DE2063089A1 - Internal combustion engine and work processes for such - Google Patents
Internal combustion engine and work processes for suchInfo
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Description
Brennkraftmaschine und Arbeitsverfahren für eine solcheInternal combustion engine and working method for such
Die Erreichung einer guten Verbrennung des gasförmigen Gemischs in den Zylindern von Explosions- oder Brennkraftmaschinen hat seit jeher Veranlassung zu Untersuchungen gegeben, die besonders intensiv sowohl hinsichtlich der Eigenschaften der verwendeten Brennstoffe und der Art der Vorbereitung des gasförmigen Gemischs als auch der Konstruktion der Motoren selbst, namentlich ihres Verbrennungsraums, waren. Man weiß in der Tat, daß von der Güte der erhaltenen Verbrennung der Wert des thermischen Wirkungsgrads und damit zusammenhängend das Ausmaß der Verschmutzung des Motors und der relativen Reinheit der am Ende jedes Arbeitszyklus ausgestoßenen Abgase abhängen.Achieving good combustion of the gaseous mixture in the cylinders of explosion or internal combustion engines has always given rise to investigations which is particularly intense both in terms of the properties of the fuels used and the type of preparation of the gaseous mixture as well as the construction of the engines themselves, namely their combustion chamber. One knows in fact that from the quality of the combustion obtained the value of thermal efficiency and related the degree of pollution of the engine and the relative purity of the exhaust gases emitted at the end of each work cycle depend.
Trotz aller unternommenen Bemühungen ist es bisher nicht möglich gewesen, Kolben-Drennkraftmaschinen zu entwerfen, die billig sind, d.h. z.H. für die Ausrüstung von in Großserien gebauten Kraftfahrzeugen bestimmt sind, und eine vollständige Vor brennung dfjs verwendeten Kraf tstoffs υλχ erhalten gestatten.Despite all the efforts made it has not yet been possible to design piston Drennkraftmaschinen that are cheap, Attn ie to equip built in large series vehicles determined and full on incineration dfjs used Kraf tstoffs υλχ permit obtained.
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Tatsächlich machen die in diesem Zusammenhang entwickelten Lösungen im allgemeinen von verhältnismäßig komplizierten mechanischen Prinzipien Gebrauch, wie z.B. Verwendung von Auflade-Kornpressoren, Brennkammern von Kugel- oder ähnlicher Form, Speisung durch eine Mehrzahl von Vergasern oder durch Einspritzung usw.Indeed, those developed in this context do Solutions in general using relatively complex mechanical principles, such as the use of supercharging compressors, Combustion chambers of spherical or similar shape, fed by a plurality of carburetors or through Injection etc.
Diese Kompliziertheit wirkt sich in einer Steigerung nicht nur ihrer Herstellungskosten, sondern auch ihrer Betriebskosten aus.This complexity has the effect of increasing not only their manufacturing costs but also their operating costs the end.
Ferner ist ein Motor von ausgeklügelter Bauweise offensichtlich in höherem Maß Störungen mechanischen Ursprungs ausgesetzt als ein Motor herkömmlicher Bauart.Furthermore, an engine of sophisticated construction is obviously more exposed to disturbances of mechanical origin than a conventional design motor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwirklichung von Brennkraftmaschinen mit besonders hohem Energie-Wirkungsgrad und von einfachstem allgemeinen Aufbau zu erlauben, der in seinen großen Zügen dem einer Brennkraftmaschine der klassischen Bauweise entspricht.The invention is based on the object of allowing the implementation of internal combustion engines with a particularly high energy efficiency and of the simplest general structure corresponds in its broad features to that of an internal combustion engine of the classic design.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Brennkraftmaschine zum Gegenstand, die mindestens einen Verbrennungsraum, eine Vorrichtung zum Einlassen von Brennstoff in diesen, eine Zündvorrichtung für diesen Brennstoff, Steuermittel für die Einlaß- und die Zündvorrichtung aufweist, sowie mindestens einen Zylinder, einen in diesem gleitenden und mit ihm eine Kammer variablen Volumens begrenzenden Kolben, einen Kurbeltrieb, der den Kolben mit einer drehbaren Welle verbindet, mindestens ein Ventil für den Einlaß von Frischluft in die Kammer, mindestens ein Ventil für den Auslaß des Verbrennungsgases, Mittel für die Steuerung jedes Ventils, mindestens einen Durchlaß, der den Verbrennungsraum mit der Kammer verbindet, ein Verschlußorgan für diesen Durchlaß und Mittel für die abwechselnde Ver-1 bringung dieses Verschlußorgans in die Schließ- und Offenstel-For this purpose, the invention relates to an internal combustion engine which has at least one combustion chamber, a device for admitting fuel into it, an ignition device for this fuel, control means for the inlet and ignition device, and at least one cylinder, one sliding in this and with it a piston delimiting a chamber of variable volume, a crank mechanism connecting the piston to a rotatable shaft, at least one valve for the inlet of fresh air into the chamber, at least one valve for the outlet of the combustion gas, means for controlling each valve, at least one passage, which connects the combustion chamber with the chamber, a closure member for said passage and means for alternate comparison 1 brin supply this closure member in the closing and Offenstel-
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lung, wobei die Steuermittel für den Einlaß des Brennstoffs in den Verbrennungsraum und die Zündvorrichtung, die Steuermittel für die Ventile und das Verschlußorgan kinematisch abhängig von der drehbaren Welle ausgebildet sind und ein zur Betätigung der zu steuernden Elemente geeignetes Programm durchführen, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsprogramm des Verschluß->-M9trgang in der Weise ausgebildet ist, daß - dieses Verschlußorgan beim Beginn eines ersten, einer Bewegung des Kolbens von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt entsprechenden Arbeitstakts der Maschine in die Schließ- oder Offenstellung gebracht wird, - daß das Verschlußorgan am Beginn eines zweiten, einer Rückkehr· des Kolbens in seinen oberen Totpunkt entsprechenden Arbeitstaktes der Maschine in seine Offenstellung gebracht wird, - daß das Verschlußorgan am Beginn eines dritten,einer anschließenden Bewegung des Kolbens von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt entsprechenden Arbeitstaktes bis zum Ende eines vierten, einer anschließenden Bewegung des Kolbens von seinem unteren zu seinem oberen Totpunkt entsprechenden Arbeitstaktes in die Schließstellung gebracht ist, - daß das Verschlußorgan vom Beginn eines fünften bis zum Ende eines sechsten Arbeitstaktes der Maschine, die zwei aufeinanderfolgenden Bewegungen des Kolbens von seinem oberen zu seinem unteren Totpunkt und umgekehrt entsprechen, in Offenstellung gebracht ist, daß das Betätigungsprogramm des Ventils für den Einlaß der Luft in die Kammer in der Weise ausgebildet ist, - daß dieses Ventil am Beginn des ersten Arbeitstaktes der Maschine geöffnet wird, - daß es am Beginn des zweiten Arbeitstaktes geschlossen, - daß es am Beginn des dritten Arbeitstaktes geöffnet, - daß es vom Beginn des vierten Arbeitstaktes ab geschlossen wird, ferner dadurch, daß das Betätigungsprogramm des Auslaßventils in der Weise ausgebildet ist, daß dieses Ventil mindestens während des sechsten Arbeitstaktes geöffnet ist, dadurch, daß das Betätigungsprogrammtreatment, wherein the control means for the inlet of the fuel into the combustion chamber and the ignition device, the control means for the valves and the closure member are formed kinematically dependent on the rotatable shaft and a for Carrying out a suitable program actuation of the elements to be controlled, characterized in that the actuation program of the closure -> - M9trgang is designed in such a way that - this closure member at the beginning of a first, a movement of the piston from its top dead center to its lower Dead center corresponding work cycle of the machine is brought into the closed or open position, - that the closure member at the beginning of a second working cycle corresponding to a return of the piston to its top dead center the machine is brought into its open position, - that the closure member at the beginning of a third, a subsequent one Movement of the piston from its top dead center to its bottom dead center corresponding work cycle to the end a fourth working cycle corresponding to a subsequent movement of the piston from its lower to its upper dead center is brought into the closed position, - that the closure member from the beginning of a fifth to the end of a sixth work cycle of the machine, the two successive movements of the piston from its upper to its correspond to bottom dead center and vice versa, is brought into the open position that the operating program of the valve for the inlet of the air into the chamber is designed in such a way that this valve is at the beginning of the first working cycle the machine is opened, - that it is closed at the beginning of the second work cycle, - that it is closed at the beginning of the third Work cycle opened, - that it is closed from the beginning of the fourth work cycle, also by the fact that the operating program of the exhaust valve is designed in such a way that this valve is at least during the sixth work cycle is open, in that the operating program
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der Vorrichtung zum Einlassen des Brennstoffs in den Verbrennungsraum und das für die Zündvorrichtung in der Weise ausgebildet sind, daß sie vom Beginn des-dritten Arbeitstakts ab zuerst den Zutritt von Brennstoff, dann die Zündung dieses Brennstoffs in der Weise steuern, daß in dem Verbrennungsraum eine Verbrennung mit konstantem Volumen während des dritten und vierten Arbeitstaktes und in der Kammer eine Verbrennung mit variablem Volumen während des fünften Arbeitstaktes stattfindet. the device for admitting the fuel into the combustion chamber and that are designed for the ignition device in such a way that it starts from the beginning of the third working cycle first control the admission of fuel, then the ignition of this fuel in such a way that in the combustion chamber a constant volume combustion during the third and fourth work cycles and a combustion in the chamber takes place with variable volume during the fifth work cycle.
Die Erfindung hat ferner ein Verfahren zum Betrieb dieser Brennkraftmaschine zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem ersten Arbeitstakt eine Ansaugung frischer Luft in die Kammer, im zweiten Arbeitstakt eine Kompression dieser Luft und ihre Einführung in den Verbrennungsraum, im dritten Arbeitstakt eine Trennung des Verbrennungsraums von der Kammer stattfindet, und daß man einerseits eine neue Ansaugung frischer Luft in den Verbrennungsraum und andererseits die Zufuhr einer Brennstoffladung in den Verbrennungsraum und die Zündung des so erhaltenen Luft-Brennstoff-Gemischs in dem vierten Arbeitstakt steuert, daß man die während des dritten Arbeitstaktes in die Kammer eingeführte frische Luft verdichtet und die in dem Verbrennungsraum begonnene Verbrennung sich im fünften Arbeitstakt fortsetzen läßt, daß man den Verbrennungsraum und die Kammer in der Weise verbindet, daß das in dem Verbrennungsraum verbrennende Gemisch und die in der Kammer verdichtete Luft zusammengebracht werden, um diese Verbrennung zu vollziehen und um den Kolben durch die Entspannung der in der Kammer erzeugten Verbrennungsgase anzutreiben, und daß man in dem sechsten Arbeitstakt mindestens die die Kammer ausfüllenden Verbrennungsgase abführt.The invention also has a method for operating this internal combustion engine to the subject, which is characterized is that in the first work cycle a suction of fresh air into the chamber, in the second work cycle a compression this air and its introduction into the combustion chamber, im third work cycle a separation of the combustion chamber from the chamber takes place, and that on the one hand a new suction fresh air into the combustion chamber and, on the other hand, the supply of a fuel charge into the combustion chamber and the ignition of the air-fuel mixture thus obtained in the fourth cycle controls that one during of the third work cycle compressed fresh air introduced into the chamber and the combustion started in the combustion chamber can be continued in the fifth work cycle by connecting the combustion chamber and the chamber in such a way that that the mixture burning in the combustion chamber and the air compressed in the chamber are brought together to to carry out this combustion and to drive the piston by expanding the combustion gases generated in the chamber, and that in the sixth work cycle at least the combustion gases filling the chamber are removed.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise und sehr schematisch eine Ausführungsform der Brennkraftmaschine nach der Erfindung.The drawing shows, for example and very schematically, an embodiment of the internal combustion engine according to the invention.
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Es zeigen:Show it:
Fig, 1 einen senkrechten Schnitt;
Fig. 2 eine Draufsicht; und
Fig. 3 ein Erläuterungsdiagraram.Fig. 1 is a vertical section;
Fig. 2 is a plan view; and
Fig. 3 is an explanatory diagram.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Brennkraftmaschine umfaßt einen Zylinder 1, dessen unterer Teil an einem Kurbelgehäuse 2 befestigt ist, welches ein Schmiermittel L enthält, und dessen oberer Teil einen Deckel 3 trägt.The internal combustion engine illustrated in the drawing includes a cylinder 1, the lower part of which is fixed to a crankcase 2 containing a lubricant L, and the upper part of which carries a cover 3.
In dem Zylinder 1 ist ein gleitender Kolben 4 angeordnet, der kinematisch mit einer sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckenden Welle 5 durch eine Pleuelstange 6-Kurbel 7-Einheit verbunden ist. Die Welle 5 trägt ein nicht dargestelltes Schwungrad, das zur momentanen Speicherung der kinetischen Energie bestimmt ist, bevor diese während der toten Zeiten der Maschine wieder an die Welle abgegeben wird, während der der Kolben nicht treibend wirkt.In the cylinder 1, a sliding piston 4 is arranged, the kinematically with a shaft 5 extending perpendicular to the plane of the drawing through a connecting rod 6-crank 7-unit connected is. The shaft 5 carries a flywheel, not shown, for the momentary storage of the kinetic Energy is determined before it is released back to the shaft during the dead times of the machine, during which the Piston does not act as a driving force.
Die Seitenwand des Zylinders 1 ist in ihrem oberen Teil durch zwei Öffnungen f^ und fp, die einander diametral gegenüberliegen, unterbrochen.The side wall of the cylinder 1 is in its upper part by two openings f ^ and fp, which are diametrically opposite each other, interrupted.
Die Öffnung f. dient zum Zutritt von Frischluft in den Zylinder, die der Brennkraftmaschine, ausgehend von einer entsprechenden Belüftungseinrichtung und durch ein nicht dargestelltes Rohrsystem zugeführt wird, das in einer mit dem Zylinder 1 fest verbundenen Leitung 8 mündet.The opening f. Is used to allow fresh air to enter the cylinder, that of the internal combustion engine, starting from a corresponding ventilation device and through a not shown Pipe system is supplied, which opens into a line 8 fixedly connected to the cylinder 1.
Die öfinung f^ kann mittels eines Ventils 9 verschlossen werden, das einerseits der Einwirkung einer Rückstellfeder 10, die bestrebt iet, es in seiner Offen-Steilung zu halten, und andererseits einer Hocke 11 unterliegt, die mit einer Welle 12 aus einem Stück besteht, welche dazu bestimmt ist, die programmierte Steuerung des Ventils 9 in der noch zu beschreibenden rfeise zu sichern. Die Welle 12 wird, ausgehend von derThe opening f ^ can be closed by means of a valve 9 which, on the one hand, is subject to the action of a return spring 10, which tries to keep it in its open position, and, on the other hand, is subject to a crouch 11, which consists of a shaft 12 in one piece, which is intended to ensure the programmed control of the valve 9 in the manner still to be described. The shaft 12, starting from the
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Welle 5 mit einer Drehzahl, die gleich einem Drittel derjenigen der letzteren ist, über ein nicht dargestelltes Getriebe angetrieben.Shaft 5 at a speed equal to one third of that of the latter, via a transmission, not shown driven.
Die Öffnung f2 setzt den Zylinder 1 mit einer Zwischenkammer 13 in Verbindung, die in außermittiger Lage angeordnet ist und mit einer Kammer 14 in Verbindung steht, die in der Dicke des Deckels 3 durch eine öffnung f, ausgebildet ist, welch letztere mittels eines Ventils 15 geschlossen werden kann, das der Einwirkung einer dem Schließen dieses Ventils entgegenwirkenden Feder 16 und einer Nooke 175 die mit der Welle aus einem Stück besteht, unterworfen ist. Die Nooke 17 ist dazu bestimmt, das programmierte Schließen und Öffnen des Ventils 15 in der noch zu beschreibenden Weise zu steuern. Die Welle 18 wird gleichfalls, ausgehend von der Welle 5» mit einer Geschwindigkeit, die gleich einem Drittel derjenigen der letzteren Welle ist, über ein nicht dargestelltes Getriebe angetrieben.The opening f 2 connects the cylinder 1 with an intermediate chamber 13 which is arranged in an eccentric position and communicates with a chamber 14 which is formed in the thickness of the cover 3 by an opening f, the latter by means of a valve 15 can be closed, which is subjected to the action of a spring 16 counteracting the closing of this valve and a nook 17 5 which is made in one piece with the shaft. The Nooke 17 is intended to control the programmed closing and opening of the valve 15 in the manner still to be described. The shaft 18 is also, starting from the shaft 5 ', driven at a speed which is equal to one third of that of the latter shaft, via a gear (not shown).
Wie aus der Zeichnung (Fig. 1) ersichtlich, ist die obere Wand der Verbrennungskammer 14 mit einer Öffnung f^ versehen, die eine Austrittsöffnung darstellt, welche mittels eines Ventils 19 verschlossen werden kann, das eine Feder 20 in der Offenstellung zu halten bestrebt ist, und das der Einwirkung einer Nooke 21 unterliegt, die auf einer Welle 22 angebracht ist. Diese Welle wird ebenso wie die Wellen 12 und 18,- ausgehend von der Welle 5» über ein nicht dargestelltes Getriebe umlaufend angetrieben, das eine Untersetzung der Geschwindigkeit von 1 zu 3 bewirkt.As can be seen from the drawing (Fig. 1), the upper wall of the combustion chamber 14 is provided with an opening f ^, which represents an outlet opening which can be closed by means of a valve 19, which has a spring 20 in the open position endeavors to hold, and that is subject to the action of a nooke 21 which is mounted on a shaft 22 is. This shaft, like shafts 12 and 18, starts from shaft 5 »via a gear (not shown) revolvingly driven, which causes the speed to be reduced from 1 to 3.
Auf dem Deckel 3 sind gleichfalls ein Brennstoffinjektor 23, der unter Druck durch eine nicht dargestellte Pumpe gespeist wird, und eine Zündkerze 24 angebracht, die mit einer gleichfalls nicht dargestellten Quelle für Spannungsimpulse verbun-On the cover 3 are also a fuel injector 23, which is fed under pressure by a pump, not shown, and a spark plug 24 is attached, which is also connected to a not shown source for voltage pulses connected
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den ist. Dieser Injektor und diese Zündkerze stehen "beide in Eingriff über ein auf der Zeichnung nicht sichtbares Ende mit dem Inneren des Verbrennungsraumes 14.that is. This injector and this spark plug are "both standing." in engagement with the interior of the combustion chamber 14 via an end not visible in the drawing.
Nicht dargestellte Nocken, die kinematisch von der Welle 5 abhängig sind, steuern im geeigneten Augenblick die Einspritzung des Brennstoffs in den Verbrennungsraum und die Zündung desselben durch die Zündkerze.Cams, not shown, which are kinematically dependent on the shaft 5, control the injection at the appropriate moment of the fuel in the combustion chamber and the ignition the same through the spark plug.
Die beschriebene Brennkraftmaschine ist eine solche, die nach einem Sechstakt-Zyklus arbeitet, und Fig. 3 zeigt das Betätigungsprogramm der drei Ventile 9, 15, 19 des Injektors 23 und der Zündkerze 24 in Abhängigkeit von diesen Arbeitstakten (I, II, III, IV, V und VI).The internal combustion engine described is one which operates on a six-stroke cycle, and FIG. 3 shows this Actuation program of the three valves 9, 15, 19 of the injector 23 and the spark plug 24 as a function of these work cycles (I, II, III, IV, V and VI).
Dieses Programm entspricht dem Verlauf des Profils der Betätigungsnocken dieser Elemente, wobei die Erhebungen und die Absenkungen jedes Nockenprofils sich in Wirklichkeit in der Reihenfolge und auf einen Winkelweg jeder Nocke entsprechend denen des Linienzugs des Diagramms gemäß Fig. 3 folgen.This program corresponds to the profile of the actuating cams of these elements, the elevations and depressions of each cam profile being in reality in the Sequence and follow an angular path of each cam corresponding to those of the line of the diagram according to FIG. 3.
Es ist hervorzuheben, daß diese Nocken in der Weise winkelmäßig auf ihrer zugehörigen Welle angeordnet sind, daß sie ihre Stellung entsprechend dem Anfang oder dem Ende eines Takts einnehmen, wenn der Kolben 4 im oberen Totpunkt ist und im Begriff steht, sich nach seinem unteren Totpunkt zu verschieben, angetrieben durch das nicht dargestellte, mit der Welle 5 gekuppelte Schwungrad.It should be emphasized that these cams are angularly arranged on their associated shaft in such a way that they take their position corresponding to the beginning or the end of a stroke when the piston 4 is at top dead center and is about to move to its bottom dead center, driven by the not shown, with the shaft 5 coupled flywheel.
Zu Beginn des ersten Taktes werden die vorher in der offenen bzw. geschlossenen Stellung befindlichen Ventile 15 und 9 in die geschlossene bzw. offene Stellung gebracht, während das Ventil 19 in geschlossener Stellung gehalten wird. Daraus ergibt sich einerseits, daß der Verbrennungsraum 14 von dem Zylinder 1 und der Umgebungsluft getrennt wird, und anderer-At the beginning of the first cycle, the valves 15 and 9, which were previously in the open and closed positions, are shown in FIG brought the closed or open position while the valve 19 is held in the closed position. From this it follows on the one hand that the combustion chamber 14 is separated from the cylinder 1 and the ambient air, and on the other hand
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seits, daß der Kolben 4 durch seine Bewegung von dem oberen zum unteren Totpunkt in dem Zylinder einen Unterdruck erzeugt, der ein Ansaugen von Luft durch die Öffnung f* bestimmt.on the other hand, that the piston 4 by its movement from the upper at bottom dead center in the cylinder generates a negative pressure which determines an intake of air through the opening f *.
Am Ende des ersten Takts steuern die Nocken 17, 11 bzw. 21 das Öffnen des Ventils 15, das Schließen des Ventils 9 und das Öffnen des Ventils 19. Geht man davon aus, daß der Kolben 4 seine Rückbewegung nach dem oberen Totpunkt durchführt und dass der Zylinder mit dem Verbrennungsraum 14 in Verbindung steht, so wird die in den Zylinder eingesaugte Luft im Laufe des ersten Arbeitstaktes in diesen Verbrennungsraum zurückgedrängt, entweicht zum Teil durch die Öffnung f^ und bewirkt ein Spülen des Zylinders und des Verbrennungsraumes 14. Diese Spülung hört indessen schnell auf, da die Nocke 21 das Schliessen des Ventils 19 (Fig. 3) veranlaßt, wenn der Kolben 4 kaum seine Bewegung in Richtung auf den oberen Totpunkt zu begonnen hat. · .At the end of the first cycle, the cams 17, 11 and 21 control the opening of the valve 15, the closing of the valve 9 and the opening of the valve 19. It is assumed that the piston 4 performs its return movement to the top dead center and that the cylinder is in communication with the combustion chamber 14 stands, the air sucked into the cylinder is pushed back into this combustion chamber in the course of the first work cycle, partially escapes through the opening f ^ and flushes the cylinder and the combustion chamber 14 Flushing stops quickly, however, since the cam 21 causes the valve 19 (FIG. 3) to close when the piston 4 is barely its movement towards top dead center has started. ·.
Wenn einmal das Ventil 19 geschlossen ist, fährt der Kolben 4 fort, die Luft zurückzudrücken, die den Zylinder füllt, indem er sie in dem Verbrennungsraum 14 verdichtet. Diese Verdichtung hört auf, wenn der Kolben seinen oberen Totpunkt (Ende des zweiten Takts) erreicht hat.Once the valve 19 is closed, the piston 4 continues to push back the air filling the cylinder by he compresses them in the combustion chamber 14. This compression stops when the piston reaches its top dead center (End of the second measure).
In diesem Augenblick steuern die Nocken 17 bzw. 11 das Schliessen des Ventils 15 und das Öffnen des Ventils 9, so daß der Verbrennungsraum 14 von neuem von dem Zylinder 11 getrennt wird,und daß die Öffnung £^t die den Zutritt von Luft in den Zylinder 1 gestattet, geöffnet ist.At this moment, the cams 17 and 11 control the closing of the valve 15 and the opening of the valve 9, so that the combustion chamber 14 is again separated from the cylinder 11, and that the opening £ ^ t the entry of air into the Cylinder 1 is allowed to open.
Der Kolben 4 verschiebt sich von seinem oberen nach seinem unteren Totpunkt (3. Takt), wodurch in dem Zylinder ein Unterdruck erzeugt wird, der eine neue Luftansaugung in diesen bewirkt. Ferner steuert vom Beginn dieser Verschiebung ab die Betätigungsnocke des Injektors 23 die Einspritzung einerThe piston 4 moves from its upper to its lower dead center (3rd stroke), which creates a negative pressure in the cylinder is generated, which causes a new air intake in them. Furthermore, controls from the beginning of this shift Actuating cam of the injector 23 the injection of a
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Brennstoffladung in den Verbrennungsraum 14 (Linie 23 in Fig. 3), wobei in diesem ein Gasgemisch gebildet v/ird, das sofort infolge der Wirkung des Steuernockens für die Zündkerze 24 durch diese gezündet wird. Da der Verbrennungsraum 14 vollständig geschlossen ist, vollzieht sich die Verbrennung darin mit konstantem Volumen. Diese Verbrennung setzt sich ferner während eines vierten Takts fort, in dessen Verlauf sowohl das Ventil 15 wie auch das Ventil 19 in geschlossener Stellung gehalten werden (Fig. 3 - Linien 15 und 19).Fuel charge in the combustion chamber 14 (line 23 in Fig. 3), in which a gas mixture is formed, which is generated immediately as a result of the action of the control cam for the spark plug 24 is ignited by this. Since the combustion chamber 14 is completely closed, the combustion takes place therein with constant volume. This combustion also continues during a fourth cycle, during which both the Valve 15 as well as valve 19 are held in the closed position (Fig. 3 - lines 15 and 19).
Infolge der Tatsache, daß die Verbrennung in dem Verbrennungsraum 14 sich während einer verhältnismäßig langen Zeitdauer fortsetzen kann, die der der beiden beschriebenen Takte entspricht, wird sie in besonders vollständiger Weise verwirklicht werden können, und die durch diese Verbrennung erhaltene Druckenergie wird deshalb sehr hoch sein.Due to the fact that the combustion in the combustion chamber 14 for a relatively long period of time can continue, which corresponds to that of the two measures described, it is realized in a particularly complete manner and the pressure energy obtained by this combustion will therefore be very high.
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß dank dieser verlängerten Verbrennung es möglich sein wird, sogar einen Brennstoff von schlechter Qualität, oder der üblicherweise eine niedrige Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme aufweist, zu verwerten.It should also be noted that thanks to this prolonged combustion it will be possible to use even a fuel from poor quality, or which usually has a low velocity of propagation the flame has to be recycled.
Da die Nocke 11 das Ventil 9 am Ende eines dritten Takts schließt und der Zylinder dann mit Luft angefüllt ist, wird der Kolben 4, der ständig durch das nicht dargestellte Schwungrad angetrieben wird, zur Verdichtung dieser Luft im Laufe des vierten Arbeitstakts der Maschine schreiten.Since the cam 11 closes the valve 9 at the end of a third stroke and the cylinder is then filled with air the piston 4, which is constantly driven by the flywheel, not shown, to compress this air in the course of step in the fourth work cycle of the machine.
Am Ende des vierten Takts steuert die Nocke 17 das Öffnen des Ventils 15, so daß der Verbrennungsraum 14 und der Zylinder 1 verbunden werden, während die Ventile 19 und 9 durch die entsprechenden Nocken in geschlossener Stellung gehalten werden. Infolgedessen kann die Verbrennung, die bis dahin mit konstantem Volumen stattfand, sich mit variablem Volumen im Zylinder 1 dank der neuen Luftzufuhr (5.Takt) vervollständigen: Der KoI-At the end of the fourth cycle, the cam 17 controls the opening of the valve 15 so that the combustion chamber 14 and the cylinder 1 are connected while the valves 19 and 9 are held in the closed position by the respective cams. As a result, the combustion, which until then had taken place with constant volume, can take place with variable volume in the cylinder 1 thanks to the new air supply (5th bar) complete: The KoI-
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ben 4 wird also einer infolge der Entspannung der gesamten, in dem Verbrennungsraum 14 und dem Zylinder vorhandenen Gasmenge besonders heftigen Antriebskraft unterworfen. Es ist also der fünfte Takt, der den Antriebstakt der beschriebenen Brennkraftmaschine darstellt.ben 4 becomes a result of the expansion of the entire amount of gas present in the combustion chamber 14 and the cylinder subjected to particularly violent driving force. So it is the fifth stroke that is the driving stroke of the described Represents internal combustion engine.
Am Ende dieses Takts wird das Ventil 19 in seine offene Stellung überführt, während die Ventile 15 und 9 in geöffneter bzw. geschlossener Stellung gehalten werden.At the end of this cycle, the valve 19 is transferred to its open position, while the valves 15 and 9 in the open position or in the closed position.
Infolgedessen werden, wenn der Kolben von seinem unteren wieder zu seinem oberen Totpunkt aufsteigt (6. Takt), die Verbrennungsgase, die sich in dem Zylinder 1 befinden, in den Verbrennungsraum 14 zurückgedrängt, indem sie die in dem letzteren selbst vorhandenen durch die öffnung f^ austreiben, und werden dann teilweise selbst aus der Verbrennungskammer ausgetrieben, worauf, wenn der Kolben 4 seinen oberen Totpunkt erreicht haben wird, in der Verbrennungskammer 14 eine aus dem Zylinder 1 stammende Ladung verbrannter Gase vorhanden sein wird, deren Menge dem Volumen des Verbrennungsraums entspricht. Das Ende des sechsten Takts fällt mit dem Ende eines Arbeitszyklus zusammen, und der folgende Arbeitszyklus verläuft dann wieder in der beschriebenen Weise.As a result, when the piston rises from its bottom back to its top dead center (6th stroke), the combustion gases, which are located in the cylinder 1, pushed back into the combustion chamber 14 by the in the latter drive out even existing through the opening f ^, and become then partially driven out of the combustion chamber itself, whereupon when the piston 4 has reached its top dead center becomes, in the combustion chamber 14 originating from the cylinder 1 Charge of burned gases will be present, the amount of which corresponds to the volume of the combustion chamber. The end of the sixth Cycle coincides with the end of a work cycle, and the following work cycle then runs again in the described one Way.
Es ist darauf hinzuweisen, daß am Ende jedes Zyklus die im Inneren des Verbrennungsraumes 14 verbliebene Verbrennungsgasladung aus diesem Verbrennungsraum am Anfang des zweiten Takts des folgenden Zyklus durch die in Phase mit der Verdichtung der beim ersten Takt im Zylinder angesaugten Luft erhaltene Spülung ausgetrieben wird, wobei die Spülung, wie bereits beschrieben, dank der vorübergehenden Öffnung des Ventils 19 (vgl. -Linie 19 in Fig. 3) erhalten wird.It should be noted that at the end of each cycle the combustion gas charge remaining inside the combustion chamber 14 is expelled from this combustion chamber at the beginning of the second stroke of the following cycle by the scavenging obtained in phase with the compression of the air sucked into the cylinder during the first stroke, whereby the flushing, as already described, is obtained thanks to the temporary opening of the valve 19 (see line 19 in Fig. 3) .
Obwohl gemäß dem Diagramm nach Fig. 3 angenommen wurde, daß das Ventil 15 bei dem ersten Takt jedes Zyklus in geschlossener Stellung gehalten wird, wäre es als Variante möglich, dieses VentilAlthough it was assumed according to the diagram of FIG. 3 that the Valve 15 is held in the closed position on the first stroke of each cycle, it would be possible as a variant to use this valve
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im Verlauf des ersten Takts offen zu lassen und das Ventil 19 nicht vorübergehend zu Beginn des zweiten Takts zu öffnen. Auf diese Weise würde die in dem Zylinder durch das Abwärtsgehen des Kolbens von seinem oberen zu seinem unteren Totpunkt erzeugte Ansaugung in dem Zylinder eine Zufuhr frischer Luft und in dem Verbrennungsraum befindlicher verbrannter Gase bewirken. Diese Luft und diese Gase würden ein Brennstoffgemisch darstellen, das die Gesamtheit der Brennkraftmaschine erfüllt und eine trotz allem ausreichende Temperatur haben würde, deren Wert, etwas durch die bei dem zweiten Takt des Zyklus erhaltene Kompression erhöht, in gewissen Fällen eine Schwelle erreichen könnte, die erheblich die Verbrennung in dem Verbrennungsraum 14 (im Laufe des dritten und vierten Takts) erleichtern würde. Diese Vorheizung des Verbrennungsgasgemischs wird sich als sehr beachtlich für einen Betrieb der beschriebenen Brennkraftmaschine unter besonders kalten klimatischen oder Höhen-Bedingungen erweisen.to leave open during the first cycle and not to open the valve 19 temporarily at the beginning of the second cycle. on this would be the one created in the cylinder by the descent of the piston from its top to its bottom dead center Induction in the cylinder cause a supply of fresh air and burnt gases located in the combustion chamber. This air and these gases would constitute a fuel mixture that fills the entirety of the internal combustion engine and would have a temperature sufficient in spite of everything, the value of which, somewhat by that obtained at the second stroke of the cycle Increased compression, in certain cases, could reach a threshold that could significantly reduce the combustion in the combustion chamber 14 (during the third and fourth bars) would. This preheating of the combustion gas mixture will prove to be very significant for an operation of the described Internal combustion engine prove under particularly cold climatic or altitude conditions.
Es ist nochcferauf hinzuweisen, daß eine solche Brennkraftmaschine selbst in ziemlich großen Höhen zufriedenstellend arbeiten kann, da der für sie kennzeichnende Zyklus zwei Luft-Einlaß- und -Verdichtungstakte für ihren Zylinder anstelle eines einzigen aufweist, wie dies bei dem Viertaktmotor der Fall ist.It should also be noted that such an internal combustion engine can work satisfactorily even at fairly high altitudes, since the cycle that characterizes them is two air-inlet and compression strokes for their cylinder instead of a single one, as in the four-stroke engine of FIG Case is.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung von einer Brennkraftmaschine die Rede war, die nur einen Verbrennungsraum mit konstantem Volumen aufwies, der mit einer einzigen Zylinder-Kolben-Einheit zusammenarbeitet, wobei die für den Antrieb des Kolbens während der anderen Takte des Zyklus als dem fünften erforderliche Energie von einem Schwungrad geliefert wird, ist es klar, daß, wie im Fall der Viertaktmotoren, eine Brennkraftmaschine konzipiert werden kann, die mehrere Zylinder-Verbrennungsraua-Einhelten aufweist. Vorzugsweise wird eine solche Maschine eine Anzahl von Zylinder-Verbrennungsraum-Although in the above description of an internal combustion engine We were talking about a combustion chamber with a constant volume, the one with a single cylinder-piston unit working together, the one responsible for driving the piston during the other strokes of the cycle than the fifth required energy is supplied by a flywheel, it is clear that, as in the case of four-stroke engines, an internal combustion engine can be designed that have several cylinder combustion roughness units having. Such a machine will preferably have a number of cylinder combustion chamber
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Einheiten aufweisen, die gleich sechs oder einem Vielfachen von sechs ist, wobei selbstverständlich die Arbeitstakte der
Maschine in der Weise programmiert sein werden, daß die Antriebstakte von Einheit zu Einheit aufeinanderfolgen, damit
die Kurbelwelle der Maschine ohne Inanspruchnahme eines
Schwungrades angetrieben wird.Units which is equal to six or a multiple of six, the working cycles of the machine will of course be programmed in such a way that the drive cycles are consecutive from unit to unit, so that the crankshaft of the machine without recourse to one
Flywheel is driven.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4238526C1 (en) * | 1992-11-14 | 1994-01-05 | Josef Lipinski | Method for operating internal combustion engine with two-part combustion chamber - functions on 4-stroke cycle principle with outlet valve opened for longer than two strokes permitting virtually complete scavenging of compression chamber |
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