EP0333189A2 - Method of operating naturally aspiring multi-cylinder piston engines - Google Patents

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EP0333189A2
EP0333189A2 EP89104727A EP89104727A EP0333189A2 EP 0333189 A2 EP0333189 A2 EP 0333189A2 EP 89104727 A EP89104727 A EP 89104727A EP 89104727 A EP89104727 A EP 89104727A EP 0333189 A2 EP0333189 A2 EP 0333189A2
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degree
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B13/00—Engines characterised by the introduction of liquid fuel into cylinders by use of auxiliary fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Definitions

  • the invention relates to a working method of self-priming multi-cylinder piston engines through better final burnout in the engine combustion chambers.
  • the registration is based on the task of demonstrating a method by means of which the air procurement limits are increased, the amount of pollutants is reduced and at the same time the engine output can be increased significantly.
  • the double air intake creates the increased air intake, which the final burn-out in the combustion chambers of the multi-cylinder requires and which can be set precisely with the double flap system depending on the operating state.
  • the "abrupt ejection” is defined as a piston section ejection system, which is able to represent the increased potential for a piston engine loading process, as it increases the suction power in such a way that the test bench tuning already from the cold start of the engine, with today's serial designs loads up to close Generate the fat misfire limit with high pollutant levels in the exhaust gases, practically pollutant-free exhaust emissions by means of performance-friendly redesign of the fuel and air metering elements and accompanying measures.
  • This phenomenon can be represented constructively in connection with differentiating divergence / convergence either as a splitting of the ejection by means of a beam bundle into a plurality of gas jets, which, what is referred to as convergence, are brought into focus or as formation of various compression surges by means of an inclined wall and then also focusing .
  • the invention expressly formulates the construction of the thruster convergence volume from the quality of the line sections of the multi-cylinder piston section ejection, additional thermal energy by means of bevel surface reflection to form a leading pressure wave in focussing throughput sections for the purpose of final burnout and at the same time to increase the suction effect by means of a lorine nozzle-like room geometry to improve loading.
  • the multi-cylinder thruster according to FIG. 1 contains so-called abrupt ejection orifices per cylinder on its increasingly widening longitudinal extension directed towards the opposite inclined wall 411, which in this way bring an overall efficiency of their displacement energy in the nozzle interior K1.
  • the downstream part of this interior K1 is filled, which is initially tubular or straight or curved in an expanded form.
  • the subsequent, evenly approximately narrow constriction 42 merges into a long tube 52, which is designed to match the increase in engine output, for which into the ground groups of motor vehicles there are room conditions and this leads to a final noise reduction group after bypassing the rear axle.
  • the orifices 3233 protrude only insignificantly or not at all into the interior K1.
  • the inner walls 410/411 of room K1 are drawn as waveguide walls, in order to express that this is an energy-loss-free waveguide quality, with the loss of pulse energy, as is usually the case with engine exhaust pipes intended to be avoided.
  • the proportion of vibrations arising from the orifices 3233 is to be retained, since it intensively promotes all post-reactive conversions for which the chemical conditions are present in the exhaust gas, in particular when heat is generated.
  • the double flap system on the intake side in accordance with the features of claim 5 influences the higher-energy ejection system of the piston engine from the cold start than in the prior art in such a way that the minimum values achievable in all operating states are achieved in the warm-up phase in the CO and HC range through - assuming correct coordination - be maintained and not reduce the engine power, but the loss energies of the engine load that have been thrown out there so far go into much smaller fuel dosages on the intake side.
  • the engine tuning of the previous state of the art usually produces between 2 and 5 volume percent CO values both during warm-up and in all higher load conditions, for example of the gasoline engine, there are now radical reductions in CO emissions within a range between 0.03 and allows 0.3%.
  • the technology of the piston engine gas exchange process according to the invention increases the degree of air loading in the flushing system of the gasoline engine within all engine combustion chamber loads of fuel / air quantity by means of energetically new adjustment of the entire line system. This not only results in clean engine exhaust gases, but also the possibility of achieving improved engine performance by avoiding previous energy losses.
  • the line 14 starting from the flange area of the motor merges into a tube bundle 103 ff, which in the space 135, which widens conically, is designed so that the openings are directed towards the inner peripheral wall of a follow-up space 32 that tapers like a nozzle, so that Focus the wave and exhaust gas quantum after reflection.
  • a line 323 connects to the following space 32, the mouth 3233 of which is possibly connected to the lorine nozzle-like relaxation space K1 from FIG. 1 or to a collecting pipe. According to the exemplary embodiment in FIG.
  • FIG. 3 dispenses with the tube bundle 103 ff from FIG. 2 and represents a construction for realizing a divergence / convergence system without a tube bundle Piston distance shown at the end of the stroke of a four-stroke engine, in which the opening of the exhaust valve has already taken place. While the piston section is still filled with the more or less burned-out exhaust gas (dotted area), the pressure wave - shown as wavy lines - jumps out of the exhaust gas quantum immediately after opening the exhaust valve (30 to 60 ° crank angle before bottom dead center). It is a shock wave, an ejection of energy that spreads from the piston surface, which immediately begins the path to top dead center.
  • the task of abruptly ejecting the present overall development is to form a zone of limited volume increase within the valve overlap zone by means of a for the sum of the speeds and torques of the motor within a line section which is designed as a uniform pipe 14 and 323 Firstly, to boost the self-priming power into the engine combustion chamber as soon as the intake valve opens before the end of the extension stroke and secondly to convert the kinetic energy of the ejection into thermal energy.
  • the measure of the invention consists in creating a throughput section of optimal energy conservation which does not have the friction losses which occur when the gas flow of a pipe is broken down into several pipes of substantially smaller diameter.

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Abstract

Process for improving the final combustion in the engine combustion chambers in which, for each outlet of the individual cylinder, the multiple cylinder engine has an exhaust line within a tubular ducting system (14/323) separate from the other cylinder outlets and all ducting lines (14/323) of the individual cylinders pass with their outlet apertures (3233) into a thrust nozzle system collecting all exhaust gases, which including the long pipe (52), into which it opens out, is an integral part of a ducting line in which, from the area flange-connected to the engine, no flow reversal occurs owing to inclined walls and which represents a continuous flow with constant intake action within self-induction lines of any type with increased degree of air charging. This process in all engine combustion chambers extends the degree of air charging within the introduced fuel/air mixture with means of varying the charge to a degree not hitherto possible. The result is a new facility for low-pollution engine operation and a significant increase in the engine output and at the same time a reduction in the size of the fuel dosing elements. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren selbstansaugen­der Mehrzylinder-Kolbenmotoren durch besseren Endausbrand in den Motorbrennräumen.The invention relates to a working method of self-priming multi-cylinder piston engines through better final burnout in the engine combustion chambers.

Die Ausreifung des Kolbenmotors wurde bisher durch den Umstand blockiert, dass es nicht gelang, in der Beladung des Motorbrennraumes das Kraftstoff/Luftgemisch in Bezug auf den Luftbeladungsgrad nur durch einfachen Ladungswechsel aus­reichend zu steigern. Es ist bekannt, dass es nichts nützt, der Motorbrennraumbeladung einfach nur grössere Mengen Kraftstoff zuzuführen; denn zur Einhaltung des Mischungs­verhältnisses muss vielmehr auch eine entsprechend grosse Menge Luft zugeführt werden, was viel schwieriger und die Aufgabe des Ladungswechsels ist.The maturity of the piston engine has so far been blocked by the fact that it has not been possible to sufficiently increase the fuel / air mixture in relation to the degree of air loading in the engine combustion chamber by simply changing the charge. It is known that it is of no use to simply add large amounts of fuel to the engine combustion chamber load; because in order to maintain the mixing ratio, a correspondingly large amount of air must also be added, which is much more difficult and the task of changing the charge.

Auch die bekannten verschiedenen Aufladegeräte, die dieses Problem mittels Luftaufladung zu lösen versuchten, konnten sich nicht durchsetzen. Sie verliessen das in den Kolben­motoren vorhandene Selbstansaugesystem, das allerdings den Mangel hat, nur eine begrenzte Luftaufladung anbieten zu können.Even the well-known various charging devices that tried to solve this problem by means of air charging could not prevail. They left the self-priming system in the piston engines, which, however, lacked the ability to offer only limited air charging.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem die Luftbeschaffungsgrenzen erhöht, der Schadstoffanfall gesenkt und zugleich die Motorleistung wesentlich gesteigert werden kann.The registration is based on the task of demonstrating a method by means of which the air procurement limits are increased, the amount of pollutants is reduced and at the same time the engine output can be increased significantly.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the characterizing features of claim 1.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird ein Problem gelöst, mit dem der Motorenbau seit Otto und Diesel unauf­hörlich befasst ist, nämlich um die Art, in der Luft zuge­führt wird; denn allein mittels einer "Verarmung" des Gemisches, also der blossen Erhöhung des Luftanteils, geht es nicht, da ein mit Überluftanteil beladenes Gemisch des Motorbrennraumes zwischen den brennbaren Teilchen zu viele zur Verbrennung unfähige Teilchen als Ballast aufweisen würde. Die Folgerung ist, dass das Regelverfahren erhalten bleiben muss, mit dem beispielsweise der Vergaser bei allen Laststufen des Motors das Mischungsverhältnis in der Nähe des Lambda 1 aufrechterhält, und zwar bei allen Motorbrenn­räumen eines Reihenmotors. Für das erfindungsgemässe Ver­fahren ist es vorteilhaft, wenn die Reaktionskette des Selbstansaugvorganges erhalten bleibt und ansaugseitig ebenso wie abgasseitig keine Energieverluste auftreten. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist vorgesehen, dass

  • a) je Motorenzylinder ein in den Zeittakt jedes einzelzylindrischen Gaswechsels gebundener Abruptauswurf stattfindet und
  • b) dessen Ausmündung in das schubdüsenartig ausgeführte Sammelvolumen abrupt erfolgt, welches
  • c) erneut schubdüsenartig in das auf die richtigen Querschnitte abgestimmte Lang­rohr übergeht.
The method according to the invention solves a problem with which engine construction has been continuously concerned since petrol and diesel, namely the type in which air is supplied; because simply by "depleting" the mixture, ie merely increasing the air content, it is not possible since a mixture of the engine combustion chamber between the combustible particles loaded with excess air would have too many particles incapable of combustion as ballast. The conclusion is that the control method must be retained, for example, with which the carburetor maintains the mixture ratio in the vicinity of Lambda 1 at all engine load levels, namely in all engine combustion chambers of an in-line engine. For the method according to the invention, it is advantageous if the reaction chain of the self-priming process is retained and there are no energy losses on the intake side or on the exhaust side. In the method according to the invention it is provided that
  • a) an abrupt ejection occurs in the timing of each single-cylinder gas exchange for each engine cylinder and
  • b) the discharge into the thrust-like collection volume takes place abruptly, which
  • c) merges again into the long tube, which is matched to the correct cross-sections.

In diesem Konstruktionszusammenhang entsteht innerhalb des Ansaugsystems aus doppeltem Abruptauswurf die erhöhte Luft­einbringung, derer der Endausbrand in Brennräumen des Mehr­zylinders bedarf und der mit dem doppelten Klappensystem je Betriebszustand genau einstellbar ist.In this design context, the double air intake creates the increased air intake, which the final burn-out in the combustion chambers of the multi-cylinder requires and which can be set precisely with the double flap system depending on the operating state.

Der "Abruptauswurf" ist als ein Kolbenstrecken-Auswurfsystem definiert, das insoweit das verstärkte Potential für einen kolbenmotorischen Beladungsprozess darzustellen vermag, als es die Ansaugleistung in solcher Weise verstärkt, dass die Prüfstandabstimmung bereits ab Kaltstart des Motors, bei dem heutige Serienauslegungen Beladungen bis nahe an die fette Aussetzergrenze mit hohen Schadstoffgehalten der Abgase erzeugen, praktisch schadstoffreie Abgasemissionen mittels leistungsunschädlicher Neuauslegung der Kraftstoff- und Luftdosierungsorgane und begleitender Massnahmen ermöglicht. Konstruktiv lässt sich dieses Phänomen darstellen in Ver­bindung mit differenzierender Divergenz/Konvergenz entweder als Zerlegung des Auswurfes mittels eines Strahlrohrbündels in eine Mehrzahl von Gasstrahlen, die, was als Konvergenz bezeichnet wird, zur Fokussierung gebracht werden oder als Bildung verschiedener Verdichtungsstösse mittels Schrägwand und danach ebenfalls fokussierend.The "abrupt ejection" is defined as a piston section ejection system, which is able to represent the increased potential for a piston engine loading process, as it increases the suction power in such a way that the test bench tuning already from the cold start of the engine, with today's serial designs loads up to close Generate the fat misfire limit with high pollutant levels in the exhaust gases, practically pollutant-free exhaust emissions by means of performance-friendly redesign of the fuel and air metering elements and accompanying measures. This phenomenon can be represented constructively in connection with differentiating divergence / convergence either as a splitting of the ejection by means of a beam bundle into a plurality of gas jets, which, what is referred to as convergence, are brought into focus or as formation of various compression surges by means of an inclined wall and then also focusing .

Die Erfindung formuliert ausdrücklich die Konstruktion des Schubdüsen-Konvergenzvolumens aus der Qualität der Leitungs­strecken des Mehrzylinder-Kolbenstreckenauswurfes, zusätz­liche thermische Energie mittels Schrägflächenreflektion der voreilenden Druckwelle in fokussierenden Durchsatzstrecken zwecks Endausbrand zu bilden und zugleich die nachsaugende Wirkung durch eine lorindüsenartige Raumgeometrie zur Beladungsverbesserung zu steigern.The invention expressly formulates the construction of the thruster convergence volume from the quality of the line sections of the multi-cylinder piston section ejection, additional thermal energy by means of bevel surface reflection to form a leading pressure wave in focussing throughput sections for the purpose of final burnout and at the same time to increase the suction effect by means of a lorine nozzle-like room geometry to improve loading.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Hierin zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines lorinartigen Düsenraumes mit in diesen getrennt einmündenden Abruptauswurf­strecken,
  • Fig. 2 den Verlauf einer Abgasleitungsstrecke eines Zylinders ab der Anflanschzone an den Motor,
  • Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Einzylinder-Kolbenmotor.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. Show here:
  • 1 is a schematic representation of a lorin-like nozzle space with abrupt discharge sections that open separately into it;
  • 2 shows the course of an exhaust gas line section of a cylinder from the flange zone to the engine,
  • Fig. 3 shows a schematic cross section through a single-cylinder piston engine.

Die Mehrzylinder-Schubdüse gemäss Figur 1 enthält ent­sprechend der Zündfolge, mit der Mehrzylindermotor ausgelegt ist, an ihrer sich zunehmend erweiternden Längserstreckung auf die gegenüberliegende Schrägwand 411 gerichtete soge­nannte Abruptauswurf-Ausmündungen je Zylinder, die hierdurch im Düseninnenraum K1 in einen Gesamtwirkungsgrad ihrer Ver­drängungsenergie gebracht werden, mit dem der stromabwärtige Teil dieses Innenraumes K1 gefüllt wird, der zunächst in erweiterter Form gerade oder gekrümmt rohrartig ausgeführt ist. Die sich anschliessende gleichmässig etwa konsiche Ver­engung 42 geht in ein durch Abstimmung auf Motorleistungs­zuwachs ausgelegtes Langrohr 52 über, für das in den Boden­ gruppen der Kraftfahrzeuge Raumbedingungen vorliegen und das nach Umgehung der Hinterachse in eine finale Schall­dämpfungsgruppe mündet. Die Ausmündungen 3233 ragen nur unwesentlich oder überhaupt nicht in den Innenraum K1 ein. Die inneren Wandungen 410/411 des Raumes K1 sind als Hohl­leiter-Wandungen gezeichnet, um dadurch zum Ausdruck zu bringen, dass es sich hier um eine energieverlustlose Wellenleiter-Qualität handelt muss, bei der Verluste von Impulsenergien, wie sie in der Regel bei motorischen Abgas­leitungen beabsichtigt werden, vermieden werden müssen. Der aus den Ausmündungen 3233 anfallende Schwingungsanteil soll weiterhin erhalten bleiben, da er alle nachreaktiven Um­setzungen, für die im Abgas die chemischen Bedingungen ins­besondere bei Wärmeanfall vorliegen, intensiv fördert.In accordance with the firing sequence with which the multi-cylinder engine is designed, the multi-cylinder thruster according to FIG. 1 contains so-called abrupt ejection orifices per cylinder on its increasingly widening longitudinal extension directed towards the opposite inclined wall 411, which in this way bring an overall efficiency of their displacement energy in the nozzle interior K1. with which the downstream part of this interior K1 is filled, which is initially tubular or straight or curved in an expanded form. The subsequent, evenly approximately narrow constriction 42 merges into a long tube 52, which is designed to match the increase in engine output, for which into the ground groups of motor vehicles there are room conditions and this leads to a final noise reduction group after bypassing the rear axle. The orifices 3233 protrude only insignificantly or not at all into the interior K1. The inner walls 410/411 of room K1 are drawn as waveguide walls, in order to express that this is an energy-loss-free waveguide quality, with the loss of pulse energy, as is usually the case with engine exhaust pipes intended to be avoided. The proportion of vibrations arising from the orifices 3233 is to be retained, since it intensively promotes all post-reactive conversions for which the chemical conditions are present in the exhaust gas, in particular when heat is generated.

Das Doppelklappensystem der Ansaugseite gemäss den Merkmalen des Anspruchs 5 beeinflusst das gegenüber bisherigem Stand der Technik energetisch höhere Auswurfsystem des Kolben­motors ab Kaltstart in der Weise, dass schon in der Warm­laufphase im CO- und HC-Bereich die erzielbaren Minimalwerte erreicht werden, die durch alle Betriebszustände hindurch - richtige Abstimmung vorausgesetzt - beibehalten werden und die Motorleistung nicht verringern, wohl aber die bisher dort ausgeworfenen Verlustenergien der Motorbeladung in wesentlich kleinere Kraftstoffdosierungen der Ansaugseite zu gehen. Während die Motorenabstimmung des bisherigen Standes der Technik sowohl im Warmlauf wie auch in allen höheren Lastzuständen beispielsweise des Ottomotors in der Regel zwischen 2 und 5 Volumenprozent CO-Werte auswirft, sind nun­mehr auch dort radikale Verminderungen des CO-Auswurfes innerhalb einer Spanne zwischen 0,03 und 0,3% ermöglicht. Bedeutsam ist hierbei, dass dies nicht mit additiven Ge­räten, wie Katalysatoren und ggf. ausschliesslich Thermo­reaktoren, erreicht wird und auch weder eines nachträglichen Zusatzlufteinzuges und der Fremdzündung innerhalb der Abgas­anlage bedarf, sondern dass es die Folge eines technologisch neu geordneten Gaswechseldurchsatzes im Gesamtbereich An­saugseite/Motorbrennraum/Abgasseite darstellt.The double flap system on the intake side in accordance with the features of claim 5 influences the higher-energy ejection system of the piston engine from the cold start than in the prior art in such a way that the minimum values achievable in all operating states are achieved in the warm-up phase in the CO and HC range through - assuming correct coordination - be maintained and not reduce the engine power, but the loss energies of the engine load that have been thrown out there so far go into much smaller fuel dosages on the intake side. While the engine tuning of the previous state of the art usually produces between 2 and 5 volume percent CO values both during warm-up and in all higher load conditions, for example of the gasoline engine, there are now radical reductions in CO emissions within a range between 0.03 and allows 0.3%. It is important here that this is not achieved with additive devices, such as catalytic converters and possibly exclusively thermoreactors, and neither is it retrospective Additional air intake and spark ignition within the exhaust system, but that it is the result of a technologically reorganized gas exchange throughput in the entire area of the intake side / engine combustion chamber / exhaust side.

Die erfindungsgemässe Technologie des kolbenmotorischen Gas­wechselprozesses erhöht beim Spülsystem des Ottomotors in­nerhalb aller Motorbrennraumbeladungen Kraftstoff/Luftmenge den Luftbeladungsgrad mittels energetisch neuer Abstimmung des gesamten Leitungssystems. Das hat nicht nur saubere Motorenabgase zur Folge, sondern ebenso die Möglichkeit, in­folge Vermeidung bisheriger Verlustenergien eine verbesserte Motorleistung zu erzielen.The technology of the piston engine gas exchange process according to the invention increases the degree of air loading in the flushing system of the gasoline engine within all engine combustion chamber loads of fuel / air quantity by means of energetically new adjustment of the entire line system. This not only results in clean engine exhaust gases, but also the possibility of achieving improved engine performance by avoiding previous energy losses.

Die von der Anflanschzone des Motors ausgehende Leitung 14 geht über in ein Rohrbündel 103 ff, das im Raum 135, der sich konisch erweitert, gespreitzt so ausgelegt ist, dass die Ausmündungen auf die innere Umfangswandung eines düsen­artig sich verjüngenden Folgeraumes 32 gerichtet sind, so dass Welle und Abgasquant nach Reflexion fokussieren. An den Folgeraum 32 schliesst sich eine Leitung 323 an, deren Mündung 3233 ggf. mit dem lorindüsenartigen Entspannungsraum K1 aus Figur 1 oder einem Sammelrohr in Verbindung steht. Gemäss dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 gelingt es, in der Leitung 14, 323 einen so starken Auswurfgrad von Druck­welle und Abgasquant zu erreichen, dass die Ansaugleistung und zugleich das Kraftstoff/Luftgemisch in Bezug auf eine Erhöhung des Luftanteils im Bereich aller Betriebszustände des Motors verbessert wird.The line 14 starting from the flange area of the motor merges into a tube bundle 103 ff, which in the space 135, which widens conically, is designed so that the openings are directed towards the inner peripheral wall of a follow-up space 32 that tapers like a nozzle, so that Focus the wave and exhaust gas quantum after reflection. A line 323 connects to the following space 32, the mouth 3233 of which is possibly connected to the lorine nozzle-like relaxation space K1 from FIG. 1 or to a collecting pipe. According to the exemplary embodiment in FIG. 2, it is possible to achieve such a strong ejection degree of pressure wave and exhaust gas quantum in line 14, 323 that the intake power and at the same time the fuel / air mixture are improved in relation to an increase in the air content in the area of all operating states of the engine .

Die in der Figur 3 dargestellte Ausführungsform verzichtet auf das Rohrbündel 103 ff der Figur 2 und stellt eine Konstruktion zur Realisierung eines Divergenz/Konvergenz-­Systems ohne Rohrbündel dar. In der Schemazeichnung ist eine Kolbenstrecke am Ende des Arbeitstaktes eines Viertaktmotors dargestellt, bei dem bereits die Öffnung des Auslassventils stattgefunden hat. Während die Kolbenstrecke noch mit dem mehr oder weniger ausgebrannten Abgas (gepunktete Fläche) gefüllt ist, springt sofort nach Auslassventilöffnung (30 bis 60° Kurbelwinkel vor dem unteren Totpunkt) die Druck­welle - dargestellt als Wellenlinien - voreilend dem Abgas­quant heraus. Sie ist Stosswelle, ein Energieauswurf, der sich von der Kolbenfläche her, die sofort den Weg zum oberen Totpunkt antritt, ausbreitet.The embodiment shown in FIG. 3 dispenses with the tube bundle 103 ff from FIG. 2 and represents a construction for realizing a divergence / convergence system without a tube bundle Piston distance shown at the end of the stroke of a four-stroke engine, in which the opening of the exhaust valve has already taken place. While the piston section is still filled with the more or less burned-out exhaust gas (dotted area), the pressure wave - shown as wavy lines - jumps out of the exhaust gas quantum immediately after opening the exhaust valve (30 to 60 ° crank angle before bottom dead center). It is a shock wave, an ejection of energy that spreads from the piston surface, which immediately begins the path to top dead center.

Der Abruptauswurf der vorliegenden Gesamtentwicklung steht unter der Aufgabenstellung, für die Summe der Drehzahlen und Drehmomente des Motors innerhalb einer Leitungsstrecke, die als gleichförmiges Rohr 14 und 323 ausgebildet ist, eine Zone begrenzten Volumenanstiegs auszubilden, die konstrucktiv die Qualität hat, innerhalb der Ventilüberschneidungszone mittels einer energetisch kräftigeren Auswurfleistung erstens die Selbstansaugleistung in den Motorbrennraum zu verstärken, sobald noch vor dem Ende des Ausschiebehubs das Einlassventil öffnet und zweitens die kinetische Energie des Auswurfs zu verwandeln in thermische Energie. Die Massnahme der Erfindung besthet darin, eine Durchsatzstrecke optimaler Energiebewahrung zu schaffen, welche nicht die Reibungsver­luste aufweist, welche bei der Zerlegung des Gasstromes eines Rohres in mehrere Rohre wesentlich kleineren Durch­messers auftreten. Erreicht wird dies u.a. mit der Bildung eines sehr gleichförmigen spaltartigen Ringsraumes 6, der aus der Position des Umfanges der Folgezone 17 (= Konver­genz- bzw. Fokussierungszone) entlang den sich stromabwärts konisch verengenden Innenwandungen die fokusartige Ver­dichtungszone mit gleitendem Übergang in die Rohrstrecke 323 bewerkstelligt.The task of abruptly ejecting the present overall development is to form a zone of limited volume increase within the valve overlap zone by means of a for the sum of the speeds and torques of the motor within a line section which is designed as a uniform pipe 14 and 323 Firstly, to boost the self-priming power into the engine combustion chamber as soon as the intake valve opens before the end of the extension stroke and secondly to convert the kinetic energy of the ejection into thermal energy. The measure of the invention consists in creating a throughput section of optimal energy conservation which does not have the friction losses which occur when the gas flow of a pipe is broken down into several pipes of substantially smaller diameter. This is achieved, inter alia, by the formation of a very uniform gap-like annular space 6 which, from the position of the circumference of the subsequent zone 17 (= convergence or focusing zone) along the inner walls narrowing conically downstream, accomplishes the focus-like compression zone with a smooth transition into the pipe section 323.

Infolge der verschiedenen Geschwindigkeiten von Druckwelle und Gasquant wird bei dieser Konstruktion die langsamer durchgesetzte Abgasmenge insbesondere im stromabwärtigen Teil der Leitungsstrecke mehrfach überlaufen, wobei der Reflexionverzehr im Raumbereich 17/323 auszulegen ist. Da die aus der stromabwärtigen Leitung rücklaufenden Druckan­teile nur bis zum Innenraumteil 166 gelangen können, bleiben Druck und Dichte der Leitungsstrecke 12/14 zwischen den Aus­würfen gegenüber bekannten Ausführungen extrem niedrig und sind zugleich den hohen Unterdrücken der ständig abfliessen­den stromabwärtigen Zonen 323 bis 38 ausgesetzt. Das fördert zugleich den der Druckwelle folgenden Gasdurchsatz. Es hängt von dem gewünschten isothermen Niveau des Streckenbereichs 14/323 ab, wo und inwieweit Aussenisolierung angewendet wird.As a result of the different velocities of the pressure wave and gas quantum, the slower flow of exhaust gas is overflowed several times in this construction, particularly in the downstream part of the line, the reflection consumption in room area 17/323 being designed. Since the pressure components returning from the downstream line can only reach the interior part 166, the pressure and density of the line section 12/14 between the ejections remain extremely low compared to known designs and at the same time are exposed to the high pressures of the continuously flowing downstream zones 323 to 38. This also promotes the gas throughput following the pressure wave. It depends on the desired isothermal level of section 14/323 where and to what extent external insulation is used.

Claims (6)

1. Arbeitsverfahren selbstansaugender Mehrzylinder-Kolben­motoren durch besseren Endausbrand in den Motorbrenn­räumen, dadurch gekennzeichnet,
dass der Mehrzylindermotor je Auswurf des einzelnen Zylinders eine Abgasstrecke innerhalb eines rohrartigen Leitungssystems (14/323) unvermengt mit den anderen Zy­linder-Auswürfen aufweist und dass alle Leitungsstrecken (14/323) der einzelnen Zylinder mit ihren Ausmündungen (3233) in ein alle Abgase zusammenfassendes Schubdüsen­system gelangen, das einschliesslich des Langrohres (52), in das es ausmündet, Bestandteil einer Leitungsstrecke ist, in der ab Anflanschzone an den Motor infolge Schräg­wandungen keine Strömungsumkehr stattfindet und ein Strömungskontinuum mit unterbrechungslos nachsaugender Wirkung innerhalb Selbstansaugstrecken jeder Art mit höherem Luftbeladungsgrad darstellt.1. Working process of self-priming multi-cylinder piston engines through better final burnout in the engine combustion chambers, characterized in that
that the multi-cylinder engine has one exhaust section within a tube-like line system (14/323) unmixed with the other cylinder ejections per ejection of the individual cylinder and that all line sections (14/323) of the individual cylinders with their openings (3233) combine into one exhaust gas Reach thrust nozzle system, which, including the long pipe (52) into which it opens, is part of a line section in which there is no flow reversal from the flange area on the engine due to inclined walls and represents a flow continuum with uninterrupted suction action within self-suction sections of all types with a higher degree of air pollution. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schubdüsensystem lorindüsenartig von einem kleinsten Querschnitt her innerhalb der Zone, in welche die Aus­mündungen (3233) der einzelnen Zylinder gerichtet sind, in eine gleichförmige querschnittsgrösste Zone (K1) über­geht, die keine sprunghaften Raumänderungen aufweist und deren Übergang in die Langrohrleitung (52) einen sehr allmähligen Verengungsgrad enthält, welcher der dort eintretenden Geschwindigkeitszunahme bei Beladungs- und Drehzahlsteigerung one Energieverlust zu folgen vermag.2. The method according to claim 1, characterized in that the jet nozzle system merges like a lorine nozzle from a smallest cross section within the zone into which the openings (3233) of the individual cylinders are directed into a uniform zone (K1) with the largest cross section, which does not have any sudden changes in space has and the transition into the long pipe (52) contains a very gradual degree of constriction, which is able to follow the energy increase occurring there with increasing load and speed. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, dass das Langrohr (52), dessen Auslegung abstimmungsgerecht zwecks Aufrechterhaltung der Leistungssteigerung, welche die Offen-Rohr-Messung zeigt, auch noch vor Übergang in ein schalldämpfendes Final­element zweistufig in der Weise auslegbar ist, dass aus dem stromabwärtigen Teil des Raumes (K1) über die ver­engende Zone (42) der Eintritt in eine erste Langrohr­strecke mit einer solchen Querschhnittsdimensionierung ermittelt wird, die in der sich anschliessenden Langrohr­strecke eine nach ähnlicher Verengungszone (wie 42) wähl­bare um etwa die Hälfte verringerte Querschnittsdimen­sionierung verträgt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the long tube (52), the design of which is appropriate for the purpose of maintaining the increase in performance which the open-tube measurement shows, can also be designed in two stages before the transition to a sound-absorbing final element that from the downstream part of the room (K1) via the constricting zone (42) the entry into a first long pipe section is determined with such a cross-sectional dimensioning that in the subsequent long pipe section a selectable by about half according to a similar constriction zone (as 42) tolerates reduced cross-sectional dimensions. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung der Schub­düse hinsichtlich ihres Querschnittsanstiegs so erfolgt, dass ihr stromaufwärtigster Querschnitt einem Rohrdurch­messer (323/4) entspricht, bei der zweiten Rohreinlauf­position (323/3) dem zweifachen, bei der dritten (323/2) dem dreifachen und so fort.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the dimensioning of the thrust nozzle with respect to its cross-sectional increase takes place so that its upstream cross-section corresponds to a pipe diameter (323/4), twice in the second pipe inlet position (323/3) in the third (323/2) three times and so on. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, dass der ansaugseitige Teil der Leitungsstrecke mit einer Abstimmung auf kleinstmögliche Kraftstoffdosierungen zugleich mit einem Doppelklappen­system versehen wird, das die übliche Starterklappe und die sog. Drosselklappe so miteinander koppelt, dass für jeden Betriebszustand eine spezielle Einstellung des mit den beschriebenen abgasseitigen Massnahmen verbesserten Luftbeladungsgrades bezogen auf die neu gewählte Kraft­stoff- Dosierung erfolgt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the intake-side part of the line section with a tuning to the smallest possible fuel metering is also provided with a double flap system that couples the usual starter flap and the so-called throttle valve so that a special one for each operating state Adjustment of the degree of air loading improved with the described exhaust-side measures in relation to the newly selected fuel metering takes place. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet,dass etwa mittig dieser Leitungs­strecke (14/323) eine Zerlegung des Abgasstroms in mehrere identische Teilstrahlen (= Divergenz) durch ein Rohrbündel (103 ff) erfolgt, die mittels Reflektion an Innenwandungen des Folgeraums (32 in Fig. 2) fokussierend eine Heisszone bilden (= Konvergenz) und im Zeittakt des Gaswechselprozesses mit dieser Temperaturerhöhung in den stromabwärtigen Teil (323) dieser Leitungsstrecke weiter­laufen (vgl. Figuren 2 und 3).6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that approximately in the middle of this line section (14/323) the exhaust gas flow is broken down into a plurality of identical partial jets (= divergence) by a tube bundle (103 ff), which is reflected by means of inner walls of the following room (32 in Fig. 2) focusing form a hot zone (= convergence) and continue in the timing of the gas exchange process with this temperature increase in the downstream part (323) of this line section (see FIGS. 2 and 3).
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