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Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen Zündvorrichtungen für Brennkraftmaschinen,
bei denen ein Teil des Ladegemisches in einer dem Maschinenzylinder aufgesetzten
Kammer so stark verdichtet wird, daß er zur Selbstentzündung kommt, worauf die brennenden
Gase in den Hauptverbrennungsraum gelangen und die Hauptmenge des Ladegemisches
entzünden, sind bereits bekannt.
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Es ist auch nicht mehr neu, zum genannten Zwecke den Verdichtungsdruck
der Maschine durch einen Stufenkolben derart auszunutzen, daß die größere Stufe
dieses Kolbens vom Verdichtungshub der Maschine angetrieben wird, während die kleine
Stufe die Entzündung der Teilmenge durch starkes Zusammendrücken derselben ermöglicht.
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Die bekannten Zündvorrichtungen dieser Art weisen einen senkrecht
stehenden Kolben auf, weshalb die Verbindungskanäle des Raumes vor und hinter dem
Stufenkolben verschieden lang sind und Krümmungen haben, also voneinander verschiedene
Strömungswiderstände aufweisen, wodurch die sichere Füllung der Räume in der gegebenen
kurzen Zeit nicht gewährleistet ist. Hierzu kommt noch, daß das gezündete Gemisch
in den entsprechenden langen Kanälen sich verhältnismäßig stark abkühlt, wodurch
die zuverlässige Zündung im Verbrennungshauptraum gefährdet ist.
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Im Gegensatz dazu ist der Kolben gemäß vorliegender Erfindung waagerecht
angeordnet. Dadurch werden die Kanäle denkbar kurz, haben keine Krümmungen und sind
gleichlang. So werden alle genannten Übelstände vermieden. Die Zündung erfolgt schneller
und sicherer.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele, und zwar
jeweils in senkrechtem Schnitt. Die Abb. z und 2 zeigen das eine davon, einmal in
Anfangs-, das andere Mal in der Schlußlage des Zündkolbens. Die Abb. 3 und q. veranschaulichen
in gleicher Weise eine einfachere Ausführungsform.
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In Abb. r und 2 ist mit a ein Gehäuse bezeichnet, das mittels eines
unteren Ansatzes b nach Art einer Zündkerze in den nichtgezeichneten Zylinderkopf
eingeschraubt wird. ,In dem Gehäuse ist in waagerechter Richtung verschieblich ein
Stufenkolben c, d angeordnet, dessen größere Stufe c durch einen Kanal e, und dessen
kleine Stufe d durch einen Kanal f, jeweils über eine Gehäusebohrung
g, mit dem Raum oberhalb des Motorkolbens in Verbindung steht. Mit h ist ein Einschraubdeckel
bezeichnet, mittels dessen der Stufenkolben in das Gehäuse eingebracht oder ausgewechselt
werden kann, mit i ein innerer Deckelbelag oder eine Deckelbeilage aus Fiber o.
dgl., mit k ein Kolbenanschlag bzw. eine Kolbenhemmung, die nachgiebig durch eine
Feder na belastet ist, mit n
eine als zweites Federlager wirkende Federverschlußschraube.
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Die Lage der Teile in Abb. z besteht beim Saughub der Maschine (Niedergang
des Motorkolbens) und auch noch während eines mehr oder minder großen Teils des
Verdichtungshubs
der Maschine (Wiederhochgangs des 'lotorkolbens).
Beim genannten Verdichtungshub füllen sich die Räume vor und hinter dem Stufenkolben
unter Druck mit dem vorher angesaugten Gasluftgemisch. Der Überdruck auf die große
Kolbenstufe c ist aber vorerst nicht imstande, den Stufenkolben nach rechts zu bewegen,
weil dem die nach unten in seine Bahn vorstehende Hemmung k entgegensteht. Hat dagegen
der Druck über dem Motorkolben ein die Spannung der Feder nz übersteigendes Maß
erreicht, so wirkt sich der genannte Überdruck dahin aus, daß der Stufenkolben unter
Zurückdrücken der Hemmung - zu diesem Zwecke ist an letzterem eine schräge Anschlagfläche
q vorgesehen - den Stufenkolben nach rechts schleudert. Dabei schließt die kleine
Kolbenstufe d den Kanal f
ab und verdichtet den an sich schon eine
beträchtliche Spannung aufweisenden, in der Zündkammer y stehenden Teil des Gasluftgemisches
weiter so stark, daß dieses sich zufolge der eintretenden starken Erhitzung von
selbst entzündet (Lage in Abb. 2). Der dabei entstehende noch stärkere Zünddruck
schleudert den Stufenkolben wieder nach links in die Lage der Abb. z zurück, wobei
der Kanal f wieder freigegeben wird, die Zündflamme in den Hauptverbrennungsraum
übertritt und dort die Hauptmenge des Brenngemisches entzündet. Die Fiberplatte
i fängt dabei den Kolben elastisch und schalldämpfend ab.
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Die Ausführung nach Abb. 3 und q. ist wesentlich einfacher dadurch,
daß bei ihr die vorbeschriebene Hemmung k in Wegfall kommt. Statt dessen sind hier
an Stelle des vorbeschriebenen einen Druckkanals e in Achsrichtung des StufenkolbenshintereinanderliegendzweiDruckkanäle
e1, e2 vorgesehen, deren ersterer einen wesentlich geringeren Durchgangsquerschnitt
hat als der letztere. Beim Beginn des Verdichtungshubs des Motorkolbens ist der
größere Kanal e1 durch die größere Kolbenstufe c verdeckt und tritt durch den Kanal
e1 nur wenig Gas hinter den Kolben, so daß dieser nur langsam vorbewegt wird und
inzwischen der Zündraum r wie im Falle der Abb. i und 2 mit Gasluftgemisch erheblicher
Spannung - durch den Kanal f hindurch - gefüllt werden kann. Wird dann beim weiteren
Rechtsbewegen des Stufenkolbens der Kanal e2 freigelegt, s6 vollendet der Stufenkolben
seine Bewegung ganz entsprechend wie beim Freigeben der Hemmung im Falle der Abb.
i und 2 und ist auch seine Rücklaufbewegung ganz entsprechend. Die zwei Kanäle können
aber auch durch einen einzigen, vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Stufenkolbens
langgestreckten Kanal ersetzt werden, der ganz entsprechend wirkt. Mit s ist eine
den Zylinderraum der großen Kolbenstufe mit der Außenluft verbindende Bohrung bezeichnet,
durch die beim Kolbenrückgang Luft angesaugt und beim Vorgang wieder ausgeblasen
wird, wodurch sich eine wirksame Kühlung des Kolbens ergibt. Eine entsprechende
Kühlung kann natürlich auch im Falle der Abb. i und 2 vorgesehen werden. In beiden
Fällen kann der Stufenkolben mit Kolbenringen ausgestattet werden.
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Im Falle der Abb. i und z kann durch stufenweises Ein- oder Herausschrauben
des Stopfens 7z die Spannung der Feder m und damit der Zeitpunkt der Zündung geregelt
werden. Bei stärkerer Federspannung ergibt sich Spätzündung, bei schwächerer Frühzündung.
Im Falle der Abb. 3 und q. kann dasselbe Ziel durch stärkeres Ein- oder Herausschrauben
des Verschlusses 7a erreicht werden. Bei stärkerem Einschrauben füllt sich der Raum
hinter dem Kolben beim Verdichtungshub des 1Vlotorkolbens schneller mit dem Gasluftgemisch,
beginnt die Bewegung des Stufenkolbens also früher und ergibt sich damit eine Frühzündung.
Der gleiche Zweck kann auch auf verschiedene andere Weise erreicht werden, beispielsweise
durch Einbau eines Drosselorgans in den Kanal e1 oder durch Vergrößerung bzw. Verkürzung
des Stufenkolbenhubs mittels eines verstellbaren rechtsseitigen Anschlags. Alle
diese Verstellmittel können durch Hebel u. dgl. mit dem üblichen Zündhebel in Verbindung
gebracht werden derart, daß jederzeit der Zündzeitpunkt verstellt werden kann.
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Die Vorrichtung kann nachträglich an jeder Brennkraftmaschine angebracht
werden, und zwar, wie schon erwähnt, in gleich einfacher Weise wie eine Zündkerze.
Letzterer gegenüber hat sie aber sehr große Vorteile. Sie kann bedeutend einfacher
und billiger hergestellt werden. Die Flammenzündung ist sicherer als die Funkenzündung;
die Betriebssicherheit ist auch insofern höher, als bei der üblichen Magnet-oder
Batteriezündung sämtliche Zündstellen versagen, wenn am Unterbrecher oder Verteiler
eine Störung eintritt, während die Zündvorrichtung der Erfindung für jeden Zylinder
in sich vollständig selbständig ist und deshalb praktisch ein gleichzeitiges Versagen
aller Zündungen ausscheidet. Auch entfallen die @besonderen Antriebsvorrichtungen
für die übliche elektrische Zündung. Da der Stufenkolben der einzige bewegbare,
einem Verschleiß unterworfene Teil ist, kann ein Versagen der Zündung in äußerst
einfacher, schneller und billiger Weise durch Auswechseln des Stufenkolbens behoben
werden. Die kräftige Wirkung der Zündflamme ermöglicht die Verwendung billiger Kraftstoffe
mit hoher Entzündungstemperatur.