DE3516038A1

DE3516038A1 - Zeitlich und raeumlich gesteuerte stufenschichtladung

Info

Publication number: DE3516038A1
Application number: DE19853516038
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: GLOTUR TRUST
Current assignee: GLOTUR TRUST
Priority date: 1985-05-04
Filing date: 1985-05-04
Publication date: 1986-11-06

Description

Zeitlich und räumlich gesteuerte Stufenschichtladuncf

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einbringung einer Schichtladung bei Ottomotoren, bei dem eine fettere und eine magere Schicht sich in der Brennkammer befindet.

Die Schichtladung bei Ottomotoren ermöglicht den Betrieb mit sehr mageren Gemischen. Dabei sollen Verbrauchszahlen wie beimDieselmotor verbunden mit sehr niedrigen CO-, CH- und NOx-Anteilen im Abgas erreicht werden.

Die Ausführungen mit Nebenkammer für das Fettgemisch, z.B. CVCC-Motor von Honda, brachten nicht den gewünschten Erfolg. Infolge der zerklüfteten Brennräume waren die CH hoch und auch der Verbrauch entsprach nicht den Erwartungen.

Schichtladung in einem Brennraum mit besonders gerichteter Direkteinspritzung, z.B. Proco-Motor von Ford - brachten im dauernd wechselnden Drehzahl- und Lastbereich bei Automotoren trotz sehr langer Entwicklungszeit keine zufriedenstellenden Ergebnisse.

Außerdem sind diese Entwicklungen aufwendig und teuer.

Aufgabe der Erfindung ist bei niedrigen Verbrauchszahlen, wie bei Dieselmotoren, zu erreichen, daß sehr niedrige CO-, CH- und NOx-Anteile im Abgas vorhanden sind und im weiteren diese Vorteile mit einem nur sehr geringen konstruktiven Aufwand erreicht werden.

Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß eine Schichtung in seitlicher Lage, d.h.parallel zur Kolbenmittellinie|erfolgt und das fettere Gemisch sich im Bereich der Zündkerze befindet.

Hier wird ein vollkommen neuer Weg beschritten. Es wird jetzt nur im Bereich der Zündkerze in seitlicher Schichtung fetteres Gemisch angeordnet, d.h. es ist bezogen auf die gesamte Zylinderfüllung, es ist möglich mit sehr magerem Gemisch zu arbeiten, wobei die Verbrennung so vollkommen ist, daß außerdem die CO-, CH- und NOx-Anteile gegenüber bekannten Verfahren weiterhin abgesenkt werden und das bei sehr niedrigem Verbrauch.

Eine weitere Möglichkeit hinsichtlich der erfindungsgemässen Schichtung besteht darin, daß zusätzlich zu dieser seitlichen Schichtung eine Schichtung in der Höhe mit Magergemisch am Kolbenboden und fetterem Gemisch im oberen Teil der Zylinderfüllung stattfindet. Weitere Erfindungsmerkmale sind in den Ansprüchen beschrieben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben,daß sich auf diese seitliche Schichtung und auch kombiniert auf die zeitlich eingebrachte Schichtung, bezieht.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Dreiventilmotor, bei dem gegenüber einem Einlaßventil 3 das Auslaßventil 4 ist und gegenüber dem anderen Einlaßventil 2 sich die Zündkerze befindet.

Folgende Änderungen werden gegenüber dem bekannten Motor vorgenommen:

1. Beide Ventile 2,3 haben eigene getrennte Ansaugrohre 6 und 7 . Das Ansaugrohr 7 welches zum Ventil 3 führt, erhält nur reine Brennluft oder sehr mageres Gemisch. Das Ansaugrohr 6, welches zum Ventil 2 führt, erhält über Vergaser oder Einspritzung fettes Gemisch.

2. Die Öffnungszeiten beider Ventile sind nicht gleich. DasVentil 3 wird wie üblich gesteuert mit normalen öffnungs- und Schließzeiten etwa 4 0° vor o.T. bis 50° nach r unteren Totpunkt oder schließt etwas eher - Kurve 9. Die Steuerkurve vom Auslaßventil 4 ist mit 8 angeführt.

Das Einlaßventil 2 öffnet später um etwa 50° und schließt wie das andere Einlaßventil - 10.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 den Blick von unten in den Kopf eines Zylinders, Figur 2 Kurven der Ventilöffnungszeiten,

Figur 3 einen Schnitt A-B durch den Zylinderkopf und oberen Teil des Zylinders.

In den Zeichnungen noch weiter dargestellt sind Zylinderkopf 1, Kolbenoberteil 11 und oberer Teil des Zylinders

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Bei Beginn des Ansaugtaktes öffnet zuerst das Einlaßventil 3, durch welches reine Brennluft evtl. mit Zusatz von Auspuffgas oder sehr mageres Gemisch angesaugt wird. Erst später öffnet das Einlaßventil 2, durch welches über einen Vergaser oder Einspritzung fettes Gemisch angesaugt wird.

So erhält der Motor im unteren Teil der Zylinderfüllung reine Brennluft oder sehr mageres Gemisch und später ein Gemisch von Brennluft und Kraftstoff-Luftgemisch. Hinzu kommt, daß auf der Seite des Zylinders, wo sich die Zündkerze 5 befindet, über das Einlaßventil 2 fettes Gemisch

einströmt, sodaß nicht nur oben in der Zylinderfüllung sondern auch zusätzlich auf der Zündkerzenseite sich fetteres Gemisch befindet als im anderen Teil der Zylinderfüllung.

Es erfolgt also eine Schichtung in seitlicher Lage mit fetterem Gemisch an der Zündkerze und zum anderen Schichtung in der Höhe mit Magergemisch am Kolbenboden und fetterem Gemisch im oberen Teil der Brennkammer, wo sich die Zündkerze befindet.

Durch die nicht exakt getrennte Schichtladung, bei der Fettgemisch und Brennluft in der Zone der Berührung beim Ansaug- undVerdichtungsvorgang eine Übergangsdurchmischung erfahren, ist eine einwandfreie Durchbrennung aller Kraftstoffteilchen gewährleistet. Dies bringt bei einem Luftüberschuß, der ohne Schichtladung nicht zündfähig wäre, sehr niedrigen Verbrauch bei sehr geringen CO-, CH- und NOx-Anteilen. Es kann mit einer Gesamtmischungszusammensetzung von Lambda 1,5 und mehr gefahren werden, wobei im Bereich der Zündkerze sich ein gut zündfähiges Gemisch von Lambda 0,8-1 befindet.

Der niedrige Verbrauch und die sehr geringen Werte aller Giftanteile im Abgas werden nur dann erreicht, wenn die Verbrennung in einem nicht zerklüfteten Brennraum stattfindet, was bei dieser Erfindung der Fall ist.

- Leerseite -

Claims

Rennerle 10 · Postfach 3160
2. Mai 1985

Anmelder: Firma Inpaco Trust, Postfach 685, Städtle 36, FL-9490 Vaduz/Liechtenstein

l| Patentansprüche

( 1.yVerfahren zur Einbringung einer Schichtladung bei

ν

Ottomotoren, bei dem eine fettere und eine magere Schicht sich in der Brennkammer befindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schichtung in seitlicher Lage, d.h. parallel zur Kolbenmittellinie, erfolgt und das fettere Gemisch sich im Bereich der Zündkerze befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schichtung in seitlicher Lage, d.h. parallel zur Kolbenmittellinie, erfolgt, und das fettere Gemisch sich im Bereich der Zündkerze befindet, wobei zum anderen eine Schichtung in der Höhe mit Magergemisch am Kolbenboden und fettem Gemisch im oberen Teil der Zylinderfüllung stattfindet.

Bankkonten: Postscheckkonto

Bayer. Vereinsbank Lindau (B) Nr. 120 8578 (BLZ 735 200 74) München 295 25-809

Hypo-Bank Lindau (B) Nr. 6670-278920(BLZ 733 204 42)
Volksbank Lindau (B) Nr. 51720000 (BLZ 735 901 20)

Telephon: Telex: Facsimilie/Telecopie Lindau (0 83 82) 54374(pat-d) Post Lindau 50 25 Telegramm-Adresse: ••(08382)5026 patri-lindau Group Il + III
3. Verfahren zur Einbringung einer Schichtladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufen-Schichtladung vorgenommen wird,mit zeitlicher Trennung des Ansaugbeginns von Brennluft 5 oder magerem Gemisch und Fettgemisch sowie örtlicher Trennung der Gasströme durch Ansaugen über zwei Ventile (6 und 7),wobei über ein Ventil (3) reine Brennluft oder Magergemisch und über das andere Ventil (2) Fettgemisch angesaugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß in den Zylindern (12) beim Ansaugen unten an der Kolbenoberfläche (11) reine Brennluft oder Magergemisch angesaugt und gelagert wird, danach ein Gemisch von Brennluft und Fettgemisch und oben in den Zylinderkopf (1) durch den Ansaugvorgangfetteres Gemisch auf der Seite, wo sich die Zündkerze (5) befindet, eingebracht und gelagert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß über das Ventil (3) nicht nur Brennluft oder Magergemisch, sondern auch ein Teil Auspuffgas angesaugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (3) für Brennluft oder Magergemisch wie ansich bekannt gesteuert wird mit den normalen Öffnungszeiten, jedoch das Ventil (2) später um etwa 50° öffnet und zum selben Kurbelwinkel oder etwas später schließt als das Ventil (3).
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) eher schließt als das Ventil (2),2. B. bereits im unteren Totpunkt.

— j —
8. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch

1,dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüber dem Ventil (2) die Zündkerze (5) befindet.
9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach

Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich gegenüber dem Einlaßventil (3) das Auslaßventil (4) befindet.