DE931447C

DE931447C - Schiebersteuerung fuer gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit Fremdzuendung und Vorlagerung eines gut zuendfaehigen Gemisches an der Zuendvorrichtung

Info

Publication number: DE931447C
Application number: DEST1887A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Ing Steigenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-25
Filing date: 1950-07-25
Publication date: 1955-08-08

Description

Schiebersteuerung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und Vorlagerung eines gut zündfähigen Gemisches an der Zündvorrichtung Es ist bekannt, daß der thermische Wirkungsgrad und damit der spezielle Kraftstoffverbrauch von Brennkraftmaschinen durchLadungsschichtung erheblich verbessert werden kann. Unter Ladungsschichtung wird dabei das Einbringen der Ladung in der Weise verstanden, daß über dem Kolben eine Schicht reiner Luft oder doch sehr armen, nicht mehr zündfähigen Gemisches zu liegen kommt, der im Bereich der Zündkerze eine Schicht gut zündfähigen Gemisches überlagert wird. Durch zweckmäßige Abstimmung der Ladungsschichtung (Gemischregelung) ist eine wirtschaftlichere Leistungsregelung möglich als bei der üblichen Mengenregelung durch die Vergaserdrossel.
Die bisherige praktische Durchführung der Schichtladung bedingte jedoch einen so erheblichen technischen Aufwand, daß Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit in Frage gestellt waren, insbesondere, wenn es sich um kleinere Zylinder handelte.
Die Erfindung gibt eine Lösung an, wie die Ladungsschichtung in einfachster Weise bei Schiebermotoren wirtschaftlich und betriebssicher auch bei kleineren Zylindereinheiten durchgeführt werden kann. Es wird für eine Schiebersteuerung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und Vorlagerung eines gut zündfähigen Gemisches an der Zündvorrichtung vorgeschlagen, den Steuerschieber mit einem Schieberkanal zu versehen, der einen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Kanal und einen Frischluftkanal mit dem Zylindereinlaßkanal derart verbindet, daß bei Beginn des Einlaßvorganges vorwiegend Frischluft und gegen Schluß des Einlaßvorganges nur oder vorwiegend normales Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder gelangt.
Durch die Schiebersteuerung nach der Erfindung wird erreicht, daß dem durch Vergaser oder Saugrohreinspritzung vor dem Durchtritt der Ladung durch den Steuerquerschnitt des Schiebers aufbereiteten zündfähigen Gemisch auf seinem Wege durch den Schieberkanal Luft in der Weise beigemischt werden kann, daß der Luftüberschuß bei Beginn der Ladung sehr groß wird, um im weiteren Verlauf des Ladevorganges kontinuierlich abzunehmen. Gegen Schluß des Ladevorganges tritt nach Abschneiden der Frischluftzufuhr nur mehr zündfähiges Gemisch in den Zylinder, das sich der Zündkerze vorlagert, so daß eine einwandfreie Zündung gewährleistet ist.
Schieber, die drei Querschnitte steuern, sind an sich bekannt. Diese dienen jedoch entweder zur Gemischaufbereitung selbst und verwenden ein Mehrkanalsystem im Schieber, wodurch dieser sehr kompliziert und in kleineren Dimensionen kaum mehr ausführbar wird, oder sie dienen zur Steuerung nicht periodischer Vorgänge, die mit der hier gestellten Aufgabe nichts gemein haben.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, in dem Frischluftkanal ein Drosselorgan anzuordnen, das zur Anpassung der Frischluftmenge verstellt werden kann. Der Vorteil dieser Maßnahme beruht darin, daß dieZusämmensetzung eines während des Ladevorganges dem Zylinder zuströmenden Gemisches derart variiert werden kann, daß der thermodynamische Erfolg einer Ladungsschichtung erzielt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch einen einfachen Schaltvorgang die Frischluftzufuhr abgestellt und damit auf Normalbetrieb übergegangen werden kann. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn mitHöchstleistung, also mit einem Luftüberschuß unter A. = i gefahren werden soll. Soll mit größter Kraftstoffersparnis gefahren werden, so geschieht dies durch einfaches Umschalten auf Frischluftzufuhr. Der Bauaufwand für die Frischluftzufuhr ist gering und die Betriebssicherheit, da keine beweglichen Teile erforderlich sind, außerordentlich groß.
Die Steuereinrichtung nach der Erfindung ist am Beispiel einer Plattendrehschiebersteuerung in den Abb. i und 2 dargestellt.
In Abb. i wird durch den Schieber i ein Kanal 8 gesteuert, durch den Frischluft als Zusatz zu dem aus Kanal 6 eintretenden Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Schieberkanal eingeführt werden kann. Infolge der endlichen Dicke der Schieberplatte werden normalerweise beim Einbringen des Kraftstoff-Luft-Gemisches zwei Durchströmquerschnitte 3 und 2 durch die Steuerkanten 3' und 2' gesteuert. Das Schieberfenster q. ist während des Steuervorganges über die Querschnitte 3 und 2 mit den Einlaßkanalabschnitten 5 und 6 verbunden. Die Öffnung 7 des Frischluftkanals 8 ist auf der Außenseite des Schiebers derart angeordnet, daß sie von der Steuerkante 3' des Schiebers noch vor der Freigabe der Durchströmquerschnitte2 und 3 freigelegt wird und den Eintritt von Frischluft in das Schieberfenster gestattet. Der Querschnitt der Öffnung 7 ist so bemessen, daß er während eines beliebig langen Teiles der Einlaßsteuerzeit größer als der freigegebene Steuerquerschnitt 3 ist. Während dieses @ Zeitabschnittes strömt wegen der geringeren Drosselung der Öffnung 7 vorwiegend Frischluft durch den Steuerquerschnitt 2 in den Zylinder. Mit zunehmender Vergrößerung des Steuerquerschnitts 3 wird der Frischluftanteil relativ geringer, bis schließlich die Öffnung 7 durch die Schließkante 9 des Schiebers abgedeckt wird und nur mehr Kraftstoff-Luft-Gemisch normaler Zusammensetzung in den Zylinder strömen kann.
Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß die Frischluftzufuhr zeitlich durch die gegenseitige Stellung der Schließkante 9 und der Öffnung 7, mengenmäßig durch das Querschnittsverhältnis der Öffnung 7 zum freigegebenen Einlaßquerschnitt 3 gesteuert wird. Zur genaueren Anpassung der Frischluftmenge an die Motorenbelastung ist es daher zweckmäßig, noch ein zusätzliches Drosselorgan io im Frischluftleanal*8 anzuordnen.
Soll zur Erzielung der Höchstleistung, wie oben erwähnt, mit leicht überfettetem Gemisch gefahren werden, so ist es zweckmäßig, die Frischluftdrossel io mit der Vergaserdrossel ii in der Weise zu koppeln, daß bei vollgeöffneter Vergaserdrossel i i die Frischluftzufuhr gänzlich abgesperrt ist, mit zunehmender Vergaserdrosselung jedoch freigegeben wird. Damit ist es möglich, den Vorteil der wirtschaftlichen Gemischregelung im Teillastgebiet mit der größtmöglichen Leistungsausbeute bei Vollast zu verbinden.
In Fällen, bei denen Ein- und Auslaß durch ein und dasselbe Schieberfenster gesteuert werden (Abb. 2), die Öffnung 7 also noch vor Auslaßschluß freigegeben wird, kann es zweckmäßig sein, in den Frischluftkanal 8 ein Rückschlagventil i2 einzubauen, um das Eindringen von Auspuffgasen in den Frischluftkanal zu verhindern.
Die Erfindung ist anwendbar sowohl bei Saugwie auch bei Aufladebetrieb, bei Ein- wie Mehrkanalsteuerung sowie bei Schiebern beliebiger Ausführungsform, auch bei Walzenschiebern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schiebersteuerung für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und Vorlagerung eines gut zündfähigen Gemisches an der Zündvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber einen Kanal aufweist, der einen Kraftstoff-Luft-Gemisch-Kanal (6) und einen Frischluftkanal (8) mit dem Zylindereinlaßkanal (5) derart verbindet, daß bei Beginn des Einlaßvorganges vorwiegend Frischluft aus dem Frischluftkanal (8) und gegen Schluß des Einlaßvorganges nur oder vorwiegend normales Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem Gemischkanal (6) in den Zylinder gelangt.
2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Frischluftkanal (8) ein Drosselorgan (io) angeordnet ist, das zur Anpassung der Frischluftmenge an die Motorbelastung verstellt werden kann.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (io) mit der Drossel im Gemischkanal gekoppelt ist, insbesondere in dem Sinne, daß der Frischluftkanal (8) bei voll geöffneter Gemischkanaldrossel (i i) gänzlich abgesperrt ist und erst mit zunehmender Drosselung des Gemischkanals freigegeben wird. q.. Steuerung nach Anspruch i bis 3, bei welcher ein und derselbe Schieberkanal auch den Auslaß steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in den Frischluftkanal ein Rückschlagventil (12) eingebaut ist, das ein Eindringen von Auspuffgasen in den Frischluftkanal (8) verhindert. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 56 4.07.