DE1145857B - Dosier- und Mischvorrichtung fuer den Kraftstoff bei Saugrohr-Einspritzbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

R 26779 Ia/46c²

ANMELDETAG: 24. NOVEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 21. MÄRZ 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckzerstäubung von Kraftstoff in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine, bei welcher die im Durchflußquearschnitt veränderbare Zumeß- und zugleich Zerstäuber-Düse den Kraftstoff nicht unmittelbar in das Saugrohr, sondern durch eine zwischen Düse und Saugrohr vorgesehene, mit Primärluft gespeiste Kraftstoff-Luft-Mischkammer hindurch abgibt.

Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei einer älteren Vorrichtung wird der Querschnitt der Zerstäuber-Zumeß-Diise von einer Nadel verändert.

Auf mit Zumeß-Nadeln zusammenarbeitende Zumeß-Düsen hat die Erfindung keinen Bezug. Vielmehr wird vorliegend der Steuerung des Querschnittes der Zerstäuber-Zutneß-Düse mittels eines Schiebers der Vorzug gegeben. Ein solcher kann als unempfindlicher, z. B. gegen Verstopfungsgefahr, gelten als eine nadelgesteuerte Düse mit einem Querschnitt in Form eines schmalen Ringes. Auch läßt sich mit einem Regelschieber, falls gewünscht, ein vollständiges Schließen der Düse erreichen. Wie gesagt, erfolgt im Rahmen der Erfindung die Steuerung des Querschnittes der Zerstäuber-Zumeß-Düse mittels eines (für sich bekannten) Schiebers, wobei die Aufgabe besteht, den Zumeß-Schieber derart auszubilden, daß er gleichzeitig auch die Kraftstoff-Primärluft-Mischkammer in seinem Inneren aufnimmt.

Dieses Problem war bei dar bekannten Vorrichtung nicht gestellt; an sich ließen sich zwar Lösungen der gestellten Aufgabe angeben, welche nicht Gegenstand def vorliegenden Erfindung sind, doch ist es Zweck der letzteren, eine besonders vorteilhafte Lösung der Aufgabe anzugeben. Die Erfindung besteht darin, daß sowohl die Leitung für die Primärluft als auch eine am Ende der Kraftstoffleitung angeordnete Zumeß-Zerstäuber-Düse in eine Gleitfläche münden, welche von einem den Kraftstoffabgabequerschnitt der Düse vermindernden oder vergrößernden Regelschieber überschliffen wird, dessen Inneres eine Kraftstoff-Primärluft-Mischkammer aufweist, welche die Form eines Kegelstumpfes oder ähnlichen abgestumpften Verjüngungskörpers hat, dessen große und kleine Basis jeweils Mischkammer-Öffnungen darstellen, wobei die große Basis der Mischkammer derart der Gleitfläche zugewandt ist, daß sie sowohl der Primärluft als auch dem dosierten Kraftstoff den Zutritt zur Kammer gestattet, während die kleine Basis als Übertrittsöffnung des Primärgemisches in das Saugrohr dient.

Die kegelstumpfförmige Mischkammer mit ihrer kleinen, in das Saugrohr mündenden AustrittsöfEnung Dosier- und Mischvorrichtung

für den Kraftstoff
bei Saugrohr-Einspritzbrermkraftmaschinen

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Göggingen über Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 28. November 1958 (Nr. 780 355)

gewährleistet eine sehr feine und gleichmäßige Kraftstoffzerstäubung.

Ein besonderes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung besteht in der Art und Weise, in welcher der Schieber auf seine Gleitfläche angedrückt wird. Der Schieber wird durch eine Kraftkomponente angedrückt, die immer proportional der für seine Verlagerung aufgewendeten Kraft ist, für welchen Zweck Schneidenstege vorgesehen sind, welche mit der Gleitfläche einen im wesentlichen gleichbleibenden Winkel einschließen. Der Winkel der Schneidenstege kann so gewählt werden, daß die erforderliche Mindestandrückkraft erzielt wird; hierdurch wird die Reibungskraft des Schiebers auf seiner Gleitfläche auf einen geringstmöglichen Wert herabgesetzt, so daß sie einen niedrigstmöglichen Anteil der Betätigungskraft ausmacht.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dosier- und Mischschiebers beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen, in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine eingebauten Schiebers,
Fig. 2 eine Ansicht des Schiebers im Schnitt nach der Linie a-a in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers, bei

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welcher die Mischkammer die Form eines Umdrehungskörpers hat, der jedoch nicht kegelförmig ist,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform dies Schiebers, bei welcher die Mischkammer ein schiefer Kegelstumpf ist,

Fig. 5 einen Längsschnitt einer Ausführungsfonn des Schiebers, bei welcher die Mischkammer anschließend an einen ersten konvergierenden Kegel mit einem divergierenden Teil ausgebildet ist,

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie a-a, bei welcher die Kraftstoffdüse an der Gleitfläche mit einem dreieckigen Querschnitt mündet,

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie a-a, bei welcher die Kraftstoffdüse an der Gleitfläche mit einem rechteckigen Querschnitt mündet.

Die Anordnungen nach Fig. 3, 4 und 5 können mit denen nach Fig. 2, 6 und 7 kombiniert werden.

In Fig. 1 ist mit 1 ein metallener Block bezeichnet, der zur Aufnahme der Kraftstoffzuführungsleitung 2 und der Luftzuführungsleitung 3 dient. Die Kraft-Stoffzuführungsleitung 2 endet mit einer kalibrierten, eine Düse 4 bildenden Öffnung, welche ebenso wie die Luftzuführungsleitung 3 in eine Gleitfläche 5 mündet. Gegen diese Gleitfläche 5 wird ein Schieber 6 angedrückt. Dieser Schieber enthält eine Mischkammer 7, welche bei der dargestellten Ausführungsfonn die Form eines geraden Kegelstumpfes hat, jedoch auch, wie in Fig. 4 oder 3 dargestellt, die Form eines schiefen Kegelstumpfes oder die Form eines nicht kegelförmigen Umdrehungskörpers haben kann.

Der Kreis 8 an der großen Basis des Kegelstumpfes, der am besten in Fig. 2 sichtbar ist, verschließt teilweise die Kraftstoffdüse 4.

Die Bewegung des Schiebers 6 geschieht in Riehtung der Linie b-b (Fig. 2) längs eines nutzbaren Weges, der höchstens gleich dem Durchmesser der Düse 4 ist. Unter diesen Bedingungen erfährt die Luftzufuhröffnung 9 nur eine geringe Querschnittsveränderung, so daß der Luftzutritt in keiner Stellung des Schiebers unterbunden wird.

Der Kreis 10, d. h. die kleine Basis des Kegelstumpfes, bildet die Gemischauslaßöffnung. Die Querschnitte der drei Öffnungen, nämlich der Öffnung 4 für den Kraftstoff, der Öffnung 9 für die Luft und der Öffnung 10 für das Gemisch, sind jedoch voneinander nicht unabhängig, und es sollte der Querschnitt der Öffnung 10 immer größer sein als der der Öffnung 4, auch wenn sich der Schieber in der vollen Offenstellung befindet, und der Querschnitt der Öffnung 9 sollte immer mehrere Male größer sein als der der Öffnung 10, damit der in der Mischkammer? herrschende Druck sehr wenig von dem Druck in der Luftzuführungsleitung 3 abweicht, so daß durch eine Druckveränderung in der Misch- 5s kammer 7 die DurcMußrnenge des Kraftstoffes durch die Düse 4 nicht verändert wird und diese Durchflußmenge allein durch die Stellung des Schiebers bestimmt wird.

Der Schieber 6 ist unten und oben mit je einer Nut 11 bzw. 12 versehen, gegen die zwei Schneidenstege 13 bzw. 14 angedrückt werden, welche mit der Gleitfläche einen Winkel α einschließen.

Der Schneidensteg 13 wird durch eine Blattfeder

15 angedrückt, die sich einerseits gegen eine Achse

16 abstützt und andererseits gegen eine Schraube 17. Die Blattfeder 16 weist eine Einkerbung 18 auf, so daß sie nicht seitlich gleiten kann. Die Regelschraube 17 kann in ihrer Einstellung durch eine Gegenmutter 19 gesichert werden.

Der Schneidensteg 14 wird durch einen die Änderungen der Kraftstoffzumessung auslösenden Hebel 20 angedrückt, der nicht nachgiebig (verglichen mit 15) ist und welcher um eine Achse 21 schwenkbar ist. Seine Endlage wird durch eine Regelschraube 22 bestimmt, welche durch eine Gegenmutter 23 gesichert ist.

Der beschriebene Mechanismus ist mit dem Saugrohr 24 einer Brennkraftmaschine baulich vereinigt, durch welches die vom Motor angesaugte Luft hindiurchtritt und in welchem ein Druck herrscht, der niedriger als der (oder gleich dem) Außenluftckuck ist, je nach dem Öffnungsgrad der Luftdrosselklappe 25.

Die beschriebene Düse 4 weist im Falle der Fig, 2 eine kreisförmige Öffnung auf, kann jedoch auch mit einer von der Kreisform abweichenden öffnung ausgebildet sein und beispielsweise, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, die Form eines Dreiecks oder eines mehr oder weniger langgestreckten Rechtecks haben.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Durch das Einschrauben der Schraube 22 wird der Schieber 6 mittels des Hebels 20 und des Schneideinsteges 14 entgegen der Kraft der über den Schneidensteg 13 wirkenden Feder 15 nach unten verlagert. Die Feder 15 erfährt vorher (also fabrik- bzw. werkstattmäßig) durch Justierung der Schraube 17 ihre Grundeinstellung, die im Betrieb nicht mehr verändert wird. Die durch die Schneidensteige übertragene Kraft wird durch die Durchbiegung der Feder 15 bestimmt.

Wenn diese Kraft mit F bezeichnet wird, hat die Komponente, welche den Schieber gegen die Gleitfläche andrückt, den Wert 2 ■ F · sin a, wählend, die Reiibungskomponente, welche der Verschiebung des Schiebers entgegenwirkt, den Wert 2 · F ■ sin α · tg^ hat. Die verwendeten Werkstoffe sind so gewählt, daß der Wert des Reibungskoeffizienten tg φ so gering wie möglich ist, während der Winkel α, wie erwähnt, mit dem geringstmöglichen Wert gewählt ist. Unter diesen Bedingungen ist die störende Reibungskraft praktisch vernachlässigbar, und es ist die zur Verstellung der Schraube 22 erforderliche Kraft im wesentlichen gleich der Kraft F der Feder 15.

Wenn mit ρ der absolute Druck bezeichnet wird, der in der Ansaugleitung 24 herrscht, mit H der Außenluftdruck und mit P der Druck dies Kraftstoffs, so können folgende Betriebsfälle auftreten: 1. Wenn ρ gleich H ist, wenn die Drosselklappe 25 voll geöffnet ist, findet kein Ansaugen von Luft in der Leitung 3 durch dem Unterdruck statt, so daß die gesamte Mischenergie durch die Energie (Druckhöhe) des Kraftstoffs geliefert werden muß.

Vorausgesetzt, daß der Druck P auf einem ausreichenden Wert gehalten wird, hat der bei 26 dargestellte Kraftstoff strahl eine hohe Geschwindigkeit und berührt die Waod des Kegelstumpfes mit einem Winkel ß, der ausreichend klein gehalten ist, damit er fast ohne Verlust durch die öffnung 10 hindurch reflektiert wird. Unter diesen Bedingungen ist es der Strahl selbst, der eine Saugwirkung auf die Luft in der Leitung 3 ausübt und am Auslaß der öffnung 10 ein erstes Gemisch erzeugt, das ausreicht,

damit der Hauptluftstrom 27 eine gute Zerstäubung bewirkt.

2. Wenn ρ niedriger als H ist, d. h. wenn die Drosselklappe 25 teilweise geschlossen ist, wird Luft auch durch die Öffnung 10 hindurch augesaugt, deren Strömungsenergie mit derjenigen des Strahls 26 zusammenwirkt, um unmittelbar am Auslaß der Öffnung 10 die gewünschte Zerstäubung hervorzurufen.

Wenn der Wert von P konstant ist, ist die Durchflußmenge eine Funktion der Verschiebung des Schiebers, und zwar eine lineare Funktion in dem Falle, in welchem die Öffnung rechteckig ist, wie bei 4' in Fig. 7 gezeigt, eine quadratische Funktion in dem Falle, in welchem die Öffnung dreieckig ist, wie bei 4" in Fig. 6 gezeigt. Bei einer kreisförmigen Öffnung 4 (Fig. 2) verändert sich die Durchfiußmenge nach einem dazwischenliegenden Gesetz.
Selbstverständlich sollen die für den Schieber und den Block 1 verwendeten Werkstoffe unter der Wirkung der Luftfeuchtigkeit und der gegebenenfalls im Kraftstoff enthaltenen Produkte ausreichend korrosionsbeständig sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckzerstäubung von Kraftstoff in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine, bei welcher die im Durchflußquerschnitt veränderbare Zumeß- und zugleich Zerstäuber-Düse den Kraftstoff nicht unmittelbar in das Saugrohr, sondern durch eine zwischen Düse und Saugrohr vorgesehene, mit Primärluft gespeiste Kraftstoff-Luft-Mischkammer hindurch abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Leitung (3) für die Primärluft als auch eine am Ende der Kraftstoffleitung (2) angeordnete Zumeß-Zerstäuber-Düse (4) in eine Gleitfläche (5) münden, welche von einem den Kraftstoffabgabequerschnitt der Düse (4) vermindernden oder vergrößernden Regelschieber (6) überschliffen wird, dessen Inneres eine Kraftstoff-Primärluft-Mischkammer (7) aufweist, welche die Form eines Kegelstumpfes oder ähnlichen abgestumpften Verjüngungskörpers hat, dessen große und kleine Basis jeweils Mischkammer-Öffnungen darstellen, wobei die große Basis der Mischkammer (7) derart der Gleitfläche (5) zugewandt ist, daß sie sowohl der Primärluft als auch dem dosierten Kraftstoff den Zutritt zur Kammer (7) gestattet, während die kleine Basis als Übertrittsöffnung (10) des Primärgemisches in das Saugrohr (24) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) oben und unten mit zur Gleitfläche (5) parallelen Nuten (11, 12) versehen ist, gegen die Schneidenstege (13, 14) angedrückt werden, welche zur Gleitfläche so geneigt sind, daß die Kraftkomponente, welche das Bestreben hat, den Schieber gegen die Gleitfläche anzudrücken, immer ein konstanter Bruchteil derjenigen Kraft ist, welche seiner Verschiebung entgegenwirkt, wobei der eine der Schneidenstege (13) den Druck einer abgestimmten Feder (15) aufnimmt, während der andere oder treibende Schneidensteg (14) das Verschieben des Schiebers bewirkt und dem Druck eines Hebels (20) ausgesetzt ist, dessen Endlage durch eine Regelschraube (22, 23) bestimmt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Kraftstoffdüse einen kreisförmigen (4), dreieckigen (4") oder rechtwinkeligen (4') Querschnitt hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 703 155;
französische Patentschrift Nr. 774 636;
britische Patentschrift Nr. 106 210;
USA.-Patentschriften Nr. 2 404 081, 2 706 976.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 540/12B 3.63