DE2032902A1

DE2032902A1 - Device for further processing of a fuel-air mixture supplied for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2032902A1
Application number: DE19702032902
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Calvi Trust Reg., Vaduz
Priority date: 1970-06-02
Filing date: 1970-07-02
Publication date: 1972-01-05
Also published as: DE2032902B2; DE2032902C3

Description

Einrichtung zum weiteren Aufbereiten eines für Brennkraftmaschinen gelieferten Brennstoff-Luft-Gemisches. Device for further processing a for internal combustion engines supplied fuel-air mixture.

(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.(Addition to patent, .0. (Patent application P 20 27 o2400) The invention refers to a device for further processing with different Operating states, especially when idling and in the lower speed and load range, essentially of a Injection pump and an air supply of the internal combustion engines in the intake duct and / or intake manifold delivered fuel-air mixture.

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.According to the main registration, the facility was provided with funds such as baffles, tear-off edges and so on downstream of the air supply, which the fuel fed into the intake duct and / or intake manifold or the fuel-air mixture from the walls of the intake duct and / or intake manifold that favor condensate formation keep away.

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.In the case of the device in which the fuel supply is started from idling is to take place via the injection nozzle, it has been shown to be advantageous to use the entire or almost all of the air for idling directly. and selectively to the exit port the injector of the idle fuel to lead.

Hierbei kommt es zusätzlich darauf an, wie die Luf..t zum Strahl des Kraftstoffes geführt wird.It also depends on how the air joins the jet of the Fuel is performed.

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.As already mentioned in the main application, the negative pressure is in the idle range in the intake line so large that the combustion air assumes the speed of sound when it must enter through an internal gap.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die Zusammenführung von Brennluft und Kraftstoff mittels der Einspritzdüse bei der vorliegenden Erfindung angewandt.The merging of combustion air is based on this knowledge and fuel through the injector applied to the present invention.

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.The object of the invention is to provide a better treatment of the fuel-air-Gerni.sches supplied for internal combustion engines at idle and to be achieved in all load ranges with the internal combustion engine. The solution de The object of the invention is that of the multi-stage system of injection nozzles -Austrittsöffnunqen baffles are arranged.

Durch diese maßnahme wird erreicht, daß der Kraftstoff in jedem Bereich feinst zerstäubt mit der Brennluft zusammentrifft.This measure ensures that the fuel in each area finely atomized meets the combustion air.

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.It is essential that all or almost all of the entire Combustion air for idling the internal combustion engine directly to the outlet opening of the Kaftstoffstrahles is guided for idling.

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.According to the present invention, in addition to the impact bodies according to the main application, a change to the injection nozzle or its design and a function has been proposed that allows extremely fine atomization in every area to mix the fuel with the combustion air.

Wesentlich ist dabei noch, daß der Austritt der Brennluft für das Leerlaufgemisch über einen oder mehrere enge Spalte erfolgt.It is also essential that the combustion air exit for the Idle mixture takes place over one or more narrow gaps.

Diese an sich bei Vergasern übliche Anordnung wird jetzt auch auf Einspritzdüsen erfindungsgemäss angewandt.This arrangement, which is common in carburettors, is now also on Injection nozzles used according to the invention.

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.It is also essential that the outlet opening of the fuel jet always by means of pressure from the feed pump and other control devices becomes larger, the more the delivery rate of the pump increases, the opening for the exit the fuel jet is enlarged in that a nozzle needle is raised.

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.These measures result in a coordination with regard to the supplied Fuel jet and the amount of combustion air supplied O Here, however, it is essential that the combustion air is always supplied at such points and in such quantities, that a fine atomization takes place without any condensation takes place on the walls of the intake duct or intake manifold.

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.According to the invention, the baffle walls are very different Places arranged, as well as the outlet openings for the fuel jet depending on the respective load range at different points on the injection nozzle 0 One possibility is that the nozzle needle has a slimmer cone has as the nozzle opening or the nozzle needle cylindrical and the nozzle opening conical It is also possible that several nozzle needles of different lengths and Construction one after the other Unlock different nozzle outlets.

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.By these last-mentioned measures it is achieved that depending on the amount of fuel supplied different nozzle openings at different Places and be released of various sizes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierfür weitere Erfindungsmerkmale hervor.Embodiments of the invention are shown in the drawing. Further features of the invention are based on the drawing and the description emerged.

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.Fig. 1 shows an injector with itself under pressure continuously changing cross section of the outlet opening; Fig. 2 shows a nozzle with several Needles that open the bores one after the other under different pressure; Fig. 3 shows the embodiment proposed in the main application, but with baffle plates also in the further stages. 3 also shows the supply of the combustion air of the idle mixture.

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.On the injection nozzle 1 there is a housing 2 at the bottom Til, which forms a space 3 around the nozzle. The combustion air is fed into this space from outside supplied for the idle mixture. The amount is determined via the exit gap 4. The air flowing through there will be a little less than is actually needed. Thus, inaccuracies in the guidance of the air slide 5 by corresponding Opening or closing of the same are compensated. It is important that the Gap 4 is firstly a narrow gap and secondly the amount of air that flows through there, certainly. This creates the speed of sound in the flow at this gap the combustion air.

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.The fuel jet 6 impinging on the baffle plate 7 is finely atomized and rises sideways in the finest mist. There he hits with the speed of sound exiting combustion air 8 together and both form a finest homogeneous, condensate and drip-free mixture 9, which due to the suction of the cylinders to these, egg: ogen will0 is already formed in the central area when the engine is idling of the intake manifold 12 such Finest mixture that experience shows a complete and residue-free combustion takes place.

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.In the middle load and speed range, the fuel delivery is greater, the pressure within the nozzle space 13 increases, and the piston 14 goes up and releases the injection opening 15, there can be three or four openings be. The fuel jet hits the baffle plates 16 and is also finely atomized At 3/4 to full load, a further increase in pressure in the nozzle chamber 13 causes the piston to become pushed even higher and reveals another three or four openings - not drawn -, which are arranged between the openings 15 and also on baffle plates The combustion air enters via the air slide 5 starting from the middle and first flows through the space around the injection nozzle 1 inside the air guide cylinder 17th

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.This creates a strong in the lower and middle speed range Combustion air flow and a very fine mixture with the fuel from the injection openings 15 exits and is finely atomized via the baffle plates 16 Only at 3/4 to full load are the air slides 5 open so wide that combustion air is also available flows through outside the air guide cylinder 17. That has the advantage that the The fuel-air mixture flows mainly in the central space of the intake duct and is accompanied by a stream of air outside. This prevents an impact of the fuel on the walls and thus the mixture is free of condensate and drips in the cylinder.

Durch diese Gasstromführung wird auch bei richtiger Auslegung des Ansaugkrümmers eine ungleichmässige Füllung und Gemischzusammensetzung der einzelnen Zylinder vermieden.This gas flow guidance is even with a correct design of the Intake manifold uneven filling and mixture composition of the individual Cylinder avoided.

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.All the prerequisites for toxic gas-free combustion have been created from idle to full load. Even at full load, high performance can be achieved without high CO content can be achieved.

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.Fig. 1 shows a fuel nozzle at the fuel outlet 18 a conical opening 19 and one conical Needle 2a has. The cone of the Needle 2a is narrower than that of opening 19. With increasing pressure In the nozzle chamber 13, the piston 14 and the needle 20 go up and are thus a increasing opening at the fuel outlet 18 is free It is important that the outlet opening 18 has the smallest cross section in the outlet system of the fuel has so that a high exit velocity arises there and amit a strong one Beam hits the baffle plate below.

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.xylit this nozzle allows the entire fuel outlet through a nozzle opening take place. There is no one, two or three-stage system, but rather one with continuously increasing outlet opening from the injection nozzle.

Fig. 2 zeigt eine andere lylöglichkeit eines Mehrstufensystems sich nacheinander öffnender Austrittsöffnungen.Fig. 2 shows another possibility of a multi-stage system successively opening outlet openings.

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.The nozzle needle 23 releases its opening sooner than the nozzle needle 24. Here, too, there is a gradual opening of the outlet openings depending on the load and speed achieved and with it a powerful jet of fuel in everyone area created on the arranged baffle plates with the best atomization.

Patentansprüche Claims

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Facility for further processing in different operating conditions, especially when idling and at lower engine speeds and load range of essentially an injection pump and an air supply supplied for the internal combustion engines in the intake duct and / or intake manifold Fuel-air mixture, the device having medium, such as baffles, Tear-off edges, downstream of the air supply, which enter the intake duct and / or intake manifold supplied fuel or the fuel-air mixture of the walls of the intake duct and / or intake manifold that favor condensate formation keep away, addendum to pat ... (patent application P 20 27 o24.o), characterized in that baffle bodies are arranged for the multi-stage system of injection nozzle outlet openings are.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c This means that all or almost all of the combustion air for idling the internal combustion engine is guided directly to the outlet opening of the fuel jet for idling.

3. Device according to claim 2 ', d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the exit of the combustion air for the idle mixture via an or several narrow crevices takes place.

4. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the outlet opening of the fuel jet by means of pressure of the feed pump and other control organs, the more the The delivery rate of the pump increases, whereby the opening 18 is enlarged, that the nozzle needle (20) is raised,

5. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e non z e i c h n et that the nozzle needle (20) a has a narrower cone than the nozzle opening (19) or nozzle needle (20) cylindrical and the nozzle opening (19) is conical 0

6. Device according to claim 1 and 5, characterized characterized in that several nozzle needles of different lengths and construction Release different nozzle outlets one after the other.