DE1962114A1

DE1962114A1 - Verbrennungskraftmaschine mit zusaetzlichem Lufteinlassventil

Info

Publication number: DE1962114A1
Application number: DE19691962114
Authority: DE
Inventors: Reinhard Gospodar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: JPS494081B1; US3814065A

Description

VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft

- 1 0.12

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Unser Zeichen: K 852
1728-Hu/-

Beschreibung

Verbrennungskraftmaschine mit zusatz= lichem Lufteinlassventil.

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, die in bekannter Weise zumindest eine eine Brennkammer bildende Zylinder-Kolben-Anordnung enthält mit einem der Brennkammer zugeordneten Einlassventil für das Kraftstoffgemisch und einem Auslaßventil für die Ab= gase sowie einer Steuerung für diese Ventile. Die Er= findung bezieht sich sowohl auf Verbrennungskraftmaschi= nen mit Hubkolben als auch auf solche mit Rotations= kolben.

Die §rfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammer außerdem ein mit einem Drucklufterzeuger in Verbindung stehendes Lufteinlaßventil (das auch als Schieber ausgebildet sein kann) mit einer derart ausgelegten Steuerung zugeordnet ist, daß es nur während der zumindest ungefähr durch den Zündzeitpunkt und das Ende des Arbeitshubes begrenzten Zeitspanne zeitweise oder dauernd Druckluft in die Brennkammer gelangen läßt.

Die erfindungsgemäße zusätzliche Luftzufuhr zu bestimm= ten Zeitabschnitten hat insbesondere im Rahmen der Lösung der Aufgabe Bedeutung, den Kohlenoxyd- und Stickstoff= oxyd-Anteil im Abgas zu verringern. Bekanntlich ist die ίί ti ckojcyd—Bildung dann besonders niedrig, wenn die Ver= brennungstemperaturen. in der Brennkammer niedrig liegen und LuftzahLen zwischen O₁U und 0,85 eingehalten sind; besonder« günstig verhalten sich außerdem in dieser Hinsicht Maschinen, bei danon das Durchbrennen relativ apät und möglichst schlagartig ürfolgt,

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Alle diese für den Umfang der Stickoxyd-Bildung ver= antwortlichen Größen werden erfindungsgemäß dadurch im die Stickoxyd-Bildung niedrig haltenden Sinne beeinflußt, daß in der Nähe des Zündzeitpunktes, also gegebenenfalls auch kurz vor diesem (um die Zeit des Mischvorganges zu kompensieren), oder auch erst während des Arbeitstaktes der Maschine über ein zusätzliches Ventil Zusatzluft in die Brennkammer eingeblasen wird. Hierdurch wird die Verbrennungstemperatur abgesenkt, die Verbrennung des=; Jenigen Kraftstoffanteils ermöglicht, für den im ur= sprünglichen Kraftstoff-Luft-Gemisch kein Sauerstoff vorhanden war, und durch geeignete Mahl des Zeitpunktes des Öffnens dieses Lufteinlaßventils sowie der Menge der eingeblasenen Luft läßt sich das Brenngesetz im günstigen Sinne beeinflussen.

Außer durch die Wahl von Zeitpunkt des Einblasens und Menge der eingeblasenen Luft kann auch die Einblas= richtung von Bedeutung für diese letztgenannte Wirkung sein.

Man kann auch daran interessiert sein, die Einblas= richtung so zu wählen, daß eine gute Vermischung mit dem im Zylinder bereits enthaltenen Kraftstoff-Luft-Gemisch vermieden wird und stattdessen eine Schicht= ladung erzielt wird. Beispielsweise kann man erreichen, daß das Gemisch im Bereich der Zündkerze fetter ist als in den von der Kerze entfernten Bereichen der Brenn= kammer.

Die Erfindung läßt sich mit Vorteil aber auch zur Lo= sung anderer Aufgaben anwenden, beispielsweise zur Er= höhung der Motorleistung infolge Erhöhung des Lade= gewichtes.

Weiterhin bietet die Erfindung die vorteilhafte Mög= lichkeib, die Verdichtung anzuheben, da das zunächst sehr fetbe zugeführte Gemisch klopffest ist.

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Man muß dafür sorgen, daß der Druck, mit dem die Luft aus dem Iiufteinlaßventil in die Brennkammer einströmt, höher ist als der in der Brennkammer herrschende Druck. Bei der bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung strömt die Druckluft mit einem Druck in die Brennkam= mer ein, der höher als der in dieser während des Ein= strömens der Druckluft auftretende Verbrennungsdruck ist. Dabei kann es sich auch um den Verbrenhungs-Höchstdruck handeln. Es kann zweckmäßig sein, das Luft= einlaßventil nicht unmittelbar mit einem Druckluft= erzeuger zu verbinden, sondern einen Druckluftbehälter dazwischen zu schalten, in dem beispielsweise ein Druck von 55-65 atü herrscht. Eine Steuerung des züge= führten Luftvolumens läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß jeweils ein Druckluftbehälter vorgege= benen Volumens in die Brennkammer entleert wird, dessen Verbindung mit einem Kompressor oder einem Speicher= behälter während dieser Zeit unterbrochen wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Steuerungen für Einlaß-, Auslaß- und Luft= einlaßventil in der Weise zusammengefaßt sind, daß jedem Ventil eine auf einer gemeinsamen Welle sitzende Nockenscheibe zugeordnet ist. Hierdurch wird sicherge= stellt, daß die Betätigung des Lufteinlaßventils in strengem Synchronismus mit der Betriebsweise der Ma= schine erfolgt.

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen ein Ausführungs= beispiel der Erfindung für den Fall, daß eine Maschine mit Hubkolben vorliegt. Wiedergegeben ist von der Ma= schine nur ein Zylinder mit einem Kolben, und zwar in Figur 1 in einem senkrechten Schnitt und in Figur 2 in Aufsicht.

Der Zylinder 1 bildet mit dem in ihm geführten Hubkol= ben 2 die Brennkammer 3* der das Gemisch-Einlaßventil 4 und das Auslaßventil 5 für die Abgase zugeordnet sind. Diese Ventile sind im Zylinderdeckel angeordnet, der,

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wie Figur 2 erkennen läßt, noch die Zündkerze 6 trägt.

Erfindungsgemäß ist der Brennkammer 3 ferner das zu= sätzliche Luftexnlaßventil 7 zugeordnet, das, wie auch die Ventile M- und 5» einen an sich bekannten Aufbau besitzen kann und daher im einzelnen nicht dargestellt ist.

Das Lufteinlaßventil 7 steht direkt mit dem Druckluft= behälter 8 in Verbindung, der als Speicher für tfon dem Kompressor 9 gelieferte, unter einem Druck von bei= spielsweise 55-65 atü stehende Druckluft dient.

Das Luftexnlaßventil 7 wird so betätigt, daß es nur während ausgewählter Zeitpunkte, die etwa zwischen " dem Zündzeitpunkt und dem Ende des Arbeitshubes der Maschine liegen, geöffnet ist und den Luftzutritt zur Brennkammer 3 ermöglicht. Die entsprechende Steu= erung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine mit der Steuerung für die Ventile M- und 5 zusammenge= faßten Steuereinrichtung sichergestellt. Diese Steuer= einrichtung enthält als wesentliche Bestandteile die gemeinsame Steuerwelle 10 sowie die auf ihr drehfesten drei Nockenscheiben 11, 12 und 13» so daß eine indi= viduelle Steuerung der einzelnen Ventile, aber in Syn= chronismus mit der Betriebsweise des Motors, erfolgt.

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Claims

VOLKSWAGENWERK Aktiengesellschaft Unser Zeichen: K 852 •1728-Hu/- Anspriiche

1. Verbrennungskraftmaschine, enthaltend zumindest eine - eine Brennkammer bildende Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem der Brennkammer zugeordneten Einlaßventil für das Kraftstoffgemisch und einem Auslaßventil für die Abgase sowie einer Steuerung für diese Ventile, dadurch gekannzeichnet, daß der Brennkammer (3) außer= dem ein mit einem Drucklufterzeuger (9) in Verbin= dung stehendes Lufteinlaßventil (7) mit einer derart ausgelegten Steuerung (10,12) zugeordnet ist, daß es nur während der zumindest ungefähr durch den Zündzeitpunkt und das Ende des Arbeitshubes begrenz= ten Zeitspanne zeitweise oder dauernd Druckluft in die Brennkammer (3) gelangen läßt·

2_# Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, gekenn= zeichnet durch eine Zusammenfassung der Steuerungen (10-13) für Einlaß-. (4),Auslaß- (5) und Lufteinlaß=* ventil (7) in der Weise, daß jedem Ventil (4,5,7) eine auf einer gemeinsamen Welle (10) sitzende Nocken= scheibe (11,13*12) zugeordnet ist·

3. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftein= laßventil (7) mit einem Druckluftbehälter (8) ver= bunden ist·

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