DE2110778A1

DE2110778A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2110778A1
Application number: DE19712110778
Authority: DE
Inventors: Carlson Lowell D; Reese Gerald D; Shank Gerald G
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1970-07-27
Filing date: 1971-03-06
Publication date: 1972-02-03
Also published as: US3707143A; DE2110778C3; DE2110778B2; CA945852A

Description

Textron Inc., Providence (Rhode Island), Io Dorrance Street, V.St.A. ä

"Verbrennungskraftmaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine mit den Takten Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Ausstoßen, mit Kolben, die das Volumen eines Verbrennungsräumes verändern, weiterhin mit Vorrichtungen, die Luft in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes einbringen, und Vorrichtungen, um verbrannte Gase aus dem Verbrennungsraum während des Ausstoßtaktes abzuziehen.

Bei Verbrennungskraftmaschinen sind die Vorteile einer direkten Treibstoffeinspritzung in den Zylinder seit langem bekannt, .und zwar auch für Zweitaktmaschinen, insbesondere solche, die mit Spülung durch Vorverdichtung im Kurbelgehäuse arbeiten.

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ORIGINAL INSPECTED

Da der hin- und hergehende Kolben bei einer Zweitaktmaschine mehrere ventilartige öffnungen öffnet und schließt, ist die Reihenfolge der Ventilsteuerung umgekehrt, wenn der Kolben seine Richtung ändert. Zu einem Zeitpunkt während des Treibstoff- und Luftansaugtaktes einer konventionell mit Treibstoff beschickten Zweitaktmaschine sind die Durchlaß- und Austrittsöffnungen, gleichzeitig geöffnet und ein Teil der Treibstoff -Luftmischung, die durch die Durchlaßöffnung eintritt, geht in die Atmosphäre verloren, bevor sich die Austrittsöffnung schließt. Dieser Treibstoffverlust tritt auch dann auf, wenn die Maschine mit der Solldrehzahl arbeitet, die normalerweise etwa im Bereich von looo bis 15oo UPM liegt. Das Problem vergrößert sich aber beträchtlich bei Drehzahlen, die außerhalb dieses Optimums liegen. Das Resultat ist eine bedeutende Verringerung sowohl des Maschinenwirkungsgrades als auch der Wirtschaftlichkeit. Weiterhin ist von großer Bedeutung, daß aufgrund des Ausstoßes von unverbranntem Treibstoff in die Atmosphäre Kohlenwasserstoff-Emission auftritt. Wenn diese Probleme auch nur bei Drehzahlen außerhalb des Solldrehzahlbereiches in Erscheinung treten, so arbeiten doch nur wenige Maschinen während der Betriebszeit hauptsächlich in diesem Bereich. Die Treibstoffeinspritzung erleichtert diese Probleme, da der Treibstoff in die Verbrennungskammer zu einer Zeit oder Stellung eingespritzt werden kann, daß er unmöglich durch die Austrittsöffnung verloren gehen kann.

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Ein weiterer Vorteil der Treibstoffeinspritzung ist, daß beim konventionellen Zweitakt-Betrieb die Treibstoff-Luftmischung durch das Kurbelgehäuse gesogen wird. Selbst bei direkter Öleinspritzung in die Hauptlager der Maschine wird das 01 sofort durch den Treibstoff verdünnt. Aus diesem Grunde ist ein Schmierstoff mit relativ hoher Viskosität unter derartigen Bedingungen erforderlich. Treibstoffeinspritzung schließt den Treibstoff aus dem Kurbelgehäuse aus und erlaubt die Verwendung eines Schmierstoffs mit geringerer Viskosität, was den Betrieb bei kalter Witterung sowohl der ™

Maschine als auch des öleinspritzsystems erleichtert. Weiterhin wird durch Verhinderung der Treibstoffverdünnung ermöglicht, daß das Volumen des Schmierstoffes für eine befriedigende Schmierung in den Maschinenteilen herabgesetzt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der direkten Treibstoffeinspritzung in den Zylinder ergibt sich durch den Ort, an dem die Treibstoffverdampfung stattfindet. Die Verdampfung des Treibstoffes in einen gasförmigen Zustand erfordert beträchtliche Wärmemengen. M Bei konventioneller Zweitakt-Arbeitsweise nimmt der verdampfende Treibstoff Wärme aus dem Kurbelgehäuse auf, in dem Wärmeprobleme normalerweise nicht bestehen. Bei direkter Einspritzung des Treibstoffes in den Zylinder wird der Treibstoff in der Verbrennungskammer verdampft, wo er Wärme vom Kolben, von den Zylinderwänden und vom Zylinderkopf aufnimmt, die alle bei extrem hohen Temperaturen arbeiten. Bei Treib-

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stoffeinspritzung kann demnach bei höheren Verbrennungstemperaturen und bei geringeren Temperaturen der Maschinenteile gearbeitet werden; es ergibt sich damit ein höherer Wirkungsgrad.

Aufgrund des erratischen Fließens des frischen Treibstoff-Luft -Gemenges durch die Durchlaßöffnungen in die Verbrennungskammer haben konventionelle Zweitaktmaschinen, die für eine hohe spezifische Leistung gebaut sind, die Eigenschaft schlechter Niedriggeschwindigkeit- und Leerlaufcharakteristiken. Treibstoffeinspritzung, die zur rechten Zeit in genau abgemessenen Mengen erfolgt, verbessert diese schlechten Eigenschaften bei niedrigen Drehzahlen.

Da schließlich bei Einspritzsystemen kein Treibstoff durch den Luftansaugstutzen eintritt, gibt es keinen Rückstrom des verdampften Treibstoffes durch den Lufteinlaß. Dies vereinfacht weitgehend den Bau von Luftreinigern und Schalldämpfern.

Trotz dieser beträchtlichen Vorteile wird Treibstoffeinspritzung selten bei Zweitaktmaschinen verwendet. Das Hauptproblem, das seine Anwendung verhindert, ist die extrem kurze Taktzeit und die sich daraus ergebende kurze Zeitspanne, in der der Treibstoff eingespritzt werden kann. In einer Zweitaktmaschine mit 8000 UPM beispielsweise ist die Zeit zum Einspritzen

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normalerweise nicht langer als die Zeitdauer einer Kurbeldrehung von Ho , und die Einspritzung muß 8000 mal pro Minute erfolgen.

Es ist kein einfaches, mit niedrigem Druck arbeitendes Einspritzsystem für eine Zweitaktmaschine bekannt. Um einer bestimmten Treibstoffmenge den Impuls mitzuteilen, der zur Überwindung seiner Trägheit und zum Einspritzen in die Verbrennungskammer während einer solchen kurzen Zeitspanne erforderlich ist, die in der Größenordnung weniger Millisekunden ™ liegt, ist es notwendig, extrem hochdruckfähige Ausrüstungsteile zu verwenden, die sowohl sehr komplex als auch kostspielig sind. Wenn auch befriedigend mit derartigen Hochdrucksystemen gearbeitet werden kann, so nähern sich doch deren Kosten den Herstellungskosten der Maschine selbst oder überschreiten sie sogar. Ein Beispiel eines derartigen komplexen Systems ist in der US-Patentschrift 3 198 I80 dargestellt.

Durch Abkehr von der bekannten Art, unter Druck eine Treib- Λ stoffmenge in den Zylinder während des normalen Einspritztaktes einzuspritzen, kann man verbesserte Resultate mit einem Minimum an Einzelteilen erreichen, die dazu relativ billig und einfach herzustellen und zu bedienen sind. Stattdessen, daß der Treibstoff in den Zylinder nur während eines kurzen Sektors der Kurbelwellenrotation eingespritzt wird, wie es früher für erforderlich gehalten wurde, wird bei dem vorliegenden Ver-

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fahren Treibstoff in eine kleine Tasche oder Vertiefung auf der Zylinderinnenseite eingespritzt, und zwar in der Zeit, in der die Vertiefung durch den Kolben bedeckt ist, d.h. während des Kompressions- und Verbrennungstaktes. Da eine kleine Luftmenge in der Vertiefung eingeschlossen ist, wenn diese durch den Kolben verschlossen wird, wird der Treibstoff bei Eintritt komprimiert. Während der Luftdurchlaßperxode gibt der Kolben die Vertiefung frei und der Treibstoff wird zur Verdampfung und Verbrennung herausgetragen. Versuche machen deutlich, daß der Treibstoff aus der Vertiefung sofort durch die kombinierte Wirkungsweise des Druckaufbaues innerhalb der Vertiefung und durch den Luftstrom in der Verbrennungskammer aus der Durchlaßöffnung austritt. Ein Teil des Druckes in der Vertiefung kann durch die Verdampfung eines Teiles des Treibstoffes durch die heiße Zylinderwand erfolgen.

Da sich der Brennstoff in der Vertiefung während des länger dauernden Nichteinspritzungstaktes sammelt, werden keine teuren Hochdruckpumpen benötigt, die den Brennstoff in die Vertiefung drücken. Statt dessen wird in der vorzugsweisen Ausführungsform eine billige Taktpumpe benutzt, die durch den Druck des Kurbelgehäuses angetrieben wird. Statt der Taktpumpe ist es auch möglich, einen Fallstrom zu der Vertiefung herzustellen, falls ein genügender Druckunterschied zwischen dem Treibstoffstand und dem Motor vorhanden ist.

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Im Zusammenhang mit einer passenden Treibstoffabmessungsvorrichtung, ergibt das vorliegende Treibstoffeinspritzsystem ein einfaches, wirtschaftliches und vernünftiges Arbeiten zur Einspritzung von Treibstoff in den Zylinder zur richtigen Zeit und mit dem richtigen Volumen für einen äußerst weiten Arbeitsbereich.

Zusammenfassung:

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Treibstoffeinlaßsystem für eine Zweitaktverbrennungskraftmaschine, das bei niedrigem Druck arbeitet. Der Treibstoff wird in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes aus einer Vertiefung in der Wand der Verbrennungskammer eingeführt, wohin er von einer Treibstoffabmessungsvorrichtung, die den Treibstofffluß nach Bedarf der Maschine steuert, eingedrückt worden ist. Der Treibstoff wird unter Druck gesammelt, wenn die Vertiefung durch den Kolben während des Kompressions- und Verbrennungstaktes bedeckt ist. Sobald sich der Kolben in den Ansaugtakt bewegt, wird die Vertiefung geöffnet, der Treibstoff herausgelassen und in den Strom der angesaugten Luft zur nachfolgenden Verdunstungs- und Verbrennung hineingeschwemmt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren zeigen;

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Fig. 1 eine Zweitaktmaschine und ein Treibstoffeinlaßsystem gemäß der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen sind und sich die Maschine in dem Verbrennungstakt befindet;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 1, unter Fortlassung einiger Teile, wobei sich die Maschine im Ausstoßtakt befindet;

Fig. 3 ist ähnlich der Fig. 2, die Maschine jedoch bei Beginn des Luftansaugtaktes;

Fig. 4 ist ähnlich der Fig. 2, die Maschine jedoch im Treibstoffansaugtakt;

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 2, die Maschine jedoch bei Beginn des Kompressionstaktes;

Fig. S eine vergrößerte Teilansicht der Zylinderwand der Maschine, die insbesondere die Treibstoffeinlaßvertiefung zeigt;

Fig. 7 eine weitere vergrößerte Darstellung der Vertiefung, etwa entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 gesehen.

In Fig. 1 ist ein Motor dargestellt, der allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Zu diesem Motor 11 gehört ein Motorblock 12 mit einem Kurbelgehäuse (nicht dargestellt) und ein Gehäuse- oder Zylinderkopf 13, der einen zylindrischen Verbrennungsraum 14 begrenzt. Ein Kolben 15 geht im Verbrennungsraum 14 hin und her, wobei er mit einer Kurbelwelle 16 über eine Pleuelstange 17 drehbar verbunden ist. Ein bekanntes

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Schwungrad 18 dreht sich mit der Kurbelwelle 16. Das Schwungrad 18 bildet eine Riemenscheibe 19, die eine O!einspritzpumpe über einen Riemen 21 antreibt. Die Ölpumpe 21 erhält das öl aus dem Kurbelgehäuse und pumpt es durch eine Ölleitung 23 zu den Hauptlagern (nicht dargestellt) der Kurbelwelle 16 zur Schmierung.

Auf der Zylinderinnenseite des Verbrennungsraumes 14 öffnet sich ein Lufteinlaß 24, der mit der Atmosphäre durch einen Luftansaugstutzen 25 in Verbindung steht. Eine Drosselklappe 26 ist drehbar im Luftansaugstutzen 25 eingebaut und dient dazu, die Luftmenge, die durch den Luftansaugstutzen 25 eintritt, in bekannter Weise zu drosseln und zu verändern. Die Drosselklappe 26 kann manuell gedreht werden (nicht dargestellt), um die Drehzahl des Motors 11, wie unten beschrieben, zu verändern.

Weitere Öffnungen auf der Zylinderinnenfläche des Verbrennungsraumes 14 sind eine Luftdurchlaßöffnung 27 und eine Austrittsöffnung 28, wobei erstere mit dem Kurbelgehäuse durch eine Leitung (nicht dargestellt) im Motorblock 12 in Verbindung steht. Wie Fig. 1 zeigt, liegt die Oberkante der Durchlaßöffnung 27 in Bezug auf die Zylinderachse etwas unterhalb der Oberkante der Austrittsöffnung 28. Weiterhin liegt der Lufteinlaß 24 etwas unterhalb der Durchlaßöffnung 27.

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An der Spitze des Zylinderkopfes 13 ist eine Gewindebohrung für die Zündkerze 31 vorgesehen.

Von einer Vertiefung auf der Zylinderinnenfläche des Verbrennungsraumes 14 wird Treibstoff in den Verbrennungsraum 14 eingebracht. In den Figuren 1 und 5 ist die Vertiefung 32 in einer Vorzugsform dargestellt, die im wesentlichen einen
konkaven Querschnitt und im Vergleich zu ihrer Flachheit eine relativ große Querschnittsfläche hat. Diese Gestalt ermöglicht es, daß in der Vertiefung 32 Treibstoff gesammelt und schnell in den Verbrennungsraum 14 eingebracht werden kann, wenn die Vertiefung 32 nicht vom Kolben 15 bedeckt ist.

In Bezug auf die Zylinderachse ist die Vertiefung 32 zwischen dem Lufteinlaß 24 und dem Oberteil der Durchlaßöffnung 27 angeordnet. Sie ist groß genug, um eine frische Treibstoffladung für nachfolgende Verdampfung und Verbrennung im Verbrennungsraum 14 aufzunehmen. Die Vertiefung 32 ist mit einer Vorrichtung zur Abmessung des Treibstoffes - allgemein mit dem
Bezugszeichen 33 bezeichnet - durch einen Kanal 3o im Zylinderkopf 13 verbunden, mit dem eine Leitung 34 mit einem Kugel-Steuerventil 35 verbunden ist.

Die Abmessungsvorrichtung 33 besteht aus einem einstellbaren Hauptstromventil 36 und einem einstellbaren Leerlaufventil 37 ,

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das parallel damit geschaltet ist. Das Hauptstromventil 36 wird durch eine Verbindung 36 über eine konventionelle Membransteuerung - Dosenkammer 39 - gesteuert, die den Druck im Kurbelwellengehäuse über eine Leitung Ul abtastet.

Bei Handsteuerung der Drosselung wird das Leerlaufventil 37 ungefähr bei einer Vierteldrehung der Drosselklappe 26 über eine Verbindungsgestänge 42 geöffnet.

Die Abmessungsvorrichtung 33 wird mit Treibstoff durch eine '

konventionelle Taktpumpe 43 versorgt, die ebenfalls durch den Druck des Kurbelgehäuses durch eine Leitung 44 angetrieben ist.' Die Pumpe 43 ist mit einem Treibstoff vorrat durch eine Treibstoffleitung 45 verbunden.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Anfangs befinden sich eine frische Treibstoffladung und eine Luftmenge bereits im Verbrennungsraum, der Motor 11 hat das Gemenge komprimiert und tritt in den Verbrennungstakt ein, wie in Fig. 1 dargestellt. Λ Zu diesem Zeitpunkt verdeckt der Kolben 15 die Durchlaßöffnung 27, die Austrittsöffnung 28 und die Vertiefung 32. Das Zündsystem läßt die Zündkerze 31 die Mischung zünden. Die sich anschließende Verbrennung beginnt, den Kolben 15 im Arbeitstakt nach unten zu treiben.

Wenn der Kolben 15 in seiner oberen Stellung ist (Fig. 1), kann Luft durch Luftansaugstutzen 25, Drosselklappe 26 und Luftein-

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laß 24 in das Kurbelgehäuse eintreten. Sobald der Kolben 15 sich nach unten bewegt, wird der Lufteinlaß 24 verschlossen und der Druck innerhalb des Kurbelgehäuses steigt an. Der steigende Druck wird durch die Taktpumpe 4 3 abgeführt, die eine bemessene Menge eines Fluids (Gas oder Flüssigkeit) durch die Abmessungsvorrichtung 33 drückt. Der Druckanstieg im Kurbelgehäuse wird auch durch die Dosenkammer 39 abgetastet, die die Verbindung 38 veranlaßt, das Hauptstromventil 36 zu öffnen und eine bemessene Treibstoffmenge durch die Leitung zur Vertiefung 32 zu schicken. Vorzugsweise enthält die Leitung 41 ein Kontrollventil (nicht dargestellt) od. dgl., das die positiven und negativen Drucktakte, die hindurchgeschickt werden, gleichrichtet, was zum Anstehen eines stetig gleichgerichteten Druckes auf die Dosenkammer 39 führt. Der Druck ändert sich lediglich als Funktion der Motordrehzahl. Eine Ausgleichsöffnung (nicht dargestellt) läßt kontinuierlich Druck aus der Leitung 41 und der Dosenkammer 39 in die freie Atmosphäre ab, so daß der Druckaufbau gesteuert ist, wenn die Motordrehzahl und der Kurbelgehäusedruck ansteigen. Die Pumpe 43 kann einen pulsierenden Treibstoffstrom vorlegen, der größer ist als die Menge, die vom Motor gefordert wird; jedoch ist ihr Ausstoß durch die Stellung des Hauptstromventils 36 begrenzt. Deshalb wird je nach gegebenem Takt des Kolbens 43 von diesem eine abgemessene Treibstoffmenge vorgelegt, die durch das Hauptstromventil 36 fließt und in der Vertiefung gesammelt wird.

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Da zurückbleibende Luft in der Vertiefung 32 durch die Fläche des Kolbens 15 eingeschlossen ist, wird die bemessene Treibstoff menge darin etwas komprimiert. Das Steuerventil 35 verhindert, daß Treibstoff in die Leitung 34 zurückfließt, nachdem er einmal in die Vertiefung 32 gepumpt worden ist.

Wenn sich der Kolben 15 weiter nach unten bewegt, ist die Austrittsöffnung 2 8 die erste, die freigelegt wird (Fig. 2). Der Austritt der verbrannten Gasmischung beginnt. Die Bewegung der Auspuffgase wird durch die Freilegung der Durchlaßöffnung 27 unterstützt (s. Fig. 3), wobei Frischluft aus dem Kurbelgehäuse in die Verbrennungskammer 14· eintritt. Die Durchlaßöffnung 27 ist so gestaltet, daß sie die Frischluftmenge über einen gekrümmten Weg schickt, wobei die Luft an der Zylinderwand gegenüber der Austrittsöffnung 28 entlang streicht, dann quer zum Zylinderkopf und nach unten an der gegenüberliegenden Zylinderwand entlang zur Austrittsöffnung 28. Diese Bewegung der Frischluft unterstützt das Austreiben der verbrannten Treibstoffmischung aus der Austrittsöffnung 28.

Wie in Fig. 4 dargestellt, setzt der Kolben 15 seine Bewegung nach unten fort und bringt den Druck im Kurbelgehäuse zu einem Maximum. Gleichzeitig sammelt sich durch die Taktpumpe 43 und Abmessungsvorrichtung 33 eine Treibstoffmenge unter Druck in der Vertiefung 32. Anschließend gibt der Kolben 15 die Vertiefung

und den

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Treibstoff darin frei und läßt ihn sich mit der Frischluft mischen, die durch die Durchlaßöffnung 27 in die Verbrennungskammer 14 eintritt. Die Vertiefung 32 ist so auf der Zylinderwand der Verbrennungskammer Ik angeordnet, daß die Front des Luftstromes, die durch die Austrittsöffnung 28 vor Schließung heraustreten könnte, keinen Treibstoffdampf mit sich trägt. Aus diesem Grunde erreicht nichts von der Treibstoff-Luftmischung die Austrittsöffnung, bevor der Kompressionstakt beginnt. Hierdurch wird Treibstoff gespart und die Kohlenwasserstoff-Emission in die Atmosphäre verringert.

Fig. 5 zeigt den Kolben 15 nach seiner Bewegung durch den Luft- und Treibstoffansaugtakt und zu dem Zeitpunkt, da der Kompressionstakt mit Schließung der Vertiefung 32, der -Luftdurchlaßöffnung 27 und der Austrittsöffnung 28 beginnt. Die weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens 15 führt ihn in die in Fig. 1 dargestellte Stellung, hier beginnt der Zweitakt-Zyklus aufs neue.

Aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Maschine 11 kann ersehen werden, daß der Ansaugtakt ein getrenntes Ansaugen von Treibstoff und Luft umfaßt, und daß er beginnt, wenn der Kolben 15 sich nach unten bewegt, um die Durchlaßöffnung 27 freizulegen. Der Ansaugtakt setzt sich damit fort, daß die Vertiefung 32 freigelegt wird und endet, wenn der Kolben 15seine Richtung umkehrt, wonach anschließend die Vertiefung 32 und schließlich die Durchlaßöffnung 27 bedeckt werden.

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Der Kompressionstakt beginnt, wenn der Kolben 15 sich weiter nach oben bewegt und die Austrittsöffnung 28 vollständig bedeckt. Er endet, wenn der Kolben 15 seine oberste Stellung im Raum 14 erreicht hat.

Der Verbrennungstakt beginnt mit der Zündung des Treibstoffes durch die Zündkerze 31, was am Schluß oder nahe am Schluß des Kompressionstaktes geschieht. Der Verbrennungstakt setzt sich fort mit der Bewegung des Kolbens 15 nach unten und endet, nachdem die Austrittsöffnung 28 geöffnet ist, d.h. wenn der Ausstoßtakt beginnt. Der Ausstoßtakt vollzieht sich gleichzeitig mit dem Ansaugtakt, umfaßt also das öffnen und Schließen der Durchlaßöffnung 28 und der Vertiefung 32 und endet, wenn der Kolben 15 sich nach oben bewegt, um die Austrittsöffnung zu schließen.

Im Leerlauf ist das Leerlaufventil 37 so eingestellt, daß es gemessen an der Luftmenge, die durch die Drosselklappe 26 eintritt, genügend Treibstoff vorgibt. Das Haupt Stromventil ist so eingestellt, daß der Kurbelgehäusedruck, der auf die Dosenkammer 39 über die Verbindung 38 einwirkt, nicht ausreicht, es zu öffnen. Wä__hrend der ersten Beschleunigungsstufe öffnet das Verbindungsgestänge 42 zwischen der Drosselklappe 26 und dem Leerlaufventil 37 dieses Ventil 37 etwa bei der Viertel- > drehung, bis der Bedarf des Motors, der sich aus dem Kurbelgehäusedruck ergibt, genügend anwächst, um die Dosenkammer 39 ansprechen zu lassen. Die oben erwähnte Ausgleichsöffnung in

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der Dosenkammer 39 verringert den Steuerdruck darin,wenn die Motordrehzahl und der Kurbelgehäusedruck anwachsen. Auf diese Weise wird das Hauptstromventil 36 veranlaßt, sich in Schließstellung zu bewegen und dabei den Ausstoß der Pumpe 4 3 zu verringern.

Es ist einleuchtend, daß die Ausführungsform der Abmessungsvorrichtung nicht wichtig ist, wenn nur Treibstoff zur Ansammlung in der Vertiefung 32 während der Kompressions- und Verbrennungstakte geliefert wird. Im Vordergrund stehen die Gestaltung einer Vertiefung zum Sammeln bzw. Speichern von Treibstoffen während der Kompressions- und Verbrennungstakte. Diese Vertiefung muß genügend nahe zum Verbrennungsraum 14 liegen, so daß der angesammelte Treibstoff ungehindert und unmittelbar in die Verbrennungskammer 14 eingelassen werden kann, ohne daß eine' große Trägheit der Treibstoff ladung überwunden werden muß.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

Verbrennungskraftmaschine mit den Takten Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Ausstoßen, mit Kolben, die das Volumen eines Verbrennungsraumes verändern, weiterhin Vorrichtungen, die Luft in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes einbringen, und Vorrichtungen, um verbrannte Gas.e aus dem Verbrennungsraum während des Ausstoßtaktes abzuziehen, gekennzeichnet durch eine Vertiefung (32) im Bereich des Verbrennungsraumes (14), einen Durchlaß, der während des Ansaugtaktes zwischen dem Verbrennungsraum und der Vertiefung (32) eine Verbindung herstellt, und durch Vorrichtungen • zur Unterbrechung des Durchlasses zwischen Verbrennungsraum und Vertiefung (32) während eines Zeitraums außerhalb des Ansaugtaktes, weiterhin durch Vorrichtungen (33), um Treibstoff in die Vertiefung wenigstens während eines Teiles der Zeit eintreten zu lassen, in der die Vertiefung abgeschlossen ist, so daß eine vorbestimmte Treibstoffmenge gesammelt ist, die ungehindert und unmittelbar in den Verbrennungsraum eingelassen werden kann, wenn der Durchlaß hergestellt worden ist, und schließlich gekennzeichnet durch eine Trennung von Vertiefung und Treibstoffversorgung (33) von der Luftversorgung.

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2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, mit zylindrischem Verbrennungsraum und hin- und hergehenden Kolben, dadurch gekennzeichnet,daß die Vertiefung (32) in der Zylinderwand offen mit dem Verbrennungsraum (14) verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) als Vorrichtung wirkt, die die Verbindung zwischen der Vertiefung (32) und dem Verbrennungsraum (14) herstellt und unterbricht.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die TreibstoffVersorgung (33) den Treibstoff in die Vertiefung (32) in Abhängigkeit vom Bedarf der Maschine einläßt.

5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Teile der TreibstoffVersorgung:

Eine*Leitung (34), die an die Vertiefung (32) angeschlossen ist und diese mit einem Treibstoffvorrat verbindet;

eine in die Leitung (34) eingebaute Treibstoffabmessungsvorrichtung (33);

eine Steuerung (38, 39) für die Abmessungsvorrichtung in Abhängigkeit vom Bedarf der Maschine (11).

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Maschine nach Anspruch 1, als Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit den kombinierten Takten Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Ausstoß, gekennzeichnet durch Kombination folgender Teile: Ein Motorblock (12), der einen Raum (14) umgibt; einen Kolben (15), der sich abgedichtet innerhalb des Raumes (14) entsprechend den genannten Takten bewegt und den Raum in eine erste und zweite Unterkammer mit veränderlichen Volumina unterteilt; einen Lufteinlaß (24), der mit der ersten Kammer in Verbindung steht;

eine Luftdurchlaßleitung, die eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Unterkammer herstellt, wobei die Luftdurchlaßleitung in einer Luftdurchlaßöffnung (27) in der zweiten Unterkammer endet;

Vorrichtungen zum Öffnen der Luftdurchlaßöffnung (27) während des Ansaugtaktes und zum Schließen der

Öffnung (27) während des Kompressions- und Ver- ^

brennungstaktes;

eine Austrittsöffnung (28), die mit der zweiten Unterkammer in Verbindung steht; Vorrichtungen zum öffnen der Austrittsöffnung (28) während des Ausstoßtaktes und zum Schließen der Austrittsöffnung während des Kompressions- und Verbrennungstaktes ;

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eine Treibstoffeinlaßvertiefung (32) im Motorblock (12), die im Bereich der zweiten Unterkammer liegt und mit dieser in Verbindung steht; Vorrichtung zum Verschließen der Vertiefung (32) . der zweiten Unterkammer während des Kompressionsund Verbrennungstaktes und zum Öffnen der Vertiefung zur zweiten Unterkammer während des Ansaugtaktes; eine Leitung (34), die mit der Treibstoffeinlaßvertiefung (32) verbunden ist und diese mit einem Treibstoffvorrat verbindet;

eine in die Leitung (34) eingebaute Treibstoffabmessungsvorrichtung, die wenigstens wä_hrend eines Teiles der Zeit des Abschlusses der Vertiefung eine bestimmte Treibstoffmenge darin ansammeln läßt^ wobei die bestimmte Treibstoffmenge ungehindert und unmittelbar in die Verbrennungskammer einlaßbar ist, wenn die Vertiefung freigelegt wird.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Unterkammer zylindrisch ist und der Kolben darin hin und her beweglich ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn ζ e i chn e t, daß die Vertiefung (32) sich auf der Zylinderwand der zweiten Unterkammer befindet und damit in offener Verbindung steht.

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9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlaß- und Auslaßöffnung (27; 28) sich auf der Zylinderwand der zweiten Unterkammer öffnen, und daß der Kolben (15) die Vorrichtung zum Offnen und Schließen der Luftdurchlaßöffnung (32), der
Auslaßöffnung (28) und der Treibstoffeinlaßvertiefung (32) darstellt.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (28), die Luftdurchlaßöffnung (27) und die Treibstoffeinlaßvertiefung (32) jeweils so angeordnet sind, daß die Auslaßöffnung als erste geöffnet und als letzte geschlossen wird, und die Vertiefung (32) als letzte geöffnet und als erste geschlossen wird.

11. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
folgende Teile der Treibstoffabmessungsvorrichtung (33) Ventile (36, 37);

Ventilbetätigungen (39), die auf den Druck in der ersten Unterkammer ansprechen, so daß die Ventile entsprechend dem Druck der ersten Unterkammer betätigt sind.

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12. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Drosselklappe (26), die das in den Lufteinlaß eintretende Volumen steuert.

13. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Pumpe (43) in der Leitung (34), die Treibstoff in die Vertiefung (32) hineinpumpt.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (43) durch den Druck der ersten Unterkammer betätigt wird.

15. Zweitakt-Verbrennungskraftmaschine mit den kombinierten Takten Ansaugen, Kompression, Verbrennung und Ausstoß, wobei die Maschine Kolben enthält, die sich abgedichtet gegenüber der Innenseite einer Verbrennungskammer bewegen und das Volumen dieser Kammer ändern, und weiterhin Vorrichtungen enthält, die Luft in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes einbringen, und Vorrichtungen, um verbrannte Gase aus der Verbrennungskammer während des Ausstoßtaktes auszustoßen, gekennzeichnet durch eine Vertiefung (32), die sich auf der Innenseite der Verbrennungskammer (14) öffnet, und zur Kammer (14) hin durch den Kolben (15) während des Kompressions- und Ver-

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brennungstaktes abgedeckt und geschlossen werden kann und andererseits durch den Kolben während des Ansaugtaktes zur Kammer hin freigelegt und geöffnet werden kann; eine Vorrichtung zur TreibstoffVersorgung in die Vertiefung (32) hinein, wobei darin während des Verbrennungstaktes Treibstoff angesammelt und anschließend in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes eingelassen werden kann; eine Trennung von Vertiefung (32) und Treibstoff-Versorgung (33) von der Luftversorgung.

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