DE2537102A1

DE2537102A1 - Mit benzin betriebene verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2537102A1
Application number: DE19752537102
Authority: DE
Inventors: Haruo Mori; Hiroyuki Nakamura
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1974-11-26
Filing date: 1975-08-20
Publication date: 1976-08-12
Also published as: SE437183B; JPS5172824A; IT1041029B; GB1519467A; DE2537102C2; AU8392875A; FR2292859A1; SE7508471L; US4069666A; JPS5335213B2; FR2292859B1

Description

PATENTANWÄLTE DR. CLAUS REINLÄNDER

DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT 2 O O / I U I

D · 8 MÖNCHEN 60 ORTHSTRASSE11

269/4

FUJI HEAVY INDUSiDRIES LIMITED, TOKIO/JAPAN

Mit Benzin betriebene Verbrennungskraftmaschine Priorität: Japan 26.11. 1974 - Nr.136488/74

Kurzauszug

Mit Benzin betriebene Verbrennungskraftmaschine mit besonderer Ausbildung der Auspuffwege zur Verringerung unerwünschter Auspuff schadstoffe, wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxyd und Stickoxyde. Die beschriebene Maschine besitzt zwei bestimmte Bereiche, die sich vom Auslaßventil abwärts im Auspuffrohr derart erstrekken, daß die abzuleitenden Auspuffgase unter weiterer Reaktion diese durchströmen, wobei ein Bereich ein solches Volumen besitzt, daß in diesem die Auspuffgase oberhalb der Eigenreaktionstemperatur gehalten werden, was näher ausgeführt ist, und einen weiteren Bereich mit so großem Volumen und derartiger Querschnittsfläche, daß von selbst (automatisch) durch ein Rückschlagventil Luft in den Auspuffweg eingesaugt wird.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine, die hinsichtlich der Abgasreinigung verbessert ist.

Ein bekannter Benzinmotor verwendet ein Luft-Kraftstoffgemisch mit einem nahezu stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis üblicherweise im Bereich von 13,5 bis 16 im Hinblick auf Leistungsausbeute, Kraftstoffverbrauch und Laufeigenschaften der Maschine. Es ist ferner bekannt, zur Verminderung der Stickoxyde (nachstehend mit

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NOx bezeichnet) im Abgas eine Abgasrückführung zu verwenden und insbesondere die Stickoxyde (NOx) auf einen besonders niedrigen Anteil, beispielsweise iö bis 20$, verglichen mit der vorbekannten Maschine, zu verringern. Der Vergaser einer derartigen Maschine muß ein wenig fetter gegenüber dem stöchiometrischen Luft-Kraft stoff gemisch eingestellt werden, um die Laufeigenschaften und den Betrieb der Nachverbrennungseinrichtung sicherzustellen.

Für den Fall der Verringerung des Anteiles an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd (nachstehend Jeweils mit HO und CO bezeichnet) mittels einer Nachbehandlungseinrichtung muß Sekundärluft wegen des Sauerstoffmangels im Abgas zugeführt werden.

Es sind zwei Arten von Nachbehandlungseinrichtungen bekannt: Das eine System benützt einen Katalysator zur Oxydation von HC und CO bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (350° bis 500⁰C) mit Hilfe von Sekundärluft, die dem Auspuffsystem zugeführt wird, und das andere System verbindet die Auspuffanlage mit einer vergrößerten Kammer oder einem thermischen Reaktionsraum, um HC und CO dort mit Hilfe von Sekundärluft kontinuierlich zur Oxydation zu bringen, wobei die innere Temperatur des thermischen Reaktors oberhalb von deren Reaktionstemperatur gehalten wird.

Die bekannte Verwendung eines Katalysators bringt jedoch einige unerwünschte Schwierigkeiten, wie zum Beispiel hohe Kosten und ungenügende HarktVersorgung, die Nichterhältlichkeit von verbleitem Benzin und dessen möglicherweise ungünstigen Effekt auf die menschliche {^sündheit· mit sich.

Was das letztgenannte System betrifft, so ist es wünschenswert, den thermischen Reaktor möglichst nahe dem Motor anzuordnen, um die Hitze der Auspuffgase, bevor diese schwindet, auszunützen, und daher wird dieser unmittelbar an der Auslaßöffnung angeordnet. Diese Anordnung enttäuscht jedoch in zweifacher Weise: Erstens geht der sogenannte "Inertia Effekt" des Abgasstromes verloren und zweitens verliert man den sogenannten "Pulsations Effekt" in der Abgasleitung. Im erstgenannten Fall kann nicht er-

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wartet werden, daß durch den sogenannten "Inertia"- (oder Massen)-Effekt Leistungserhöhungen erzielt werden können und im letztgenannten Falle läßt sich eine bessere Luftzufuhr zufolge des PuI-sations-Effekts, wie im Fall der vorliegenden Erfindung, nicht erreichen, sofern" nicht eine Zwangsaufladung mit Luft, beispielsweise mit Hilfe eines Kompressors, verwendet wird, wenn Sekundärluft benötigt wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine mit Benzin betriebene Verbrennungskraftmaschine mit sehr einfacher Konstruktion geschaffen, die einen besonderen Aufbau mit festgelegtem Volumen des Abgassystems besitzt, was nachstehend definiert ist. Diese Auspuffleitung führt die Auspuffgase zusammen mit der Sekundärluft bei hoher Temperatur während einiger Perioden und verbessert damit die Verringerung von HC und CO in den Auspuffgasen auf bemerkenswerte V/eise sogar im Zustand des Mangels von Sauerstoff, der in dem abgeführten Auspuffgas zurückbleibt.

Vom Erfinder wurden experimentell NOx-Werte bezogen auf das Luft-Kraft st off verhältnis und die Abgasrückführung ermittelt. Diese sind aus Fig.2 ersichtlich, in der die Verhältnisse gegenüber ei-.ner Grundlinie (100$ Meßwert) angegeben sind, wenn das Luft-Kraftstoff verhältnis innerhalb eines Bereiches von 15 bis 16 ohne Abgasrückführung liegt. Diese Zeichnung sagt aus, daß die Maschine im Bereich oberhalb der 1O%oder 20$ Linie des NOx-Gehalts betrieben werden soll, und daß das Luft-Kraftstoffverhältnis auf 11 bis 16 eingestellt werden soll, um weniger als 10%oder 20$ des NOx-Pegels zu erhalten, verglichen mit der vorbekannten Maschine. Es ist jedoch nutzlos, ein niedrigeres Luft-Kraftstoffverhältnis (11) anzuwenden, da eine hohe HC und CO Bildung, wie aus Fig.5 ersichtlich, auftritt, und die Verwendung des höheren Verhältnisses erzeugt schlechte Laufeigenschaften wegen der rauhen Verbrennung in der Maschine. Im praktischen Betrieb ist es daher vorzuziehen, das Luft-Kraftstoffverhaltnis etwas reicher einzustellen als das stöchiometrische Verhältnis.

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Unter diesen Umständen kam dem Erfinder die Idee, daß sogar bei üblichen Ausbildungen von Aufpuffverzeigungen und Auspuffrohren, wenn bestimmte Temperaturbedingungen den diese durchströmenden Aus· puffgasen erteilt werden, eine kontinuierliche Eigenreaktion von HG--und CO- Anteilen erzeugt werden kann, und zwar in der gleichen Weise, wie in einer vergrößerten Kammer, ähnlich einem thermischen Reaktor.

Der Erfinder führte Versuche aus, um eine Temperatur zu finden, bei der die Eigenreaktion erzeugt werden konnte, und um eine Zeitspanne zu finden, während der diese Temperatur aufrechterhalten werden sollte. Die für derartige Versuche verwendete Maschine war mit einem wärmeisolierten Abgasrohr zur Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur ausgestattet, und dieses war in solcher Weise aufgebaut, daß die Abgase kontinuierlich und reibungslos zur Abführung gelangten, d.h. diese besaß eine einfache Konstruktion ohne ein vergrößertes Volumen im Abgasweg. Das Luft-Kraftstoffgemisch lag im Bereich von 13»5 bis 16.

Fig.1 dient zur Erläuterung der erwähnten Versuchsergebnisse, indem die Beziehung zwischen dem Volumeji des wärmeisolierten Abgasweges und der Temperatur der dortbefindlichen Abgase, bei der eine Eigenreaktion hervorgerufen werden kann, aufgezeigt wird. Auf der senkrechten Achse ist die Temperatur der Abgase und auf der horizontalen Achse das Verhältnis von Vex zu Vd aufgetragen. Hier bedeutet Vex das Volumen des Abgasweges, während Vd den Hubraum der Maschine angibt. Die in Fig.1 dargestellte Kurve zeigt die Minimaltemperatur an, bei der die Abgase zur Eigenreaktion gebracht werden können, und das gestrichelte Gebiet zeigt den Bereich der für die HO-Reduktion unter 10 ppm und CO unter 0,05 oder 0,1$ in Betracht kommt.

Es ist bemerkenswert, daß diese Linie und die Zone, die notwendige Beziehung zwischen Abgastemperatur und dem Volumen des Abgasweges zeigt, um die obengenannten Werte für die Reduktion zu erreichen und somit eine der wichtigen Bedingungen darstellen, die

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im Rahmen der vorliegenden Erfindung beansprucht werden. Die Abgastemperatur längs der oben erwähnten Linie sei hier mit "Selbstreaktionstemperatur" bezeichnet.

Eine Selbstreaktionstemperatur (T) in dem System gemäß der Erfindung ist in Fig.4 als gegenüber der Auslöse-Temperatur (Tr) herausgehoben, die eine niedrige Begrenzung der Einlaßtemperatur darstellt und die Reaktion in einer vergrößerten Kammer bei der Anordnung nach dem Stand der Technik einleitet. Die Eigenreaktionstemperatur (T) und die Auslöse-Temperatur (Tr) sind als gestrichelte Zone jeweils durch die zwei gebogenen Linien begrenzt, wobei die obere gemessen ist, wenn das Volumen des Abgasweges entsprechend dem Hubraum bemessen ist, während die niedrigere gemessen wurde für den Fall, daß das Volumen des Abgasweges das Vierfache des Hubvolumens beträgt.

Bei dem thermischen Reaktorsystem nach dem Stand der Technik können die Abgase eine Eigenreaktion ausführen, vorausgesetzt, daß die Abgastemperatur am Einlaß oberhalb der Auslöse-Temperatur liegt, da dann eine Mischung der Abgase in dem thermischen Reaktor erfolgt. Hierbei wird die "Mischung" als das Phänomen der Gasdurchmischung in der Kammer verstanden. Wenn dies eintritt, schreitet im allgemeinen eine chemische Reaktion wesentlich fort.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch unbedingt notwendig, die Abgastemperatur oberhalb der Eigenreaktionstemperatur, d.h. höher als die Auslösetemperatur zu halten, um die Abgase im Abgasweg zur Reaktion zu bringen, da der Abgasweg derart gestaltet ist, daß die Abgase kontinuierlich und reibungslos ohne Vermischung in den Abgasen abgeführt werden.

Nachstehend sei behandelt, wie eine Eigenreaktionstemperatur oberhalb der Auslösetemperatur zu erhalten ist.

Die Abgastemperatur der Maschine nach dem Stand der Technik, wie sie in Fig.10 dargestellt ist, liegt oberhalb von 1000⁰C, bevor das Auslaßventil öffnet und wird auf etwa 800⁰O herabgesetzt, wenn

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die Abgase durch das Auslaßventil in den Abgasweg entlassen werden. Nach diesem Vorgang wird die Gastemperatur schnell durch die Wände des Abgasweges herabgesetzt, wobei in der Abgasrohrverzweigung und/oder den Abgasrohren diese bis zu einer niedrigen Temperatur (allgemein 350 bis 500⁰C) abfällt, was für eine Reinigung von HC und/oder CO nicht geeignet ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik bedient man sich bei der Maschine nach der Erfindung besonderer Mittel zum Herabsetzen der Verbrennungsgeschwindiglceit in den Zylindern durch eine Zündverzögerung, beispielsweise eine Verzögerung von 10 bis 20° bezüglich MBT (Mindestvorverstellung für das beste Drehmoment) oder bei einer Rückführung der Abgase (EGR), sodaß die Gastemperatur vor dem Öffnen des Auslaßventils so weit angehoben wird, beispielsweise auf 1200⁰C, sodaß die Abgastemperatur bei der Abführung auf etwa 1000⁰C gehalten wird.

Weitere zusätzliche Mittel können zum Aufrechterhalten dieser hohen Temperaturen des Abgases nach dem Auslaß benutzt werden, indem mit Hilfe von Wärme isolatoren am Abgasweg die Temperatur so hoch wie möglich gehalten wird, und dabei verbrennbare Giftstoffe dort zur Oxydation gebracht werden, ohne Leistungsverlust einzuhandeln, der beim Fehlen des "Inertia"-Effekts beim thermischen Reaktor eintritt. In diesem Falle kann, wenn Sauerstoff für jene Oxydation erforderlich ist, Sekundärluft in die Abgasleitung eingeführt werden.

Die Maschine gemäß der Erfindung erfordert bei ihrem praktischen Gebrauch Mittel zur Zuführung von Sekundärluft zum Auspuffrohr, da der Vergaser der Maschine ein wenig fetter eingestellt werden soll, als es dem stochiometrischen Verhältnis entspricht, um so mehr als in dem Abgas zurückbleibender Sauerstoff nicht ausreicht, um verbrennbare Stoffe, wie HC und CO zu oxydieren. Bei Maschinen nach dem Stand der Technik ist es üblich, ein System zur zwangsweisen Luftzuführung wie beispielsweise eine Luftzuführungspumpe zu diesem Zweck zu verwenden.

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Bei der vorliegenden Maschine jedoch sind Mittel zum Ansaugen von Sekundärluft in das Abgassystem mittels des Auspuff-Pulsations-Effekts vorgesehen, welcher vorher bereits in Verbindung mit dem Rückschlag-Ventil erwähnt wurde, anstelle von leistungsverzehrten Einrichtungen, wie Luftpumpen.

Dieses Rückschlag-Ventil erfüllt folgende Funktion: Ist der Druck in dem Abgasstrom niedriger als der atmosphärische Druck, so läßt es Luft vom Außenraum einströmen, und bei höherem Druck schließt dieses, um die Abgase am Zurückströmen nach außen zu hindern. Dementsprechend ist die Menge der Sekundärluft abhängig von der Größe des Unterdrucks aufgrund der Pulsation und deren Schwingungsdauer.

Untersuchungen des Erfinders, in wie weit die Menge der Sekundärluft in Abhängigkeit vom Volumen und dem Querschnitt des Auspuffrohres zwischen Auslaßventil und Eingang in die vergrößerte Kammer (im vorliegenden Fall ein Dämpfer) sich ändert, führten zu den in den Fig.5 bis 7 dargestellten Ergebnissen.

In Fig.5 ist auf der vertikalen Achse die Menge der zugeführten Sekundärluft und auf der horizontalen Achse das Verhältnis des Volumens (nachstehend mit V bezeichnet) des Auspuffrohres be-

ex.

zeichnet, das sich vom Auslaßventil bis zum Eingang der vergrößerten Kammer oder der öffnung nach der Atmosphäre erstreckt gegenüber dem Hubvolumen (nachstehend mit V-, bezeichnet). In diesem Falle ist das Auspuffrohr (V¹ ) so auszubilden, daß die Auspuff-

ΘΧ

gase dieses kontinuierlich und reibungsfrei in ihrer Entspannung durchströmen. Die in Fig.5 dargestellten Kurven geben das Ergebnis von Versuchen bei 2*000 und 4·.000 Umdrehungen pro Minute der Maschine wieder, und zwar jeweils für den Fall, wenn der Querschnitt des Auspuffrohrs (nachstehend mit a bezeichnet) doppelt so groß wie die summierten Bereiche (nachstehend mit^_a bezeichnet) der maximalen öffnung (nachstehend mit a bezeichnet) des mit dem genannten Auspuffrohr in Verbindung stehenden Auslaßventils ist.

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In Fig.6 ist auf der vertikalen Achse die Eintrittsmenge der Sekundärluft und auf der horizontalen Achse das Verhältnis von Querschnitt (a) des Auslaßrohres gegenüber den summierten Flächen (£a ), wie oben definiert, aufgetragen. Die in Fig.6 dargestellten Kurven stellen die Ergebnisse von Messungen bei 2.000 und 4.000 Umdrehungen pro Minute der Maschine dar, wobei das Volumen (V ) doppelt so groß wie das Hubvolumen (V,) ist.

Aus Fig.5 und Fig.6 ist ersichtlich, daß, um die gewünschten Luftmengen zu erhalten, das Verhältnis von V und V, innerhalb eines Bereiches zwischen 1 und 4 und das Verhältnis von a zu^ a unter 3 gewählt werden soll. Fig.7 zeigt ein Gesamtergebnis der Messungen, wenn a/J> a und V ^V, unterhalb 4.000 Umdrehungen pro Mi

und V

nute geändert werden. Es ist ersichtlich, daß das Volumen und der Querschnitt des Auspuffrohres so gewählt werden müssen, daß sie in der schraffierten Zone liegen, um eine genügende Menge von Sekundärluft zu erhalten. Wenn das Auspuffrohr wie beschrieben bemessen wird, so erzeugt es einen genügenden Trägheitseffekt, und die Maschine ist frei von einem Leistungsverlust im Gegensatz zu dem vorbekannten thermischen Reaktorsystem.

Weiterhin wird mit der vorliegenden Erfindung eine mit Benzin betriebene Verbrennungsmaschine geschaffen, welche Mittel zum Vermeiden einer "Überhitzung" des Abgassystems besitzt. "Überhitzung" wird hier als ein Phänomen definiert, das auftritt, wenn ständige Fehlzündungen in mehr als einem Zylinder entstehen, und verbranntes Mischgas in die Nachbehandlungseinrichtung gelangt. Bei einem thermischen Reaktor, einem katalytischen Konverter zum Beispiel, wird dort sofort eine rasche Verbrennung auftreten, welche diese Einrichtung selbst oder in manchen Fällen auch die umgebenden Materialien beschädigt.

Die genannte Überhitzung wird allgemein durch einen "Mischeffekt" hervorgerufen, wie er vorher erwähnt wurde, sowie durch hohe Temperatur. Die hier beschriebene Maschine erzeugt zunächst niemals eine Überhitzung, zumindest nicht in der festgelegten Abgasführung, da der Abgasstrom in dieser kontinuierlich und reibungslos ohne

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Mischung verläuft, und aus diesem Grunde keine schnelle Verbrennung in dem Rohr sich ereignen kann. Ferner ist vorgesehen, daß in der vergrößerten Kammer nach dem festgelegten Abgasrohr Mittel zum Vermeiden einer Überhitzung durch Festlegung des Volumens (hier mit V" bezeichnet) von dem Abgasaustritt aus dem Auslaßventil bis zum Eingang der vergrößerten Kammer vorgesehen sind, sodaß die Abgastemperatur in der vergrößerten Kammer auf einen solchen Wert erniedrigt wird, daß unverbranntes Mischgas zufolge von Fehlzündungen sich nicht in einem vermischten Zustand entzündet. Diese Mittel können ein Verfahren zum zwangsläufigen oder spontanen Abkühlen eines Teiles des Auspuffrohres und/oder der vergrößerten Kammer selbst umfassen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Fig.8 und Fig.9 zeigen eine Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Luftfilter 1 und einem Vergaser 2, der gegenüber vorbekannten Vergasern verbessert ist und auf ein Luft-Kraftstoffgemisch nahe des stöchiometrischen Verhältnisses oder etwa auf dem Bereich zwischen 13 »5 und 16 eingestellt ist. Die Maschine besitzt ferner ein Sinlaßverzweigungsrohr 3i einen Verbrennungsraum 4, ein Einlaßventil 5» das in der Auslaßöffnungßangebracht ist, wobei alles durch einen Zylinderkopf 13 abgedeckt ist, (nachstehend im einzelnen beschrieben), der den Auslaßventilsitz enthält; ferner ist ein Auslaßverzweigungsrohr und/oder Auspuffrohr 8, das in Verbindung mit der Auslaßöffnung 6 steht, vorhanden. Das Auslaßverzweigungsrohr und/oder Auspuffrohr 8 ist mit der Auslaßöffnung 6 verbunden.

Das Auslaßverzweigungsrohr und/oder das Auspuffrohr 8, das zwischen dem Auslaßventil 5 abwärts zur Auspuffleitung verläuft, ist derart bemessen, daß die Auspuffgase kontinuierlich und reibungslos zur Entspannung hindurchgeleitet werden und besitzt ein festgelegtes Volumen. Das Auslaßverzweigungsrohr und/oder das Auspuffrohr 8 sind mittels einer Doppelwand oder wärmeisolierenden Wand 7 wärmeisoliert, um die Auspuffgase oberhalb der Eigenreaktionstemperatur zu halten, was durch die gestrichelte Zone der ■ Fig.1 angedeutet ist.

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Das Auslaßverzweigungsrohr und/oder Auspuffrohr 8 kann einen Teil 14 enthalten» der auf die wärmeisolierte Partie 8 folgend keine Wärmeisolierung besitzt und ein festgelegtes Volumen aufweist, das das Ein- bis Vierfache des Hubvolumens beträgt und ebenfalls einen Querschnitt aufweist, der unterhalb des Dreifachen der maximalen Öffnungsfläche des Auslaßventiles gegenüber der Auslaßöffnung beträgt. Bei dieser Ausführungsform kann der Teil 14 mit dem Eingang eines Dämpfers 1? verbunden sein. Zwischen der Auslaßöffnung 6 und dem Einlaßverzweigungsrohr 3 ist eine Verbindung 16 für eine Auspuffgasrückführung mit dem EGR-Ventil 15 vorgesehen, um einen Teil der Auspuffgase in das Ansaugverzweigungsrohr J zurückzuleiten, damit die Verbrennungstemperaturspitze in den Zylindern zum Zwecke der Unterdrückung von NOx-Bildung verringert wird.

Mit der Auslaßöffnung 6 ist ein Einlaßweg 11 für Sekundärluft verbunden, dessen öffnung nahe dem Auslaßventil 5 liegt, und der auch mit dem Luftfilter verbunden ist. Ferner ist ein Rückschlagventil 9 in der Einlaßleitung 11 vorgesehen, welches öffnet, sobald der Abgasdruck unter dem atmosphärischen Druck liegt und schließt, wenn letzterer höher als der Atmosphärendruck zufolge der Wirkung der Abgaspulsation ist. Der durch die Pulsation erzeugte Unterdruck ermöglicht, daß Sekundärluft vom Luftfilter 10 in das Auspuffrohr eingeführt wird.

Bei dieser Ausführungsform wird der Zündzeitpunkt um 10 bis 20° verglichen mit MBT verzögert, um die Abgastemperatur weiter zu steigern. Unter diesen Bedingungen kann NOx um 10 bis 2O# gegenüber der vorbekannten Maschine durch eine Senkung der Spitzenverbrennungstemperatur auf 2.000 und tiefer gesenkt werden, zum Beispiel noch dadurch, daß dej? Vergaser etwas fetter als das stöchiometrische Verhältnis eingestellt wird, durch Abgasrückführung mit einem Rückführungsverhältnis von 15 bis 20$ und durch Zündverzögerung.

Die Verbrennung wird derart verzögert, daß sie so langsam, fast ähnlich einer isothermen Verbrennung verläuft,und dabei die Abgastemperatur soweit erhöht wird, z.B. daß sie über 1000⁰C ansteigt, bevor das Auslaßventil 5 öffnet.

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Die Abgase werden auf einer Temperatur oberhalb von etwa 800⁰C mittels der Wärmeisolierungen, wie mit 13 und 7 bezeichnet, über eine geeignete Zeitdauer gehalten, während der die Abgase das Volumen in dem Auspuffrohr durchströmen, das zum Beispiel dem Hubvolumen entspricht. Somit steigt die Abgastemperatur über die Eigenreaktionstemperatur an und vergrößert die Oxydationswirkung auf die verbrennbaren Schadstoffe im Abgas mit Hilfe der durch die Zuführung in das Auspuffrohr eingeführten Sekundärluft.

Die Fig.11 und 12 stellen Ausführungsformeη der Kühlung dar, die gemäß der Erfindung bei dem Auspuffrohr angewendet wird. Fig.11 zeigt eine Möglichkeit, bei der eine äußere Umhüllung 18 das Auspuffrohr 14 hinter der wärmeisolierenden Wand 7 umgibt. Die äußere Umhüllung besitzt an einem Ende eine trichterförmige Öffnung 19» die das Einführen von Luft von außen her erleichtert, und an dem anderen Ende einen Luftauslaß 20. Fig.12 erläutert eine andere Kühlmethode, die am gleichen Teil wie in Fig.11 stattfindet. Diese verwendet Kühlflächen 20, die an das Auspuffrohr in der Weise angeschweißt sind, wie das in dem Schnittbild B-B dargestellt ist.

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Claims

Pa tentansprüche

1./Mit Benzin betriebene Verbrennungskraftmaschine, gekennzeichnet durch einen festgelegten Bereich (V_„), der sich von dem Aus-

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laßventil längs des Auspuffweges erstreckt, derart, daß die Auspuffgase gleichmäßig und reibungslos abgeführt werden, und dadurch, daß dieser Bereich ein so großes Volumen besitzt, daß die Abgase darin über einer Eigenreaktionstemperatur in dem in Fig.i definier-r ten Bereich gehalten werden.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein festgelegter Bereich (V ) vorgesehen ist, der sich vom Auslaßventil längs des Auspuffweges bis zu einer vergrößerten Kammer oder einer Abzugsöffnung derart erstreckt, daß die Abgase kontinuierlich und reibungslos abgeführt werden, und daß dieser Bereich ein so großes Volumen und einen solchen Querschnitt besitzt, daß Luft selbsttätig (automatisch) durch ein Rückschlag-Ventil in die Auspuffleitung eingesaugt wird, vorzugsweise, daß das genannte Volumen dem Hubvolumen der Maschine entspricht und darüber hinaus nicht das Vierfache dieses Volumens übersteigt, daß der Querschnitt weniger als das Dreifache der maximalen Öffnungsfläche des Auslaßventils gegenüber der Auslaßöffnung beträgt.

3. Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein festgelegter Bereich vorgesehen ist, der sich vom Auslaßventil an längs des Auslaßrohres bis zu einer vergrößerten Kammer oder Auslaßöffnung erstreckt, sodaß die Abgase kontinuierlich und reibungslos zur Abführung gelangen, und daß dieser Bereich ein so großeB Volumen besitzt, daß die Abgastemperatur in der vergrößerten Kammer in solchem Maße verringert wird, daß unverbranntes Misöhgas zufolge von Fehlzündungen des Motors sich nicht im gemischten Zustand entzündet.

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4-. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch einen vorbestimmten Bereich, der derart
bemessen ist, daß beiden Bedingungen, nämlich V im Anspruch und V" im Anspruch 3 entsprechend genügt wird.

5. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch eine mit Mitteln zur Wärmeisolierung versehene Abgasleitung, die sich von dem Auslaßventil abwärts erstreckt, um die darin enthaltenen Abgase über der Eigenreaktionstemperatur, wie in Fig.1 definiert, zu halten.

6. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch Mittel zum Kühlen der Abgase, die in der
Abgasleitung nach dem wärmeisolierten Teil in die vergrößerte
Kammer strömen, um die Abgastemperatur der vergrößerten Kammer so weit zu verringern, daß die unverbrannten Mischgase sich wegen Fehlzündungen der Maschine nicht dort im gemischten Zustand entzünden.

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