DE201159C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE. 46A GRUPPE

SIMON LAKE in BERLIN.

von Verbrennungskraftmaschine^

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Dezember 1905 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung, welche dazu dient, bei Verbrennungskraftmaschinen mit vom Arbeitszylinder getrennter Verbrennungskammer beim jedesmaligen Einführen von Verbrennungsgasen in den Arbeitszylinder die Verbrennungsrückstände möglichst vollständig aus der Verbrennungskammer zu verdrängen, um zu verhüten, daß die Verbrennungsrückstände

ίο das Gemisch der nachfolgenden Ladung zu sehr verschlechtern und so eine möglichst vollkommene Verbrennung zu sichern. Dies wird nach vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß man zu geeigneten Zeitpunkten in die Verbrennungskammer bei geöffnetem Einlaßventil des Arbeitszylinders abgemessene Mengen von Wasser einspritzt, welche sich in dieser Kammer in hoch überhitzten Dampf verwandeln, der die Verbrennungsgase in den Arbeitszylinder hinüberdrängt.

Man hat schon früher vorgeschlagen, bei Verbrennungskraftmaschinen Dampf in die Verbrennungskammer einzuführen oder Wasser einzuspritzen. Dies geschah jedoch lediglich zu dem Zweck, um die Temperatur herunterzudrücken. Die Einspritzung wurde dabei während der eigentlichen Verbrennungsperiöde vorgenommen, so daß die Temperatur der brennenden Gase vermindert und dadurch unvollkommene Verbrennung verursacht wurde.

Nach vorliegender Erfindung ist die Einrichtung dagegen so getroffen, daß das Wasser erst nach Vollendung der Verbrennung gegen Ende des Expansionsvorganges in den Verbrennungsraum, und zwar gegenüber dessen Verbindung mit dem Arbeitszylinder eingespritzt wird, so daß der durch die Wärme der Wandungen der Verbrennungskammern bei verhältnismäßig" niedrigem Druck gebildete Dampf sich nicht wesentlich mit den Verbrennungsrückständen mischt, sondern letztere aus der Verbrennungskammer hinausdrängt. Der nach Abschluß der Verbrennungskammer ■ von dem Arbeitszylinder in ersterer zurückbleibende hoch erhitzte Wasserdampf stört die Verbrennung der nächstfolgenden Ladung der Verbrennungskammer weit weniger als die Verbrennungsrückstände.

Besonders vorteilhaft ist das Ausblasen der Verbrennungskammern nach vorliegender Erfindung bei Verwendung schwer verbrennender, flüssiger Brennstoffe, wobei man zweckmäßig den Arbeitsgang der Maschine so leitet, daß die Verbrennung nicht erst während des Krafthubes der Maschine in der Verbrennungskammer beginnt, sondern schon einige Zeit vorher in dieser Kammer vollendet ist.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine derartige Verbrennungskraftmaschine dargestellt, bei welcher zwecks Erzielung einer möglichst langen Verbrennungsperiode der Arbeitszylinder mit zwei abwechselnd mit Preßluft und Brennstoff zu beschickenden Verbrennungskammern verbunden ist.

Fig. i zeigt diese Maschine teils in Seitenansicht, teils im Schnitt.

Fig. 2 stellt in größerem Maßstabe die zum Einspritzen des zum Ausblasen bestimmten Wassers dienende Ausblasepumpe dar.

Zu beiden Seiten des Zylinders A sind Verbrennungskammern B₁ B' vorgesehen, die mit dem Zylinderimiern durch Kanäle C, D in Verbindung stehen.

ίο Der Raum über dem Kolben a^r des Arbeitszylinders A dient als Arbeitsraum, der Raum unter dem Kolben als Kompressor. In letzteren w,ird beim Aufwärtsgang des Kolbens a' durch selbsttätige Ventile Luft angesaugt, welche beim Abwärtsgang des Kolbens komprimiert und nach Öffnen des Druckventils 4 durch die Steuerung der Maschine und Aufdrücken des am anderen Ende des Verbindungskanals D befindlichen Rückschlagventils 3 in die Verbrennungskammer B eintritt. In diese Verbrennungskammer wird vorzugsweise flüssiger Brennstoff eingespritzt; die entstehenden Verbrennungsgase gelangen nach Öffnen des gesteuerten Ventils 1 durch den Kanal C und das am anderen Ende des Kanals befindliche Rückschlagventil 2 in den oberen Arbeitsraum des Zylinders A, wo sie auf dem Kolben a' arbeitsverfichtend wirken.

Durch die vom Kolben mittels Kolben- und Pleuelstange in üblicher AVeise gedrehte Kurbelwelle 5 wird mittels Kegelräder und einer den Regulator 6 tragenden Zwischenwelle 7 die Steuerwelle E gedreht, und zwar mit der halben Umdrehungszahl der Kurbelwelle. Die Steuerung der Ventile erfolgt in üblicher Weise mittels Hubscheiben, welche so ausgebildet sind, daß sie die Ventile 1 und 4 ungefähr während eines vollen Arbeitshubes des Kolbens offen halten. Die Hubnocken für die Ventile der rechten Zylinderseite sind aber gegenüber denjenigen der linken Zylinderseite um i8o° versetzt, so daß die Ventile in richtiger Reihenfolge auf beiden Zylinderseiten abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Hierdurch wird für jede der beiden Verbrennungskammern nach Einführung der Druckluft eine Ruhepause von der Zeit eines vollen Kolbenhubes gewonnen, welche zur Durchführung der vollständigen Verbrennung genügt.

Um die Verbrennungskammern auszublasen, ist an dem unteren Ende jeder derselben dicht oberhalb des Rückschlagventils 3 ein Rohranschluß 8 vorgesehen, durch welchen von einer Einspritzpumpe zu geeigneten Zeitpunkten' Wasser in. die Kammern B und B' eingespritzt werden kann. Jede der beiden Kammern hat ihre besondere Einspritzpumpe, welche am Gestell der Maschine oberhalb der Welle E angebracht ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, welche diese Ausblascpumpe in größerem Maßstabe darstellt, besteht dieselbe aus einem, Pumpengehäuse 9, in dessen durch Stopfbüchse abgedichteter Bohrung sich ein Kolben 10 durch eine auf der Welle E sitzende Hubscheibe 11 mittels einer Hubrolle und unter Mitwirkung der Feder 12 hin und her bewegt. Der Kolben 10 paßt genau in die Bohrung des Pumpengehäuses 9, so.daß er in den oberen Teilen seiner Bohrung den in diese seitlich einmündenden Einlaßkanal überschleift, an welchen die Zulaufleitung 13 der Pumpe angeschlossen ist. Als Auslaßorgan der Ausblasepumpe dient ebenfalls ein Kolbenschieber 14, der in dem oberen Teil des Pumpengehäuses 9 beweglich ist und durch eine Feder 15 abwärts gedrückt wird. Dieser Kolben überschleift den mit dem Druckrohranschluß S verbundenen Auslaßkanal der Pumpe. .

Die Zuflußleitung 13 der Pumpe ist mit einem Wasserbehälter verbunden, welcher zweckmäßig" unter Druck steht. Wenn der Kolben 10 abwärts geht, so füllt sich, nachdem der Einlaßkanal von diesem Kolben freigelegt ist, der Pumpenzylinder 9 mit Wasser, welches beim Aufwärtsgang des Kolbens nach Überschleifen des Eingangskanals in diesem Pumpenzylinder eingeschlossen wird. Beim weiteren Aufwärtsgehen des Kolbens hebt sich daher der Schieberkolben 14, gibt den Auslaßkanal frei und läßt das eingeschlossene Wasser in die Druckleitung' 8 entweichen, durch welche es, wie erwähnt, oberhalb des Ventils 3 in den untersten Teil der Verbrennungskammern B bzw. B' eingespritzt wird, welcher dem Anschluß des Überströmungskanals C gegenüberliegt.

Die Verbrennungskammer ist zweckmäßig mit einem feuerbeständigen Futter 16 ausgekleidet, welches durch eine isolierende Zwischenschicht 17 von der gekühlten Wandung dieser Kammer B getrennt ist. Die Verbrennung findet innerhalb der feuerbeständigen Ausfütterung 16 statt, und diese wird hierdurch sehr stark erhitzt. Um die Einwirkung der Wärme auf die Ventile 1 und 3 abzuschwächen, ist der Innenraum der Ausfütterung an beiden Enden durch durchbrochene Wände 18 und 19 teilweise abgeschlossen. Trotzdem ist die Temperatur in dem Raum zwischen der durchbrochenen Wand 18 und dem Ventil 3, in welchen das Druckwasser eingespritzt wird, so hoch, daß sich das Wasser in Dampf verwandelt.

Die Hubscheibe 11, welche die Ausblasepumpe antreibt, ist nun so ausgebildet und angeordnet, daß die Einspritzung des Wassers jedesmal erfolgt, wenn nach Öffnung des Einlaßventils ι bereits der größte Teil der Verbrennungsgase aus der Kammer B bzw. B' in den Arbeitsraum übergetreten sind, und die

Expansion der Gase daher bis zu einem gewissen Grad fortgeschritten ist. Infolgedessen tritt der aus dem eingespritzten Wasser sich entwickelnde Dampf von unten her in den Verbrennungsraum ein, wobei er durch die Wärme der Wandungen dieser Kammern sehr stark überhitzt wird und daher sein Volumen entsprechend vergrößert, während gleichzeitig das Volumen des Arbeitsraumes durch den

ίο weiteren Vorgang des Kolbens ebenfalls vergrößert wird. Der Dampf verdrängt hierbei die in der Kammer noch vorhandenen Verbrennungsgase,, so daß diese bis zur Beendigung der Expansionsperiode mehr oder weniger vollständig in . den Arbeitszylinder gelangen. Am Ende der Expansionsperiode, wenn das Einlaßventil ι durch die Steuerung abgeschlossen wird, sind die Kammern B bzw. B' mit hoch überhitztem Dampf gefüllt.

Wenn dann während des nächstfolgenden Ab-. wärtsganges des Kolbens nach Öffnen des gesteuerten Ventils 4 die Kammer B bzw. B' wieder mit frischer Druckluft beschickt wird, so mischt sich diese mit dem Dampf, wobei dieser die aufgenommene Wärme zum Teil an die Luft' abgibt. Der Dampf hat, wie erwähnt, auf die durch Einführen des Brennstoffes in die Druckluft eingeleitete Verbrennung keinen merklich schädlichen Einfluß.

Dagegen wird das Ausfütterungsmaterial des Verbrennungsraumes durch die Wärmeabgabe an den Dampf in mäßiger Temperatur erhalten, und es wird auch die Erwärmung der Ventile 1 und 3 dadurch vermindert.

Die Menge des einzuspritzenden Wassers kann bei der dargestellten Einrichtung der Ausblasepumpe dadurch passend eingestellt werden, daß man den Körper des Pumpengehäuses, vermöge schlitzförmiger Ausbildung seiner Befestigungsschrauben, aufwärts und abwärts verstellen und so den wirksamen Hub des Kolbens 10 ändern kann.

Die Ausblasepumpe kann aber auch anders, z. B. nach Art einer einfachen mit Saug- und Druckventilen ausgestatteten Kolbenpumpe ausgebildet sein, deren Fördermenge nach einer der bekannten Methoden dem Bedarf entsprechend eingestellt werden kann.

Die beschriebene Ausblasevorrichtung der Verbrennungskammern mittels Dampf läßt sich natürlich auch bei solchen Verbrennungskraftmaschinen anwenden, derenTVrbeitszylinder mit nur einer Verbrennungskammer verbunden ist. In diesem Falle ist es zweckmäßig, das Wasser so spät als möglich einzuspritzen, um zu verhüten, daß durch teilweise Mischung mit dem zum Ausblasen dienenden Dampf die Verbrennungsgase zu früh abgekühlt werden, so daß die Verbrennung gestört wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Vorrichtung zum Ausblasen der Verbrennungsrückstände aus den Verbrennungskammern von Verbrennungskraftmaschinen, bei denen die Kammern vom Arbeitszylinder durch Ventile getrennt angeordnet'sind, gekennzeichnet durch eine von der Maschine angetriebene Pumpe, welche gegen Ende der Expansionsperiode in den dem Auslaßventil für die Verbrennungsgase gegenüberliegenden Teil der Verbrennungskammer eine abgemessene Menge Wasser einspritzt, welches sich durch die Wärme der Wandungen der Verbrennungskammern in.Dampf verwandelt, der dann die Verbrennungsrückstände aus der Verbrennungskammer in den Zylinder drängt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.