DE3328584A1

DE3328584A1 - Dieselmotor mit einem effektiven verdichtungsverhaeltnis, das dem geometrischen verdichtungsverhaeltnis im wesentlichen gleich ist

Info

Publication number: DE3328584A1
Application number: DE19833328584
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Alfa Romeo Auto SpA; Alfa Romeo SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1982-08-18
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1984-02-23
Also published as: GB2125483B; GB8320752D0; IT8222886A0; IT1152504B; FR2532003B1; US4509466A; FR2532003A1; GB2125483A

Description

Beachreibung

In dor Regel werden für Dieselmotoren hochwertige geometrische Verdichtungsverhältnisse (Verhältnis zwischen grösstem und kleinstem Volumen im Zylinder) angewandt, um die Zündschwierigkeiten des Dieselkraftstoffes beim Kaltstart des Motors zu überwinden. Hierbei haben die "/andverluste ein anteilmässig grösseres Gewicht und es sind am Ende der Verdichtung' höhere Drücke als nach 7/armlauf des Motors erforderlich., damit die Lufttemperatur auf die zum Zünden des Dieselkraftstoffes notwendigen Tferte steigen kann.

Diese hohen geometrischen Verdichtungsverhältnisse sind erforderlich, um genügend hohe effektive Verdichtungsverhältnisse zu erreichen. Da nämlich letztere vom Verhältnis zwischen Luftvolumen im Augenblick, in dem das Einlassventil schliesst, und Luftvolumen am o.T. bei Ende der Verdichtung abhängen, können sie schliesslich gleich oder leicht höher als das geometrische Verdichtungsverhältnis nur bei de\i Betriebsbedingungen sein, bei welchen die Füllung der Zylinder durch Kesonans erscheinunger- ur.d Trägheitswirkung en begünstig: wird, während bei den anderen Betriebsbedingungen, und besonders beim Anlassen, die effektiven Verdichtungsverhältnisse niedriger als das geometrische Verdichtungsverhältnis sind, weil ein 'I'eil der Luft wahrend des ersten Teils des Verdichtungshubes -.ve ge η der Verzögerung beim Schliessen des Einlassventils in die Ansaugleitung zuruckfliesst.

Sind aber die geometrischen Verdichtungsverhältnisse hoch, so-bereitet die Serienfertigung der Siotoren grossere ochvrierigkeit,en, weil die Eearbeitu"'¹-^ und die Montage mehr Genauigkeit verlangen, wenn man zwischen den wirklichen '.erten und den. für die einzelnen Zylinder eine.3 Motors und für veröchie-

dene Motoren vorgesehenen Werten go wenig Abweichungen wie möglich haben will.

Um den Nachteilen der gewöhnlichen Konstruktionen abzuhelfen, wurde ein Dieselmotor mit einem effektiven Verdichtungsverhältnis geschaffen, das dem geometrischen Verdichtungaver-' hältnis im wesentlichen gleich ist, da die einzelnen Ansaugleitungen des r.iotors mit automatischen Rückschlagventilen versehen sind, die dazu geeignet sind, den Luftfluss nach aussen zu verhindern, und unmittelbar vor und in Reihe mit den normalen Einlassventilen angeordnet sind.

Die Rückschlagventile schliessen die Ansaugleitung, »verm zwischen innen und aussen ein positiver Üruc¹cuntercchied eintritt, und setzen daher die Luftmenge, die während des ersten Teils des Verdichtungshubes -.vegen der Verzögerung beim Schliessen des Einlassventils s.us dem Zylinder nach aussen zurückfliessen karri, auf ein Mindestmass herab. Das Ergebnis ist ein höherer Füllungsgrad der Zylinder auch bei den niedrigen Motordrehzahlen und eine Zunahme des effektiven Verdichtungsverhältnisses, so dass man ein viel niedrigeres geometrisches Verdichtungsverhältnis mit Verbesserungen auf den Gebiet der Reihenfertigungen wählen kann.

Mit einem kleineren geometrischen Verdichtungsverhältnis erzielt man auch eine Verbesserung der thermo.'iynrirnisehen i'akfcleistung, und zwar aufgrund der kleineren 'Vrjidverluste, da auch das Verhältnis zwischen Fläche und Volumen der Verbrennungskammer kleiner ist.

7/enn man anderseits bei Anwendung der oben erwähnten Rückschlag ν entile ein hochwertiges geometrisches Verdichtungsverhältnis aufrechterhalt, kann men den Dieselmotor auch bei

sehr niedrigen Raumtemperaturen ohne Schwierigkeiten einlassen.

Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemässen Gegenstandes werden anhand der beiliegenden Figuren 1 und 2 näher beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung als nicht beschränkendes Beispiel darstellen. Ss zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäss hergestellten Dieselmotor mit Vorkammer in einem 5eilschnitt nach einer Längsebene, und

Fig. 2 eine Schnitt ansicht nach der Linie H-II vor. Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 10 der Motorblock, mit 11 die Laufbuchse eines Zylinders, mit 12 die Kammer für das Kühlmittel des betreff erxLen Zylinders, mit 13 der Kolben, -r.it 14, 15, 15 die Kolbenringe, mit 17 der Pleuelkopf und mit l£ der Kolbenbolzen bezeichnet.

I»!it 19 ist die im Kolbenboden ausgebildete Verbreniungsk2niner, mit 20 die im Zylinderkopf 21 ausgebildete Vorkammer und mit 22 die zwischen Kolben, Zylinder und Kopf liegende Verbrennungskammer bezeichnet«

In Fig. 1 sieht man die in der Vorkammer 20 angeordnete Glühkerze 23, während die ebenfalls in dieser Kammer angeordnete Dieselkrcftstoff-Sinspritzdüse nicht dargestellt ist.

Mit 24 ist eine der Stiftschrauben bezeichnet, die den Kopf 21 am Γιίοtorblock 10 befestigen, und mit 25 und 26 sind die Kammern für das Kühlmittel des Zylinderkopfes bezeichnet.

Mit 27 ist das Einlassventil, «rit 28. der Sitz, mit 29 die Führung und mit 30 die Rückholfeder des Ver.bils bezeichnet.

In der Figur ist mit 31 die im Kopf ausgebildete Ansaugleitung und mit 32 ein Block von automatischen Rückschlagventilen bezeichnet, die zusammen mit dem Anschluss 34 der Ansaugleitung mit Zwischenlegung der Dichtung 33 am. Kopf 21 angeflanscht sind.

Wie ö-uch in Fig. 2 ersichtlich, besteht der Rückschlagventilblock 32· aus neben- und aufeinander angeordneten Reihen von federnden Lamellen 35 und Kanälen 36 mit bogenförmigem Boden, die mittels Bolzen 38 und Muttern 40 paketartig an einem Tragrahmen 37 befestigt sind. Die Lamellen 35 sind leicht vorgespannt und stützen sich auf die freien riänder der Kanäle 361 um sie abzusperren.

Yi'ahrcnd des Einlasshubes des Kolbens 13 entsteht zwischen den Leitungen 34 und 31 ein positiver Druckunterschied, der - wenn, er einen Kindestv/ert überschreitet - die Lamellen 35 anhebt, die Kanäle 36 öffnet und den Zylinder 11 mit Luft beschickt.

Y/ird dieser Druckunterschied gleich Null oder sogar negativ, so schliessen die Lamellen 35 die Kanäle 36 v/ieder und verhindern den Rückfluss von Luft aus der Leitung 31 zur Leitung 34.

Die Luft, die dazu neigen wurde, während des ersten Teils des Verdichtungshubes wegen der Verzögerung beim Schliesser. des Einlassventils in d.ie Ansaugleitung 34 zurückzufliessen, Y/ird äehcT durch das Schliessen der Lamellen 35 abgesperrt und ist v/egen des leichten, in der Leitung 31 entstehenden Überdruckes gezwungen, im Zylinder 11 zu bleiben.

.Die Folge ist ein höherer Füllungcgrad des Zylinders und ei-

ne Zunahme des effektiven Verdichtungsverhältnisses "bis zu Werten, die a.uch bei den niedrigem Drehzahlen und bei Kaltstart des Uotoro im weεentliehen denjenigen des geometrischen Verdichtungsverhältnissee, entsprechen.

Die in die Leitung 31 zurückflionsende Luft wird an Anfang des anschliessenden Einlasshube;.; v/ieder vom Zylinder angesaugt und, dank ihrem leichten Überdruck, trägt sie zum Ausstossen der in Zylinder vorhandenen Verbrennungsgase mit einer guten Spülv.'irkung auch bei den niedrigen Drehzahlen bei«

In Pig. 1 ist der Kolben 13 in der o.T.-Lage, die eine:¹: geometrischen Verdichtungsverhältnis von 18:1 entspricht, mit einer Yollinien, und in der o.T.-L^ge, die eir.era geometrischen Verdichtungsverhältnis von 22:1 entspricht, mit einer Strichpunktlinie dargestellt. Ohne die erfindungsgemessen Rückschlagventile 32 in der Ansaugleitung 31 unmittelbar vor dem Einlassventil 27, v/äre 22:1 das für einen richtigen KnItstart erforderliche geometrische Verdichtungsverhältnis.

5s ?/irü darauf aufmerksam gemacht, dass der Abstand zwischen den bcidc.i dargestellten Lagen vergrossert v.urde, um der. Unterschied zwischen den beiden Zuständen hervorzuheben.

Die vorgeschlagene Lösung -iveist auch den Vorteil auf, dass sie - v/ie gesagt - eine Herabsetzung der 'Yandverluste gestattet, weil das Verhältnis zwischen Fläche und Volumen der Verbrennungskammer kleiner als im Fall eines höheren geometrischen Verdichtungsverhältnisses ist.

Kit dieser Lösung kann ausserdem die Verzögerung beim Schliessen des Einlassventils vergrössert werden, ohne den .voluinotrisehen 'Yirkungsgrad zu beeinträchtigen, vielmehr mit

dem indirekten Vorteil, wegen der längeren Dauer der Winkel-Öffnungszeit des Einlassventils seine Hubhöhen bei gleichen Beschleunigungen zu erhöhen.

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPl.-ING. W. EITLE . OR.RE R. NAT. «.HOFFMANN · DIPl.-ING. W. IEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEILASTRASSE A ■ D-8000 MO NCHEN 81 · TELEFON (089) 9> 1087 · TELEX 05-29Ü9 (PATHE)

39 040/1

ALFA ROMEO AUTO S.p.A.

Dieselmotor mit einem effektiven Verdichtungsverhältnis, das dem geometrischen Verdichtungsverhältnis im wesentlichen gleich ist.

Patentansprüche

M.J Dieselverbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass sein effektives Verdichtungsverhältnis dem geometrischen Verdichtungsverhältnis im wesentlichen gleich ist, wobei die einzelnen Ansaugleitungen des Motors mit automatischen Rückschlagventilen versehen sind, die dazu geeignet sind, den Luftfluss nach aussen zu verhindern, und unmittelbar vor und in Reihe mit den normalen Einlassventilen angeordnet sind.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die .Rückschlagventile aus neben- und aufeinander angeordneten

Reihen von Kanälen mit bogenförmigem Boden und leicht vorgespannten, federnden Lamellen bestehen, die sich auf die Ränder dieser Kanäle stützen, um sie abzusperren.