DE1081717B - Kerzengezuendete Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine kerzengezündete Brennkraftmaschine mit einer Schalteinrichtung, welche die elektrische Zündanlage bei Überschreiten eines bestimmten Unterdruckes in der Ansaugleitung abschaltet. Damit gibt zwar die Maschine keine Leistung mehr ab, es tritt aber das der Maschine weiterhin zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch unverbrannt ins Freie aus. Es besteht also die Aufgabe, die möglichen schädlichen Wirkungen des Gemisches zu beseitigen.

Die Erfindung besteht darin, daß — wie an sich bekannt — eine Zündeinrichtung im Auspuff angeordnet ist und daß diese Zündeinrichtung während des Abschaltens der elektrischen Zündanlage der Maschine die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Auslaßanlage bewirkt. Bisher sind Zündeinrichtungen in der Auslaßanlage lediglich zur Nachverbrennung der Abgase vorgesehen worden.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das Gemisch in der Auslaßanlage nahezu völlig verbrannt wird, dabei aber die Maschine jederzeit für die Wiederaufnahme des normalen Betriebes bereit beibt, da bei Wiedereinschalten der Zündanlage ein zündfähiges Gemisch bereitsteht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schalteinrichtung zum Abschälten der Zündanlage der Maschine ein druckempfindlicher Schalter, der, wenn in der Einläßanlage der Maschine ein bestimmtes Vakuum herrscht, die Erregung eines Relais bewirkt, das die Zündanläge der Maschine abschaltet und die Erregung der Zündeinrichtung in der Auslaßanlage bewirkt. Die Zündeinrichtung in der Abgasanlage kann hierbei wie bei Einrichtungen zur Abgasnachverbrennung an sich bekannt eine Zündkerze oder eine Glühkerze sein. Die Zündeinrichtung in der Auslaßanlage der Maschine'kann aber auch ein an sich bekanntes wärmespeicherndes Element sein, das bei normalem Betrieb der Maschine genügend Wärme speichert, um das brennbare Gemisch in der Auslaß anlage beim Verzögern der Maschine im Schiebebetrieb zu zünden.

Versuche haben erwiesen, daß bei Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen mit erfindungsgemäßen Anlagen beim Verzögern bis zu 95% der Kohlenwasserstoffe in der Auslaß anlage verbrannt werden, während, wenn ein Teil des Gemisches in den Zylindern verbrannt wird, unter normalen Verzögerungsbedingungen nur 40 bis 60°/» der Kohlenwasserstoffe verbrennen.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit elektrischen Stromkreisen gemäß der Erfindung und einer Zündkerze in der Auslaßleitung,

Fig. 2 eine abgewandelte Bauform der Anlage ge-Kerzengezündete Brennkraftmaschine

Anmelder:

General Motors Corporation,

Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter;

Dipl.-Ing.-E. Vorwerk und Dipl.-Ing. K. Walther,
ίο Patentanwälte, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Oktober 1956

Joseph Thomas Wentworth, Royal Oak, Midi.

(V. St. A.), ■
ist als Erfinder genannt worden

maß Fig. 1 unter Verwendung einer Glühkerze in der Auslaß leitung,

Fig. 3 eine abgewandelte Bauform der Anlage gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine abgewandelte Bauform der Anlage gemäß Fig. 1 unter Verwendung eines wärmespeichernden Gliedes in der Auslaßleitung zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches.

Eine Brennkraftmaschine 10 hat eine Einlaßanlage 12 und eine Auslaßanlage 14, an die eine Auslaßleitung 16 angeschlossen ist. Die Maschine hat eine elektrische Zündanlage, die aus einer Batterie 18, einem Zündschalter 20, einer Zündspule 22 und einem Verteiler 24 besteht. Der sekundäre Hochspännungskreis 26 verbindet die Spule 22 mit dem Verteiler 24. In diesem Kreis liegt ein relaisbetätigter Schalter 28 mit Kontakten 30 und 32. Der Schalter 28 wird durch ein Relais 34 betätigt, das einen Erregerkreis 36 hat. Der Kontakt 32 ist durch einen Leiter 38 mit einer Zündkerze 40 verbunden, die in einem Teil 42 der Auslaßleitung 16 angeordnet ist. Eine Vakuumleitung 44 verbindet die Einlaßanlage 12 mit einem Vakuumschalter 46, der im Erregerkreis 36 des Relais liegt. Der Schalter 28 ist normalerweise vorbelastet, so daß er über den Kontakt 30 schließt, wodurch der Hochspannungsleiter der Zündspule 22 mit dem Verteiler 24 verbunden ist.

Bei normalen Betriebsbedingungen erreicht das Ansaugvakuum bei Leerlaufdrehzahl einen Mindestwert von etwa 533 mm QS. Beim Verzögern des Motors im Schiebebetrieb steigt das Einlaßvakuum jedoch von 533 auf 660 mm QS an. Da dieses außergewöhnlich hohe Einlaßvakuum nur bei Verzögerung der Maschine im Schiebebetrieb erreicht werden kann,

OM 509/122

wird es zur Steuerung des Erregerkreises des Relais benutzt. Dieses Relais soll nur erregt werden, wenn die Maschine verzögert wird und bremst. Der Vakuumschalter 46 ist so ausgelegt, daß er bei einem Vakuum schließt, das etwas über dem Leerlaufvakuum liegt. Beim Schließen des Schalters 46 wird die Spule des Relais 34 erregt und der Relaisanker bewegt, wodurch der Schalter 28 den Kontakt 30 öffnet und den Kontakt 32 schließt. Damit wird die Zündspule 22 mit der Zündkerze 40 in der Auslaßleitung verbunden. Da den Zündkerzen in den Maschinenzylindern kein Zündstrom zufließt, wird das in die Zylinder angesaugte Brennstoff-Luft-Gemisch in diesem nicht verbrannt, sondern gelangt durch die Maschine und die Auslaßanlage in die Auslaßleitung, wo es gezündet und verbrannt wird. Die Verbrennung dieses Gemisches in der Auslaßleitung wird nicht behindert, da das Gemisch mit Abgasen nicht vermischt ist. Dadurch, daß das Brennstoff-Luft-Gemisch dauernd unverbrannt durch die Zylinder strömt, ergibt sich keine Verzögerung in der Bereitstellung einer brennbaren Mischung, wenn eine erneute Beschleunigung gewünscht wird. Das Ansprechen auf jegliches öffnen der Motordrossel erfolgt sofort, da das Einlaßvakuum augenblicklich absinken wird, so daß das Relais 34 nicht mehr erregt wird. Die Maschine wird daher ohne Verzug zu arbeiten beginnen und einen gleichmäßigeren Lauf haben. Würde man beim Verzögern dem Brennstoff-Luft-Gemisch die Verbrennung in den Zylindern gestatten und die unverbrannten Anteile der Mischung, die aus der Maschine austreten, in der oben beschriebenen Weise in der Auslaßleitung nachverbrennen, so würde die Verbrennung in der Auslaßleitung unvollkommen sein, da das unverbrannte Gemisch innig mit den Abgasen vermischt wäre, wodurch das unverbrannte Gemisch an dieser Stelle in geringerem Ausmaße verbrannt würde. Um unter diesen Umständen eine vollständige Verbrennung zu sichern, müßte zur Nachverbrennung Zusatzluft zugeführt werden. Dies würde zusätzliche Vorrichtungen erfordern, die bei Benutzung der Erfindung überflüssig sind.

Wie Fig. 2 zeigt, kann statt einer Zündkerze in der Auslaßleitung eine Glühkerze 48 angeordnet werden. In diesem Falle öffnet das Relais 34 den Primärkreis 50 der Zündspule 22, während gleichzeitig der die Glühkerze enthaltende Kreis 52 geschlossen wird, wodurch der Glühfaden der Glühkerze geheizt wird. In diesem Falle ist ein Schalten der Hochspannungs-Zündleitung nicht erforderlich, wie dies bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 notwendig ist.

Die abgewandelte Bauform nach Fig. 3 verbessert die nach Fig. 2. Die Glühkerze 48 liegt hier in Reihe mit der Spule des Relais 34 im Erregerkreis 36 des Relais. Falls die Glühkerze durchgebrannt ist, hat die Betätigung des Vakuumschalters 46 keinen Einfluß auf den Erregerkreis des Relais 34, so daß dieses nicht betätigt wird. Der Betrieb der Maschine wird dann nicht beeinflußt, und es ergibt sich keine Ansammlung von unverbranntem Brennstoff in der Auslaßanlage. Die Zündkerze oder die Glühkerze kann in Fortfall kommen, wenn eine Anlage gemäß Fig. 4 benutzt wird. Hier ist ein wärmespeicherndes Element 54, das aus Keramik oder anderem Werkstoff bestehen kann, in die Auslaßleitung eingesetzt und wird zur Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches benutzt. Die in dem Element 54 beim normalen Betrieb der Maschine gespeicherte Wärme stammt von den heißen Abgasen der Maschine. Es bleibt genügend heiß, um das beim Verzögern im Schiebebetrieb vorbeiströmende Brennstoff-Luft-Gemisch zu zünden. Bei Verwendung eines derartigen Elementes ist es lediglich notwendig, einen Stromkreis vorzusehen, der die Zündung in den Maschinenzylindern unterbindet. Ein Stromkreis für die Zündung in der Auslaßleitung ist nicht erforderlich. Die Unterbrechung des Zündkreises kann im Primärkreis der Zündspule erfolgen.

ίο Die Verbrennung des Gemisches kann statt in der Auslaßleitung auch in der Auslaß-Sammelkammer erfolgen, obwohl dort die Verbrennung des Gemisches etwas weniger günstig erfolgt, da in der Nähe der Maschinenzylinder die Strömung des Brennstoff-Luft-Gemisches unregelmäßig ist. Eine Flammsperre kann vorgesehen werden, um die in der Auslaß anlage entstehenden Flammen von der Auslaß-Sammelkammer fernzuhalten und sie auf einen Raum zu beschränken, der von der Mündung der Auslaßleitung oder eines Sehalldämpfers entfernt liegt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kerzengezündete Brennkraftmaschine mit einer Schalteinrichtung, welche die elektrische Zündanlage bei Überschreiten eines bestimmten Unterdruckes in der Ansaugleitung abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß — wie an sich bekannt — eine Zündeinrichtung (40, 48, 54) im Auspuff angeordnet ist und daß diese Zündeinrichtung während des Abschaltens der elektrischen Zündanlage der Maschine die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in der Auslaßanlage bewirkt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (46) zum Abschalten der Zündanlage der Maschine ein druckempfindlicher Schalter ist, der, wenn in der Einlaßanlage der Maschine ein bestimmtes Vakuum herrscht, die Erregung eines Relais (34) bewirkt, das die Zündanlage der Maschine abschaltet und die Erregung der Zündeinrichtung (40, 48) in der Auslaßanlage bewirkt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung in der Auslaßanlage in an sich bekannter Weise eine Zündkerze (40) ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung in der Auslaßanlage in an sich bekannter Weise eine Glühkerze (48) ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkerze (48) mit der Spule des Relais (34) in Reihe geschaltet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung in der Auslaßanlage der Maschine ein an sich bekanntes wärmespeicherndes Element (54) ist, das bei normalem Betrieb der Maschine genügend Wärme speichert, um das brennbare Gemisch in der Auslaß anlage beim Verzögern der Maschine im Schiebebetrieb zu zünden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 563 757, 938 690;
Patentschrift Nr. 1805 des Amtes für Erfmdungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

schweizerische Patentschrift Nr. 169 140;
USA.-Patentschrift Nr. 2 724375.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen