DE1576320A1 - Gemischbildende,selbstzuendende Brennkraftmaschine mit einer Drossel in der Luftansaugleitung und einer Drossel im Gasauslass nach dem Gasauslassventil - Google Patents

Description

• Gemischbildende, selbstZlündende Brennkraftmaschine mit einer Drossel in der Luftansaugleitung und einer Drossel im Gasauslaß nach dem Gasauslaßventil Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischbildende, selbst zündende Brennkraftmaschine mit einer Drossel in der Luftansaugleitung und einer Drossel im Gasauslaß nach dem Gasauslaßventil, wobei beide Drosseln im Leerlauf ihre Drosselstellung einnehmen, die bei der Anlaßdrossel eine Schließstellung, bei der Einlaßdrossel eine Stellung im Bereich zwischen keiner Drosselung und Volldrosselung ist und wobei die Anlaßdrossel in ihrer Schließstellung eine Druck- und Temperaturerhöhung im Brennraum während des Leerlaufes der Brennkraftmaschine bewirkt.
• Es ist bekannt, daß sich bei einem im Leerlauf zu kalt laufenden Dieselmotor die Zusammensetzung der Abgase verschlechtert. Es hat sich nämlich gezeigt, daß beim Motorleerlauf die erzeugte Wärme nicht ausreicht, um die Brennraumwandtemperatur des rIotors so hoch zu halten, daß eine einwandfreie Verbrennung stattfindet. Um dem Rechnung zu tragen, ist es bekannt, durch teilweises Schließen einer Drosselklappe im Saugrohr eines derartigen PIotors den Luftüberschuß bei der Verbrennung zu verringern und dadurch die Temperatur zu erhöhen (deutsche Patentschriften 836 124 und 890 281). Diese Maßnahme ist insbesondere bei niederen Motordrehzahlen dadurch in ihrer Wirksamkeit begrenzt, daß durch den geringen Druck im Zylinder zu Beginn der Verdichtung das effektive Verdichtungsverhältnis herabgesetzt wird bzw. die spezifischen Kühlverluste infolge der geringeren Zylinderfüllung ansteigen. Außerdem ist es bekannt, durch ein entsprechend gesteuertes Aufstauen der Auspuffgase im Leerlauf die Innentemperatur zu erhöhen, da hierdurch erstens der Luftüberschuß fällt, zweitens die Temperatur des Zylinderinhaltes zu Beginn der Verdichtung infolge des erhöhten Restgasgehaltes erhcht wird und drittens die Ausschubarbeit steigt, so daß eine gröt"?ere Kraftstoffmenge zur Aufrechterhaltung des Motorleerlaufes verbrannt werden muß. Hierbei begrenzt die Schließkraft der Auslaßventilfedern den erreichbaren Staudruck, insbesondere, wenn aus Gründen eines geringeren baulichen Aufwandes mit dem gleichen Drosselorgan bei höheren Drehzahlen ein Motorbremsbetrieb erreicht werden soll. Im Motorbremsbetrieb, bei dem grundsätzlich keine Yraftstoffeinspritzung und damit Verbrennung stattfindet, ist zwar die Tempera-

  tur des Abgases und damit sein apezi.j'i.: rhe^ Volumen wesentlich

  geringer als im Leerlauf mit; Verbreni)inig, dafür. findet aber der

  Hotorbremsbetrieb nicht, bei der Dreli;.alil des unteren Leerlaufes,

  sondern im gesamten Arbeitsdrelizahlbereich des Motors statt.

  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist c: s nun, eine Vorrichtung

  Lii schaffen, bei der eine Unterkühlung beim Verbrennungsvorgang

  während des Leerlaufbetriebes iind damit eine schädliche Abgas-

  <usammensetzung vermieden wird, diese Wirkung jedoch nicht mir

  in den Grenzen erfol Cen kann, die 1#e1. den Verfahren der bekannten

  Vorrichtungen gesetzt sind.

  Zur Lösung der gestellten Auff-abe wird F;emül: der frfindunF; vorgei

  schlagen, dass die hinlaßdrossel 1,-ei einer Vi.ertal-tbrennliraj'i.Ifia-

  schine vor dem l:inlabventil angeordnet; i;-t: und zur Unterstüt,,ung

  der Ausl.aßdrossel_ im Leerlauf soweit- der C ange--

  nähert ist, dal:- gerade noch die z 1r-' Verbrerhnin g im Leerlauf er-

  forderliche Frischluft in die ü:rennkaamer @-el_arigt.

  DadLlrch, da:2 bei Lösung, A.n,aa@@cxros-,e.l.un; lind AI)Casdros selung

  Gleichzeitig wirhsar,_ "_nd Lind asfei_ria?i'3er a1.-Gestimmt werden pennen,

  wird in optimaler Weise eine Untert:;::=1---nr des Ves#1-#rennLUi.gsraiunes

  bei

  vermieden, es @'ine; auch i_1:: iseerl.a;:?'#et=ri_e1eine `verbrennun-

  o@ @@imalen, d.h. ?:@l_en Temperaturen statt, äie VerbrennLUi.r, ist voll-

  d--'.e : ararmenset:--,.inE- der A'c.,il°ase sehr, günstiC, d.h. der

  Ii?@t:eil an unverbr as-ir --en 13es -#-andteiler i.:, gering.

  Nach der britischen Patentschrift 530 000, Fig. 1-5 ist ,...
• e eine selbstzündende Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine Luftdrossel R 1 vom Luftanlaß und eine Gasauslaßdrossel M vorgesehen sind und wobei beide Drosseln im Leerlauf der Brennkraftmaschine sich in der Drosselstellung befinden. Bei dem Gegenstand nach der britischen Patentschrift handelt es sich um eine Zweitaktmaschine, bei dem nach der.vorliegenden Erfindung jedoch um eine Viertaktmaschiene. Aus der britischen Patentschrift folgt, daß sich die Temperatur und der Druck im Zylinder A durch Schließen der Auslaßdrossel M bei geschlössenen Einlaßöffnungen A2 im Leerlauf erhöhen. Wenn gleichzeitig die Einlaßdrossel 21 in ihre Drosselstellung gebracht wird, so geschieht das aber nicht, um.* Druck und Temperatur im Zylinder weiter zu erhöhen. Mit dem Schwenken der Einlaßdrossel R1 in die Drosselstellung soll im Leerlauf lediglich erreicht werden, daß durch Druckabsenken hinter der Drossel R'1 im Ansaugrohr K2 durch bekannte Mittel die Regelstange L2 der Einspritzpumpe L auf die Leerlaufstellung, d.h. auf. geringe Einspritzmenge eingeregelt wird.
• Die Einlalsdrossel R'1 und die durch diese Drossel zu verursachende Druckabsenkung im Lufteinlaß K2, K3 ist gleichsam ein Äquivalent für das Gestänge S3 der Fig. 6 der britischen Patentschrift. In dieser Patentschrift wird der für eine Zweitaktmaschine ein Lösungsweg beschrieben, mit der Drossel R1 nur die Brennstoffpumpe L zu regeln und nicht, mit dieser Drossel den Druck und die Temperatur .im Zylinder 'zu erhöhen, wie dies durch die hier vorliegende Erfindung für eine Viertaktmaschine erreicht werden kann.
• Bei Zweitaktmaschinen dürfen mit Rücksicht auf eine befriedigende Spülung des Zylinders nicht nur-die Einlaßöffnungen A2 relativ spät zum Zylinder A geschlossen werden, sondern es muß in der bis zum Schließen der Öffnungen A2 zur Verfügung stehenden Zeit möglichst viel Frischluft in den Zylinder A gebracht werden. Das bedeutet aber, daß jede Luftdrosselung im Lufteinlaß von Haus aus unerwünscht ist, weswegen auch bei der zweiten, der verbesserten Lösung der britischen Patentschrift 530 000 auf die Einlaßdrossel R1 verzichtet wurde.
• Daraus folgt jedoch, daß, wenn schon eine Einlaßdrossel zur Regelung der -Einspritzpumpe verwendet wird, die Drosselung nur oben gerade so groß gemacht wird, daß sie zur Pumpenregelung ausreicht. Es darf als bekannt unterstellt werden, daß insbesondere moderne Geräte schon mit außerordentlich geringen Druckdifferenzen auskommen. Die hierzu erforderliche Drosselung im Lufteinlaß wird auf jeden Fall so klein sein - es müssen ja gemäß den obigen Darlegungen wegen des hohen Luftbedarfs geringe Drosselungen angestrebt werden, - daß diese Drosselung ohne praktischen Einfluß auf die Temperatur und auf den Druck bleibt.
• Ganz anders liegen die Verhältnisse beim Viertaktmotor. Hier finden nicht nur Anlaßventile, sondern an der Stelle der Schlitzsteuerung auch Einlaßventile Anwendung. Bei dieser Lösung kann wegen der Einlaßventile und des wesentlich geringeren Luftbedarfes die Einlaßdrossel bis auf den kleindimensionierten Bypass praktisch geschlossen werden und es ergibt sich beim Schließen der Drossel ein spürbarer Effekt bezüglich Temperatur- und Druckerhöhung im Leerlauf.
• Der Gegenstand der vorliegenden .Erfindung unterscheidet sich demnach grundlegend von der Vorrichtung nach der britischen Patentschrift 530 000.
• In der Zeitschrift "Auto, Motor und Sport", 1953, Seite 834 ist eine Regelung der Einspritzpumpe offenbart, die der oben besprochenen Regelung nach der britischen Patentschrift 530 000, Fig. 1-5 entspricht. Es zeigt auch diese Literaturstelle, da.3 es nicht ausreicht, den Unterschied zwischen dem Gegenstand vorliegender Erfindung und der britischen Patentschrift 530 000 in Viertaktmotor einerseits und im Zweitaktmotor andererseits zu sehen, sondern daß es erforderlich ist, zu beachten, daB zu beiden Fällen die Ansaugdrosseln verschiedene Aufgaben haben und entsprechend diesen verschiedenen Aufgaben verschieden wirken und betätigt werden.
• In der britischen Patentschrift 869 207 wird vorgeschlagen, die Drossel L5 als Zweiweghahn ausziibi..Lden, der die Frischluft entweder über den Kanal 22 oder überjden Wärmetauscher 26 in den Motorzylinder strömen läßt. Schließlich ist bekannt, im Ansaugsystem eine Ansaugklappe vorzusehen und diese Klappe mit der Auspuffklappe zu koppeln, so daß beide Klappen gleichzeitig und gleichsinnig betätigt werden (deutsche IFatentschrift 1 174 108). Diese Maßnahme dient aber zur Verringerung der Geräusche beim Motorbremsbetrieb. Da beim Motorbremsbetrieb kein Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingebracht wird, wird die Anwendung dieser Haßnahme zur Abgasverbesserung im Leerlaufbetrieb, d.h. bei in den Brennraum eingebrachtem Kraftstoff nicht als nahehegend angesehen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nächfolgend beschrieben.
• Im Zylinder 'I ist der Kolben 2 in üblicher Weise beweglich, der Brennraum 3 ist in bekannter Weise im Kolben 2 angeordnet und von der Brennraumwand 4 umgrenzt. Die für den Verbrennungsvorgang erforderliche Frischluft gelangt durch das Einlaßventil 5 in den Zylinder 1, während das Abgas nach der Verbrennung durch das Auslaßventil 6 ausgeschoben wird. Die Kraftstoffzufuhr erfolgt über die Einspritzdüsen 7 entsprechend den Kraftstoffstrahlen B. In der AuslaBleitung 9,ist eine drehbare Klappe 10 angeordnet. Die Drehbewegung der Klappe 10 erfolgt tun die Achse 11. In der Auslaßklappe 10 sind Entlastungsbohrungen 12 angeordnet (Fig.2). Das Schwenken der Auslaßklappe 10 erfolgt mit dem Verstellhebel 13. Die erfindungsgemäß vorgesehene Luftansaugklappe 14 ist um die Achse 15 mit dem Stellhebel 16 verschwenkbar. Bei geschlossener Ansaugklappe 14 gelangt die für den Leerlaufbetrieb erforderliche .Verbrennungsluft durch die Bypassleitung 17 von dem vor der Arisaug-

  klappe 14 liegenden Teil in. den hinter der Insaugklappe 14 liegen- ,

  den Teil der Frischluftansaugleitung 18. Durch geeignete Koppelung .

  ist gewährleistet' daß sich die Ansaugklappe 14 und die Ausla8-

  klappe 10 um gleiche Beträge und in gleicher Richtung bewegen. Im

  Zeerlaufbetrieb sind die Klappen 10, 14 geschlossen, so daB die

  Frischluft lediglich noch. durch die B7pasileitung 1? in den Zylinder

  1 gelangt und. die motorischen ,Abgase durch die Bohrungen 12 abge-

  leitet werden kÖnnen.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r u c h Gemischbildende, selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Drossel in der Luftansaugleitung und einer Drossel im Gasauslaß nach dem Gasauslaßventil, wobei beide Drosseln im Leerlauf der Brennkraftmaschine ihre Drosselstellung einnehmen, die bei der Auslaßdroasel eine Schließstellung, bei der Ein--laßärossel eine Stellung im Bereich zwischen keiner Drosselung und Volldrosselung ist und wobei die Auslaßdrossel in ihrer Schließstellung eine Druck- und Temperaturerhöhung im Brennraum während des Leerlaufes der Brennkraftmaschine bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßdrossel (14) bei einer Viertaktbrennkraftmaschine vor dem Einlaßventil (5) angeordnet ist und zur Unterstützung der Auslaßdrossel (10) im Leerlauf soweit der Schließstellung angenähert ist, daß gerade auch die zur Verbrennung im Leerlauf erforderliche Frischluft in die Brennkammer gelangt: