DE1451769A1

DE1451769A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr bei Drehkolbenmotoren

Info

Publication number: DE1451769A1
Application number: DE19651451769
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Soubis
Original assignee: Andre Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1964-12-14
Filing date: 1965-12-11
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1135399A; US3362385A; FR1450437A

Description

MTIIfTANWXLTI DR. E.WIEGAND DlPL-ING.W. NIEMANN 1451769 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT MÖNCHEN HAMBURG

: 3»53n 2000 HAMBURG 50,1. I.'ovember 1968

TtIEGRAMMi: KARPATENT KONIGSTRASSE 28

:ieue Unterlagen
W. 22 058/65 12/Fl P 14 51 769.2

Societe Anonyme Andre Citroen, Paria (Frankreich)

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr

bei Drehkolbenmotoren.

Bei der Kraftstoffversorgung von Drehkolbenmotoren sind bekanntlich besondere Probleme vorhanden hinsichtlich des Füllungsgradea (bzw. der Füllung), der bei verschiedenen Drehzahlen des Motors erreicht werden kann. Allgemein kann der Füllungsgrad nicht bei allen Drehzahlen des Motor» und insbesondere nicht bei niedrigen Drehzahlen ausreichend konstant gehalten werden. Der Füllungsgrad stellt das Verhältnis des Volumens des in jede Kammer angesaugten Grases bei atmosphärischem Druck und Umgebungstemperatur zu dem maximalen Volumen der Kammer dar. Bei einem Dieselmotor und einem Motor mit vorhergehender Vergasung (mit Vergaser oder mit Einspritzung) ist das angesaugte Gras reine Luft oder Brennstoff-Luftgemisch.

Drehkolbenmotoren können derart ausgeführt werden, daß die dynamischen Wirkungen der Schwingung der in der Einlaßleitung befindlichen Gfassäule ausgenutzt werden, um einen sehr hohen Füllungsgrad (über 100 °/o) bei einer gegebenen Drehzahl zu erhalten. Hierfür wird die Binlaßleitung mit einem derartigen Querschnitt und einer/derartigen Länge ausgeführt, daß das zugeführte Medium in der Leitung, das

909887/0390 Neu· !Mt***. ^

H51769

sich in einem von der gewählten Drehzahl erzeugten Schwingungazustand befindet, an der Einlaßöffnung im Augenblick ihres Schließens einen Überdruck hat. dadurch wird durch Resonanzwirkung bei der betrachteten Drehzahl eine "Über-¹* Füllung der Verbrennungskammer erreicht. Ein derartiges Verfahren ermöglicht ea, bei einer gewählten drehzahl N^ eine sehr hohe Füllung und, um Falle eines Vergasermotors eine Vergasung mit einem spezifischen Verbrauch zu erreichen die bei dieser Drehzahl richtig sind bzw. dieser Drehzahl entsprechen.

In Fig. 1 sind die erhaltenen Wirkungen wiedergegeben. Sie zeigt die Änderungen der Füllung R (oder Drehmoment des Motors) in Funktion der Motordrehzahl N (Drehzahl der Ausgangswelle) bei Verwendung einer Vergaserdüse mit verhältnismäßig großem Durchmesser. Bei einer derartigen Ausführung wird bei einer Drehzahl, die niedriger als die Drehzahl F.. ist, die Übereinstimmung zwischen der Bewegung der G-assäule und dem Schließen des Einlasses nicht mehr ver- . wirklieht, und/ler Einlaß schließt sich, wenn in der Kammer ein Unterdruck vorhanden ist. Daraus ergibt sich ein erheblicher Verlust an Füllung. Für einen Vergasermotor bleibt die Bewegung der Gassäule sehr pulsierend und der Unterdruck in der Vergaserdüse sowie die Menge angesaugten Kraftstoffes bleiben bedeutend wodurch sich ein übermäßig reiches Gemisch und ein erheblicher spezifischer Verbrauch ergeben. Die Rückkehr der G-assäule in Richtung gegen das Äußere der Kammer entspricht in gleicher Weise einem schlechten Arbeitei des Zerstäubersystems des Vergasers (Rückstrom).

Um diesel Nachteile zu überwinden, kann bei Vergasermotoren unterhalb der Drehzahl IT₁ eine sehr kleine Vergaserdüsi verwendet werden, wodurch jede Möglichkeit der dynamischen Überfüllung ausgeschaltet wird, so daß ein Vorteil aufgegebei wird, um einen Nachteil zu vermeiden. Andererseits ist bei Drehkolbenmotoren wie bei den klassischen Motoren die Verzögerung des Schließens des Einlasses notwendigerweise nur

909887/0390

ein Kompromiß zwischen den hohen und den niedrigen Drehzahlen. Pie Verzögerung, die unveränderlich bleibt, wenn die Drehzahl eich ändert, führt zu einer Kückströmung von Luft gegen das äußere der -kammer bei niedrigen Drehzahlen und damit, unabhängig von den dynamischen Yiirkungen, zu den bereits beschriebenen Nachteilen.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, die oben beschriebenen Nachteile bekannter Motoren zu vermeiden.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Begelung der Zufuhr von Luft, mit oder ohne Brennstoff, bei ^rehkolbenmotoren, die eineSinlaßleitung aufweisen, deren Charakteristiken bei einer bestimmten Motordrehzahl eine optimale Füllung ermöglichen, und zwar durcl Ausnutzung der dynamischen Wirkungen des im schwingenden Zustand befindlichen zugeführten Mediums, wobei das Ziel des Verfahrens darin liegt, einen hohen Füilungsgrad bei Drehzahlen beizubehalten, die niedriger als die Drehzahl sind, bei welcher der Füllungsgrad optimal ist, und es besteht im wesentlichen darin, daß für eine gegebene Drehzahl, die niedriger als die Drehzahl ist, bei welcher die optimale Füllung gewährleistet ist, das Schließen und das öffnen dee Einlasses in einem gleichen Intervall des Kreislaufs vorverlegt wird, wobei dieses Intervall um so viel größer ist, wie die Drehzahl unter der Drehzahl bei der optimalen Füllung liegt, erhalten wird.

Bei feilfcelaetungen ist es gemäß der -Erfindung bei Drehzahlen, die niedriger als die Drehzahl sind, bei welcher die optimale füllung erhalten wird, vorteilhaft, die Vor-Verlegung des Offnens des Einlasses zu verhindern, derart, daß bei Teilbelastungen das Zeitintervall, während welchem der Binlaß und der Auslaß gleichzeitig offen sind, verkürzt wird.

Hierdruch wird bei geringen Belastungen verhindert, daß iualafigas in den Einlaß eintritt, der sich mit Bezug auf den JkUslaJ auf einem großen Unterdruck befindet.

909887/0390

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Regelung der Gemischzufuhr von Verbrennungsmotoren, mit einem der Einlaßöffnung des Motors zugeordneten, mittels einer Einstelleinrichtung gesteuerten, von der Motorwelle antreibbaren .Absperrorgan.

Eine solche Vorrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an einem -Drehkolbenmotor das Absperrorgan als rotierendes Absperrorgan auf einer Welle gelagert ist und durch die Einstelleinrichtung eine Nacheilung der Winkelstellung der Absperrorganwelle relativ zur Winkelstellung der Motorwelle bewirkbar ist, wobei diese Nacheilung in an sich bekannter Weise bei der Motordrehzahl, bei der ein optimaler Füllungsgrad vorliegt,■maximal ist und sich verringert, wenn die Motordrehzahl unter die optimale Drehzahl sinkt.

Die Einstelleinrichtung kann eine Getriebewelle aufweisen, die mit einer Einrichtung zusammenarbeitet, welche ein Widerstandsmoment in Funktion der Motordrehzahl an die genannte Welle anlegt, und die Setriebewelle ist mit der Ausgangswelle des Motors und der Welle der -^rehabsperreinrichtung über Kupplungseinrichtungen verbunden, von denen wenigstens eine eine elastische Kraftübertragungseinrichtung aufweist.

Vorzugsweise können Einrichtungen vorgesehen sein, um an die Getriebewelle ein Korrekturmoment in Punktion der Belastung anzulegen.

Die elastische Kraftübertragungseinrichtung kann ein Antriebsrad, das auf der Getriebewelle beweglich angeordnet ist, und eine mit ihm zusammenarbeitende Torsionsfeder aufweisen, deren eines Ende an dem Antriebsrad und deren anderes Ende an der Getriebewelle befestigt ist. ·

Die Torsionsfeder kann durch eine Torsionsstange oder durch irgendeine andere äquivalente Einrichtung ersetzt werden.

Die drehung des Antriebsrades um die ^etriebewelle kann durch Anschläge begrenzt sein.

909887/0390

BAD ORiQINAL

_ 5 —

Die Einrichtung, die an die ^etriebewelle ein Widerstandsmoment anlegt, kann eine Pumpe sein, deren Welle durch die Getriebewelle angetrieben wird.

In der Abgabeleitungder Pumpe kann eine geeichte Brennstoffdüse angeordnet sein, um das Widerstandsmoment zu ändern.

Zu dem gleichen Zweck kann die Pumpe mit einer Entlastung ö einrichtung verbunden sein, die einen Zylinder aufweist, in welchem sich ein Kolben vor einer .Entlastungsöffnung verschieben kann, die in der Seitenwand des Zylinders ausgebildet ist, und der Kolben kann mit einer Ausgleichsfeder versehen sein.

Bs können weiterhin Einrichtungen zur Änderung des Belastungsverlustes in der Abgabeleitung der Pumpe in Funktion der Belastung des Motors vorgesehen sein.

Weitere Zwecke und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert wird.

Pig. 1 ist eine graphische Darstellung, in welcher die füllung in Abhängigkeit von der Drehzahl wiedergegeben ist,
Fig. 2 ist eine schematische Teilschnittansicht eines Botationsmotors, der mit einer Absperreinrichtung für die Regelung des Einlasses gemäß der Erfindung versehen ist. Der Schnitt ist einerseits

in eine zu der Achse der Hauptwelle des Motors >

parallele Ebene gelegt und verläuft durch die Achse der Einlaßleitung, und andererseits in eine Ebene gelegt, die durch die Hauptachse des Motors verläuft. Die beiden Ebenen schneiden sich entlang der Li^ie I-I.
Fig. 3 iat eine schematische Ansicht, in welcher in Vorderansicht die Stellung der Absperreinrichtung vor der Einlaßöffnung des Motors wiedergegeben iat.

909887/0390

H51769

Fig. 4 ist eine schematisehe Teilschnittansicht eines Motors, an dem die Erfindung verkörpert ist, wobei der Schnitt in Höhe der Einlaßleitung rechtwinklig zur -"chse der Motorwelle gelegt ist. Fig. 5 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Einstelleinrichtung, welche die Winkelverstellung der Absperreinrichtung steuert, und welche eine hydraulische Pumpe aufweist. Fig.5a ist eine von links gesehene seitliche Teilansicht der Einrichtung gemäß Fig. 5.

Fig. 6 ist eine graphische darstellung, in welcher die verschiedenen Formen der Kurve, welche das Widerstandsmoment der j?umpe gemäß Fig. 5 wiedergibt, dargestellt sind.

Fig. 7 ist eine Darstellung, in welcher die ^ erbesserungen der Kurven der Füllung und des spezifischen Verbrauchs wiedergegeben sind, die durch die Erfindung bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden. Fig. 8 ist eine schematische Ansicht eines Drehkolbenmotors, an welchem die Erfindung verkörpert werden kann.

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, in v/elcher die Einrichtung für die Winkelverstellung der .absperrein richtung in Funktion der Motorbelastung wiedergegeben ist.

Fig.10 ist eine schematische Ansicht, in welcher wiedergegeben ist, auf welche Weise die Winkelverstellung für eine'besonderen Siotordrehzahlbereich erreicht werden kann.

In Fig. 2 ist elnft -Drehkolbenmotor schematisch wiedergegeben, der einen Kolben P aufweist, welcher in einer Kammer K bewegbar ist und seine Bewegung auf eine mittlere Motorwelle C auf übliche Weise überträgt. In die Kammer K mündet eine Einlaßleitung 1 in einer Einlaßöffnung 1b. Stromauf der Einlaßöffnung 1b ist zwischen zwei Wänden 2 und 5 eine

909887/0390

^sperreinrichtung bzw. ein Absperrorgan 4 angeordnet, die beispielsweiee einen Teil in Form einer Scheibe 4a und ^! einen Arm 4b (Pig. 3) aufweisen kann. Das Absperrorgan 4 dreht eich um eine Achse 4ö in der in Fig. 3 durch einen Pfeil angegebenen Richtung und sperrt die Einlaßleitung 1 bei 1a ab. Der -Antrieb des Absperrorgans 4 erfolgt von der Motorausgangswelle T unter Zwischenschaltung eines konischen Getriebes mit zwei Antriebsrädern 5a und 5b und einer Getriebewelle 6a, an welche in funktion der Motordrehzahl ein Widerstandsmoment angelegt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die (Jetriebewelle 6a die Welle einer Pumpe 6, die vorteilhaft, jedoch nicht notwendigerweise, die Ölpumpe des Motors ist. Die Welle 6a der Pumpe 6 wird über ein System von Antriebsrädern 7a, 7b, 7c von der Motorausgangswelle T angetrieben. Eine Feder 8, die auf der Welle 6a, auf welcher das Antriebsrad 7c be-' weglich angebracht ist, überträgt die Bewegung dee Antriebsrades 7c auf die *elle 6a mit einer gewissen Winkelverstellung, die von dem Torsionsmoment der Feder 8 abhängt, das augenblicksweise dem Widerstandsmoment der Pumpe 6 gleich ist. Somit treibt die kotörwelle T das Absperrorgan 4 mit einer gewiesen Winkelnacheilung an, die von dem Widerstandsmoment" der Pumpe 6 abhängt, -^as Absperrorgan 4, das einen ^; einzigen Arm 4b aufweist, dreht sich mit der Drehzahl der Welle T, wenn die Motordrehzahl konstant ist. Die Feder 8, welche die Winkelverstellung zwischen dem Antriebsrad 7c und der Welle 6a überträgt, kann durch äquivalente Einrichtungen ersetzet werden, beispielsweise durch eine Torsionsetange.

Die Auslaßöffnung ist in Fig. 2 nicht wiedergegeben. Die Steuerung des öffnens und des Schließens dieser Öffnung erfolgt auf übliche Weise.

Die Verteilung von Luft, mit oder ohne Brennstoff, im Motor ist durch die Zwischenschaltung des Absperrorgans 4 änderbar gemacht, dessen Arm 4b sich dreht und dabei die

909887/0390

ORIGINAL JNSPECTED

Einlaßöffnung 1a freigibt und absperrt. Das .Absperrorgan ist vorzugsweise aus einem selbstschmierenden Material, beispielsweise einem Polytetrafluoräthylen (wie "Teflon" od. dgl.) gebildet und hat vorzugsweise eine geringe Dicke. Andererseits erfolgt zwischen den Wänden 2 und 3 und den Flächen des Absperrorgans 4 eine Schmierung mit Öl, das in den Einlaß eingesptitzt oder mit dem Kraftstoff gemischt ist. Die Beibungsflache ist auf die fläche des Armes 4b zurückgeführt und zufolge der Zentrifugalkraft hat der Arm 4b kein Bestreben, sich gegen die Flächen der Wände 2 und 3 zu legen, zwischen denen er eingeschlossen ist. Auf diese Weise sind die Abnutzung und der Leistungsverlust durch Reibung vernachlässigbar. Der Arm 4b, der dünn und geschmeidig ist, kann sich augenblicklich gegen die eine der Flächen 2, 3 legen, zwischen welchen er eingeschlossen ist, wenn er einem ^ruck oder einem Unterdruck ausgesetzt ist, der durch die in der Einlaßleitung 1 zirkulierenden Frischgase ausgeübt wird, so daß eine gute Abdichtung gewährleistet ist.

Diese Drücke oder Unterdrücke haben nur geringe Werte. Teile 4ba und 4bb des Armes 4b, welcher das ergänzende Schließen und öffnen des Einlasses 1 bewirkt, verlaufen mit ihren Kanten im wesentlichen parallel zu der Kante des dreieckförmigen Kolbens P, welcher das Schließen und Öffnen des Einlasses 1 gewöhnlich hervorruft.

Andererseits sind die Einlaßöffnungen 1a und 1bg. die auf der Höhe des Abeperrorganes 4 bzw. am Eintritt in die Kammer K liegen, sehr nahe beieinander angeordnet. Saraus ergibt sich, daß bei Drehzahlen oder Belastungen, bei denen der Arm 4b an der Einlaßöffnung 1b beispielsweise den gleichen ^erlauf des Sehließens wie die Kante täes Kolbens P gewährleistet, die Strömung im wesentlichen so verläuft, wie es in Fig. 4 wiedergegeben ist.

Die Länge der Einlaßleitung 1 zwischen 1a und 1b ist ausreichend gering (Fig. 4), so daß der kediumstrom zwischen

909887/0390

— Q —

U51769

den beiden öffnungen 1a und 1b den gleichen tiuerachn.itt beibehält und sich nicht ausdehnt und den gesamten Quer-•sohnitt der Leitung 1 einnimmt und sich danach in der Öffnung 1b wiederum verengt.

•Der luftstrom behält somit zwischen den öffnungen 1a und 1b eine konstante Größe bzw. einen konstanten Querschnitt bei.

Die Pumpe 6, wenn es sich um die Ölpumpe des Motors handelt (was nicht notwendig der Fall sein muß) muß eine Gesamtabgabemenge, die beträchtlich größer als die genau erforderliche Menge des Motors ist, und eine Drehgeschwindigkeit haben, die so hoch wie möglicht ist derart, daß gute -fcirregungsbedingungen (facultes d'amoreage) sowie ein Widerstandsmoment erhalten werden, das von dem ^Abnutzunge zustand des Motors praktisch unabhängig ist. Die Pumpe 6 kann beispielsweise eine Zahnradpumpe sein mit einer Abgabemenge derart, daß eine abzweigbare ^enge erhalten wird, die im Verhältnis zu der in dem Motor umlaufenden Menge groß ist (Fig. 5) und die mit der Drehgeschwindigkeit der Motorausgangswelle ^ angetrieben wird.

Die Augenblioke des ächließena und des öffnens der Einlaßöffnung 1a durch das Absperrorgan 4 sind für eine gegebene Drehzahl festgelegt und werden in zu der Verringerung der Drehzahl identischem Ausmaß vorverlegt, da die Winkelverstellung zwischen der Motorausgangswelle Ϊ und der Welle 6a sioh beträchtlich verringert wie das Widerstandsmoment ^ der Pumpe 6 (ausgeglichen durch das Torsionamoment der feder 8), welohes eine ansteigende Funktion der Drehzahl ist.

Das Widerstandsmoment C der Pumpe 6 und damit die Winkelverstellung zwischen der Welle 4a des Absperrorgans 4 und der Motorausgangswelle T kann naoh einem vorbestimmten ^erlauf in funktion der Motordrehzahl geändert werden. Hierfür können verschiedene Systeme verwendet werden in Verbindung mit den ^trömungsleitungen der Pumpe 6, die eine Ansaug-

909887/0390

U51769

leitung 10, eine Abgasleitung 11 und eine Abzweigleitung 12 aufweisen, die auf übliche Weise ein Entlastungssystem 15 besitzt.

A. Es kann genügen, eine Pumpe zu verwenden, die eine genügend große ^bgabemenge hat, so daß eine große ^ abgezweigt werden kann.

Die das Widerstandsmoment der Pumpe in Punktion der Motordrehzahl II darstellende Kurve hat dann den ^verlauf, der Kurve C₁ in Pig. 6.

B. Stromauf der Abzweigleitung 12 kann in der -"bgabeleitung 11 eine geeichte Düse 14 angeordnet werden, die in der Abgabeleitung 11 einen Druck und damit ein Widerstandsmoment erzeugt, das

von dem Abnutzungszustand des Motors unabhängig ist (die i)üse ist keiner Abnutzung unterworfen).

von der Viskosität des Mediums der Pumpe unabhängig ist (der Belastungsverlust in der Düse H dient praktisch nur zum Hervorrufen der Geschwindigkeit),

in Punktion der drehzahl schnell änderbar ist (und damit ermöglicht, wenn erforderlich, eine schnellere Erhöhung in Punktion der drehzahl zu erhalten als die gewöhnlich gemäß der Kurve C₁ erhalten wird),

von Änderungen des Motorspieles unabhängig ist (die Düse ist genau geeicht). Die Kurve der Pumpe 6, die dann erhalten wird, ist durch die Kurve Cp (Pig. 6) wiedergegeben.

C. Es kann weiterhin eine Entlastungseinrichtung 13 verwendet werden, die einen Kolben 13a aufweist, der mit einer Feder 13b versehen ist und in einem Zylinder 13c läuft, der mit einer Entlastungsöffnung 13d versehen ist, die beispielsweise die in Pig. 5a in Seitenansicht wiedergegebehe Form aufweist (änderbare G-röße),

Die Kurve der Pumpe 6, die dann erhalten wird, entspricht der Kurve C, (Fig. 6) die mehr als zwei Gefälle bzw. Neigungen enthält.

909887/0390

Die unter B und C genannten Kaßnahmen können gleichzeitig angewendet werden.

Allgemein kann zufolge der augenblickweisen Gleichheit des WideratandamoiDents C der Pumpe 6 und des Torsionsmoments der ieder f die Winkelverstellung des iibsperrcrgans 4 im Verhältnis zu der drehzahl entsprechend den Verlaufen der Kurven C., C^ und C, geändert werden.

Gemäß der Erfindung kann den Absperrorgan # ein vorbestimmter änderbarer ergänzender Verschließverlauf gegeben werden, um die Nachteile des Motors bei niedrigen -^reh^ zahlen zu vermeiden.

Es kann erreicht werden, daß die ^rehversteilung des Absperrorgana 4 gleichfalls eine lunktion der kotorbelastung ist, indem ein der Belastung zugeordneter Parameter, beispielsweise die Öffnung der Jasdrossel.-clar-pe (bei einem Vergasermotor) oder der Untörciruck stromab der Drosselklappe od. dgl. eingeführt wird, um die Gharakteristil des Widerstände moment s C der Pumpe 6 zu under;-, "err die Belastung sich ändert, genauer gesagt, das Widerstandsmoment C zu verringern, wenn die belastung sich verringert, und zwar mit dem Ziel, bei Teilbelastungen die '«Yinkelstellung zwischen der lelle 4a des Absperrora&ns 4 und der Motorauegangswelle I zu verringern, wodurch das Zeitintervall verringert ist, während welchem der Auslaß und der Sinlaß gleichzeitig offen sind, wodurch wiederum die Menge an lustrittsgas verringert wird, die in den Sinlaß eintritt, der sich dann mit Bezug fiui den i»uslaß auf einem gro3en Unterdruck befindet.

Sa kann beispielsweise eine manometrische Vorrichtung (Fig. 9) vorgesehen werden, die eine kensbran 19 aufγ/eist, welche unter Zwischenschaltung einer leitung 20 dein stromab der «asdrosselklappe herrschenden unterdrück ausgesetzt ^K ist, der auf die *eder 13b oder,unmittelbar axf den JSntlaatungskolben 13a eine Kraft ausübt. Die -*-en.bran 19 kann außerdem eine Kadel mit änderbaren Querschnitt antreiben,

909887/0390

BAD ORIGINAL

die in der bei 14 in der .Abgabeleitung 11 der Pumpe 6 angeordneten Düse verschiebbar ist und den Widerstand in der ^Abgabeleitung 11 der Pumpe 6 UB^damit deren Widerstandsmoment G ändert.

Die Winkelstellung des Absperrorgans 4 in Funktion der Drehzahl kann auch dadurch erhalten werden, daß durch das gleiche Verfahren ein Unterdruck in Punktion der Motordrehzahl (beispielsweise der Unterdruck, der in der oder den Düsen des Vergasers herrscht) oder ein Druck (leitungsdruck der Wasserpumpe beispielsweise) wirken 'gelassen wird.

Ιή. Fig₀ 7 sind bei C. und Cr die Kurven der Änderung der

Füllung E bzw. spezifischen Verbrauchs C! in Funktion .der

Motordrehzahl N eines Drehkolbenmotors wiedergegeben, deseen Zufuhrsystem eine lange Leitung aufweist, wobei die Übereinstimmung zwischen der Schwingung der Gassäule in der Einlaßleitung für die drehzahl N- gegeben ist, wie es oben bereite beschrieben ist. Kurven C^ und C'c stellen die Verbesserungen der Füllung E bzw. des spezifischen Verbrauchs C_ dar, die durch Verwendung eines Absperrorgans 4 gemäß der Erfindung zum Einführen einer ergänzenden änderbaren Eegelung der Zufuhr bei Drehzahlen niedriger als N^ erhalten werden können.

In Fig. 8 ist schematisch eine Ausführungeform eines Drehkolbenmotors beispielsweise wiedergegeben, an dem die Erfindung verkörpert werden kann. Dieser Motor bildet drei Verbrennungskammern 15, 16 und 17.

Die Bezeichnungen Soberer Totpunkt" und "unter Totpunkt", die zufolge einer offensichtlichen Analogie zu einem gewöhnlichen Kolbenmotor für einen solchen drehkolbenmotor verwendet werden können, entsprechen den minimalen und maximalen Werten des Volumens der Verbrennungskammer.

Die Stellung des ^rehkolbensiLn Fig. 8 entspricht dem oberen Totpunkt der Kammer 16.

Wenn die drehzahl unter die drehzahl N₁ und bis zu einer Drehzahl N₂ verringert wird, verstellt sich das A*?«perr-

909887/0390 ■» oboinal

¹ - 13 -

U51769

organ 4 und verlegt das Öffnen und das Schließen des Einlasses in einem gleichen Intervall des Kreislaufes für dieselbe Verbrennungskammer vor. Die Verzögerung des Schließende des Einlasses mit Bezug auf den oberen Totpunkt für ein und dieselbe Verbrennungskammer des Motors (beispielsweise die Kammer 16) ändert sich ungefähr in dem gleichem Sinne wie die drehzahl.

Im übrigen bleibt die Verzögerung des Schließens des Auslasses mit Bezug auf den oberen Totpunkt unverändert, da gemäß der Erfindung nur auf den Einlaß eingewirkt wird , und die Überschneidung von Einlaß und Auslaß (der Winkel, innerhalb welchem der Einlaß und der Auslaß vollständig oder teilweise gleichzeitig offen sind) für ein und dieselbe Verbrennungskammer (beispielsweise die Kammer 16) erhöht sich, wenn die drehzahl sinkt und erreicht nahe der Drehzahl Ng einen bedeutenden Wert _wi_e auch die Flächendurchgangszeiten (surface-temgs de passage) zwischen dem Auslaß und dem Einlaß»

Diese bedeutende Überschneidung ermöglicht bei einer niedrigen Drehzahl, die beispielsweise so niedrig ist wie die Drehzahl N,, die im übrigen mit der Drehzahl Np zusammenfallen kann oder ihr nahe liegen kann, eine Spülung des Totvolumens der Kammern, wenn sie eine Stellung nahe der Stellung der Kammer 16 gemäß Fig. 8 einnehmen. Diese Spülung kann bei der Brehzahl N, noch verwendet warden, um die Charakteristiken^ des Motors zu ändern, und zwar gemäß den Kurven C₄ und C"₅ (Fig. 7). Die Spülung kann zufolge eines Überdrucks in der Einlaßöffnung 1a erhalten werden, der zu Schwingungen führt, die sich in der Einlaßleitung 1 bilden.

Das Absperrorgan 4 kann durch irgendeinen sich drehenden Teil ersetzt werden, durch eine konische oder zylindrische Büchse, die einen geschmeidigen oder derart angelenkten

aux
Arm/weist, der als Absperrklappe verwendet werden kann· Der

Arm kann änderbare Größe haben und im Fall einer zylindrisch. 909887/0390 «ad original

Büchse zusätzlich zu seiner Dreiive rs teilung eine axiale . Verschiebung in Punktion der Motordrehzahl oder der Belastung haben· * .

Die Einlaßleitung, an welcher das Absperrorgan angeordnet ist, kann auch eine Leitung sein, die an einer der ebenen Flächen des ^tators seitlich angeordnet ist.

Bs können an einem sich drehenden Organ mehrere Absperrarme oder auch mehrere ^ÄbSperrorgane vorgesehen sein. Der oder die Afeaperrarme können eine änderbare Größe haben (beispielsweise schwalbenschwanzförmig ausgebildet sein) und gegebenenfalls mit einer oder mehreren Öffnungen oder Ringöffnungen versehen sein.

Die drehgeschwindigkeit des ^ürganes!kann in irgendeinem Verhältnis zu der Motordrehsahl gewählt werden.

Sicherheitsantriebseinrichtungen (Anschläge) können vorgesehen sein, um die ^eder 8 zu ersetzen, für den Pail, daß diese Bricht.

Die Winkelverstellung des Absperrorgans kann für einen besonderen ^rehzahlbereich des Motors verwirklicht werden, beispielsweise von der Drehazhl ITp zur drehzahl N-.

Hierfür kann das Antriebsrad 7c, das auf der Welle 6a beweglich angeordnet ist, wie bei der üusführungsform gemäß Pig. 10 in seiner Winkelbewegung mit ^ezug auf die Welle 6a durch zwei Anschläge bp und b.. begrenzt sein, die mit der Welle 6a der Pumpe 6 verbunden sind.

In der Buhestellung drückt die Peder 8, die ein Vorzusammendrückmoment C„ ausübt, einen Nocken 21, der mit dem Antriebsrad 7e verbunden ist, gegen den Anschlag bp. Auf diese Weise beginnt die Winkelverstellung bei zunehmender Drehzahl bei einer drehzahl Up nicht eher, als bis das Widerstandsmoment der Ölpumpe 6 gleich dem Vorzusammen- ₎ drüokmoment C₂ ist. Die Verstellung endet, wenn das Antriebsrad 7c mit dem Anschlag b₁ in Berührung kommt.

Die Verstellung in der Drehung oder in der ■'•ranslation kann durch irgendein anderes System gewährleistet werden,

909887/0330

ORIGINAL

insbesondere durch Verwendung einer Absperreinrichtung, die ein Organ aufweist, welches der Zentrifugalkraft unterworfen ist, oder duroh Verwendung eines Absperrorgans, das durch einen Veretellmechaniamua (translatorische Verstellung oder Drehverateilung) gesteuert wird, der wenigstens eine Masse hat, die der Zentrifugalkraft unterworfen ist, und der eine entgegenwirkende Feder aufweist.

Die Abgabeleitung der Pumpe kann mit mehr als einem Bntlaetungekolben versehen sein, um die Kurve der Pumpe entsprechend zu modulieren.

Die Drehzahl N^ von der die Regelung ausgeht, kann eine höht Drehzahl sein (die beispielsweise einer verhältnismäßig kurzen Binlaßleitung entspricht).

909887/0390

ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Eegelung der Gemischzufuhr von Verbrennungsmotoren, mit einem der Einlaßöffnung des Motors zugeordneten, mittels einer Einstelleinrichtung gesteuerten, von der Motorwelle antreibbaren Absperrorgan, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an einen Drehkolbenmotor das Absperrorgan als rotierendes Absperrorgan (4) auf einer "eile (4a) gelagert ist und durch die Einstelleinrichtung eine Nacheilung der Winkelstellung der ^bsperrorganwelle (4a) relativ zur Winkelstellung der Motorwelle (T) bewirkbar ist, wobei diese Nacheilung in an sich bekannter Weise bei der Motordrehzahl, bei der ein optimaler Püllungsgrad vorliegt, maximal ist und sich verringert, wenn die Motordrehzahl unter die optimale drehzahl sinkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Einstelleinrichtung eine ^etriebewelle (6a) aufweist, die mit einer Einrichtung (z.B. 6) zusammenarbeitet", welche an die Getriebewelle (6a) ein Widerstandsmoment in Punktion der Motordrehzahl anlegt, und daß die Getriebewelle mit der Motorausgangswelle (T) und der Absperrorganwelle (4a) über Kupplungseinrichtungen verbunden ist, von denen wenigstens eine ein elastisches Übertragungssystem aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die auf die Getriebewelle (6a) ein Korrekturmoment in Punktion der Belastung ausübt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische System ein auf der G_etriebewelle (6a) beweglich angeordnetes Antriebsrad (7c) und eine mit diesem zusammenarbeitende Torsionsfeder (8) aufweist, deren eines Ende an dem Antriebsrad und deren an deres Ende an der Getriebewelle befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische System ein auf der Getriebewelle (6a) beweglich angeordnetes Antriebsrad (7c) und eine

909887/0390 Unterlagen

H51769

Toraionsstange aufweist, deren eines Ende an dem .Antriebsrad und deren' anderes Ende an der G-etriebewelle befestigt ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Widerstandsmoment an die Getriebewelle (6a) anlegende Einrichtung eine Pumpe (6) ist, deren Welle mit der ^etriebewelle ^6a) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgabeleitung (11) der Pumpe (6) eine geeichte Düse (14) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (6) mit einer Entlastungseinrichtung (13) verbunden ist, die einen Zylinder (13c) aufweist, in dem ein Kolben (I3a) sich vor einer Entlastungsöffnung (i3d) verschieben kann, die in der Seitenwand des Zylinders ausgebildet ist, wobei der Kolben mit einer Ausgleichsfeder (i3b) in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung des Belastungsverlustes in der Abgabeleitung (11) der Pumpe (6) in Funktion der Motorbelastung

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebewelle (6a), auf welcher das Antriebsrad J7c) beweglich angeordnet ist, mit zwei Anschlägen (b1 und b2) verbunden ist, welche die freie drehung des Antriebsrades um die Welle begrenzen.

11. Verfahren zur -Regelung der Gemischzufuhr bei "^rehkolbenverbrennungsmotoren, die bei einer bestimmten Motordrehzahl einen optimalen Füllungsgrad haben, wobei zur Beibehaltung eines hohen Füllungsgrades bei Drehzahlen, die niedriger als die Drehzahl ist, für welche die Füllung optimal ist, das Schließen und Öffnen des Gemischeinlasses zu dem Motorzylinder in Abhängigkeit von der Motordrehzahl vorverlegt wird, daduroh gekennzeichnet, daß bei Teilbelastungen des Motors die Vorverlegung des Öffnens des Einlasses derart verringert wird, daß das Zeitintervall verkürzt wird, während dem der Zylinderauslaß und der Einlaß gleichzeitig offen sind.

909887/0390

Leerseite