CH307098A - Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor zur Ausübung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors und Verbrennungsmotor zur Ausübung  des Verfahrens.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zum Betrieb eines Verbrennungs  motors, der wenigstens einen Kolben und  einen Zylinder aufweist und mit einer Vor       -          richtung    versehen ist, in der die Verbren  nungsluft ausserhalb des Zylinders kompri  miert wird. Ferner wird die Luft vor dem  Eintritt in den Zylinder unter konstantem  Druck durch die Abgase des Motors in einem  Wärmeaustauscher erhitzt. Ein weiterer Ge  genstand der Erfindung ist ein Verbrennungs  motor zur Ausübung des Verfahrens.  



  Bei einem solchen bekannten Verbren  nungsmotor wird der Kraftstoff in eine spe  zielle Kammer eingespritzt, bevor alle Luft in  den Zylinder eingelassen wird, nämlich     vor     oder unmittelbar beim Anfang des Expan  sionshubes. Dieser Motor hat dadurch einen  grossen schädlichen Raum.  



  Weiter ist ein ähnlicher Verbrennungs  motor bekannt, bei welchem jedoch im Zylin  der ein Regenerator angeordnet ist, um die  Luft bis zur Zündungstemperatur des Kraft  stoffes zu erhitzen, wodurch auch dieser  Zylinder einen grossen schädlichen Raum auf  weist. Bei diesem Motor erfolgt die Ein  spritzung des Kraftstoffes, wenn der Zylinder  mit Heissluft gefüllt ist und findet die Ent  zündung durch die hohe Temperatur der er  hitzten Luft statt.  



  Durch die Erfindung sollen diese Nachteile  vermieden werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren, bei  welchem eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung         verwendet    wird, welche die     Kraftstoffzufuhr     so reguliert, dass die     Verbrennung    unter  einem Druck, der nicht höher als der der ein  tretenden Luft ist, erfolgt, zeichnet sich da  durch aus, dass der Kraftstoff unmittelbar in  den Zylinder eingespritzt wird, nachdem die  Heissluft in den Zylinder eingelassen wurde,  wobei die Temperatur der Luft derart hoch  ist, dass der in den Motorzylinder eingelassene  Kraftstoff in der Luft entzündet wird.  



  Der Verbrennungsmotor zur Ausübung  des Verfahrens ist dadurch     gekennzeichnet,     dass er eine     Kraftstoffeinspritzvorrichtimg     aufweist, welche den Kraftstoff unmittelbar  in den Zylinder einspritzt.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel des Verbrennungsmotors dargestellt,  an Hand welchem das Verfahren nach der  Erfindung beispielsweise erläutert wird.  



       Fig.1    ist eine schematische Darstellung  des Motors mit Zubehör,       Fig.    2 ist ein theoretisches Diagramm des  Kreisprozesses im Motor, und       Fig.    3 ist gleichfalls ein theoretisches Dia  gramm des     Druc11verlaufes    im Motorzylinder.       El    ist ein     Dreistufenkompressor,    der derart  ausgebildet ist,     da.ss    die darin befindliche Luft       polytropisch,    jedoch möglichst     isothermisch     komprimiert wird.

   Zu diesem Zwecke wird die  Luft während des     Komprimierens    und wäh  rend des     überströmens    von der ersten zur  zweiten     und    von der zweiten zur dritten Stufe  gekühlt, so dass sie beim     Einströmen    in die  dritte Stufe etwa, dieselbe Temperatur hat.      wie die aus der Aussenluft angesaugte Luft.  Nach der dritten Stufe wird die Luft nicht  mehr gekühlt, sondern dem     Wärmeaustau-          scher    B durch eine Druckleitung zugeführt,  in dem die Luft die Wärme der Abgase des  Motors aufnimmt.  



  Die in dieser Weise erhitzte und kompr     i-          mierte    Luft strömt dann in den Zylinder C  ein, und zwar in dem Augenblick, wenn das  Einlassventil des Zylinders geöffnet wird.  Dieses Öffnen erfolgt gerade dann, wenn der  Kolben annähernd seinen obern Totpunkt er  reicht hat. Nach Füllen des Zylinders und  nachdem das     Einlassventil    geschlossen wurde  oder evtl. schon vorher wird Kraftstoff un  mittelbar in den Zylinder eingespritzt, welcher  sofort in der erhitzten komprimierten     Luft     entzündet wird. Die Verbrennung wird durch  die Kraftstoffzufuhr so gesteuert, dass sie an  nähernd bei gleichem Druck erfolgt, der nicht  höher als der der eintretenden Luft ist.  



  Nachher findet bei gesehlossenem Einlass  ventil die Expansion der Verbrennungsgase  statt und das Auspuffventil wird     ansehlie-          ssenc    geöffnet. Während des Rückganges des  Kolbens werden die Verbrennungsgase     aus     dem Zylinder C durch den Wärmeaustauscher  P getrieben, wo sie Wärme an die aus dem  Kompressor strömende komprimierte Luft  abgeben.  



  Fig. 2 zeigt das Druckdiagramm des Kreis  prozesses.  



  Die Kompression in der Niederdruckstufe  des Kompressors fängt bei 1 an, wo ein Druck  P1, ein Volumen V1 und eine Temperatur  T1 herrscht. Diese Kompression verläuft an  nähernd isothermiseh, was durch intensive  Kühlung erreicht wird. Die Kompression wird  bis zu einem     bestimmten    Druck fortgesetzt,  zum Beispiel wie veranschaulicht bis zu  3,5 kg/cm2. Nachher wird die Luft ohne Kom  pression weiter gekühlt und nimmt dement  sprechend ein kleineres Volumen ein, das  durch den Punkt 2 veranschaulicht wird. An  schliessend erfolgt die weitere Kompression  im Mitteldruckzylinder, wo ein bestimmter  Druck, zum Beispiel 13,5 kg/emê wie in der  Zeichnung veranschaulicht ist, erreicht wird.

      Durch erneutes Kühlen nimmt die Luft das  Volumen 3 ein, worauf die Hochdruckkom  pression anfängt, die sich bis zu 4 fortsetzt,  in welchem Punkte Druck, Volumen und Tem  peratur mit P4, V4 und T4 bezeichnet sind.  



  Anschliessend wird die Luft in den  Wärmeaustauscher B geführt, in dem sie er  hitzt wird und sieh zu einem Volumen aus  dehnt, das mit 5 bezeichnet ist, wobei der  Druck, das Volumen und     die    Temperatur mit  P5, V5 und T5 bezeichnet sind. Nach diesem  Punkt 5 erfolgt die Verbrennung, wodurch  das Volumen bis 6 vergrössert wird, bei wel  chem Punkt der Druck, das Volumen     und    die  Temperatur mit P6, V6 und T6 bezeichnet  sind. Die nachfolgende Expansion bringt eine  Entspannung bis zu     denn    mit 7 bezeichneten  Punkt, indem der Druck, das Volumen und  die Temperatur mit P7, V7 und T7 bezeichnet  sind. Anschliessend findet der Auspuff statt,  und der Ausgangspunkt 1 wird wieder er  reicht.  



  In Fig. 3 ist. der Druckverlauf im Zylinder  des Motors, der im Zweitakt arbeitet, dar  gestellt.  



  In dem Punkte 10 fängt der Auspuffkub  an, währenddessen der Druck bis zu dem  Punkt 11 unverändert bleibt. Durch die  Öffnung des Einlassventils steigt der Druck  bis zu dem Punkt 12 an, so dass der geringe  schädliche Raum mit Luft gefüllt wird, deren  Druck demjenigen der aus dem     Wärmeaus-          tauseher    strömenden Luft entspricht. Dann  bewegt. sich der Kolben bis     auf    13     zuriiek,     worauf das     Einla.ssventil    sieh schliesst, und  nach der     Kraftstoffeinspritzun-    setzt die  Verbrennung ein.

   Diese erfolgt unter Ver  grösserung des Verbrennungsraumes, unter       annähernd    konstantem Druck bis Punkt     1-l,     worauf die     Verbrennungsgase    bis 15     expan-          dieren.    Schliesslich öffnet sieh bei 15 das Aus  puffventil, so dass ein     Druekausgleieh    bis 10  stattfindet.

Claims (1)

1. PATENTAN:SPRL'CIIE I. Verfahren zum Betrieb eines Verbren nungsmotors mit wenigstens einem Kolben und Zylinder sowie mit einer Vorrichtung, in der die Verbrennungsluft ausserhalb des Zylinders komprimiert und einem Wärme austauscher zugeführt wird, in welchen die Luft durch die Abgase des Motors unter kon stantem Druck, bevor sie in den Zylinder ge langt, erhitzt wird, wobei eine Kraftstoffzu- führvorriehtnng verwendet wird, welche die Kraftstoffzufuhr so reguliert, dass die Ver- brennung unter einem Druck, der nicht höher als der der eintretenden Luft ist, erfolgt,

   da- dtnch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff un mittelbar in den Zylinder eingespritzt wird, nachdem die Heissluft in den Zylinder ein- gelassen wurde, wobei die Temperatur der Luft derart hoch ist, dass der in den Motor zylinder eingelassene Kraftstoff in der Luft entzündet wird. II. Verbrennungsmotor zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe eine Kraftstoff- einspritzvorriehtung aufweist, welche den Kraftstoff unmittelbar in den Zylinder ein spritzt.