DE331340C - Brennstoffduese fuer Zweitaktverbrennungsmotoren - Google Patents

Description

• Brennstoffdüse für Zweitaktverbrennungsmotoren. Für die Brennstoffzuführung bei Verbrennungsmotoren sind Einrichtungen bekannt, bei welchen mittels einer im Zylinderkopf untergebrachten Brennstoffdüse und einer durch den Arbeitskolben bewegten Düsennadel die Zuführung des Brennstoffes erfolgt.
• Solche Düsen werden einesteils für Motoren mit niedriger Kompression und künstlicher Zündung (Explosionsmotoren), andernteils für Motoren mit hoher Kompression und Selbstzündung (Dieselmotoren) verwendet.
• Bei Explosionsmotoren ersetzen solche Düsen gewissermaßen den Vergaser, der Brennstoff wird hierbei durch die hohle Düsennadel gegeführt, die weit in den Verbrennungsraum ragt und innerhalb desselben freiliegt, so daß sie von den Gasen erwärmt wird und zur Vergasung des Brennstoffes beiträgt. Diese Anordnung bedingt einen großen Kompressionsraum, kann also nur für diese Motorart, welche mit verhältnismäßig kleinen Kompressionen arbeitet, in Betracht kommen.
• Wo solche Düsen bei Dieselmotoren angewandt werden, dienen sie dem Zweck, die sonst von außen erfolgende Steuerung der Brennstoffdüse zu umgehen, in der Weise, daß der Arbeitskolben mittels der Düsennadel Brennstoffventil und Preßluftventil öffnet und schließt. Damit Brennstoff und Preßluft in den Verbrennungsraum gelangen können, ist die Düsennadel auch mit entsprechenden Längsrillen versehen, die eine genügend große Öffnung für den Durchfluß gewähren sollen.
• .Die Erfindung besteht nun in einer Düsenanordnung, wie sie zweckmäßig bei Motoren zur Anwendung kommt, die mit höchster Kompression arbeiten, wo also der Brennstoff durch die Kompressionswärme entzündet, anderseits aber nicht mittels Preßluft in den Verbrennungsraum gerissen und zerstäubt wird und infolgedessen auch restlos vergast sein muß, wenn er aus der Düse tritt. Diese Düse soll also Zünder, Brennstoff- und Preßluftpumpe; wie sie bei dieser Motorart sonst benötigt werden, ersetzen.
• Auf der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt durch Fig. z im Längsschnitt, Fig. 2 im Querschnitt durch den Motor, Fig. 3 in einem Vertikalschnitt durch die Brennstoffdüse, Fig. q. im Grundriß und Querschnitt derselben.
• Fig. 5 zeigt die Arbeitsvorgänge des Motors im Kurbelkreis.
• Der Arbeitskolben a ist als Stufenkolben ausgebildet, entsprechend dem Zylinder b, dessen untere große Bohrung als Pumpenzylinder für die Verbrennungsluft dient. Diese tritt durch die Öffnungen c in denselben und wird dann durch die Leitung d nach dem anderen Arbeitszylinder gedrückt, wo sie durch die Schlitze e eintritt.
• Die Brennstoffdüse ist in der Art ausgeführt, daß die Düsennadel f vom hochgehenden Arbeitskolben kurz vor dem oberen Totpunkt in eine allseits geschlossene, mit flüssigem Brennstoff ausgefüllte Brennstoffkammer g gedrückt wird, wodurch dann ein Teil der Brennstoffmenge verdrängt wird. Der verdrängte Brennstoff muß dann zwischen Düsennadel f und deren Führung h im Düsenkörper i entweichen, wo er eine außerordentlich dünne Schicht bildet. Noch innerhalb der so gebildeten Leitung geht der Brennstoff in Gasform über, weil die Düsennadel sowohl als auch die Führungswand durch Kompressions- und Verbrennungswärme erhitzt sind. Er tritt also bereits gasförmig in den Verbrennungsraum. Zur besseren Erwärmung besitzt der Düsenkörper i eine Anzahl tiefer Bohrungen il, die direkt mit dem Verbrennungsraum in Verbindung stehen und von den heißen Gasen bis oben hin ausgefüllt sind.
• Im Totpunkt der Kurbel ist die Einspritzung beendet. Beim Rückgang des Kolbens wird auch die Düsennadel wieder zurückgeschoben, und zwar durch die Feder k, die in der Brennstoffkammer g untergebracht ist. Die Düsennadel wird zuletzt auf den Sitz l gedrückt und schließt die Brennstoffkammer dicht gegen den Verbrennungsraum ab. Bei der Rückwärtsbewegung der Düsennadel wird neuer Brennstoff in die Brennstoffkammer gesaugt. Dies kann indes nur geschehen, wenn in der Brennstoffkammer ein Unterdruck erzeugt wird, deshalb muß verhindert werden, daß während der Rückwärtsbewegung der Düsennadel die unter höchstem Druck stehenden verbrannten Gase in die Brennstoffkammer dringen. Zu diesem Zweck besitzt der Düsenkörper i am Ende der Führung einen hülsenförmigen, zylindrischen Ansatz in von sehr dünner Wandstärke, so dünn, daß die Hülse; die direkt in den Verbrennungsraum ragt, allseits gleichmäßig gegen die hindurchführende Düsennadel gepreßt wird. Das Anpressen der Hülse m erfolgt in dem Augenblick, wo der Arbeitskolben an höchster Stelle steht, seine Bewegung und die der Düsennadel umkehrt und der Druck in der Brennstoffkammer verschwindet.
• Der Brennstoffzufluß erfolgt durch den Kanal n, der von der Ventilnadel o verschlossen wird, wenn der Kolben an die Düsennadel f stößt, dagegen geöffnet wird, wenn die Düsennadel zurückgeht. Ventilnadel und. Düsennadel sind elastisch miteinander verbunden, etwa in der Weise, daß eine kleine Druckfeder q in der hohlgebohrten Ventilnadel untergebracht ist, die einerseits gegen die Ventilnadel o, anderseits gegen die Düsennadel f drückt. Die Ventilnadel stößt mit ihrem Ansatz y gegen eine auf die Düsennadel geschraubte Überwurfmutter s, so daß die Ventilnadel sich zwar nach unten um die Hublänge in den Hohlraum t der Düsennadel schieben, nicht aber aus demselben bei der Bewegung nach oben heraustreten kann.
• Reguliert wird der Motor durch eine größere oder kleinere Brennstoffmenge pro Zylinderfüllung. Diese Menge wird bestimmt durch die Regulierschraube u, die von Hand aus oder sonstwie eingestellt wird in der Weise, daß der Durchflußquerschnitt entsprechend vermehrt oder verringert wird.
• Der Düsenkörper wird mit seinem Flansch v mittels Stiftschrauben zv o. dgl. befestigt; x ist eine Dichtungscheibe. Am oberen Ende trägt der Düsenkörper einen gesondert aufgeschraubten Kopf y, in den auch die Brennstoffzuleitung z mündet.
• Die aus Beschreibung und Zeichnung ersichtliche Art der Brennstoffdüse stellt nur eine Ausführungsform dar, wie sie dem Erfindungsgedanken entspricht. So kann z. B. die Düsennadel auch unter Vermittlung von Zwischenorganen vom Arbeitskolben bewegt werden -die Verbindung von Düsennadel und Ventilnadel kann auch in anderer Form als dargestellt ist erfolgen - die Regulierung des Motors 'kann in anderer Weise geschehen -die Regulierschraube kann unter Vermittlung oder Zuhilfenahme anderer Organe gedreht, gegebenenenfalls auch durch einen Regulator beeinflußt werden - Ausführungsformen, die an sich für den Erfindungsgedanken nicht wesentlich sind.
• In Fig. g sind die Arbeitsvorgänge angegeben, woraus die Wirkungsweise der-Brennstoffdüse zu ersehen ist. Es bildet ai den oberen Totpunkt, b1 die Expansion, cl das Öffnen der Auslaßschlitze, dl den Ausppff, e1 das Öffnen der Einlaßschlitze, f1 die Spülung, g1 den unteren Totpunkt, 1i1 das Schließen der Einlaßschlitze, il das Schließen der Auslaßschlitze, k1 die Kompression, 1i den Zeitpunkt, wo der Kolben die Düsennadel berührt., ml den Beginn der Einspritzung, die genau bis zum Totpunkt a, anhält.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoffdüse für Zweitaktverbrennungsmotoren, bei welchen der Arbeitskolben eine in den Verbrennungsraum ragende Düsennadel 'in eine allseits geschlossene, mit flüssigem Brennstoff ausgefüllte Brennstoffkammer drückt und so ohne Zuhilfenahme von komprimierter Luft den Brennstoff in den Verbrennungsraum preßt, wo er durch die Kompressionswärme entzündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff auf seinem Wege an der Düsennadel entlang von der Brennstoffkammer (g) zwischen der Düsennadel(f) und deren Führungswand (h) hindurch zum Verbrennungsraum eine dünne Schicht von gleichmäßiger Dicke bildet, und daß zur schnellen und hinreichenden Erwärmung dieser Brennstoffschicht im Düsenkörper (i) eineAnzahl Bohrungen (il) oder Vertiefungen vorgesehen sind, die direkt in den Verbrennungsraum münden und von heißen Gasen ausgefüllt werden. z. Brennstoffdüse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschluß der Brennstoffkammer (g) vom Verbrennungsraum während des Zurückgehens der Düsennadel (f) am inneren Ende des Düsenkörpers (i), wo er in den Verbrennungsrauen ragt, ein zylindrischer, hülsenförmiger Ansatz (m) von so dünner Wandstärke vorgesehen ist, daß diese Hülse durch den Druck der entzündeten Gase gleichmäßig gegen die hindurchführende Düsennadel gepreßt wird, wenn die Einspritzung beendet ist, so daß die Hülse einen dichten Abschluß der Brennstoffpumpe nach dem Zylinderraum bewirkt.