DD284502A5 - Vorrichtung zur beeinflussung des kraftstoffluftgemisches in brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung findet Anwendung in Brennkraftmaschinen und dient der gleichmaeszigen Verteilung, Homogenisierung und Verdichtung des Kraftstoffluftgemisches unter Zufuehrung unterdruckgesteuerter, gereinigter Zusatzluft. Durch den Einsatz eines Flanschteiles mit einer Verteilermembrane zwischen Vergaser und Ansaugkanal sowie eines Luftzufuehrungs- und -reguliersystems wird die Zusatzluft der Brennkraftmaschine zugefuehrt, homogenisiert und verdichtet. Daraus ergibt sich eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauches und des Schadstoffausstoszes. Fig. 3{Kraftstoffluftgemisch; Zusatzluft; Vergaser; Ansaugkanal; Flanschteil; Verteilermembrane; paraboloidischer Hohlkoerper; Gasdurchlaufoeffnungen; Luftzufuehrungs- und -reguliersystem; Ringluftkanal}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Einbau in Brennkraftmaschinen zur gleichmäßigen Verteilung, Homogenisierung und Verdichtung des Kraftstoffluftgemisches unter Zuführung unterdruckgesteuerter, gereinigter Zusatzluft.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind technische Lösungen in Form von Vorrichtungen für die Verbesserung der Dosier- und Zerstäuberfunktionen des Vergasersystems bekannt. Sio haben entweder die Senkung des Schadstoffausstoßes oder die Reduzierung des Kraftstoffverbrauches bzw. die Senkung des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Reduzierung des Schadstoffausstoßes zum Ziel.

In der DE-OS 2832207 wird die Rotation einer Turbinenanordnung durch d/is vom Vergaser einströmende Gemisch vorgesehen. Sie besitzt den Nachteil einer starken Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffluftgemisches, so daß die angestrebte bessere Verdichtung nicht erreicht wird.

Eine andere technische Lösung (DE-OS 3104184) sieht ebenfalls ein in eir.-em separaten Körper sich drehendes Organ vor, das durch den Fluß des Kraftstoffluftgemisches angetrieben wird. Hierbei wird das Gemisch zu weit vor den Brennkammern freigegeben, so daß es an den Wandung ,i des organaufnehmenden Körpers zum Teil wieder Kondensiert. Das führt zu den bekannten Nachteilen der ungenügenden Verbrennung und Ausnutzung des Gemisches sovvie zur Erhöhung des Schadstoffausstoßes, was gerade verhindert werden sollte.

In der DE-OS 2519 277 wird eine Flügelradvorrichtung zur Durchmischung des Kraftstoff luftgemisches vorgeschlagen, wobei ein durch Elektromotor angetriebener Luftkompressor in den Zuführungskreislauf eingeschaltet ist, der ständig die gleiche Luftmenge fördert. Die unterschiedlichen Drehmomente der Brennkraftmaschine bleiben somit unberücksichtigt und ein optimales stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis kann dadurch nicht erreicht werden. Es finden neben der Störanfälligkeit des Elektromotors eine unterschiedliche Verbrennungsintensität, ungenügende Ausnutzung des Kraftstoffluftgemisches und ein unterschiedlich hoher Schadstoffausstoß statt, was zu keinem befriedigenden Ergebnis führt.

In der DD-PS 263100 wird zur Durchmischung und Homogenisierung des Gemisches ein im Ansaugkanal vorgesehener Rotor verwendet, der durch unte; druckgesteuertes Einströmen gereinigter Zusatzluft in Drehbewegung versetzt und das Kraftstoffiuftgemisch mit der Zusatzluft gemischt wird. Die Drehung des Rotorkörpers wird mittols Rotorachse und entsprechender Lager ermöglicht. Rotorachse und die Lager sind Verschleißteile, die einen frühzeitigen Funktionsausfall der Vorrichtung bewirken, da diese im eingebauten Zustand nicht gewartet werden können. Das Auswechseln dieser Teile ist außerdem schwierig und zeitaufwendig und kann zumeist nur in einer dafür autorisierten Werkstatt durchgeführt werden, was nicht befriedigen kann.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel der Schaffung einer kostengünstigen Vorrichtung zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Senkung des Schadstoffausstoßes in Brennkraftmaschinen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die eine gleichmäßige Durchmischung und Homogenisierung sowie Verteilung des Kraftstoffluftgemisches bewirkt, ein optimales stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Ansaugkanal herstellt, eine thermische Entlastung der Brennkraftmaschine erreicht und den Ladedruck in den Brennkammern erhöht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Flanschteil mit einer eingesetzten Verteilermembrane und einem daran befestigten Luftzuführungs- und -reguliersystem zwischen Vergaser und Ansaugflansch angeordnet wird. Das Flanschteil hat eine Öffnung, die in Strömungsrichtung kegelförmig erweitert ist und die Größe annähernd der jeweiligen Einlaßöffnung des Ansaugflansches entspricht. Im Mantelbereich der öffnung befinden sich mehrere düsenartig ausgebildete Kanäle, die nach innen zu einem Ringluftkanal führen, welcher mit dem Luftzuführungs- und reguliersystem über zwei oder mehrere Außenanschlüsse fest verbunden ist. Das Flanschteil kann aus einem Vollteil bestehen, in welchem ein Ringluftkanal angeordnet ist, wobei die Öffnungen für die Aufnahme der Luftzuführungsnippel und die Vertiefung für einen Luftleitring sowie die Vertiefung zum Einsatz der Verteilermembrane vorgesehen sind. Der Luftleitring deckt den Ringluftkanal nach außen ab, wobei die nach innen gerichteten, in gleiche Richtung weisenden Schrägschlitze die Verbindung zum Ringluftkanal herstellen. Wird das Flanschteil aus zwei Teilen hergestellt, so erhält eine Flanschteilhälfte die Vertiefung zur Aufnahme der Verteilermembrane und die andere Ha'lfte die Vertiefungen für die Aufnahme der Luftzuführungsnippel und den Ringluftkanal bzw. bei Zweistufenvergasern um jede Öffnung jeweils einen Ringluftkanal, wobei vom Ringluftkanal zur jeweiligen Öffnung hin η gleiche Richtung weisende Düsenbohrungen bzw. Schrägschlitze angeordnet sind. Die Vertiefungen zur Aufnahme der Luftzuführungsnippel werden bis in den Ringluftkanal geführt. Beide spiegelbildlich hergestellte Flanschteilhälften sind miteinander verbunden und die Luftzuführungsnippel in die dafür vorgesehenen Öffnungen fest eingefügt. Die Verteilermembrane wird aus dauerelastischem, benzin- und ölresistentem Material kegelförmig oder in anderer Form ausgebildet. Die Wandung der Verteilermembrane erhält mehrere Längsschlitze, die nach oben und unten durch kleine Bohrungen begrenzt werden. Es können nurso viel Schlitze gleichmäßig verteilt vorgesehen werden, daß die statische Sicherheit und Funktion dauerhaft gewährleistet ist. Die Verteilermembrane ragt mit ihrem aktiven Teil berührungsfrei in den Ansaugkanal. Das Luftzuführungssystem besteht aus dem Luftfilter, den Luftschläuchen, dem Luftregulierventil und den Luftzuführungsnippeln.

Durch Unterdrück der Brennkraftmaschine verursacht, gelangt gereinigte Zusatzluft über den Ringluftkanal durch die düsenförmigen Kanäle, wobei ein um die Verteilermembrane sich drehender Luftstrom entsteht, der gleichzeitig das aus der Verteilermembrane aueströmende Kraftstoffluftgemisch feinst zerteilt, sich mit diesem gleichmäßig durchmischt, homogenisiert sowie in Richtung Brennkammern schleudert und verdichtet. Zur Luftmengenregulierung kann ein von Hand bedienbares Luftregulierventil oder ein vom Fahrerhaus über Bowdenzug bedienbares Luftregulierventil verwendet werden. Vorteilhafter ist eine Kopplung des Luftregulierventils mit dem Gaspedal, wodurch eine dem jeweiligen Drehmoment der Brennkraftmaschine und dem optimalen stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis (1:20 bis 1:22) entsprechende Luftmenge freigegeben wird. Optimal ist der Einsatz eines subjektunabhängigen Meß-, Steuer- und Regelsystems, das im Ansaugkanal einen Meßsensor vorsieht, der die abweichende Größe des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses mißt und die Abweicht ng in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzt. Das gelangt zu einem Meßsteuergerät, wird in ein entsprechendes Befehlssignal umgewandelt und an das Regelgerät für die Luftzufuhr zur Ausführung der Regelfunktion übermittelt. Hierbei entfällt das mechanisch bedienbare Regelorgan.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine kostengünstig zu fertigende und zum Einbau in Brennkraftmaschinen vorgesehene Vorrichtung zur Erzielung eines optimalen Kraftstoffluftgemisches geschaffen, mit welcher eine Verringerung des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitiger Senkung des Schadstoffausstoßes erreicht wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend am Beispiel eines Einstufen- und Zweistufenvergasers näher erinnert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die konstruktive Gesamtausbildung der Vorrichtung für einen Einstufenvergaser; Fig. 2: die konstruktive Gesamtausbildung der Vorrichtung für einen Zweistufenvergaser; Fig. 3: Schnitt durch das Flanschteil der Vorrichtung mit eingesetzter Verteilermembrane für einen Einstufenvergaser; Fig.4: Draufsicht und Teilschnitt der Vorrichtung für einen Einstufenvergaser mit Verteilermembrane und Luftleitring.

Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, besteht die Vorrichtung zur Beeinflussung des Kraftstoff luftgemisches aus einem Flanschteil 1, einer Verteilermembrane 2 und einem Luftzuführungs· und -eguliersystcm, das in folgender Reihenfolge seiner Teile miteinander verbunden ist: Luftfilter 3, Schläuche 4, Mehrwegverteiler 5, Luftregulierungsventi! 6 und Luftzuführungsnippel 7. Der Luftfilter 3 ist an geeigneter Stelle in Kühlernähe befestigt. Das Luftreguliorungsventil 6 wird an geeigneter zugänglicher Stelle im Motorraum angeordnet und mit dem Gaspedal gekoppelt. Der Luftleitring 8 dichtet nach außen den Luftkanal 9 ab und erhält in gleiche Richtung weisende Schrägschlitze als düsenförmige Kanäle 13, die am Umfang gleichmäßig angeordnet werden und die Verbindung zum Ringluftkanal 9 herstellen. L ie Aussparung 10 ist für die Ai mahme der Verteilermembrane 2 vorgesehen. Sie schließt bündig mit der Außenseite des Flanschteiles 1 ab. Die Verteilermen'brane 2 erhält mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Schlitze 14 mit Begrenzungsbohrungen 15. Das Flanschteil 1 hat eine Durchlaßöffnung 12, die

in Strömungsrichtung kegelförmig erweitert ist. Die Bohrungen 11 im Flanschteil 1 bestimmen bei der Montage der Vorrichtung die exakte Lage der Durchlaßöffnung 12 sowie die zentrale Lage der Verteilermembrane 2. Nachstehend soll der funktioneile Zusammenhang beim Betreiben der Vorrichtung zur Beeinflussung des Kraftstoffluftgemisches beschrieben werden:

Das Flanschteil 1 mit eingesetzter Verteilermembrane 2 ist zwischen Vergaser und Ansaugkanal mittels Stehbolzen fest verbunden. Die Einsetzrichtung A der Verteilermombrane 2 im Ansaugkanal ist aus Fig.3 ersichtlich. Durch Unterdruck der Brennkraftmaschine verursacht, gelangt gereinigte Zusatzluft durch den Luftfilter 3, die Schläuche 4, Mehrwegverteiler 5, Luftregulierungsventil 6, über den Ringluftkanal 9durch die düsenförmigen Kanäle 13zur Durchlaßöffnung 12. Hier entsteht ein um die Verteilermembrane 2 sich drehender Luftstrom, der gleichzeitig das aus der Verteilermembrane 2 ausströmende Kraftstoff luftgemisch feinst zerteilt, sich mit diesem innig mischt und homogenisiert und in Richtung Brennkammern schleudert und verdichtet. Durch den besseren Zerstäubungsoffekt wird die Brennkraftmaschine thermisch entlastet, was die Aufnahme einer größeren Menge an Kraftstoffluftgemisch ermöglicht. Die Erhöhung des Ladedruckes führt daher zu einem Leistungsanstieg der Brennkraftmaschine. Mit der Zufi'Sr'.ng der Zusatzluft wird das Kraftstoffluftgemisch pro Volumeneinheit mit einer größeren Menge Sauerstoff angereichert, was eine vollständigere Verbrennung bewirkt und den Schadstoffausstoß drastisch senkt.

Claims (5)

1. -1- 234 502 Patentansprüche:

   1. Vorrichti'ng zur Beeinflussung des Kraftstoffluftgemisches in Brennkraftmaschinen unter Zuführung unterdruckgesteuerter, gereinigter Zusatzluft, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vergaser und Ansaugkanal ein Flanschteil (1) mit einer Verteilermembrane (2), welche mit mehreren, gleichmäßig am Umfang verteilten Gasdurchlauföffnungen versehen ist, sowie ein Luftzuführungs- und -reguliersystem, bestehend aus Luftfilter (3), Schläuchen (4), Mehrwegverteiler (5), Luftregulierungsventil (6) und Luftzuführungsnippel (7), angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (Daus einem Vollteil oder aus zwei spiegelgleichen Teilen, die fest miteinander verbunden sind, besteht und daß im Flanschteil (Dein Ringluftkanal (9) ausgebildet ist, wobei die Verbindung zur Durchlaßöffnung (12) über in gleiche Richtung weisende Bohrungen oder durch düsenförmige Kanäle (13) gegeben ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilermembrane (2) aus einem dr uerelastischen, benzin- und ölresistenten Material besteht, als paraboloidischer Hohlkörper ausgebildet und an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mit Schlitzen (14), welche beidseitig in Begrenzungsbohrungen (15) auslaufen, als Gasdurchlauföffnungen versehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mechanischer Ausführung des Luftzufuhr- und -reguliersystems hinter dem Luftfilter (3) ein von Hand, über eine Kupplung mit Gaspedal oder mittels eines Stellmotors stufenlos stell- bzw. regelbares Luftregulierungsventil (6) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatisierten Regelung der Luftzufuhr im Innenraum des Ansaugkanals ein mit einem Meßsteuer- und Regelgerät gekoppelter Meßsensor vorgesehen ist.