DE2937849A1

DE2937849A1 - Verbrennungskraftmotor

Info

Publication number: DE2937849A1
Application number: DE19792937849
Authority: DE
Inventors: Kai 2105 Seevetal Franke; Walter 2105 Seevatal Franke
Original assignee: Individual
Current assignee: FRANKE, WALTER, 2105 SEEVETAL, DE
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1981-04-02
Also published as: GB2060058A; FR2465877A1; JPS5652560A

Description

Verbrennungskraftmotor

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungskraftmotor mit wenigstens einem Zylinder, einem in diesem beweglichen Arbeitskolben, im Zylinderkopf angeordneten Ein- und Auslaßventilen und einer Zünd- oder Einspritzeinrichtung, einem sich an eine Einlaßöffnung bzw. ein Einlaßventil anschließenden Einlaßkanal und einem sich an eine Auslaßöffnung bzw. einem Auslaßventil anschließenden Auslaßkanal und bei Anordnung einer Zündeinrichtung mit einem Vergaser im Einlaßkanal, wobei in den Einlaßkanal eine Zuführungsleitung geführt ist, deren innere Mündung unmittelbar an der Einlaßöffnung bzw. dem Einlaßventil, und seinem Ventilsitz benachbart, an einer möglichst weit von der Zünd- oder Einspritzeinrichtung abgekehrten Stelle bezüglich des Ventilsitzes in Strömungsrichtung vor ihm angeordnet ist, und durch das aus dem Einlaß- bzw. Ansaugkanal herausgeführte Ende dieeer Zuführungsleitung Luft einführbar ist.

Dabei wird ein Motor mit hin- und herbeweglichen und auch ein Motor mit umlaufenden Kolben einbezogen.

Die Einleitung von Luft durch eine solche gegebenenfalls ventilgesteuerte Zuführungsleitung ist im Patent (Patentanmeldung

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P 28 31 694) bereits vorgeschlagen worden. Bei dieser vorgeschlagenen Ausführung ist nur eine Zuführungsleitung vorgesehen, wobei auch wahlweise die Zuführung von Startergas oder einer Emulsion aus Bohröl und Wasser vorgeschlagen ist. Gemäß vorgeschlagener Ausführungsform liegt die innere Mündung der Zuführungsleitung im wesentlichen parallel zum Ventilsitz des Einlaßventils. Dieses wird für die enp benachbarte Anordnung im Rahmen der Erfindung einbezogen.

Die vorliegende Erfindung bezieht in diesem Zusammenhang, in Anwendung der vorgeschlagenen Ausführung, die Zuführung von Luft durch die ventilgesteuerte Zuführungsleitung ein.

Durch diese Ausführung ergibt sich bereits der Vorteil, daß diese Luft an einer Stelle, welche nun nicht gerade unmittelbar die Zündeigenschaften des Gemisches im Arbeitsraum des Zylinders beeinflußt, eingeführt wird, so daß eine Schichtladung entsteht. Diese Zuführung erfolgt durch die Saugwirkung, die sich im Arbeitsraum ergibt. Dadurch wird die Verbrennung verbessert, so daß die Abgasreinheit erhöht wird. Weiterhin wird eine verbesserte Leistungsausnutzung des eingespeisten Kraftstoffes erreicht.

Es ist auch bereits bekannt, in mittlerer Höhe des Arbeitsraumes eines Zylinders durch eine Bohrung zursätzliches Medium einzuspeisen, wobei die Einspeisung durch die Saugwirkung des sich zu seinem unteren Umkehrpunkt hin bewegenden Kolbens bestimmt wird. Dabei ist vorgeschlagen worden, Luft oder Flüssigkeit für eine Schichtladung über dem Kolbenboden einzuspeisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungskraftmotor der eingangs angegebenen Art dahingehend zu ver-

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bessern, daß bei Erhöhung der Laufruhe des Motors der Benzinverbrauch herabgesetzt wird, wobei zugleich weitgehend schadstoffreie Abgase durch günstige Verbrennungen im Arbeitsraum erzeugt werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einem eingangs angegebenen Verbrennungskraftmotor dadurch gelöst, daß Zuführungsanordnungen vorgesehen sind, die mit einem Vorrat für wenigstens einen weiteren, zusätzlichen, durch Saugwirkung in den Zylinderraum überführbaren, nicht gasförmigen, brennbaren, strömungsfähigen Stoff versehen ist.

Dieser weitere, zusätzliche, strömungsfähige, nicht gasförmige Stoff, der also ein anderer Stoff als die zugeführte Luft ist, übt durch »eine Brennbarkeit einen Einfluß auf die Verbrennung im Arbeitsraum aus, wodurch die Gleichmäßigkeit des Betriebes verbessert und zusätzliche Leistung eingeführt wird, so daß der Benzinverbrauch herabgesetzt wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß dieser weitere, zusätzliche Stoff nicht in Mischung mit dem Benzin, sondern getrennt zur Bildung einer Schichtladung eingeführt wird.

In einer vorteilhaften Ausführung sind als weiterer, zusätzlicher Stoff feingemahlene, brennbare Feststoffe vorgesehen. Der Ausdruck "feingemahlen" bezeichnet eine Körnung in einer Größenordnung so klein wie möglich. Die Körnung ist dadurch bestimmt, daß dieser feingemahlene, brennbare Stoff gut strömungsfähig ist und auf seiner Gesamtmenge eine große Oberfläche aufweist, wobei die feine Körnung auch eine Verteilung zuläßt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind als feingemahlene, zusätzliche Stoffe Mehle und/oder Kohle vorgesehen. Diese besonders vorteilhaften, feingemahlenen Stoffe können getrennt

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oder in Mischung eingege/ werden.Mehle sind beispielsweise Holzmehl und Getreidemehl. Einbezogen werden aber auch andere partikulierte Substanzen, wie beispielsweise Milchpulver. Die Aufzählung ist nicht erschöpfend.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsforci ist der weiter brennbare, zusätzliche Stoff eine Flüssigkeit. Dabei liegt eine vorteilhafte Ausführung in der Verwendung von Alkohol, wie Methanol und Spiritus.

Einbezogen wird, daß diese Stoffe, d. h. entweder körnige Stoffe oder Flüssigkeiten, vermischt zugegeben werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Motors ist eine Zuführungsleitung für Luft und den zusätzlichen Stoff vorgesehen und an dieser Zuführungsleitung ein Vermischer zur Einbringung des zusätzlichen Stoffes angeordnet. Dabei ergibt sich eine Motorausführung in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit einem zusätzlichen Vergaser an der Zuführungsleitung, wobei in diesem Vergaser entweder ein Gemisch aus Luft und Flüssigkeit oder aus Luft und feingemahlenem zusätzlichem Stoff erzeugt wird. Die Einbringung an einer möglichst weit von der Einspritz- oder Zündeinrichtung entfernten Stelle am Ventilsitz des Einlaßventils hat dabei den Vorteil, daß die Zündung nicht unmittelbar beeinflußt wird, aber über den Hub eine verbesserte Leistungsausbeute erreicht wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vor dem Einlaßventil wenigstens eine weitere Zuführungsleitung in den Einlaßkanal geführt und mit seiner Mündung unmittelbar vor dem Ventilsitz des Einlaßventils angeordnet. Dabei kann die weitere Zuführungsleitung als Zwillingsrohr mit der Zuführungs-

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leitung von Luft ausgeführt sein.

Einbezogen wird ferner ein Motor mit drei Zuführungsleitungen als Drillingsrohr im Einlaßkanal. Hierdurch ergibt sich, wenn man die Zuführung von Benzin einbezieht, ein Mehrstoffmotor, d.h. wenigstens ein Drei- oder Mehrstoffmotor.

Bei der Ausführung des Motors mit einer ventilgesteuerten öffnung in mittlerer Höhe des Zylinders ist in einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltung diese ventilgesteuerte öffnung an einen Vorratsbehälter für den zusätzlichen Stoff angeschlossen. Dadurch wird eine Schichtladung über dem Kolbenboden herbeigeführt. Einbezogen wird dabei, daß zweckmäßig in etwa mittlerer Höhe des Zylinders zwei ventilgesteuerte öffnungen angeordnet und an zwei Vorratsbehälter für zusätzliche Stoffe angeschlossen sind.

Es versteht sich, daß ein weiterer, zusätzlicher Stoff jeweils sowohl in den Einlaßkanal unmittelbar vor dem Ventilsitz des Einlaßventils und in mittlerer Höhe des Zylinders eingeführt werden kann. Dadurch lassen sich besondere gündfcLge Betriebsbedingungen erreichen. Hierbei wird auch wenigstens eine ventilgesteuerte Zuführungsleitung einbezogen, die an Einströmöffnungen zwischen den Ventilsitzen angeschlossen und andererseits mit Behältern verbunden ist. Die vor dem Einlaßventil im Einlaß- oder Ansaugkanal mündenden Zuführungsleitungen brauchen nicht durch ein Ventil gesteuert zu werden. Eine solche Ventilsteuerung ist erforderlich, wenn eine Zuführungsleitung unmittelbar in den Arbeitsraum des Zylinders mündet. Dabei kann ein Ventil als Rückschlagventil ausgeführt sein. Einbezogen wird aber dabei, jedoch auch für Zuführungsleitungen, die in den Ansaugkanal münden, daß ein Ventil als Dosierventil ausgeführt ist und in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr beeinflußbar ist.

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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine weitere Zuführungsöffnung in mittlerer Höhe des Zylinders über ein Rückschlagventil und eine Zuführungsleitung mit düsenartiger Verengung angeschlossen, in die ein Steigrohr aus einem Behälter mit einem Vorrat für einen zusätzlichen, strömungsfähigen Stoff mündet. Zweckmäßig ist dabei in dem Steigrohr ein Ventil angeordnet , das in Abhängigkeit vom Unterdruck im Vergaser des Einlaßkanals steuerbar ist.

Wenn der Ausdruck "ventilgesteuerte Zuführungsleitung" insbesondere ein Rückschlagventil möglichst nahe an der Einmündung in den Arbeitsraum vorsieht, wobei dieses Rückschlagventil bei Saugwirkung aus dem Arbeitsraum öffnet und bei Druckwirkung schließt, dann wird gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform auch ein zwangegesteuertes Ventil an einer Zuführungsleitung angeordnet. Dabei liegt eine vorteilhafte Ausgestaltung in einer Zwangssteuerung in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung über eine im Auslaßkanal angeordnete Abgassonde. Hierdurch kann die Dosierung bestimmt werden.

Eine besondere Lösung liegt darin, daß im Vorratsbehälter eine Fördereinrichtung in ihrer Leistungsfähigkeit durch ein Parallelgestänge einstellbar ist, welches mit dem Drosselhebel für die Drosselklappe des Hauptvergasers einstellbar ist. Ferner wird zweckmäßig einbezogen, daß an eine weitere Zuführungsleitung an einer durch ein Rückschlagventil gesteuerten Zuführungsöffnung in mittlerer Höhe der Zylinderwand ein Behälter mit wenigstens einer Kammer für einen Vorrat für einen weiteren brennbaren Stoff angeschlossen ist und in dem wenigstens einen Verbindungsrohr zu der weiteren Zuführungsleitung Dosierventile angeordnet sind, wobei vorteilhaft wenigstens ein Ventil in Abhängigkeit vom Unterdruck hinter einer Drossel im Einlaßkanal beeinflußbar ist. Dabei ist vorzugsweise wenigstens

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ein Dosierventil in Abhängigkeit von der Einstellung des Fahrpedals vorgesehen und vom Unterdruck im Vergaser des Einlaßkanals beeinflußbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Dosierventil in einer Zuführungsleitung mit einer Abgassonde zwecks Einstellung in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung verbunden.

Zweckmäßig weist der Vorratsbehälter oben eine Belüftungsöffnung auf, und eine Zuführungsleitung ist als Saugrohr bis über den Boden reichend eingeführt. Dadurch ergibt sich eine einfache Anordnung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Vorratsbehälter eine Fördervorrichtung angeordnet, die zu einer äußeren Mündung eines Zuführungsrohres vorgesehen ist, wobei die Fördervorrichtung zugleich ein Dosierelement für die Zuführung der Menge des zusätzlichen Stoffe» bildet. Dadurch läßt sich die jeweilige Zugabe bemessen, wobei durchaus auch eine Einstellbarkeit der Fördereinrichtung einbezogen wird, um unter verschiedenen Betriebsbedingungen verschiedene Chargen durch Saugwirkung einzuführen. Als eine solche Fördereinrichtung kann für einen granulierten Stoff eine Transporteinrichtung mit einem Schöpfband vorgesehen sein, dessen Ausnehmungen jeweils dosierte Mengen des granulierten Stoffes der äußeren Mündung der Zuführungsleitung zuführen. Dabei werden auch Transportspindeln einbezogen. Eine Fördervorrichtung für eine Flüssigkeit ist eine Pumpe, die bei einstellbarer Leistung auch zur Dosierung herangezogen werden kann.

Wenn eine Fördervorrichtung angeordnet ist, dann liegt eine weitere zweckmäßige AusführungsTonn darin, daß der Durchsatz oder die jeweilige Transportmenge der Fördervorrichtung in

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Abhängigkeit eines Signals der Abgassonde gesteuert wird. Beispielsweise können bei Pumpen oder Transportspindeln die Drehzahlen einstellbar sein, während bei Förderbändern oder Förderrädern die Zuführungsgeschwindigkeit eingestellt wird.

Im Sinne der Benzineinsparung ist im Rahmen der Zuführung des zusätzlichen Stoffes vorteilhaft die in der Einspritzeinrichtung oder im Vergaser vorgesehene Düse für die Benzineinführung auf etwa halbe Größe gegenüber der üblichen Ausführung verkleinert. Dadurch wird zwangsweise der Benzinverbrauch herabgesetzt.

Bei der Ausführung des Verbrennungskraftmotors mit umlaufenden Kolben in Form eines Kreiskolbenmotors sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß in den Einlaßkanal zwei Zuführungsleitungen münden, von denen eine mit einem Vorratsbehälter für einen weiteren, zusätzlichen Stoff verbunden ist, wobei bei mittiger Anordnung einer Zündeinrichtung in der Stirnwand des Arbeitsraumes die Zuführungsleitungen an den Außenseiten des Einlaßkanals möglichst nahe an Seitenwänden des Gehäuses angeordnet sind. Dabei ist der größtmögliche Abstand von der Zündeinrichtung auch dadurch gegeben, daß diese in der Mitte der Lauffläche angeordnet ist, während die Zuführungsleitungen an den Seitenwänden münden, um eine Schichtladung herbeizuführen.

Es wird angestrebt, daß der weitere, zusätzliche Stoff, auf den sich die Erfindung bezieht, etwa 50 % des normalerweise zu einem Verbrennungskraftmotor zugeführten Benzins ersetzen soll.

Wenn als Flüssigkeit Spiritus angesprochen worden ist, wird in diesem Zusammenhang ein Mischungsverhältnis von wenigstens 5 Gew.* Spiritus in Wasser als vorteilhafte Ausführungsform angegeben.

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Für die Erfindung ist es wichtig, daß der weitere, zusätzliche, brennbare Stoff nicht als Gemisch mit dem Benzin eingegeben wird, weil dann die Wirkung einer Schichtladung entfällt.

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

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Fig· 1: eine Schnittansicht eines Verbrennungskraftmotors mit einem in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben, wobei eine wahlweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 2: eine Seitenansicht eines Zylinderkopfes im Schnitt, mit einer weiteren Abwandlung der Erfindung,

Fig. J>: eine schematische Seitenansicht eines Verbrennungskraftmotors im Schnitt, mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. U-: eine Seitenansicht eines Zylinderkopfes eines Verbrennungskraftmotors im Schnitt, mit einer weiteren Ausgestaltung,

Fig. 5^: eine Teilansicht eines Verbrennungskraftmotors, mit Elementen für eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6: eine Teildarstellung aus Fig. 5,

Fig. 7'· eine weitere Teildarstellung entsprechend der Fig. 6,

Fig. 8: eine Ansicht eines Verbrennungskraftmotors im Schnitt, zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9= eine Teildarstellung eines Verbrennungskraftmotors, zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

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Pig. 10 : eine Teildarstellung eines Verbrennung*- kraftmotors, zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 : eine abgewandelte Ausführungsform eines Verbrennungskraftmotors mit einem umlaufenden Kolben in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 11 a : eine Teilansicht aus Fig. 11 in Draufsicht

auf den Einlaßkanal im Schnitt längs der Linie XIa - XIa.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt einen Verbrennungskraftmotor als Diesel-Motor, bei welchem über einem Kurbelgehäuse 1 ein Zylinder 2 angeordnet ist. Im Zylinderkopf 3 sind Ventilsitze für ein Einlaßventil U'und ein Auslaßventil 5' angeordnet. An diese Ventilsitze schließen sich ein Einlaßkanal 6, auch als Ansaugkanal bezeichnet, und ein Auslaßkanal 7 an. Mit den Ventilsitzen 4 und 5 arbeiten Ventilkörper 8 und 9 eines Einlaßventils und eines Auslaßventils zusammen, deren Ventilschäfte 10 und 11 über Kipphebel 12 und 13 in an sich bekannter Weise von einer Nockenwelle l¹» angetrieben werden. Diese Nockenwelle IM erhält ihren Antrieb über eine Transmission 15 von der Kurbelwelle 16, deren Kurbel über ein Pleuel 17 den Kolben 18 im Zylinder 2 antreibt. Im Zylinderkopf 3 ist eine Anordnung 19 vorgesehen, die entweder eine Zündkerze oder im vorliegenden Fall eine Einspritzvorrichtung ist, die über eine Leitung 20 mit einer von der Kurbelwelle Ik angetriebenen Pumpe 21 in Verbindung steht, der über eine Leitung 22 aus einem Vorrat 23 Benzin oder Diesel-Kraftstoff zugeführt wird, das durch die Einspritzvorrichtung 19 eingegeben wird.

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Es versteht sich, daß bei dieser Ausführungsform am Einlaßkanal 6 ein Luftfilter 24 angeordnet ist.

Im Falle eines Otto-Motors, wie es auch noch beschrieben wird, wird am Einlaß 24 ein Vergaser vorgesehen, und statt der Einspritzvorrichtung 19 wäre eine Zündeinrichtung angeordnet.

Bekannt ist dabei eine nach außen offene Zuführungsleitung 25, deren innere Mündung 26 unmittelbar über dem Ventilsitz 4 an einer Stelle, die möglichst weit von der Einspritzvorrichtung 19 entfernt ist, angeordnet ist, und die in einer Ebene parallel zum Ventilsitz liegt. Im Rahmen vorliegender Erfindung ist beispielsweise an die Zuführungeleitung 25 ein Vorrat 26 für einen weiteren, zusätzlichen, nicht gasförmigen, brennbaren und strömungsfähigen Stoff angeschlossen, der ein Granulat oder eine Flüssigkeit sein kann. In letzterem Falle ergibt sich eine vergaserartige Anordnung.

In Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei in dem Einlaßkanal 6 zwischen dem Ventilsitz 4 des Einlaßventils und dem Luftfilter 24 ein Vergaser 27 angeordnet ist. Anstelle der Einspritzvorrichtung 19 nach Fig. 1 ist im Zylinderkopf 3 eine Zündkerze 37 angeordnet, die in üblicher Weise durch einen Zündverteiler in der Anordnung und im Antrieb entsprechend dem Element 21 in Fig. 1 betrieben wird, vorgesehen. Der Zuführungsleitung 25, die durch eine Leitung 28 mit dem Luftfilter 24 verbunden ist, sind in dieser Ausführung in Form eines Drillingsrohres zwei weitere Zuführungsleitungen 29, 30 zugeordnet, die jeweils über Verbindungsleitungen 31» 32 mit Vorratsbehältern 33, 34 mit Vorräten für einen weiteren, nicht gasförmigen, brennbaren Stoff verbunden sind. Diese Vorratsbehälter haben staubdichte Belüftungsöffnungen 35, 36, so daß durch die Saugwirkung im Arbeitsraum des Zylinders

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eine entsprechende Menge des zusätzlichen Stoffes eingesaugt wird.

Fig. 3 zeigt einen Verbrennungskraftmotor, wobei der Zuführungsleitung 25 eine weitere Zuführungsleitung 38 zugeordnet ist, welche zwar nach einer der weiteren Zuführungsleitungen 29, 3o aus Fig. 2 angeordnet sein kann oder nach Fig. 3 eine Mündungsöffnung bei 39 zwischen den Ventilsitzen 4 und 5 für das Einlaß- und Auslaßventil aufweisen kann. Diese Zuführungsleitung führt in einen in einem Behälter 4o angeordneten Vorrat mit einem Transportmittel 41, welches aus dem Vorrat 42 einen weiteren, zusätzlichen, brennbaren Stoff zur äußeren Mündung 43 der weiteren Zuführungsleitung transportiert. In dieser Ausführung befindet sich eine Abgassonde 44 im Auslaßkanal 7, die die Abgase und ihre Zusammensetzung mißt und durch eine Funktionsleitung 45 mit dem Transportmittel 41 in Verbindung steht, um dieses in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung anzutreiben, d. h. damit eine mehr oder weniger große Zugabemenge für einen weiteren, zusätzlichen,strömungsfähigen und brennbaren Stoff zu schaffen.

Fig. 4 zeigt den Zylinderkopf eines Vergasermotors, bei welchem zwischen den Ventilsitzen 4 und 5 für das Einlaß- und Auslaßventil zwei Einströmungsöffnungen 39 und 46 angeordnet sind, die jeweils über weitere Zuführungsleitungen 38 und 47 mit Behältern 4o und 48 verbunden sind, in welchen Vorräte für einen weiteren, zusätzlichen, in den Zylinderraum einführbaren, brennbaren Stoff angeordnet sind. Dabei versteht sich, daß auch wahlweise einer oder beide Behälter mit Dosierungs- oder Antriebsmitteln verbunden sein können, um die Menge des zusätzlichen zugeführten Stoffes zu ermitteln. Beispielsweise kann eine Abgassonde 44 über eine Funktionsleitung 45 mit einem Transportmittel 49 im Behälter 48 in Verbindung stehen, während

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der Vorrat aus dem Behälter ¹JO allein durch die sich ergebende Saugwirkung dosiert wird.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung entsprechend Fig. 2, jedoch nur eine weitere Zuführungsleitung 30 zur Zuführungsleitung 25, so daß dieses Beispiel ein Zwillingsrohr 50 darstellt. Die Zuführungsleitung 32 ist von oben in einen Behälter 51 mit einem Vorrat 31 eines weiteren, zusätzlichen Stoffes geführt, wobei die Mündung 52 der Zuführungsleitung bis nahe über dem Boden 53 angeordnet ist, so daß auch Reste des Vorrats weitestgehend aufgenommen werden können. Es versteht sich, daß der Boden 53 zur Mündung 52 nach unten hin geneigt sein kann. In der Oberwand des Behälters 51 ist eine Zugabeöffnung, die durch einen Schraubetutzen 5¹* verschlossen ist, welcher jedoch eine staubdicht abgeschlossene Belüftungsöffnung 36 aufweist. Eine solche Vorratsanordnung ist für jeden zusätzlichen, weiteren Stoff möglich, wobei im Falle von Flüssigkeiten auch eine besondere Höhe des Behälters in bezug zur inneren Mündung 55 gewählt werden kann, damit nicht zu starke Saugkräfte für die überführung notwendig sind.

Es versteht sich dabei bezüglich der beschriebenen Ausführungen, daß in Zuführungsleitungen jeweils Ventile, und zwar insbesondere für Zuführungsleitungen, die unmittelbar in den Arbeitsraum eines Zylinders münden, in Form von Rückschlagventilen 57» 58» 59» 60, 6l angeordnet sind. Dabei wird einbezogen, daß solche Ventile auch Dosierventil sind. Bezüglich Fig. 1 wird darauf hingewiesen, daß 56 einen Vermischer darstellt, der einen herausgeführten Luftansaugstutzen 56' hat, so daß der Vermischer im eigentlichen Sinne einen zusätzlichen Vergaser bildet. Wie anhand der Fig. 5 gezeigt ist, wird einbezogen, daß ein solches Dosierventil, beispielsweise 60 in Fig. 5» in Abhängigkeit von einer Abgassonde 62 entsprechend der Abgassonde 4¹» über eine Funktionsleitung 63 beeinflußbar ist, wobei auch im Falle der Ausbildung des Ventils 60 als Rückschlagventil der Öffnungsquerschnitt regelbar ist. Einbezogen wird, daß beispielsweise dem Ventil 60, oder auch anderen -13-

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Ventilen, ein Ventil 64- vorgeordnet ist, das über eine Funktionsleitung 63, 65 mit einer Abgassonde in Verbindung steht, um in Abhängigkeit vom Zustand der Abgase die Zuführung des weiteren, zusätzlichen, brennbaren Stoffes freizugeben oder völlig zu drosseln.

Für eine Dosierung ist auch gemäß Fig. 6 und 7 vorgesehen, daß aus dem Behälter 51 mit dem Vorrat 34- eine Transporteinrichtung geführt ist, wie sie bereits in Fig. 3 mit 4-1 bezeichnet ist. Die Fig. 6 und 7 zeigen beispielsweise für eine solche Fördervorrichtung 4-1 zur Dosierung ein Förderband 66 (Fig. 6), das beispielsweise napfartige Öffnungen 67 hat und eine Pumpe 68 (Fig. 7)· Die Antriebsmotoren 69, 7o sind über eine Funktionsleitung 45 oder 63 von einer Abgassonde 4-4- oder 62 her regelbar.

Es versteht sich, daß entsprechend auch eine Transportschnecke eingesetzt werden kann.

Nach Fig. 8 ist ein Behälter 71 für einen Vorrat 72 eines weiteren zusätzlichen Stoffes über eine Zuführungsleitung 73 über ein Rückschlagventil 74- mit einer in den Arbeitsraum des Zylinders 2 mündenden öffnung 76 verbunden, die etwa in mittlerer Höhe zwischen den Umkehrpunkten des Kolbens 18 angeordnet ist.

Dabei versteht sich, daß zusätzlich zu der Zuführungsleitung 25 in deren Ausgestaltung als Zwillingsleitung oder auch nach Fig. 1, ein zweiter zusätzlicher Stoff zugeführt werden kann, wie bereits beschrieben ist.

Fig. 8 gibt ein Beispiel dahingehend, daß die Pumpe 21 in Fig.1, die durch eine Transmission von der Kurbelwelle 16 angetrieben wird, als Zündverteiler 77 ausgeführt ist.

Es wird weiter darauf hingewiesen, daß zusätzlich zu der Off-

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nung 76 für einen weiteren zusätzlichen Stoff beispielsweise eine zusätzliche Zuführungsöffnung 77 in entsprechender Höhe, oder auch in der Höhe etwas versetzt, am Zylinder 2 vorgesehen sein kann, um einen weiteren zusätzlichen Stoff einzuführen. Dazu wird bemerkt, daß einer solchen zusätzlichen öffnung 77 eine Ventileinrichtung 78 vorgeschaltet sein kann, die nicht nur das Rückschlagventil sondern auch ein Dosierventil enthält, welches über eine Funktionsleitung 79 in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr beeinflußbar ist.

In Fig. 9 ist die weitere Zuführungsöffnung 77 im Zylinder 2 mit einem Rückschlagventil 78 unmittelbar an der Zylinderwand gezeigt, wobei in dieser Zuführungsleitung 88 eine düsenartige Verengung 79 vorgesehen ist. Diese zusätzliche Zuführungsleitung ist zur Umgebungsluft offen. In die düsenartige Verjüngung mündet ein Steigrohr 8o aus einem Behälter 81 mit einem Vorrat für einen zusätzlichen, strömungsfähigen, brennbaren Stoff, der in Abhängigkeit vnn der Saugwirkung mitgenommen wird. In dieser Ausführung ist zwischen dem Behälter und der vergaserartigen Anordnung, die durch 79 und 8o, geschaffen wird, ein Ventil vorgesehen, das über eine Funktionsleitung 83 in Abhängigkeit vom Druck im Vergaser 27 steuerbar ist. Eine Fördervorrichtung im Behälter 81,wie beispielweise zuvor beschrieben, ist dabei zweckmäßig in ihrer Leistungsfähigkeit durch ein Parallelgestänge 87 einstellbar, das zugleich mit dem Drosselhebel 8A- für die Drosselklappe 85 des Hauptvergasers über das Beschleunigungspedal 86 einstellbar ist.

Fig. Io zeigt eine weitere Zuführungsleitung 89 an einer durch ein Rückschlagventil 9o gesteuerten Zuführungsöffnung 91 in mittlerer Höhe der Zylinderwand des Zylinders 2. Diese weitere

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Zuführungsleitung 89 ist zur Umgebung offen bzw. durch einen Luftfilter 91 zur Umgebung offen. Ein Behälter 92 hat zwei Kammern 93 'und 94- und er nimmt in jeder Kammer einen Vorrat für einen anderen, weiteren, brennbaren Stoff auf. Zwischen den Kammern 93, 94- und der weiteren Zuführungsleitung 89 sind Verbindungsrohre 97, 98 mit Ventilen 95, 96 angeordnet, die eine dosierte Zurführung ermöglichen.

Wenn auch beide Ventile oder ein Ventil entsprechend der vorhergehenden Beschreibung mit einer Abgassonde zur Steuerung verbunden sein können, so sieht die in Fig. Io gezeichnete Ausführung vor, daß das Ventil 96 über eine Funktionsleitung 99 mit dem. Ansaugstutzen verbunden ist, d. h. in Abhängigkeit vom Unterdruck hinter der Drossel loo beeinflußbar ist. Diese Drossel ist über eine Gestangeeinrichtung lol vom Fahrpedal Io2 aus zu betätigen.

Das andere Ventil 95 ist durch eine Funktionsverbindung Io3 mit dem Fahrpedal Io2 bzw. der Gestangeeinrichtung lol verbunden, wobei über eine zusätzliche Funktionsleitung Io4 noch der Unterdruck im im Ganzen mit Io5 bezeichneten Vergaser eine Einflußgröße einführt.

Zur Steuerungsfunktion ist zu bemerken, daß das Ventil 96 im Sinne einer stärkeren öffnung angesteuert wird, wenn der Unterdruck durch die Funktionsleitung 99 zunimmt, während das Ventil 95 in Abhängigkeit von einer zunehmenden Betätigung des Pedals Io2 im Sinne einer Beschleunigung zunehmen! geöffnet wird, wobei auch dieser öffnung ein entsprechender Steuerungseinfluß über die FunktionsleitungIbA- überlagert wird.

Zweckmäßig befindet sich in der Kammer 93 partikuliertes Material als zusätzlicher Stoff, während in der Kammer 94· eine

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Flüssigkeit als zusätzlicher Stoff angeordnet ist.

Fig. 11 zeigt schematisch einen Verbrennungskraftmotor mit umlaufendem Kolben in der Form eines Kreiskolbenmotors im Schnitt. Der Kolben 106 bekannter Ausführung läuft in dem Gehäuse 107 um, das nach Art einer Epitrochoide ausgeführt ist. Das Gehäuse ist von einem Einlaßkanal 108 und einem Auslaßkanal 109 durchsetzt. Der Einlaßkanal ist mit einem nicht dargestellten Vergaser verbunden, so daß Gemisch angesaugt wird. Etwa gegenüber den Kanälen ist eine Zündeinrichtung 110 angeordnet. Der Kolben läuft mit einem in ihm angeordneten Hohlrad 111 auf einem Ritzel 112 um. Das ist bekannt.

Im Einlaßkanal ist zunächst die Zuführungsleitung 25 angeordnet, die zum Luftfilter des Vergasers geführt ist. Diese Zuführungsleitung ist im Bereich des Einlaßkanals 108 als Zwillingsrohr mit einer weiteren Zuführungsleitung 113 ausgeführt, welche zu einem Behälter UM mit einem Vorrat für einen weiteren, zusätzlichen, brennbaren Stoff geführt ist, der in der Art der bisherigen Vorratsbehälter auegebildet ist.

Infolge der bekannten, diametralen Anordnung von Einlaßkanal 108 und Zündeinrichtung 110 ist es möglich, die Schichtladung mit den zusätzlichen Stoffen am Einlaßkanal anzuordnen, und zwar mit größtmöglichem Abstand von der Anordnung der Zündeinrichtung 110, die mittig in die Lauffläche des Kolbens 106 mündet. Gemäß Fig. 11a sind die beiden ZufUhrungsleitungen 25 und 113 in den Seiten des Einlaßkanals 108 angeordnet, die neben den zeichnungsparallelen Seitenwänden dee Motors liegen. Hierdurch wird bei dem anderen Aufbau dieses Motors als bei einem Hubkolbenmotor der größtmögliche Abstand von der Zylindereinrichtung zur Erzielung einer Schichtladung erreicht.

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Wenn insbesondere anhand der Fig. 1 bis 10 verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung der Zuführung des weiteren, zusätzlichen, brennbaren Stoffes angegeben sind, versteht sich, daß diese Steuerungen hinsichtlich der verschiedenen Arten der Einführung auch austauschbar sind. Beispielsweise können die Ventile 57, 59, 60 auch in einer Weise gesteuert werden, wie sie anhand der Fig. 8 und 10 beschrieben ist, wobei auch bei Einführung im Zylinderkopf eine Anordnung nach Fig. 9 vorgesehen sein kann.

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Leerseite

Claims

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

BEIM STtOHHAUSl 3* PATENTANWALT RU I· O*o / 3* 67 »3

TELEX 3 173 6*5 OKPA D

ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT

Herr 1 8. Sep. 1979

Walter Franke k-reh 5695

Seevetal 3

Anwaltsakte: 5695

Patentansprüche

r~\

f 1.) Verbrennungskraftmotor mit wenigstens einem Zylinder, einem \ in diesem beweglichen Arbeitskolben, im Zylinderkopf angeordneten Ein- und Auslaßventilen und einer Zünd- oder Einspritzeinrichtung, einem sich an eine Einlaßöffnung bzw. ein Einlaßventil anschließenden Einlaßkanal und einem sich an eine Auslaßöffnung bzw. einem Auslaßventil anschließenden Auslaßkanal und bei Anordnung einer Zündeinrichtung mit einem Vergaser im Einlaßkanal, wobei in den Einlaßkanal eine Zuführungsleitung geführt ist, deren innere Mündung unmittelbar an der Einlaßöffnung bzw. dem Einlaßventil, und seinem Ventilsitz benachbart, an einer möglichst weit von der Zünd- oder Einspritzeinrichtung abgekehrten Stelle bezüglich des Ventilsitzes in Strömungsrichtung vor ihm angeordnet ist, und durch das aus dem Einlaß- bzw. Ansaugkanal herausgeführte Ende dieser Zuführungsleitung Luft einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Zuführungsanordnungen ( 25, 115; 25, 29, 3Ο-3¹»; 38-40; 46-48; 50, 32, 51; 71-73, 76-78; 81, 82, 88; 89-98; 113, 11Ό vorgesehen sind, die mit einem Vorrat für wenigstens einen weiteren,zusätzlichen, durch Saugwirkung in den Zylinderraum überführbaren, nicht gasförmigen, brennbaren, strömungsfähigen Stoff versehen ist.

130014/0 5 47 orig.nal inspected "²"

KONTEN) DRESDNER BANK «BLZ 3OO βΟΟ OO > KONTO-NR. 9 339 37t ■ POSTSCHECK HAMBURO (BLZ SOOtOO 3O) NR. 1937 66-SOO
2. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer, zusätzlicher Stoff feingemahlene, brennbare Feststoffe vorgesehen sind.
3. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als feingemahlene, zusätzliche Stoffe Mehle und/oder Kohle vorgesehen sind.
M. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer, zusätzlicher Stoff eine Flüssigkeit vorgesehen ist.
5. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssige Stoffe Alkohole, wie Methanol und Spiritus, vorgesehen sind.
6. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungsleitung (25) für Luft und den zusätzlichen Stoff vorgesehen ist und an dieser Zuführungsleitung (25) ein Vermischer (56) zur Einbringung des zusätzlichen Stoffes angeordnet ist.
7. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vermischer (56) als zusätzlicher Vergaser an der Zuführungsleitung (25) angeordnet ist.
8. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlaßventil (4·) wenigstens eine weitere Zuführungsleitung (30) in den Einlaßkanal (6) geführt und mit seiner Mündung (55) unmittelbar vor dem Ventilsitz (4) des Einlaßventils (¹J') angeordnet ist.

1300U/05A7
9. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei parallele Zuführungsleitungen als Zwillingsrohr (50) im Einlaßkanal (6).
10. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch drei Zuführungsleitungen (25, 29, 30) als Drillings rohr.
11. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch die Ausführung als Drei- oder Mehrstoffmotor.
12. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 6 und 8, wobei in mittlerer Höhe des Zylinders eine ventilgesteuerte Öffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese ventilgesteuerte öffnung (76, 78, 91) an einen Vorratsbehälter (71, 92) für den zusätzlichen Stoff angeschlossen ist.
13· Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in etwa mittlerer Höhe des Zylinders zwei ventilgesteuerte öffnungen (76, 77) angeordnet und an zwei Vorratsbehälter für zusätzliche Stoffe angeschlossen sind.
14. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (7¹O als Rückschlagventil ausgeführt ist.
15. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (78) als Dosierventil ausgeführt ist und in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr (6) beeinflußbar ist.

1300U/05O
16. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Zuführungsöffnung (77) in mittlerer Höhe des Zylinders über ein Rückschlagventil (78) und eine Zuführungsleitung (88) mit düsenartiger Verengung angeschlossen ist, in die ein Steigrohr (80) aus einem Behälter (81) mit einem Vorrat für einen zusätzlichen, strömungsfähigen Stoff mündet.
17. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steigrohr ein Ventil (82) angeordnet ist, das in Abhängigkeit vom Unterdruck im Vergaser (27) des Einlaßkanals (6) steuerbar ist.
18. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsbehälter (81) eine Fördereinrichtung in ihrer Leistungsfähigkeit durch ein Parallelgestänge (87) einstellbar ist, welches mit dem Drosselhebel (8M) für die Drosselklappe des Hauptvergasers einstellbar ist.
19. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 12 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß an eine weitere Zuführungsleitung (89) an einer durch ein Rückschlagventil (90) gesteuerten Zuführungsöffnung (91) in mittlerer Höhe der Zylinderwand ein Behälter (92) mit wenigstens einer Kammer (93, 9¹O für einen Vorrat für einen weiteren, brennbaren Stoff angeschlossen ist und in dem wenigstens einen Verbindungsrohr (97, 98) zu der weiteren Zuführungsleitung (89) Dosierventile (95> 96) angeordnet sind.

1300U/0S47
20. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ventil (96) in Abhängigkeit vom Unterdruck hinter einer Drossel (100) im Einlaßkanal beeinflußbar ist.
21. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dosierventil (95) in Abhängigkeit von der Einstellung des Fahrpedals (102)/und vom Unterdruck im Vergaser (5) des Einlaßkanals (6) beeinflußbar ist.
22. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und gegebenenfalls einem der Ansprüche 6 bis 11 oder 12 bis 16, gekennzeichnet durch wenigstens eine ventilgesteuerte Zuführungsleitung (38, 47), die an Einströmöffnungen (39, 46) zwischen den Ventilsitzen (4, 5) angeschlossen und andererseits mit Behältern (40, 48) verbunden ist.
23. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorratsbehälter (33, 34, 48, 71, 81) oben eine Belüftungsöffnung (35, 36) aufweist und eine Zuführungsleitung als Saugrohr bis über den Boden reichend eingeführt ist.
24. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Vorratsbehälter (33, 34, 40, 48, 8l) für einen Vorrat eine Fördervorrichtung (4l, 49) angeordnet ist, die zu einer äußeren Mündung eines Zuführungsrohres vorgesehen ist, wobei die Fördervorrichtung zugleich ein Dosierelement für die Zuführung der Menge des zusätzlichen Stoffes bildet.

/+ vorgesehen

1300U/0547

2937341
25· Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 13» 16 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierventil (60) in einer Zuführungsleitung (32) mit einer Abgassonde (62) zwecks Einstellung in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung verbunden ist.
26. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 und 6 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Einspritzeinrichtung oder im Vergaser vorgesehene Düse für die Benzineinführung auf etwa halbe Größe gegenüber der üblichen Ausführung verkleinert ist.
27. Verbrennungskraftmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 26 mit einem umlaufenden Kolben in Form eines Kreiskolbenmotors, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einlaßkanal zwei Zuführungsleitungen (25, 113) münden, von denen eine mit einem Vorratsbehälter (H¹O für einen weiteren, zusätzlichen Stoff verbunden ist, wobei bei mittiger Anordnung einer Zündeinrichtung (110) in der Stirnwand des Arbeitsraumes die Zuführungsleitungen (25, 113) an den Außenseiten des Einlaßkanals (108) möglichst nahe an Seitenwänden des Gehäuses (107) angeordnet sind.

1300U/05A7