DE2114901A1

DE2114901A1 - Verbrennungsmotor mit Luftspeicherraum und Brennstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE2114901A1
Application number: DE19712114901
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. F02b 41-02 ist
Original assignee: Hentsch, Erwin, 2800 Bremen
Priority date: 1971-03-27
Filing date: 1971-03-27
Publication date: 1972-09-28

Description

Verbrennungsmotor mit Luftspeicherraum und Brennstoffeinpritzung Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Luftspeicherraum und Brennstoffeinspritzung.
Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Verbrennungsmotor dieser Bauart so auszubilden, daß die bei Beginn des Arbeitshubs vorzugsweise in einem ringförmigen Strahl austretende, hochverdichtete und entsprechend erhitzte Luft entlang des ganzen oder eines eils des Umfangs des Zylinders mit bereits vor dem Beginn des Arbeitshubs eingespritztem und aufbereiteten Brennstoff intensiv vermischt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an der Unterseite des Zylinderkopfs im Umfangsbereich des Zylinders mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Ausnehmung angeordnet ist, die mit mindestens einer Düse einer Einspritzpumpe konniuniziert; und daß unterhalb der ausnehmung in einer ringförmigen oder ringsegmentförmigen Aussparung des oberen Zylinderendes mindestens ein ringförmiges oder ringsegmentförmiges, vom Zylinderdruck betätigtes Ventil angeordnet ist.
Vorzugsweise wird als Luftspeicherraum ein im Zylinderkopf angeordneter Ringraum verwendet, dessen tangential nach innen gerichtete, schlitzartige Öffnung der Innenkante des ringförmigen Ventils benachbart ist.
Der erfindungsgenäße Verbrennungsmotor ist vorzugsweise ein Zweitaktmotor, kann aber auch ein Viertaktmotor sein.
Als Zweitaktmotor kann er mit Umkehrspülung oder mit Gleichstrom spülung arbeiten. Als Brennstoff wid vorzugsweise Benzin verwendet, obwohl auch die Verwendung von Dieselöl möglich ist. Der neue Motor kann mit Eigenzündung und/oder Fremdzündung arbeiten.
Der neue Motor arbeitet ohne Klopfen und kann auch bei Betrieb mit Benzin mit hohen Kompressionsverhältnissen arbeiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird anschließend anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch den nur teilweise und vereinfacht gezeigten oberen Teil eines Zylinders eines Zweitaktmotors mit Umkehrspülung zeigt, wobei der besseren Darstellung halber nur die Zylinderbuchse und der diese abdeckende Teil des Zylinderkopfes dargestellt und der die Buchse aufnehmende Zylinder und de an diesem befestigte äußere Teil des Zylinderkopfes wegelassen ist.
Das obere Enae der Zylinderbuchse 1 ist an der Innenseit ae Buchse mit einem eine Ringschulter 2 bildenden Ausschnitt versehen, in dem der äußere Abschnitt eines Ringventils 3 liegt. Der Ausschnitt ist vorzugsweise so ausgebildet, daß seine Ringschulter 2 nicht von dem sich in seiner oberen Totpunktstellung bewegenden Kolben überfahren wird, sondern in kommunizierenaler Verbindung mit dem oberhalb des in dieser Dtellung befindlichen Kolben liegenden Zylinderraum 4 bleibt.
Das Ringventil 3 ist vorzugsweise ein flacher Körper, dessen Breite etwas geringer als die Höhle des Ausschnitts ist, so daß sich das Ventil in beschränktem Ausmaß in senkrechter Richtung bzw. in Richtung der Zylinderachse hin und herbewegen kann. Die mit ihrem äußeren Teil der Schulterfläche 2 zugekehrte Unterseite des Ringventils ist an ihrem, in den Zylinderraum hineinragenden inneren teil entsprechend der domartigen Wölbung des nicht dargestellten Kolbens gewölbt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ringventil in seiner an dem Zylinderkopf anliegenden, geschlossenen Stellung gezeigt, in der seine flache Oberseite an der unteren Fläche des Zylinderkopfes anliegt, dessen dargestellter Teil als Ganzes mit 5 bezeichnet ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Zylinderkopf zwei zusammen den Luftspeicherraum 6 bildende Ringe 7 und 8 sowie einen mittleren Teil 9 auf, in dem eine nicht dargestellte Zündeinrichtung, beispielsweise eine Zündkerze oder Glündkerze, angeordnet sein kann. Die Ringe 7, 8 sind so ausgebildet, daß der von ihnen gebildete torusförmige Luftspeicherraum 6 durch einen tangential zu seinem äußeren Umfang in ihn einmündenden Schlitz 10 mit den Zylinderraum 4 verbunden ist.
An der Unterseite der äußeren Rings 8 ist eine ringförmige Ausnehmung oder Nut 11 vorgesehen, die mit mindestens einer Einspritzdüse 12 in Verbindung steht, durch die Benzin in die Ausnehmung eingespritzt wird. Die Verbindung zwischen dieser Ausnehmung 11 und dem Zylinderraum 2 wird vom Ringventil 3 in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert.
Es ist ersichtlich, daß der nicht gezeigte Kolben, der im oberen Totpunkt nur einen sehr geringen Abstand vom Zylinderkopf 5 hat, während des größtem Teils seines Kompressionhubs das Ringventil D#" gerben die Unterseite des Zylinderkopfs 5 drücken und die Ausnehmung 11 unten abschließen wird. In die Ausnehmung wird gegen Ende des Kompressionshubs über die Düse 12 Benzin eingespritzt, das mit der in der ausnehmung vorhandenen Luft ein überfettes Gemisch bildet. Die Ausnehmung ist so dimensioniert, daß im Betrieb dr Druck des in ihr enthaltenen ganz oder teilweise aufbereiteten Gemisches ausreichend hoch ist, ura das Ventil im Bereich des oberen Totpunkts zu öffnen.
wenn unmittelbar nach Beginn des Arbeitshubs Lu£t aus dem Raum 6 in den Zylinderraum einzuströmen beginnt, öffnet sich das Ringventil , so daß das in der Ausnehmung enthaltene überfette Brennstoffluftgemisch über den dann zwischen Ventil und Zylinderkopfunterseite vornandenen spalt schlagartig entlang des ganzen Umfangs der Ausnehmung in den aus dem Xingschlitz 10 austretenden Luftstrom eintritt und sich mit diesem so intensiv vermischt, daß nach momentaner Zündung die Verbrennung sehr kurzzeitig erfolgen kann.
Im Betrieb wird sich mit dem Ansteigen der Temperatur des Zylinderkopfs und des Ventils der Druck des in der Ausnehmung vorhandenen Brennstoffluftgemisches durch weitgehende Vergasung des Brennstoffs erhöhen.
Der erfindungsgemäße Motor kann bei sehr hohen Kompressionsverhältnissen arbeiten, ist aber vorzugsweise so ausgelegt, daß das Kompressionsverhältnis bei etwa 19 - 11 liegt.
Der Motor arbeitet ohne Klopfen. Seine Herstellung ist festigungstechnisch äußerst einfach.
Falls der Zylinderkopf mit Auslaßventilen (Zweitaktgleichstrommotor) oder mit Ein- und Auslaßventilen versehen ist, muß der Luftspeicherraum weiter nach außen ver£eLt werden.
Obwohl bei der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Luftspeicherraum als ein im zylinderkopf angeordneter geschlossener Ring und die vom Ringventil 3 gesteuerte Ausnehmung als geschlossene Ringnut ausgebildet sind, ist doch ersichtlich, daß auch andere Formen und Anordnungen von Luftspeicherräumen (z.B.
auch im Kolben) Verwendung finden können, deren ÄUS-laß oder Auslässe so angeordnet sind, daß die aus ihnen austretende Luft sich intensiv mit dem aus dem Ventil oder Ventilen austretendem Brennstoff vermischen kann.
Anstelle des beschriebenen, geschlossenen Ringventils ist auch die Verwendung von Ringsegmenten möglich, die entsprechenden segmentförmigen Ausnehmungabschnitten zugeordnet sind, die jeweils mit Düsen versehen sind.

Claims

ansprüche

1. Hochdruckverbrennungsmotor mit Luftspeicherraum und rennstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Zylinderkopfs (5) im Umfangsbereich des Zylinders mindestens eine ringförmige oder ringsegmentförmige Ausnehmung (11) angeordnet ist, die mit mindestens einer Düse (12) einer Einspritzpumpe kommuniziert; und daß unterhalb der Ausnehmung in einer ringförmigen oder ringsegmentförmigen Aussparung des oberen Zylinderendes mindestens ein ringförmiges oder ringsegmentförmiges, vom Zylinderdruck betätigtes Ventil (3) angeordnet ist.

2. Motor nach Anspruch 1, mit einem im Zylinderkopf angeordneten ringförmigen Luftspeicherraum, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential nach innen gerichtete schlitzartige Öffnung (10) des Speicherraums der Innenkante des ringförmigen Ventils (3j benachbart ist.

3. Motor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein mit Hochdruckverdichtung und Selbst- oder Fremdzündung arbeitender Benzinmotor ist.

4. Notor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der No tor ein mit Hochdruckverdichtung und Selbst- oder Fremdzündung arbeitender Dieselmotor ist.

5. Motor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein mit Umkehrspülung arbeitender Zweitaktmotor ist.

6. Motor nach einem der ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein mit Umkehrspülung arbeitender Gleichstrommotor ist.

7. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Xolbenboden des in seiner oberen Totpunktstellung bis dicht an den Zylinderkopf heranbeweglichen Kolbens zu mindestens in seinem Umfangsbereich gewölbt oder abgeschrägt ist und die dem Zylinder zugekehrte Wand des Ventils einem ihr gegenüberliegenden Kolbenbereich entsprechende Form aufweist.