DE2644875A1

DE2644875A1 - Brennkraftmotor

Info

Publication number: DE2644875A1
Application number: DE19762644875
Authority: DE
Inventors: Walter Franke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1978-04-06
Also published as: GB1589835A; FR2367191A1

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR ₂ Hamburg ι

BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT M RUF O*O/2467«3

Herr K/mk " 5129

Walter kranke

4. Oktober 1976 2105 Seevetal 5

Anwaltsakte: 5129

Brennkraftmotor

Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmotor mit wenigstens einem Zylinder und einem in diesem hin- und herbewegbaren Kolben, dessen Kolbenstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wobei der Arbeitsraum des wenigstens einen Zylinders nockenwellengesteuerte Ein- und Auslaßventile aufweist und im Zylinderkopf wenigstens eine Einlaß- bzw. Einspritzvorrichtung für Kraftstoff angeordnet ist, wobei gemäß Patent

, Patentanmeldung P 2 631 407.8 die Zylinderwand an wenigstens einer Stelle in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes von einer Bohrung zur Zuführung eines zusätzlichen Mediums aufgrund der Saugwirkung des sich in seine untere IJmkehrstellung bewegenden Kolbens durchsetzt ist und an dieser Bohrung ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Gemäß der bereits vorgeschlagenen Ausführungsform kann es sich hierbei um einen Otto- oder einen Dieselmotor handeln. Beides bezieht die Erfindung ein.

S09SU/0461

KONTEN. DRESDNER BANK (BLZ 2OO8OOOO) KONTO-NR. 9229 371 · POSTSCHECK HAMBURG CBLZ 2OO1OO2OI NR. 193766 - 2Ο8

In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß die Erfindung sich beispfelsweise auf einen Brennkraftmotor mit zwei, vier, fünf oder sechs oder auch mehr Zylindern bezieht, bei denen ein Ansaugsammelrohr und auch ein gemeinsames Auslaßrohr üblicherweise vorgesehen sind. Gemäß der vorgeschlagenen Ausführungsform wird Luft oder Flüssigkeit an der wenigstens einen Stelle des Arbeitsraumes etwa in mittlerer Höhe des sich in seine untere Umkehrstellung bewegenden Kolbens bzw. der Kolben eines Motors angesaugt. Dabei ist jede Zylinderwand eines Motors von einer Bohrung an einer Stelle in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes durchsetzt. Der Ausdruck "in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes" bestimmt einen Bereich, der zwischen der oberen und unteren Umkehrstellung des Kolbens liegt, aber soweit über der unteren Umkehrstellung, daß noch eine Saugwirkung an der Bohrung entsteht.

Als Flüssigkeit ist in diesem. Zusammenhang Bohröl bereits vorgeschlagen worden. Hierbei handelt es sich um eine Emulsion aus Wasser und öl, wobei ein Verhältnis beispielsweise in der Größenordnung von etwa 5o : 1 bis etwa 4oo : 1 vorgesehen ist. Die Zusammensetzung hat den Vorteil, daß eine geringe Ölbeimischung in bestimmten Arbeitsbereichen einen Schmiereffekt erzielt, in anderen Arbeitsbereichen aber eine Zerlegung des Wassers fördert.

In der vorgeschlagenen Ausführungsform ergibt sich das Problem der Zuführung des einen oder anderen Mediums in der richtigen Dosierung.. Die Erfindung verbessert die bereits vorgeschlagene Ausführungsform dadurch, daß an der Bohrung eine Vorrichtung angeordnet ist, durch welche Luft und eine Flüssigkeit einführbar ist, wobei wenigstens eines der Medien durch Ansaugung mittels des Kolbens eintritt» Somit liegt ein Merkmal der Erfindung darin, daß zwei Vergaser vorgesehen sind, von denen der eine mit einem Anschluß an den Zylinderkopf in Verbindung steht und der zweite mit Anschlüssen in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes des Zylinders. Es handelt sich also um einen Verbrennungs-

8Q9ÖU/0481

kraftmotor, Dieselmotor oder Otto-Motor, der in dieser Ausführung einen üblichen Vergaser oder eine Einspritzvorrichtung und einen zweiten Vergaser hat, der an einer anderen otelle an den Arbeitsraum angeschlossen ist und vor allem hinsichtlich der Flüssigkeit ein weiteres Fluidum durch Saugwirkung einbringt, und zwar mit dem bereits vorgeschlagenen Bohröl oder aber Kraftstoff. Hierbei kann es sich vorteilhaft um eine zündbare Flüssigkeit auch als Sauerstoffträger, wie z.B. Wasserstoff oder um den normalen, zweckmäßig verdünnten Kraftstoff, handeln.

überraschend hat sich gezeigt, daß dadurch erhebliche Vorteile erreicht werden, zumal die Dosierung auch in Abhängigkeit von der Betriebsweise des Motors möglich ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung mündet aus einem Vorratsbehälter für Flüssigkeit eine Leitung in den Luftansaugkanal des zweiten Vergasers, und in dieser Leitung ist ein einstellbares, insbesondere abschaltbares Ventil angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, daß durch den zweiten Vergaser zwar immer Luft angesaugt wird, aber in einer besonderen Betriebsweise verhindert werden kann, daß dieser Luft Flüssigkeit zugesetzt wird.

Zweckmäßig ist bezüglich des zweiten Vergasers in dem Luftansaugkanal zwischen wenigstens einer Leitung und dem Rückschlagventil eine Drossel angeordnet. Dies gilt für alle Ausführungsformen, d.h. die Drossel kann die Luftzuführung und damit auch die Wirkung auf die Mitnahme von Flüssigkeit im zweiten Vergaser beeinflussen, wobei aber zusätzlich das abschaltbare Ventil in der Leitung angeordnet ist. Dies gilt auch für weitere Ausführungsformen, in denen der Vorratsbehälter für Flüssigkeit durch mehrere Leitungen mit der Luftansaugleitung in Verbindung steht.

8098U/0461

~*~^ ' 26U875

bevorzugt wird dabei, daß ein Vorratsbehälter für Flüssigkeit durch zwei verschiedenen Querschnitt oder verschiedene Düsen aufweisende Leitungen an den zweiten Vergaser angeschlossen ist, von denen die mit größerem Querschnitt in Abhängigkeit von der Drossel im Hauptvergaser oder unmittelbar durch den Beschleunigungshebel betätigbar ist. Hierbei kann eine- angemessene Anreicherung in Abhängigkeit von der I-lotorbetriebsweise erzeugt werden. Bevorzugt wird dabei, daß die andere Leitung mit geringerem Querschnitt nach Art einer Leerlaufdüse ein- und ausschaltbar ist, und zwar ausschaltbar in Abhängigkeit von einem Unterdruck in der Hauptansaugleitung oder von einer Rückbewegung des Beschleunigungshebels oder Pedals und einschaltbar ist in Abhängigkeit von einer Mindestdrehzahl des Motors. Die Ausschaltung soll insbesondere bei Schiebebetrieb über eine^ bestimmten Drehzahl erfolgen. Die Leitung mit geringerem Querschnitt unterstützt dabei in einer positiven Betriebsweise, d.h., in einer Betriebsweise mit zunehmender Leistung, über einen geringen Querschnitt den Motorbetrieb, gewährleistet aber darüber hinaus, daß bei einem Leerlaufbetrieb selbst noch durch den zweiten Vergaser ein Gemisch angesaugt wird. Dabei wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit einer Temperaturüberwachung gemäß einer Startdrosselanordnung einbezogen, daß die andere Leitung in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ist und bei kaltem Motor geschlossen bleibt, bei einer bestimmten Motortemperatur geöffnet wird. Dadurch wird gewährleistet, daß die andere Leitung, die oben in der Betriebsweise nach Art einer Leerlaufdüse beschrieben ist, unter bestimmten Betriebsbedingungen abgeschaltet bleibt.

Grundsätzlich wird eine Startdrosselanordnung mit temperaturabhängiger Steuerung für den zweiten Vergaser einbezogen, wobei diese Startdroäselanordnung den zweiten Vergaser bei kaltem Motor sperrt. In diesem Falle findet nur herkömmlicher Betrieb statt, und erst bei einem eine gewisse Leistung liefernden Motor erfolgt die Einspeisung durch den zweiten Vergaser.

803814/0461

_f_ 2844875

Bine weitere Ausgestaltung liegt darin, daß in der wenigstens einen Leitung oder vorzugsweise in beiden Leitungen zwischen dem Vorratsbehälter und dem zweiten Vergaser von Hand betätigbare Ventile angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine schematische Prinzipdarstellung eines Motors im Schnitt durch einen Zylinder mit zwei Vergasern,

Fig. 2; eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit anderen Steuerungsbedingungen,

Figo 3: eine der Fig. 2 mit Abwandlungen entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4: eine schematische Teilansicht für die Ausbildung des sogenannten zweiten Vergasers,

Figo 5: eine der Figo 3 entsprechende Ansieht,

jedoch in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 6: eine weitere Ausführungsform mit einer

zusätzlichen Drossel in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler.

In Fig. 1 ist ein Reihenmotor gezeigt, der mehrere Zylinder haben kann, von denen einer 1 über einem Kurbelgehäuse 2 ge-

809614/0461

-*" . 26AA875

zeigt ist. In diesem ist eine Kurbelwelle 3 verdrehbar. Der Kurbelzapfen 4 ist mit einem Pleuel 5 verbunden, den ein Kolben 6 antreibt, welcher in dem Zylinder 1 hin- und herbewegbar ist. Im Zylinderkopf 7 ist in einer Einlaßöffnung 8 ein Einlaßventil 9 unter der Steuerung einer Nockenwelle 10 mit einem Nocken 11 über einen Stößel 12 gegen die Wirkung einer Feder 13 vorgesehen. Entsprechend ist in einer Auslaßöffnung 14 ein Auslaßventil 15 über einen Stößel 16 betätigt. Die Ventilschäfte 12 und 16 sind über Kipphebel 17, 18 durch Umlauf des Nockens 11 betätigbar. Im Zylinderkopf 7 ist darüber hinaus eine Zünd- oder Einspritzeinrichtung 19 angeordnet.

An das Auslaßventil 15 schließt sich der Auslaßkanal 20 an. Vor dem Einlaßventil 9 befindet sich der Einlaßkanal 21, an dessen freiem Ende ein Luftfilter 22 vorgesehen ist. Im Einlaßkanal ist bei 23 ein Vergaser, ein sogenannter erster Vergaser, vorgesehen, der mit einer Kraftstoffquelle 24 in Verbindung steht, und zwar zweckmäßig im Bereich einer Einengung 25. Dieser Einengung nachgeordnet ist ein Drosselventil 26, welches· über eine Transmission 27 in Abhängigkeit von einem Beschleunigungshebel, insbesondere Pedal 28, betätigbar ist. Dies ist soweit bekannt.

Der Kolben 6 ist in einem Arbeitsraum 29 bewegbar. Der Kolben ist in seiner unteren Umkehrstellung gezeigt. Die obere Umkehrstellung ist durch die strichpunktierte Linie bei 30 angegeben. Zwischen diesen beiden Stellungen etwa im mittleren Bereich ist der Zylinder 1 von einer Bohrung 31 durchsetzt, in welcher ein Rückschlagventil 32 insbesondere nach der Patentanmeldung P 2 631 407. 8 möglichst unmittelbar an der Bohrung angeordnet ist. Axial zur Bohrung schließt sich ein Kanal .33 an, der an einem Luftfilter 34 mündet. In den Kanal 33 münden in der angegebenen Ausführung zwei Leitungen 35»36»

eoddn/0461

von denen die eine Leitung 35 größeren Querschnitt und die andere Leitung 36 kleineren Querschnitt hat, bzw. beide Leitungen sind durch verschiedene Düsen abgestimmt. Durch die Einmündungen bildet aber die Baugruppe aus dem Kanal 33 und den beiden Leitungen 35, 36 einen zweiten Vergaser, der gemäß Darstellung mit einer Vorratsanordnung oder Quelle 37 für eine Flüssigkeit verbunden ist, und zwar durch die Leitungen 35, 36. In diesen sind gemäß Fig. 1 Ventile 38, 39 angeordnet. Diese können von Hand oder in der zu beschreibenden Weise betätigt werden.

Zunächst wird bemerkt, daß der Vorratsbehälter 37 etwa 30 - 40 cm oberhalb des Kanals 33 angeordnet ist, so daß der sogenannte zweite Vergaser durch Flüssigkeitsfallstrom gespeist wird. Dies ist eine vorteilhafte Ausgestaltung, obwohl, wie Fig. 1 erkennen läßt, der Kolben 6 eine erhebliche Saugwirkung ausübt. Diese Saugwirkung fördert Luft durch den Kanal 33, während die Zuführung von Flüssigkeit durch die Ventile 38, 39 einstellbar ist.

Dabei wird bemerkt, daß die Zuführung von Flüssigkeit, weil ein zweiter Vergaser vorgesehen ist, vom Luftdurchgang abhängig ist.

Die beiden Leitungen 35> 36 oder entsprechende Düsen haben verschiedenen Querschnitt. Die Leitung 35 hat größeren Querschnitt und die Leitung 36 geringeren Querschnitt. Das Ventil 38 in der Leitung 35 mit größerem Querschnitt steht vorteilhaft über eine Funktionsverbindung 40 mit dem Beschleunigungshebel 28 bzw. seiner Mechanik 41 in Verbindung, so daß mit zunehmender Betätigung das Ventil 38 zunehmend geöffnet wird.

Einbezogen wird in einer anderen Ausführung,, daß das Ventil 38 über eine Funktionsverbindung 42, insbesondere eine Leitung, mit dem ersten Vergaser, und zwar dem AnsaugsammeIrohr in Verbindung steht, wobei zweckmäßig eine Einmündung 43 im Bereich

8Q98H/0461

der Düse -vorgesehen ist. Bei einem Unterdrück in diesem Bereich, würde also durch die Funktionsverbindung 42 das Ventil 38 auch betätigt werden.

Die sogenannte andere Leitung 36 mit dem Ventil 39 steht über "eine Leitung 44 mit dem Ansaugkanal 45 hinter der Drossel des ersten Vergasers in Verbindung, und zwar derart, daß das Ventil 39 geschlossen wird, wenn über die Leitung 44 ein erhöhter Unterdrück erzeugt wird.

In Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei ist aber erkennbar, daß bezüglich des zweiten Vergasers die Ventile 38, 39 getrennt von Hand betätigbar sind, so daß dadurch bestimmte Betriebsstellungen zu erreichen sind. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß die Betätigungsmittel 46 für das Ventil 38, das über die Zwischenleitung angeschlossen ist, und die Betätigungsmittel 48, die über die Zwischenleitung 49 mit dem Ventil 39 verbunden sind, wahlweise betätigt werden können, so daß das eine oder andere Ventil auch bei lichtbetätigung entgegen der oben angegebenen Betriebsweise in Abhängigkeit vom Unterdruck in dem Kanal 33 arbeiten kann.

Es wird bemerkt, daß die Kraftstoffquelle 24 mit einem Sank in Verbindung steht.

In Fig. 3 sind gleiche Teile wie in den bisherigen !Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Erkennbar ist dabei, daß in dem Kanal 33 eine zweite Drossel 51 angeordnet ist, die auch von dem Besohleunigungshebel 28 betätigbar ist. Während nach Fig. 2 in Abhängigkeit von dem Beschleunigungshebel 28 eine Vorrats- und Steuerbaugruppe 52 durch ein Zwischenglied 53 wählbar auf die eine oder andere Leitung 35,

8Q98U/0461

oder auf "beide Leitungen schaltbar ist, ist gemäß Fig. 3 durch, ein Betätigungselement 54 nicht nur eine Übertragung zur Hauptdrossel 56 im Ansaugkanal 21 bewegbar, sondern ein anderes Betätigungselement 57 zur Betätigung der zweiten Drossel im Ansaugkanal 33, so daß über entweder wenigstens einen Kanal oder über eine Leitung 35 mit größerem Querschnitt eine zusätzliche Steuerung überlagert wird, während die andere Leitung 36 mit geringerem Querschnitt nach Art einer Leerlaufdüse unter Heranziehung des Ventils 39 hinter der zweiten Drossel 51 einspeist»

Figo 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, in der eine Wand 58 eines Zylinders entsprechend dem Zylinder 1 gezeigt ist. Hierbei handelt es sich um eine Ausbildung des zweiten Vergasers durch eine in eine Sewindeöffnung 59 der Zylinderwand 58 eingeschraubte Armatur 60, die einen konischen Ventilsitz 61 bildet und eine G-ewindeaufnahmeöffnung 62 hinter einer Stufe 63 aufweist. In die Aufnahmeöffnung ist eine zweite Armatur 64 eingeschraubt, die in bezug zum konischen Ventilsitz 61 eine Fangkammer 65 für einen plättchenförmigen Ventilkörper 66 vor einem Kanal 67 entsprechend dem Kanal 33 in den anderen Figuren bildet. In den Kanal 67 münden die eine Leitung 35 mit größerem Querschnitt und die andere Leitung mit geringerem Querschnitt von einer Quelle 52 bzw. 37 gemäß Fig. 1, wobei in den Leitungen die beschriebenen Ventile angeordnet sind.

Gemäß Fig. 5 steht die Vorrats- und Steuerbaugruppe 52 mit dem Hebel oder der Funktionsverbindung 53 mit dem Betätigungshebel 28 in Verbindung, aber von der Baugruppe 52 geht nur eine Leitung 68 in den Luftansaugkanal 33 des sogenannten zweiten Vergasers. Auch in dieser Leitung ist vorteilhaft ein abschaltbares Ventil 38 angeordnet, das in einer der oben angegebenen Betriebsweisen gegebenenfalls über eine Betäti-

809814/0461

A3

gungsleitung 69 in Abhängigkeit vom Unterdrück im ersten oder Hauptvergaser schaltbar ist.

Die Fig. 6 entspricht speziell der Darstellung nach Fig. 1. Sie enthält aber eine Zusatzdrossel 70, die über eine Leitung 71 in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler 72 betätigbar ist, der in dem Auslaßkanal 20 angeordnet ist. Die Betätigung ist so vorgesehen, daß die Drossel 70 bzw. ihre Klappe geschlossen gehalten wird, wenn beim Durchtreten des Gaspedals während des Anlassens der Motor noch kalt ist. Wird aber der Temperaturfühler 72 durch heiße Auspuffgase oder dergleichen erwärmt, öffnet sich auch die Drosselklappe 7Oo Der Temperaturfühler 72 ist in einer zweckmäßigen Ausführung nach Art einer bekannten Startdrosselanordnung vorgesehen.

8Q98H/0481

Claims

Patentansprüche

f'l.J Brennkraftmotor mit wenigstens einem Zylinder und einem in diesem hin- und herbewegbaren Kolben, dessen Kolbenstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wobei der Arbeitsraum des wenigstens einen Zylinders nockenwellengesteuerte Ein- und Auslaßventile aufweist und im Zylinderkopf wenigstens eine Einlaß- bzw. Einspritzvorrichtung für Kraftstoff angeordnet ist, wobei gemäß Patent

, Patentanmeldung P 26 31 4o7.8 die Zylinderwand an wenigstens einer Stelle in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes von einer Bohrung zur Zuführung eines zusätzlichen Mediums aufgrund der Saugwirkung des sich in seine untere Umkehrstellung bewegenden Kolbens durchsetzt ist und an dieser Bohrung ein Rückschlagventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bohrung (31) eine Vorrichtung (33-37) angeordnet ist, durch welche Luft und eine Flüssigkeit einführbar ist, wobei wenigstens eines der Medien durch Ansaugung mittels des Kolbens eintritt.

8Q98U/0481
2. Motor nach Anspruch 1, mit einem Vergaser vor dem Einlaßventil bzw. den Einlaßventilen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vergaser (21-25, 33-37) vorgesehen sind, von denen der eine (21-25) mit einem Anschluß an den Zylinderkopf

(7) in Verbindung steht und der zweite (33-37) mit Anschlüssen (31) in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes (29) des Zylinders (1).
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Bohröl oder Kraftstoff, vorzugsweise eine zündbare Flüssigkeit auch als Sauerstoffträger, wie z.B. Wasserstoff oder normaler, zweckmäßig verdünnter Kraftstoff, vorgesehen ist.
4. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Vorratsbehälter für Flüssigkeit eine Leitung in den Luftansaugkanal 33 des zweiten Vergasers mündet, und daß in dieser einen Leitung ein abschaltbares Ventil (38) angeordnet ist.
5. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich des zweiten Vergasers in dem Luftansaugkanal (33) zwischen wenigstens einer Leitung (35, 36, 68) und dem Rückschlagventil (39) eine Drossel (51) angeordnet ist.
6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorratsbehälter für Flüssigkeit durch zwei, verschiedenen Querschnitt aufweisende Leitungen (35, 36) bzw. Leitungen mit verschiedenen Düsen an den zweiten Vergaser angeschlossen ist, von denen die mit größerem Querschnitt (35) in Abhängigkeit von der Drossel (26) im Hauptvergaser oder unmittelbar durch den Beschleunigungshebel (28) betätigbar ist.

808614/0401
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die andere leitung (36) mit geringerem Querschnitt nach Art einer Leerlaufdüse ein- und ausschaltbar ist, und zwar ausschaltbar in Abhängigkeit von einem Unterdruck in der Hauptansaugleitung oder von einer Rückbewegung des Beschleunigungshebels (28) oder Pedals und einschaltbar ist in Abhängigkeit von einer Mindestdrehzahl des Motors.
8. Motor nach Anspruch 7, mit einer Temperaturüberwachung gemäß einer Startdrosselanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Leitung (36) in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ist und bei kaltem Motor geschlossen bleibt, bei einer bestimmten Motortemperatur geöffnet wird.
9. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8_} gekennzeichnet durch eine Startdrosselanordnung mit temperaturabhängiger Steuerung (70-72), welche jedoch dem zweiten Vergaser zugeordnet ist und diesen bei kaltem Motor sperrt.
10. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Leitungen (35, 36) von Hand betätigbare Ventile (38, 39) angeordnet sind.

809814/0411