DE1526300A1

DE1526300A1 - Motor mit gesteuerter Zuendung

Info

Publication number: DE1526300A1
Application number: DE19661526300
Authority: DE
Inventors: Jean Baudry; Jean Chopin
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1965-03-27
Filing date: 1966-03-19
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1135482A; OA02211A; US3364911A; NL6603945A; BE678476A; ES324728A1; FR1464586A

Description

Institut Pranjais du Petrole, des Carburants et Lubrifiants, Rueil-Malmaison, S.-&-0. (Prankreich)

Motor mit gesteuerter Zündung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung für Motoren mit gesteuerter Zündung bzw. Fremdzündung, welche das Arbeiten solcher Motoren durch Verbrennung allgemein armer vergaster bzw. gasförmiger heterogener Gemische gestattet, d.h. durch Gemische von Sauerstoffträger und Kraftstoff, in denen der Anteil des Kraftstoffs geringer als bei einem stochiometrischen Gemisch ist, welches, wenn der Sauerstoffträger Luft und der Kraftstoff Bsizin ist, ungefähr 15 g Luft auf 1 g Benzin entspricht, wobei diese Anteile sich mit der Art des Kraftstoffs etwas ändern (ein Verhältnis gleich der Einheit entspricht durch Konvention dem stochiometrischen Verhältnis).

Die Erfindung ist bei bestehenden Motoren mit Fremdzündung anwendbar und es sind lediglich einige geringfügige Änderungen solcher Motoren erforderlich.

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Die Verbrennung armer Gemische kann vollständiger gemacht werden als die von reichen Gemischen, die nur unvollständig verbrennen. Deshalb kann die Verwendung armer Gemische zahlreiche Vorteile bieten mit Bezug auf die Verwendung reicher Gemische, und zwar insbesondere

1. eine Ersparnis an Kraftstoff,

2. eine Herabsetzung des Anteils unverbrannter schädlicher Bestandteile in den Auspuffgasen und

j5. eine Verringerung der Ablagerungen an Zunder in dem Motor, welche sich aus einer schlechten Verbrennung ergeben.

Bei Motoren mit Fremdzündung ergibt sich die wesentliche Schwierigkeit daraus, daß es kaum möglich ist, unter guten Bedingungen homogene vergaste bzw. gasförmige Gemische zu entzünden, deren Mischungsverhältnis von Kraftstoff zu Sauerstoffträger niedriger als ein Grenzwert der Größenordnung von 0,£.-5 ist.

Es sind zahlreiche Lösungen vorgeschlagen worden, um diesen Nachteil zu vermeiden. Die wesentlichsten dieser Lösungen sind folgende:

l) Verwirklichung einer körperlichen Trennung des Verbrennungsraumes in zwei Teile, beispielsweise in zwei getrennte und miteinander in Verbindung stehende Verbrennungskammern (Verbrennungsraum weist eine Vorkammer oder zwei verschiedene Zonen derselben Verbrennungskammer auf,

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die beispielsweise durch eine Wand voneinander getrennt sind).

Bei einer Vorrichtung dieser Art v/eist der Verbrennungsraum zwei Kammern auf, die nachstehend als Hauptkamn.er und Sekundärkaminer bezeichnet werden. Die letztere wird mit eineu Gemisch gespeist, das einen Kraftstoffgehalt hat, der größer als der allgemeine Kraftstoffgehalt ist, d.h. größer als der durchschnittliche Kraftstoffgehalt der Gase in dem durch die beiden Kammern gebildeten gesamten Verbrennungsraum, und sie enthält die Zündkerze, während die Hauptkammer lediglich mit einem armen Gemisch oder gegebenenfalls mit Luft gespeist wird.

Die Speisung bzw. Versorgung jedes dieser Teile des Verbrennungsraumes kann mittels verschiedener Zuführeinrichtungen, wie Ventile oder gegebenenfalls Einspritzeinrichtungen, getrennt erfolgen, oder mittels eines einzigen Ventils unter Verwendung von Umlenkeinriehtungen zum Verteilen der Ströme mit verschiedenem Kraftstoffanteil.

Es ist durch dieses Verfahren möglich, eine richtige Verbrennung bei einer Versorgung des Verbrennungsraumes mit einem insgesamt armen Gemisch zu erhalten, indem in der Sekundärkammer ein reicheres Gemisch aufrechterhalten wird, wobei die durch die Verbrennung in der Sekundärkammer erzeugte Energie die Verbrennung des verbleibenden Teils der in der Hauptkammer enthaltenen gas-

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förmigen Füllung hervorruft.

Diese Lösung, die eine wirksame Verwendung allgemein armer Gemische in Motoren mit Fremdzündung ermöglicht, bietet indessen große Nachteile, zufolge welcher eine industrielle Herstellung bisher nicht- stattgefunden hat.

Die Nachteile, die eich aus der körperlichen Trennung des Verbrennungsraumes in eine mit einem reicheren Gemisch versorgte Sekundärkammer und in eine mit einem armen Gemisch oder mit Luft versorgte Hauptkammer ergeben, sind im wesentlichen folgende:

a) Eine Verringerung des Wirkungsgrades, die sich aus der Tatsache ergibt, daß das Verhältnis der Gesamtoberfläche des Verbrennungsraumes (Oberfläche der Sekundärkammer + Oberfläche der Hauptkammer) zu dem Gesamtvolumen dieses Raumes größeijals das entsprechende Verhältnis bei Nichtvorhandensein der körperlichen Trennung des Verbrennungsraumes in zwei Teile ist, da die Vorkammer bzw. Sekundärkammer Abmessungen hat, die im Verhältnis zu denjenigoider Hauptkammer nicht vemachlässigbar sind.

b) Ein Verlust an ausnutzbarer Energie, der sich durch den Übergang eines Volumens an Verbrennungsgas von der Sekundärkammer zur Hauptkammer ergibt.

2) Ein anderes vorgeschlagenes Verfahren besteht darin, eine Verbrennungskammer, die keine körperliche Trennung aufweist, mit einem armen Gemisch zu versorgen und während der Kompressionsphase und vorzugsweise etwas

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vor der Zündung, eine kleine Menge eines Gemisches mit größerem Kraftstoffgehalt in Richtung gegen die Zündkerze einzuspritzen, wobei der allgemeine Kraftstoffgehalt des zugeführten Gemisches nicht wesentlich erhöht wird, jedoch der lokale Kraftstoffgehalt des Gemisches nahe der Zündkerze erhöht wird, wodurch seine Entzündung ermöglicht wird, welche die Verbrennung des verbleibenden Teils des armen Gemisches hervorruft.

In jedem Fall muß dieses Einspritzen reicheren Gemisches kurz vor der Zündung erfolgen, um eine zu starke Verdünnung dieses Stromes durch das arme Gemisch vor der Zündung zu verhindern, durch welche eine Entzündung nicht möglich wäre.

Diese letztere Lösung weist nicht die oben genannten Nachteile auf, sie erfordert jedoch zur Anpassung an bereits bestehende Motoren mit Fremdzündung zusätzliche Einrichtungen zum Einspritzen unter hohem Druck, die komplex und teuer sind und die weiterhin einen Teil der von dem Motor erzeugten Energie verbrauchen.

Eine interessantere Lösung ist vorgeschlagen worden, die darin besteht, in eine Verbrennungskammer, die keine körperliche Trennung aufweist, zwei Ströme mit verschiedenem Kraftstoffgehalt einzuführen (der ärmere kann aus Luft bestehen), und zwar mittels zweier Leitungen, deren öffnungen durch ein und dasselbe Ventil während der Ansaugphase gleichzeitig geöffnet werden. Gemäß diesem

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Verfahren endet die das reichere Gemisch zuführende Leitung in einem Rohr, das einen gegen die Elektroden der Zündkerze gerichteten Strom dieses Gemisches hervorruft, der einen verhältnismäßig großen Kraftstoffgehalt hat (vorzugsweise höher als 5*0), um das Arbeiten des Motors mit einem allgemein armen gasförmigen Gemisch zu ermöglichen.

Diese Lösung führt, wie die beiden vorgenannten Lösungen, zu dem Ergebnis, daß zum Zeitpunkt der Zündung in der Verbrennungskammer trotz fehlender körperlicher Trennung der Verbrennungskammer eine Füllung mit einem gasförmigen, heterogenen, geschichteten und allgemein armen Gemisch nahe der Zündkerze eine Zone mit ausreichendem Kraftstoffgehalt darbietet, deren Entzündung die Verbrennung des ärmeren Gemisches hervorruft.

Die Erfindung bietet eine noch einfachere Lösung als die, die sich aus der Anwendung des zuletzt genannten Verfahrens ergibt, und sie weist die Nachteile der anderen Verfahren nicht auf.

Die Erfindung ist bei einem Motor mit innerer Verbrennung und Fremdzündung anwendbar, der wenigstens einen Zylinder aufweist, welcher einen Verbrennungsraum begrenzt, da· lediglich eine einzige Kammer enthält.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß nicht auf Motoren, deren Verbrennungsraum durch eine körperliche Trennung in zwei Teile getrennt ist, d.h. in eine Primär- oder

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Vorkammer und in eine Hauptkammer, und sie erfordert schließlich keinerlei Änderung der Zylinder von klassischen Motoren, bei welchen sie anwendbar ist.

Ein Motor gemäß der Erfindung weist eine Einlaßöffnung, ein Einlaßventil, welches aufeinanderfolgend das öffnen und Schließen dieser Einlaßöffnung gewährleistet, eine erste Leitung, die an der Einlaßöffnung in den Verbrennungsraum mündet, eine zweite Zufuhrleitung mit einer Endleitung auf, wobei das Einlaßventil in seiner Offenstellung während der Ansaugphase die im wesentlichen gleichzeitige Verbindung des Verbrennungsraumes mit der genannten ersten Leitung und mit der genannten zweiten Leitung unter Zwischenschaltung der Endleitung allein gewährleistet.

Gemäß der Erfindung ist durch Versuche gefunder worden, daß es durch Versorgung der ersten Leitung mit einem Luft-Kraftstoffgemisch mit einem Kraftstoffgehalt zwischen 0,75 und 1,70 und eine Versorgung der zweiten Leitung mit Luft mit einem Kraftstoffgehalt zwischen 0 und 0,75 möglich ist, eine korrekte Verbrennung zu verwirklichen mit einem mittleren Kraftstoffgehalt in der Verbrennungskammer, der niedriger ist als der minimale Kraftstoffgehalt, der verwendet werden kann, wenn die Verbrennungskammer auf übliche Weise durch einen einzigen gasförmigen Strom versorgt wird.

Um eine wesentliche Herabsetzung des minimalen mittle-

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ren Kraftstoffgehalts zu erreichen, ist festgestellt worden, daß es erforderlich ist, zur getrennten Versorgung des Verbrennungsraumes mit dem armen Strom und dem reicheren Strom gemäß vorstehender Beschreibung eine Orientierung der das ärmere Gemisch einführenden Endleitung in Richtung gegen einen Teil des Verbrennungsräumes, der von den Elektroden der Zündkerze genügend entfernt 1st, mit einer Begrenzung des Endquerschnitts dieser Leitung mit Bezug auf den Querschnitt der Einlaßöffnung zu kombinieren.

Insbesondere haben die Versuche gezeigt, daß der Endquerschnitt der Endleitung nicht größer als ein Drittel des Querschnitts eier Einlaßöffnung betragen sollte, um eine mei'kbare Herabsetzung des mittleren minimalen Kraftstoffgehalts beim Betrieb zu erhalten. Die besten Ergebnisse sind, mit einem Verhältnis der genannten Querschnitte von kleiner als It'ö und insbesondere nahe Ii 10

Weiterhin liegt derjenige Teil des Verbrennungsräumen, gegen welchen die das arme Gemisch zuführende Endleitung gerichtet sein muß, außerhalb einer um die Zündspitse eier Zündkerze zentrierten Kugel, die im wesentlichen durch άΐΦ Mitte dar Einlaßöffnung hindurchgeht.

Urinal? diesen Bedingungen ist gefunden worden, cia3-■;=s gleichfalls erforderlieh ist, Einrichmiiif·---· ;·.·.««;_: getrennten Rs/seln der betreffenden ZufrJir.-n«³.¹ . -c beiden

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Ströme vorzusehen, Vielehe die Verbrennungskammer versorgen, um ein richtiges Arbeiten des Motors bei dessen verschiedenen AnwendunjBbedingungen gewährleisten zu können. Es erseheint, daß diese Ergebnisse durch die Tatsache erklärt werden können, daß, indem der Endleitung, welche die Versorgung mit dem armen Gemisch oder mit reiner Luft verwirklicht, mit Bezug auf den Querschnitt der Einlaßöffnung des reicheren Gemisches ein genügend verkleinerter Querschnitt gegeben wird, eine Zufuhrgeschwindigkeit des armen Gemisches erhalten wird, die erheblich höher als die des reichen Gemisches ist, welche in Kombination mit der dieser Endleitung gegebenen Orientierung dazu führt, daß das arme Gemisch in eine Zone des Verbrennungsraumes geführt wird, die von den Elektroden der Zündkerze ausreichend weit entfernt ist, so daß trotz fehlender körperlicher Trennung in der Verbrennungskammer der lokale Kraftstoffgehalt nahe der Zündkerze bis zum Zeitpunkt der Zündung höher bleibt als der mittlere Kraftstoffgehalt.

Die dem armen Gemisch mit Bezug auf das reiche Gemisch erteilte relative Geschwindigkeit und die relativen Abmessungen gemäß der Erfindung führen zu einer Er höhung der Turbulenz des gasförmigen Gemisohs in einer Zone des Verbrennungsraumes, die von den Elektroden der Zündkerze genügend entfernt liegt, so daß diese Erhöhung der Turbulenz für eine gute Entzündung nicht nachteilig

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ist und eine Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit gewährleistet.

Das arme Gemisch, das einen Kraftstoffgehalt zwischen 0 und 0,75 aufweist und die Verbrennungskammer versorgt, ist vorzugsweise reine Luft (Kraftstoffgehalt 0), und zwar aus Gründen der Einfachheit der Ausführung, ohne daß die Erfindung jedoch auf diese vorteilhafte Ausführungsform beschränkt ist.

Die relativen Abmessungen der Einlaßöffnung des armen Gemisches bzw. der reinen Luft in Kombination mit ihrer Orientierung gegeiwm denjenigen Teil des Verbrennungsraumes außerhalb der zwischen den Elektroden der Zündkerze zentrierten Kugel, die durch die Mitte der
Einlaßöffnung hindurchgeht bzw. verläuft, bieten den
Vorteil, daß in der Verbrennungskammer gleichzeitig ein heterogenes Gemisch und eine Erhöhung der Turbulenz des gasförmigen Gemisches erhalten werden.

Die Verbindung dieser beiden Wirkungen ermöglicht im Verhältnis zu klassischen Versorgungsverfahren mittels eines einzigen gasförmigen Stromes eine Herabsetzung des mittleren Grenzkraftstoffgehalts der Arbeitsfähigkeit, iind für einen bestimmten Kraftstoffgehalt
eine Vergrößerung der Verbrennungsgeschwindigkeit, wobei diese Vergrößerung insbesondere bei Teillast zu
einer Verringerung des Viertes der optimalen Vorzündung und zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades führt.

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Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die Versorgung mit armem und reicherem Gemisch mittels Leitungen erfolgt, die durch öffnen desselben Ventils gleichzeitig mit der Verbrennungskammer in Verbindung gebracht werden. In der Praxis kann als Leitung zur Zufuhr des reicheren Gemisches die gewöhnliche Einlaßleitung des Motors verwendet werdep, und in dieser kann eine Leitung mit verkleinertem Querschnitt zur Zufuhr des armen Gemisches vorgesehen sein, die derart orientiert ist, daß das arme Gemisch in der Nähe der Zündkei'ze nicht vorhanden ist.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus üer nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Er- :' indung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert

Pig, 1 und la sind Schnittansichten einer ersten

Ausführungsform einer Einlaßvorrichtung ger.äß der Erfindung, in denen das Einlaßventil in geschlossener bzw. offener Stellung wiedergegeben ist.
' _g. 2 nd J sind schematische Ansichten von Ein—

lchtungen, mit denen die beidsn gasförmigen emische zur Versorgung einer Verbrenmmgsammer eines Motors mit Fremdzündung unter -en Bedingungen gemäß der Erfindung sr.balen werden können.

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Pig. 4 und 4a sind Ansichten, in denen eine Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 1 und la dargestellt ist, bei einem Motor mit vier Zylindern erläutert ist. Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer zweiten, noch verbesserten Ausführungsform der Einlaßvorrichtung, die vorteilhaft bei einem Motor mit mehreren Zylindern verwendet werden kann. Fig. 6 ist eine Ansicht, bei welcher die Klappen zur Regelung der Zufuhr der beiden Ströme auf einer gemeinsamen Achse parallel zueinander angeordnet sind.
Fig.6a ist eine Draufsicht der Ausführung gemäß

Fig. 6.

Fig. 7 ist eine Ansicht einer Einrichtung, die mit Hilfe eines Nockens das Verhältnis zwischen dem Schließverlauf der beiden Klappen einzustellen ermöglicht.

In den verschiedenen Figuren sind für entsprechende Teile ähnliche Bezeichnungen verwendet.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung ist außerordentlich einfach und kann bequem an eine Verbrennungskammer eines klassischen Motors mit Fremdzündung angepaßt r-Tden.

In Fig. 1 ist eine solche Verbrennungskammer 1 im Schnitt teilweise dargestellt, der in einer Ebene liegt,

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die durch die Achse der Zündkerze und die des Einlaßventils verläuft. Die Verbrennungskammer 1 befindet sich zwischen dem Kolben 2, der sich in dem Zylinder J5 bewegt, und dem Zylinderkopf 4.

Die Zündkerze ist mit 5 und die Elektroden der Zündkerze sind mit 6 bezeichnet.

Das Einlaßventil weist einen Schaft 7» der in einer Ventilführung 8 gleiten kann, und einen Ventilkopf 9 auf, der in der Schließstellung (Pig. I) durch eine Feder 10 dicht gegen den Ventilsitz 11 gedrückt ist, der rund um die Einlaßöffnung 47 (Pig. la) gebildet ist, in welcher eine Einlaßleitung 12 in die Verbrennungskammer 1 mündet.

Das öffnen und das Schließen des Einlaßventils ist durch übliche, nicht dargestellte Mittel gesteuert.

Das Auslaßventil der Verbrennungskammer 1 ist von üblicher Ausführung und ist nicht dargestellt. Bs nimmt beispielsweise eine zu denEinlaßventil symmetrische Stellung ein, und zwar mit Bezug auf eine zu diesem senkrechte Ebene, die durch die Achse der Zündkerze 5 verläuft«,

Der Motor weist eine zweite Einlaßleitung 15 auf, die mit einer Endleitung 14 in Verbindung steht, die in der Leitung 12 angeordnet ist. Das Ende der Leitung 14, die nahe des Ventilkopfes 9 auf dessen Innenfläche mündet, ist derart angeordnet, daß bei offener Stellung des Ventils (Fig. la) in die Kammer 1 ein erster Gastrom durch

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die Leitung 12 und ein zweiter Gasstrom durch die Leitung 13 hindurch eingelassen wird, wobei wenigstens ein Teil der Strömung in die Verbrennungskammer 1 des ersten Stromes (Pfeil mit ausgezogener Linie in Fig. la) zwischen die Elektroden 6 und die Strömung des zweiten Gasstromes (Pfeil mit unterbrochener Linie in Fig. la) gelangt.

Die Endleitung 14 ist weiterhin derart ausgerichtet, daß die Einlaßrichtung des zweiten Gasstromes von der Endleitung 14 in die Kammer 1 das Bestreben hat, den Gasstrom von den Elektroden 6 zu entfernen.

Genau ausgedrückt, ist die Endleitung 14 in Richtung auf den Teil des Verbrennungsraumes außerhalb einer Kugel gerichtet, die um die Zündstelle der Zündkerze 5 (zwischen den Elektroden 6) zentriert ist und im wesentlichen durch die Mitte der Einlaßöffnung 47 verläuft, gegen welche sich der Ventilkopf 9 legt (der Umriß dieser Kugel ist in Fig. la durch eine gestrichelte Linie angedeutet).

Gemäß der Erfiniung weist weiterhin die Öffnung, mit welcher die Endleitung 14 in die Verbrennungskammer 1 mündet, einen Querschnitt auf, der kleiner als ein Drittel des Querschnittes S der Einlaßöffnung 47 (Fig. l) und vorzugsweise kleiner als S/5 ist. Dieser Querschnitt kann insbesondere nahe von S/10 liegen. Versuche haben gezeigt, daß, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, der Motor richtig arbeiten kann mit einem mittleren Kraft-

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stoffgehalt in der Verbrennungskammer 1, der beträchtlich niedriger ist, als wenn die Verbrennungskammer auf übliche Art mit einem einzigen homogenen Strom unter denselben Anwendungsbedingungen versorgt wird.

Dadurch wird eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und eine Verringerung des Gehalts des Auspuffgases an schädlichen und verbrannten Anteilen erhalten.

Die Leitung 12 und die Leitung 13 werden mit Luft-Kraftstoffgemischen mit betreffendem Kraftstoffgehalt versorgt, der für die Leitung 12 zwischen 0,75 und 1,7 (reicheres Gemisch) und für die Leitung 13 zwischen 0,75 und 0 (armes Gemisch oder Luft) liegt.

Die beiden Gemische werden während der Ansaugphase in die Kammer gleichzeitig eingelassen, wenn das Einlaßventil offen ist (Pig. la). Die Leitungen 12 und 13 weisen getrennte Einrichtungen zum Regeln der Zufuhr der beiden Gemische auf, die beispielsweise Klappen aufweisen.

Die betreffenden Zufuhrmengen an reicherem und armem Gemisch sind derart, daß der mittlere Kraftstoffgehalt des nicht-homogenen Gasgemisches, das in die Kammer 1 eingelassen wird, höchstens 1,1 und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,1 liegt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere wegen der einfachen Ausführung der die Leitung speisende arme Strom aus reiner Luft bestehen.

In den Fig. 2 unä 3 sind schematisch Einrichtungen

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dargestellt, mit denen die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten beiden Gasströme erhalten werden können zur Versorgung einer Verbrennungskammer eines Motors mit Fremdzündung durch Zwischenschaltung einer Einlaßvorrichtung, wie sie in den Pig. I und la dargestellt ist, oder mittels einer nachstehend mit Bezug auf Fig. zu beschreibenden Vorrichtung.

Diese Einrichtungen können beispielsweise übliche Vergaser verwenden.

Die Einrichtung gemäß Fig. 2 weist zwei Rohre 15 und 16 auf, mittels welchen Luft eingelassen wird, die durch einen Filter hindurchgeströmt ist (nicht dargestellt und stromauf dieser· Leitungen angeordnet).

Das Höh? 15 ist mit der Leitung 12 einer Einlaßvorrichtung ver-bürden, wie sie in am: Fig. 1 und la wiedergegeben 1st (Einlaßleitung für das reichere Gemisch), unl das Rohr 16 ist durch die.Einlaßleitung 13 für das arme Gemisch verlängert.

In dem Rolir 15 ist eine Düse bzw* ein Mischrohr 17 angeordnet, in dessen Hals das Ansaugen des Kraftstoffs /bier Benzin) durch öffnungen 18 eines üblichen Verga-ΐ'ώΓώ 19 erfolgt, der ein Gehäuse 20 aufweist, in das der Kraftstoff durch eine Leitung 21 hindurch eingelassen -IMj wobei der Einlaß in das Gehäuse 20 durch einen Ma-IeI 23 zugeordneten Schwimmer 22 geregelt wird.

■ ■■<:.- 7 .gaser 19 ist bei diesem Ausführungebeispiel

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mit einer eingetauchten Düse 24 versehen.. Eine öffnung des Vergasers 19 ist mit der Atmosphäre oder einem der Rohre 15 oder 16 verbunden.

Eine öffnung 26 über den öffnungen 18 öffnet sich in das Rohr 15 oder kann direkt mit der Atmosphäre In Verbind ir-c stehen.

Die Regelung der durch die Leitung Ij5 eingelassenen Luftmenge und des durch die Leitung 12 eingelassenen gasförmigen Luft-Kraftstoffgemisches erfolgt durch Betätigung der Flügel oder Klappen 28 bzw. 27.

Für eine ausreichende öffnung der Klappe 28 wird die einzulassende Menge des armen Gemisches durch den minimalen Querschnitt stromab dieser Klappe 20 bestimmt. Die öffnung der Klappen 27, 28 kann beispielsweise durch ein übliches Hebelsystem derart synchronisiert werden, daß die durch die Klappen 27 und 28 freigegebenen öffnungen in einem im wesentlichen gleichbleibenden Verhältnis verbleiben und eine Anpassung an Änderungen der Belastung erfolgt dadurch, daß die öffnung dieser Klappen 27 und 28 geändert wird und gegebenenfalls durch übliche Mittel der Kraftstoffgehalt des durch die Leitung 12 einströmenden Gemisches geändert wird.

Auf diese Welse bleiben die Verhältnisse der Zufuhrmengen für die geringen öffr vigen dieser Klappen 27 und 28 im wesentlichen konstant.

Eine andere Einrichtung, die das Aufrechterhalten

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<$mzs Κ-λ',:ϊ-<·?3ιΡζϊι V&liältüissei:- swlsijhen den öffnungen 'Icy:- Klapp-η 27₃ Z^}:> v:r---:.t*sliohr_v 1st :?.n Pig, 6 beispielsweise dwgfei^ir¹;,

*>«!iÄli ciioöör Ki/örlohtung s3?r^; die beiden Klappen i;".:d '"c> OcwfilliC- ^LLf sjj.i und ei·:-r^!.?elDen Achse 'S angeord-Lei-j was EiiiOlge der Tatsache* uaB der Durchmesser der liFit-rrug 1; in Ec^e ciöi- Klap;>ü '"8 großer als der Dureiwe s- -J.-3V der Ήϊΐα1®ϊ/Γ-~.ι\ί-· '-'- >je'^-u^:' l:-ri^ -Ia^ Xqi;.I-f »,lent einer 'TolU.etäiidigon Öffnung der Klapp.-. :j^v: verwirklichen gestattet, wenn -der Durch'Urlttsquerschnitt, den si 2 beläßt, cröiSer als derjenige üer End 1 -■' >αng 14 ist.

PIg₉ 6a IMt cd:·!⁸' ^r-Mu₁ULUh₁ cliesei¹ duroa die beiden Klappen £7 und. 28 ^ez'laiif enden Achse 38,,

Die Leitung 13 zum Einlassen des armen Gemisches bzw. der Luft verlängert sich stromab der Klappe 28 in einem Teil mit kleinerem Innendurchmesser, der in die Endleitung 14 mündet,

In dem Fall, in welchem zur Versorgung der Leitung 13 reine Luft und die Sinrichtung gemäß Pig. 6 zum Koppeln der Klappen 27 und 28 verwendet werden, ist gefunden worden, daß es vorteilhaft ist, den Querschnitt der Leitung 12 in Höhe der Klappe 27 größer als den Querschnitt der Leitung 13 in Höhe der Klappe 28 zu wählen.

Gemäß einem anderen AusfUhrungsbeispiel kann die Klappe 28 in einer Stellung entsprechend vollständiger öffnung für beträchtliche Änderungen des bei einer be-

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stimmten Drehzahl von dem Motor abgegebenen Drehmoments aufrechterhalten werden, indem diese Drehmomentänderungen durch Betätigung der Klappe 27 und gegebenenfalls durch Zwischenschaltung zusätzlicher Einrichtungen, die nicht dargestellt sind, zur Regelung des Kraftstoffgehalts des in der Leitung 12 strömenden Gemisches hervorgerufen werden.

Für die sehr niedrigen Drehmomente kann eine Einrichtung vorgesehen werden, die das Schließen der Klappe 28 nach einem bestimmten Verlauf gewährleistet. Es kann gleichfalls die Stellung der Klappe 28 in Punktion des Unterdrucks, der in der einen oder der anderen der Leitungen 12 und IJ herrscht, oder in Funktion des Unterdrucks in dem Hals des Mischrohres 17 geregelt werden.

In Fig. 7 ist eine EixvM.chi-μιτ einer Art dargestellt, die es ermöglicht, mit Hilfe eiaat· 'v -?kf:>v: "■' r; Verhältnis zwischen den Schließverläufen er beiden Klappen 27, 28 hervorzurufen derart, daß die Klappe 28 in der Leitung für das arme Gemisch vorher weit offen ist, selbst wenn die Klappe 27 ihre vollständig offene Stellung nicht erreich-,

Der N ci:eri ΖΘ und die Klappe 27 werden durch Wirkung des Gaspedals gleichzeitig um die gleiche Achse gedreht.

Ein Arm 41 ist mit der Achse der Klappe 28 verbunden, welche ihn in Drehung versetzt, und ein Anschlag ode? eine Rolle 42, die -von dem Arm 41 getragen ist, wird durch

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eine Feder 43 in Berührung mJJbdem Nocken 39 gehalten, die das Bestreben hat, die Klappe 28 in die Schließstellung zu bewegen.

Eine weitere Feder 44 wirkt auf den Nocken 39 ein, um die Klappe 27 in ihre Schließstellung zu ziehen.

Das Profil 40 des Nockens 39 ist in Funktion derjsnigen Verhältnisse des Durchtrittsquerschnitts in den beiden Leitungen 12, 13 gewählt, die den Anwendungsbedingungen am besten angepaßt sind.

Anschläge 45 und 46 begrenzen die Drehung des Nokkens 39· Der Ansohlag 45 hat eine regelbare Stellung, um die Regelung der geringsten Zufuhrmengen in den beiden Leitungen 12 und 13 zu ermöglichen, die dem Arbeiten bei Leerlauf entspricht.

Die in Fig. 3 wiedergegebene Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung gemäß Fig. 2 dadurch, daß der Vergaser 19 weiterhin eine Mischung von durch die Leitung 16 eingelassenerLuft mit Kraftstoff ermöglicht (Ansaugen des Kraftstoffs an öffnungen 29, die in dem Hals einer Düse bzw. eines Mischrohres 30 angeordnet sind).

Eine Tauchdüse 31 ist vorgesehen, die der Düse 24 ähnlich ist. Es ist ersichtlich, daß in den vorstehend beispielsweise beschriebenen Vergasungseinrichtungen die sie bildenden üblichen Elemente durch andere bekannte Elemente ersetzt werden können, welche die gleiche Funktion

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.ausüben (beispielsweisekann der Vergaser I9 durch Einspritzorgane ersetzt werden).

Eine Anwendung einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 1 und la wiedergegeben ist, bei einem Vierzylindermotor ist in den Fig. 4 und 4a dargestellt.

FI "' s.it eine Schnittansicht eines solchen Motors, wcbei der Schnitt durdieine Ebene verläuft, welche die Achsen der Einlaßventile Sa., Sa₂, Sa^, Sa^. und die Achsen der Auslaßventile Se^ Se_o» Se.,, Se₂, entr^U"-, Fii.;. 4a lot eine Unteransich'; des gle i<,:\\.-:\ '■■!.> tors.

Das reichere Gemisch,, das beispielsweise p,k-· Λρτ ie.;.* iXjig 12 einer Verachtung kommt;, wie sit. in V..._. ^ oder in Fig. J> wiedergegeben ist, wird durch ;··--.ν....₆ρ^ 12a una 12b in die Zylinder eingelassen, von zv-sf.t,r- .'.H^ Leitung 12a in die beiden in Fig, 4 links ^"η.ί.τ^ί, Zylinder durch öffnungen, die durch die Ventile Sa. und Sa,^ gesteuert werden, und von denen die Leitung 12b :'r. ^r' '*; beiden in dieser Figur rechts gezeigten Zylinder durch öffnungen mündet, die durch die Ventile Sa₅ und Sa^ gesteuert werden.

Das ärmere Gemisch, das Luft sein kann, wird durch eine Leitung 1;5 eingelassen, deren Zweigleitungen l;5a und 13b die Zylindergruppe links und die Zylindergruppe rechts versorgen. Die Endleitung 1* jeder deybeiden Leitungen, die jede dieser Abzweigleitungen verlängert, mündet nahe des Kopfes eines Einlaßventils, beispielsweise Sa₁, an dec

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Außenseite der Verbrennungskammer mit einer Ausrichtung mit Bezug auf die Zündkerze, die der ihr gemäß Pig. I gegebenen Ausrichtung ähnlich ist_s Die öteis©rii:-ig d'ia Offnens und des Sohließens der

Einl&ßvenfclia ναΛ άβτ Auslaßt mcile erfolgt durch n^cht dargestellte., üblicuio ^:^;.iü.»iobiungen auf bekennte v/eise, In .■■-'■;.,J-, ? :L-v l·^. --uex-V;, AuarilhriiiAgsfoelspiel der ΚΙηΛ^Γνα^Λ-ΐί-Ιιΐ-,;^.;, .-.-:■ i--A-ji-:te^--*u_. C\:j vor-;;?:il.iafi- aus teils :1-^?υ ;·Θ-; *λ--3π ^--_:._;;^:j, ,;: j 1-^'-O¹U -' ν·Γϊ.*ΐ "-:". Λ 1;·ί* el:;. ; Anv/endung

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Bei de? Vorrichtung gemäß Pig. 5 ist eine Leitung 32 in dem Schaft 7 des Einlaßventils in einer Richtung im wesentlichen parallel zu dessen Achse gebildet, und die Leitung 52 verlängert sich zu dem Kopf 9 des Ventils durch eine zweite Leitung 33, die über ein Knie

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mit der Leitung 32 verbunden ist.

Die Leitung 13 und die Leitungen 32 und 33 sind dazu bestimmt, den Strom des armen Gemisches in die Verbrennungskammer 1 einzulassen, wenn das Ventil sich in seiner offenen Stellung befindet, die in Pig. 5 durch unterbrochene Linien dargestellt ist, und die Leitung 33 hat eine Ausrichtung dawart, daß dieses Einlassen in einer Richtung erfolgt, in welcher ein Bestreben besteht, das arme Gemisch von den Elektroden 6 der Zündkerze 5 zu entfernen und beispielsweise gegen die Wand des Zylinders 3 (Pfeil mit unterbrochener Linie) zu richten, welche diesen Strom gegen den Kolben ablenkt.

Um die gewählte Ausrichtung für die Leitung 33 aufrechtzuerhalten und insbesondere zu verhindern, daß durch Drehung des Ventils um seine Achse während des Arbeits des Motors der aus der Leitung 33 austretendeStro m gegen die Elektroden 6 gerichtet wird, wird eine Einrichtung zum Blockieren der Ausrichtung des Ventils verwendet, die beispielsweise durch das Zusammenarbeiten einer Abflachung 34, die an dem Ventilschaft 7 gebildet ist, mit einem Vorsprung 35 gebildet ist, der mit der Ventilführung 8 verbunden ist.

Jedoch kann irgendeine andere Einrichtung zur Pestlegung bzw. Blockierung der Ausrichtung verwendet werden.

Hierdurch werden die Verschiebungen des Ventils auf

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Translationsbewegungen parallel zu seiner Achse begrenzt.

Die Leitung I3 zum Einlassen des armen Gemisches mündet in die Bohrung der Ventilführung 8 durch eine öffnung 36, und die innere Leitung 32 des Ventilschaftes 7 enthält eine öffnung 37 an einer Stelle, die derart gewählt ist, daß sie der öffnung 36 gegenüberliegt, wenn das Ventil sich in der offenen Stellung befindet, wodurch dann die Leitung IJ und die Leitungen 32 und 33 miteinander in Verbindung stehen und eine Strömung des armen Gemisches in Richtung gegen die Verbrennungskammer 1 ermöglicht ist, wobei diese Verbindung in da¹ dargestellten geschlossenen Stellung des Ventils unterbrochen ist, in welcher der Ventilkopf 9 sich gegen den Ventilsitz 11 legt.

In der geschlossenen Stellung des Ventils besteht keine Verbindung zwischen der Leitung Ij zur Zufuhr des armen Gemisches und der Leitung 12 zum Einlassen des reicheren Gemisches.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich. Insbesondere ist es möglich, die Leitung zum Einlassen des armen Gemisches oder der Luft mittels eines Kompressors mit einem geringenüberdruck zu speisen.

In dem Fall der in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform kann der Kompressor an das Rohr l6 stromab oder stromauf des Mischrohes 30 angeschlossen werden.

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Wenn ein solcher Kompressor verwendet wird, ^ die Menge der in die Verbrennungskammer durch die Einlaßleitung für das arme Gemisch in der offenen Stellung des Einlaßventils in die Verbrennungskammer 1 eingeführten Luft durch Regelung der Winkelstellung der Klappe 28 und durch Regelung der Arbeitsbedingungen des Kompressors geregelt werden.

Der Antrieb des Kompressors kann von dem Verbrennungs· motor oder von einem Hilfsmotor, beispielsweise einem Elektromotor erfolgen.

Ein Inbetriebsetzen des Kompressors kann für gewisse Belastungswerte, des Motors, beispielsweise für gewisse Stellungen der Klappen 27 und 28, gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verbrennungsmotor mit gesteuerter Zündung, mit wenigstens efciem Zylinder₅ der einen eine einzige Brennkammer aufweisenden Verbrennungsraum begrenzt, mit einer Einlaßöffnung, einem Einlaßventil, welches aufeinanderfolgend das öffnen und Schließen der Einlaßöffnung gewährleistet, einer ersten Leitung, die an der Einlaßöffnung in den Verbrennungsraum mündet, einer zweiten Zufuhrleitung mit einer Endleitung, wobei das Einlaßventil in seiner offenen Stellung zu Beginn der Ansaugphase die im wesentlichen gleichzeitige Verbindung des Verbrennungsraumes mit der ersten Leitung und mit der zweiten Leitung unter Zwischenschaltung der Endleitung allein gewährleistet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Versorgung der ersten Leitung (12) mit einem ersten Arbeitsmittel, das aus einem Luft-Kraftstoffgemisch mit einem Kraftstoffgehalt zwischen 0,75 und 1,70 besteht, eine Einrichtung zur Versorgung der zweiten Leitung (15) mit einem zweiten Arbeitsmittel, das aus Luft mit einem Kraftstoffgehalt zwischen 0 und 0,75 besteht, eine Einrichtung zur getrennten Regelung der Zufuhrmengen der beiden Arbeitsmittel für die beiden Leitungen, eine Einrichtung, mittels welcher in einer Zone des Verbrennungsraumes, die von den Elektroden (6) genügend entfernt ist, ein gasförmiges Gemisch gebildet wird, das einen Kraft-

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stoffgehalt hat, der niedriger als der mitifere Kraftstoff gehalt in dem verbleibenden Teil des Verbrennungsraumes (1) ist, wobei die zuletzt genannte Einrichtung gebildet ist durch Kombination einer Ausrichtung der Endleitung (14 bzw. 33) der zweiten Leitung (13) in Richtung gegen einen Teil des Verbrennungsrauines außerhalb einer um die Spitze der Elektroden (6) der Zündkerze (5) zentrierten und durch die Mitte der Einlaßöffnung (47 bzw. 11) verlaufenden Kugel mit einer relativen Abmessung der Einlaßöffnung des Motors und der Endleitung derart, daß der Querschnitt der Endleitung kleiner als ein Drittel des Querschnitts der Einlaßöffnung 1st.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diß das Verhältnis des Querschnitts der Endleitung (14 bzw. 33) zu dem Querschnitt der Einlaßöffnung (47 bzw. 11) kleiner als 1:5 ist.

3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnitts der Endleitung (14 bzw. 33) zu dem Querschnitt der Einlaßöffnung (47 bzw. 11) des Motors nahe 1:10 liegt.

4. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Kopplung der Einrichtungen zum Regeln der Zufuhrmengen der beiden Arbeitsmittel.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung eine Achse (38) aufweist, auf welcher zwei Klappen (27* 28) parallel angeordnet

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sind, welche die betreffenden Zufuhrmengen in den beiden Leitungen (12, 13) regeln, und daß der Durchmesser der zweiten Leitung (13) in der Höhe der Klappe (28), welche die Zufuhrmenge in dieser Leitung regelt, größer als der Durchmesser der Endleitung (14 bzw. 33) derLeitung (13) ist.

6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Arbeitsmittel aus reiner Luft besteht und der Querschnitt der ersten Leitung (12) in der Höhe ihrer Klappe (27) größer als der Querschnitt der zweiten Leitung (I3) in Höhe ihrer Klappe (28) ist.

7. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung der Zufuhrmenge in den beiden Leitungen (12, I3) zwei Klappen (27* 28), die In der ersten Leitung (12) bzw, in der zweiten Leitung (13) angeordnet sind und von denen die Klappe (27) der ersten Leitung (12) einem Nocken (39) zugeordnet ist, der auf der gleichen Achse wie die Klappe angeordnet ist, einen Arm (4l), der mit der Achse der Klappe (28) der zweiten Leitung (13) verbunden ist und einen Anschlag (42) aufweist, eine erste Feder. (44), die mit dem Nocken (39) zusammenarbeitet und das Bestreben hat, die Klappe (27) der ersten Leitung (12) in ihre Schließstellung zu bringen, eine zweite Feder (43), die mit dem Arm (41) zusammenarbeitet und dessen Anschlag (42) gegen den Nocken (39) drückt, und zwei weitere Anschläge (45, 46) aufweist, welche die

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Drehung des Nockens (39) begrenzen und von denen wenigstens einer (45) einstellbar ist.

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