BE900193A - Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor. - Google Patents

Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor. Download PDF

Info

Publication number
BE900193A
BE900193A BE2/60464A BE2060464A BE900193A BE 900193 A BE900193 A BE 900193A BE 2/60464 A BE2/60464 A BE 2/60464A BE 2060464 A BE2060464 A BE 2060464A BE 900193 A BE900193 A BE 900193A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
engine
combustion
ignition
air
afterburning
Prior art date
Application number
BE2/60464A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Leistritz Hans Karl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE3330186A external-priority patent/DE3330186A1/de
Priority claimed from IT04851/83A external-priority patent/IT1172924B/it
Priority claimed from DE19833347266 external-priority patent/DE3347266A1/de
Application filed by Leistritz Hans Karl filed Critical Leistritz Hans Karl
Priority to DE19843434980 priority Critical patent/DE3434980A1/de
Priority to DE19843440447 priority patent/DE3440447A1/de
Publication of BE900193A publication Critical patent/BE900193A/nl
Priority to DE19853500072 priority patent/DE3500072A1/de
Priority to DE19853501337 priority patent/DE3501337A1/de
Priority to DE19853504054 priority patent/DE3504054A1/de
Priority to PCT/DE1985/000152 priority patent/WO1985005405A1/de
Priority to EP19850902449 priority patent/EP0214974B1/de
Priority to AU43000/85A priority patent/AU4300085A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/26Construction of thermal reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/38Arrangements for igniting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Zuigermotor, waarbij binnen hetzelfde tijdsbestek, waarin de zuiger na de afvoer van verbrandingsgas uit de motorverbrandingsruimte een nieuwe vulling heeft gecomprimeerd en de motoruitlaat is gesloten, de voorafgaande afvoer van verbrandingsgas gezorgd heeft voor de vulling van een naverbrandingskamer, en op dit moment een ongeveer synchrone ontsteking plaatsvindt; en kort voor het moment van de na-ontsteking zowel aan de afgevoerde hoeveelheid verbrandingsgas als aan het door deze hoeveelheid nog niet bereikte omtreksnaverbrandingsgebied aanvullende lucht wordt toegevoerd.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 geformuleerd door 
Hans Karl LEISTRITZ voor "Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor" 
 EMI1.1 
 als 
UITVINDINGSOCTROOI. 



  Prioriteit van de drie octrooiaanvragen ingediend in Duitsland (Bondsrepubliek) respektievelijk op 20 augustus 1983 onder het nr 33 30 186.7, op 28 december 1983 onder het nr 33 47 266.1, en op 30 mei 1984 onder het nr 34 20 158.0, en van de octrooiaanvrage ingediend in Italië op 24 november 1983 onder het nr. 



  4851 A/83, op naam van Hans Karl LEISTRITZ. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 oVerdere ontwikkeling van het arbeidsproces van de als zuigermotor uitgevoerde verbrandingsmotor met een in de besturing van het gaswisselproces geintegreerde naverbranding. 



   De als zuigermotor uitgevoerde verbrandingsmotoren werken als explosiemotoren volgens een thermische intervaltechniek. Onafhankelijk daarvan of daarbij het gasverwisselingsproces volgens het viertakt of het tweetaktsysteem plaatsvindt, volgt op het in de regel zelfaanzuigende en 
 EMI2.1 
 verdichtende vullingsproces met een brandstof/lucht-mengsel na zelfontbranding of ontsteking van buitenaf een explo- sie-achtig verlopend ledigingsproces met afvoer van de gassen door een klep (viertakt-Ottomotoren met heen en weerbewegende zuiger) of door sleuven (tweetaktmotor met heen en weerbewegende zuiger en wankelmotor) naar de vrije atmosfeer toe.

   Met de afvoer van verbrandingsgas bij de motoruitlaat is het discontinue verloop van dit verbrandingproces beëindigd en het daarop aansluitende   u i t laatste l se J,   dat in het bijzonder dient voor geluiddemping ofwel voor een thermische nabehandeling van het uitlaatgas, tracht juist zijn technische doel te vervullen, doordat het discontinue proces wordt omgezet in een continu proces. Door   afvlakking   van het proces wordt het pulskarakter omgezet in een continu stromingsproces bij de motoruitlaat.

   Tot nu toe wordt ook bij thermische reactors slechts langs deze weg de mogelijkheid gezien het discontinue gasverwisselingsproces door naverbranding van de schadelijke afvalstoffen op te heffen, doordat zij trachten zich aan te passen op de stromingstechniek volgens welke de ontwikkelde verbrandingstechniek (van Bunsenbrander tot moderne ventilatorbranders) met hun regelsysteem een zo konstant mogelijke toevoer aan de brander waarborgt. In onderscheid hiermee breidt de onderhavige uitvinding de discontinuïteit van het gaswisselproces van de zuigermotor tot buiten de motoruitlaat uit met een tweetrappig gaswisselingsproces, doordat zonder aanvullende toepassing van constructie-onderdelen zoals turboladers of zuigercompressors de expansieslag van de zuigermotor zo veel mogelijk zonder overgang wordt verlengd.

   In de   vulslag   van een naverbrandingskamer waaraan 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 een   afvalgas/luchtmengsel   wordt toegevoerd dat door middel van gloeivlakontsteking of ontsteking van buitenaf wordt naverbrand. De kinetische energie van dit naverbrandingsproces, dat bij gesloten motoruitlaat optreedt en vanuit de koude start met een synchroon met de motorontsteking bestuurde vonkontsteking wordt ingeleid, komt samen met de kinetische energie van de gasafvoer tot een afvoerslag, die de hoeveelheid gas die met de hoofdverbranding uit de motorverbrandingsruimte wordt geworpen nu ook uit de naverbrandingskamer werpt, die voor het begin van het volgende proces aan een luchtspoeling wordt onderworpen. 



  Beide verbrandingsprocessen, dus de hoofdverbranding van de nieuwe lading van de motor en de naverbranding van het eerdere verbrandingsgas, zijn onderworpen aan een geintegreerde totale besturing voorwat betreft tijd, hoeveelheid en mengselkwaliteit, zoals deze ook wordt aangehouden bij zuigermotoren met meer cilinders voor het arbeidsproces van elke afzonderlijke compressie waardoor geen samenkomst van verschillende hoeveelheden in een verbrandingskamer plaatsvindt zoals dit met thermoreactors gebruikelijk is. 



  De discontinu verlopende thermische interval techniek van de motorische hoofdverbranding zet zich voort in de naverbrandingstechniek. Hij volgt alle toerentallen. Op een toerental van 3000   omwenteling/min.   met 3000 hoofdverbrandingen bij een tweetakt en 1500 bij een viertaktstelsel volgen evenzo vele naverbrandingen. 



   De uitvinding omvat eveneens een behandeling van het verbrandingsgas van zuigermotoren maar kan niet in het-algemeen worden geklassificeerd als een nabehandelingsproces van de verbrandingsgassen. In hoofdzaak vormt de uitvinding een verdere ontwikkeling van het arbeidsproces van de als zuigermotor uitgevoerde verbrandingsmotor en de invloeden van deze verdere ontwikkeling strekken zich uit over een groot aantal gebieden, niet slechts over het   uitlaatproces   maar eveneens over de   mengselvorming   bij een Ottomotor.

   In het bijzonder wordt het thermisch konflict opgeheven, dat is ontstaan doordat maatregelen, die de ingenieur moest nemen om een voor de omgeving niet schadelijke kwaliteit van de uitlaatgassen te verkrijgen, niet harmonieerden met het motorische rendement, met de elastici- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 teit van het verbrandingsproces en het brandstofverbruik. 



  Ook de steiging van de kosten veroorzaakt door de bekende thermische en katalytische procédé's voor het reinigen van de verbrandingsgassen moet worden tegengegaan. 



   De bekende zuigermotor heeft tot doel thermische energie in mechanische arbeid om te zetten. Dit gebeurt bij zuigermotoren met heen en weer bewegende zuiger door middel van het omzetten van de   zuigers lag   in een ronddraaiende beweging en bij draaizuigersystemen zoals bij de wankelmotor, die met een viertakt-Ottomotor-ladingsverwisseling werkt, door middel van integratie van de zuigeraandrijving. 



  Beide stelsels zijn bij wetenschappelijke beschouwing onderworpen aan het criterium of hun rendement bevredigend is en elke beschouwing van het arbeidsproces van deze motoren maakt onderscheid tussen de theoretisch juiste uitvoering en het praktisch bereikbare. Hierbij zijn gezichtspunten duidelijk geworden waarbij blijkt dat beide systemen nog een onvolmaakte constructie bezitten welke verdere ontwikkelingsarbeid vereist.

   Dit heeft betrekking op de volgende gezichtspunten : a) De wetenschappelijke theorie becritiseert de onvolkomenheid van het uitzettingsproces na de verbranding en becijfert dit verlies op 13% van de toegevoerde ver-   warmingswaarde."Dit   verlies kan bij een ééntrapszuigermachine niet worden vermeden omdat het nagenoeg niet mogelijk is willekeurig grote expansieverhoudingen in de motor te verwezenlijken ; enerzijds zouden de noodzakelijke gewichten te groot worden en anderzijds zou de winst aan inwendige 
 EMI4.1 
 grotere wrijvingsarbeid weer worden gecompenseerd en zelfs worden overtroffen."Fritz A. F.

   Schmidt "Verbrennungskraftmaschinen-Thermodynamik und versuchs- arbeid doormässige Grundlagen", 4de druk Berlijn 1967 blz. 36. b) In praktisch opzicht is het feit belangrijk, dat"de hoogste capaciteit wordt bereikt bij weinig lucht en het beste verbruik bij luchtovermaat". Schmidt blz. 



  19. Alle afstel-monteurs zullen daarom zodanig te werk gaan dat bij de slechts kortstondig toegepaste hoogste capaciteit een rijk brandstof/lucht-mengsel wordt ingesteld (met het luchtgetal lambda tussen 0,85 tot 0, 95) en bij langdurige prestaties met een geringer capaciteitsniveau 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 een arm mengsel (met lambda 1, 0 en daarboven) voor het verkrijgen van de beste verbruikswaarde. Dit is echter slechts een geschikte instelhulp, waarbij niet voorbij wordt gegaan aan het verdere feit, dat bij luchtovermaat gerekend in verhouding gram/W/uur een hoger verbruik tot stand komt. Schmidt blz. 104.

   Bij de verbetering van het arbeidsproces gaat het er dus niet om een stoechiometrische instelling mogelijk te maken (met een lambda rond 1,0), die in geen enkel opzicht de beste capaciteit mogelijk maakt, maar om het opheffen van brandstofverliezen die in het uitlaatgas terecht komen tengevolge van een gebrekkige verbranding en die in de vrije atmosfeer naar buiten toe treden als schadelijke afvalstoffen. 



   Een belangrijk gezichtspunt voor de beschreven naverbrandingstechniek is allereerst de hoeveelheidsbeperking van de uitwerp aan afvalgas vanuit het zuigertraject en de daarmee gepaard gaande schokgolf uitwerp, benevens het brengen van dit proces in de tijd-takt van de motorische ladingsverwisseling. a) Daarbij moet worden ingezien, dat het verschijnsel van deze afvoer twee processen van verschillende snelheden omvat :

   eerst de gasmassa waarvan de snelheid afhankelijk is van het toerental en behalve door de vultoestand van de verbrandingsmotor ook wordt bepaald door de betreffende zuigersnelheid, ten tweede de voortgang van de explosiegolf, die van hogere snelheid is en die gewoonlijk een snelheid heeft hoger dan het geluid en die in het concrete geval afhangt van de uitvoering van de na de zuigerslag aangebrachte uitlaatkleppen of sleuven en van de ruimtelijke vorm van het erop volgende traject en welke nog in de motor zelf tot aan de uitlaatflens loopt. b) De afvoer geschiedt in de naverbrandingskamer om deze te vullen en wordt onderbroken bij het sluiten van de klep of de sleuf.

   Wat bij het proces van de motorische hoofdverbranding wordt aangeduid als"afvoer", tenminste vanaf de klep of sleuf, geldt bij beschouwing van het naverbrandingsproces als de vulslag daarvan. c) De   vulslag   van de naverbrandingskamer, die zoals alle uitlaatprocessen in het eerste deel een grote snelheid heeft, moet in dit eerste deel ook de vulling van de naver- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 brandingskamer hebben beëindigd voorwat betreft het gasvormige medium. Met de uitputting van de hoeveelheid gaat vanzelf een vertragingsfase gepaard, in welke toestand het tijdsmoment wordt bepaald voor de ongeveer synchroon met de hoofdverbranding tot stand te brengen naverbranding.

   Al naar het motor type moet dit   tijdsmoment   overeenkomen met de compressie van de verse lading in de motorverbrandingsruimte, want deze omvat tegelijkertijd de overeenstemming met de sluitstand van de motoruitlaat. 



  2. Voor de constructie van de naverbrandingskamer gelden de volgende overwegingen : a) Voor zijn plaatsing (binnen de motoruitlaat of na een kort traject in het lichaam van de motor op een uitlaatflens bevestigde uitlaatinrichting respektievelijk uitgevoerd als constructieve eenheid met de cilinderkop van de verbrandingsmotor) is het boven onder   Ie   aangegeven gezichtspunt maatgevend, dat de vulling ervan in hetzelfde tijdstraject plaatsvindt als waarin de motor de volgende verse lading heeft gecomprimeerd ;

   b) Van belang is daarin een terugwerpopstelling die de realisering van het uit de   stootgolftechniek   bekende fenomeen mogelijk maakt, dat de uit de motorverbranding starrmende schokgolf, die vooruit ijlt op de afvoer van verbrandingsgas tengevolge van zijn hogere snelheid, wordt gereflecteerd tegen de straal verbrandingsgas in en daarin doorloopt waardoor verdere turbulenties, compressies en verwarmingen worden opgewekt, zonder dat-daarvoor chemische reacties noodzakelijk zijn, zodat er ook geen brandstof voor vereist is ; c) Van belang is een ejectorvormig uitgevoerde lading van de toe-stromende hoeveelheid verbrandingsgas in het stroomafwaartse gebied van de vulslag met   aanvulling-   lucht (is lucht vermenging) ;

   d) Van belang is in verband met de afzuigende werking van de ledigingsslag een perifeer aan de omtrekswanden van de naverbrandingskamer aangebrachte luchtspoeling (is lucht navermenging) ; e) Van belang is een in de regel axiaal door de naverbrandingskamer heengaand vullingstraject, dat in korte tijd na koude start kersrood gloeit en met zijn gloeivlak 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 ook onder alle wisselende bedrijfsomstandigheden grote doorstromende hoeveelheden toevoert aan de eindverbranding ;

   f) Van belang is na de stroomopwaarts aangebrachte terugwerpwand (zie onder b) een zich ongeveer konisch ver- jongende ruimtelijke vorm van de naverbrandingskamer, waarbij door de op de naar binnen schuin naar elkaar toe lopende wanden en door de terugwerpwand in de kamer doordringende, schokgolf schuine verdichtingsgolven worden gevormd (zoals dit uit de stuwstraal-aandrijftechniek bekend is en daar ontwikkeld werd) en daar een verbrandingsplaats stabiliseert met een hoge temperatuur onafhankelijk van het chemische   reactieverloop, voor   de overgang in een langgerekt afvoertraject met nauwere dwarsdoorsnede.

   g) Van belang is op het moment van de naverbranding de volledige   reflectiewand-insluiting   van de naverbrandingskamer,   afgezien van de af voer-georiënteerde overgang vanuit   het stroomafwaartse deel van de naverbrandingskamer in een langgerekt af voer traject met nauwere dwarsdoorsnede. 



  Dit heeft eveneens betrekking op resonantie-achtig uitgevoerde kamers voor de toevoer van aanvullende lucht waaraan de toevoer van lucht uit de vrije atmosfeer plaatsvindt en op de volledige sluitstand van uitlaatklep of sleuf. 



  3. Door middel van de naverbranding, die plaatsvindt in de arbeidscyclus van de motorische ladingsverwisseling kort na de motoruitlaat, volgt de vorming van kinetische energie in die mate dat nog schadelijke stoffen tot verbranding worden gebracht. In afwijking met de katalytische en thermische nabehandelingsprocédé's, waarbij in de afvoerleidingen stromingsweerstanden worden opgebouwd, ondersteunt deze stromingsenergie de   afvoerarbeid   van de motorische   hoofdverbranding"zodat   een vermindering van de   gasverwis-   selingsarbeid van de motor en daardoor onder bepaalde omstandigheden ook een betere vulling en een grotere motorcapaciteit wordt verkregen". Zie hiervoor de bovengenoemde publicatie van   Schmidt b Iz. 421.

   Dit verschijnsel,   dat kan worden beschouwd als terugwerkingseffect van de hoofdverbranding, is bij bepaalde   bedrijfstoestanden   van de afvalgasturbolading in de motorenbouw gebruikelijk. In hoeverre het in zijn geheel bereikbaar is, hangt af van de individuele afstelarbeid van de monteur op de proefstand.

   In praktisch 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 opzicht betekent dit tweeërlei : ten eerste kan de monteur elke motor zonder beschouwing van de luchtverhouding, instellen op de beste prestatie voor het betreffende toepassingsgeval en ten tweede zal hij slechts daarop moeten letten, dat de naverbranding een explosief verloop zal blijven behouden, want slechts het explosie-achtige karakter van het proces van een tweede verbrandingstrap geeft een juiste vulling met aanvullende lucht en, bij een juiste vorm van de verbrandingskamer, de plotselinge volumevergroting van het zich expanderende gas, dat bij de uitlaat als een soort stromingsslag werkt. Wanneer de motoruitlaat na de volgende arbeidscyclus van de motorische ladingsverwisseling weer opent, is door de intensieve afstromende gaskolom de   afzui-   gende werking op de afvoerslag van de motor versterkt. 



  In hoeverre bij het proces ook een verbetering van de expansie-arbeid van de motorische hoofdverbranding optreedt ofwel in welke omvang deze optreedt, zal pas duidelijk worden door de afstelarbeid van de monteur. Als het principiële nadeel van de zuigermotor ziet de wetenschappelijke theorie"het grote verlies door de onvolledige expansie" (zie Schmidt blz. 421). Men zou kunnen zeggen, dat de grote   buislengte   onder de meeste auto's een speciale instelarbeid nodig heeft om de opgewekte stromingsenergie volledig te kunnen benutten. 



   De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden, weergegeven in de tekening, waarin : fig. 1 schematisch de aansluiting van de naverbrandi-ngskamer toont op een tweetaktmotor en de verbrandinggastoevoer daaraan bij een bepaalde   zuigerstand   ; fig. 2 schematisch de aansluiting toont op een viertakt zuigermotor bij gesloten uitlaatklep, waarbij de pijlen drie verschillende luchtdoorvoerwegen aangeven ; fig. 3 schematisch een toepassingsvorm bij industriemotoren, voorzien van ventilatorluchtkoeling, toont
In de figuren geven de zwarte pijlen de baan aan van het uitlaatgas van de motoruitlaat, de zwart/witte pijlpunten een uitlaatgas/luchtmengsel, de witte pijlpunten de baan van de aanvullende lucht en de onderbroken pijlpunten het van schadelijke stoffen vrij zijnde uitlaatgas. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



      0Fig. !   toont de aansluiting van de naverbrandingskamer op een tweetaktmotor. Hierbij wordt uitgegaan van een bepaalde stand van de zuiger en vanuit deze stand van het gasverwisselingsproces worden de geïntegreerde verwisselingsprocessen van de motorische hoofdverbranding en de daarop afgestemde naverbranding duidelijk gemaakt. De zuiger, zichtbaar door de korte pijpleiding die de sleuf verbindt met de inloopzone   15,   beweegt zich vanaf zijn onderste dode punt naar zijn bovenste dode punt. Daar de uitlaatsleuf nog half is geopend heeft zich de afvoer van uitlaatgas nagenoeg volledig voltrokken en het uitlaatgas vult niet slechts de inloopruimte 15 maar is reeds verder gegaan in de op de ruimte 15 aansluitende leidingen 103 en 104. 



  Het uitlaatgas is aangeduid met de zwarte pijlpunten. In de leidingen 103 en 104 bevinden zich de buisleidingen   181 I   met nauwere dwarsdoorsnede, aan de uitmondingen waarvan aanvullende lucht op bekende wijze vanuit een instroomkamer 12 wordt   geinjecteerd.   Hierbij staat de leiding 121, die in de kamer   12   is voorzien van openingen en een afsluitwand 1211, met de vrije atmosfeer in verbinding. In het stroomafwaartse deel van de leidingen 103 en 104 is nog geen vermenging van uitlaatgas en lucht opgetreden.

   Daar de leidingen 103 en   104   in het element 29 naar elkaar zijn toegericht en wel vanaf de omtrek in gelijke   uitst-room-   richting, komen de met zwart-witte pij lpunten aangeduide hoeveelheden uitlaatgas en lucht reeds in de ruimte 29 in een eerste engere vermengingsfase, waarin ook worden betrokken de hoeveelheden uitlaatgas van de zijdelings in    de leidingen   103 en 104 uitmondende kleinere buizen, die niet nader zijn aangeduid.

   Zodra de zuiger bij het tweetaktprocédé het bovenste dode punt heeft bereikt, de compressie van de volgende nieuwe lading heeft voltrokken en de uitlaatsleuf heeft afgesloten, bevindt zich ook het   uitlaatgas/luchtmengsel,     in, tussen   door de wandomkering in de structuur van een verder verbeterd mengsel en turbulent, in de ontbrandingszone 305 en de daarop aansluitende ruimteopvolging 30/32 met binnentreding in het zogenaamde schuifmondstuk 322. Daardoor zijn de beide ver-   brandingskamers,   de hoofdverbrandingskamer (is motorverbrandingsruimte) en de naverbrandingskamer gereed voor ontsteking. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



  De vanaf de koude start van de motor synchroon met de motoronsteking plaatsvindende naverbrandingsontsteking veroorzaakt een plotselinge volumevergroting, die aan de uitlaat waarneembaar is als een nagenoeg onhoorbare plof. Het convergent gevormde schuifmondstuk 322 volgt als versneller van het uit de stuwstraal aandrijving bekende Lorin-mondstuk. 



  Hij gaat over in een buisvormig langgerekt kanaal 323, dat kan worden afgestemd op de capaciteitsproefstand. Bij hogere toerentallen vormt zich in deze leiding 323 een stromende gaskolom met een hoge afzuigende werking, waarin de kinetische energie van de motorische hoofdverbranding zich verenigt met de voorwat betreft zijn pulskarakter geïntegreerde naverbranding. Uit deze beschouwing blijken de gezichtspunten die maatgevend zijn voor de verdere vormgeving van de naverbrandingskamer. 



   Hiervoor is reeds benadrukt, dat bij de beschouwing niet wordt uitgegaan van het medium van de afvoer van uitlaatgas maar ook van het schokgolffront dat er zowel doorheengaat als eraan vooraf ijlt. Cm deze volledig in het proces te betrekken moet de inloopruimte 15 geen constructieve delen bevatten waardoor de drukval aanmerkelijk zal worden verminderd. Het totaal van de leidingen 103 moet dus zodanig worden uitgevoerd dat dit niet gebeurd. 
 EMI10.1 
 



  Door het wetenschappelijke schokgolfonderzoek is het zogenaamde schokgolffenomeen verklaard waardoor het mogelijk is een   schokgolfreflectie   te verkrijgen en wel in fig. l bij de binnenwand van de ontstekingszone 305 en in de figuren 2 en 3 in het bijzonder bij de met 211 aangeduide terugwerpwand. Bij de   schokgolfreflectie   zal door de grotere snelheid van de schokgolf dan die van het uitlaatgas de terugwerpwand eerder worden bereikt en reflectie optreden in het langzamere afvalgas binnen de ruimtelijke zone 29, waarbij op grote schaal turbulenties, compressies en verwarmingen worden opgewekt. Hierdoor wordt zonder chemische reactie, in de zin van een meerdere verbruik aan brandstof, de vorming verkregen van een hete kern van de naverbrandingskamer, welke zich bij toenemend toerental meer en meer stabiliseert.

   Verder wordt duidelijk waarom dit axiale vulelement aan beide zijden axiaal open is uitgevoerd : slechts uit een dergelijke verwarmingskern 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 zou het mogelijk zijn een vlamontstekingsbuis 411 te vormen, die de bij vonkoverslag in de zone 305 begonnen ont- stekingszone axiaal verlengt tot in het schuifmondstuk
322 en die ook niet kan worden ontweken door wisselbedrijfs- toestanden met hun steeds toenemende en onberekenbare hoeveelheid aan schadelijke stoffen. Onder vollasttoestand verplaatst zich de eindverbrandingszone in de regel volle- dig in het schuifmondstuk en het beginnende   afvoergebied  
323.

   Verder zal in dit verband worden ingezien welke betekenis naast de luchtinjectie in de leidingen 103 en volgende toekomt aan de omtreksluchtnavermenging zoals deze kan worden gebruikt in alle drie schematische uitvoeringsvormen vanuit de leiding 191 met en zonder voorcomprimering beneven met en   zonder. regelorgaan (199   in fig. 2) benevens met en zonder zuurstofsonde. Deze luchtnavermenging kan zodanig worden toegepast dat zowel in het stroomafwaartse schuifmondstukgebied een versterkte   luchttoevoering   wordt bereikt als in het gehele   afvoergebied   323 zuurstofondermaat, wanneer in bepaalde bedrijfstoestanden gezorgd moet worden voor de ontbinding van stikstofoxyde. 



   Fig. 1 toont ook de tweevoudige verdeling van de luchtnavermenging zoals deze in detail is beschreven in conclusie 2 : dit is de eigenlijke betekenis van het ruimtedeel 311 als toevoerluchtgeleidingselement. In de fig. 2 en 3 is dit onderdeel eveneens aangebracht. Het van sluitkleppen voorziene buisdeel 119 is een controleorgaan voor de direkte waarneming en voor de invoering van een meetinstrument, evenals dit het geval is met de kijkbuis 400 in fig. 2. Achter de terugwerpzone 305 bevindt zich bij alle drie schematische tekeningen een toevoer- luchtinvoerkamer 6, van waaruit de afvoer van de nagemengde lucht plaatsvindt via de openingen 8 en de ringruimte 
 EMI11.1 
 31. 



   Fig. 2 toont in plaats van de in de figuren 1 en 3 aangebrachte luchtinvoerkamer 12 een de inrichting meer of minder   ommantelen   luchtdoorvoertraject 315, van waaruit de luchtinjectie via de buis 1811 plaatsvindt. 



  Dit   luchtdoorvoertraject   315 is aangegeven in de hoofdconclusie : de heetgas-afzuigleiding is in fig. 2 met 316 aangegeven en de uitmonding daarvan in het afvoertraject 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 323 respektievelijk in de volgruimte is aangeduid met 3161. De met 1 aangeduide witte pijl wijst op de luchtbijmengweg door de leidingen   1811,   de met 2 aangeduide witte pijl op het   luchtnamengingstraject   en de met 3 aangeduide witte pijl op de intree-openingen van dit koelluchttraject, dat een thermische eindbegrenzing vormt van de totale inrichting. Via de ringruimte 317, die in fig. 2 het ontstekingselement omgeeft, vindt een drukcompensatie plaats die gunstig is gebleken te zijn. 



   In fig. 3 keert deze drukcompensatie terug vergroot door de leidingen 119 die in verbinding staan met een grotere luchtkamer 19. Beschreven is deze aan het eind van conclusie 2 waarin er ook op gewezen is, dat bij mogelijke toepassing van ventilatordruk in het luchtnamengsysteem deze plaatsvindt via de leiding   191,   die in alle drie tekeningen is aangegeven. - conclusies-

Claims (8)

    EMI13.1
  1. - 1. Verdere het arbeidsproces van de als zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor, met het ken- m e r k, dat binnen hetzelfde tijdsbestek, waarin de zuiger na de afvoer van verbrandingsgas uit de motorverbrandingsruimte, hetzij volgens het tweetakt of viertaktprincipe werkend, een nieuwe vulling heeft gecomprimeerd en de motoruitlaat is gesloten, de voorafgaande afvoer van verbrandingsgas gezorgd heeft voor de vulling van een naverbrandingskamer en op dit moment waarin beide verbrandingskamers gereed zijn om te worden ontstoken, door parallelle of serieschakeling van de beide ontstekingstrajecten een ongeveer synchrone ontsteking plaatsvindt ;
    dat kort voor het moment van de naontsteking zowel aan de afgevoerde hoeveelheid verbrandingsgas als aan het door deze hoeveelheid nog niet bereikte omtreksnaverbrandingsgebied aanvullende lucht wordt toegevoerd ; dat de afvoer van het verbrandingsgas en het daaraan voorafgaande schokgolffront in de naverbrandingskamer plaatsvindt vanuit een ongeveer axiaal binnen of in de zone van de omtrekswanden aangebrachte vulinrichting, die vanaf een door het motortype bepaalde afstand gericht is op een van een vonkontsteking voorziene terugwerpwand ;
    dat het ontstekingsgebied overgaat in een volumeverwijding waarop een zo mogelijk continu geprofileerd confergent stromingskanaal (schuifmondstuk) volgt waarop een buistraject (trekgebied) aansluit voor het vormen van een gaskolom, waarvan de dwarsdoorsnede en lengte zowel zijn afgestemd op de beste luchtvulling van het naverbrandingstraject als op de motorcapaciteit voor het verkrijgen van de beste vullingsgraad van de motorverbrandingsruimte en waarop, indien noodzake- lijk, een geluiddempend uitlaattra)
    ect volgt waardoor de verkregen capaciteit en het beoogde verbruik niet nadelig wordt beïnvloed en dat de thermische accumulatie binnen <Desc/Clms Page number 14> het naverbrandingstraject door inwendig of uitwendig ge- geheel of slechts zonegewijs aangebrachte keramische opslagvlakken wordt gestabiliseerd en een thermische eindbegrenzing in het buitenwandgebied plaatsvindt door een verse luchtdoorvoer, die met de uitmonding van zijn hete lucht afvoerleiding, die in zijn vrijliggende deel als bestanddeel van een inwendig verwarmingssysteem van een motorvoertuig kan worden gebruikt, in het afvoertraject of een daaropvolgende ruimte eindigt.
  2. 2. Inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1, met het ken mer k, dat deze in hoofdzaak bestaat uit een stroomafwaarts en stroomopwaarts open cilinder met een geringe massa en in de regel vervaardigt uit gatenplaat, in de omtrekswand daarvan zowel naar elkaar toe als naar de vonkontstekingszone gerichte leidingen uitmonden, die direkt, dat wil zeggen , zonder drukverminderende ofwel geluiddempende tussenconstructies, vanaf de motoruitlaat zorgen voor de doorstroming van verbrandingsgas en van de schokgolf en de stroomafwaartse luchtinjectie ; dat dit axiale toevoerelement inwendig en met voldoende afstand tot de verbrandingkamerwanden ook buiten door de ledigingsstoot kan worden gespoeld, dat wil zeggen inwendig kan worden doorgespoeld en uitwendig kan worden omspoeld ;
    dat het van de terugwerpwand afgekeerde einde van het toevoerelement tenminste steekt tot in het begindeel van het schuifmondstuk en bij dit onderste gatenplaatdeel is voorzien van een schok- golf-'terugwerpwand waaraan een vlamontstekingsbuis is bevestigd ; dat het axiaal inwendig aangebrachte vulelement en de als plat vlak of als concaaf gevormd uitgevoerde terugwerpwand of de als konisch verwijde cilinder uitgevoerde terugwerpinrichting geheel of gedeeltelijk worden omgeven door een beide overlappend ruimtelijk deel, dat de luchtnavulling van het omtreksnaverbrandingsgebied verdeeld in twee banen :
    enerzijds door openingen die zich erin of direkt in de terugwerpwand bevinden voor het inspoelen van lucht in de buitenste omspoelde zone van het vulelement, anderzijds in begrenzing van dit inwendige mengselvormingsproces van aanvullend type door een ring- <Desc/Clms Page number 15> ruimte die het ruimtelijk deel uitwendig omgeeft en de omtreksluchtspoeling van het stroomafwaartse naverbrandingskamergebied veilig stelt en in bijzonder door de zuigende werking van het afvoertraject naar de luchtdoorlaat wordt veroorzaakt ; dat de hiervoor beschreven luchtnavulling wordt bestuurd in afhankelijkheid van het vulorgaan dat de vullingsgraad van dé hoofdverbranding bepaalt maar in die wijze, dat de vulling van de motor niet daardoor wordt beïnvloed ;
    dat de hiervoor beschreven luchtnavulling aanvullend of uitsluitend wordt bestuurd door een zuurstofsonde van bekend type waarmee het aanzuigtraject zuurstofarm kan worden gehouden ; dat via een het ontstekingselement omgevende ringruimte, die met een luchtintreekamer in verbinding staat, een verdere luchtnavulling plaatsvindt die volgt op de stromingsafvoer van de ontledigingsslag en via de met de vrije atmosfeer in verbinding staande luchttoevoer leiding daarvan tegelijk een drukcompensatie regelbaar is en dat via de aan de andere zijde van het ontstekingselement aangebrachte lucht invoer leiding een gedefinieerde ventilatordruk kan worden aangebracht.
  3. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken- m e r k, dat de in elkaar geïntegreerde totale besturing van de beide gaswisselingsprocessen in het hoofdverbrandings-en het naverbrandingstraject ook een zich op de beide verbrandingsruimten uitwerkende besturing bezit van de beide vulmengsels op die wijze, dat in het vultraject van de motor bijvoorbeeld bij vergassingsmotoren aan een getrapt of traploos veranderbare mengselinstelin- richting zoals de mengsel instel schroef wisselende isntellingen plaatsvinden in afhankelijkheid van het thermische niveau van één ofwel verschillende naverbrandingskamerzones respektievelijk het afvoertraject bijvoorbeeld via een bimetaalveer, waarbij een voorspanningsinstelling de koude startfase kan omvatten,
    na het overwinnen waarvan een aangebracht en als fijninstelling funktionerend instelproces op gang wordt gebracht dat tenminste de thermische hoofdposities omvat van stationaire, deel last en vollastinstelling van de motor en van de in het naverbrandingsgebied ontstane volgbelastingen en dat in de bovenaangegeven <Desc/Clms Page number 16> omengselregelinrichting het overwinnen van de koude startfase getrapt wordt uitgevoerd of wordt omvat door een gescheiden uitgevoerde parallelinrichting, die werkt via de luchtinvoerbaan van de motorvulling (bijvoorbeeld via ee smoorklep). EMI16.1
  4. 4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 3, met ken k, dat bij een ontstekingselement-seriescha- keling in de cilinderkop van de motorverbrandingsruimte twee met hun geisoleerde elektroden axiaal naar elkaar toe gerichte bougies worden toegepast, waarvan de ene is aangesloten op de aanwezige ontstekingsbron van de motor (bijvoorbeeld ook bij magneetontsteking zonder aanvullende ontstekingsspoel) en de andere op het ontstekingselement dat in de naverbrandingskamer via zijn vonktraject is aangesloten op de massa ; dat de bougies van de motorverbrandingsruimte zodanig zijn uitgevoerd dat zich tussen hun geisoleerde elektroden en hun metallische lichaamsvattingen geen tussenruimte bevindt ; dat de elektrodeafstand bij de bougies tussen 0,9 en 1,2 mm bedraagt en dat het vonktraject van het ontstekingselement van de naverbrandingskamer tussen 10 en 15 mm bedraagt.
  5. 5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, m e t het ken mer k, dat bij dieselmotoren een ontsteking van buitenaf in de naverbrandingskamer plaatsvindt afgestemd op het ontstekingsmoment van het dieselproces.
  6. 6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het ken mer k, dat bij motoren met meer cilinders zowel de toevoer lucht invoer ruimte van de verschillende naverbrandingskamers als de afvoertrajecten samen worden gevat in bepaalde gemeenschappelijke lichamen.
  7. 7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het ken mer k, dat het ontstekingsstelsel van het naverbrandingstraject pas op dat moment wordt ingeschakeld waarop werkelijke leegloop aanwezig is en niet. slechts door een, door een aanzetorgaan veroorzaakte <Desc/Clms Page number 17> en nog niet tot ontsteking komende, vullingswisseling van de motorverbrandingsruimte of ruimten.
  8. 8. Werkwijze en inrichting als beschreven en/of weergegeven in de tekening. p. pa van : Hans Karl LEISTRITZ. Antwerpen 20 juli 1984.
BE2/60464A 1983-08-20 1984-07-20 Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor. BE900193A (nl)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843434980 DE3434980A1 (de) 1983-11-24 1984-09-24 Als kolbenmotor (hub- oder rotationskolben) ausgefuehrte brennkraftmaschine
DE19843440447 DE3440447A1 (de) 1983-11-24 1984-11-06 Als kolbenmotor (hub- oder rotationskolben) ausgefuehrte brennkraftmaschine
DE19853500072 DE3500072A1 (de) 1983-11-24 1985-01-03 Als kolbenmotor (hub- oder rotationskolben) ausgefuehrte brennkraftmaschine
DE19853501337 DE3501337A1 (de) 1983-11-24 1985-01-17 Als kolbenmotor (hub- oder rotationskolben) ausgefuehrte brennkraftmaschine
DE19853504054 DE3504054A1 (de) 1983-11-24 1985-02-07 Als kolbenmotor (hub- oder rotationskolben) ausgefuehrte brennkraftmaschine
AU43000/85A AU4300085A (en) 1984-05-10 1985-05-10 Abgasreaktor und verfahren zum behandeln von abgas
EP19850902449 EP0214974B1 (de) 1984-05-10 1985-05-10 Abgasreaktor und verfahren zum behandeln von abgas
PCT/DE1985/000152 WO1985005405A1 (en) 1984-05-10 1985-05-10 Exhaust gas reactor and process for treating exhaust gases

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3330186A DE3330186A1 (de) 1982-02-20 1983-08-20 Abgassystem fuer brennkraftmaschinen
IT04851/83A IT1172924B (it) 1983-11-24 1983-11-24 Sistema per i gas di scarico di motori alternativi dotato di esplosione ritardata come fase terminale del ricambio della carica comandata temporaneamente
DE19833347266 DE3347266A1 (de) 1983-11-05 1983-12-28 Verfahren zur nachverbrennung der abgase einer hubkolben-brennkraftmaschine
DE3420158 1984-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE900193A true BE900193A (nl) 1984-11-16

Family

ID=27432992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2/60464A BE900193A (nl) 1983-08-20 1984-07-20 Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4736584A (nl)
BE (1) BE900193A (nl)
NL (1) NL8402247A (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4300085A (en) * 1984-05-10 1985-12-13 Leistritz, H.K. Abgasreaktor und verfahren zum behandeln von abgas
US5771683A (en) * 1995-08-30 1998-06-30 Southwest Research Institute Active porous medium aftertreatment control system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT336353B (de) * 1973-06-12 1977-05-10 Leistritz Hans Karl Vorrichtung zur thermischen nachverbrennung der abgase und gleichzeitigen schalldampfung bei verbrennungskraftmaschinen
FR2491128A1 (fr) * 1979-11-02 1982-04-02 Leistritz Hans Procede et dispositif pour le recyclage thermiquement optimal dans des appareils d'echappement a postcombustion de moteurs thermiques

Also Published As

Publication number Publication date
NL8402247A (nl) 1985-03-18
US4736584A (en) 1988-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7748352B2 (en) Internal combustion engine and method with improved combustion chamber
US4212162A (en) Constant combustion engine
US10087818B2 (en) Engine block and a process for hybrid ignition of an engine
US3830208A (en) Vee engine
JP4113875B2 (ja) 2サイクル自由対向ピストン内燃機関
US3214907A (en) Multi-stage engine and method for operating the engine by combustion
US4759319A (en) Internal combustion engine
JP5654533B2 (ja) ロータリ内燃エンジンにおける燃料の燃焼方法
CA2194587A1 (en) Method of piston internal combustion engine working and piston internal combustion engine
US1919355A (en) Rotary internal combustion engine
BE900193A (nl) Zuigermotor met heen en weer bewegende of roterende zuiger uitgevoerde verbrandingsmotor.
US3969894A (en) Internal combustion engine
KR930008510B1 (ko) 피스톤에 공명공기실을 형성시켜 연소실내에 폐쇄기주공명을 유발시키는 내연 기관의 연소방법
US3166904A (en) Combustion chamber for gas turbine engines
US6295965B1 (en) Engine cylinder stratifier
US3949712A (en) Rotary-piston internal combustion engine having a combustion antechamber
US6305159B1 (en) Internal combustion engine and method for the operation of an internal combustion engine
US3328956A (en) Pulsating combustion process and burner apparatus
EP0156543B1 (en) Internal combustion engine
RU2750245C1 (ru) Импульсная камера сгорания для космического двигателя
RU2727951C1 (ru) Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия
RU2210677C2 (ru) Форкамера двигателя внутреннего сгорания
RU181683U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с объемным многоочаговым зажиганием
US278255A (en) G-as engine
US322477A (en) place

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: LEISTRITZ HANS K.

Effective date: 19900731