Titel: WIMPLINGER: Neuerungen für Einspritzventile von Verbrennungskraftmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1916, Band 331 (S. 263–265)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj331/ar331057

Neuerungen für Einspritzventile von Verbrennungskraftmaschinen.

Von Dipl.-Ing. Wimplinger, Aachen.

Bei Verbrennungskraftmaschinen, die mit Einspritzung des Brennstoffs in hochverdichtete Luft arbeiten, wird oft je nach der Beschaffenheit des Treiböles die Düsenöffnung der Einspritzvorrichtung durch Festbrennen von koksartigen Rückständen verschmutzt und auch verstopft. Um solche krustenartige Ansätze, die den regelmäßigen Verbrennungsvorgang stören, zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Düsenform so auszugestalten, daß Flächen, an denen erfahrungsgemäß die Krustenbildung stattfindet, nicht vorhanden sind. Nach dem D. R. P. Nr. 290746 wird das Festbrennen des Düsenmundstückes am besten dadurch vermieden, daß die Oeffnung a der Düsenplatte b messerartig scharfe Ränder erhält, die Krustenbildung in der Oeffnung verhindern, während die Stirnfläche der Brennstoffnadel bei c kegelförmig ausgehöhlt wird (Abb. 1).

Bei Verbrennungskraftmaschinen, die mit stark veränderlicher Umlaufzahl und Belastung arbeiten, ist es sehr schwierig, eine gute Verbrennung des eingespritzten Brennstoffes zu erhalten. Die Regelung der Maschinen geschieht hierbei durch Veränderung der eingespritzten Brennstoffmenge. In bekannter Weise wird dies durch Aenderung des Nadelhubes erreicht. Die Ausbildung einer betriebsicheren Steuerung für veränderlichen Nadelhub ergibt gewisse Schwierigkeiten, da durch die Abnutzung der vielen erforderlichen Gelenke bald Ungenauigkeiten während des Einspritzvorganges im Betriebe auftreten.

Nach dem D. R. P. Nr. 289974 von Dr.-Ing. Kreglewsky können nun die Durchflußquerschnitte des Einspritzventils während des Betriebes unabhängig vorn Nadelhube verstellt werden. Die Nadelsteuerung kann dann mit gleichbleibendem Hube arbeiten. Abb. 2 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedanken auf ein Brennstoffventil, bei dem die Erzeugung des Brennstoffluftgemisches in festen, konischen Ringquerschnitten erfolgt. Der Brennstoff wird dabei durch die Bohrung a zugeführt und im Ringraume b gelagert. Die durch die Bohrung c eintretende Preßluft treibt ihn durch den Durchflußquerschnitt d in die Mischkammer e, wo er von dem durch die Bohrung f strömenden Druckluftstrahl zum Durchflußquerschnitt g und zur Düsenöffnung geführt wird. Um die Durchflußquerschnitte zu verändern wird durch Drehen der Nadel die Hülse h im Gewinde i bewegt.

Textabbildung Bd. 331, S. 263
Textabbildung Bd. 331, S. 263

Dabei ändert sich infolge der verschiedenen Neigungen der kegelförmig gestalteten Teile der Durchflußquerschnitt für den Brennstoff in stärkerem Maße als der Durchflußquerschnitt für |264| das Gemisch, so daß auf diese Weise insbesondere die Brennstoffeinführung beeinflußt wird.

Bei Verbrennungskraftmaschinen, die mit wechselnder Belastung und Umlaufzahl arbeiten, entspricht der gewöhnliche Plattenzerstäuber nicht der Anforderung, die Zusammensetzung des Brennstoffluftgemisches im Brennstoffventil und dessen Einführung in den Arbeitzylinder so zu gestalten, daß sicher eine gute Verbrennung entsteht. Wenn bei einem Plattenzerstäuber für eine bestimmte Brennstoff- und Druckluftmenge die Abmessungen richtig bestimmt sind, so ergeben sich bei Belastungsänderungen ungünstige Querschnittverhältnisse. Bei ortfesten Maschinen, die mit unveränderlicher Umlaufzahl arbeiten, genügt es, die Querschnitte der Einspritzvorrichtung für die volle Belastung zu bestimmen. Bei Verbrennungskraftmaschinen, die mit stark veränderlicher Umlaufzahl arbeiten müssen, wie z.B. Lokomotivmaschinen, hat die Gestaltung des Einspritzventils eine wesentlich größere Bedeutung.

Auf verschiedene Weise kann das normale Brennstoffventil den Anforderungen der veränderlichen Umlaufzahl angepaßt werden, wie Aenderung des Nadelhubes, Aenderung des Druckes der Einblaseluft usw. Nach dem D. R. P. Nr. 291529 von Dr.-Ing. Kreglewsky werden in besonderer Art die Durchflußquerschnitte im Ventil selbst während der Brennstoffeinspritzung geändert. Im allgemeinen sind im Brennstoffeinspritzventil drei verschiedene Durchflußquerschnitte vorhanden. Die Durchflußquerschnitte für den Brennstoff, für die Druckluft und für das Brennstoffluftgemisch. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß Druckluft und Brennstoff zwangläufig und möglichst unabhängig voneinander gesteuert werden. Während der Ventileröffnung werden dabei die einzelnen Durchflußquerschnitte oder alle sowohl ihrer absoluten Größe nach als auch in ihrem Verhältnis zueinander geändert.

Textabbildung Bd. 331, S. 264

Die Art der Querschnittänderung kann in verschiedener Weise erfolgen. In Abb. 3 ist ein Brennstoffeinspritzventil für schwer entzündliche Brennstoffe dargestellt. Hier muß vermieden werden, daß mit den ersten Brennstoffteilchen zuviel Luft in den Zylinder strömt und die Verbrennungzone abkühlt. Der Querschnitt für den Eintritt der Einspritzluft wird deshalb später geöffnet als die Nadel, per Brennstoff fließt durch die Bohrung a in den Ringraum b. Wird die Nadel angehoben, dann drückt die durch die Bohrungen c fließende Preßluft den Brennstoff durch den konischen Ringspalt d in den Raum e. Von da fließt der Brennstoff durch den Ringraum f zur Düse g. Erst nach Eröffnung der Nadel, nachdem diese den kleinen Weg h zurückgelegt hat, wird der Konus i angehoben und die Preßluft strömt durch den konischen Spalt k und vermischt sich dann mit dem Brennstoff. Der Durchflußquerschnitt für die Preßluft wird auch früher abgeschlossen als die Nadel, dadurch wird erreicht, daß sich vor dem Nadelsitze zunächst immer etwas Brennstoff zur Einleitung der Verbrennung befindet.

Bei den üblichen mit Zerstäuberscheiben versehenen Brennstoffeinspritzvorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen wird die gesamte Brennstoffmenge oberhalb der Zerstäuberscheiben in den zur Zuführung der Zerstäuberluft dienenden Kanal zugeführt. Auf diese Weise kann nur eine unvollkommene Zerstäubung des Brennstoffes entstehen. Es ist nun bereits bekannt, den Brennstoff durch in verschiedener Höhe angeordnete Oeffnungen von der Seite her zwischen die Zerstäuberplatten einzuführen. Nach dem D. R. P. Nr. 289943 der Linke-Hofmann-Werke, Breslau, besteht die Neuerung nun darin, daß entweder die Nadel des Zerstäubers oder die Nadelführung mit einer Eindrehung versehen ist, die sich über den ganzen Bereich der Zerstäuberscheiben erstreckt. Der Brennstoff wird bis zu der ringförmigen Aussparung der Nadel bzw. Nadelführung geführt.

Textabbildung Bd. 331, S. 264

Die Abb. 4 zeigt die neue Brennstoffeinspritzvorrichtung. Im Brennstoffventilkörper a ist die Brennstoffleitung b angeordnet. Die an deren unterem Ende befindliche Querbohrung c mündet in den Ringraum e der Nadelführung f. Der Ringraum e der Nadel d steht durch mehrere Gruppen radialer Bohrungen g mit den zwischen den Zerstäuberscheiben befindlichen Ringräumen in Verbindung. An den Ringraum e schließt sich noch der Hohlraum h an, der durch eine oder mehrere Bohrungen k mit den Kanälen verbunden ist, die vom Zerstäuberraum längs des Nadelsitzes herabführen. Aus den Kanälen k fließt etwas Brennstoff nach dem Nadelsitze. |265| Wird die Nadel angehoben, so gelangt dieser Brennstoff sofort in den Zylinder und leitet die Verbrennung ein, so daß man auch mit dieser Einspritzvorrichtung Teeröl und andere schwer flüssige Brennstoffe verwenden kann. Die hier beschriebene Vorrichtung bietet noch den Vorteil, daß infolge der stufenweisen Einführung des Brennstoffs in die Zerstäuberluft der Druckluftverbrauch vermindert wird.

Zum Schluß sei hier noch auf das D. R. P. Nr. 287046 von Altenhoff in Chemnitz hingewiesen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zürn Einführen und Zerstäuben von Brennstoff in den mit hochverdichteter Luft angefüllten Verbrennungsraum bei solchen Maschinen, die mit Selbstzündung arbeiten und bei denen die zum Einspritzen des Brennstoffs benötigte Druckluft getrennt vom Brennstoff gesteuert wird. Abb. 5 zeigt eine solche Vorrichtung. Das Ventil a wird durch die Nockenscheibe b gesteuert und bildet das Steuerorgan für die bei c eintretende Einspritzluft. Der Brennstoff wird zum Teil durch das Rohr d nach der Lagerstelle e geleitet. Der kleinere Teil der notwendigen Brennstoffmenge wird durch das Rohr p und Bohrung o dem Kanal f zugeführt. Wird das Ventil a durch die Nockenscheibe b geöffnet, dann strömt die Druckluft sowohl durch den Kanal f als auch durch den Kanal g, e, h, i. Der durch den Kanal f geleitete Druckluftstrom hat bis zur Düsenplatte k den kürzeren Weg zurückzulegen, und der hier gelagerte Brennstoff wird zuerst durch die Oeffnungen m und l in den Verbrennungsraum n eingespritzt, um hierdurch die Zündung einzuleiten. Inzwischen hat der durch g eintretende Druckluftstrom die bei e lagernde Brennstoffmenge durch den Ringraum h und die Schlitze i bis vor die Austrittstelle m des durch Kanal f geleiteten Druckluftstromes vorgeschoben. Der nacheilende Brennstoff wird nun mit dem aus m austretenden hochgespannten Druckluftstrome fein zerstäubt durch die Oeffnung l der Düsenplatte k in den Verbrennungsraum eingespritzt. Auf diese Weise wird eine sichere Zündung und eine gute Verbrennung mit einfachen Mitteln erreicht.

Textabbildung Bd. 331, S. 265

W.

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