Verfahren zum Betrieb von Einspritzbrennkraftmaschinen mit Leichtbrennstoff. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mit Leichtbrennstoff, z. B.
Benzin, bei welchen der Brennstoff in flüssigem Zustande unmit telbar in die Luftladung des Zylinders, sei es in den Zylinderraum oder in die Luftein- lassleitung vor dem Einlassventil, derart ein gespritzt wird, dass aller auf einmal einge spritzte Brennstoff in derselben Luftladung und im gleichen Arbeitsspiel verarbeitet wird, und bei einem unter dem Selbstzün- dungsdruck liegenden Verdichtungsdruck durch eine zeitlich gesteuerte Zündvorrich tung entzündet wird.
Bekannt sind - Viertaktmaschinen mit einer geringen Überdeckung von Einlass beginn und Auslassende, von etwa 15 bis 20' auf den Kurbelwinkel bezogen, bei denen das Einspritzen des Brennstoffes erfolgt, un mittelbar bevor der Arbeitskolben seine äussere Totlage erreicht oder in dem Augen blick, in dem sich der Kolben in seiner äussern Totlage befindet, wenn der Auslass noch offen ist.
Bei diesen Maschinen muss ein gewisser Brennstoffverlust mit in Kauf genommen werden, weil ein Teil des einge spritzten Brennstoffes durch den noch geöff neten Auslass den Zylinder wieder verlässt, ohne zuvor Arbeit zu leisten. Auch ist in folge der geringen Überdeckung von Einlass beginn und Auslassende die Spülwirkung un genügend.
Um nun die Spülwirkung zu verbessern, wird vorgeschlagen, die Überschneidung von Einlassbeginn und Auslassende grösser zu wählen, als dies bisher üblich war. Um gleichzeitig Brennstoffverluste auszuschlie ssen, wird ausserdem so spät mit dem Ein spritzen begonnen, dass kein Brennstoff mehr nach dem Auspuff gelangen kann.
Dementsprechend umfasst die Erfindung die Verbesserung eines Verfahrens zum Be trieb von Viertaktbrennkraftmaschinen, wel che mit Leichtbrennstoff, z. B. Benzin, be- trieben -erden und bei denen der Brenn stoff unmittelbar in den Zylinderraum oder in einen mit diesem in Verbindung stehen den Nebenraum oder in den Raum unmittel bar vor dem Einlassventil eingespritzt und das Brennstoffluftgemisch durch eine Zünd kerze zeitlich gesteuert entzündet wird.
Nach der Erfindung öffnet der Einlass früher als bisher vor dem Auslassende und mit der Brennstoffeinspritzung wird frühe stens knapp vor Schluss der Auslassöffnung begonnen, so dass kein Brennstoff in den Auslass gelangen kann. Dadurch kann man eine ausgezeichnete Spülung ohne Brennstoff verluste und eine bedeutende Leistungserhö hung bei geringem Brennstoffverbrauch er zielen.
Das oben für Viertaktmaschinen geschil derte Verfahren lässt sich sinngemäss auch für Zweitaktbrennkra.ftmasehinen anwenden. Die normale Merdeckung von Zweitakt maschinen für Leichtbrennstoffe und Fun- kenzeitzündung beträgt etwa<B>1.10'.</B> Die Er findung umfasst also auch ein Verfahren zum Betrieb von Zweitaktbrennkraftmasclri- nen,welche mit Leichtbrennstoff, z. B. Ben zin, betrieben werden und bei denen der Brennstoff unmittelbar in den Zylinderraum oder in einen mit diesem in Verbindung ste henden Nebenraum, z.
B. in eine Vorkammer, Wirbelkammer oder in eine besondere Ven tiltasche eingespritzt wird und die Über schneidung von Einlassbeginn und Auslass beträgt mehr als 110 auf den Kurbelwinkel bezogen. Die Erfindung ist sowohl für Zwei- taktbrennkraftmaschinen mit Spülung durch ein Gebläse, als auch für Maschinen ohne Gebläse brauchbar, bei welchem zweckmässig durch ausserordentlich rasches Öffnen des Auslasses und gleich darauf folgendes Off nen des Einlasses der Saugzug der abziehen den Abgase zum Ansaugen der Spülluft her angezogen wird.
Es entsteht im Zylinder raum unmittelbar nach dem Öffnen des Aus- lasses ein Unterdruck, welcher die Spülluft ansaugt, welche im Zylinder keinen wesent lichen Widerstand eines Abgaskissens zu überwinden hat.
Eine solche Spiilweise ist auch von Vorteil, wenn ein Gebläse vorhan den ist, da die eintretende Spülluft nicht auf den Widerstand eines Abgaspolsters stösst, so dass der Gebläsedruck niedriger wird. Es eignet sich die Spülweise mit Hilee des Saugzuges der Abgase insbesondere für Flugmotoren, weil die Abgase im Auspuff- rohr infolge der geringeren Luftdichte in grö sserer Höhe ebenfalls nur einen geringen Atistritts\vider:stand vorfinden.
Im folgenden werden an Hand der Zeich nung zwei Ausführungsbeispiele des Ver fahrens nach der Erfindung beschrieben: Fig. 1 zeigt ein Kurbeldiagramm für einen Viertaktmotor und Fig. 2 für einen Zweitaktmotor.
In Fig. 1 entspricht die Linie X-X zwei vollen Umdrehringen der Kurbelwelle, einen Arbeitshub I, einem Auspuffhub II, einen Ansaugehub III und einen Verdich tungshub IV einschliessend.<I>To</I> bezeichnet die @irrssern und TZC die innern Totlagen des Ar beitskolbens.
A' kennzeichnet das Öffnen und A" das Schliessen des Auslasses. Ent sprechend kennzeichnet E' das Öffnen und E" das Schliessen des Einlasses. Bei Z er folgt die Zündung.
Wie die Fig. 1 zeigt, überdecken sich die Aus- und Einlassperiode im Bereich x des äussern Totpunktes zwischen dem Auspuff hub II und dem Ansaugehub III während einer Kurbeldrehung von etwa 60 .
In dem Augenblick, in welchem die Auslassöffnung bei A" geschlossen wird, setzt der Einspritz- vorgang bei S" ein und endigt bei S". Durch die 11berdeckung x wird eine Spülung des Kompressionsraumes ermöglicht. Ein Ver lust von Brennstoff ist durch die späte Ein spritzung vermieden. Der Einspritzvorgang kann auch etwas früher, unmittelbar vor dem Schliessen des Auslasses, beginnen. Ebenso kann der Einspritzvorgang früher endigen.
Wieviel er vorher einsetzen darf, ohne da-ss ein Brennstoffverlust möglich ist. hängt da von ab, welchen Weg die eingespritzten Brennstoffteilchen durch die Spülluft mit gerissen, von der Einspritzdüse bis zur Aus- lassi;ffnung zurückzulegen Haben. Wesentlich ist, dass kein Brennstoff in den Auspuff ge langen kann.
In Fig. 2 entspricht die Linie X-X einer Umdrehung der Kurbelwelle und der Aus- und Einlassbeginn und -schluss A', A", E", E" werden symmetrisch zum innern Tot punkt<I>Tu</I> zwischen Expansionshub I und Verdichtungshub II zum Beispiel durch den Kolben gesteuert.
Die Überdeckung von Aus- u.nd Einlassdauert während etwa 110 Kurbel- drehung. Die Brennstoffeinspritzung S'-S" vollzieht sich nach Schluss der Auuslass- öffnung und die Zündung erfolgt bei Z.
Das Öffnen und Schliessen der Aus- und Einlassöffnungen kann durch den Kolben, durch Ventile, eine bewegliche Zylinderlauf büchse oder durch Drehschieber, auch un symmetrisch zu den Kolbentotpunkten erfol gen. Das Spülen kann nach dem Querstrom-, dem Gleichstrom- oder dem Umkehrverfah ren erfolgen.
Method for operating injection internal combustion engines with light fuel. The invention relates to a method for operating internal combustion engines with light fuel, e.g. B.
Gasoline, in which the fuel in the liquid state is injected directly into the air charge of the cylinder, be it in the cylinder chamber or in the air inlet line in front of the inlet valve, in such a way that all fuel injected at once is in the same air charge and in the same Working cycle is processed, and is ignited by a time-controlled ignition device at a compression pressure below the self-ignition pressure.
Are known - four-stroke machines with a slight overlap of inlet and outlet end, from about 15 to 20 'based on the crank angle, at which the fuel is injected, un indirectly before the working piston reaches its outer dead center or in the moment in which the piston is in its outer dead position when the outlet is still open.
With these machines a certain loss of fuel has to be accepted because part of the injected fuel leaves the cylinder through the still open outlet without doing any work beforehand. As a result of the small overlap of the inlet beginning and outlet end, the flushing effect is insufficient.
In order to improve the flushing effect, it is proposed to select the overlap of the inlet start and outlet end to be greater than was previously the case. In order to exclude fuel losses at the same time, the injection is started so late that no more fuel can get to the exhaust pipe.
Accordingly, the invention comprises improving a method for loading four-stroke internal combustion engines, wel che with light fuel, for. B. gasoline, operated -erden and in which the fuel is injected directly into the cylinder chamber or in one of the adjoining rooms or in the room immediately in front of the inlet valve and the fuel-air mixture is timed ignited by a spark plug .
According to the invention, the inlet opens earlier than before before the outlet end and the fuel injection is started at least just before the end of the outlet opening, so that no fuel can get into the outlet. As a result, you can achieve excellent flushing without wasting fuel and a significant increase in performance with low fuel consumption.
The procedure described above for four-stroke machines can also be used for two-stroke combustion machines. The normal coverage of two-stroke machines for light fuels and spark ignition is about 1.10 '. The invention thus also includes a method for operating two-stroke combustion engines that run on light fuel, e.g. B. Ben zin, are operated and in which the fuel is directly in the cylinder space or in an adjoining room connected to this, z.
B. is injected into an antechamber, vortex chamber or a special Ven tiltasche and the intersection of the inlet start and outlet is more than 110 based on the crank angle. The invention can be used both for two-stroke internal combustion engines with purging by a fan and for machines without a fan, in which it is expedient to draw off the exhaust gases for sucking in the scavenging air by opening the outlet extremely quickly and then opening the inlet immediately is attracted.
Immediately after the outlet is opened, a negative pressure arises in the cylinder space, which sucks in the scavenging air which in the cylinder does not have to overcome any substantial resistance from an exhaust gas cushion.
Such a manner of flushing is also advantageous if a blower is present, since the scavenging air entering does not encounter the resistance of an exhaust gas cushion, so that the blower pressure is lower. The flushing method with the help of the induced draft of the exhaust gases is particularly suitable for aircraft engines, because the exhaust gases in the exhaust pipe also have only a slight resistance due to the lower air density at higher altitudes.
In the following two embodiments of the method according to the invention are described with reference to the drawing: Fig. 1 shows a crank diagram for a four-stroke engine and Fig. 2 for a two-stroke engine.
In Fig. 1, the line XX corresponds to two full rotation rings of the crankshaft, a working stroke I, an exhaust stroke II, an intake stroke III and a compression stroke IV including. <I> To </I> denotes the @irrssern and TZC the inner dead centers of the Working piston.
A 'denotes the opening and A "the closing of the outlet. Correspondingly, E' denotes the opening and E" the closing of the inlet. At Z he follows the ignition.
As FIG. 1 shows, the exhaust and intake periods overlap in the area x of the outer dead center between the exhaust stroke II and the intake stroke III during a crank rotation of about 60.
The moment the outlet opening at A "is closed, the injection process starts at S" and ends at S ". The overlap x enables the compression chamber to be flushed. A loss of fuel is due to the late start The injection process can also start a little earlier, immediately before the outlet closes, and the injection process can also end earlier.
How much he can use beforehand without a loss of fuel being possible. depends on the path the injected fuel particles have to cover through the scavenging air, from the injection nozzle to the outlet opening. It is essential that no fuel can get into the exhaust.
In Fig. 2, the line XX corresponds to one revolution of the crankshaft and the outlet and inlet start and end A ', A ", E", E "are symmetrical to the inner dead point <I> Tu </I> between expansion stroke I and Compression stroke II controlled for example by the piston.
The overlap of the outlet and inlet takes about 110 turns of the crank. The fuel injection S'-S "takes place after the outlet opening is closed and ignition takes place at Z.
The opening and closing of the outlet and inlet openings can be done by the piston, by valves, a movable cylinder liner or by a rotary valve, also asymmetrically to the piston dead centers. Flushing can take place according to the cross-flow, direct current or reverse method .