DE2032902A1 - Einrichtung zum weiteren Aufbereiten eines für Brennkraftmaschinen gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisches - Google Patents

Description

• Einrichtung zum weiteren Aufbereiten eines für Brennkraftmaschinen gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisches.
• (Zusatz zu Patent ,.0. (Patentanmeldung P 20 27 o2400) Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum weiteren Aufbereiten bei unterschiedlichen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf und unteren Drehzahl- und Lastbereich, das im wesentlichen von einer Einspritzpumpe und einer Luftzuführung der Brennkraftmaschinen in den Ansaugkanal und/oder Ansaugkrümmer gelieferten Brennstoff-Luft-Eemisches.
• Nach der Hauptanmeldung war die Einrichtung mit Mitteln versehen, wie Prallwände, Abrißkanten und so weiter stromabwärts von der Luftzuführung, welche den in den Ansaugkanal und/oder Ansaugkrümmer zugeführten Brennstoff oder das Brennstoff-Luft-Cemisch von den eine Kondensatbildung begünstigenden Wänden des Ansaugkanals und/oder Ansaugkrümmers fernhalten.
• Bei der Einrichtung, bei welcher schon ab Leerlauf die Kraftstoffzuführung über die Einspritzdüse erfolgen soll, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die gesamte oder fast gesamte Bnnluft für den Leerlauf direkt. und selektiv an die Austrittsöffnung der Einspritzdüse des Leerlauf-Kraftstoffes hin zu führen.
• Hierbei kommt es zusätzlich darauf an, wie die Luf..t zum Strahl des Kraftstoffes geführt wird.
• Wie schon in der Hauptanmeldung'angeführt, ist der Unterdruck im Leerlaufbereich in der Ansaugleitung so gross, daß die Brennluft Schallgeschwindigkeit annimmt wenn sie durch einen Innenspalt eintreten muss.
• Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die Zusammenführung von Brennluft und Kraftstoff mittels der Einspritzdüse bei der vorliegenden Erfindung angewandt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine bessere Aufbereitung des für Brennkraftmaschinen gelieferten Brennstoff-Luft-Gerni.sches im Leerlauf und in allen Lastbereichen bei der Brennkraftmaschine zu erreichens Die Lösung de Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß zum Xehrstufensystem von Einspritzdüsen -Austrittsöffnunqen Prallkörper angeordnet sind.
• Durch diese maßnahme wird erreicht, daß der Kraftstoff in jedem Bereich feinst zerstäubt mit der Brennluft zusammentrifft.
• Es ist hierbei wesentlich,daß die gesamte oder nahezu gesamte Brennluft für den Leerlauf der Brennkraftmaschine direkt zur Austrittsöffnung des Kaftstoffstrahles für den Leerlauf geführt wird.
• Nach der vorliegenden Erfindung wird also zusätzlich zu den Prallkörpern nach der Hauptanmeldung eine Änderung der Einspritzdüse bzw. deren Konstruktion und Funktion vorgeschlagen, die es gestattet, in jedem Bereich feinst zerstäubt den Kraftstoff mit der Brennluft zu mischen.
• Wesentlich ist dabei noch, daß der Austritt der Brennluft für das Leerlaufgemisch über einen oder mehrere enge Spalte erfolgt.
• Diese an sich bei Vergasern übliche Anordnung wird jetzt auch auf Einspritzdüsen erfindungsgemäss angewandt.
• Es ist ferner wesentlich, daß die Austrit.tsöffnung des Brennstoffstrahls mittels Druckeinwirkung von der Förderpumpe und über sonstige Steuerorgane immer grösser wird, je mehr die Förderleistung der Pumpe ansteigt, wobei die Öffnung für den Austritt des Kraftstoffstrahls dadurch vergrössert wird, daß eine Düsennadel angehoben wird.
• Durch diese maßnahmen erfolgt eine Abstimmung in Bezug auf den zugeführten Kraftstoffstrahl und der zugeführten BrenniuftmengeO Hierbei ist es aber wesentlich, daß die Brennluft immer an solchen Stellen und in solcher menge zugeführt wird, daß eine Feinstzerstäubung stattfindet, ohne daß eine Kondensatbildung irgendwie an denWänden des Ansaugkanals oder Ansaugkrümmers stattfindet.
• Die Prallwände sind dabei erfindungsgemäss an den verschiedensten Stellen angeordnet, genauso auch wie die Austrittsöffnungen für den Kraftstoffstrahl abhängig vom jeweiligen Lastbereich sich an verschiedenen Stellen der Einspritzdüse befinden0 Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Düsennadel einen schlankeren Konus hat als die Düsenöffnung bzw. die Düsennadel zylindrisch und die Düsen öffnung konisch ist Genauso ist es möglich, daß mehrere Düsennadeln unterschiedlicher Länge und Konstruktion nacheinander verschiedene Düsenaustrittsöffnungen freigeben.
• Durch diese letztgenannten maßnahmen wird erreicht, daß je nach der menge des zugeführten Kraftstoffes verschiedene Düsenöffnungen an verschiedenen Stellen und von verschiedener Grösse freigegeben werden.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierfür weitere Erfindungsmerkmale hervor.
• Fig. 1 zeigt eine Einspritzdüse mit sich unter Druck kontinuierlich veränderndem Querschnitt der Austrittsöffnung; Fig. 2 zeigt eine Düse mit mehreren Nadeln, die unter unterschiedlichem Druck nacheinander die Bohrungen öffnen; Fig. 3 zeigt die in der Hauptanmeldung vorgeschlagene Ausführung, jedoch mit Prallplatten auch in den weiteren Stufen. Dabei zeigt die Fig. 3 auch die Zuführung der Brennluft des Leerlaufgemisches.
• An der Einspritzdüse 1 befindet sich am unteren Til ein Gehäuse 2, das um die Düse einen Raum 3 bildet0 In diesen Raum wird von aussen die Brennluft für das Leerlaufgemisch zugeführt. Die Menge wird über den Austrittsspalt 4 bestimmt. Die dort durchströmende Luft wird etwas geringer sein als effektiv benötigt wird. So können Ungenauigkeiten in der Führung der Luftschieber 5 durch entsprechende Öffnung oder Schliessung derselben ausgeglichen werden. Es ist wichtig, daß der Spalt 4 erstens ein enger Spalt ist und damit zweitens die Luftmenge, die dort durchströmt, bestimmt. Dadurch entsteht an diesem Spalt Schallgeschwindigkeit in der Strömung der Brennluft.
• Der auf die Prallplatte 7 auftreffende Kraftstoffstrahl 6 wird feinstzerstäubt und steigt in feinstem Nebel seitlich aufwärts. Dort trifft er mit der in Schallgeschwindigkeit austretenden Brennluft 8 zusammen und beides bildet ein feinstes homogenes, kondensat-und tropfenfreies Gemisch 9, das durch die Saugwirkung der Zylinder zu diese ,ei:ogen wird0 So bildet sich bereits bei Leerlaufbetrieb des motors im zentralen Bereich des Ansaugkrümmers 12 ein solches Feinstgemisch, daß erfahrungsgemäss eine vollkommene und rückstandfreie Verbrennung stattfindet.
• Im mittleren Last- und Drehzahlbereich wird die Kraftstifförderung grösser, der Druck innerhalb des Düsenraumes 13 verstärkt sich, und der Kolben 14 geht nach oben und gibt die Einspritzöffnung 15 frei, Es können drei oder vier Öffnungen sein. Der Kraftstoffstrahl trifft auf die Prallplatten 16 und wird ebenfalls feinstzerstäubtO Bei 3/4 bis Vollast wird durch weiteren Druckanstieg im Düsenraum 13 der Kolben noch höher gedrückt und gibt weitere drei oder vier Öffnungen frei -nicht gezeichnet -, die zwischen den Öffnungen 15 angeordnet sind und ebenfalls auf Prallplatten treffen, Die Brennluft tritt über die Luftschieber 5 von der Mitte aus beginnend ein und durchströmt zuerst den Raum um die Einspritzdüse 1 innerhalb des Luftführunyszylinders 17.
• Dadurch entsteht im unteren und mittleren Drehzahlbereich eine starke Brennluftetrömung und eine Feinstvermischung mit dem Kraftstoff, der aus den Einspritzöffnungen 15 austritt und über die Prallplatten 16 feinstvernebelt wird0 Erst bei 3/4 bis Vollast sind die Luftschieber 5 so weit geöffnet, daß auch Brennluft ausserhalb des Luftführungszylinders 17 durchströmt. Das hat den Vorteil, daß das Brennstoff-Luft-Gemisch hauptsächlich im mittleren Raum des Ansaugkanals strömt und aussen von einem Luftstrom begleitet wird. Dieser verhindert ein Auftreffen des Kraftstoffes an die Wände und somit tritt das Gemisch kondensat- und tropfenfrei in die Zylinder.
• Durch diese Gasstromführung wird auch bei richtiger Auslegung des Ansaugkrümmers eine ungleichmässige Füllung und Gemischzusammensetzung der einzelnen Zylinder vermieden.
• Es sind alle Voraussetzungen für eine giftgasfreie Verbrennung geschaffen und zwar von Leerlauf bis Vollast. Auch bei Vollast kann eine hohe Leistung ohne hohenCO-Anteil erreicht werden.
• Fig. 1 zeigt eine Brennstoffdüse, die am Brennstoffaustritt 18 eine konische Öffnung 19 und eine konische Nadel 2a hat. Der Konus der Nadel 2a ist schlanker als der der Öffnung 19. Bei immer grösser werdendem Druck im Düsenraum 13 geht der Kolben 14 und die Nadel 20 nach oben und gibt damit eine immer grösser werdende Öffnung beim Brennstoffaustritt 18 freie Wichtig ist, daß die Austrittsöffnung 18 den geringsten Querschnitt im Austrittssystem des Kraftstoffes hat, damit eine hohe Austrittsgeschwindigkeit dort entsteht und amit ein starker Strahl auf die darunter befindliche Prallplatte trifft.
• xylit dieser Düse kann der gesamte Kraftstoffaustritt über eine Düsenöffnung erfolgen. Es findet kein Ein-, Zwei-oder Dreistufensystem statt, sondern eih solches mit kontinuierlich sich vargrössernder Austrittsöffnung aus der Einspritzdüse.
• Fig. 2 zeigt eine andere lylöglichkeit eines Mehrstufensystems sich nacheinander öffnender Austrittsöffnungen.
• Die Düsennadel 23 gibt ihre Öffnung eher frei als die Düsennadel 24. So wird auch hier eine stufenweise Öffnung je nach Last und Drehzahl von Austrittsöffnungen erreicht und damit ein starker Kraftstoffstrahl in jedem Bereich auf die angeordneten Prallplatten mit bester Zerstäubung geschaffen.
• Patentansprüche

Claims (6)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Einrichtung zum weiteren Aufbereiten bei unterschiedlichen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf und unteren Drehzahl- und Lastbereich des im wesentlichen von einer Einspritzpumpe und einer Luftzuführung für die Brennkraftmaschinen in den Ansaugkanal und/oder Ansaugkrümmer gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisches, wobei die Einrichtung mittel aufweist, wie Prallwände, Abrisskanten, stromabwärts von der Luftzuführung, welche den in den Ansaugkanal und/oder Ansaugkrümmer zugeführten Brennstoff oder das Brennstoff-Luft-Gemisch von den eine Kondensatbildung begünstigenden Wänden des Ansaugkanals und/oder Ansaugkrümmers fernhalten, Zusatz zu Pat ... (Patentanmeldung P 20 27 o24.o), dadurch gekennzeichnet, daß zum Mehrstufensystem von Einspritzdüsen-Austrittsöffnungen Prallkörper angeordnet sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die gesamte oder nahezu gesamte Brenniuft für den Leerlauf der Brennkraftmaschine direkt zur Austrittsöffnung des Kraftstoffstrahles für den Leerlauf geführt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2', d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Austritt der Brennluft für das Leerlaufgemisch über einen oder mehrere enge Spalte erfolgt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Austrittsöffnung des Brennstoffstrahls mittels Druckeinwirkung von der Förderpumpe und über sonstige Steuerorgane immer grösser wird, je mehr die Förderleistung der Pumpe ansteigt, wobei die Öffnung 18 dadurch vergrössert wird, daß die Düsennadel (20) angehoben wird,
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e non z e i c h n et , daß die Düsennadel (20) einen schlankeren Konus hat als die Düsenöffnung (19) bzw. Düsennadel (20) zylindrisch und die Düsenöffnung (19) konisch ist0
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsennadeln unterschiedlicher Länge u-nd Konstruktion nacheinander verschiedene Düsenaustrittsöffnungen frei geben.