DE496769C - Kompressorloser Dieselmotor mit schlagartiger Brennstoffeinspritzung - Google Patents

Description

• Kompressorloser Dieselmotor mit schlagartiger Brennstoffeinspritzung Bei konipressorlosen Dieselmotoren bildet die Ittftlose Einspritzung des Brennstoffes insofern Schwierigkeiten, als ein großer Teil der Geschwindigkeit des Brennstoffstrahles in der engen Düse durch Reibung verlorengeht. Dadurch ist .die Energie und die Reichweite des Strahles bedeutend geringer als bei der Lufteinblasung. Die Brennstofteinspritzpumpe eines kompressorlosen Dieselmotors hat nun die Aufgabe, den Brennstoff möglich gttt verteilt und weit in den Verbrennungsrautn hinein zu zerstäuben, was in einigen Fällen durch schlagartig wirkende Pumpen erreicht wurde.
• Bekannt sind Ausführungen, bei denen der Pumpenkolben mittels eines Federspannwerkes, (las durch eine Abschnappsteuerung ausgelöst wird, oder mittels gesteuerter Druck-:uft, «-elche auf einen mit dem Pumpenkolben gekoppelten Antriebskolben einwirkt, vorgetrieben wird. Bei dieser letzten Einspritzvorrichtung wird der spezifische Luftdruck: im Verhältnis der Angriffsflächen des Antriebskolbens und des Pumpenkolbens auf ein Vielfaches, nämlich den Einspritzdruck, vergrößert. Vorliegende Erfindung kennzeichnet sieh im wesentlichen dadurch, daß der Brennstoffpumpenkolben mittels eines infolge Zün-#lung explodierenden Gases und plötzlich einsetzender Druckerhöhung schlagartig vorgetrieben wird; die Brennstoffmenge wird dabei durch eine besonders mechanisch angetriebene Zubringerpumpe geregelt.
• Dabei kann der als Schieber ausgebildete Antriebskolben, der den Brennstoffpttnipenkolben vortreibt, als Steuerungsglied zwischen dem Hauptbrennrattm und dem Hilfsbrennraum dienen und eine Zündflamme nach dem Hauptbrennraum hinüberleiten helfen.
• Es .ist an und für sich bekannt, in einem Hilfszylinder ein leicht zündbares Gemisch zur Zündung zu bringen und die dadurch entstehende Flamme in das schwer entzündliche Gemisch des Hauptzvlinders zu leiten. Gemäß der Erfindung ist im Gegensatz zu dem Bekannten der Antriebskolben der Brennstoffpumpe als steuerndes Zwischenglied ausgebildet.
• In Abb. i bis .4 ist ein Motor gemäß der Erfindung beispielsweise für das Zweitaktsysteni dargestellt. Abb. i zeigt einen Schnitt durch den 7-\Totor, während Abb.2 einen Grundriß darstellt.
• Der Hauptarbeitskolben 3 und der Hilfsarbeitskol.ben d. bewegen sich in einer Richtung in den dazugehörenden Zylindern i und 2. Der Hauptkolben 3 überträgt die Energie direkt auf die Kurbelwelle, während cler Hilfsarbeitskolben d. auf den Hebel 5, der im Lager 6 drehbar befestigt ist und durch die Kuppelstange^ mit dem Hauptarbeits-1-:olben verbunden ist, wirkt. Dem Zylinder i wird mittels einer besonderen (nicht gezeichneten) Spülpumpe durch den Kanal 8 atmosphärische Luft zugeführt, während dem Hilfszylinder :2 ein leichtzündbares Gemisch, welches von der Rückseite - des Kolbens d. durch den Vergaserkanal g angesaugt wird, durch den Kanal io zuströmt. Der Auspuff erfolgt im unteren Totpunkt gemeinsam durch f#;ie Auspuffkanäle i i und 112. Bei der Auf-# iirtsbewegung der beiden Kolben wird im v.
• Zylinder i atmosphärische Luft, im Zylinder 2 das leicht zündliche Gemisch verdichtet. Über dem Arbeitskolben d. befindet sieh ein Antriebskolben i2, welcher durch die Feder 13 auf den Sitz 14 gepreßt wird. Die Feder ist so b:tnessen, daß der Antriebskolben 12- gegen den höchsten Kompressionsdruck im Zylinder z abdichtet. Kurz vor dem oberen. Totpunkt wird. das leicht zündbare Gemisch. im Zylinder 2 durch die Zündkerze 2o zur Expiosion gebracht, wodurch eine plötzliche Drucksteigerung entsteht. Mit dem Antriebskolben 12 bildet der zu dem feststehenden Einspritzkolben 15 gehörende bewegliche Zylinder ein Stück. In der unteren Totlage des Kolbens 12 (entgegengesetzt wie gezeichnet) entsteht in der Einspritzpumpe der Raum 16. In diesen fördert die regelbare, mechanisch angetriebene Pumpe 17 die der jeweiligen Belastung angepaßte Brennstoffmenge.
• Bei der Explosion des im Zylinder 2 verdichteten leicht entzündbaren Gasgemisches bewegt sich der Antriebskolben i2 durch die plötzliche Druckzunahme nach oben, wobei der im Raum 16 befindliche Brennstoff mit großer Geschwindigkeit durch die Düse i9 in den Hauptzylinder i eingespritzt wird.
• Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die regelbare Pumpe 17 den Brennstoff beinahe drucklos zu fördern hat, wodurch bei Mehrzylindermotoren eine gleichmäßige Verteilung der Brennstoffmenge auf die verschiedenen Zylinder gesichert ist.
• Nachdem die Verbrennung in beiden Zylindern beendet ist, expandieren die Gase. Sobald der Druck im Zylinder 2 sich so stark vermindert hat, daß der Druck der Feder 13 den Gasdruck übersteigt, setzt sich der Antriebskolben i2 wieder auf .den Sitz 14. Dadurch entsteht wieder der Raum 16, der von nettem von der mechanisch angetriebenen Pumpe der Belastung entsprechend gefüllt wird.
• In Abb.3 ist das Arbeitsdiagramm des Hilfszylinders dargestellt.
• P, Der Zylinder 2, ist im unteren Totpunkt mit dem zündfähigen Gemisch durch die Rückseite des Kolbens d. gefüllt worden.
• P,-P2. Das zündfällige Gemisch wird verdichtet.
• P.-P.,. Zündung, Explosion und plötzliche Druckzunahme, Abheben des Arbeitskolbens von seinem Sitz 1d., Brennstoffeinspritzung in den Zylinder i durch die Brennstoffpumpe mit dem feststehenden Kolben 15.
• P3-P,. Expansion der verbrannten Gase. P4 P;. Auspuff durch die Schitze ii und 112.
• P;;-P,. Ausspülendes Zylinders 2 und Auffüllen mit frischem Gemisch, welches von der Rückseite des Kolbens 4 durch den Vergaserkanal 9 angesaugt wurde und durch den Kanal io in den Zylinder 2 gefördert wird.
• Bei Po setzt sich :der Arbeitskolben 12 unter dem Drück der Feder 13 wieder auf seinen Sitz i4.. Beginn der Auffüllung des Raumes 16 .mit Brennstoff durch die regelbare Pumpe 17.
• DerAntriebskolben 12 kann auch als Schieber ausgebildet und zur Regelung einer Zündbegünstigung des Rohölgemisches im Hauptzvl'inder i benutzt werden. Für diesen Fall ist zwischen dem Zylinder i und 2 ein Kanal 18; (A;b#b. ¢),: der .etwas. über.-dem. Sitz 14 liegt, eingeschaltet. Bei erfolgter Explosion, also beim Hochheben des Antriebskolbens 12 und nachdem das Rohöl in den Zylinder i eingespritzt ist, wird der Kanal 18 freigegeben, und die Zündflamme des Zylinders 2 kann in den Zylinder i .gelangen, um dort die Zündung zu unterstützen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kompressorloser Dieselmotor, bei dem in dem Düsenvorraum des Einspritzventils mittels -eines Einspritzkolbens ein Einspritzdruck in Höhe :des Vielfachen eines spezifischen Gasdruckes erzeugt wird, welcher zur Auslösung des Einspritzvorganges auf einen mit dem Einspritzkolben gekoppelten Antriebskolben zur Wirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Antriebskolben (i2) in einem mit .einem Hilfsgemisch gespeisten Hilfszylinder (2) bewegt und daß das Hilfsgemisch zur Auslösung des Einspritzvorganges entzündet wird, so daß der Brennstoff infolge der mit der Zündung einsetzenden plötzlichen Druckerhöhung schlagartig eingespritzt wird.
2. 2. Regelbare Brennstoffzuführung des kompressorlosen Dieselmotors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine regelbare, mechanisch angetriebene Zubringerpumpe (i7) eine der Belastung entsprechende Brennstoffmenge in den Düsenvorraum (i6) fördert, in den der Einspritzkolben (i5) bei Auslösung der Zündung .in dem Hilfszylinder (2) .eindringt.
3. 3. Kompressorloser Dieselmotor nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzkolben (i5) feststeht .und daß der Antriebskolben (i2) gleichzeitig als beweglicher Zylinder für den Einspritzkolben (i5) ausgebildet ist. d..
4. Kompressorloser Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichzeitig als Einspritzpumpenzylinder dienende Antriebskolben unter der Einwirkung einer dem Gasdruck entgegenwirkenden Feder steht, unter deren Einfluß er beim -Nachlassen des Gasdruckes gegen einen als Hubbegrenzung dienenden Anschlag vorgetrieben wird.
5. 5. Kompressorloser Dieselmotor nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, (laß ztt dem Hilfszylinder (2) ein Hilfsarbeitskolben (4) gehört, welcher das in den HilfszvI.inder eingeführte Gemisch verdichten und die bei der Zündung frei «-erdende chemische Energie in äußere Arbeit umsetzen hilft.
6. 6. Kompressorloser Dieselmotor nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptverbrennungsraum und dem Verbrennungsraum des Hilfszylinders (2) eine Verbindungsöffnung (i8) angeordnet ist, welche nach dem Einsetzen der Zündung in dem Hilfszylinder geöffnet wird, eine Zündflamme aus dem H.ilfsverbrennungsräum in den Hauptv erbrennungsraum übertreten läßt und im Verlauf der Expansion im Hilfszylinder wieder geschlossen wird (Abb. d.).
7. 7. Kompressorloser Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (i2) als Schieber zur Steuerung der Verbindungsöffnung ausgebildet ist (Abb. q.).