DE2354990A1

DE2354990A1 - Steuerungssystem fuer den gaswechsel bei hubkolben-verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2354990A1
Application number: DE19732354990
Authority: DE
Inventors: Herbert Moser; Geb Bertsch Sybille Wierzewski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1975-05-15

Description

- Beschreibung - (1)

Anmelder : Herbert Moser

Titel : Steuerungssystem für den Gaswechsel bei Hubkolben - Verbrennungskraf tmaschinen«,

Anwendungsgebiet : Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für den Gasweehsel bei Hubkolben- _;. Verbrennungskraftmaschinen, die im Viertaktverfahren arbeiten und bei denen die Verbrennungsräume durch Ventile abgedichtet werden, insbesondere bei Otto- oder Dieselmotoren_e

Zweck : In derartigen Maschinen wird Verbrennungsluft mit Kraftstoff vermischt» Durch Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs wird mit Hilfe von Hubkolben und Kurbeltrieb Energie in Arbeit verwandelt.

Stand der Technik : Es ist bekannt, dass derartige Motore pro Zylindereinheit mit mindestens zwei Kanälen versehen sind, die in den Verbrennungsraum ein-, münden« Während des Verdichtungs- und während des Arbeitshubs sind diese Kanäle durch Ventile gasdicht verschlossen, wobei Einlassventile stets den Einlasskanälen, Auslassventile stets den Aüslasskanälen zugeordnet sind. ' .'...""

Kritik des Standes der Technik : Die Leistung dieser Motore hängt ab von Drehmoment und Drehzahl. Das Drehmoment ist abhängig vom Füllungsgrad, dieser ist eine Funktion der VentilgrÖssen und deren Öffnungsdauer. Die Drehzahl des Motors ergibt sich neben der Belastung aus dem Füllungsgrad, Mit steigenden Drehzahlen verringern sich pro Arbeitsspiel die Zeiträume für den Gaswechsel. Dies hat zur Folge, dass Füllungsgrad und Drehmoment so abnehmen, dass über der optimalen Drehzahl die Leistung abfällt. ■ - "' Eine Verbesserung der Leistung konnte somit durch Vergrösserung der Ventilflächen erzielt werden. Diese sind Jedoch dadurch begrenzt, dass 1. die Ventile in der Oberfläche des' Verbrennungs-' raumes, dessen Grosse konstruktionsbedingt ist, untergebracht werden müssen, und dass

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2. immer nur ein Heil der gesamten zur Verfugung stehenden Ventilfläche dem Einlassen der Frischgase dient, der verbleibende Rest dient dem Auslassen der Abgase.

Aufgabe ι Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für das Einlassen der Frischgase und die für das Auslassen der Abgase zur Verfügung stehende Ventilfläche erheblich zu vergrössern.

Lösung : Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, dass ausserhalb des Verbrennungsräumes ein besonderer Vor- oder Umlenkraum hergestellt wird, in den 1. der Einlasskanal, 2. der Auslasskanal sowie $. ein Verbindungskanal zwischen Umlenkraum und Verbrennungsraum einmünden. Dieser umlenkraum wird durch besondere Absperrorgane 1. zum Einlasskanal, 2. zum Auslasskanal und 3· durch ein oder mehrere Ventile zwischen Verbindungskanal und Verbrennungsraum abgegrenzt. Die besonderen Absperrorgane haben die Aufgabe, während des Einlassvorgangs den Einlasskanal offen und den Auslasskanal verschlossen zu halten, während des Auslassvorgangs den Auslasskanal offen und den Einlasskanal verschlossen zu halten. Die Ventile oder das Ventil zwischen umlenkraum und Verbrennungsraum haben die Aufgabe, den Verbrennungsraum während des Verdichtungs- und Arbeitsvorgangs verschlossen, während des Ein- und Auslassvorgangs offen zu halten, sodass während des Gaswechsels die gesamte im Verbrennungsraum zur Verfügung stehende Ventilfläche beim Ansaughub dem Einlassen, beim Auslasshub dem Auslassen der Gase dient.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung : TJm den umlenkraum eines solchen Steuerungssystems gegen den Einlassoder den Auslasskanal abzudichten, werden entweder Membranen, Klappventile oder Drehschieber angebracht, die selbständig durch die Schwankungen des Gasdrucks wirken oder die zwangsgesteuert werden. Diese Abdichtung kann auch durch Kombinationen derartiger Absperrorgane, z.B. Einlassmembrane und Auslass-

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drehschieber; bewirkt, werben. Ebenso körinen für diesen Abdichtühgszweck hin- und hergehende Flachschieber verwendet werden. Für die Abdichtung des Verbrennungsraums, gegen den "Umlenkraum werden ein oder mehrere Ventile, Bauart wie bei Otto- und Dieselmotoren üblich, verwendet. Hieraus-ergibt sich, dass je nach Ausgestaltung der gewählten Zusammenstellung jeder der Kanäle gegebenenfalls in mehrere Kanäle aufgeteilt werden muss.
Erzielbare Vorteile : Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass . 1. durch die erhebliche Vergrösserung der jeweils für das'Einlassen und das Auslassen der Gase nutzbaren Gesamtventilfläche eine erhebliche Leistungssteigerung erzielt wird,

2. bei selbsttätiger, durch die Schwankungen des Gasdrucks bewirkter Steuerung der Ein- und Auslasskanäle eine Optimierung der Steuerzeiten erfolgt, dies bewirkt eine Verbesserung des Drehmomentverlaufs,

3. die Brennraumventile bezögen auf die bisherigen Auslassventile kühler bleiben, da sie durch den gesamten Frischgasstrom gekühlt-werden,

4. der Wirkungsgrad derartiger Maschinen gegenüber dem bekannten Viertaktverfahren insofern steigt, als wegen der grösseren nützbaren Ventilfläche das Auslassen der Abgase gegen Ende des Arbeitshubs später eingeleitet werden kann,

5. eine bessere Abkühlung der Abgase aufgrund schnellerer ,Entspannung erfolgen kann.· ■

Beschreibung von Ausführungsbeispielen :

Fig.Ί zeigt ein Steuerungssystem, bei dem der Umlenkraum gegen den Verbrennungsraum durch 4 Ventile, gegen die Ein- und Ausisrsskanäle durch je 2 zwangsgesteuerte Drehklappen begrenzt wird. Fig. 2 zeigt ein Steuerungssystem, bei dem der Umlenkraum durch 1 zentrales Ventil, gegen die Ein- und Auslasskanäle

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Ή - durch selbsttätig dj-u-rch die Schwankungen des

Gasdrucks wirkende Mömbranventile begrenzt wird.

Fig. 3 zeigt ein Steuerungssystem, bei dem der Umlenk raum gegen den Verbrennungsraum durch 1 zentrales Ventil, gegen'die Ein- und Auslasskanäle durch je einen Drehschieber -begrenzt wird.

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Claims

Anmelder .: Herbert Böser ^:

Patentansprüche :

Oberbegriff : 1.) Steuerungssystem für den Gaswechsel bei . Hubkolben - Verbrennungskraftmaschinen_s die im 4- -Taktverfahren arbeiten und bei denen die Verbrennungsräume durch Ventile abgedichtet werden^ insbesondere bei Otto- und Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet.9dass, ausserhalb, des Verbrennungsraumes ein besonderer Vor- oder Umlenkraum hergestellt ist, in den 1ν der Einlasskanal, 2. der Auslasskanal und 3» ein Verbindungskanal zwischen Umlenkraum und Verbrennungsraum einmünden. Dieser Umlenkraum wird durch besondere Absperrorgane 1 o, zum Einlasskanal, 2_e zum Auslasskanal und 3* durch ein oder mehrere Ventile zwischen Verbindungskanal und Verbrennungsraum intermittierend abgedichtet»

Oberbegriff des Unteranspruchs : 2«) Abdichtung des Umlenkraumes nach Anspruch 1 durch besondere Absperrorgane und ein oder mehrere Ventile, dadurch gekennzeichnet dass Ein- und Auslasskanal entweder gleichartig oder (jeder für sich intermittierend abgedichtet sind durch Membranventile oder Klapp ventile oder hin,- und hergehende Schieber oder Drehschieber, die entweder selbsttätig durch die Schwankungen des Gasdrucks wirken oder zwangsgesteuert sind

und dass jeder Kanal für sich in mehrere Kanäle unterteilt sein kann. .

SO 9820/GO

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