DE2453160A1 - Kolben-brennkraftmaschine - Google Patents
Kolben-brennkraftmaschineInfo
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Description
Patentanwälte Dipl.- Ing. F. "Weickmann, 2 Λ 5 3
Dij?l.-Ing. H. WticKMANν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dij?l.-Ing. H. WticKMANN, Dipl.-Phys.
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku
Tokyo, 150 / Japan
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Tokyo, 150 / Japan
Kolben-Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Brennkraftmaschine mit
mindestens einem Zylinder, dessen für relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch vorgesehene Hauptverbrennungskammer
über einen Flammkanal mit einer eine Zündvorrichtung ent- ,, haltenden, für relativ fettes Kraftstoff-Luftgemisch vorgesehenen
Hilfsverbrennungskammer verbunden ist.
Bei dem Betrieb einer derartigen Brennkraftmaschine wird das relativ fette Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer
durch die Zündvorrichtung gezündet, wodurch eine Flamme durch den Flammkanal hindurch das relativ magere Gemisch in
der Hauptverbrennungskammer zündet. Die Erfindung befasst sich insbesondere mit der Verringerung der Stickoxide (NO )
in den an die Atmosphäre abgegebenen Abgasen.
Bisher übliche Brennkraftmaschinen, die keine Hilfsverbrennungskammer
mit Flammkanal haben, arbeiten allgemein derart, daß Abgase zusammen mit dem Kraftstoff-Luftgemisch
in die Verbrennungskammer zurückgeführt werden, um die NO Abgabe zu verringern. Um jedoch eine wesentliche Verringerung
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dieses Anteils zu erreichen, ist eine sehr starke Riücführung
der Abgase erforderlich. Dadurch sind derartige Brennkraftmaschinen durch eine geringere Leistungsabgabe, größeren
Kraftstoffverbrauch und höhere unzulässige Abgaben von Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannter Kohlenwasserstoffe
(HC) gekennzeichnet.
Um dies zu vermeiden, ist eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß
ein ventilgesteuerter Austrittskanal der Hauptverbrennungskammer über eine mit einer Einstellvorrichtung versehene
Leitung mit einem ventilgesteuerten Eintrittskanal der Hilfsverbrennungskammer
verbunden ist.
Vorzugsweise ist auch eine zweite Leitung vorgesehen, die einen Teil der Abgase einem Eintrittskanal der Hauptverbrennungskammer
zuführt, ferner steuert ein Ventil die Strömung der Abgase durch diese zweite Leitung.
Ein Betriebsverfahren für eine derartige Brennkraftmaschine ist in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens dadurch
gekennzeichnet, daß ein relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch der Hauptverbrennungskammer und ein relativ fettes
Kraftstoff-Luftgemisch der Hilfsverbrennungskammer zugeführt wird, daß die Gemische in beiden Kammern komprimiert
werden, daß das Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer durch Zündfunken gezündet wird, so daß eine durch den Flammkanal
geleitete Flamme das ü'emisch in der Hauptverbrennungskammer
zündet, und daß Abgase aus der Hauptverbrennungskammer zur Vermischung mit dem relativ fetten Gemisch der Hilfsverbrennungskammer
zugeführt werden.
Vorzugsweise wird das verfahren so durchgeführt, daß ein Teil der Abgase zur Vermischung mit dem relativ mageren
Gemisch der Hauptverbrennungskammer zugeführt wird, und
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zwar zumindest bei einigen Betriebszuständen der Maschine.
Bekanntlich wird die Ausbildung von NO__ durch das Kraftstoff-Luftverhältnis
unmittelbar vor der Zündung, durch den Anteil von Restabgasen in dem Gemisch und durch den Abgasanteil aus
der Rückführung wesentlich beeinflußt. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei einer Maschine mit einer Hilfsverbrennungskammer,
die mit einem gegenüber dem stöchiometrischen Gemisch
insgesamt magereren Gemisch arbeitet, Stickoxide in dem Teil des verbrennenden Gemische erzeugt werden, welcher einen
Zwischenwert des Kraftstoff-Luftverhältnisses hat, der sich durch Vermischung des relativ fetten Gemischs und des relativ
mageren Gemischs in der geschichteten Ladung der Maschine ergibt. Um die Ausbildung von Stickoxiden minimal zu halten,
wird der prozentuale Anteil der Abgase in dem relativ fetten Gemisch, das der Hilfsverbrennungskammer zugeführt wird, beim
Betrieb der Maschine vorzugsweise so eingestellt, daß er immer etwas größer als derjenige der Abgase in dem Gemisch
der Hauptverbrennungskammer ist. Es ist wichtig, die Rückführung der Abgase prinzipiell in die Hilfsverbrennungskammer
zu leiten, um die Ausbildung von Stickoxiden zu verringern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den Schnitt einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung und
Fig. 2 eine abgeänderte Betätigungsvorrichtung für ein Ventil, welches die Rückführung der Abgase in die Hauptverbrennungskammer
steuert.
In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt,
deren stationärer Block 11 einen oder mehrere Kolben 12 jeweils innerhalb eines Zylinders 13 umfasst. Es ist nur ein
Kolben mit einem Zylinder dargestellt, jedoch können auch mehrere Kolben bzw. Zylinder vorgesehen sein. Jeder Zylinder
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bildet mit seinem Kolben 12 und dem Zylinderkopf 14 eine Hauptverbrennungskammer 15 mit einem Haupteintrittskanal
18. Ein Austrittsventil 17 steuert die Strömung der Abgase aus der Hauptverbrennungskammer 15 durch den Austrittskanal
19° Ein Hilfseintrittsventil 21 steuert die Strömung durch einen Hilfseintrittskanal 22 zur Hilfsverbrennungskammer 23„
die im Zylinderkopf 14 gebildet ist» Die Hilfsverbrennungskammer 23 ist über einen Flammkanal 24 mit der Hauptver»
brennungskammer 15 verbunden,, Eine Zündkerze 25 ist so angeordnet«,
daß ein gasförmiges Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer 23 gezündet wird0 Die drei Ventile 16, 17 und 21 werden
durch einen nicht dargestellten Nockenmechanismus üblicher Art gesteuert«,
Ein erster Kanal 27 eines Verbundvergasers enthält eine Drosselklappe
28 zur Regulierung der Strömung eines relativ mageren Kraftstoff-Luftgeiuisehs in eine Kammer 29 und in die Hauptzuführungsleitung
3Oo Ein zweiter Kanal 32 des Vergasers enthält
eine Drosselklappe 33 zur Regulierung der Strömung eines relativ fetten Kraftstoff=Luftgemischs in eine Kammer 34 und
von dort aus zur Hilfszuführungsleitung 35« Die Wirkung der
Drosselklappen 28 und 33 wird über einen geeigneten Mechanismus 37 koordiniert^ und beide Drosselklappen werden durch den
Leistungshebel oder eine Betätigungsstange 38 betätigt, die
mit dem Beschleunigungspedal (nicht dargestellt) verbunden ist«,
Die Abgase aus dem Austrittskanal 19 gelangen in eine Abgaskammer 4O9 der größte Teil der Abgase gelangt durch deren Austrittsöffnung
41 in eine Abgasleitung mit Schalldämpfer (nicht dargestellt)o
Beim Betrieb werden heiße Abgase aus der Abgaskammer 40 durch eine Öffnung 42 in eine Leitung 43 innerhalb einer Steuerventilanordnung
44 geleitet0 Diese Ventilanordnung hat einen
stationären Körper aus zwei Teilen 45 und 469 die durch geeignete
Befestigungen (nicht dargestellt) miteinander verbunden
sind. Ein bewegbarer Ventilstößel 47 ist innerhalb einer Führungsbüchse 48 in seiner Längsrichtung verschiebbar,
diese ist an einer Hülse 49 befestigt. Diese Hülse 49 ist innerhalb des Körperteils 46 durch eine Mutter 50 befestigt,
die auf eine Kante 51 einwirkt«, Ein stationärer Ventilsitz 53 ist innerhalb des Körperteils 46 durch die Hülse 49 verklemmt,
auf diesen Sitz wirkt ein Ventilteller 54 ein, um eine Strömung durch den Sitz 53 hindurch abzusperren. Eine
Schraubenfeder 55 innerhalb des Körperteils 45 wirkt auf den Ventilstößel 47 in einer derartigen Richtung ein, daß der
Ventilteller 54 an dem Sitz 53 anliegt. Eine abgeschrägte Fläche 57 am Ventilstößel 47 unter dem Ventilteller 54 dient zur
Regulierung der Strömung aus dem Eintrittskanal 43 durch den stationären Sitz 53 und von dort aus durch den Austrittskanal
58. Der Austrittskanal 58 ist über einen Kanal 59 mit der Kammer 34 und damit mit der Hilfszuführungsleitung 35 verbunden,
die das relativ fette Gemisch der Hilfsverbrennungskammer 23 zuführt. Aus der Beschreibung geht hervor, daß bei Anheben des
Ventilstößels 47 zum Durchlassen einer Strömung durch den Sitz 53 die Abgase aus der Abgaskammer 40 in die Hilfszuführungsleitung
35 strömen, so daß sie sich mit dem relativ fetten Gemisch vermischen, welches der Hilfsverbrennungskammer 23 zugeführt
wird.
Eine Nebenöffnung 60 ist zwischen dem Eintrittskanal 43 und dem Austrittskanal 58 vorgesehen, so daß eine sehr kleine
Menge von Abgasen in die Hilfsverbrennungskammer 23 auch dann
strömen kann, wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet und das Ventil 53-54 geschlossen ist.
Heiße Abgase können auch aus der Abgaskammer 40 durch eine Öffnung 42 in eine zweite Leitung oder einen Eintrittskanal
61 der Steuerventilanordnung 62 geleitet werden. Diese Ventilanordnung 62 hat einen stationären Körper, der aus zwei Teilen
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63 und 64 gebildet ist, welche durch nicht dargestellte Befestigungen miteinander verbunden sindo Der bewegliche
Ventilstößel 65 ist in Richtung seiner Längsachse innerhalb
einer Lagerbüchse 66 verschiebbar geführt, die an einer
Hülse 67 befestigt ist„ Diese Hülse 67 ist innerhalb des Körperteils 64 mit einer Mutter 68 befestigt, die auf eine
Kante 69 einwirkte Ein stationärer Ventilsitz 71 ist innerhalb des Körperteils 64 durch die Hülse 67 befestigt, auf
ihn wirkt ein Ventilteller 72 ein, so daß eine Strömung durch ihn hindurch abgesperrt wird«, Eine Schraubenfeder 73 innerhalb
des Körperteils 63 wirkt auf den Ventilstößel 65 in einer solchen Richtung, daß der Ventilteller 72 den Ventilsitz
71 verschließt„ Eine abgeschrägte Fläche 80 am Ventilstößel
65 oberhalb des Ventiltellers 72 dient zur Regulierung der Strömung aus dem Eintrittskanal 61 durch den stationären
Ventilsitz 71 in den Austrittskanal 74«, Dieser ist durch eine
Öffnung 75 mit der Kammer 29 und damit mit der Hauptzuführungsleitung
30 verbunden, die das relativ magere Gemisch der Hauptverbrennungskaiamer
15 zuführte
Falls erwünschtj kann der obere Teil 76 des Ventilstößels 65
als separater Teil ausgebildet sein9 dessen unteres Ende 77
in Kontakt mit dem oberen Ende des Ventilstößels 65 steht. Der obere Teil 76 des Ventilstößels ist in Richtung seiner Längsachse
innerhalb der Bohrung 78 im oberen Körperteil 63 verschiebbar geführt, beide Teile 65 und 76 werden mit ihren
Enden durch Federn 73 und 79 zusammengehalten. Der Zweck dieser zweiteiligen Konstruktion besteht darin,, die Ausrichtung
zwischen der Bohrung der Lagerbüchse 66 und der Bohrung 78 zu erleichtern. Aus der Beschreibung geht hervor, daß bei Niederdrücken
des Stößels 65 zur Öffnung des Ventilsitzes 71 die Abgase aus der Abgaskammer 40 in die Hauptzuführungsleitung 30
gelangen, so daß sie sich mit dem der Hauptverbrennungskammer
15 zugeführteil mageren Gemisch vermischen.
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Zur Betätigung des Stößels 47 des Steuerventils 44 ist ein Hebelarm 82 vorgesehen, der sich an einem stationären Stift
83 an einem Lagerarm 84 drehen kamij, welcher an dem oberen
Köperteil 45 befestigt ist. Der Arm 82 hat eine Öffnung 85,
die das obere vorstehende Ende des Ventilstößels 47 lose aufnimmt. Ein abgerundeter Teil 86 des Arms sitzt unter einer
Kante 87, die an einem Ring 88 gebildet ist, welcher an dem Ventilstößel 47 befestigt ist. Es ist ersichtlich, daß bei
Schwenkung des Απή§β2 im Gegenuhrzeigersinn um den Stift 83
der Ventilstößel 47 gegen die Wirkung der Feder 55 aufwärts bewegt wird, um eine Strömung durch den Ventilsitz 53 hindurch
zu ermöglichen.
Ein. Arm 91 ist integral mit dem Arm 82 ausgebildet und dreht sich um den Stift 83. Dieser Arm 91 ist bei 92 mit der Stange
93 schwenkbar verbunden, die von einer Unterdruckvorrichtung
94 ausgeht. Die Stange 93 ist an dem mittleren Teil einer flexiblen Membran 95 befestigt, der Umfang dieser Membran
ist zwischen den Körperteilen 96 und 97 verklemmt. Die Stange
93 ragt durch eine Öffnung 98 im Körperteil 97, diese Öffnung verbindet die Kammer 99 mit der Atmosphäre. Die Unterdruckkammer
101 zwischen der flexiblen Membran 95 und dem oberen Körperteil 96 ist über einen Anschluß 102 mit einer Unterdruckleitung
103 verbunden. Wenn der Unterdruck durch die Leitung 103 auf die Unterdruckkammer 101 einwirkt, wird die Stange
93 so betätigt, daß der Arm 82 im Uhrzeigersinn bis zu der Grenze seines Winkelbereichs gedreht wird, wodurch die Schraubenfeder
55 den Ventilteller 54 an den stationären Ventilsitz 53 drückt und die Rückführung von Abgasen zur Hilfsverbrennungskammer
23 unterbunden wird.
Ein Arm 105 ist an dem stationären Stift 83 drehbar befestigt. Dieser Arm 105 ist bei 106 mit dem Leistungshebel 38 verbunden.
Eine Torsionsfeder 107 ist mit einem Ende 108 an dem Arm 105,
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mit dem anderen Ende 109 an dem Arm 91 befestigt. Wenn sich
die Stange 93 in der in Fig„ 1 gezeigten Stellung befindet,
wird durch eine Bewegung des Leistungshebels 38 nach links der Arm 105 im Gegenuhrzeigersinn gegen die Wirkung der
Torsionsfeder 107 geschwenkt, jedoch bewegt sich der Arm 82 nicht, da er durch die Stange 93 an seiner Stelle gehalten
wird. Wenn die Intensität des Unterdrucks in der Kammer 101 verringert wird, so kann die Stange 93 durch die vom Leistungshebel
38 über die Torsionsfeder 107 ausgeübte Kraft bewegt werden, so daß der Arm 82 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt
und damit der Ventilstößel 47 angehoben wird. Dadurch wird das Ventil geöffnet und die Rückführung von Abgasen in
die Hilfszuführungsleitung 35 und damit in die Hilfsverbrennungskammer
23 möglich.
Die Strömungsrate der rückgeführten Abgase durch den stationären Ventilsitz 53 hängt von der Form der abgeschrägten Fläche
und der axialen Position des Ventilstößels 47 ab.
Es ist günstig, wenn der Unterdruck der Unterdruckvorrichtung
94 nur dann zugeführt wird, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen eintreten: a) Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
liegt unter ca. 20 km pro Stunde, b) die Schmieröltemperatur in der Maschine liegt unter 45° C und c) der Unterdruck
in der Zuführungsleitung 30 liegt über ca. 400 mm Quecksilbersäule. Entsprechend führt eine Unterdruckleitung
111, die an eine Öffnung 112 der Kammer 29 angeschlossen ist, zum Eintritt 114 einer Elektr canagnetventilanordnung 115.
Bevor die Elektromagnetventilanordnung 115 eingeschaltet wird, ist deren Anker 116 durch eine Feder 117 so angeordnet, daß
eine Austrittsöffnung 118 verschlossen ist und eine Verbindung zwischen dem Eintritt 114 und einem Austritt 119 besteht. Der
Austritt 119 des Elektromagnetventils 115 ist über eine Leitung
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121 mit dem Eintritt 122 eines federnd vorbelasteten Prüfventils 123 verbunden. Der Unterdruck bewegt das Ventil 123
gegen die Feder 124 von einem stationären Ventilsitz 125, und der Unterdruck wird über einen Kanal 126 und eine Leitung
103 sowie den Eintritt 102 in die Unterdruckkammer 101 der Unterdruckvorrichtung 94 geleitet.
Das Elektromagnetventil 115 wird nur dann eingeschaltet, wenn
ein Geschwindigkeitsschalter 128, ein Öltemperaturschalter und ein Unterdruckschalter 130 insgesamt geschlossen sind, wodurch
ein Stromkreis für das Elektromagnetventil 115 über eine elektrische Leitung 132 geschlossen wird. Die Schalter 128,
und 130 sind in Reihe geschaltet und in bekannter Weise ausgebildet. Beim Anlassen-bleibt daher das Elektromagnetventil
in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, bis die Schmieröltemperatur einen Wert von ca. 45° C erreicht, das Fahrzeug eine Geschwindigkeit
von mindestens 20 km'pro. Stunde hat und der Ladeunterdruck nicht einen Wert von ca. 400 mm Quecksilbersäule übersteigt.
Wenn die Maschine ausreichend belastet ist, fällt der Unterdruck in der Zuführungsleitung unter ca. 400 mm Quecksilbersäule,
und wenn die Schalter 128 und 129 geschlossen sind, bewirkt das Elektromagnetventil 115 eine Sperrung des Unterdrucks
in der Leitung 121„ Eine Austrittsöffnung 14Ό ermöglicht den
Durchtritt atmosphärischer Luft durch einen Filter 141 zum Kanal 126, wodurch die Intensität des Unterdrucks in der Kammer
101 allmählich verringert wird. Nach einer Zeitverzögerung wird dadurch der Druck auf beiden Seiten der flexiblen Membran
95 ausgeglichen.
Während dieser Zeitverzögerung kann dann durch den Leistungshebel 38 über die Torsionsfeder 107 gegen eine eventuelle
Restkraft der Stange 93 der Arm 82 betätigt werden, so daß der Stößel 47 angehoben und das Steuerventil 53-54 geöffnet
wird. Die Austrittsöffnung 140 bildet somit eine Vorrichtung,
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- greine langsame Öffnungsbewegung des Steuerventils 44 gewährleistet.
\ienn. der^ Leistungshebel 38 plötzlich in Verzögerungsrichtung
der Maschine bewegt wird, so bewegt der Arm 91 die Stange 93 in einer aichen Richtung, daß die Größe der Unterdruckkammer
101 verringert wird. Das Gas in der Kammer 101 wird dann durch die Leitung 103, den Kanal 126, das federnd vorbelastete Ventil
123, die Leitung 122, die Leitung 121, den Kanal 119 und den Kanal 118 zur Atmosphäre abgeleitet. Wenn der Grad der Bewegung
des Leisbungshebels 38 der Rückführung der Drosselklappen 28
und 33 nahezu bis zur Leerlauf stellung entspricht, wobei ein hoher Unterdruck in der Zuführungsleitung erzeugt wird, so bewegt
der Anker 116 des Elektromagnetventils 115 sich in die in Fig. 1 gezeigte Stellung, und die Unterdruckkammer 101 wird
mit der Unterdruckleitung 111 verbunden. Das Steuerventil 44 schließt sich sofort während der Verzögerung, wodurch die Erzeugung
unerwünschter Anteile von CO und HC in den Abgasen minimal gehalten wird.
Die Unterdruckverzweigungsleitung 144 ist gleichfalls über
ein Prüfventil 146 mit der Eintrittsleitung 147 verbunden, die
zu einer Unterdruckkammer 148 über einer flexiblen Membran führt, welche mit dem Stößel 76 des Steuerventils 62 verbunden
ist. Eine enge Öffnung 151 in dem Prüfventilteil 152 ermöglicht
eine allmähliche Verringerung der Intensität des Unterdrucks in der Membrankammer 148, um eine zu schnelle Öffnung des
Steuerventils durch die Wirkung der starken Feder 79 zu verhindern.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Abwandlung entsprechen die Maschine 10, die Zuführungsleitungen 30 und 35, die Vergaserkanäle 27
und 32 und die Abgaskammer 40 den gleichen, bereits beschriebenen Teilen. Ferner hat das Steuerventil 44 dieselbe Kon-
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- ar -
struktion und Arbeitsweise wie die bereits beschriebene Anordnung.
Der Ventilbetätigungsmechanismus 82, 84 und 91 sowie der Betätigungsmechanismus 94 und die Unterdrucksteuermechanismen
115, 123 und 140 entsprechen gleichfalls den bereits
beschriebenen Elementen. Das Steuerventil 62 a und sein Betätigungsmechanismus sind jedoch gegenüber Fig. 1 unterschiedlich.
Das Steuerventil 62' a entspricht dem Steuerventil 44 mit dem Unterschied, daß die Nebenschlußöffnug 60 fehlt.
Ferner kann auch die Form der Ventilfläche 159 von derjenigen des Ventiltellers 57 abweichen. Der Stößel 76 a wird mechanisch
durch einen Hebel 160 betätigt, der an einer Nabe 161 gehalten ist, welche wiederum an einem stationären Stift 162 gelagert
ist. Der Stift ist an einem stationären Haltearm 163 befestigt. Eine Öffnung 164 im Arm 160 hält lose das obere vorstehende
Ende des Stößels 76 a, und der abgerundete Teil 165 des Arms 160 liegt an der Unterseite eines Ringes 166 am Stößel 76 a.
Ein zweiter Hebelarm 167 ist an der Nabe 161 befestigt und trägt einen Stift 168. Dieser ist in einem Schlitz 169 an einem
Ende einer Stange 171 geführt. Diese Stange 171 ist bei 172 mit einem Arm 173 schwenkbar verbunden, der mit den Armen 82 und
integral ausgebildet ist.
Eine Bewegung des Arms 82 im Gegenuhrzeigersinn um den Haltestift 83 in einer solchen 'Richtung, daß das Steuerventil 44
geöffnet wird, führt zuerst zu einer Bewegung der Stange 171 gegenüber dem Stift 168. Wenn die Bewegung der Stange 171 ausreicht,
um den Abstand in dem Schlitz 169 auszugleichen, werden der Stift 168 und der Arm 167 gleichfalls im Gegenuhrzeigersinn
geöffnet, um das Steuerventil 62 a zu öffnen,- Es ist
zu erkennen, daß bei Verringerung der Intensität des Unterdrucks in der Kammer 101 und bei Bewegung des Leistungshebels
38 nach links (Fig. 2) der Arm 82 zuerst das Steuerventil 44 öffnet und der Arm 160 später das Steuerventil 62 a öffnet.
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-ft
Beim Betrieb der Maschine wird die Abgabe von NO wesentlich
.X.
verringert, ohne daß die Anteile von CO und HC in den Abgasen
wesentlich ansteigen. Dies erfolgt innerhalb eines großen Betriebsbereichs der Maschine dadurch, daß nur eine geringe
Menge Abgase aus der Hauptverbrennungskammer zugeführt wird, um mit dem relativ fetten Gemisch für die Hilfsverbrennungskammer
vermischt zu werden. Für den größten Teil des BetrieDsbereichs der Maschine werden diese Abgase nur durch die relativ
kleine Hilfsverbrennungskammer zurückgeführt. Für andere Betriebsbereiche
wird Abgas in die Hilfsverbrennungskammer und die Hauptverbrennungskammer zurückgeführt.
Wenn die Maschine bei geringer Belastung und niedrigen Temperaturen arbeitet, so wird die Zurückführung der Abgase
praktisch unterbunden, da bei diesen Bedingungen die Bildung von N0„ gering ist. Wenn die Maschine unter mäßiger Belastung
arbeitet, wird der Anteil der zurückgeführten Abgase entsprechend der Belastung vergrößert. Für größere Belastungen
und insbesondere nalezu volle Belastung wird der Anteil der
zurückgeführten Abgase verringert. Während der Beschleunigung wird die Rückführung der Abgase bei einer niedrigen Geschwindigkeit
erhöht, um das Beschleunigungsvermögen beizubehalten. Während der Verzögerung wird die Zurückführung der Abgase
praktisch vorübergehend gesperrt, um ein Ansteigen von HC und CO in den Abgasen zu verhindern, die in die Atmosphäre
gelangen.
Es ist zu erkennen, daß die Erfindung in ihren Ausführungsbeispielen eine Verringerung des Anteils von Stickoxiden ermöglicht,
die in die Atmosphäre abgegeben werden. Diese Verringerung von N0__ wird erreicht, indem die während des Verbrennungsvorgangs
in der Maschine erreichbare Spitzentemperatur verringert wird. Dies wird wiederum durch Rückführung von
Abgas durch die Hilfsverbrennungskammer während bestimmter Betriebsbedingungen und durch die Rückführung von Abgas durch die
Hilfsverbrennungskammer und die Hauptverbrennungskammer während
anderer Betriebsbedingungen erreicht.
509820/0826
Claims (20)
- PatentansprücheΛ Kolben-Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, ' dessen für relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch vorgesehene Hauptverbrennungskammer über einen Flammkanal mit einer eine Zündvorrichtung enthaltenden, für relativ fettes Kraftstoff-Luftgemisch vorgesehenen Hilfsverbrennungskammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ventilgesteuerter Austrittskanal der Hauptverbrennungskammer über eine mit einer Einstellvorrichtung versehene Leitung mit einem ventilgesteuerten Eintrittskanal der Hilfsverbrennungskammer verbunden ist.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Eintrittskanal der Hauptverbrennungskammer eine Drosselklappe vorgesehen ist und daß die Einstellvorrichtung ein mit dieser Drosselklappe verbundenes Drossel·» element umfaßt.
- 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Eintrittskanal der Hilfsverbrennungskammer eine zweite Drosselklappe vorgesehen ist,und daß das Drosselelement mit· dieser Drosselklappe verbunden ist.
- 4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung ein Ventil mit zugehöriger Betätigungsvorrichtung umfaßt.
- 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3 und 4, gekennzeichnet durch ein elastisches Element, welches eine Öffnung des Ventils durch die Drosselklappe ermöglicht.509820/0826
- 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Eintrittskanäle eine auf Unter-• druck, ansprechende Vorrichtung angeordnet ist, die mit der Betätigungsvorrichtung für das Ventil verbunden ist.
- 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Unterdruck ansprechende Vorrichtung mit dem Unterdruck in dem Haupteintrittskanal für die Haüptverbrennungskammer verbunden ist.
- 8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn-: zeichnet, daß die auf Unterdruck ansprechende Vorrichtung eine zu schnelle. Bewegung der Betätigungsvorrichtung in einer Richtung bei Fehlen eines Unterdrucks verhindert.
- 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Schließung des Ventils bei Leerlaufbetrieb.
- 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Unterdruck ansprechende Vorrichtung das Ventil bei Leerlauf schließt.
- 11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch einen das Ventil überbrückenden verengten Kanal.
- 12. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Leitung zur Führung eines Teils der Abgase in den Eintrittskanal der Hauptverbrennungskammer und durch ein Ventil zur Steuerung der Strömung dieser Abgase durch die zweite Leitung.509820/08*6- YT- 4 ST
- 13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Schließung beider Ventile bei Leerlauf.
- 14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Koordinationsvorrichtung zur separaten Betätigung eines jeden Ventils.
- 15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil durch Unterdruck betätigbar ist.
- 16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil durch eine mit totem Gang behaftete Kopplung betätigbar ist.
- 17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit totem Gang behaftete Kopplung so vorgesehen ist, daß das zweite Ventil nach der Öffnung des ersten Ventils bei ansteigender Belastung geöffnet wird.
- 18. Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ mageres Kraftstoff-Luftgemisch der Hauptverbrennungskammer und ein relativ fettes Kraftstoff-Luftgemisch der Hilfsverbrennungskammer zugeführt wird,, daß die Gemische in beiden Kammern komprimiert werden, daß das Gemisch in der Hilfsverbrennungskammer durch Zündfunken gezündet wird, so daß eine durch den Flammkanal geleitete Flamme das Gemisch in der Hauptverbrennungskamraer zündet, und daß Abgase aus der Hauptverbrennungskammer zur Vermischung mit dem relativ fetten Gemisch der Hilfsverbrennungskammer zugeführt werden.509820/0826
- 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abgase zur Vermischung mit dem relativ mageren Gemisch der Hauptverbrennungskammer zugeführt wird.
- 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abgase zur Vermischung/dem relativ mageren Gemisch der Hauptverbrennungskammer nur unter vorbestimmten Belastungsbedingungen der Maschine zugeführt wird.509820/0826Leerseite
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