DD255568A5 - Method and device for starting combustion engines - Google Patents
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Abstract
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlassen von Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung (Diesel-Motoren) im Winterbetrieb, d. h. bei niedrigen Außentemperaturen.The invention relates to a method and a device for starting compression-ignition internal combustion engines (diesel engines) in winter operation, d. H. at low outside temperatures.
Das Anlassen eines Dieselmotors im Winter bzw. bei Temperaturen unter O0C ist oftmals mit Schwierigkeiten verbunden, da die Temperatur der im Zylinderkopf (Verbrennungsraum) komprimierten Luft auch bei Vorhandensein aller anderen Voraussetzungen für den Anlaßvorgang bei kaltem Motor nicht immer die Zündungswärme des eingespritzten Brennstoffes erreicht. Dieses Problem tritt verstärkt bei Motoren mit direkter Einspritzung auf, wo eine elektrische Glühkerze im Brennraum aus konstruktiven Gründen nicht angeordnet werden kann.The starting of a diesel engine in winter or at temperatures below 0 0 C is often associated with difficulties, since the temperature of the cylinder head (combustion chamber) compressed air even in the presence of all other conditions for the starting process with a cold engine is not always the heat of ignition of the injected fuel reached. This problem increasingly occurs in direct injection engines where an electrical glow plug in the combustion chamber can not be arranged for design reasons.
Um den Kaltstart eines Dieselmotors ohne Glühkerze zu.erleichtern, sind bereits zahlreiche Lösungen bekannt, die in drei Gruppen eingeordnet werden können. Eine erste Gruppe sieht Lösungen zum Vorwärmen der eingesaugten Luft mit Hilfe eines elektrisch aufheizbarem Glühfadens vor, der vom Akkumulator des Motors gespeist wird. Diese Lösung hat folgende Nachteile:In order to facilitate the cold start of a diesel engine without a glow plug, numerous solutions are already known, which can be classified into three groups. A first group provides solutions for preheating the aspirated air by means of an electrically heatable filament fed by the accumulator of the motor. This solution has the following disadvantages:
— Der Akkumulator mit einer in der Winterperiode ohnehin verminderten Kapazität wird stark beansprucht;- The accumulator with a reduced in the winter period anyway capacity is heavily used;
— Die Klemmspannung des durch den elektrischen Vorwärmer belasteten Akkumulafors fällt derart ab, daß der Anlaßmotor (Starter) den Dieselmotor mit einem in kaltem Zustand höheren Momentbedarf nicht oder nur mit niedriger Drehzahl durchdreht, die zum Anlassen des Dieselmotors nicht mehr ausreicht.- The clamping voltage of the loaded by the electric preheater Akkumulafors falls off so that the starter motor does not run the diesel engine with a higher torque demand in cold condition or only at low speed, which is no longer sufficient for starting the diesel engine.
— Die Heizleistung des im Saugrohr eingesetzten Heizwiderstandes ist auf Grund der Kapazitätsgrenzen des Akkumulators gering und kann deshalb die eingesäugte Luft nicht auf einen zur sicheren Selbstzündung des Brennstoffes notwendigen Wärmegrad erwärmen. .- The heating power of the heating resistor used in the intake manifold is low due to the capacity limits of the battery and therefore can not heat the einäugte air to a necessary for safe ignition of the fuel heat. ,
Die andere Lösungsgruppe sieht das Vorwärmen der eingesaugten Luft mittels im Saugrohr thermoelektrisch gezündeten und verbrannten Brennstoffes vor. Obwohl diese Lösungen den Akkumulator nicht so stark belasten, da zum Zünden des Brennstoffes im Ansaugrohr ein Glühfaden mit geringerer Leistungsaufnahme ausreicht, haben diese Lösungen folgende Nachteile:The other group of solutions provides for the preheating of the sucked-in air by means of thermoelectrically ignited and burnt fuel in the intake manifold. Although these solutions do not burden the accumulator so much, since a filament with lower power consumption suffices for igniting the fuel in the intake manifold, these solutions have the following disadvantages:
— Der Brennstoff wird entweder durch Schwerkraft oder über die Brennstofförderpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt. Die Brennstoffzuführung ist dadurch empfindlich gegen Verstopfungen und besitzt eine niedrige Betriebssicherheit.- The fuel is supplied either by gravity or via the fuel delivery pump with lower pressure. The fuel supply is thus sensitive to clogging and has low reliability.
— Auf Grund des relativ niedrigen Druckes bei der Brennstoffzuführung ist die Vermischung des Brennstoffes mit der Luft während des Verbrennungsprozesses schlecht. Der Brennstoff kommt nur auf einer begrenzten Oberfläche mit der Luft in Berührung. Die abgegebene Wärmemenge ist daher klein und die Flamme rußt stark, was sich auf die konstruktiven Bauteile des Motors negativ auswirken kann. > Due to the relatively low pressure in the fuel supply, the mixing of the fuel with the air during the combustion process is poor. The fuel only comes in contact with the air on a limited surface. The amount of heat released is therefore small and the flame is strong, which can have a negative effect on the structural components of the engine. >
Eine weitere Lösungsgruppe schlägt die Verwendung eines äußeren Anlaßhilfsmittels vor, wobei ein Gas mit niedrigem Zündpunkt (geringer Kompressionstoleranz) der eingesaugten Luft beigemischt wird. Diese Lösung benötigt ein gesondertes Hilfsmaterial, dessen Sicherstellung einen ständigen Mehraufwand erfordert. Sind die erforderlichen Einrichtungen zur Zuführung des Anlaßhilfsmittels nicht direkt am Motor angeordnet und vom Fahrersitz aus zu bedienen, ist die Benutzung schwierig und verlangt im allgemeinen den Einsatz eine zweiten Person.Another group of solutions proposes the use of an external starting aid in which a gas with a low ignition point (low compression tolerance) is added to the intake air. This solution requires a separate auxiliary material, the assurance of which requires constant additional effort. If the necessary means for supplying the starting aid are not arranged directly on the engine and to be operated from the driver's seat, the use is difficult and generally requires the use of a second person.
Aus der DE-OS 2630863 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der im Saugrohr zu verbrennende Brennstoff von der nach der Brennstoffpumpe angeordneten Hauptbrennstoffleitung zugeführt wird. Die Brennstoffpumpe dient als Förderpumpe und ist darüber hinaus auch zur Mengenregelung des den Motorzylindern zugeführten Brennstoffes geeignet. In der Hauptbrennstoffleitung besteht also ein niedriger Druck von nur einigen bar. Derfürdie Kompressionszündung und Brennstoffeinspritzung benötigte Hochdruck von einigen hundert bar wird nicht durch die Brennstoffpumpe, sondern durch die direkt im Zylinderkopf eingebauten Einspritzdüsen und Einspritzpumpen in Form von nockenbetätigten Kolben, die mit den Düsen zusammengebaut sind, erzeugt. Die Brennstoffzufuhr für die Vorwärmung erfolgt also durch die Brennstoffpumpe mit niedrigem Druck.From DE-OS 2630863 a device is known in which the fuel to be burned in the intake manifold is supplied from the arranged after the fuel pump main fuel line. The fuel pump serves as a feed pump and is also suitable for volume control of the motor cylinders supplied fuel. In the main fuel line so there is a low pressure of only a few bar. The high pressure of several hundred bars required for compression ignition and fuel injection is not generated by the fuel pump but by the injectors and injection pumps installed directly in the cylinder head in the form of cam-operated pistons assembled with the nozzles. The fuel supply for preheating is thus carried out by the fuel pump with low pressure.
Der Vorwärmer nach DE-OS 2630863 kann jedoch nur bei Dieselmotoren mit einem Brennstoffzuführungssystem eingesetzt . werden, bei dem Einspritzdüse und Einspritzpumpe für jeden einzelnen Zylinder zusammengebaut sind. Infolge dieser Kompaktbauweise fehlt in diesen Systemen das Druckrohr, das die Einspritzdüsen und die Einspritzpumpe miteinander verbindet.However, the preheater according to DE-OS 2630863 can only be used in diesel engines with a fuel supply system. be assembled with the injector and injection pump for each cylinder. As a result of this compact design is missing in these systems, the pressure tube, which connects the injectors and the injection pump together.
Ziel der Erfindung: ·Object of the invention:
Ziel der Erfindung ist es, ein sicheres Anlassen von Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung, insbesondere Dieselmotor im Winterbetrieb bzw. bei Temperaturen unter 00C, zu gewährleisten.The aim of the invention is to ensure a safe starting of internal combustion engines with compression ignition, in particular diesel engine in winter operation or at temperatures below 0 0 C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und praktikable Lösung zum Anlassen von Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art ohne zusätzliche Hilfskräfte oder weitere Hilfsenergie zu entwickeln.The invention has for its object to develop a simple and practical solution for starting internal combustion engines of the type mentioned without additional auxiliary forces or other auxiliary energy.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brennstoff unter Druck im Saugrohr des Motors zerstäubt, thermoelektrisch gezündet und verbrannt wird, wobei derfürdie Verbrennung notwendige Brennstoff von einer den Brennstoffzuführungsleitungen zwischen der Einspritzpumpe und den Einspritzdüsen der Motorzylinderleitung für die Zeitdauer des Anlassens angezapft wird.According to the present invention, the object is achieved by atomizing, thermoelectrically igniting and burning the fuel under pressure in the intake manifold of the engine by tapping the fuel necessary for combustion from one of the fuel supply lines between the injection pump and the engine cylinder line injection nozzles for the duration of the cranking.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt eine im Saugrohr des Motors angeordnete, an sich bekannte thermoelektrische Zündvorrichtung und einen an sich bekannten, nach dem Prinzip der Druckzerstäubung arbeitenden Brennstoffzerstäuber, der über eine Rohrleitung und ein Hochdruck-Abzapfventil an eine der Rohrleitungen zwischen der Einspritzpumpe und den Einspritzdüsen der Motorzylinder angeschlossen ist.The device for carrying out the method has a arranged in the intake manifold of the engine, known per se thermoelectric ignition device and a known, working on the principle of pressure atomization fuel atomizer, via a pipeline and a high-pressure bleed valve to one of the pipes between the injection pump and the injection nozzles of the engine cylinder is connected.
Das Hochdruck-Abzapfventil ist mit zwei Druckanschlüssen versehen, die durch Durchflußbohrungen miteinander verbunden sind. An einer dieser Durchflußbohrungen ist ein Ventilsitz ausgebildet, auf dem ein im Ventilraum angeordnetes Kugelventil aufliegt. Im Ventilraum ist ferner ein mit Kugelventil zusammenwirkendes Druckstück eingeschraubt, das mit einem Mitnehmer für einen von außen zu bedienenden Betätigungsbolzen versehen ist. Der Betätigungsbolzen ist mit einer Ventilschulter ausgerüstet, die durch eine Feder gegen einen Ventilsitz im Deckel des Ventilgehäuses über eine Durchgangsbohrung am Ventilraum mit einem Abzapfanschluß im Ventilgehäuse verbunden ist.The high pressure bleed valve is provided with two pressure ports which are interconnected by flow holes. At one of these flow holes a valve seat is formed, on which a ball valve disposed in the valve chamber rests. In the valve chamber further cooperating with a ball valve pressure piece is screwed, which is provided with a driver for an externally operated actuating pin. The actuating bolt is equipped with a valve shoulder, which is connected by a spring against a valve seat in the cover of the valve housing via a through hole in the valve chamber with a bleed connection in the valve housing.
Für den im Saugrohr angeordneten Brennstoffzerstäuber können die in Dieselmotoren allgemein verwendeten Einspritzdüsen eingesetzt werden.For the fuel atomizer arranged in the intake manifold, the injection nozzles commonly used in diesel engines can be used.
Vorteilhafterweise sind der Brennstoffzerstäuber im Saugrohr und die thermoelektrische Zündvorrichtung als eine Baueinheit ausgebildet.Advantageously, the fuel atomizer in the intake manifold and the thermoelectric ignition device are designed as a structural unit.
Ein derartiger Brennstoffzerstäuber besteht aus einem Zerstäuberrumpf, der an einem Ende einen Gewindeanschluß und am anderen Ende einen Gewindezapfen besitzt. Die Stirnfläche des Gewindezapfens ist mit einem ringförmigen Kanal versehen, in den eine Mittelbohrung einmündet und der von einer Membrane mit einer Bohrung verschlossen ist. Die Membrane wird durch ein aufgeschraubtes Zerstäubergehäuse gegen die Stirnfläche gedrückt, wobei am Zerstäubergehäuse ein perforierter Mantel angeschlossen ist. Der perforierte Mantel umschließt einen Glühfaden, der gegenüber der Bohrung der Membrane angeordnet und mit einem Ende an Masse und mit dem anderen Endein indirekter Ausführung an einen elektrischen Anschluß angeschlossen ist.Such a fuel atomizer consists of a Zerstäuberrumpf having at one end a threaded connection and at the other end a threaded pin. The end face of the threaded pin is provided with an annular channel into which a central bore opens and which is closed by a membrane with a bore. The membrane is pressed by a screwed atomizer housing against the end face, wherein the atomizer housing a perforated jacket is connected. The perforated jacket encloses a filament disposed opposite the bore of the diaphragm and connected at one end to ground and the other end to an electrical connection in an indirect manner.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:
Fig. 1: den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßeh Vorrichtung,1 shows the basic structure of the device according to the invention,
Fig. 2: das im Druckrohr angeordnete Abzapfventil,2: arranged in the pressure tube bleed valve,
Fig. 3: den im Saugrohr befindlichen Hochdruckbrennstoffzerstäuber.Fig. 3: located in the intake manifold high-pressure fuel atomizer.
Im Saugrohr 1 eines Diesel-Motors ist ein Brennstoffzerstäuber 2 eingebaut, in dessen Zerstäubungskegel sich eine thermoelektrische Zündvorrichtung 3 (elektrischer Glühfaden) befindet. Der Brennstoffzerstäuber 2 ist über die Rohrleitung 4 und über ein Abzapfventil 5 an die Druckleitung 8 angeschlossen, die die Einspritzdüse 7 eines Zylinders des Dieselmotors mit der Einspritzpumpe 6 verbindet.In the intake manifold 1 of a diesel engine, a fuel atomizer 2 is installed, in whose Zerstäubungskegel a thermoelectric ignition device 3 (electric filament) is located. The fuel atomizer 2 is connected via the pipe 4 and via a bleed valve 5 to the pressure line 8, which connects the injection nozzle 7 of a cylinder of the diesel engine with the injection pump 6.
Das Abzapfventil 5 ist in der Lage, die der Einspritzdüse 7 zugeführte Brennstoffmenge teilweise oder vollständig zum Brennstoffzerstäuber 2 zu leiten. Vor dem Anlassen des Motors wird das AbzapfventH 5 so eingestellt, daß das Druckrohr 8 mit dem Brennstoffzerstäuber 2 verbunden ist. Die thermoelektrische Zündvorrichtung 3 wird eingeschaltet und nach Aufglühen des thermoelektrischen Zünders (des elektrischen Glühfadens) der Diesel-Motor angeschlossen. Die von der Einspritzpumpe 6 in die Druckleitung abgegebene Brennstoffmenge gelangt in den Brennstoffzerstäuber 2 und wird in Form eines feinverteilten Nebels ausgetragen, der sich mit der im Saugrohr befindlichen Luft vermischt. Dieses Brennstoff-Luft-Gemisch wird durch den elektrischen Glühfaden gezündet und verbrannt, wobei sich die im Saugrohr befindliche Luft erwärmt. Der im Saugtakt befindliche Kolben saugt dieses Gemisch aus Heißluft und Verbrennungsprodukt an, das über einen hohen Wärmegehalt verfügt. Die Temperatur dieses Gemisches ist so hoch, daß sie am Ende des Verdichtungstaktes noch über der Zündtemperatur des eingespritzten Brennstoffes liegt und der Motor sicher anspringt. Der zum Anlassen des Motors notwendige Sauerstoffgehalt des angesaugten Heißluft-Verbrennungsprodukt-Gemisches wird durch entsprechende Auswahl und Bemessung des Brennstoffzerstäubers 2 und durch die mit Hilfe des Abzapfventils 5 angezapfte Brennstoffmenge eingestellt. Durch den im Saugrohr verbrannten Brennstoff wird auch das Saugrohr so stark erwärmt, daß sich die von den übrigen Motorzylindern in der Anlaßphase angesaugte und von außen zufließende Verbrennungsluft aufheizt und den zum sicheren Anlassen notwendigen Wärmegehalt besitzt. Nach Anspringen des Motors wird die Energieversorgung zur elektrischen Zündvorrichtung 3 unterbrochen und das Abzapfventil 5 wieder geschlossen, damit die von der Einspritzpumpe 6 gelieferte Brennstoffmenge in vollem Umfang der Einspritzdüse 7 zugeführt wird. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß gewährleistet sein, daß mit Hilfe des Abzapfventils 5 auch- nur ein Teil der von der Einspritzpumpe 6 durch das Druckrohr zur Einspritzdüse 7 gelieferten Brennstoffmenge abgezapft werden kann. Das kann beispielsweise durch eine einstellbare Drossel verwirklicht werden. Weiterhin muß gesichert sein, daß das Abzapfventil 5 sowohl in geschlossener als auch in offener Stellung und während des Betriebes gegenüber dem auftretenden Innendruck von fallweise einigen hundert bar abgedichtet ist.The bleed valve 5 is capable of partially or completely leading the fuel quantity supplied to the injection nozzle 7 to the fuel atomizer 2. Before starting the engine, the bleed H 5 is set so that the pressure pipe 8 is connected to the fuel atomizer 2. The thermoelectric ignition device 3 is turned on and connected after the thermoelectric igniter (the electric filament) of the diesel engine after annealing. The amount of fuel delivered by the injection pump 6 into the pressure line passes into the fuel atomizer 2 and is discharged in the form of a finely divided mist, which mixes with the air in the intake pipe. This fuel-air mixture is ignited and burned by the electric filament, with the air in the intake manifold heated. The piston in the intake stroke sucks in this mixture of hot air and combustion product, which has a high heat content. The temperature of this mixture is so high that it is still above the ignition temperature of the injected fuel at the end of the compression stroke and the engine starts safely. The required for starting the engine oxygen content of the drawn hot air combustion product mixture is adjusted by appropriate selection and dimensioning of the fuel atomizer 2 and by means of the bleed valve 5 fuel quantity. Due to the fuel burned in the intake manifold, the intake manifold is also heated to such an extent that the combustion air drawn in from the rest of the engine cylinders and flowing in from the outside heats up and has the heat content necessary for safe starting. After starting the engine, the power supply to the electric ignition device 3 is interrupted and the bleed valve 5 is closed again, so that the amount of fuel supplied by the injection pump 6 is supplied in its entirety to the injection nozzle 7. For proper operation of the device according to the invention must be ensured that with the help of the bleed valve 5 also only a part of the supplied from the injection pump 6 through the pressure tube to the injection nozzle 7 amount of fuel can be tapped. This can be achieved for example by an adjustable throttle. Furthermore, it must be ensured that the bleed valve 5 is sealed in both the closed and in the open position and during operation against the occurring internal pressure of occasionally several hundred bar.
Diese Forderungen werden durch das Hochdruck-Abzapfventil gemäß Fig. 2 erfüllt. Zum Anschluß der Druckleitungen 8 ist das Ventilgehäuse 9 mit Druckrohranschlüssen 10 versehen, die über Durchflußbohrungen 11 miteinander verbunden sind. Ein Ende der Durchflußbohrung 11 ist als Ventilsitz 12 ausgebildet. Oberhalb des Ventilsitzes 12 ist ein Ventil 13 angeordnet, welches zweckmäßig eine Stahlkugel ist. Das Ventil 13 ist von einem Ventilraum 14 umgeben, der durch eine Bohrung 15 mit dem Anschluß 16 für die Druckleitung 4 zum Brennstoffzerstäuber 2 verbunden ist. Oberhalb des Ventils 13 ist ein Druckstück 17 angeordnet, das zweckmäßig eine mit einem Mitnehmeranschluß 18 versehene Schraube ist. Das Ventilgehäuse 9 wird durch einen Deckel 19 mit einer Durchgangsbohrung geschlossen, wobei der Innenflansch der Bohrung 19 als Ventilsitz 20 ausgebildet ist. In der Durchgangsbohrung des Deckels 19 ist ein Betätigungsbolzen 21 angeordnet, an dessen innerhalb des Deckels 19 befindlichen Teiles eine auf dem Ventilsitz 20 aufliegende Schulter 22 und eine Aufnahme 23 für den Mitnehmeranschluß 18 der Ventilpresse 17 ausgebildet sind. Die Schulter 22 des Betätigungsbolzens 21 wird durch eine Feder 24 gegen den Ventilsitz 20 des Deckels 19 gepreßtThese requirements are met by the high pressure bleed valve of FIG. For connection of the pressure lines 8, the valve housing 9 is provided with pressure pipe connections 10, which are connected to each other via flow holes 11. One end of the flow hole 11 is formed as a valve seat 12. Above the valve seat 12, a valve 13 is arranged, which is expediently a steel ball. The valve 13 is surrounded by a valve chamber 14 which is connected through a bore 15 to the terminal 16 for the pressure line 4 to the fuel atomizer 2. Above the valve 13, a pressure piece 17 is arranged, which is expediently provided with a driver terminal 18 screw. The valve housing 9 is closed by a cover 19 with a through hole, wherein the inner flange of the bore 19 is formed as a valve seat 20. In the through hole of the lid 19, an actuating pin 21 is arranged, on whose located within the cover 19 part a resting on the valve seat 20 shoulder 22 and a receptacle 23 for the Mitnehmeranschluß 18 of the valve press 17 are formed. The shoulder 22 of the actuating bolt 21 is pressed by a spring 24 against the valve seat 20 of the lid 19
Das Abzapfventil 5 arbeitet wie folgt: The bleed valve 5 operates as follows:
Schließen: .Shut down: .
Bei Verdrehen des Betätigungsbolzens 21 nach rechts wird das Druckstück 17 durch den Mitnehmeranschluß 23 verstellt und d?s Ventil 13 auf den Ventilsitz 12 gepreßt. In dieser Stellung fließt der Brennstoff über die Gewindeanschlüsse 10 des Ventilgehäuses 9 von der Einspritzpumpe 6 durch die Rohrleitung 8 nur zur Einspritzdüse 7Upon rotation of the actuating bolt 21 to the right, the pressure piece 17 is adjusted by the Mitnehmeranschluß 23 and the valve 13 is pressed onto the valve seat 12. In this position, the fuel flows via the threaded connections 10 of the valve housing 9 from the injection pump 6 through the pipeline 8 only to the injection nozzle 7
Öffnen: To open:
Bei Verdrehen des Betätigungsbolzens 21 nach links wird das Druckstück 17 über den Mitnehmeranschluß 23 ebenfalls verdreht und das Ventil 13 freigegeben, das dann durch den Druck des Brennstoffes vom Ventilsitz 12 abgehoben werden kann. Der Brennstoff gelangt so in den Ventilraum 14 und anschließend durch die Bohrung 15 über die am Gewindeanschluß 16 angeschlossene Rohrleitung 4 zu dem im Saugrohr 1 angeordneten Brennstoffzerstäuber 2. Teilweise Abzapfung:Upon rotation of the actuating bolt 21 to the left, the pressure piece 17 is also rotated via the Mitnehmeranschluß 23 and the valve 13 is released, which can then be lifted by the pressure of the fuel from the valve seat 12. The fuel thus passes into the valve chamber 14 and then through the bore 15 via the pipe 4 connected to the threaded connection 16 to the fuel atomizer 2 arranged in the intake manifold 1. Partial bleed:
Bei geringerer Verdrehung des Betätigungsbolzens 21 nach links wird das Druckstück 17 nur geringfügig angehoben, so daß sich das Ventil 13 nur teilweise vom Ventilsitz 12 abheben kann. Hierdurch fließt ein Teil des über die Bohrungen 11 strömenden Brennstoffes zur Einspritzdüse 7, während die andere Teilmenge auf die beschriebene Weise zum Brennstoffzerstäuber 2 gelangt. Die zur Einspritzdüse 7 und zum Brennstoffzerstäuber 2 gelangenden Brennstoffanteile können so durch die Veränderung der Weglänge zum Abheben des Ventils 13 reguliert werden (Regelung mit Drossel). 'At a lower rotation of the actuating bolt 21 to the left, the pressure piece 17 is only slightly raised, so that the valve 13 can only partially lift off the valve seat 12. As a result, part of the fuel flowing through the holes 11 flows to the injection nozzle 7, while the other subset passes to the fuel atomizer 2 in the manner described. The reaching to the injection nozzle 7 and the fuel atomizer 2 fuel components can be regulated by the change in the path length for lifting the valve 13 (control with throttle). '
Dichtheit:Tightness:
Die Dichtigkeit des Abzapfventils 5 wird nach außen in geschlossener Stellung durch das auf dem Ventilsitz 12 aufliegende Ventil 13 gesichert. Der unter Hochdruck stehende Brennstoff fließt nur in den Durchflußbohrungen 11, die praktisch Teile der Druckleitung sind. In der offenen oder teilweise geöffneten Stellung des Abzapfventils 5 befindet sich der Brennstoff im Ventilraum 14 und gelangt über das Gewinde des Druckstückes 17 auch in den Raum unterhalb des Deckels 19. Ein Ausströmen von Brennstoff durch den Spalt zwischen der Durchgangsbohrung des Deckeis 19 und dem Betätigungsbolzeri 21 wird durch den Ventilsitz 20 und die Ventilschulter 22 und durch die Federkraft der vorgespannten Feder 24 verhindert. Der Druck des im Raum unterhalb des Betätigungsbolzens 21 anstehenden Brennstoffes verstärkt ebenfalls den dichten Verschluß zwischen Ventilsitz 20 und Ventilschulter 22.The tightness of the bleed valve 5 is secured to the outside in the closed position by resting on the valve seat 12 valve 13. The fuel under high pressure flows only in the flow holes 11, which are practically parts of the pressure line. In the open or partially open position of the bleed valve 5, the fuel is in the valve chamber 14 and passes through the thread of the pressure member 17 in the space below the lid 19. An outflow of fuel through the gap between the through hole of the cover 19 and the Betätigungsbolzeri 21 is prevented by the valve seat 20 and the valve shoulder 22 and by the spring force of the prestressed spring 24. The pressure of the upcoming in the space below the actuating bolt 21 fuel also strengthens the tight seal between valve seat 20 and valve shoulder 22nd
Als Brennstoffzerstäuber 2 können bekannte, herkömmliche Einspritzdüsen für Dieselmotore verwendet werden, wenn der Öffnungsdruck dieser Düsen auf einen niedrigen Wert eingestellt wird.As the fuel atomizer 2, known conventional injectors for diesel engines can be used when the opening pressure of these nozzles is set to a low value.
Für Nachrüstung der erfindungsgemäßen Lösung ah vorhandene Brennkraftmaschinen ist es vorteilhaft, wenn der im Saugrohr 1 angeordnete Brennstoffzerstäuber 2 und die thermoelektrische Zündvorrichtung 3 als einheitliche Baugruppe ausgebildet sind.For retrofitting the inventive solution ah existing internal combustion engines, it is advantageous if arranged in the intake manifold 1 fuel atomizer 2 and the thermoelectric ignition device 3 are formed as a unitary assembly.
Ein derartiger Brennstoffzerstäuber 2 ist Fig.3 dargestellt. 'Such a fuel atomizer 2 is shown in FIG. '
An einem Ende des Zerstäuberrumpfes 25 ist ein Gewindeanschluß 26 für die Druckleitung 4 vorgesehen, während das andere Ende ein Gewindezapfen 28 ist, in dessen Stirnseite ein ringförmiger Kanal 27 ausgebildet ist. In diesen Kanal 27 mündet die Bohrung 37. Der ringförmige Kanal 27 ist durch eine Membrane 29 verschlossen, die an der Oberfläche der Warze 28 aufliegt und eine Mittelbohrung 30 aufweist. Die Membrane 29 wird durch ein Zerstäubergehäuse 31 an den Zerstäuberrumpf 25 gedrückt.At one end of the atomizer body 25, a threaded connection 26 is provided for the pressure line 4, while the other end is a threaded pin 28, in whose end face an annular channel 27 is formed. In this channel 27, the bore 37 opens. The annular channel 27 is closed by a diaphragm 29 which rests on the surface of the wart 28 and has a central bore 30. The membrane 29 is pressed by a Zerstäubergehäuse 31 to the atomizer body 25.
Das Zerstäubergehäuse 31 ist mit einer Halterung 35 zur Befestigung des Brennstoffzerstäubers 2 im Saugrohr ausgestattet.The atomizer housing 31 is equipped with a holder 35 for fastening the fuel atomizer 2 in the intake manifold.
Die thermoelektrische Zündvorrichtung 3 ist ein elektrischer Glühfaden 32, der gegenüber der Bohrung 30 in der Membrane 29 angeordnet ist. Ein Ende des elektrischen Glühfadens 32 ist an einem Körper 33. Das andere Ende ist mit einer Isolierung 34 versehen und an einen elekrischen Anschluß 35 angeschlossen. Der elekrische Glühfaden 32 ist durch einen perforierten Mantel 36 gegen mechanische Beschädigung und gegen eine übermäßige Kühlwirkung der im Saugrohr strömenden Luft geschützt.The thermoelectric ignition device 3 is an electric filament 32 which is disposed opposite the bore 30 in the diaphragm 29. One end of the electric filament 32 is attached to a body 33. The other end is provided with insulation 34 and connected to an electrical terminal 35. The electrical filament 32 is protected by a perforated shell 36 against mechanical damage and against excessive cooling effect of the air flowing in the suction pipe.
Der Brennstoffzerstäuber 2 arbeitet wie folgt:The fuel atomizer 2 works as follows:
Der über die Rohrleitung 4 zum Gewindeanschluß 26 des Zerstäuberrumpfes 25 zugeführte Brennstoff gelangt durch die Bohrung 37 in den ringförmigen Kanal 27. Durch den Brennstoffdruck wird die Membrane 29 von der Stirnfläche 28 abgehoben und die Bohrung 30 freigegeben. Der Brennstoff tritt in Form eines fein verteilten Nebels in das Saugrohr 1 aus, vermischt sich mit der einfließenden Luft und wird am Glühfaden 32 entzündet. Die Feinheit (Korngröße) der Zerstäubung, die Form und die Abmessung des zerstäubten Brennstoffstrahls kann durch das Material, die Dicke, den Durchmesser (Federkonstante) der Membrane 29 und den Durchmesser (Form) der Bohrung 30 beeinflußt werden.The supplied via the pipe 4 to the threaded connection 26 of the atomizer body 25 fuel passes through the bore 37 in the annular channel 27. By the fuel pressure, the diaphragm 29 is lifted from the end face 28 and the bore 30 is released. The fuel exits in the form of a finely distributed mist in the intake manifold 1, mixes with the incoming air and is ignited at the filament 32. The fineness (grain size) of the atomization, the shape and the dimension of the atomized fuel jet can be influenced by the material, the thickness, the diameter (spring constant) of the diaphragm 29 and the diameter (shape) of the bore 30.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorrangig in Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung eingesetzt, wo aus konstruktiven Gründen keine elektrische Glühkerze zur Erleichterung des Kaltstartes im Brennraum angeordnet werden kann.The device according to the invention is primarily used in internal combustion engines with direct injection, where for structural reasons, no electric glow plug to facilitate the cold start in the combustion chamber can be arranged.
Die Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung setzen sich auf ihren geringeren spezifischer Brennstoffverbrauch und höherer spezifischen Leistung immer mehr gegenüber Brennkraftmaschinen mitgeteiltem Brennraum (Vorkammer, Wirbelkammer usw.) durch. Die bekannten Schwierigkeiten beim Kaltstart haben den breiten Einsatz dieser Motore in kleineren Leistungsklassen verhindert. Diese Schwierigkeiten beim Kaltstart können teilweise durch Erhöhung des Kompressionsverhältnisses beseitigt werden. Diese Maßnahme hat aber zwei bedeutende Nachteile. Einerseits steigt die mechanische Belastung der konstruktiven Teile durch den höheren Brennspritzdruck. Andererseits erhöht sich auf Grund der erhöhten Brennspritztemperatur der Anteil der Stickoxyde in den Abgasen, wodurch die Umwelt stark belastet wird. Deshalb bestehen in den meisten Ländern Vorschriften für den maximal zulässigen Stickoxydgehalt in den Abgasen von Dieselmotore.The internal combustion engines with direct injection are more and more dependent on their lower specific fuel consumption and higher specific power compared with internal combustion engines communicated combustion chamber (pre-chamber, swirl chamber, etc.). The known difficulties in cold start have prevented the widespread use of these engines in smaller power classes. These cold start difficulties can be partially overcome by increasing the compression ratio. However, this measure has two significant disadvantages. On the one hand, the mechanical load on the structural parts increases due to the higher injection pressure. On the other hand, increases the proportion of nitrogen oxides in the exhaust gases due to the increased fuel injection temperature, whereby the environment is heavily loaded. Therefore, in most countries, regulations exist for the maximum allowable nitrogen oxide content in the exhaust gases of diesel engines.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung-können Dieselmotore mit direkter Einspritzung — auch in der geringeren Leistungskategorie—ohne Erhöhung des Kompressionsverhältnisses bei niedrigen Temperaturen sicher angelassen werden.With the device according to the invention, diesel engines with direct injection can be safely started even in the lower power category without increasing the compression ratio at low temperatures.
Die Vorrichtung kann in Brennkraftmaschinen mit Einspritzpumpe auf einfache Weise nachgerüstet werden, wodurch sich die Kaltstarteigenschaften von Kraftfahrzeugen mit Dieselmotoren bedeutend erhöhen. Unter der Voraussetzung, daß alle Bedingungen für den Anlaßprozeß wie Zustand des Akkumulators, Sicherung der Brennstoffzuführung zur Einspritzpumpe usw.The device can be retrofitted in internal combustion engines with injection pump in a simple manner, which significantly increase the cold start characteristics of motor vehicles with diesel engines. Provided that all conditions for the starting process such as state of the accumulator, securing the fuel supply to the injection pump, etc.
gegeben sind, wird durch die Erfindung die Wärmegrenze für ein sicheres Anlassen von Brennkraftmaschinen um ca. 10—20° herabgesetzt.are given by the invention, the heat limit for safe starting of internal combustion engines reduced by about 10-20 °.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß auf Grund der geringen elektrischen Leistungsaufnahme derthermoelektrischen Zündvorrichtung der Akkumulator während des Anlassens kaum belastet wird. Demzufolge steht für den Anlasser mehr Elekroenergie zur Verfügung.Another advantage of the device according to the invention is that due to the low electrical power consumption of the thermoelectric ignition device of the accumulator is hardly loaded during cranking. As a result, more electric power is available to the starter.
Für den Kaltstart mit Hilfe der vorliegenden Lösung sind ferner Zusatzmaterialien, Mittel oder äußere Energie EnergiequellenFor the cold start using the present solution are also additional materials, medium or external energy sources of energy
erforderlich. .required. ,
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zweckmäßig so ausgebildet, daß sie vom Fahrerhaus aus betätigt werden kann, wobei die Bedienung äußerst einfach ist und im wesentlichen mit den bisher üblichen Anlaßprozessen für Brennkraftmaschinen mit geteiltem Brennerraum und Glühkerze übereinstimmt.The device according to the invention is suitably designed so that it can be operated from the cab, the operation is extremely simple and essentially coincides with the usual starting processes for internal combustion engines with shared burner chamber and glow plug.
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