DE2437265A1

DE2437265A1 - Gemischverdichtende, fremdgezuendete 4-takt-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2437265A1
Application number: DE2437265A
Authority: DE
Inventors: Georg Gaede; Dusan Dipl Ing Dr Gruden; Karl-Heinz Dipl Ing Dr Lange
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-19

Description

S 24

Gemischverdichtende, fremdgezündete 4-Takt-Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine gemischverdichtende, fremdgezündete 4-Takt-Brennkraftmaschine, bei welcher die Zylinderfüllung über zwei Gemischaufbereitungsanlagen und zwei getrennte Gemischansaugleitungen einem gemeinsamen Brennraum zugeführt wird und wobei die Gemischansaugleitungen jeweils zu einem eigenen Einlaß führen, die durch je ein durch eine Nockenwelle betätigtes Ventil gesteuert werden.

Es sind Brennkraftmaschinen der genannten Art bekannt (DT-GBM 1 986 850), bei denen die einen Einlaßventile von jedem Zylinder gemeinsam an ein mit einem Vergaser ausgestattetes Saugrohr, und die anderen Einlaßventile von jedem Zylinder gemeinsam an ein anderes mit einem Vergaser ausgestattetes Saufrohr angeschlossen sind, und die Drosselklappe des einen Vergasers durch eine drehzahl abhängige Regelvorrichtung derart gesteuert ist, daß diese Drosselklappe bis zu einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine geschlossen ist und von dieser Drehzahl an ein drehzahl abhängiges öffnen stattfindet, Der zweite, bis zu einer bestimmten Drehzahl abgeschaltete Vergaser ist zusammen mit dem ihm zugeordneten Saugrohr derart abgestimmt bzw. ausgebildet, daß in Verbindung mit dem ersten Vergaser bei hohen Drehzahlen eine hohe spezifische Leistung erzielt wird. Im unteren

609808/Ü50A

S 24

Drehzahlbereich, in dem der erste Vergaser die Brennkraftmaschine allein mit Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgt, muß zur Vermeidung von Zyklusschwankungen und Zündaussetzern, die eine stark ansteigende HC-Emission (unverbrannter oder teilweise oxydierter Kohlenwasserstoff) bewirken, mit relativ fettem Gemisch gefahren werden. Dies hat jedoch ein extrem starkes Ansteigen der CO-Emission zur Folge (durch Verbrennung bei Luftmangel entstandenes Kohlenmonoxyd). Zur Verminderung der schädlichen Anteile der Abgas-Emission sind dabei die Verwendung eines Katalysators oder Reaktors unerläßlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kraftstoffzumessung bei einer Brennkraftmaschine mit einem einteiligen Brennraum derart auszuführen, daß die Abgas-Emission der Brennkraftmaschine ohne die Verwendung eines Katalysators oder Reaktors die zu erwartenden gesetzlich geforderten Werte aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beide Ventile bekannterweise annähernd gleichzeitig und mit annähernd gleichem Hub betätigt werden, und daß durch die eine Gemischansaugleitung dem Brennraum wenigstens annähernd brennstoffreie Luft, und durch die andere Gemischansaugleitung dem Brennraum im Bereich der Zündkerze brennstoffreiches Luft-Kraftstoff-Gemisch über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Besonders vorteilhaft ist, daß der durch die annähernd brennstoffreie Luft gebildete Teil der Zylinderfüllung derart in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine gesteuert wird, daß diese im Teillastbereich mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer Luftzahl mit mehr als 7\ = 1 und im Volllastbereich mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer Luftzahl mit weniger als /\ = 1 betrieben wird.

609808/0 504

S 24

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß in einem einteiligen Brennraum eine Schichtung der Ladung über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine erzielt wird, bei der im Bereich der Zündkerze stets ein zündfähiges Gemisch zur Verfugung steht und darüber hinaus durch die Schichtladung selbst die Abgas-Emission derart verbessert wird, daß zusätzliche Einrichtungen zur Abgasentgiftung nicht erforderlich sind. Insbesondere durch die Regelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches der einen Gemischansaugleitung über einen größeren Luftzahlbereich in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine werden optimale Zündungs- und Brennbedingungen über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine sichergestellt.

In der Zeichnung, in der ein Schnitt eines Zylinders mit den getrennten Gemischansaugleitungen gezeigt ist, ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinder und mit 2 ein Kolben bezeichnet. Der Zylinder 1 weist zwei Gemischansaugleitungen 3 und 4 auf. Die mit 5 und 6 bezeichneten Einlaßöffnungen werden durch Einlaßventile 7 und 8 gesteuert, die von einer Nockenwelle 9 über zwei annähernd gleiche Nocken 10 und 11 betätigt werden. Die Gemischansaugleitung 3 mündet in eine Gemischaufbereitungsanlage, z. B. in einen Vergaser 12 und die Gemischansaugleitung 4 in eine Gemischaufbereitungs· anlage, z, B. in einen Vergaser 13, die in Abhängigkeit von der nicht gezeigten Drosselklappe der Brennkraftmaschine in bekannter Weise den Zylinder mit Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgen. Im Bereich des Einlaßventi1 es 7 ist eine mit 14 bezeichnete Zündkerze angeordnet.

609808/0504

S 24

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Im Betrieb der Brennkraftmaschine werden die Einlaßventile 7 und 8 durch die Nocken 10 und 11 immer annähernd gemeinsam geöffnet bzw. geschlossen. Mittels des Vergasers 12 wird der Zylinder 1 durch die Gemischansaufleitung 3 mit einem relativ fetten und gut zündbaren Luft-Kraftstoff-Gemisch von etwa Ά = 0,7 - 0,9 im Bereich der Zündkerze 14 beschickt (^= Verhältnis des tatsächlichen Mischungsverhältnisses zum stöchiometrischen Mischungsverhältnis). Durch die Gemischansaugleitung 4 wird dem Zylinder 1 von dem Vergaser 13 ein relativ mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. annähernd brennstoffreie Luft zugeführt, das im Teillastbereich eine Luftzahl von mehr als J\ = 1 und im Volllastbereich eine Luftzahl von weniger als Λ= 1 aufweist. Die durch dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildete Schichtladung weist im Bereich der Zündkerze optimale Zündbedingungen und über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine insgesamt optimale Brennbedingungen auf, durch die die giftigen Bestandteile der Abgas-Emission auf ein Maß reduziert werden, die den zu erwartenden gesetzlichen Bestimmungen gerecht werden.

Claims

S 24

Patentansprüche

i lj Gemischverdichtende, fremdgezündete 4-Takt-Brennkraftmaschine, bei welcher die Zylinderfüllung über zwei Gemischaufbereitungsanlagen und zwei getrennte Gemischansaugleitungen einem gemeinsamen Brennraum zugeführt wird» und wobei die Gemischansaugleitungen jeweils zu einem eigenen Einlaß führen, die durch je ein durch eine Nocken-, welle betätigtes Ventil gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventile (7, 8) in bekannter Weise annähernd gleichzeitig und mit annähernd gleichem Hub betätigt werden, und daß durch die eine Gemischansaugleitung (4) dem Brennraum wenigstens annähernd brennstoffreie Luft und durch die andere Gemischansaugleitung (3) dem Brennraum im Bereich der Zündkerze (14) brennstoffreiches Luft-Kraftstoff-Gemisch über dem gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
2. Gemischverdichtende, fremdgezündete 4-Takt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die annähernd brennstoffreie Luft gebildete Teil der Zylinderfüllung derart in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine gesteuert wird, daß diese im Tei11astbereich mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer L-uftzahl mit mehr als Λ= 1, und im Vollastbereich mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer Luftzahl mit weniger als /\ = 1 betrieben wird.

809808/U504

Leerseite