DE4407720A1

DE4407720A1 - IC engine controlled by computer chip

Info

Publication number: DE4407720A1
Application number: DE4407720A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kuhn
Original assignee: Individual
Current assignee: KUHN, HELMUT, 73037 GOEPPINGEN, DE
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-21

Abstract

The IC engine (1) is operable as a diesel or petrol engine, or as a gas engine, and incorporates a piston controlled by a piston valve. The engine has a compressor supplying air via a first inlet valve and a turbopump supplying gas via second inlet valve. Both valves have gas pressure measuring devices and both the compressor and the turbopump are controlled by a computer chip to ensure a uniform mixture ratio in the gas/air supply.

Description

Es soll der Kolbenventilmotor aus den Zusatzanmeldungen P 43.29.644.0 oder P 44. 00.018.9 unter Hinzuziehung der ursprünglichen Hauptanmeldung P 42.29.864.4 mit Dieselkraftstoff betrieben werden und zum Patent angemeldet werden. Dazu wird wie beim bisherigen Stand der Technik eine Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Verbrennungsraum vorgenommen. Der Antrieb der Ladeturbine oder der Kompressorpumpe erfolgt auch hier mit einem Elektromotor. Auch im Leer laufbetrieb muß ein Verdichtungsverhältnis erreicht werden, welches die bereit gestellte Ladeluft auf die nötige Zündtemperatur komprimiert. Für die Startphase ist ein Vorglühen des Raumes um den Zylinderkopf hilfreich. Vor dem Start des Motors wird die Ladeturbine oder die Kompressorpumpe gestartet. Auch bei dieser Ausgestaltungsform werden die verschiedenen Komponenten wie Ladeturbine, Einspritz anlage und Teile des Ölkreislaufs über den Computerchip gesteuert. Wie in der Hauptanmeldung P 42.29.864.4 kommt eine Steuerscheibe mit Laserdiode zum Einsatz. Bei entsprechender Größe des Auslaßventils im Kolben ergibt sich sowieso ein kaum zu überbietender Nutzungsgrad, da die Explosionsgase gleich in Bewegungs richtung des Kolbens abgeführt werden. So muß die Bewegungsrichtung der Abgase nicht umgekehrt werden. Das gilt für alle Kolbenventilmotoren. Für diese Aus gestaltungsform wird auch der Ölkreislauf aus der Zusatzanmeldung P 43.26.119.1 verwendet. Durch den niedrigen Energiegehalt des Dieselkraftstoffes und die magere Einstellung des Motors treten an der Kolbenventilsteuerung und an der Kurbelwelle keine unbeherrschbaren Temperaturen auf. Beim Bau des Motors wie auch bei anderen Motoren muß beachtet werden, daß für gewisse bewegliche Teile, wie Kurbelwelle und Pleuellager, gleiche Materialien verwendet werden, damit sich Temperaturschwankungen nicht auf die Dichtigkeit von Lagern auswirkt. So bleiben diese Lager auf Dauer geschmiert, was auch bei anderen Ausgestaltungsformen beachtet werden muß. Dies gilt auch für andere Ausgestaltungsformen. Außer dem Vorteil des höheren Nutzungsgrades gegenüber dem modernen Zweitakter fällt die längere Lebensdauer dieser Motorenbauart ins Gewicht. Erstens arbeitet der Motor mit niedrigen Drehzahlen und hat auch keine Löcher in der Zylinderlaufbuchse, welche von den Kolbenringen tangiert werden. Dadurch kommt es nicht so leicht zum Kolbenfresser. Ansonsten nehme ich Bezug auf die Patentansprüche. The piston valve motor from additional applications P 43.29.644.0 or P 44. 00.018.9 using the original main application P 42.29.864.4 operated with diesel fuel and patent pending become. As with the prior art, direct injection is used the fuel into the combustion chamber. The drive of the charging turbine or the compressor pump is also done with an electric motor. Even in the empty running operation, a compression ratio must be achieved that the ready provided charge air compressed to the necessary ignition temperature. For the start phase preheating the space around the cylinder head is helpful. Before starting the Motors, the charging turbine or the compressor pump is started. This one too The various components such as the charging turbine and the injection are designed System and parts of the oil circuit controlled via the computer chip. Like in the The main application P 42.29.864.4 uses a control disc with a laser diode. With the appropriate size of the exhaust valve in the piston, the result is anyway degree of utilization that can hardly be surpassed, since the explosion gases move immediately direction of the piston. So the direction of movement of the exhaust gases not be reversed. This applies to all piston valve motors. For this out The oil circuit from the additional application P 43.26.119.1 is also designed used. Due to the low energy content of the diesel fuel and the lean setting of the engine occur on the piston valve control and on the Crankshaft no uncontrollable temperatures. When building the engine as well with other motors it must be noted that for certain moving parts, such as Crankshaft and connecting rod bearings, same materials are used so that Temperature fluctuations do not affect the tightness of bearings. Stay like that these bearings lubricated permanently, which is also the case with other designs must be observed. This also applies to other designs. Also The advantage of the higher degree of utilization compared to the modern two-stroke engine is that longer lifespan of this type of engine. First, the engine works at low speeds and also has no holes in the cylinder liner, which are affected by the piston rings. This does not make it so easy to the piston eater. Otherwise, I refer to the claims.

Es soll der Kolbenventilmotor, welcher auf der Patentanmeldung P 44.00.018.9 oder P 43.29.644.0 unter Hinzuziehung der Hauptanmeldung P 42.29.864.4 basiert und mit einer Festdrehzahl mit Dieselkraftstoff oder Benzin arbeitet, als Unter anspruch zum Patent angemeldet werden. Dazu wird wie bei dem bisherigen Stand der Technik eine Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum Anwendung finden. Bei entsprechender Größe des Auslaßventils im Kolben ergibt sich sowieso ein kaum zu überbietender Nutzungsgrad, da die Explosionsgase gleich in Bewegungsrichtung des Kolbens abgeführt werden. So muß die Bewegungsrichtung der Abgase nicht um gekehrt werden. Durch geöffnete Ventile ist ein Teil des Kolbenrückweges auch widerstandsfrei. Das gilt für alle Kolbenventilmotoren. Da dieser Motor sehr mager eingestellt ist und deshalb nicht so heiß ist, kommt es nicht zu unbeherrschbaren Temperaturen an der Kurbelwelle und der Kolbenventilsteuerung. Damit sich Temperatur schwankungen nicht auf die Dichtigkeit von Lagern auswirken können, müssen für die maßgeblichen Teile gleichartige Materialien verwendet werden. Wie dies im Motoren bau üblich sein müßte. Ansonsten nehme ich Bezug auf die Patentansprüche. The piston valve motor, which is based on patent application P 44.00.018.9 or P 43.29.644.0 based on the main application P 42.29.864.4 and works at a fixed speed with diesel fuel or gasoline as a sub claim for a patent. As with the previous status, the Technology, a direct injection of the fuel into the combustion chamber can be used. With the corresponding size of the exhaust valve in the piston, there is hardly any Efficiency to be surpassed, since the explosion gases move in the same direction of the piston. So the direction of movement of the exhaust gases does not have to be swept. With the valves open, part of the piston return path is also resistance-free. This applies to all piston valve motors. Because this engine is very lean is set and is therefore not so hot, there are no uncontrollable Temperatures at the crankshaft and the piston valve control. So that temperature Fluctuations cannot affect the tightness of bearings relevant parts of the same materials are used. Like this in engines construction should be common. Otherwise, I refer to the claims.

Es soll der Kolbenventilmotor welcher auf der Patentanmeldung P 44.00.018.9 oder P 43.29.644.0 unter Hinzuziehung der Hauptanmeldung P 42.29.864.4 basiert und mit einer Festdrehzahl mit brennbarem Gas arbeitet, als Unteranspruch zum Patent angemeldet werden. Beim bisherigen Stand der Technik werden umgebaute LKW- Motoren in Kraft-Wärmekopplung als Kleinkraftwerke eingesetzt. Auch dieser Motor ist dazu vorgesehen, weist aber einen höheren Nutzungsgrad auf und ist deshalb abgasärmer. Der Motor ist computergesteuert. Unter anderem dadurch ist der Motor mager eingestellt, das heißt er setzt die im brennbarem Gas enthaltene Energie optimal in Bewegungsenergie um. Dadurch wird der Motor auch nicht so heiß und schont so seine Bauteile, wie Kurbelwelle und Kolbenventilsteuerung, welche aus gleichartigen Materialien gefertigt sind. Der hohe Nutzungsgrad ergibt sich auch aus der Tatsache, daß bei entsprechender Größe des Auslaßventils das Abgas ziemlich widerstandsfrei den Brennraum verläßt. Die Abgase werden in Arbeits richtung des Kolbens abgeführt. So muß die Bewegungsrichtung der Abgase nicht umgekehrt werden. Das gilt für alle Kolbenventilmotoren. Es sind auch zwei Kolben ventile möglich. Die verschiedenen Komponenten wie Ladeturbine oder Kompressor und Gas- beziehungsweise Turbopumpe werden so von dem Computerchip gesteuert, daß immer ein gleiches Mischungsverhältnis im Gas-Luftgemisch verfügbar ist. Wird ein anderes Gas verwendet erfolgt eine neue Einstellung. Die Drehzahl wird wieder von der in der Patentanmeldung P 42.29.864.4 beschriebenen Steuerscheibe abgelesen und dann an den Steuerchip weitergegeben. Daraus wird das Mischungsverhältnis im Brennraum über die Gas- oder Turbopumpe und die Leistung des Kompressors oder der Ladeturbine bestimmt. Die Öffnungszeiten der beiden Einlaßventile sind nicht gleich. Die Komponenten müssen natürlich die den Anforderungen entsprechende Größe und Leistung aufweisen. Der Computerchip bekommt von nach der Turbo- oder Gaspumpe und der Ladeturbine oder Kompressor angebrachten Gasdruckmeßgeräten den Gas- und Luftdruck zurückgemeldet. Diese Gasmeßpunkte befinden sich zwischen der Lade turbine oder Kompressor oder Gas-Turbopumpe und den jeweiligen Einlaßventilen. Bei geschlossenem Ventil erfolgt die Messung. It is the piston valve motor which is based on patent application P 44.00.018.9 or P 43.29.644.0 based on the main application P 42.29.864.4 and works with a fixed speed with flammable gas, as a subclaim to Patent pending. In the previous state of the art, modifications were made Truck engines used in cogeneration as small power plants. This one too Motor is intended for this purpose, but has and is more efficient therefore lower emissions. The engine is computer controlled. Among other things, this is the engine is lean, which means that it sets the amount contained in the combustible gas Optimal energy into kinetic energy. This also prevents the engine from getting too hot and protects its components, such as crankshaft and piston valve control, which are made of similar materials. The high degree of utilization results also from the fact that the exhaust gas with a suitable size of the exhaust valve leaves the combustion chamber with almost no resistance. The exhaust gases are in the works direction of the piston. So the direction of movement of the exhaust gases does not have to be be reversed. This applies to all piston valve motors. There are also two pistons valves possible. The various components such as turbo or compressor and Gas or turbopump are controlled by the computer chip in such a way that always the same mixture ratio in the gas-air mixture is available. Becomes a different gas is used, a new setting is made. The speed will be back read from the control disk described in patent application P 42.29.864.4 and then passed on to the control chip. From this the mixing ratio in Combustion chamber via the gas or turbopump and the performance of the compressor or the Charging turbine determined. The opening times of the two inlet valves are not the same. The components must of course have the size and size that meets the requirements Have performance. The computer chip gets after the turbo or gas pump and the charging turbine or compressor attached gas pressure gauges the gas and Air pressure reported back. These gas measuring points are located between the drawer turbine or compressor or gas turbopump and the respective intake valves. The measurement is carried out with the valve closed.

Wobei der Luftkanal wegen der Entsorgung der Abgase entsprechend früher geöffnet wird. Die Einstellung der Ventile erfolgt auf dem Motorenprüfstand. Die Förder leistung der Ladeturbine oder der Druck des Kompressors werden nach dem zu füllenden Hubraum und der auszustoßenden Abgasmenge berechnet. Danach muß trotzdem noch der nötige Ladedruck erreicht werden. Da durch die Kolbenventiltechnik das verbleibende Abgas nach Schließen des Kolbenventils keinen hohen Druck mehr aufweist, ist die dazu benötigte Ladeluftkapazität leicht aus dem verbleibenden Hubraum zu berechnen. Erst verzögert öffnet sich auch das Gasventil und mit der nachfolgenden Ladeluft wird ein optimal brennbares Gemisch bereitgestellt, bevor die Einlaßventile wieder schließen. Auch in dieser Ausgestaltungsform wird der Ölkreislauf aus der Zusatz anmeldung P 43.26.119.1 verwendet. Der Zündzeitpunkt ergibt sich aus der Stellung der Kurbelwelle. Bei verschiedenen zu verwendenden Gasarten berechnet sich das Mischungsverhältnis im Gas-Luftgemisch neu und richtet sich nach dem Energiegehalt des Gases. Ansonsten nehme ich Bezug auf die Patentansprüche.The air duct opened earlier due to the disposal of the exhaust gases becomes. The valves are set on the engine test bench. The funding Performance of the charging turbine or the pressure of the compressor are dependent on the to be filled Displacement and the amount of exhaust gas to be ejected. After that, the necessary boost pressure can be achieved. Because the remaining through the piston valve technology Exhaust gas no longer has a high pressure after the piston valve is closed the charge air capacity required for this can be easily calculated from the remaining cubic capacity. Only after a delay does the gas valve open and with the subsequent charge air an optimally combustible mixture is provided before the inlet valves again shut down. In this embodiment too, the oil circuit becomes an additive registration P 43.26.119.1 used. The ignition timing results from the position the crankshaft. This is calculated for different types of gas to be used Mixing ratio in the gas-air mixture is new and depends on the energy content of the gas. Otherwise, I refer to the claims.

Claims

1. Internal combustion engine which is based on the piston valve engine from the additional application P 44.00.018.9 or P 43.29.644.0 with the addition of the main application P 42.29.864.4 and for whose operation diesel fuel is intended. Characterized in that the internal combustion engine has no charge air cooling and having a certain basic boost pressure for a corresponding compression idle. To increase the degree of utilization, this engine, like the petrol version, should be able to receive direct injection according to the known design. With a corresponding size of the exhaust valve in the piston, there is anyway a degree of utilization that can hardly be surpassed, since the explosion gases are immediately removed in the direction of movement of the piston. So the direction of movement of the exhaust gases does not have to be reversed. This applies to all piston valve motors. Two exhaust valves with piston valve control on both sides of the connecting rod can also be used for this purpose. As is usual when driving with diesel fuel, the spark plug is not required. The necessary control for direct injection is provided by the correspondingly designed computer control chip, which also controls the charging turbine and parts of the oil circuit via the control disc. The setting is done as described in patent application P 42.29.864.4. In order to cope with the high temperatures in the crankcase, appropriate materials must be used for the crankshaft and the entire valve control. For this purpose, unmixed materials must be used. Otherwise, the setting of the various components remains as described in the patent applications cited. Only the peculiarities that occur when operating with diesel fuel are taken into account. The crankcase is also mounted on the top of this engine and lubrication is carried out as described in additional application P 43.26.119.1.

2. Internal combustion engine which on the piston valve engine from the additional application P 44.00.018.9 or P 43.29.644.0 using the main application P 42.29.864.4 based and with diesel fuel or petrol at a fixed speed is working.

3. This charging turbine or the compressor pump are powered by an electric motor driven, taking into account the approach phase. About a second The inlet channel is then the gaseous fuel via an upstream gas or Turbo pump pressed into the combustion chamber. This pump is also powered by an electric motor driven, which generates so much pressure that an optimal in the combustion chamber igniting gas-air mixture. This also applies to multi-cylinder versions. The engine is designed for different types of gas. Even with this design form must be heat-resistant for the piston valve control and the crankshaft Material can be used. Since this engine is also set to be optimally lean, however, temperatures that are too high can hardly be expected. This also depends the energy content of the gas used. The opening times of the two entrances valves are not the same. This engine is also computer controlled.