DE2703067A1

DE2703067A1 - Mehrtakt-ottomotor

Info

Publication number: DE2703067A1
Application number: DE19772703067
Authority: DE
Inventors: Peter R Dr Ing Kuhn
Original assignee: Kuhn peter R dr-Ing
Current assignee: Kuhn peter R dr-Ing
Priority date: 1977-01-26
Filing date: 1977-01-26
Publication date: 1978-07-27

Description

PATENTBESCHREIBUNG -

Anmelder: Dr.-Ing. Peter R. Kuhn, Prankeistraße 61

6940 Weinheim

Bezeichnung: Mehrtakt-Ottomotor

Einer der wesentlichen Nachteile der bekannten Viertakt-Otto-Motoren besteht darin, daß sie, im Gegensatz zunDieselmotor, durch Veränderung des Liefergrades geregelt werden müssen. Dies führt dazu, daß die Gaswechselarbeit im Leerlauf, aber auch im unteren Lastbereich, stark ansteigt und der mechanische Wirkungsgrad entsprechend abfällt. Dazu kommt, daß bei kleinem Liefergrad, vor allem im Leerlauf, mit kleiner Luftüberschußzahl gefahren werden muß, so daß der Gütegrad der Verbrennung schlecht ist.

Beides zusammen, nämlich schlechter mechanischer Wirkungsgrad und schlechter Gütegrad der Verbrennung führen zu hohem Verbrauch im Leerlauf und zu hohem spezifischen Verbrauch im unteren Lastbereich. Gleichzeitig ergeben sich große Mengen an Verbrennungsprodukten und Schadstoffen im Abgas.

Verbrauch und Abgasmenge im Leerlauf sowie im unteren Lastbereich zu verringern ist Ziel der vorliegenden Erfindung. Um dieses Ziel zu erreichen, sind bereits die verschiedensten Konstruktionen vorgeschlagen worden, bei welchen Arbeitsverfahren mit mehr als vier Takten Anwendung finden. Bei einer bekannten Konstruktion wird beispielsweise an den eigentlichen Arbeitstakt je ein weiterer Verdichtungs- und Expansionstakt angeschlossen, während welchen eine Restverbrennung ablaufen kann, so daß die Abgaswerte verbessert werden. Eine derartige Maschine arbeitet im Sechstakt. Es ist auch möglich, weitere Takte zur Nachverbrennung einzufügen, so daß sich ein 8- oder Zehntaktverfahren ergibt. Gleichzeitig verringert sich die Leistung, ohne daß der Liefergrad verringert werden muß.

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Ein Nachteil der bekannten Mehrtakt-Motoren besteht jedoch darin, daß ein Übergang von einem Arbeitsverfahren auf ein anderes, zum Beispiel von 4-Takt-Betrieb im oberen Lastbereich auf 6-Takt-Betrieb im unteren Lastbereich nur mit höchst komplizierten GaswechselSteuerungen zu verwirklichen ist.

Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß mit einem Einspritz-Ottomotor umgangen, der im oberen Lastbereich als normaler Viertaktmotor arbeitet, beim Unterschreiten einer bestimmten Grenzlast aber auf Achttaktbetrieb umschaltet, indem nur noch bei jedem zweiten Ansaugtakt Kraftstoff eingespritzt wird.

Die acht Takte sind dann die folgenden:

1) Ansaugen mit Benzineinspritzung

2) Verdichten des Gemisches (und Zündung)

3) Arbeitstakt

4) Ausschieben

5) Ansaugen ohne Benzineinspritzung

6) Verdichten reiner Luft (Leerzündung)

7) Expandieren der Luft

8) Ausschieben der Luft

Es ist selbstverständlich, daß bei dem erfindungsgemäßen Achttaktverfahren mit wesentlich höherem Liefergrad gefahren werden kann als bei gleicher Last im Viertaktverfahren. Der mechanische Wirkungsgrad ist daher besser und zusätzlich der Gütegrad der Verbrennung. Der spezifische Verbrauch ist also geringer· Gleichzeitig ergeben sich geringere Abgasmengen.

Zusätzlich bietet das erfindungsgemäße Achttaktverfahren den Vorteil einer sehr guten Kühlung, insbesondere der heißesten Teile der Brennraumwand, nämlich des Auslaßventils und des Kolbenbodens. Dies wirkt sich u.a. günstig auf die Lebensdauer der betroffenen Teile sowie des Motoröles aus. Außerdem wird die Kühlleistung verringert.

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Bei Motoren mit großer Zylinderzahl und von Natur aus gutem Ungleichförmigkeitsgrad kann im untersten Lastbereich auch im Zwölftakt gearbeitet werden, indem nur bei jedem dritten Ansaugtakt Kraftstoff eingespritzt wird. Sinngemäß können Zweitaktmotoren durch Übergang auf Viertakt oder Sechstaktbetrieb grob geregelt werden.

Der erfindungsgemäße Mehrtaktmotor kann auch als Kreiskolbenmotor ausgeführt werden.

Ein praktisch wichtiger, weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrtaktmotors besteht darin, daß das eigentliche Triebwerk sich von dem der gebräuchlichen Motoren nicht wesentlich unterscheidet, so daß bereits bewährte Motoren verwendet werden können. Sie müssen lediglich mit einer Einspritzanlage versehen werden, die es gestattet, je nach geforderter Leistung entweder bei jedem Ansaugtakt einzuspritzen (Viertaktbetrieb) oder nur bei jedem zweiten (Achttaktbetrieb). Dazu kommt eine entsprechende Regeleinrichtung.

Selbstverständlich muß zusätzlich der Liefergrad verändert werden, um stufenlos regeln zu können. Die unteren Liefergradbereiche mit den geschilderten, nachteiligen Folgen werden jedoch vermieden.

Aus der Tatsache, daß ein wesentlicher Teil des Kraftstoffverbrauches durch den hohen spezifischen Verbrauch im unteren Teillastbereich bedingt ist und daß nahezu die gesamte Schadstoffemission innerhalb der Städte in diesem Betriebsbereich entsteht, ergibt sich der besondere Wert der Erfindung für Kraftfahrzeuge mit Ottomotor.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE l ΙΌΟΌΌ Ι

Mehrtakt-Ottomotor, bestehend aus einem herkömmlichen Viertakt-Ottomotor, einer Einspritzanlage und einer Regeleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb einer bestimmten Grenzlast nur bei jedem zweiten Ansaugtakt Kraftstoff eingespritzt wird, so daß der Motor im Achttaktverfahren arbeitet.
2. Mehrtakt-Ottomotor, bestehend aus einem herkömmlichen Zweitakt-Ottomotor, einer Einspritzanlage und einer Regeleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Lastbereich nur bei jedem zweiten Ansaugvorgang Kraftstoff eingespritzt wird, so daß der Motor im Viertaktverfahren arbeitet.
3. Mehrtakt-Ottomotor nach den Ansprüchen 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß im untersten Lastbereich nur bei jedem dritten Ansaugtakt bzw. Vorgang Kraftstoff eingespritzt wird, so daß der Motor im Zwölf- bzw. Sechstaktverfahren arbeitet.

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ORIGINAL INSPECTED