DE19918504C2 - Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der einen Zylinder sowie einen darin zwischen einem unteren und einem oberen Totpunkt hin und her laufenden Kolben aufweist, mit den folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A 1.1 Es wird ein Kraftstoff-Gemisch in einem Kompressionsraum verdichtet; DOLLAR A 1.2 das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in einem von Kompressionsraum getrennten Expansionsraum gezündet und zur Expansion gebracht. DOLLAR A Gemäß der Erfindung ist ein solches Verfahren durch das folgende Merkmal gekennzeichnet: DOLLAR A 1.3 der Zündzeitpunkt liegt vor dem Erreichen des oberen Totpunktes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der einen Zylinder sowie einen darin zwischen einem unteren und einem oberen Totpunkt hin und her laufenden Kolben aufweist.
Bei herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen erfolgt die Zündung zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Kolben den oberen Totpunkt noch nicht erreicht hat. Dies wird deshalb als notwendig angesehen, weil die Verbrennung eine gewisse Zeitspanne erfordert. Dabei soll die Verbrennung bei Erreichen des oberen Totpunktes abgeschlossen sein. Sodann soll die Expansion einsetzen.
Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass bereits mit beginnender Verbrennung eine Expansion einsetzt. Diese wirkt kontraproduktiv, indem sie nicht zum Leisten von Arbeit dient, sondern die aufwärts gerichtete Kraft der Kolben noch überwinden muß.
Dies ist beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine gemäß DE 23 21 060 A der Fall.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor derart zu betreiben, dass die Expansion voll und ganz zum Leisten von Arbeit ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Damit wird der genannte Nachteil vermieden. Die Expansion findet nämlich gemäß der Erfindung in einem separaten Verbrennungsraum statt, der vom Expansionsraum zunächst abgeschlossen ist. Die Verbrennung wird in diesem separaten Expansionsraum rechtzeitig vor Erreichen des oberen Totpunktes eingeleitet. Sie ist zu jenem Zeitpunkt abgeschlossen, zu welchem der Kolben den OT erreicht hat. In diesem Zeitpunkt wird eine leitende Verbindung zwischen dem Verbrennungsraum und dem Arbeitsraum (= Expansionsraum) hergestellt. Jener Druck, der sich aufgrund der Verbrennung im Verbrennungsraum aufgebaut hat, wird nunmehr zum absolut richtigen Zeitpunkt in den Arbeitsraum eingeleitet und wirkt uneingeschränkt auf den Kolben.
Die Idee ist extrem einfach, hat aber eine erhebliche technische und damit auch wirtschaftliche Bedeutung.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile entstehen aus der Aufgliederung des Kreisprozesses und der Konstruktion und machen den Kolbenmotor weiterhin optimierter und somit wirtschaftlicher.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel von einem Kolbenmotor gemäß Erfindung. Es bedeuten: V = Verdichter, M = Motor, W = Walzenschieber, BR = Brennraum, A, B, C = Schnitte durch W, KW = Kurbelwelle mit dargestelltem Kröpfungsversatz.
Schnitt A: Ansaugöffnung für V (zeitweise geöffnet).
Schnitt B: Überströmungskanal V zu BR (zeitweise geöffnet).
Überströmungskanal BR zu M (zeitweise geöffnet).
Brennkammer BR abschließbar (zeitweise geöffnet) mit darüber angeordneter Gewindebohrung zur Aufnahme einer Zündkerze oder einer Einspritzdüse.
Schnitt C: Auspufföffnung für M (zeitweise geöffnet).
Walzenschieber W wird 1 : 1 von der Kurbelwelle KW angetrieben.
Der Kröpfungsversatz vom Verdichter respektiv Motorkröpfung, dargestellt in Fig. 1, ermöglicht die Unterbrechung des Kreisprozesses so, daß das verdichtete Brenngemisch oder Luft nach dem Überströmen aus dem Verdichter V in den Brennraum BR, hier im abgeschlossenen Raum, zur Entflammung gelangt, um anschließend beim Erreichen der oberen Totpunktlage des Motors den Kreisprozeß - nämlich die Expansionsphase - weiterzuführen.
Fig. 2 zeigt das Funktionsschema der Walzenschiebersteuerung mit integrierter Verbrennungskammer.
Fig. 3 zeigt das Schema einer Walzenschiebersteuerung mit zwei integrierten Verbrennungskammern.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors mit realer Gleichraumverbrennung, mit Walzenschiebersteuerung und mit zwei integrierten Verbrennungskammern.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors, der einen Zylinder sowie einen darin zwischen einem unteren und einem oberen Totpunkt hin und her laufenden Kolben aufweist, mit den folgenden Verfahrensschritten:
es wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Kompressionsraum verdichtet;
das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in einem vom Kompressionsraum getrennten Verbrennungsraum vor dem Erreichen des oberen Totpunktes gezündet;
sobald der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat, wird eine leitende Verbindung zwischen dem Verbrennungsraum und dem Expansionsraum hergestellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündzeitpunkt wenigstens um 90° vor Erreichen des oberen Totpunktes liegt.
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