Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor zur Ausübung des Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betrieb eines Verbrennungs motors, der wenigstens einen Kolben und einen Zylinder aufweist und mit einer Vor - richtung versehen ist, in der die Verbren nungsluft ausserhalb des Zylinders kompri miert wird. Ferner wird die Luft vor dem Eintritt in den Zylinder unter konstantem Druck durch die Abgase des Motors in einem Wärmeaustauscher erhitzt. Ein weiterer Ge genstand der Erfindung ist ein Verbrennungs motor zur Ausübung des Verfahrens.
Bei einem solchen bekannten Verbren nungsmotor wird der Kraftstoff in eine spe zielle Kammer eingespritzt, bevor alle Luft in den Zylinder eingelassen wird, nämlich vor oder unmittelbar beim Anfang des Expan sionshubes. Dieser Motor hat dadurch einen grossen schädlichen Raum.
Weiter ist ein ähnlicher Verbrennungs motor bekannt, bei welchem jedoch im Zylin der ein Regenerator angeordnet ist, um die Luft bis zur Zündungstemperatur des Kraft stoffes zu erhitzen, wodurch auch dieser Zylinder einen grossen schädlichen Raum auf weist. Bei diesem Motor erfolgt die Ein spritzung des Kraftstoffes, wenn der Zylinder mit Heissluft gefüllt ist und findet die Ent zündung durch die hohe Temperatur der er hitzten Luft statt.
Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei welchem eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung verwendet wird, welche die Kraftstoffzufuhr so reguliert, dass die Verbrennung unter einem Druck, der nicht höher als der der ein tretenden Luft ist, erfolgt, zeichnet sich da durch aus, dass der Kraftstoff unmittelbar in den Zylinder eingespritzt wird, nachdem die Heissluft in den Zylinder eingelassen wurde, wobei die Temperatur der Luft derart hoch ist, dass der in den Motorzylinder eingelassene Kraftstoff in der Luft entzündet wird.
Der Verbrennungsmotor zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine Kraftstoffeinspritzvorrichtimg aufweist, welche den Kraftstoff unmittelbar in den Zylinder einspritzt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Verbrennungsmotors dargestellt, an Hand welchem das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert wird.
Fig.1 ist eine schematische Darstellung des Motors mit Zubehör, Fig. 2 ist ein theoretisches Diagramm des Kreisprozesses im Motor, und Fig. 3 ist gleichfalls ein theoretisches Dia gramm des Druc11verlaufes im Motorzylinder. El ist ein Dreistufenkompressor, der derart ausgebildet ist, da.ss die darin befindliche Luft polytropisch, jedoch möglichst isothermisch komprimiert wird.
Zu diesem Zwecke wird die Luft während des Komprimierens und wäh rend des überströmens von der ersten zur zweiten und von der zweiten zur dritten Stufe gekühlt, so dass sie beim Einströmen in die dritte Stufe etwa, dieselbe Temperatur hat. wie die aus der Aussenluft angesaugte Luft. Nach der dritten Stufe wird die Luft nicht mehr gekühlt, sondern dem Wärmeaustau- scher B durch eine Druckleitung zugeführt, in dem die Luft die Wärme der Abgase des Motors aufnimmt.
Die in dieser Weise erhitzte und kompr i- mierte Luft strömt dann in den Zylinder C ein, und zwar in dem Augenblick, wenn das Einlassventil des Zylinders geöffnet wird. Dieses Öffnen erfolgt gerade dann, wenn der Kolben annähernd seinen obern Totpunkt er reicht hat. Nach Füllen des Zylinders und nachdem das Einlassventil geschlossen wurde oder evtl. schon vorher wird Kraftstoff un mittelbar in den Zylinder eingespritzt, welcher sofort in der erhitzten komprimierten Luft entzündet wird. Die Verbrennung wird durch die Kraftstoffzufuhr so gesteuert, dass sie an nähernd bei gleichem Druck erfolgt, der nicht höher als der der eintretenden Luft ist.
Nachher findet bei gesehlossenem Einlass ventil die Expansion der Verbrennungsgase statt und das Auspuffventil wird ansehlie- ssenc geöffnet. Während des Rückganges des Kolbens werden die Verbrennungsgase aus dem Zylinder C durch den Wärmeaustauscher P getrieben, wo sie Wärme an die aus dem Kompressor strömende komprimierte Luft abgeben.
Fig. 2 zeigt das Druckdiagramm des Kreis prozesses.
Die Kompression in der Niederdruckstufe des Kompressors fängt bei 1 an, wo ein Druck P1, ein Volumen V1 und eine Temperatur T1 herrscht. Diese Kompression verläuft an nähernd isothermiseh, was durch intensive Kühlung erreicht wird. Die Kompression wird bis zu einem bestimmten Druck fortgesetzt, zum Beispiel wie veranschaulicht bis zu 3,5 kg/cm2. Nachher wird die Luft ohne Kom pression weiter gekühlt und nimmt dement sprechend ein kleineres Volumen ein, das durch den Punkt 2 veranschaulicht wird. An schliessend erfolgt die weitere Kompression im Mitteldruckzylinder, wo ein bestimmter Druck, zum Beispiel 13,5 kg/emê wie in der Zeichnung veranschaulicht ist, erreicht wird.
Durch erneutes Kühlen nimmt die Luft das Volumen 3 ein, worauf die Hochdruckkom pression anfängt, die sich bis zu 4 fortsetzt, in welchem Punkte Druck, Volumen und Tem peratur mit P4, V4 und T4 bezeichnet sind.
Anschliessend wird die Luft in den Wärmeaustauscher B geführt, in dem sie er hitzt wird und sieh zu einem Volumen aus dehnt, das mit 5 bezeichnet ist, wobei der Druck, das Volumen und die Temperatur mit P5, V5 und T5 bezeichnet sind. Nach diesem Punkt 5 erfolgt die Verbrennung, wodurch das Volumen bis 6 vergrössert wird, bei wel chem Punkt der Druck, das Volumen und die Temperatur mit P6, V6 und T6 bezeichnet sind. Die nachfolgende Expansion bringt eine Entspannung bis zu denn mit 7 bezeichneten Punkt, indem der Druck, das Volumen und die Temperatur mit P7, V7 und T7 bezeichnet sind. Anschliessend findet der Auspuff statt, und der Ausgangspunkt 1 wird wieder er reicht.
In Fig. 3 ist. der Druckverlauf im Zylinder des Motors, der im Zweitakt arbeitet, dar gestellt.
In dem Punkte 10 fängt der Auspuffkub an, währenddessen der Druck bis zu dem Punkt 11 unverändert bleibt. Durch die Öffnung des Einlassventils steigt der Druck bis zu dem Punkt 12 an, so dass der geringe schädliche Raum mit Luft gefüllt wird, deren Druck demjenigen der aus dem Wärmeaus- tauseher strömenden Luft entspricht. Dann bewegt. sich der Kolben bis auf 13 zuriiek, worauf das Einla.ssventil sieh schliesst, und nach der Kraftstoffeinspritzun- setzt die Verbrennung ein.
Diese erfolgt unter Ver grösserung des Verbrennungsraumes, unter annähernd konstantem Druck bis Punkt 1-l, worauf die Verbrennungsgase bis 15 expan- dieren. Schliesslich öffnet sieh bei 15 das Aus puffventil, so dass ein Druekausgleieh bis 10 stattfindet.