DE1278790B - Einrichtung zur Regelung der kontinuierlichen Zufuhr von fluessigem Brennstoff zu Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

F02d

Deutsche Kl.: 46b2-16

P 12 78 790.5-13 (J 28417)

23.Juni 1965

26. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der kontinuierlichen Zufuhr von flüssigem Brennstoff zu fremdgezündeten Einspritzbrennkraftmaschinen in Abhängigkeit von der durch eine eine Drosselklappe aufweisenden Ansaugleitung strömenden Verbrennungsluftmenge, wobei der Brennstoff der Einrichtung unter Druck zugeführt wird, in der Brennstoffleitung ein mechanisch mit der Drosselklappe verbundenes Regelventil angeordnet ist und weiterhin eine von einem Differenzdruck beaufschlagte Steuermembran mit einem in der Brennstoffzuleitung angeordneten weiteren Ventil derart zusammenwirkt, daß das weitere Ventil bei größerem Differenzdruck öffnet, wobei der Differenzdruck durch zwei durch die Steuermembran getrennte Kanäle vermittelt wird, welche mit zwei verschiedenen Stellen der Ansaugleitung in Verbindung stehen.

Es sind verschiedene Einspritzvorrichtungen bekannt, die mit einer mechanischen, vom Motor angetriebenen Einspritzpumpe arbeiten und bei denen die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von Drehzahl und Saugrohrunterdruck geregelt wird.

Andererseits sind auch schon Vergaser-Niederdruckeinspritzsysteme bekannt, bei denen der Luftdurchsatz zum Motor gemessen und in Abhängigkeit von dieser Meßgröße die Brennstoffzufuhr geregelt und der Brennstoff in die Ansaugleitung eingespritzt wird. Bei bekannten Einrichtungen der eingangs geschilderten Gattung wird als Meßgröße für den Luftdurchsatz fast ausschließlich der Differenzdruck einer festen Lavaldüse (USA.-Patentschrift 2 295 656) oder bei ähnlichen Einrichtungen an mehreren hintereinandergeschalteten oder beweglichen Lavaldüsen verwendet (USA.-Patentschrift 2367 507). Diese Meßsignale werden auf mechanische Regler, z. B. Differenzdruckregler, aufgeschaltet.

Beim einfachen Vergaser wird der Differenzdruck direkt zur Regelung der Brennstoffzufuhr herangezogen. Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß der Brennstoff nicht unmittelbar an die Einlaßventile herangeführt werden kann, sondern durch die strömende Luft mitgerissen wird. Es ergibt sich hierbei eine ungleichmäßige Verteilung des Brennstoffs auf die einzelnen Zylinder, und insbesondere im Teillastgebiet läßt sich kein optimales Brennstoff-Luft-Gemisch erzielen.

Bei Vorrichtungen mit Differenzdruckreglern ist es möglich, den Brennstoff an die Einlaßventile der einzelnen Zylinder heranzuführen. Ein erheblicher Nachteil an einer solchen Anordnung besteht jedoch darin, daß bei einer feststehenden Lavaldüse das sich ergebende Meßsignal zur Aufschaltung auf einen

Einrichtung zur Regelung der kontinuierlichen
Zufuhr von flüssigem Brennstoff zu
Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Junkers Flugzeug- und Motorenwerke
Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
8000 München 25, Tölzer Str. 40

Als Erfinder benannt:
Franz Fuchs, 8134 Pöcking

mechanischen Regler sehr schwach ist und daß dadurch die Regelung des Mischungsverhältnisses sehr

ao ungenau wird. Bei einer beweglichen Lavaldüse ist zwar das Meßsignal relativ kräftig, infolge der Expansion der Luft über dem Druckbereich (0,1 bis 1 ata) aber nicht mehr proportional zu dem Gewichtsdurchsatz der dem Motor zuströmenden Luft und

as damit zur einwandfreien Gemischregelung unbrauchbar.

Einrichtungen mit einer Einspritzpumpe weisen zwar die angedeuteten Nachteile für eine optimale Gemischbildung nicht auf, sind jedoch in ihrem Aufbau wesentlich aufwendiger und komplizierter und daher auch störanfälliger.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die im Vergleich zu Einspritzpumpenanlagen einfach und robust im Aufbau ist,

jedoch eine den unterschiedlichen Betriebsbedingungen genau entsprechende Gemischbildung ergibt, wobei der Brennstoff unmittelbar im Bereich der Einlaßventile den Zylindern zuführbar ist.

Diese Aufgabe wird bei der Einrichtung der eingangs geschilderten Art, die zur Regelung der Brennstoffzufuhr zu fremdgezündeten Einspritzbrennkraftmaschinen dient, d. h., zu sämtlichen Einspritzbrennkraftmaschinen, die nicht nach dem Dieselverfahren arbeiten, dadurch gelöst, daß die zwei Kanäle im Abstand voneinander von einem an sich bekannten vor und hinter der Drosselklappe in die Ansaugleitung mündenden Umgehungskanal ausgehen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß einer der beiden den Differenzdruck vermittelnden Kanäle mit dem oberen Bereich einer einen Schwimmer enthaltenden Kammer und der andere mit der einen Seite eines Druckreglers verbunden ist.

809 618Ί38

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß der Einlaßquerschnitt des Umgehungskanals mit Hilfe eines Steuergliedes verstellbar ist.

Eine derartige Anordnung vereinigt die Vorzüge, die die Anordnungen mit einer feststehenden Lavaldüse aufweisen, mit den Vorzügen, die Anordnungen mit einer beweglichen Lavaldüse anhaften, ohne jedoch deren jeweilige Nachteile aufzuweisen: Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt im gesamten Regelbereich, ein kräftiges Meßsignal und ein exaktes Mischungsverhältnis zwischen Luftgewicht und Brennstoffgewicht, da das Meßsignal über den gesamten Druckbereich proportional dem Gewichtsdurchsatz der dem Motorzuströmenden Luft ist..

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in einem Axialschnitt,

Fig.2 eine andere Ausführungsform der Erfindung in einer der Fij. 1 entsprechenden Darstellung«

Bei einer Anordnung nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen aus zwei Kanälen 3 und 5, die im Abstand voneinander von einem Umgehungskanal 4 ausgehen, der vor und hinter einer Drosselklappe 2 in eine Ansaugleitung 1 mündet.

Von einer in def~Zeichnung nicht dargestellten Brennstoffpumpe führt eine Brennstoffleitung 11 zu ebenfalls nicht dargestellten Einspritzdüsen. In dieser Leitung 11 ist einJiegelventil angeordnet, das-eine Lochblende 8 und eine Reglernadel 9 aufweist, wobei letztere über ein Gestänge 10 mit einer schwenkbar in der Ansaugleitung 1 gelagerten Drosselklappe 2 verbunden ist.

Durch diese Verbindung ist sichergestellt, daß dem wirksamen Strömungsquerschnitt für Luft an der Drosselklappe 2 ein entsprechender Strömungsquerschnitt für Brennstoff zwischen der Lochblende 8 und der Reglernadel 9 des Regelventils zugeordnet ist. In der Brennstoffleitung ist ferner ein weiteres Ventil 12 angeordnet, das als Drosselorgan ausgebildet ist und mit Hufe einer Membran 6 betätigbar ist, die einerseits aus dem mit dem Umgehungskanal 4 verbundenen und vor der Drosselklappe 2 in die Ansaugleitung mündenden Kanal 3 beaufschlagt ist und andererseits aus dem entsprechenden hinter der Drosselklappe 2 einmündenden Kanal 5. Somit arbeitet das weitere Ventil 12 in Verbindung mit der in der angegebenen Weise beaufschlagten Membran 6 als Differenzdruckregler.

Beim Betrieb der Einrichtung wird dem Motor die zur Verbrennung erforderliche Luft durch die Ansaugleitung 1 über die Drosselklappe 2 zugeführt. An den beiden Enden des Umgehungskanals 4 tritt dabei der gesamte an der Drosselklappe hervorgerufene Druckabfall auf, der sich aus dem Luftdurchsatz entsprechend der Drosselklappenstellung und der Drehzahl des Motors ergibt. Dabei steigt der von der Membran 6 auf das weitere Ventil 12 übertragene Druck langsamer an als der an der Drosselklappe auftretende Differenzdruck, bis er bei einem kritischen Druck trotz zunehmendem Differenzdruck an der Drosselklappe konstant bleibt, wobei auch der Gewichtsdurchsatz an Luft einen konstanten Wert hat. Durch den an der Membran 6 herrschenden Druck wird diese in Richtung Öffnen oder Schließen des weiteren als Drosselorgan wirkenden Ventils 12 bewegt. Dies geschieht so lange, bis sich ein Gleichgewicht der Kräfte mit den an einer weiteren Membran 7 angreifenden Kräften einstellt. Besagte Membran 7 ist mit der Membran 6 mechanisch verbunden und zu beiden Seiten mit den vor bzw. hinter dem Regelventil 8 und 9 in der Brennstoffleitung 11 auftretenden Drücken beaufschlagt. Bei dieser Art der Regelung ergibt sich ein genau definiertes Mischungsverhältnis von Luftgewichtsdurchsatz zu Brennstoffgewichtsdurchsatz, weil der an der Membran 6 angreifende pneumatische Regeldruck proportional dem Quadrat des Gewichtsdurchsatzes an Luft ist und der am Regelventil 8 und 9 erzeugte Druckabfall in der Brennstoffleitung 11 ebenfalls proportional dem Quadrat des Brennstoffgewichtsdurchsatzes ist.

- Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in der Fig.2 dargestellt, wobei diejenigen Teile, die mit den in der F ig. 1 dargestellten Teilen eine gemeinsame Ausbildungsform und Wirkungsweise haben, mit den dort bereits verwendeten Bezugszeichen versehen sind. Als wesentlichste Abweichung gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 ist gemäß der Fig.2 ein Schwimmergehäuse 13 vorgesehen, das vor dem Reglerventil 8 und 9 angeordnet ist. Es weist einen Nadelsitz 14, einen Schwimmer 15 und eine Schwimmernadel 16 auf. Ferner ist der vor der Drosselklappe^ in die Ansaugleitung 1 einmündende und mit dem Umgehungskanal 4 verbundene Kanal 3 durch eine in der Zeichnung mit unterbrochener Linie dargestellte Rohrleitung mit dem über dem Schwimmer 15 befindlichen Raum 17 des Schwimmergehäuses 13 verbunden. Der vor der Drosselklappe 2 auftretende Druck wirkt somit auf den Schwimmer 15 und den Brennstoff spiegel 18 ein. Im übrigen stimmt die Wirkungsweise der Anordnung mit der zu F i g. 1 beschriebenen Wirkungsweise überein, wobei das Ventil 12 das in der F i g. 1 vor dem Reglerventil 8 und 9 angeordnet ist, hier durch ein Ventil 19 ersetzt ist, das hinter dem Reglerventil 8 und 9 im Zuge der Brennstoffleitung 11 liegt. Die Membran 6 ist hierbei Bestandteil eines Druckreglers, der aus dem Ventil 19 und dieser Membran gebildet ist.

In beiden Ausfuhrungsbeispielen ist es zweckmäßig, den Einlaßquerschnitt des Umgehungskanals 4 in einer an sich bekannten und in der Zeichnung nicht dargestellten Weise mit Hilfe eines Steuergliedes veränderbar zu machen, womit atmosphärische Werte der Luft (Druck, Temperatur, Feuchtigkeit) berücksichtigt werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der kontinuierlichen Zufuhr von flüssigem Brennstoff zu fremdgezündeten Einspritzbrennkraftmaschinen in Abhängigkeit von der durch eine eine Drosselklappe aufweisende Ansaugleitung strömenden Verbrennungsluftmenge, wobei der Brennstoff der Einrichtung unter Druck zugeführt wird, in der Brennstoffleitung ein mechanisch mit der Drosselklappe verbundenes Regelventil angeordnet ist und weiterhin eine von einem Differenzdruck beaufschlagte Steuermembran mit einem in der Brennstoffzuleitung angeordneten weiteren Ventil derart zusammenwirkt, daß das weitere Ventil bei größerem Differenzdruck öffnet, wobei der Differenzdruck durch zwei durch die Steuer-

membran getrennte Kanäle vermittelt wird, welche mit zwei verschiedenen Stellen der Ansaugleitung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kanäle(3 und 5) im Abstand voneinander von einem an sich bekannten vor und hinter der Drosselklappe (2) in die Ansaugleitung (1) mündenden Umgehungskanal (4) ausgehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden den Differenzdruck vermittelnden Kanäle (3) mit dem oberen Bereich eines einen Schwimmer (15) enthaltenen Schwimmergehäuses (13) und der andere mit der einen Seite eines Druckreglers (6 und 19) verbunden ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßquerschnitt des Umgehungskanals (4) mit Hilfe eines Steuergliedes verstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 932 753, 1 022 843; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 068 511, 603;

französische Patentschrift Nr. 866 810; österreichische Patentschrift Nr. 160 693; USA.-PatentschriftenNr. 2 295 656, 2 367 507, 873 956, 2 917 035;

Motor-Rundschau, 1964, S. 624 bis 626.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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