DE3138332C2

DE3138332C2 - Verfahren zur Abgasrückführung in einen Viertakt-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3138332C2
Application number: DE3138332A
Authority: DE
Inventors: Wieslaw Bielsko-Bia&lstrok;a Wiatrak
Original assignee: OSRODEK BADAWCZO-ROZWOJOWY SAMOCHODOW MALOLITRAZOWYCH BOSMAL BIELSKO-BIALA PL
Current assignee: OSRODEK BADAWCZO-ROZWOJOWY SAMOCHODOW MALOLITRAZOWYCH BOSMAL BIELSKO-BIALA PL
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1981-09-26
Publication date: 1985-10-31
Also published as: US4422430A; PL132358B1; IT1145123B; PL228178A1; IT8168300A0; DE3138332A1

Abstract

Die Erfindung löst das Problem der Besserung der Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches für Verbrennungsprozesse durch dessen zusätzliche Turbulenz und Vergasung. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in Bewirkung der Turbulenz und der Vergasung des Gemisches durch die unmittelbar aus der Verbrennungskammer dieses Motorzylinders, in welchem der Arbeitshub verläuft, entnommenen Verbrennungsgase, dabei wird der Durchgang in den mitarbeitenden Zylinder, in welchem der Saughub verläuft, durch die Öffnungszeit des Saugventils geregelt. Die erfindungsgemäße Anlage zur Bewirkung der Turbulenz und Vergasung des Kraftstoff-Luft-Gemisches weist Leitungen (10, 14) auf, die wechselweise die Verbrennungskammer (9, 13) des Zylinders (1, 2) mit den Ausflußkanälen (22) in den Sitzflächen (12, 16) der Saugventile (3, 5) verbinden, dabei sind die Eintritte der Leitungen (10, 14) mit einer Einlage (17) mit Drosseldüse (18), oder einer Einlage (19) mit mehr als einer Drosseldüse (20) versehen. Die Erfindung ist zum Einsatz in Viertakt-Verbrennungsmotoren mit Kerzenzündung, mit gerader Zylinderzahl geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasrückführung in einen Viertakt-Verbrennungsmotor mit gerader Zylinderzahl und Fremdzündung, wobei während des Ansaugtaktes eines Zylinders Abgase aus anderen Zylindern in den ansaugenden Zylinder geleitet werden und ferner eine Abgasrückführungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für einen fremdgezündeten Viertakt-Verbrennungsmotor mit gerader Zylinderzahl.

Ein bekanntes gattungsgemäßes Verfahren sowie eine zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Abgasrückführungsvorrichtung (DE-OS 26 51 504) dienen im wesentlichen zur Reduzierung der Menge an schädlichen NOx-Anteilen im Abgas, wobei dem ansaugenden Zylinder eine möglichst große Menge an Abgasen der anderen Zylinder zuzuführen ist. Dabei wird so vorgegangen, daß in den ansaugenden Zylinder ein Breiingemisch und das rückgeführte Abgas alternierend in den Verbrennungsraum geschichtet eingeführt werden. Die Schichtung von Abgas und Verbrennungsgas setzt jedoch voraus, daß der thermodynamische Zustand des Abgases nicht wesentlich vom Zustand des angesaugten

ίο Gemisches abweicht weil sonst die angestrebte Schichtung im Verbrennungsraum nicht erreicht werden kann. Anders ausgedrückt wird das Abgas mit vergleichsweise niedriger Temperatur und niedriger Strömungsgeschwindigkeit, d. h. mit geringer Energie, dem ansaugenden Zylinder zugeführt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Turbulenzbildung und die Vergasung des angesaugten Gemisches im ansaugenden Zylinder zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß das dem ansaugenden Zylinder zugeführle Abgas einem verdichtenden Zylinder entnommen und zur Unterstützung von Turbulenzbildung sowie Vergasung des angesaugten Gemisches direkt dem ansaugenden Zylinder zugeführt wird.

Zweckmäßig wird die Abgasrückführung während der gesamten Dauer dss Ansaugtaktes aufrechterhalten.

Bei der vorrichtungsgemäßen Ausbildung zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Abgasrückführungsvorrichtung aus (DE-OS 26 51 504), wobei die arbeitenden Zylinder Paare mit gleichläufiger Kolbenbewegung bilden und diese Zylinder so untereinander verbunden sind, daß der Arbeitsraum des einen Zylinders mittels einer Leitung mit einem den Saugventilsitz des anderen Zylinders umgebenden Ringkanai, und umgekehrt verbunden ist und wobei die im Werkstoff des Ventilsitzes und/oder des Zylinderkopfes ausgeführten, die Einlaßventüsitze umgebenden Ringkanäle mit Ausfhißkanäien verbunden sind, die sich in Richtung zu ihren, sich >n den Einiaßventilsitzflächen befindenden Mündungen erweitern.

Durch die vorrichtungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die die Verbrennungskammern mit den die Ventilsitze umgebenden Ringkanälen verbindenden rohrartigen Leitungen in dem Werkstoff des Zylinderkopfes ausgeführt sind, wobei deren in den Wänden der Verbrennungskammern angeordnete Eintritte mit Drosseldüseneinsätzen versehen sind.

In weiterer Ausbildung geht ein Vorschlag dahin, daß die Verbrennungskammern mit den die Ventilsitze verbindenden Leitungen an ihrer Abströmseite mit Einsätzen versehen sind, die mehr als eine Drosseldüse aufweisen. Ferner können die zusammengehörenden, untereinander verbundenen Zylinder mit mehr als einer Leitung verbunden sein.

Die erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß das Abgas mit einem hohen Energieinhalt, nämlich einer hohen Temperatur und einem hohen Druck, wie sie im verdichtenden Zylinder herrschen, dem ansaugenden Zylinder zugeführt wird. Das trägt wesentlich zur Verwirbelung des angesaugten Gemisches bei, wobei die in das angesaugte Gemisch eintretenden Gasströme des zurückgeführten Abgases nicht nur eine Mikro-, sondern auch eine Makro-Turbulenz im ansaugenden Zylinder erzeugen. Dabei ist neben der Turbulenzbiidung und Vergasung auch noch eine Injektionswirkung auf das angesaugte Gemisch zu beobachten. Das trägt zusätzlich zur Herabsetzung des Kraftstoffverbrauches

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und zur Verringerung der Toxi'zität der Abgase bei.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Schnitt durch einen Viertakt-Verbrennungsmotor in der Ebene der Einlaßventile und der Zylinderachse,

F i g. 2 einen Längsschnitt im Bereich eines Saugventilsitzes in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 einen Einsatz mit Drosseldüse und

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach F i g. 3.

In der in F i g. 1 der Zeichnung dargestellten Situation verläuft in dem Zylinder 1 der Saughub, und in dem Zylinder 2 der Arbeitshub. In dem Zylinder 1 ist das is· Einlaßventil 3 geöffnet, das Auslaßventil 4. ist dagegen geschlossen, und in dem Zylinder 2 sind beide Ventile, das Einlaßventil 5 und das Auslaßventil 6, geschlossen. Beide gleichläufig arbeitenden Kolben 7 und 8 bewegen sich nach unten. 2P-

Die Verbrennungskammer 9 des Zylinders ί ist mit einer in dem Zylinderkopf 2t angeordneten Leitung 10 mit dem in den Ventilsitz 12 des Einlaßventils 5 des Zylinders 2 umgebenden Ringkanal 11 verbunden, und die Verbrennungskammer 13 des Zylinders 2 ist mittels der auch in dem Zylinderkopf 21 vorgesehenen Leitung 14 mit dem Ventilsitz 16 des Einlaßventils 3 des Zylinders 1 verbunden.

Die die Verbrennungsgase führenden Leitungen 10 und 14 sind an ihren Eintritten mit einem Einsatz 17 mit 3o> einer Drosseldüse 18, oder mit einem Einsatz ίθ mit einigen Drosseldüsen 20 versehen, welche in der Nähe der Wände der Verbrennungskammern 9 und 13 angeordnet ist

Wie in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt ist, sind die die Ventilsitze 12 und 16 der Einlaßventile3 und 5 umgebenden Ringkanäle 11 und 15 mit mehreren Ausflußkanälen 22 verbunden, welche sich in Richtung zu den in den Sitzflächen der Ventilsitze 12 und 16 der Einlaßventile 3 und 5 angeordneten Mündungen erweitern. Die Längsachsen der Ausflußkanäle 22 sind schief oder windschief im Verhältnis zu den Längsachsen der Einlaßventile 3 und 5 angeordnet, so daß die daraus ausfließenden Abgase neben der Mikroturbulenz auch Makroturbulenz und Vergasung des von dem Motor angesaugten Gemisches bewirken.

In der in Fig. 1 gezeigten Situation fließen die Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer 13 des Zylinders 2 durch die Leitung 14 in den den Ventilsitz 16 des Einlaßventils 3 des Zylinders 1 umgebenden Ringkanal 15 und fließen weiter durdi die Ausflußkanäle 22 in diesem Ventilsitz in den Zylinder 1, wodurch die Mikro- und Makroturbulenzen sowie die Vergasung des darin einfließenden Gemisches herbeigeführt wird.

Nach Umdrehung der Motorwelle um 360° wird die Situation verändert: Das Einlaßventil 3 und das Auslaßventil 4 des Zylinders 1 werden angeschlossen, und in dem Zylinder 1 wird der Arbeitshub ablaufen. Dagegen in dem Zylinder 2 wird der Saughub erfolgen. Das Einlaßventil 5 wird daher geöffnet, das Auslaßventil 6 dieses Zylinders wird dagegen geschlossen. Die Verbrennungsgase werden dann aus der Verbrennungskammer 9 des Zylinders 1 durch die Leitung 10 in den den Ventilsitz 12 des Einlaßventils 5 des Zylinders 2 umgebenden Ringkanal 11 und nachher durch die Ausflußkräfte 22 in dem Ventilsitz 12 in den Zylinder 2 eingeführt, wobei sie die Turbulenz und Vergasung des darin angesaugten Gemisches herbeiführen.

Wie darau&,e.rsiohtlich ist, dauert der Prozeß der Abgasentnahms au_s- einem- der Zylinder 1 oder· 2" — in welchem.der Anbeitshub·,stattfindet —- so lange, wie in dem zweiten der Zylinder 1 oder 2.der Saughub verläuft. Dabei, innerhalb, der ganzen« Öffnungszeit der Einlaßv.entile-3.oder-5i weisen.die aus den Ausflußkanälen 22 ausfließenden Abgase, und zwardadurehi daßsie in dem Arbeitszyklus, direkt aus< der Verbrennungskammer 9 oden 13 entnommen; werden, eine hohe Temperatur und Energie auf und.sieher.n somit eine sehr-hohe Effektivität der Vergasung und Turbulenz de& Kraftstoff-Luft-Gemisches.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abgasrückfühnng in einen Viertakt-\erbrennungsmotor mit gerader Zylinderzahl und Fremdzündung, wobei während des Ansaugtaktes eines Zylinders Abgase aus anderen Zylindern in den ansaugenden Zylinder geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das dem ansaugenden Zylinder zuzuführende Abgas einem verdichtenden Zylinder entnommen und zur Unterstützung von Turbulenzbildung sowie Vergasung des angesaugten Gemisches direkt dem ansaugenden Zylinder zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführung während der gesamten Dauer des Ansaugtaktes aufrechterhalten wird.

3. Abgasrückführungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für einen fremdgezündeten Viertakt-Verbrennungsmotor mit gerader Zylinderzahl, wobei die arbeitenden Zylinder Paare mit gleichläufiger Kolbenbewegung bilden und diese Zylinder so untereinander verbunden sind, daß der Arbeitsraum des einen Zylinders mittels einer Leitung mit einem den Saugventilsitz des anderen Zylinders umgebenden Ringkanal, und umgekehrt, verbunden ist, und wobei die im Werkstoff des Ventilsitzes und/oder des Zylinderkopfes ausgeführten, die Einlaßventüsitze umgebenden Ringkanäle mit Ausflubkanälen verbunden sind, die sich in Richtung zu ihren, sich in <1en Ein' ,.ßventilsitzflächen befindenden Mündungen ~rweitern, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbrem Jigskammern (9, 13) mit den die Ventilsitze (12, 16) umgebenden Ringkanälen verbindenden rohrartigen Leitungen (10, 14) in dem Werkstoff des Zylinderkopfes (21) ausgeführt sind, wobei deren in den Wänden der Verbrennungskammern (9, 13) angeordnete Eintritte mit Drosseldüseneinsätzen (17,18) versehen sind.

4. Abgasrückführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammern (9,13) mit den die Ventilsitze (12,16) verbindenden Leitungen (10, 14) an ihrer Abströmseite mit Einsätzen (19) versehen sind, die mehr als eine Drosseldüse (20) aufv/eisen.

5. Abgasrückführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengehörenden, untereinander verbundenen Zylinder (1,2) mit mehr als einer Leitung (10,14) verbunden sind.