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Dieselmaschine, vor deren Einspritzdüse ein offener Einspritzkanal
in Form einer venturirohrartigen Luftdüse und konzentrisch zu diesem Kanal eine
äußere Luftkammer angeordnet ist Die Erfindung betrifft eine Dieselmaschine, vor
deren Einspritzdüse ein offener Einspritzkanal in Form einer venturirohrartigen
Luftdüse und konzentrisch zu diesem Kanal eine äußere Luftkammer angeordnet ist,
die an ihrem der Einspritzdüse zugekehrten Ende mit dem Einspritzkanal verbunden
ist. Diese Verbindung tritt bei einer bekannten Maschine der genannten Art jedoch
nur nach Erreichung der normalen Betriebswärme der Maschine ein, indem durch die
Wärmeausdehnung die Trennwand zwischen Luftkammer und Einspritzkanal ein Spalt freigegeben
wird, der bei kalter Maschine, insbesondere also beim Kaltanlassen, infolge der
eigenartigen Bauart des Wandendes in der Umgebung der Einspritzdüse geschlossen
bleibt. Es findet somit eine selbsttätige Abdrosselung bzw. Abschaltung der Luftkammer
von dem übrigen Verdichtungsraum und dadurch eine die Zündung erleichternde Verdichtungssteigerung
bei sich abkühlender bzw. völlig abgekühlter Maschine statt. Die Misch- und Verbrennungsvorgänge
beim normalen Betriebszustand dieser bekannten Maschine müssen sich zwangsläufig
ebenso wie bei jeder Dieselmaschine abspielen, an deren Einspritz- und Verdichtungsraum
eine abgeschnürte Luftkammer angeschlossen ist, nämlich es mußa, weil die Einspritzung
vor Verdichtungsende einsetzt, ein Teil des noch dem Zündverzug unterliegenden oder
auch schon entzündeten Brennstoffes in die Luftkammer mit der noch dorthin einströmenden
Luft gelangen und eine besondere Verbrennung ergeben, die infolge der Kammerabschnürung
unter Überdruck gegenüber dem Hauptraumdruck verläuft und zu einer Ausblasung der
Kammer führt, wodurch die Verwirbelung des Hauptrauminhaltes begünstigt wird.
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Solche Vorgänge und ihnen entsprechende Maschinenbauarten sind auch
anderweitig vielfach bekannt, und zwar sind die Vorgänge im wesentlichen unabhängig
davon, ob die Luftkammer den Einspritzraum konzentrisch
umgibt
oder seitlich an diesen angeschlossen ist, ob die Kammermündmig mehr oder weniger
von der Einspritzdüse entfernt liegt und ob der Einspritzstrahl gegen diese Mündung
gerichtet ist oder an ihr vorbeistreicht.
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Die Maschine nach der Erfindung unterscheidet sich von derartigen
Luftkammer-oder Speichermaschinen sowohl der Bauart als auch der Wirkung nach. Bei
ihr ist zwischen der ,äußeren, in der Nähe der Einspritzdüse mit dem Einspritzkanal
verbundenen Luftkammer und diesem Kanal selbst noch eine weitere, den Kanal ebenfalls
konzentrisch umgebende Kammer vorgesehen, die mit der .äußeren Kammer in keiner
unmittelbaren Verbindung steht, jedoch in Richtung des Mantels des Brennstoffkegels
geneigte, oberhalb des engsten Querschnittes des Einspritzkanals in diesen ausmündende
Wandbohrungen aufweist. Außerdem sind die beiden Kammern an ihren unteren Enden
je durch besondere Kanäle unmittelbar mit dem Arbeitsraum der Maschine verbunden.
In weiterer Entwicklung der Erfindung sind die Durchgangsquerschnitte dieser letzteren
Kanäle größer als diejenigen, die die zugehörigen Kammern mit dem Einspritzkanal
verbinden.
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Bei einer derartigen Bauart entstehen Strömungs-, Misch- und Verbrennungsvorgänge,
die hinsichtlich der Leistung, der ruhigen Gangart und des Brennstoffverbrauchs
der Maschine besondere Vorteile ergeben und an Hand zweier Ausführungsbeispiele
gemäß der Zeichnung erläutert werden sollen.
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Das erste Beispiel, Abb. i und z, unterscheidet sich von dem zweiten,
Abb. 3 und ¢, nur dadurch, daß der schräg zur Zylinderachse im Zylinderkopf angeordnete
Einspritzkanal mit den ihn umgebenden beiden Kammern eine zur gemeilisamen Querschnittsehene
der beiden Maschinenhauptventile parallele Achse .aufweist, insonderheit, wie der
Grundriß Abb. a zeigt, vor diesen Ventilen liegt, während der Kanal mit seinen Mantelräumen
nach Abb. 3 und q. derart neben und teilweise zwischen den Ventilen angeordnet ist,
daß seine zur Zylinderachse geneigte Achse die gemeinsame Querschnittseb.ene der
beiden Ventile schneidet.
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Der nach Art eines Venturirohrs ausgeführte Einspritzkanal ist mit
A, die ihn konzentrisch umgebenden Kammern sind mit B und C bezeichnet. Die innere
Kammer B der beiden Kammern steht einerseits durch die schräg aufwärts gegen die
Einspritzdüse J hin gerichteten und oberhalb des engsten Querschnitts der Venturidüse
ausmündenden Kanäle D, mit dem Einspritzkanal A, andererseits durch BohrungenE
oder auch durch einen ,entsprechenden Ringspalt unmittelbar mit dem Hubraum der
Maschine in Verbindung. Die ,äußere Kammer C weist einerseits am oberen, die Einspritzdüse
umgebenden Ende Kanäle F auf, die über den Ringraum B hinweg und diesen somit umgehend
am inneren weitesten Querschnitt des Venturirohres in den Kanal A ausmünden, andererseits
ist sie mittels der Kanäle G oder eines Ringspaltes unmittelbar mit dem Hubraum
verbunden. Der Gesamtquerschnitt der Kanäle E ist größer als derjenige der Kanäle
Di, der Gesamtquerschnitt der Kanäle G größer als derjenige der Kanäle F.
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Es ergeben sich .aus dieser Bauart folgende Vorgänge. Während der
Verdichtung werden die Luftdüse A, deren unterer erweiterter Teil unmittelbar und
unverengt in den HauptbrennramH des Zylinders mündet, ferner durch die' Kanäle E
hindurch die Kammer B und durch die Kanäle G hindurch die Kammer C mit heißer Druckluft
gefüllt. Kurz vor Beendigung der Verdichtung beginnt die Einspritzung aus der Düse
J. Der zerstäubte Brennstoffstrahl durchschlägt nun mit großer Geschwindigkeit den
Einspritzkanal A und muß dabei den engsten Rohrquerschnitt durchlaufen, wobei seine
Geschwindigkeit an dieser Stelle gesteigert wird. Bei diesem Vorgang wird infolge
der bekannten Strahlwirkung die Luft, die sich im oberen, der Einspritzdüse zugekehrten
Trichter des Venturirohres A befindet, zum Teil mitgerissen. Es ergibt sich somit
in diesem Trichter eine Saugwirkung, die durch die Kanäle F auf die ,äußere Luftkammer
C und durch die Kanäle D, auf die innere Luftkammer B übertragen wird. Infolge dieser-
Saugwirkung, die einen gewissen Unterdruck gegenüber dem gerade erreichten Verdichtungsdruck
hervorbringt, setzt, immer bei noch weitergehender Verdichtung, eine zusätzliche,
besonders starke Luftzufuhr zu den beiden Kammern B und C durch die Kanäle E und
G .ein. Die Wirkung dieser stoßartig ausgelösten Luftbewegung ist eine verhältnismäßige
Luftdrucksteigerung in den Kammern B und C, denn, weil der Querschnitt der Kanäle
E bzw. G größer ist als derjenige der Kanäle D, bzw. F, so muß hier eine Drossel-und
Stauwirkung eintreten. Nun dringt aber beim Hindurchströmen des zerstäubten Brennstoffstrahls
durch den Einspritzkanal A ein Teil der Randstrahlen durch die dem Brennstoff-strahlkegel
in Richtung und Lage angepaßten Kanäle D, hindurch in die Kammer B ein und kommt
dort, da die Kammer B infolge des erörterten Stauüberdrucks und ihrer inneren, vom
Kopfkühlwasser entfernteren Lage am stärksten erhitzte Luft enthält, sofort und
zuerst zur Entzündung. Dadurch wird in der Kammer B ein bedeutender Zündüberdruck
erzeugt, der sich nunmehr teils durch die
KanäleD in den oberen
Teil des Einspritzkanals A hinein, teils durch die Kanäle E in den Hauptbrennraum
H hinein entlädt. Hier wird das inzwischen gebildete Hauptgemisch durch das aus
den Kanälen E heftig herausschießende brennende Gas zur 'Entflammung gebracht.
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An diesen Vorgängen hat die in der äußeren Kammer C vorhandene Luft
bisher nicht teilnehmen können, da sie mangels Heranziehung zu einer Verbrennung
einen verhältnismäßigen Minderdruck aufweisen mußte. Sobald aber, wie geschildert,
hochgespanntes brennendes Gas ,aus dem Raum B durch die Kanäle D, auch in den oberen
Teil des Kanals A hineinstößt, drückt dieses Gas über die Kanäle F auf den Luftinhalt
der Kammer C und treibt diese Luftmenge durch die Kanäle G hindurch in den Hauptbrennraum
H hinein, wo nunmehr eine lebhafte Verwirbelung und Anfachung der brennenden Hauptgemischmenge
erfolgt.
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Mit diesen Mitteln wird eine sehr vollkommene motorische Verbrennung
erzielt, wie sich aus hoher Literleistung und geringem Brennstoffverbrauch ergibt.
Auch schwer brennbare Kraftstoffe, wie Teeröle, können bei einer Maschine nach der
Erfindung mit Erfolg verwendet werden.