DE2624466A1

DE2624466A1 - Verbrennungsmotor mit gesteuerter zuendung

Info

Publication number: DE2624466A1
Application number: DE19762624466
Authority: DE
Inventors: Georges Thery
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1976-06-01
Publication date: 1976-12-16
Also published as: FR2313558A1; US4235203A; JPS51148110A; GB1553270A; FR2313558B1

Description

Ba 3639

Georges Thery, Pierrefitte / Frankreich

Verbrennungsmotor mit gesteuerter Zündung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungs- bzw. Explosionsmotor, der im Bereich des Kolbens und des Zylinderkopfes Mittel zur Verbesserung der Verbrennung aufweist, mit einer Verminderung der Tendenz zum Klopfen und zur Luftverschmutzung.

Um die Verbrennung in einem Verbrennungs- bzw. Explosionsmotor zu verbessern, ist es bereits bekannt, den Kolben gegenüber dem Zündorgan mit einem Vorsprung auszustatten, der mit einer Ausnehmung in der Weise versehen ist, daß letztere in der Totpunktlage eine bewegliche Vorkammer für die Verbrennung bildet. Außerdem kann auch ein Zuführsystem für eine Brennkammer verwendet werden, das darin besteht, in einem Bereich eine reiche Mischung oder einen Brennstoff und einem anderen Bereich eine magere Mischung oder einen Sauerstoffträger bzw. Luft zuzuführen. Man erzeugt so ein heterogenes Gemisch.

Dennoch besitzen diese bekannten Einrichtungen, die ein heterogenes Gemisch anwenden, Mängel. Dies liegt darin, daß die Einrichtungen mit Vorverbrennungskammer im Zylinderkopf und mit fester Verbindungsöffnung zum übrigen Teil der Brennkammer einen Leistungsverlust aufweisen, infolge der thermischen Verluste durch den Zylinderkopf und durch die Verlängerung der Verbrennung, die eine Herabsetzung der Arbeit der Gasentspannung mit sich bringt.

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Außerdem weisen die Zuführeinrichtungen für zwei unterschiedlich reiche Gemische (direkt in den Zylinder) den Nachteil auf, daß sie entweder nur eine geringe End-Ungleichheit dieser Mischung (durch die gegenseitige Durchdringung der Zuführströme) sicherstellen oder die abschließende Zeitdauer der Verbrennung vergrößern.

Schließlich ist es bei der Einrichtung, die eine direkte Einspritzung in den Zylinder mit einem Kolben mit vorspringendem Teil verwendet, erforderlich, auf eine teuere Installation zurückzugreifen, weshalb sie in ihrer Anwendung begrenzt ist.

Außerdem bringt diese Einrichtung eine Verwä sserung bzw. Auflösung des Brennstoffes mit sich, und zwar umso mehr, je stärker die Ungleichheit des Gemisches ist.

Dies führt dazu, daß man mit den bekannten Einrichtungen nur entweder eine geringe, und somit wenig leistungsfähige, Heterogenität oder eine starke Ungleichheit erreicht, die von dem Phänomen einer schädlichen Auflösung begleitet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile einen Motor zu schaffen, der im Bereich der Brennkammer Mittel bzw. Einrichtungen aufweist, die eine Verbesserung der Verbrennung beim größten Teil der Benzinmotortypen - Zweitakt- oder Viertaktmotoren gestattet.

Zu diesem Zweck geht die Erfindung aus von einem Verbrennungsmotor (mit hin- und herbeweglichen Kolben) mit gesteuerter Zündung, mit wenigstens einem Kolben, einem Zylinder und einem eine Brennkammer begrenzenden Zylinderkopf, wobei der Kolben mit einem vorspringenden Teil versehen ist, der in der oberen Totpunktlage die Brennkammer

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in zwei Zonen aufteilt, von denen die als Vorverbrennungszone bezeichnete eine Zone mit einem Funken-Zündorgan versehen ist, und wobei die Brennkammer mit zwei energiespendenden Fluiden gespeist wird, von denen das eine als reiches Gemisch bezeichnet wird und stark kohlenstoffhaltig ist und von denen das andere als mageres Gemisch bezeichnet wird und gering kohlenstoffhaltig ist, wobei zumindest das reiche Gemisch in die Vorverbrennungszone eingespeist wird.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverbrennungszone zu wenigstens einem Teil ihres Volumens durch eine seitliche Ausnehmung des Zylinderkopfes gebildet ist, in die die Zufuhr des reichen Gemisches ausmündet, die ferner an ihrer Basis mit einer Zurückhaltemulde versehen ist und die durch eine große öffnung mit der Brennkammer in Verbindung steht, wobei diese öffnung in der oberen Totpunktlage durch den vorspringenden Teil verdeckt wird, und daß dieser vorspringende Teil mit dem Zylinderkopf in der oberen Totpunktlage wenigstens einen Umfangskanal zwischen den zwei Zonen begrenzt, der sich in einer Ebene etwa senkrecht zur Zylinderachse erstreckt und dessen Querschnitt derart ist, daß er die Aufrechterhaltung bei ihrer Ausbreitung von der einen Zone in die andere Zone durch diesen Kanal gestattet.

Die Erfindung sei im folgenden anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Brennkammer gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 und 3 schematische Schnittansichten ähnlich

der Fig. 1, zur Veranschaulichung zweier Varianten;

Fig. 4 eine Schemadarstellung (Schnittansicht)

einer Anwendung der Erfindung bei einem Zweitaktmotor.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Man erkennt eine Verbrennungskammer bzw. Brennkammer 1, die an der oberen Totpunktlage durch einen Zylinderkopf 2 begrenzt ist, sowie einen Kolben 3, der gleitbeweglich im Zylinder angeordnet ist. Dieser Kolben besitzt an seinem oberen Ende einen vorspringenden Teil 5, der in der oberen Totpunktlage die Brennkammer in zwei Zonen 1a und 1b unterteilt, von denen die eine (1a) mit einem Funken-Zündorgan 6 ausgestattet ist. Dieser vorspringende Teil besitzt Rillen bzw. Nuten 7, die in seinen Flanken in der Weise eingearbeitet sind, daß sie eine Verbindung zwischen der Zone 1a und der Zone 1b an der Basis der Brennkammer 1 sicherstellen. Diese Nuten erstrecken sich in einer Ebene, die etwa rechtwinklig zur Zylinderachse liegt und sie umgeben den vorspringenden Teil 5. Durch die Schnittdarstellung sieht man nur eine dieser Nuten 7 in dieser Figur. Eine weit zur Brennkammer geöffnete seitliche Ausnehmung 8 ist in den Zylinderkopf 2 im Bereich eines ersten Einlaßventils 9 eingearbeitet. Das Zündorgan 6 ist vorzugsweise nahe dieser Ausnehmung 8 angeordnet. Ein zweites Einlaßventil 10 kann auf der Seite des Teiles 1b der Brennkammer 1 geöffnet werden.

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Man erkennt somit, daß am oberen Totpunkt der vorspringende Teil 5 des Kolbens 3 die Öffnung der Ausnehmung 8 die Brennkammer 1 abdeckt.

Es versteht sich von selbst, daß die Brennkammer 1 ebenfalls wenigstens ein nicht dargestelltes Auslaßventil umfaßt, das sich in einer Ebene erstrecken kann, die etwa rechtwinklig zur Schnittebene liegt.

Man stellt schließlich fest, daß die Ausnehmung 8 an ihrer Basis mit einer Zurückhaltemulde 11 ausgebildet ist, die flüssigen Brennstoff zurückhalten kann, so daß eine Zone mit sehr reicher Mischung gebildet ist.

Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsvariante, in der man einen Teil der Elemente der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen wiederfindet. In die Ausnehmung 8 mündet eine Einspritzdüse 12, die in Richtung auf die erwähnte Zurückhaltemulde 11 ausgerichtet ist.

Fig. 3 zeigt in schematischer Weise eine Brennkammer, in die eine doppelte Zuführung durch eine einzige Öffnung mit gesteuertem öffnen und Schließen durchgeführt wird. In der Tat verschließt ein Ventil 13 eine erste Einlaßleitung 14 für eine erste Mischung und eine zweite Einlaßleitung 15, die sich innerhalb der Leitung 14 befindet, für die Zuführung einer zweiten Mischung.

Fig. 4 zeigt schließlich eine Brennkammer 1 eines Zweitaktmotors , der einen Kolben aufweist, der den mit Bezug auf die vorhergehenden Figuren beschriebenen und mit denselben Bezugszeichen versehenen Kolben gleicht. In der Stellung 3a (untere Totpunktlage) gibt der Kolben 3 Einlaß- und Auslaßöffnungen 17 bzw. 18 frei. Ein zweiter Einlaß mündet in die Ausnehmung 8 des Zylinderkopfes 2, wobei deren

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öffnen und Schließen mittels eines Ventils 18 gesteuert wird.

Die Ausnehmung 18 kann - wie im Falle der vorhergehenden Figuren - durch den vorspringenden Teil 5 des Kolbens 3 abgedeckt werden, wenn letzterer sich in seinem oberen Totpunkt bzw. in seiner oberen Totpunktlage befindet.

In dieser Figur 4 sind außerdem Rohrleitungen zum Zuführen der Mischung in die Brennkammer schematisch angedeutet. Eine Zuführrohrleitung 19 ist mit der Einlaßöffnung 16 verbunden, während eine Rohrleitung 20 mit dem Einlaß verbunden ist, der durch das Ventil 18 gesteuert wird. Man erkennt schließlich, daß nur die Rohrleitung 20 eine Vergasungseinrichtung enthält, die bei 21 schematisiert angedeutet ist und die einerseits ein Vergaser und andererseits ein Injektor zum indirekten Eindüsen sein kann, während die Rohrleitung 19 ein Steuerorgan 22 für ihr Verschließen aufweist, von dem insbesondere beim Anlassen des Motors Gebrauch gemacht wird.

Diese Rohrleitungen 19 und 20 sind voneinander unabhängig, wobei die Rohrleitung 19 beispielsweise mit einem Gehäuse verbunden ist, bei dem es sich in diesem Falle um ein Pumpengehäuse handelt, während die Rohrleitung 20 mit Atmosphäre verbunden ist, und zwar mit oder ohne Verwendung eines Kompressors.

In einer nicht veranschaulichten Variante sind die beiden zuvor erwähnten Rohrleitungen durch zwei Abzweigungen bzw. Zweigleitungen gebildet, die von einer gemeinsamen Rohrleitung ausgehen, wobei der Vergaser dann in der Abzweigleitung angeordnet ist, die im Bereich des Ventils in die Kammer einmündet.

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Es versteht sich von selbst, daß die Nuten 7, die den vorspringenden Teil an seiner Basis begrenzen, in einer ebenfalls nicht dargestellten Variante durch Rillen oder Nuten ersetzt werden können, die im Zylinderkopf 2 zwischen der Ausnehmung 8 und dem Teil bzw. der Zone 1b der Brennkammer eingearbeitet sind. In den vier zuvor erläuterten Figuren bildet der mit der Ausnehmung 8 verbundene Teil 1a der Brennkammer eine mobile Vorverbrennungszone, die nur bei der oberen Totpunktlage existiert.

Man führt der Brennkammer in bekannter Weise eine heterogene Mischung energiespendender Strömungsmittel zu. Diese Mischung setzt sich aus einer reichen oder stark kohlenstoffhaltigen Mischung und aus einer armen oder leicht kohlenstoffhaltigen Mischung zusammen. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die arme Mischung Luft oder Sauerstoffträger sein kann, in welchem Falle die reiche Mischung die Gesamtmenge des Brennstoffes enthalten wird.

Die reiche Mischung wird stets in die Vorverbrennungszone eingeführt, und zwar genau in die Ausnehmung 8 des Zylinderkopfes 2.

Bezüglich Fig. 1 wird die fette bzw. reiche Mischung durch das Ventil 9 zugeführt, während die magere bzw. arme Mischung durch das Ventil 10 eingespeist wird. Im Falle der Fig. 2 ist die reiche Mischung reiner Brennstoff , der in die Brennkammer durch die Einspritzdüse eingespritzt wird, während die arme Mischung (Luft) durch das Ventil 10 zugeführt wird.

Was Fig. 3 anbelangt, so werden hier die arme und die reiche Mischung durch das Ventil 13 zugeführt, wobei die reiche Mischung durch die Einlaßleitung 15 und die arme

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Mischung durch die Einlaßleitung 14 zugeführt werden.

In Fig. 4 wird die fette Mischung durch das Ventil 18 zugeführt, während die Zufuhr der mageren Mischung, bei der es sich um Luft handelt, durch die Einlaßöffnung 16 erfolgt.

Man stellt fest, daß, selbst wenn die magere Mischung Luft ohne Brennstoff ist, im Moment der Explosion, d.h. im Bereich der oberen Totpunktlage am Ende der Kompression, eine Anreicherung dieser Luft durch das fette Gemisch während der Zeit der Zuführung dieser Gemische stattgefunden haben wird. Man erreicht schließlich im Moment des Zündens zwei unterschiedlich stark angereicherte kohlenstoffhaltige Gemische, die dabei in vorteilhafter Weise alle Mängel beseitigen, die von der Kompliziertheit und von den Kosten der Einrichtungen zum Dosieren und Synchronisieren der reichen und armen Gemische herrühren, wie es zuvor bei der Zufuhr in die Brennkammer der Fall war.

Die Zufuhr von fettem Gemisch findet in einer Zone des Zylinderkopfes statt, der besonders gut gekühlt ist. Es findet dort daher eine Kondensation des Brennstoffes entlang der Wand der Ausnehmung 8 statt, wobei dieser in der Zurückhaltemulde 11 aufgefangen wird, die die Ausnehmung an ihrer Basis aufweist, wodurch die Auflösung des Brennstoffes vermieden wird. Am Ende der Kompression findet die Zündung in der Zone der Vorverbrennung (1a und 8) durch das Zündorgan 6 statt. Diese Zone ist dann mit einem sehr reichen Gemisch gefüllt, das, indem es sich entzündet, die Temperatur dieser Zone erhöht. Hierdurch verdampft der flüssige Brennstoff, der in der Mulde 11 enthalten ist, was eine weitere Anreicherung des Gemisches zur Folge hat.

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Zur gleichen Zeit steigt der Gasdruck, der in dieser Zone enthalten ist, erheblich an. Dieser Überdruck hat zur Folge, daß Entzündungs- oder unvollständig verbrannte Gase (aufgrund des Fehlens von Brennstoff in der Vorkompressionszone) in den Teil 1b der Brennkammer durch die Kanäle bzw. Nuten 7 ausgestoßen werden. Der Querschnitt der letzteren ist derart, daß die Ausbreitung der Entzündung nicht gelöscht bzw. gedrosselt wird. Beispielsweise soll er wenigstens 0,< der Vorverbrennungszone besitzen.

spielsweise soll er wenigstens 0,035 cm je ecm Volumen

Das Eindringen dieses Gas in der Entzündung in die Zone 1b der Brennkammer erfolgt an der Basis der letzteren, und es wird eine Turbulenz hervorgerufen, die für eine vollständige Verbrennung dieser ausgestoßenen Gase günstig ist. Bei der Bewegungsumkehr des Kolbens ist es außerdem das Gas, das im oberen Teil der Zone 1b zurückgehalten wird, das mit dem brennenden reichen Gemisch in der Vorverbrennungszone in Berührung kommt. Es ist somit ein im wesentlichen von Brennstoff gebildetes frisches Gemisch, das die Verbrennung vollendet, die in der Vorverbrennungszone (1a, 8) begonnen hat. Es ergibt sich dann dort eine zweite Turbulenz, die den Vorteil besitzt, das Gemisch zu homogenisieren und die in der Ausnehmung 8 des Zylinderkopfes enthaltenen Gase in geeigneter Weise auszuspülen.

Es sei festgestellt, daß diese Spülung umso wirkungsvoller ist, als die öffnung der Ausnehmung 8 in die Kammer 1 eine große Fläche besitzt. Zur Unterrichtung sei gesagt, daß man die Fläche dieser öffnung bestimmen kann mit wenigstens gleich drei Viertel des Produktes ihrer größten Abmessungen in Höhe und Breite. Die Einrichtungen und Maßnahmen gemäß der Erfindung weisen die folgenden allgemeinen Vorteile auf:

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Zunächst bildet der vorspringende Teil 5 des Kolbens eine wirkungsvolle Abschirmung gegenüber der Ausbreitung von Wärme (durch Strahlung) aus der anfangs entzündeten Zone, was eine vorteilhafte Verringerung der Tendenz zum Klopfen mit sich bringt.

Die Übertragung der Verbrennung, die durch die Kanäle bzw. Nuten 7 zwischen den Zonen 1a und 1b der Brennkammer bei oberer Totpunktlage sichergestellt ist, reduziert die Dauer der Verbrennung, indem eine Verzögerung der Verbrennung im letzten Teil der Kammer vermieden wird.

Die Verbindung zwischen dem ersten Teil der Kammer und dem letzten Teil vermeidet eine zu große Turbulenz bei der Zündung bzw. beim Anfangsstück des Abwärtshubes des Kolbens, indem die Druckspannen zwischen diesen beiden Kammerteilen begrenzt sind.

Diese Begrenzung des Druckes im ersten Teil der Kammer verhindert, daß dieser auf eine zu stark erhöhte Temperatur gebracht wird. Die Verbrennung beginnt durch einen dieser Teile, dem heißesten der Kammer, und sie setzt sich fort gegen eine gut gekühlte Zone, was die Tendenz zum Klopfen und zur Bildung einer sekundären Zündung im oberen Bereich reduziert.

Die Verbrennung beginnt an der Basis der Kammer, wobei diese ihrem festen Teil - dem Zylinderkopf - gegenüberliegt. Der letzte Teil des Gemisches, der nicht entzündet wird, befindet sich in der Nähe der festen Wände der Kammer und entfernt sich nicht in Abhängigkeit von der Verschiebung des Kolbens. Zwischen dem Fortschreiten der Verbrennung und der Verschiebung des Kolbens findet kein Hub statt.

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Die Nachteile, die allgemein bei einem klassischen Motor zu Beginn der Verbrennung am oberen Ende der Kammer auftreten, sind beträchtlich: Nach dem oberen Totpunkt wirkt sich die Zunahme der Verbrennung in demselben Sinne aus wie die Verschiebung des Kolbens. Wenn die Geschwindigkeit der Verbrennung kleiner oder gleich der Kolbengeschwindigkeit ist, dann ist der Abstand zwischen den nicht entflammten Punkten und der Front der Flammen größer oder gleich dem der zu Beginn der Verbrennung vorhanden war. Es verbleibt dann ein nicht verbrannter Restteil. Beim Auspuffen ist es zunächst der verbrannte Teil, der nach außen ausgestoßen wird und danach der Restteil. Dieser wird im unverbrannten Zustand ausgestoßen.

Diese Nachteile werden durch eine Verbrennung vermieden, die an der Basis der Kammer beginnt. Der Walzen- oder Kugeleffekt einer Verbrennung läßt die Flammenfront gegen den Zylinderkopf fortschreiten, und dieser Effekt wird durch die Tendenz einer Verbrennung verstärkt, von unten nach oben fortzuschreiten. Es gibt dabei praktisch keine Tendenz, daß am Ende des Arbeitshubes ein unverbrannter Restteil vorhanden ist. Falls einer existiert, dann ist es der, der zu Beginn des Auspuffens entleert worden ist, gefolgt durch den verbrannten Teil. Die Ausströmge^ schwindigkeit, die größer als die der letzteren ist, ruft eine Nachverbrennung des Restteiles in der Auspuffleitung hervor. Die Quelle schlechter Ausnutzung und der Luftverschmutzung, die den Beginn der Verbrennung am oberen Ende der Kammer bildet, wird unterdrückt.

Es ist ein Teil der Feuerkugel, gebildet durch den Beginn der Verbrennung, der durch die Abwärtsbewegung des Kolbens entspannt wird. Der Kugeleffekt der Verbrennung wird durch den Zylinderkopf weniger begrenzt. Die Verluste durch die Wände sind sehr gering. Die ent-

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fernten Punkte der Flammenfront bleiben vergleichsweise sehr nahe. Dies führt zu einer sehr schnellen Verbrennung. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens sind es vor allem die verbrannten Gase, die sich entspannen. Diese beiden Steigerungen der Entspannung der verbrannten Gase verbessern so die Leistung.

In dem Falle, wo man ein kohlenstoffhaltiges bzw. vergastes Gemisch und einen reinen Sauerstoffträger zuführt, kann man außerdem die Zufuhr von jedem dieser Gemische gegenseitig regeln. Hierbei ist es interessant, bei einem Brennstoff mit geringer Oktanzahl das Einlaßventil des kohlenstoffhaltigen Gemisches mit Verzögerung zu öffnen, um die Kontaktdauer zwischen diesem Gemisch und der zugeführten Luft sowie der Menge des Brennstoffes zu verringern, der in die Hauptbrennkammer gelangt. Man kann daher den erfindungsgemäßen Motor an den benutzten Brennstoff anpassen, und zwar durch Regelung der Öffnung des Einlaßventiles für die vergaste Mischung, und somit läßt sich ein Treibstoffgemisch-Motor realisieren.

Was besonders den Zweitaktmotor, so wie er in Fig. 4 veranschaulicht ist, anbelangt, so vermeidet man jeglichen Verlust von vergastem Brennstoff durch den Auspuff.

In der Tat führt man durch die Öffnung 16 nicht vergaste bzw. nicht kohlenstoffhaltige Luft - vorkomprimiert oder nicht - zu und durch das Ventil 18 Luft, die durch die Einrichtung 21 (Vergaser oder Einspritzdüse) vergast bzw. kohlenstoffhaltig gemacht ist. Man wird das öffnen dieses Ventiles in der Weise regeln, daß es nach der Anfangsphase der Zuführung erfolgt, damit es spätestens am Ende des Auspuffens beendet wird. Man erreicht somit eine gute Füllung, wobei durch die Zuführung von reiner

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Luft nur quer durch die öffnung 16 im ganzen eine Abschirmung der Brennkammer verwirklicht wird, und zwar ohne Verlust von Brennstoff. Tatsächlich leitet der vorspringende Teil 5 gegen den Zylinderkopf ab und die Zuführung wird in Bezug auf das öffnen der öffnung 16 etwas verzögert. Man erhält so nacheinander in der Nähe des unteren Totpunktes eine Anfangsauspuff-Phase, eine Phase der Abschirmung durch Luft ohne Brennstoff und eine Phase der Zufuhr von vergastem Gemisch sowie des Endes des Auspuffens.

Außerdem ist das in der Zone 1b der Brennkammer (am Ende der Kompression) enthaltene Gemisch relativ mager, was, indem es jegliche Tendenz zum Klopfen reduziert, es gestattet, einen Kompressionsgrad zu erreichen, der viel höher liegt als bei anderen Zweitaktmotoren. Man kann somit mit einem geringen Herstellungspreis einen einfachen Motor verwirklichen, der eine große spezifische Leistung besitzt, eine gute Ausnutzung aufweist und eine geringe Luftverschmutzung mit sich bringt.

Außerdem kann durch das Vorhandensein des Steuerbzw. Schließorgans 22 in der Leitung 19 die Zuführung von Luft in der Weise unterbrochen werden, daß das Gemisch angereichert wird, da dann die alleinige Zufuhr diejenige des reichen Gemisches durch die"öffnung des Ventiles 18 ist. Diese Anordnung ist insbesondere beim Anlassen interessant.

Schließlich können die erfindungsgemäßen Motoren mit Befeuchtungseinrichtungen ausgerüstet werden, die entweder Wasser oder eine Mischung aus Alkohol und Wasser heranführen und bei der Zufuhr des mageren Gemisches oder der Luft ohne Brennstoff angebracht sind, wobei deren Ver-

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wirklichung und Funktion einfacher und kostensparender sind als ein Emulgator oder eine Gemischeinrichtung durch Ultraschall oder eine Synchronisationseinrichtung mit Vergaser. An all diesen Motoren sichert die Zuführung von Wasser und die doppelte Turbulenz eine wesentliche Herabsetzung der Luftverschmutzung, indem die Bildung von Stickstoffoxyden durch die Senkung der maximalen Verbrennungstemperatur reduziert und die Bildung von Kohlenoxyd und unverbrannten Stoffen beseitigt wird, und zwar dank der erheblichen Verbesserung der Verbrennung, die durch die chemische Katalyse sichergestellt wird, die sie verwirklicht.

Man kann somit einen Motor mit gesteuerter Zündung und ohne die Tendenz zum Klopfen erzielen, der sich dem Verdichtungsgrad und der Leistungsfähigkeit des Diesels nähert, indem er im ganzen - für sehr geringe Kosten - eine stark erhöhte spezifische Leistung bietet.

Die Zufuhr von Wasser bewirkt eine bessere Abkühlung des Kolbenkopfes, der insbesondere bei Zweitaktmotoren empfindlich ist.

Durch die vorliegende Erfindung können die Probleme der Luftverschmutzung auf wirkungsvolle Weise und mit geringen Kosten gelöst werden, wobei im ganzen noch eine Steigerung der spezifischen Leistung sowie der Nutzung und eine Herabsetzung des Verbrauchs erzielt werden kann.

Die Erfindung findet eine besonders interessante Anwendung auf dem Gebiet des Automobilbaues.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann noch in weiteren Ausführungsvarxanten abgewandelt werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

'Verbrennungsmotor mit gesteuerter Zündung, mit wenigstens einem Kolben, einem Zylinder und einem eine Brennkammer begrenzenden Zylinderkopf, wobei der Kolben mit einem vorspringenden Teil versehen ist, der in der oberen Totpunktlage die Brennkammer in zwei Zonen aufteilt, von denen die als Vorverbrennungszone bezeichnete eine Zone mit einem Funken-Zündorgan versehen ist, und wobei die Brennkammer mit zwei energiespendenden Fluiden gespeist wird, von denen das eine als reiches Gemisch bezeichnet wird und stark kohlenstoffhaltig ist und von denen das andere als mageres Gemisch bezeichnet wird und gering kohlenstoffhaltig ist, wobei zumindest das reiche Gemisch in die Vorverbrennungszone eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorverbrennungszone zu wenigstens einem Teil ihres Volumens durch eine seitliche Ausnehmung des Zylinderkopfes gebildet ist, in die die Zufuhr des reichen Gemisches ausmündet, die ferner an ihrer Basis mit einer Zurückhaltemulde versehen ist und die durch eine große Öffnung mit der Brennkammer in Verbindung steht, wobei diese Öffnung in der oberen Totpunktlage durch den vorspringenden Teil verdeckt wird, und daß dieser vorspringende Teil mit dem Zylinderkopf in der oberen Totpunktlage wenigstens einen Umfangskanal zwischen den zwei Zonen begrenzt, der sich in einer Ebene etwa senkrecht zur Zylinderachse erstreckt und dessen Querschnitt derart ist, daß er die Aufrechterhaltung Dei inrer ÄuslDreitung von der einen Zone in die andere Zone durch diesen Kanal gestattet.

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2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes in die Brennkammer eingespeiste Gemisch eine Zuführöffnung mit durch ein Ventil gesteuertem öffnen und Schließen vorhanden ist, wobei die Zuführöffnung des reichen Gemisches sich in der seitlichen Ausnehmung befindet, während sich die Zuführöffnung des mageren Gemisches in der Brennkammerzone ohne Zündorgan befindet.
3. Viertaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des reichen Gemisches durch eine Einspritzdüse sichergestellt ist, die in die genannte Ausnehmung ausmündet und in Richtung auf die Zurückhaltemulde orientiert ist, während die Zufuhr des mageren Gemisches durch eine Öffnung erfolgt, deren öffnen und Schließen durch ein Ventil gesteuert wird, das sich in der Brennkammerzone ohne Zündorgan befindet.
4. Viertaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des reichen Gemisches und des mageren Gemisches durch eine einzige Öffnung mit gesteuertem öffnen und Schließen erfolgt, die in die Ausnehmung ausmündet.
5. Viertaktmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des reichen Gemisches im Bereich der genannten Öffnung durch eine Leitung vorgesehen ist, die innerhalb der für die Zufuhr des mageren Gemisches liegt.

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6. Zweitaktmotor nach Anspruch 2, enthaltend eine Zuführöffnung und eine Auspufföffnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Zuführöffnung mit gesteuertem öffnen und Schließen oben im Zylinder vorgesehen ist, die in die genannte Ausnehmung ausmündet und durch die das reiche Gemisch in die Brennkammer eingeführt wird, während die nicht kohlenstoffhaltige Luft durch die genannte andere Öffnung zugeführt wird, wobei diese ersten und zweiten Zuführöffnungen mit zwei verschiedenen Rohrleitungen verbunden sind, von denen die eine Rohrleitung, die mit der zweiten Zuführöffnung korrespondiert, allein mit einer Vergasungseinrichtung versehen ist.
7. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrohrleitung für mageres Gemisch mit einem Steuerorgan zu ihrem Verschließen während der Anlaßphase des Motors versehen ist.
8. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rohrleitungen durch Abzweigleitungen gebildet sind, die von einer gemeinsamen Leitung ausgehen.
9. Zweitaktmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von reichem Gemisch gegenüber der Zufuhr von Luft ohne Brennstoff verzögert ist.

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