DE1020484B - Mit zwei Kraftstoffen betriebene Brennkraftmaschine nach dem Otto-Diesel-Verfahren - Google Patents

Description

• Mit zwei Kraftstoffen betriebene Brennkraftmaschine nach dem Otto-Diesel-Verfahren Die Erfindung bezieht sich auf Brennkra,ftmaschinen, die nach dem Otto-Diesel-Verfahren betrieben werden, bei denen die Zündung des nach dem Ottoverfahren verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches, z. B. Benzin und Luft, nicht, wie bisher üblich,, elektrisch erfolgt, sondern bei denen dem verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisch ein. weiterer Kraftstoff, im. folgenden Zündkraftstoff genannt, zugesetzt wird, der eine niedrigere Selbstzündgrenze als der verwendete Kraftstoff besitzt, d. h. der bereits bei geringen Drücken und/oder Temperaturen selbsttätig miit dem Sauerstoff der Ladeluft reagiert, so daß der mit der Ladeluft verdichtete Kraftstoff ebenfalls gezündet wird. Diese Einbringung des Zündkraftstoffes arbeitet einwandfrei, wenn die Brennraumtemperaturen genügend hoch liegen., um die Reaktion einzuleiten.
• Bei dem Beitrieb solcher Brennkraftmaschinen zeigt es sich, daß beim Anlassen und schnellen Lastwechsel, insbesondere bei geringen Teillasten vor allem im Leerlaufbetrieb, und bei luftgekühlten Flugzeugtrieb,-werken in größeren Höhen im Reisebetrieb. bzw. bei Leerlaufdrehzahl die Selbstentzündung des Zündkraftstoffes nicht mehr regelmäßig ausfällt bzw. ganz unterbleibt.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und bei allen Belastungen der Brennkraf'tmaschine die Selbstentzündung des Zündkraftstoffes dadurch zu erzwingen, daß der Zündkraftstoff in einem oder mehreren Strahlen auf die heißesten Teile im Verbrennungsraum, vorzugsweise auf die Auslaßventile, gespritzt wird. An Stelle der Awfspritzun.g auf die Auslaßventile können auch in dem Verbrennungsraum z. B. durch Drosselquerschnitte, diel die Wärmeabfuhr unterbinden, oder Vorsprünge künstlich heiße Stellen vorgesehen werden, auf die der Zündkraftstoff aufgespritzt wird. Für den Anlaßvorgang besteht die Möglichkeit, diese heiße Stellen beispielsweise elektrisch noch vorzuheizen.
• Bei der Einbringung des Zündkraftstoffes über Einspritzdüsen in mehreren Strahlen, kann noch soi vorgegangen werden, daß nur ein Teilstrahl auf die vorgeheizten Stellen des Brennraumeis aufgebracht wird, während der oder die anderen Teilstrahlen unmittelbar in das verdichtete Gas-Luft-Gemisch eingebracht werden. Dies hat den Vorteil eines günstigeren. Verbrennungsablaufes. Man kann auch mehrere Zündkraf'tstoffstrahlen auf' mehrere heiße Brennraumstellen verteilen, die so, gegeneinander versetzt bzw. verschoben sind, d'aß der Verbrennungsablauf von. zwei weit auseinanderliegenden Stellen in dem Brennrauen einsetzt, beispielsweise durch: Aufspritzung des Zündkraftstoffes auf das Auslaßventil und den Kolbenboden. Bei einer solchen: Aufspritzeng wird noch der Vorteil erreicht, daß diese thermisch am höchsten belasteten Teile der Brenn, kraftmaschine eine gewisse Temperaturabsenkung erfahren, da ihnen die für die Einleitung der Reaktion des Zündkraftstoffes erforderlichen Wärmemengen entzogen werden.
• Besteht jedoch die Gefahr, daß infolge der unmittelbaren Aufspritzung des Zündkraftstoffes z. B. auf die Ventile, diese. durch die Reaktionswärme sich. mehr und mehr bis auf einen Höchstwert aufbeizen - dies ist besonders bei hohen Belastungen möglich -, dann kann so vorgegangen werden, daß entweder die Einspritzrichtung von einer bestimmten Leistung an geändert oder bei mehreren Einspritzstrahlen der auf das Ventil gerichtete z. B. ganz abgeschaltet wird. Dies läßt sich auch temperaturabhängig durchführen, :und zwar so:, daß mit zunehmender Zylinder- bzw. Düsentemperatur sich der Düsenöffnungsquerschnitt oder Vorsprünge in der Nähe der Düsenöffnungen so verschieben, daß der betreffende Brennstoffstrahl abgelenkt bzw. abgeschaltet wird. Ferner kann der Zündkraftstoff nur in die Nähe der Ventile aufgespritzt werden, wobei seine Aufheizung durch die abgestrahlte Wärme erfolgt.
• Sind Leichtmetallzylinder, insbesondere Zylinderköpfe, eingebaut, dann kann z. B. ein Stahileinsatz als Wärmespeicher eingelassen werden, der gegenüber dem gut wärmeleitenden Grundmaterial die Wärme nur schlecht weitergibt. Die Trennfugen können noch: mit Asbest oder ähnlich wirkenden Zwischenlagen ausgefüttert werden, um jede Wärmeabfuhr zu unterbinden. Es besteht noch die Mög-lichkeit, diesen. Einsatz durch eine eingelassene, vorzugsweise elektrische Heizung zeitweise z. B. für das Anlassen aufzuheizen. Diese Heizung ist gegebenenfalls nach. Erreichen einer festgelegten Solltemperatur abschaltbar ausgebildet. Als elektrische Heizquelle ist eine an sich bekannte Glühspirale verwendbar, da auf diese unmittelbar im Gegensatz zum Dieselbetrieb ohne Zerstörung der Spirale durch Verzundern od. dgl. der Zündkraftstoff aufgespritzt werden kann, da die eingebrachten Zündstoffmengen, d. h. die Länge des Einspritzstrahls mit der Belastung geregelt wird, so daß nach angelaufenem Motor der Zündkraftstoff z. B. nur noch in die Nähe der Spirale gelangt.
• In der Zeichnung ist die Erfindung mit den für sie wesentlichen Teilen in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Fig.l einen Zylinderkopf im Schnitt mit Aufspritzung des Zündkraftstoffes auf das Auslaßventil und auf den Kolbenboden, Fig.2 einen Zylinderkopf im Schnitt mit Aufspritzung des Bremistoffes auf besondere eingelassene künstlich v orheizbare Stellen.
• In das von dem Kolben 1 verdichtete Kraftstoff-Luft-Gem-isch, wird vorzugsweise in der Nähe des oberen Totpunktes über die Düse 2, die, zentral im Zylinderkopi eingeschra:ubt ist, der Zündkraftstoff in zwei Strahlen eingespritzt, wovon der eine Kraftstoffstrahl 3 unmittelbar auf das Auslaßventil4 oder in dessen Nähe und der andere Kraftstoffstrahl 5 vorzugsweise in. der Zylinderachse auf den Kolbenboden gerichtet ist. Auf diese Weise wird die Verbrennung des verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches von der Auslaßventilseite her eingeleitet und, falls der Kolben genügend aufgeheizt ist, auch noch von der Kolbenmitte her. 'Mit steigender Belastung, insbesondere nachdem die Brennkraftmascbine angelaufen ist, wird die eingeförderte Zündkraftstoffmenge- verringert, so daß der verkürzte Zündkraftstoffstrahl3 nur noch in die Nähe des Auslaßventils bzw. des aufgeheizten Ventilringes gelangt. Eine Verzunderung oder ein Abbrennen des Ventils ist auf diese Weise nicht zu befürchten.
• In dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 sind aus Gründen der Deutlichkeit die Ein- und Auslaßventile nicht näher dargestellt. Der Zündkraftstoff wird hier über die Düse 2, die seitlich im Zylinderkopf angeordnet ist, vorzugsweise ebenfalls in zwei Strahlen 3 und 5 eingespritzt, wobei der eine Kraftstoffstrahl 3 aufwärts gegen einen Einsatz 6 gerichtet ist, der durch: Wärmedrosselquerschnitte gegenüber dem Zylinderkopfmaterial isoliert wird. Als Wärmedrosselquerschnitt ist in dem Ausführungsbeispiel eine Asbesteinlage 7 gewählt. Der Einsatz 6 wird für den Anlaßvorgang durch eine Heizspirale 8 elektrisch geheizt. An Stelle eines Einsatzes kann naturgemäß auch eine Glühkerze Verwendung finden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist die Gefahr eines Abbrennens bzw. einer Verzunderung des Einsatzes 6 durch die mit der Belastung regelbar einzubringenden Zündkraftstoffmengen nicht zu befürchten. Die Zündung des verdichteten Brennstoff-Luft-Gemisches mit einer Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 hat den besonderen Vorteil, daß der Verbrennungsablauf gegebenenfalls unter Verzicht auf den zweiten Zündkraftstoffstrahl5 in idealer Weise zentral eingeleitet wird. Dies ergibt den günstigsten Ablauf der Verbrennung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit zwei hinsichtlich ihrer Brenneigenschaften verschiedenen Kraftstoffen betriebene Brennkraftmaschine nach dem Otto-Diesel-Verfahren, wobei der eine Kraftstoff mit der Ansaugluft verdichtet und der Verbrennungsvorgang durch Zugabe eines weiteren eine niedrigere Selbstzündgrenze besitzenden Kraftstoffes eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur einwandfreien Einleitung des Verbrennungsvorganges hei allen Belastungen der Brennkraftinaschine der die niedrige Selbstentzündungsgrenze besitzende als Zündkraftstoff dienende Kraftstoff in einem oder mehreren Strahlen auf die heißesten Teile in dein Verbrennungsraum, vorzugsweise die Auslaßventile, aufgespritzt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verbrennungsraum durch @@'ärinedrosselquerschnitte, Vorsprünge oder heizbare Einsätze künstlich heiße Stellen für die Aufheizung des Zündkraftstoffes erzeugt werden. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des zur Zündung dienenden Kraftstoffes auf die heißen Brennraurnstellen und ein weiterer Teil des Zündkraftstoffes unmittolbar in das verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch eingebracht wird.