DE2544766A1 - Verfahren zum betrieb eines ottomotors - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines ottomotors

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Ferdinand Piech
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Audi AG
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Audi NSU Auto Union AG
Audi AG
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Description

AUDI NSU AUTO UNION IngoJ,stadt, den 22.9.1975
Aktien&esellschait Gz/Dö
8070 lngolstadt 254 A 76
Postfach 220 Ϊ
Verfahren zum Betrieb eines Ottomotors
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Ottomotors im Viertalct, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Durch Verkleinern des Kompressionsraumes würde der thermische Wirkungsgrad ansteigen, da unter anderem durch die Verkleinerung des Kompressionsraumes der Kestgasanteil geringer und damit der Laufbereich des Motors im mageren Gebiet vergrößert würde; das heißt, in einem Kraftfahrzeug hätte der Motor einen in einem weiten Betriebsbereich geringeren Kraftstoffverbrauch. Dem Verkleinern des Kompressionsraumes sind aber durch die Klopffestigkeit des Kraftstoffes Grenzen gesetzt.
Bekannt ist es weiter bei Ottomotoren, das Einlaßventil etwa 70° nach dem unteren Totpunkt schließen zu lassen. Diese Maßnahme dient zur Erhöhung der Leistung durch Drehzahlsteigerung. Weiter ist es zu diesem Zweck bekannt, daß sich der Schließvorgang des Auslaßventils mit dem Öffnungsvorgang des Einlaßventils überschneidet. Dadurch wird die kinetische Energie des ausströmenden Abgases ausgenutzt, um schon frisches Gemisch aus dem Einlaßkanal anzusaugen, während der Kolben noch den Bereich um den oberen Totpunkt
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durchläuft. Bei entsprechend großer Überschneidung läßt sich nahezu der ganze Kompressionsraum mit frischem Gemisch füllen und so eine hohe Leistungsausbeute erzielen. Nachteilig dabei ist der etwas größere Kraftstoffverbrauch und daß im Abgas relativ große Anteile an Schadstoffen enthalten sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das einen geringen Kraftstoffverbrauch und geringen Schadstoffanteil im Abgas über ein weites Drehzahl- und Lastbereich eines Ottomotors vorzugsweise für Kraftfahrzeuge ermöglicht.
Die Lösung besteht darin, daß das Einlaßventil so spät nach dem unteren Totpunkt geschlossen wird, daß der nunmehr kleinere, wirksame Kompressionshub zusammen mit einem kleineren Volumen des Kompressionsraumes das gewünschte Verdichtungsverhältnis ergibt. Mit dem kleineren Volumen des Kompressionsraumes ist der Restgasanteil im Gemisch für die jeweils folgende Verbrennung gering. Der Restgasanteil bestimmt aber wesentlich die Laufgrenze des Motors im mageren Gebiet; d. h. in einem weiten Drehzahl- und Lastbereich kann ein solcher Motor mit magerem Gemisch betrieben werden und hat dabei geringen Kraftstoffverbrauch und geringe Mengen von Schadstoffanteilen im Abgas.
Infolge des spaten Schließens vom Ansaugventil schiebt der Kolben im Drehzahlbereich des größten abgegebenen Drehmomentes eine Gemischmenge, die etwa dem Inhalt des Kompressionsraumes entspricht, durch das Einlaßventil zurück in den Ein-
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laßkanal. So gelangt bereits im Zylinder aufbereitetes Gemisch in den Teil des Einlaßkanals hinter dem Einlaßventil. Die gegen Ende des Saughubes in der Ventilzone im Einlaßkanal abgelagerten Kraftstoffteile werden durch ein aufbereitetes Gemisch in zur vorhergegangenen Saugbewegung umgekehrter Richtung mitgerissen, intensiv vernebelt und zerstäubt. Durch dieses Zurückströmen und die kontinuierliche Anreicherung von Kraftstoff - vorzugsweise aus der Einspritzdüse - bildet sich im Einlaßkanal vor dem Einlaßventil ein mit gleichmäßig verteiltem Kraftstoff überreichertes Gemisch. Ein Teil des jeweils zu verbrennenden Gemisches wird im Zylinder zweimal und damit besonders gut aufbereitet. Deshalb ist auch an der Zündkerze - unabhängig von der lokalen Überreicherung des Gemisches - ein erfindungsgemäß aufbereitetes Gemisch aus feinem und gleichmäßig in der Luft verteiltem Kraftstoffnebel vorhanden, das auch im magerem Gebiet zündwilliger als ein in bekannter Weise entstandenes Gemisch von gleichem Luftkraft Stoffverhältnis ist.
Der Schließwinkel des Einlaßventils nach dem unteren Totpunkt kann etwa 90 betragen. Schließlich kann der Kraftstoff in für sich bekannter Weise über eine im Einlaßkanal angeordnete und auf das Einlaßventil gerichtete kontinuierlich wirkende Einspritzdüse zugeführt werden. Beim anschließenden Saughub strömt gleichmäßig mit Kraftstoff vermischtes, nahezu homogenes überfettetes Gemisch an der Zündkerze vorbei und kann dort eine lokale Anreicherung von fetteren Gemisch und damit eine Verbesserung der Zündfähigkeit des Kraftstoffes im ansich insgesamt mageren komprimierten Gemisch erzeugen.
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Claims (4)

  1. AUDI NSU AUTO UNION Ingolstadt, den 22.9.1975
    Aktiengesellschaft Gz/Dö
    Ingolstadt 2544766
    Postfach 220
    Patentansprüche
    .yVerfahren zum Betrieb eines Ottomotors im Viertakt, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil so spät nach dem unteren Totpunkt geschlossen wird, daß der nunmehr kleinere wirksame Kompressionshub zusammen mit einem kleineren Volumen des Kompressionsraumes das gewünschte Verdichtungsverhältnis ergibt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß im Drehzahlbereich des größten abgegebenen Drehmomentes eine Gemischmenge, die etwa dem Inhalt des Kompressionsraumes entspricht, durch das Einlaßventil zurück in den Einlaßkanal gepumpt wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schließwinkel bis zu etwa 90° nach dem unteren Totpunkt vergrößert ist.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff in für sich bekannter Weise über eine im Ansaugkanal angeordnete auf das Einlaßventil gerichtete, kontinuierlich wirkende Einspritzdüse zugeführt wird.
    70 9815/09.8 9
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