DE3112059A1

DE3112059A1 - "fremdgezuendete brennkraftmaschine mit zusaetzlichem lufteinlassventil"

Info

Publication number: DE3112059A1
Application number: DE19813112059
Authority: DE
Inventors: Otto Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Schäfer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-07

Description

A K T I £ N G f S i I 1 ^c- C H A F 1

3180 Wolisburg

K 3082/1702-pt-hu-sa

Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zusätzlichem Lufteinlaßventil

Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer aus dem SAE-Paper 780007 bekannten Brennkraftmaschine dieser Art ist das zusätzliche Lufteinlaßventil über einen Nocken derart zwangsgesteuert, daß es in einem Bereich des Ansaugtakts der Maschine öffnet und dann Luft einläßt. Wie in der genannten Literaturstelle ausgeführt, ergibt die zusätzliche Zufuhr von reiner Luft praktisch ein ebenso gutes Zündverhalten und eine ebenso günstige Abgaszusammensetzung wie die Zufuhr eines zündwilligen, relativ fetten Gemischs bei magerem Hauptgemisch im Brennraum. Eine Erklärung für diese Übereinstimmung der Vorteile wird in der Literaturstelle nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs unter Verringerung des Aufwands für das Lufteinlaßventil dahingehend zu verbessern, daß die resultierende Öffnungszeit des Lufteinlaßventils während jedes Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine vergrößert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmaien des Patentanspruchs.

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Wesentlich für die Erfindung ist also der Einsatz einer bestimmten Ventilart, nämlich eines Rückschlagventils, das nicht durch Nocken zwangsgesteuert, sondern gleichsam durch die Differenz zwischen Atmosphärendruck und Druck im Brennraum betätigt wird, in Verbindung mit einer bestimmten Wahl des Drucks der dem Ventil zugeführten Luft. Daraus ergibt sich zum einen eine Verlängerung der Öffnungsdauer dieses Ventils im Anschluß an den Ansaugtakt während einer Anfangsphase des Verdichtungstakts, wodurch die Verwirbelung im Bereich der Zündkerze verstärkt wird, und außerdem ein erneutes Öffnen des Ventils gegen Ende des Expansionstakts (Arbeitstakts) der Maschine, d.h. dann, wenn der Kolben des betreffenden Brennraums schon wieder nahe UT ist. CJetzt bewirkt die Druckluftzufuhr durch das Luftventil einen Spüleffekt, indem sie die verbrannten Gase aus dem Bereich der Zündkerze entfernt.

Diese lediglich von der definierten Druckdifferenz abhängige Zufuhr von Luft in den Bereich der Zündkerze stellt also ohne zusätzlichen Aufwand eine Luftzufuhr in denjenigen Zeiträumen sicher, in denen im betrachteten Zylinder gerade die hierfür geeigneten Verhältnisse herrschen. Umständliche Nockenkonstruktionen zur Zwangsbetätigung des Luftventils erübrigen sich.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung von Rückschlagventilen schlechthin als zusätzliche Lufteinlaßventile ansich bekannt ist. So beschreibt die DE-OS 26 00 014 eine mit Ladungsschichtung arbeitende Brennkraftmaschine, die etwa in mittlerer Höhe des Zylinders in dem vom Kolben überstrichenen Bereich desselben ein Rückschlagventil zur Einspeisung von Kraftstoff oder Luft aus einem Druckbehälter aufweist. Dieses Ventil muß aber trotz seiner Ausbildung als Rückschlagventil deshalb als zwangsgesteuert bezeichnet werden, weil es durch den Kolben in bestimmten Lagen desselben praktisch "verschlossen" wird; außerdem bläst es keine Luft in Richtung auf die Zündkerze ein, sondern lediglich in eine Zone oberhalb des in seiner UT- Stellung befindlichen Kolbens.

Weiterhin ist die Verwendung eines ringförmigen Rückschlagventils als Gemischeinlaßventil aus der US-PS 2 756 732 bekannt. Dabei -handelt es sich aber, wie gesagt, um das eigentliche Gemisch-Einlaßventil und nicht um ein zusätzliches Luftventil.

I;in Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläutert, die sclicmatisch den hier interessierenden oberen Dereich eines Zylinders nebst Ventilsteuerung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine wiedergibt.

Der Zylinder ist allgemein mit 1 bezeichnet. In dem Zylinderkopf 2 sind das übliche Gemisch-Einlaßventil 3 und das ebenfalls übliche Abgas-Auslaßventil 4 angeordnet, die beide über Schwinghebel 5 und 6 von Nocken 7 auf der Nockenwelle 8 angetrieben werden. Es handelt sich dabei also um zwangsgesteuerte Ventile.

Das als Rückschlagventil ausgebildete zusätzliche Luiteinlaßventil 9 ist so ausgerichtet, daß die von ihm eingcblasene Luft, wie durch den Pfeil 10 angedeutet, in den Bereich der Zündkerze 11 gelangt und dort eine Verwirbelung bzw. Spülung bewirkt. Dazu wird das Lufteinlaßventil 9, dessen Ventilkörper 12 durch die Feder 13 leicht in Schließstellung vorgespannt ist, über die Leitung 14 von dem Druckbehälter 15 her mit Druckluft beaufschlagt. Statt eines Druckbehälters kann auch eine Pumpe vorgesehen sein.

Der Druck im Behälter 15 ist so gewählt, daß das Lufteinlaßventil 9 außer während des Ansaugtakts, also Bewegungen des Kolbens 16 in Richtung UT, auch in einer Anfangsphase des Kompressionstakts geöffnet ist und demgemäß eine verlängerte Verwirbelung im Bereich der Zündkerze auftritt. Außerdem öffnet das Ventil 9 infolge des gewählten Drucks der zugeführten Luft auch gegen Ende des Expansionstakts, d.h. des Arbeitstakts, wenn der Druck in dem Brennraum 17 auf einen Wert gesunken ist, der das Öffnen des Lufteinlaßventils 9 durch den Druck der zugeführten Luft wieder zuläßt. Jetzt erfolgt bei geöffnetem Auslaßventil k durch die eingeblasene Luft eine Spülung im Bereich der Zündkerze 11, so daß nach erfolgtem Öffnen des Einlaßventils 3 auch in diesen Bereich Gemisch gelangt.

Claims

PATENTANSPRUCH

Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zumindest je einem zwangsgesteuerten Gemisch-Einlaß- und Abgas-Auslaßventil sowie mit zumindest einem im Brennraumdeckel angeordneten Lufteinlaßventil, das während des Ansaugtakts der Maschine öffnet und die einströmende Luft in Richtung auf die Zündkerze lenkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lufteinlaßventil (9) als Rückschlagventil ausgebildet ist und ihm Luft unter derart gewähltem Druck zugeführt wird, daß das Rückschlagventil auch während einer Anfangsphase des Verdichtungstakts geöffnet bleibt und gegen Ende des Expansionstakts erneut öffnet.