DE898698C

DE898698C - Kreislaufbetrieb von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE898698C
Application number: DEI2305D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr-Ing Huber
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1943-01-20
Filing date: 1943-01-20
Publication date: 1953-12-03

Description

Kreislaufbetrieb von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft das Ausschieben der überschüssigen Schwaden aus dem Kreislauf von im Kreislaufbetrieb arbeitenden Brennkraftmas.chinen bei hohen Auspuffgegendrücken mit Hilfe eines Vorauslaßventils.
Bei Brennkraftmaschinen, die im Kreislaufbetrieb unter Luftabschluß laufen, werden die Auspuffschwaden in einem Kühler gekühlt und im Kreislauf dem Einlaß der Maschine wieder zugeführt, wobei den gekühlten Abgasen außer dem Kraftstoff noch der zur Verbrennung notwendige Sauerstoff zugesetzt wird. Im Gleichgewichtszustand muß aus dem Kreislauf in der Zeiteinheit so viel Schwadenmas-se entfernt werden, wie Sauerstoff- und Kraftstoffmasse zugeführt wird. Bei hohem Gegendruck im Auspuff, der mehrere Atmosphären betragen kann, müssen zusätzliche Verdichter angewendet werden, um die zu entfernenden Auspuffschwaden auf den Auspuffgegendruck zu verdichten. Die Erhöhung des Druckes in der Kreislaufleitung oder des Druckes am Auslaßventil allein ist wegen des eintretenden hohen Leistungsverlustes nur bei geringen Gegendrücken zweckmäßig.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und erlaubt es, ohne zusätzliche Maschinen und nur mit Hilfe eines zusätzlichen kleinen Auslaßventils mit besonderer Steuerung den überschüssigen Teil der Schwaden auch gegen hohen Gegendruck auszuschieben. Diese Gase werden dem Verbrennungsraun bei Drücken entnommen, die über dem Auspuffgegendruck liegen. Der Leistungsverlust ist dabei nur gering.
In Bild i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Schnittdarstellung gezeigt. Mit a ist ein Zylinder, mit b ein Kolben einer Viertaktbrennkraftmaschine bezeichnet; c ist das Einlaß-, d das übliche Auslaßventil, e die Einspritzdüse, die beispielsweise bei einemDieselmotor nötig ist. Von dem Auspuffrohr f ist eine Rohrleitung g abgezweigt, die über einen Kühler h zum Einlaßventil c zurückführt. Für die nötige Sauerstoffzufuhr mündet an geeigneter Stelle ein Zuführungsrohr i in die Kreislaufleitung.
Erfindungsgemäß ist am Zylinder a zusätzlich ein Vorauslaßventil h angeordnet, .das beispielsweise durch den irgendwie vom Motor angetriebenen Nocken 1 kurzzeitig geöffnet werden kann und die überschüssigen Schwaden durch die Auspuffleitung m herausläßt.
In Bild 2, das in vereinfachter Darstellung ein übliches Verbrennungsdiagramm zeigt, ist dieser Vorgang dargestellt. Auf der Expansionslinie i öffnet an der Stelle 2 das Vorauslaßventil, wobei das Druckgefälle zwischen dem im Arbeitszylinder befindlichen hochgespannten Gas und dem Auspuffgegendruck so gewählt wird, daß innerhalb der kurzen Öffnungszeit des Vorauslaßventils gerade die überschüssige Schwadenmenge entweichen 'kann. Durch das Vorauslassen entsteht im Druckverlauf eine Absenkung auf den Punkt 3. Nach Schließen des Vorauslaßventils verläuft die Expansionslinie dann gemäß der Linie 4 bis zum Punkt 5, in dem das übliche Auslaßventil öffnet.
Der Öffnungsbeginn des Vorauslaßventils kann so eingestellt werden, daß er dem höchsten im Betrieb vorkommenden Auspuffgegendruck entspricht. Bei geringeren Gegendrücken zuviel entnommene Schadenmengen müssen dann in die Kreislaufleitung wieder zurückgeleitet werden. Zur Erreichung höchster Wirtschaftlichkeit wird aber zweckmäßig der Öffnungsbeginn des Vorauslaßventils jeweils derart verändert, daß der beim Öffnungsbeginn vorhandene Druck im Arbeitszylinder nur um das zur Entfernung der Überschüssigen Schwadenmenge notwendige Maß über dem Auspuffgegendruck liegt.
Eine selbsttätige Regelung des (Öffnungsbeginns des Vorauslaßventils kann mit bekannten Einrichtungen, z. B. in Abhängigkeit vom Druck in der Kreislaufleitung f, g erfolgen. Dazu wird ein Kraftschalter o mit Fühler (Meßgerät) n, der auf den Druck in der Kreislaufleitung anspricht, über Leitungen p mit dem Stellmotor q verbunden. Bei Änderung des eingestellten Druckes in der Kreislaufleitung, der beispielsweise gleich dem Normaldruck der Atmosphäre sein kann, spricht der Kraftschalter o an, worauf der Stellmotor q den Öffnungsbeginn des Vorauslaßventils k in bekannter Weise, z. B. durch Längs:verschieben des entsprechend ausgebildeten Nockens 1, ändert. Bei unveränderlich auf den höchsten Betriebsdruck eingestelltem Vorauslaßventil steuert der Stellmotor q zweckmäßig ein Ventil, das die zuviel entnommene Schwadenmenge in die Kreislaufleitung zurückströmen läßt derart, daß dort immer ein gleichbleibender Druck herrscht.
Außer vom Druck in der Kreislaufleitung könnte die Öffnungszeit des Vorauslaßventils z. B. auch in Abhängigkeit vomAuspuffgegendruck oder von einer anderen für den vorliegenden Zweck geeigneten Größe geregelt oder gesteuert werden.
Wesentlich bei dem Verfahren ist, daß ein Vorauslaßventil im Verlauf des Expansionshubes des Motors einen bestimmten Teil der Auspuffgase aus dem Zylinder gegen den jeweils vorhandenen Auspuffgegendruck austreten läßt, wodurch bei geringstem Leistungsverlust des Motors zusätzliche Maschinenanlagen vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.
Kreislaufbetrieb von Brenn'kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der überschüssige Teil der Schwaden dem Verbrennungsraum der Maschine, z. B. durch ein Ventil, entnommen wird zu einer Zeit, in welcher der Gasdruck im Verbrennungsraum noch über dem Auspuffgegendruck liegt. ?-Einrichtung für den Kreislaufbetrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorauslaßorgan einer selbsttätigen Regelungseinrichtung unterworfen ist, die den Zeitpunkt der Öffnung des Auslasses dem Auspuffgegendruck anpaßt.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Regelungseinrichtung von einem durch den Druck in der Kreislaufleitung beeinflußten Druckmeßgerät beherrscht ist.
4. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Regelungseinrichtung von einem durch den Auspuffgegendruck beeinflußten Druckmesser beherrscht ist.