DE2758492A1

DE2758492A1 - Verbrennungsverfahren in einer zweitakt-brennkraftmaschine sowie nach dem verfahren arbeitende brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2758492A1
Application number: DE19772758492
Authority: DE
Inventors: Sigeru Onishi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1978-07-13
Also published as: AU512717B2; FR2376296B1; AU3198477A; GB1592268A; NO774492L; SU973035A3; NO154533C; SE431896B; IT1089621B; NO154533B; BR7708761A; DE2758492C2; FR2376296A1; CA1094457A; US4180029A; SE7714581L

Description

Verbrennunftsverfahren in einei· Zweitakt-Brennkraf tmaschine sowie nacli dem Verfahren arbeitende Brenn-

kraftmaschine

Es ist bekannt, daß in Zweitakt-Brennkraftmaschinen ohne Zuhilfenahme von Zündkerzen eine Selbstzündung des frischen Brenngasgemisches erzeugt werden kann. Die Verbrennung, die durch die erwähnte Selbstzündung hervorgerufen wird, bezeichnet man gewöhnlich als außergewöhnliche Verbrennung oder Nachlaufen. Wenn die Maschine unter geringer Belastung mit hoher Drehzahl läuft, wobei die erwähnte Selbstzündung eintritt, ist der Anteil von Abgasresten im Zylinder der Haschine sehr viel größer als der von frischem Brenngasgemisch. Das frische Brenngasgemisch wird daher durch die Hitze der im Zylinder vorhandenen Abgasreste aufgeheizt und umgebildet, wodurch im frischen Brenngasgemisch freie Radikale erzeugt werden. Eine Atmosphäre, in welcher solche Radikale vorhanden sind, wird nachfolgend mit aktiver Thermoatmosphäre bezeichnet. Wenn eine außergewöhnliche Verbrennung der oben genannten Art stattfindet, dann wird jedoch die aktive Thermoatmosphäre am Beginn des Verdichtungstaktes beseitigt, es treten heiße PunktZündungen, Fehlzündungen und schließlich die von der Zündkerze hervorgerufene Detonation in laufender Folge auf, was wiederum starke Veränderungen des abgegebenen Drehmoments an der Maschine zur Folge hat. Da die außergewöhnliche Verbrennung die oben geschilderten Nachteile mit sich bringt, ist sie im allgemeinen unerwünscht.

Der Erfinder ist dem beschriebenen Problem nachgegangen und hat gefunden, daß, wenn die aktive Thermoatmosphäre, die zu Beginn des Verdichtungstaktes durch die außergewöhnliche Verbrennung erzeugt wird, bis zum Ende des Verdichtungstaktes aufrechterhält, eine Selbstzündung der aktiven Thermoatmosphäre in der

Brennkammer hervorgerufen wird, ohne daß sie von der Zündkerze

wird gezündet und daß dann eine Verbrennung der aktiven Thermo-

atmosphäre stattfindet. Weiterhin wurde gefunden, daß diese Art der Verbrennung; zu einem sehr ruhigen Lauf der Maschine führt j selbst wenn man ein mageres Kraftstoff-Luftgemisch verwendet. Man kann auf diese Weise den Kraftstoffverbrauch und den Anteil von Schadstoffen in den Abgasen herabsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbrennungsverfaliren in einer Zweitaktbrennkraftmaschine anzugeben, welches geeignet is L, die Maschine auch unter Teillast langzeitig zu betreiben.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sowie eine nach dem Verfahren arbeitende Brennkraftmaschine sind Gegenstand der Unteranspriiche.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an verschiedenen Ausführungsbeispielen von Brennkraftmaschinen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Zweitakt-Brennkraftmaschine im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Maschine nach Fig. 1 im Längsschnit t;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Kurbelgehäuse;

Fig. k eine Vorderansicht des Kurbelgehäuseteils 1a;

Fig. 5 eine Vorderansicht des Kurbelgehäuseteils Ib;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. k;

7 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des Kurbelraums;

8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIlI in Fig. 7;

9 eine Seitenansicht einer anderen Zweitaktbrennkraft maschine im Längsschnitt j

10 eine Vorderansicht der Maschine nach Fig. 9 im Längs schnitt ;

Fig. 1 1 eine Draufsicht auf das Kurbelgehäuse bei der Mcischine nach Fig. 9;

Fig. 12 eine Vorderansicht des Kurbelgehäuseteils 1a von Fig. 9;

Fig. 13 einen Teillängsschnitt durch eine weitere Ausführungsfοπή der Erfindung;

Fig. 1 ¹I eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Drosselklappenöffnung und des Auslaß-Steuerventils, und

Fig. 15 einen Teillängsschnitt durch eine vierte Ausfiihrungsforra der Erfindung.

Es seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet. Auf einem Kurbelgehäuse 1 ist ein Zylinderblock 2 befestigt, auf welchem wiederum ein Zylinderkopf 3 befestigt ist. Im Zylinderblock 2 ist eine Zylinderbohrung 5 eingebracht, in welcher ein Kolben h mit annähernd flachem Kolbenboden auf und ab bewegbar geführt ist. Der Kolbenboden begrenzt zusammen mit dem Zylinderblock 2 und dem Zylinderkopf 3 eine Verbrennungskammer 6. In den

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Zylinderkopf 3 ist eine Zündkerze '/ eingeschraubt, Im Kurbelgehäuse I ist ein Kurbelraum 8 ausgebildet, in welchem sich ein Gegengewicht 9 befindet, an welches eine Pleuelstange 10 angelenkt ist. In das Kurbelgehäuse mündet eine AnsaugleiLunp, 11 mit einem darin ausgebildeten Ansaugkanal 12. Λη die Ansaugleitung 11 ist ein Vergaser 13 angeflanscht, in welchem sich eine Drosselklappe 1Ί befindet. Mit 15 sind zwei überströinüffniin(;en bezeichnet. Am Zy 1 Lnderblock ist ein Auslaßrohrstutzen ausgebildet, dessen zylinderseitige öffnung mit 16 bezeichnet ist und an welchen eine Auslaßleitung 17 angeflanscht ist, die einen Auslaßkanal 18 umschließt„ Im Ansaugkanal 12 ist ein itückschl agventi I 19 angeordnet, welches den Zufluß von frischem Brenngasgemisch in den Kurbelraum 8 gestattet.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zweitakt-Maschine vom Schnürle-Typ weist ein effektives Verdichtungsverhältnis von 6,5:1 auf. wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht das Kurbelgehäuse 1 aus drei Teilen 1a, Ib und Ic. Zwei Überströmkanal 2O, die an den öffnungen 15 in die Verbrennungskammer 6 öffnen, sind im Zylinderblock 1 ausgebildet und stehen mit entsprechenden Übers trömkaiiiil en .? 1 in Verbindung, die im oberen Teil des KurbelgehMuses 1 ausgebildet sind. Der beschriebene,aus den Teilkanälen 20 und 2 1 bestehende Überströmkanal wird nachfolgend als zweiter Überströmkanal bezeichnet.

Fig. '(· zeigt die Innenwand des Kurbelgehäuseteils 1a, Fig. 5 zeigt die Innenwand des Kurbelgehäuseteils 1c. Wie aus beiden Figuren ersichtlich, sind in den Innenwänden dieser Kurbelgehäuseteile je ein Paar Nuten 22a und 22b ausgebildet, die im Handbereich zirkulär verlaufen. Näher zum Zentrum des Kurbelgehäuses verläuft in der Innenwand parallel zu den Nuten 22a und 22b eine breitere, flache Nut 23 der Breite L, die in der Mitte mit einer tieferen Nut 2k versehen ist (vgl. auch Fig. 6). Die gestrichelte Linie K zeigt die äußere Begrenzung des Kurbelraumes 8 an. Wenn die Kurbelgehäuseteile la, 1b

und Ic zusammengesetzt sind, dann liegen die Nuten 22a, 22b, 23 und 2'Ί zwischen dem Kurbelgehäuseteil 1b und dem Kurbeltfeliäuseteil 1a bzw. 1c (Fig. 6), Wie aus den Figuren k und 5 erkennbar ist, sind die Nuten 22a und 22b an ihren unteren Enden 25 miteinander vereinigt. Das eine Ende 26 der Nut ZU steht bei 25 über eine radial verlaufende kurze Nut 27 mit den Nuten 22a und 22b in Verbindung. Das andere Ende 2h ist über eine kurze, radial verlaufende Nut 29 mit: dem Kurbelrauni 8 verbunden. Eine ringförmige Scheibe 30 ist in die flache Nut eingepaßt, so daß sie die Nut 2h bedeckt (Fig. 6).

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. h in zusammengebautem Zustand der Kurbelgehäuseteile la und 1b. Wie aus Fig. ¹I und 6 ersichtlich, bildet jede der Nuten 22a, 22b, 2U, 27 und 29 einen Kanal aus. Wie Fig. 7 zeigt, ist in der Innenwand des Kurbelgehäuseteils 1b am Boden des Kurbelraums 8 eine Nut 31 ausgebildet, in welche sich die Mündung der kurzen radialen Nut 29 öffnet. Wie Fig. 8 zeigt, ist der Grund der Nut 31 so gestaltet, daß diese Nut von der Mitte zu ihren beiden Enden hin tiefer wird.

Mit gebrochenen Linien sind in den Figuren 1 bis 5 Kanäle 33a, 33b sowie 3^a, 3^b eingezeichnet, die sich in die Überströmkanäle 21 öffnen und diese mit den oberen Enden 35^at 35b (Fig. h und 5) der Nuten 22a und 22b so verbinden, daß sich ein relativ weicher Übergang zwischen diesen Verbindungskanälen 33a, 33b sowie 3ha. _t 3^b und den Nuten 22a und 22b ergibt. Die Verbindungskanalpaare 33a_f 33b und 3^&» 3'·*> sind so angeordnet, daß sich die Achsen der Kanäle 33» und Jka. mit den Achsen der Kanäle 33b und 3'Jb unter einem Winkel schneiden. Die Kanäle münden daher, wie Fig. 3 zeigt, an einander gegenüberliegenden Ecken in das untere Ende jedes Überströmkanals ein, so daß sich in diesem beim Überströmen frischen Gemische aus dem Kurbelraum eine

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heftige Berührung der durch die verschiedenen Verbindungskanäle aufeinander zuströmenden Gase ergibt, was eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Gase zur Folge hat.

tfie aus dor vorangehenden Beschreibung hervorgeht, steht jeder Überströmkanal 21 über die Verbindungskanäle und die beschriebenen Nuten mit dem Kurbelraum 8 in Verbindung. Der Kanal, der aus den Verbindungskanälen 33a, 33b sowie 3^a, 3Uh_t den Nuten 22a und 22b, der radialen kurzen Nut 27» der Nut 2k und der radialen kurzen Nut 29 besteht, wird nachfolgend als erster überströmkanal bezeichnet. Der Kurbelraum 8 steht daher mit der Verbrennungskammer 6 über die erwähnten ersten und zweiten Überströmkanäle in Verbindung.

Im Betrieb wird das in den Kurbelraum 8 über die Ansaugleitung 12 und das Rückschlagventil 19 angesaugte frische Brenngasgemisch während der Abwärtsbewegung des Kolbens k allmählich verdichtet und durch die kurze radiale Nut 29 in den ersten Überströmkanal gedrückt. Es strömt dann mit hoher Geschwindigkeit durch die ersten Verbindungskanäle, da der erste Überströmkanal einen sehr kleinen Querschnitt aufweist. Danach fließt das Frischgasgemisch in die zweiten Überströmkanäle. Da das Frischgasgemisch in den ersten Überstrümkanälen mit hoher Geschwindigkeit strömen muß, addiert sich die Strömungsenergie zum Frischgasgemisch und als Folge davon wird die Verdampfung flüssiger Kraftstoffanteile während dieser Zeit verbessert. Danach strömt das verdampfte Frischgasgemisch in die zweiten Überströmkanäle. Da die aus den verschiedenen Verbindungskanälen in die Überströmkanäle einfließenden Gasströmungen in sehr lebhaften Kontakt miteinander gelangen, verlieren sie kinetische Energie. Da die Überströmkanäle 21 einen sehr viel größeren Querschnitt haben als die Verbindungskanäle 33a, 33b und 3^a, 3**b, wird die Geschwindigkeit des in die Überströmkanäle 21 einfließenden Gases sehr plötzlich vermindert. Das

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Frischgasgemisch bewegt sich mit langsamer Geschwindigkeit in den überströmkanälen 21 und 20 nach oben. Diese sind mit glatten Innenwänden ausgestattet. Sodann fließt es mit niedriger Geschwindigkeit in die Verbrennungskammer C ein, sobald der Kolben h die Übers tröinöf fnungen 15 freigegeben hat. Selbst wenn der Druck im Zeitpunkt, in welchem der Kolben h die Überströmöffnungen 15 freigibt, im Kurbelraum 8 sehr viel größer ist als in der Verbrennungskammer 6, kann das Frischgasgemisch nicht mit großer Geschwindigkeit in die Verbrennungskammer 6 einfließen, da die ersten Überströmkanäle aufgrund ihrer geringen Querschnitte als Drosseln wirken. Die Fließgeschwindigkeit des Frischgasgemisches ist daher während des gesamten Einfließvorgangs in diei Verbrennungskammer niedrig. Auch die Strömungsgeschwindigkeit dar durch die Frischgase aus der Verbrennungskammer 6 ausgespülten Abgase ist daher extx'era niedrig und als Folge davon wird vermieden, daß die Hitze in den iiestgasen schnell verlorengeht. Außerdem ist zu IJeginn des Verdichtungstaktes bei Teillast der Maschine ein großer Anteil von Abgasresten in der Verbrennungskammer 6 vorhanden. Da dieser Anteil eine hohe Temperatur aufweist, wird das brennbare Frischgasgemisch aufgeheizt, bis Radikale entstehen, als deren Folge in der Verbrennungskammer 6 eine aktive Thermoatmosphäre erzeugt wird.

Da die Gasströmungen in der Verbrennungskammer 6 während des Verdichtungstaktes extrem langsam sind, treten in der Verbrennungskammer 6 kaum Turbulenzen auf und der Wärmeübergang von den Gasen auf die Innenwände des Zylinders ist so gering wie möglich. Die Temperatur des Gases in der Verbrennungskammer 6 wird während des Verdichtungstaktes weiter gesteigert. Als Folge davon steigt auch der Anteil der erzeugten Radikale. Wenn Radikale erzeugt werden, beginnt eine sogenannte Vorverbrennung. Wenn gegen Ende des Verdichtungstaktes die Temperatur des Gases in der Verbrennungskammer 6 sehr hoch wird, entsteht

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eine heißo Flamme, die eine Selbstzündung, die nicht von der Zündkerze 7 stammt, hervorruft. Ks findet dann eine langsame Verbrennung¹ statt, die von den Abgasanleilen beeinflußt wird. Wenn sich der Kolben -ι nach unten bewegt und die Mündung 16 des Ab;;askanals 10 öffnet, dann entweichen die Abgase aus der Verbrennungskammer <> in den Abgaslcanal 18.

T'in die Verbrennung der aktiven Therraoatmosphäre hervorzurufen, ist es zunächst notwendig, in den ersten Überstrümkaniilen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit hervorzurufen, um flüssige Kraftstoffanteile vollständig zu verdampfen. Dann ist es weiterhin notwendig, eine grof.ie Verzögerung in der Gasströmung hervorzurufen, damit das Frischgas mit geringer Geschwindigkeit in die Verbrennungskammer 6 einfließt. Zur Erzielung der hohen strömungsgeschwindigkeit in den ersten überströmkanalen sind diese sehr lang und mit kleinen Querschnitten ausgebildet. Um eine hohe Strömungsgeschwindigkeit in diesen ersten Überströmkanälen zu erreichen, ist es günstig, wenn diese so glatt wie möglich sind. Es wurde andererseits auch gefunden, daß sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auch dann erzielen läßt, wenn relativ scharfe Abknickungen im Strömungsweg vorhanden sind, wie beispielsweise beim Übergang von der Nut 2h auf die Nuten 22a und 22b oder beim Übergang von der Nut 29 auf die Nut 2k,

Wenn das frische Brenngasgemisch in die Verbrennungskammer 6 aus den Überströmöffnungen 15 einströmt, dann werden die Radikale in der Dampfphase innerhalb des Kontaktbereiches zwischen Frischgasgemisch und Abgasresten erzeugt. Wo die frischen Gase in Berührungskontakt mit der Innenwand der Verbrennungskammer 6 kommen, werden keine Radikale erzeugt. Es ist daher günstig, als Zweitakt-Maschine die Schnürle-Maschine zu verwenden, welche zwei Überströmöffnungen 15 aufweist, die so angeordnet sind, daß die in die Verbrennungskammer 6 aus ihnen einströmenden Gase

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miteinander in Kontakt kommen und sich gegenseitig von den Wandungen der Verbrennungskammer 6 ablenken und in der Verbrennungskammer von den Ab;;asrest umgeben sind. Es kann jedoch auch eine Zweitakt-Maschine anderer Dauart verwendet werden, wenn sie so konstruiert ist, daß die frischen Gase von den Abgasresten umgeben sind.

Das frisch in den Kurbclraum 8 durch den Einlaßkanal 12 während der Aufwärtsbewegung des Kolbens Λ· von diesem angesaugte Luft-Kraftstoff gemisch v/eist einen hohen Anteil nocli flüssigen Kraftstoff auf. Dieser flüssiee Kraftstoff schlägt sich am Dodcn des Kurbelraums 8 nieder· Wenn Jedoch das offene Ende der ersten Überströmkanäle im Bodenbereich des Kurbelraums 8 liegt, wie es hier der Fall ist, dann wird der flüssige Kraftstoff in die ersten Überströmkanäle zusammen mit dem Luft-Kraftstoffgemisch hineingedrückt und aufgrund der zuvor erläuterten Verhältnisse dort verdampft. Es ist daher möglich, der Verbrennungskammer 6 den Kraftstoff in einem der jeweiligen Belastung entsprechenden Anteil, d.h. abhängig vom üffnungszustand der Drosselklappe 1*i, zuzuführen.

Dei üblichen Zweitakt-Maschinen ist es zur Herabsetzung des Strömungswiderstandes, dem das frische Brenngasgemisch bei hoher Belastung der Maschine ausgesetzt ist, üblich, die Länge des Überströmkanals so kurz zu machen, daß er sich im oberen Bereich des Kurbelraums in diesen öffnet. Eine konventionelle Maschine dieser Art hat jedoch den Nachteil, daß ein großer Anteil von im Frischgas enthaltenen/lüssigen Kraftstoffs sich am Boden des Kurbelraums niederschlägt, wenn die Maschine in Betrieb gesetzt wird, das in die Verbrennungskammer eingeführte Gemisch wird hierdurch extrem mager, weshalb eine lange Zeit benötigt wird, um dieses Gemisch zu zünden. Eine konventionelle Maschine hat weiterhin den Nachteil, daß aufgrund des nach der Zündung im Kurbelraum erzeugten hohen Unterdrucks der dort am

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lJoden nii'(lori';nschla;;eno Flüssig Kraftstoff sofort verdampft v;ii'd und als Fol^e davon ein extrem fei·.tes Gemisch der Verbrennungskammer zugeführt v.ird, was Fehlzündungen zur Folge hat. Bei der vorliegenden Ei'findunc sind diese Nachteile vermieden, da die ersten Überströmkanäle am Boden des Kurbel— raunis beginnen,, Da zusätzlich am Hoden des Kurbelraumteils 1b die Nut 31 ausgebildet ist , wird der in der Nut 'J \ niedergcschla;;ono Kraftstoff durch die von dein Gegengewicht 9 hervorgerufenen l-uf lst.riimim,'ien wec^cblasen, Als Folge davon wird di<! Vordampfung des im Kurbelraum ο enthaltenen flüssigen Kraftstoffs gefördert. Wenn die Nut 31 i;ei;en ihre Enden hin nach unten geneigt ist, dann wird das lOinfließen des flüssigen Kraftstoffs in die Nuten .'.'9 noch begünstigt.

Die Figuren 9 bis 12 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diejenigen Teile, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprochen, sind mit den gleichen Bezugszeichen verschen, so daß auf eine nähere Erläuterung verzichtet werden kann. Der Überströmkanal 21 ist hier im Kurbelgehäu3eteil 1b ausgebildet und die oberen Enden 35a und 35b der Nuten 22a und 22b sind an den Kurbelgehüusetellen 1a und 1c ausgebildet und sind über die Verbindungsleitungen 33a, 33^> und 3^a, 3^b» die im Kurbelgehnuseteil 1b ausgebildet sind, mit dem unteren Ende der Überstrümkanäle 21 verbunden. Wieder schneiden sich die Achsen dieser Verbindungsleitungen innerhalb der Überströmkanäle 21 unter einem Winkel, so daß die dort einströmenden Gase heftig aufeinanderprallen.

Vie zuvor erwüluit, ist es zur Aufrechterhaltung einer aktiven Thermoatmosphäre bis zum Ende des Verdichtungstaktes notwendig, daß die Turbulenzen und die Strömungsgeschwindigkeiten der Abgasreste in der Verbrennungskammer 6 so gering wie möglich werden. Zwei Ursachen für Turbulenzen und Strömungen dieser Abgasreste sind ein abruptes Ausblasen der Abgase durch die

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Auslaßöffnung 16 und Störungen durch den pulsierenden Druck des Abgases« Um das abrupte Ausblasen und diese Störungen zu vermeiden, ist es, wie in Fig. 13 gezeigt, vorteilhaft, daß im Auslaßkanal 18 ein Abgas-Steuerventil 36 an.-.eordnet ist. Fig. 1k zeigt den Zusammenhang zwischen dem Öffnungsgrad dieses Ventils und dem der Drosselklappe 14, Auf der Ordinate X ist die relative Öffnung des Abgas-Steuerventils 36 und auf der Abszisse Y ist die relative Öffnung der Drosselklappe 1*f aufgetragen. Wie aus Fig. i'l ersichtlich ist, wird das Abgas-Steuerventil 36 zunächst allmählich geöffnet und wird dann voll geöffnet, bevor die Drosselklappe lU eine Stellung erreicht, die 30 ⁰Ja des vollen Öffnungsquerschnitts entspricht. Das Abgas-Steuerventil 36 bleibt dann voll geöffnet, während die Drosselklappe \h weiter geöffnet wird.

Wenn die Maschine ausschließlich unter geringer Belastung betrieben wird, dann ist es, wie Fig. 15 zeigt, günstig, im Abgaskanal 18 ein Drosselelement 37 mit fester Querschnittsfläche anzuordnen. Zusätzlich ist es zur Verhinderung eines abrupten Ausblasens der Abgase' durch die Auslaßöffnung 16 günstig, wenn das Volumen zwischen der Öffnung 16 und dem Abgas-Steuerventil 36 kleiner ist als das Volumen der Verbrennungskammer 6 in UT-Steilung des Kolbens. Bei einer Maschine nach der vorliegenden Erfindung wird die Zündkerze 7 während des Aufwärmens der Maschine eingesetzt und wenn sie unter schwerer Belastung läuft. Es ist nicht notwendig, die Zündkerze 7 zu verwenden, wenn die Maschine mit Teillast betrieben wird, weil hierbei die Verbrennung der aktiven Thermoatmosphäre stattfindet,

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Zweitakt-Maschine, die unter Teillast mit sehr ruhigem Lauf betrieben werden kann, realisiert werden* Die Verbrennung aktiver Thermoatmosphäre bringt eine erhebliche Reduzierung der Schadstoffanteile in den Abgasen mit sich und senkt den Kraftstoffverbrauch.

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Claims

Ansprüche

Verbrennungsverfahren in einer Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelraum, einer Verbrennungskammer und einem Überströmkanal, der den Kurbelraum mit der Verbrennungskammer verbindet, unter Durchführung folgender Schrittet

Einführen eines frischen Brenngasgemisches in den Kurbelraum;

Einleiten des frischen Brenngasgemisches in den Überströmkanal;

Einleiten des frischen Brenngasgemisches in den Verbrennungsraum,

gekennzeichnet durch folgende Unterschritte und weiteren Schrittet

a) Hervorrufen einer hohen Strömungsgeschwindigkeit im Überströmkanal zur Verdampfung flüssiger Kraftstoffanteile;

b) Abbremsen der Strömungsgeschwindigkeit im Überströmkanal;

c) Einhalten einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit beim Einleiten des frischen Gasgemisches in die Verbrennungskammer und Unterdrücken von Strömungen und Turbulenzen im dort vorhandenen Abgas;

ORIGINAL INSPECTED

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MÜNCHEN: TELEFON (O8O) 39 SS SB KABEL: PROPINOUS TELEX OO 94 944

BERLIN: TELEFON (O3O) 8 3)30 88 KABEL: PROPINDUS ■ TELEX O184OS7

d) Hervorrufen einer aktiven Themicmtmosphäre in der Brennkammer am Beginn des Verdichtungstaktes;

e) Aufrechterhalten der aktiven Thermoatmosphäre bis zum Ende des Verdichtungstaktes und Umbilden des frischen Gasgemisches, und

f) Hervorrufen einer Selbstzündung des frischen Gasgemisches .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Überströmkanal fließende Gasgemisch abrupt abgebremst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung im Überströmkanal plötzlich geändert wird,
h_a Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß im Überströmkanal zwei Frischgasströmungen aufeinanderprallen.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch in einen Raum großen Volumens strömt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch im Überströmkanal einen langen Weg mit hoher Geschwindigkeit und einen kurzen Weg mit geringer Geschwindigkeit fließt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch auf dem langen Weg glatt strömt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch auf dem gesamten Weg des Überströmkanals bis zur Abbremsung mit hoher Geschwindigkeit glatt strömt.
9. Verfahren nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, dai3 das frische Gasgemisch mit niedriger Geschwindigkeit nach dem Abbremsen im Überströmkanal glatt strömt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch im Kurbelraum am Boden desselben in den Überströmkanal gedrückt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der am Boden des Kurbelraums niedergeschlagene flüssige Kraftstoff in den Überströmkanal geleitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abrupte Ausfluß von Abgas aus der Verbrennungskammer unterbunden ist, um Strömungen und Turbulenzen im Abgas der Verbrennungskammer gering und das Abgas bei hoher Temperatur zu halten.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es nur bei Teillast der Maschine durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frische Gasgemisch in das Zentrum der Verbrennungskammer geleitet wird.
15. Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einem Zylinder mit einer Zylinderbohrung und Auslaßöffnung, einem hin und her beweglichen Kolben, der in der Zylinderbohrung eine Verbrennungskammer begrenzt, einem Kurbelgehäuse mit in den Kurbelraum mündenden Ansaugkanal, der den Kurbelraum und die Verbrennungskammer miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal in einen ersten Überströmkanal (29, 2'*, 27,22a, 22b, 33a, 33b, 3i»a, 34b) geringen Querschnitts und einen zweiten, Überströmkanal (20,21) großen Querschnitts unterteilt ist, welch letzterer sich in die Verbrennungskammer (6) öffnet.

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16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15 ι dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überströmkanal gegenüber dem zweiten
Überströmkanal lang ist.
17· brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überströmkanal zwei Zweigkanäle (22a,
22b) umfaßt, die den zweiten Überströmkanal (20,21) mit
dein Kurbelraum (8) verbinden.
18. Brennkraf Lniaschxne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziveigkanäle (22a, 22b) über einen gemeinsamen Kanal (2h) mit dem Kurbelraum (8) verbunden sind.
19· Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigkanäle (22a,22b) einander gleiche Längen aufweisen und keine scharfen Knicke haben.
20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 17_t dadurch gekennzeichnet, daß die Zveigkanäle (22a,22b) an Verbindungskanälen
(}hi\ ,jhh) enden, die ihrerseits in den Boden des zweiten
Überströmkanals (-20,21 ) münden_c
21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (3'*a»3^l>) im Winkel zueinander verlaufen, so daß die aus ihnen austretenden Gasströmungen heftig aufeinanderprallen.
22. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (i) wenigstens zwei Gehäuseteile (la,1c) aufweist und der erste Überströmkanal als Nut (22a, 22b,2U) an der Innenwand dieser Teile ausgebildet ist.
23. Brennkraftmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22a,22b,2k) zwischen den Kurbelgehäuseteilen (Ia₁1b bzw. 1b_p1c) ausgebildet ist.
24. Brennkraftmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22a,22b,24) sich am Umfangsbereich der
inneren Wand des Kurbelgehäuseteils (ia,lc) erstreckt.
25. Brennkraftmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut einen ersten, äußeren Abschnitt (22a,22b) und einen weiter innen, parallel dazu verlaufenden Abschnitt (24) aufweist.
26. Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei erste und zweite Überströmkanäle bei entsprechender symmetrischer Ausbildung vorhanden sind.
27. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des ersten Überströmkanals gegen die Wandung des zweiten Überströmkanal (20,21) gerichtet ist.
28. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß der erste Überströmkanal wenigstens eine Öffnung (32) am Boden des Kurbelraumes (8) aufweist.
29· Brennkraftmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden der Innenwand des Kurbelraumes (8) eine Nut (29) ausgebildet ist, in welche die Öffnung (32) mündet.
30. Brennkraftmaschine nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Nut (29) gegen die Öffnung (32) hin geneigt ist.
31. Brennkraftmaschine nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgaskanal (i8) eine Drosselvorrichtung (36;37) ange ordnet ist.

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3^· Drennkraftmaschine nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung ein Abgas-Steuerventil (3 ist, lielches teilweise geschlossen ist, wenn die Maschine unter Teillast läuft,

33· Brennkraftmaschine nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daü die Drosselvorrichtung ein Einsatz (37) mit
fester, verengter Öffnung ist.

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