific limits, during taken from the high-boiling heat transfer medium during the suction and compression periods Can supply waste heat. .

In der Zeichnung möge das Wesentliche der Erfindung angedeutet werden. .The essence of the invention should be indicated in the drawing. .

Wenn man beispielsweise' in einem Luftkompressionszylinder Luft isothermisch komprimiert, indem man sie vom Punkte I aus mit einer Anfangstemperatur von 20 ° zusammenpreßt, so wird sie im Punkte III bei, einem beliebigen Druck % die Temperatur von 20 ° beibehalten haben. Würde man dieselbe Luftmenge vom Punkte I aus adiabatisch komprimieren, so wird sie beim Drucke χ im Punkte IV nicht eine Temperatur von 20 ° , sondern eine Temperatur von z. B. 500 ° besitzen. If, for example, air is isothermally compressed in an air compression cylinder by compressing it from point I with an initial temperature of 20 °, it will have maintained the temperature of 20 ° at point III at any pressure%. If one were to compress the same amount of air adiabatically from point I, then at pressure χ at point IV it would not be a temperature of 20 °, but a temperature of z. B. have 500 °.

Würde man nun bei demselben Luftkompressor Kaltwasserkühlung mit einer mittleren Temperatur von etwa 20 ° anwenden, so wird beim Druck jx nicht eine Temperatur von 500° erhalten, sondern man'müßte, um auf. die Temperatur' von 500 ° zu kommen, ent- If one were to use cold water cooling with an average temperature of about 20 ° with the same air compressor, then at pressure jx a temperature of 500 ° would not be obtained, but one would have to go up. to reach the temperature of 500 °

sprechend höher komprimieren, beispielsweise bis zum Druck c. Im Punkte V der Kurve I bis V läge dann die Temperatur von 500 °. ^s Mit anderen Worten: Würde bei 500 ° "die Selbstzündung einsetzen, so wird bei Kaltwasser kühlung ein höherer Druck erforderlich, um die Selbstzündung zu erreichen, als wenn , man adiabatisch komprimiert.Compress higher, for example, up to the pressure c. The temperature of 500 ° would then be at point V of curve I to V. ^s In other words, use dignity at 500 ° "the self-ignition, then with cold water, a higher pressure cooling required to achieve the ignition, as if it is compressed adiabatically.

Würde rn_an nun die Mäntel statt mit Wasser von 20° mit einer Kühlflüssigkeit durchströmen lassen, deren Temperatur sehr hoch läge, es möge der extreme Fall angenommen werden, daß diese Temperatur über 500 ° läge, so wird die Kompressionskurve verlaufen von I nach VI, wie punktiert gezeichnet. The coats would now be rn_an with a cooling liquid instead of water at 20 ° let flow through, the temperature of which would be very high, the extreme case may be assumed become that this temperature would be above 500 °, the compression curve run from I to VI, as shown in dotted lines.

* Da nun durch die Wandungen des Zylinders des Luftkompressors. Wärme zugeführt wird, so wird der Kompressionsdruck, bei welchem die Selbstzündungstemperatur eines Brennstoffluftgemisches von 500° erreicht wird, tiefer liegen, wie bei adiabatischer Kompression, also tiefer wie der Druck χ sein. Der Druck möge mit y bezeichnet werden. Dieser Druck wird um so niedriger sein, je heißer das Kühlmittel durch die Kühlmäntel fließt. ■* Since now through the walls of the cylinder of the air compressor. If heat is supplied, the compression pressure at which the auto-ignition temperature of a fuel-air mixture of 500 ° is reached will be lower than with adiabatic compression, i.e. lower than the pressure χ . Let the pressure be denoted by y. This pressure will be lower, the hotter the coolant flows through the cooling jackets. ■

Des ferneren könnte man aber auch Luft oder ein Brennstoffluftgemisch schon vor dem Eintritt in den Zylinder an dem heißen Kühlmittel auf eine bestimmte Temperatur, vorwärmen, entsprechend Patent 302450, beispielsweise auf die Temperatur 200 ° im Punkte II. Verdichtet man dieses vorgewärmte Gemisch, so wird die Temperatur von 500 ° bereits bei dem geringen' Druck ζ im Punkte VII er-. · .. reicht sein. ...Furthermore, air or a fuel-air mixture could also be preheated to a certain temperature on the hot coolant before entering the cylinder, according to patent 302450, for example to the temperature 200 ° in point II the temperature of 500 ° even at the low 'pressure ζ ER in points VII. · .. be enough. ...

Mit anderen Worten: Wenn die Temperatur von 500⁰ die Selbstzündungstemperatur eines Brennstoffluftgemisches darstellt, so wird man es in der Hand haben, den Druck für diese Selbstzündungstemperatur herabzusetzen, einerseits, indem man die Zylindermäntel mit sehr hoher Temperatur kühlt, anderseits, indem man die Luft oder das Gemisch an der heißen Kühlflüssigkeit schön außerhalb des Zylinders im Sinne des Patentes 302450 vorwärmt.In other words, if the temperature of 500 ^{0 represents} the auto-ignition temperature of a fuel-air mixture, it will be possible to lower the pressure for this auto-ignition temperature, on the one hand by cooling the cylinder jackets at a very high temperature, on the other hand by cooling the air or the mixture is preheated nicely on the hot coolant outside the cylinder in the sense of patent 302450.

Die, Verhältnisse sind bei Verbrennungsmaschinen nicht ganz so wie bei Luftkompressoren. Sie verschieben sich naturgemäß in gewissen Grenzen, beispielsweise durch das Nachströmen der Wärme, welche die Zylinderwandungen im Augenblick der Verbrennung, aufgenommen haben und die sie in den anderen Hubphasen wieder, teils an das Kühlmittel, teils an das Gemisch abgeben. Immerhin hat man es in der Hand, innerhalb beliebiger Temperaturzonen am heißen, schwersiedenden Kühlmittel nicht nur die Luft oder das Gemisch entsprechend Patent 302450 außerhalb des Zylinders auf ganz bestimmte . Anfangstemperatur durch Abwärme .vorzuwärmen, sondern auch die Wandungen der Verbrennungskraftmaschine durch das heiße Kühlmittel innerhalb bestimmt gewollter Grenzen, während gewisser . Phasen des Prozesses, so zu beeinflussen, daß Wärme an die Luft oder an das Gemisch vom Kühlmittel in den . Verbrennungsraum abgegeben wird, so daß der Zünddruck je nach der Einstellung der Wärmeabgabe in beliebiger Begrenzung reguliert werden kann. Das heiße Kühlmittel gestattet also sowohl außerhalb wie innerhalb des Zylinders Brennstoff oder das Gemisch in beliebigen Grenzen vorzuwärmen und somit den Zünddruck in beliebigen Grenzen zu verändern. .The conditions in internal combustion engines are not exactly the same as in air compressors. They naturally shift within certain limits, for example through the After-flow of the heat, which the cylinder walls at the moment of combustion, and which they again in the other stroke phases, partly to the coolant, partly give off to the mixture. After all, you have it in your hand, within any Temperature zones on the hot, high-boiling coolant are not just the air or the mixture according to patent 302450 outside the cylinder to a very specific one . Initial temperature through waste heat .vorwärmen, but also the walls of the Internal combustion engine determined by the hot coolant inside Limits while certain. Stages of the process, so that heat to influence the Air or the mixture of coolant in the. Combustion chamber is released, so that the ignition pressure depending on the setting of the heat output in any limit can be regulated. The hot coolant thus allows both outside and inside of the cylinder to preheat fuel or the mixture within any limits and thus to change the ignition pressure within any limits. .

Man hat es also in der Hand,- ζ. Β. Explosionsmaschinen zu konstruieren, die bei einem verhältnismäßig geringen Zünddruck an einem bestimmt- gewollten Punkte der Kompression die Selbstzündung ergeben. Man kann bei diesen Explosionsmaschinen ganz willkürlich durch Veränderung der Kühlmitteltemperatur Frühzündung oder Spätzündung erzielen, ohne daß man dazu irgendwelcher. Zündkerzen benötigte. Des - ferneren kann man bei Gleichdruckmotoren erreichen, daß schon bei verhältnismäßig . niedrigem Druck der eingeführte Brennstoff sich entzündet. Daraus ergeben sich verhältnismäßig leicht gebaute Gleichdruckmaschinen (Dieselmaschinen). So you have it in your hand - ζ. Β. Explosion machines to construct that with a relatively low ignition pressure at a certain desired point of the Compression will result in auto-ignition. You can do it completely with these explosion machines arbitrarily by changing the coolant temperature pre-ignition or retarded ignition achieve without having to do anything. Spark plugs needed. Furthermore, can one can achieve with constant pressure motors that already with relatively. low pressure the introduced fuel ignites. This results in relatively easy built equal pressure machines (diesel machines).

Würde man bei diesen Gleichdruckmaschinen schwersiedende Brennstoffe am heißen Kühlmittel, welches beispielsweise 300 ° haben kann, bis fast an ihren Siedepunkt, wiederum auf konstante hohe Temperatur — im Sinne des Hauptpatents τ— vorwärmen, so erzielt man dadurch eine verhältnismäßig schnelle Verbrennung bei geringstem Luftüberschuß und dem Fortfall der unangenehmen Ölkohlen- und Rußbildung. (Kolben und Zylinderdeckel bleiben also metallisch blank und eine Veränderung der Kompressionsräume erscheint ausgeschlossen.)You would with these constant pressure machines high-boiling fuels on the hot coolant, which, for example, have 300 ° can, almost to its boiling point, again at a constant high temperature - in the sense of the main patent τ- preheat, so achieved a relatively fast combustion with the smallest excess of air and the elimination of the unpleasant oil carbon and soot formation. (Piston and cylinder cover remain bare metal and a change in the compression spaces appears locked out.)

Infolge des geringen Luftüberschusses ist auch, hier naturgemäß eine Leistungserhöhung die unmittelbare Folge.As a result of the small excess of air, there is naturally also an increase in performance here the immediate consequence.

Da man die Temperatur des heißen Kühlmittels in beliebigen Grenzen regulieren kann, so kann man sowohl die Luft als auch die Wandungen des Motors durch das heiße Kühlmittel auf eine solch hohe Temperatur bringen oder halten, daß diese Temperatur gleich ist dem Siedepunkt des zur Verbrennung kommenden Brennstoffs oder sogar höher liegt wie dieser Siedepunkt. Dies erbringt wiederum eine weitere Verbesserung des Verbrennungsprozesses, wie an einem einfachen Beispiel erläutert werden mag. iaoSince the temperature of the hot coolant can be regulated within any limits, so you can both the air and the walls of the engine through the hot coolant to such a high temperature bring or keep that this temperature is equal to the boiling point of the combustion coming fuel or even higher than this boiling point. This in turn yields a further improvement of the combustion process, as in a simple example like to be explained. iao

Es möge in einer Ölmaschine ein Brennstoff Anwendung finden, dessen Siedepunkt beiA fuel may be used in an oil machine with a boiling point of

ΐόο° liegen möge. Wird dieser Brennstoff durch die bekannten Spritzvergaser fein zerstäubt und in einen kaltgekühlten Zylinder eingeführt, -so liegt die Gefahr vor, daß sich an den kaltgekühlten , Zylinderwandungen, namentlich beim Anlassen, der nur zerstäubte Brennstoff wieder zu größeren Tropfen kondensiert, was namentlich die Zündkerzen ungünstig beeinflußt, sich aber besonders beiΐόο ° may lie. Will this fuel finely atomized by the known spray carburetor and placed in a cold-cooled cylinder introduced, -there is the danger that on the cold-cooled cylinder walls, especially when starting, which only atomized Fuel condenses again into larger droplets, which is particularly disadvantageous for the spark plugs influences, but especially with

ίο der Verbrennung durch das Nach verdampfen dieser Tropfen ungünstig bemerkbar macht. Sobald man jedoch die Wandungen mit einem schwersiedenden Wärmeträger kühlt, bei einer Temperatur, die höher liegt wie der Siedepunkt des Brennstoffs, beispielsweise mit 200", so wird sich der zerstäubte Brennstoff nirgendwo tropfenförmig niederschlagen können, im Gegenteil, er wird überall verdampfen.ίο the combustion through the post-evaporation this drop makes it unfavorably noticeable. However, as soon as you hit the walls with a high-boiling heat transfer medium cools at a temperature that is higher than the boiling point of fuel, for example at 200 ", the atomized fuel will nowhere can precipitate in the form of drops, on the contrary, it will evaporate everywhere.

Diese Verdampfung wird noch- wesentlich begünstigt, wenn man nach Art des Patentes 302450 ebenfalls die Luft auf eine bestimmte Temperatur vorwärmt, die auch an oder über dem Siedepunkt des Zur Verwendung kommenden Brennstoffs liegen soll.This evaporation is even more favored if one goes by the type of patent 302450 also preheats the air to a certain temperature, which also should be at or above the boiling point of the fuel to be used.

(Bei komplizierten Brennstoffen wird man mindestens die leicht siedenden Bestandteile vergasen.) ;(In the case of complex fuels, at least the low-boiling components will be used gasify.);

Führt man in derartig, sowohl in' den Mänteln, wie auch in der Luft beheizte Zylinder zerstäubten Brennstoff ein, so wird dieser sich nirgendwo tropfenförmig niederschlagen können, die heißen Dämpfe werden begierig von der Luft aufgesaugt, sie diffundieren an derselben restlos und eine vorzügliche Zündung oder Selbstzündung mit restloser Verbrennung ist die Folge.One leads in such a way, both in the coats, as well as in the heated air Cylinder atomized fuel, so this will not condense drop-shaped anywhere the hot vapors are eagerly absorbed by the air, they diffuse on the same completely and an excellent ignition or self-ignition with complete Combustion is the result.

Bei Dieselmaschinen kann man schon beim Anlassen den Zünddruck wesentlich herab setzen, wenn man Vorräte heißer Kühlflüssigkeit in isolierten Behältern aufspeichert, mit denen man beim Anlassen sowohl die Zylinder als auch Luft und Brennstoff hoch vorwärmt.In diesel engines, the ignition pressure can be reduced significantly when starting, when storing supplies of hot coolant in insulated containers, with which one preheats the cylinders as well as the air and fuel when starting.

Claims

P ATENT claims:

1. Working methods for combustion engines caused by high boiling Coolants are cooled in the circuit, according to the type of patent 302450, characterized in that the air or the fuel-air mixture in the cylinder, during the intake and compression period by the coolant to a preheated to a certain temperature so that the ignition pressure is shifted (within desired limits),

2. Working method according to claim 1, characterized in that the air and (or) · the walls of the engine due to the hot coolant to a temperature which is equal to or higher than that of the boiling temperature of the fuel to be used, so that this fuel cannot precipitate in the form of drops in the combustion chamber. . '

1 sheet of drawings.