DE1576572C3 - Brennstoffzerstaubungssystem zur Speisung gemischverdichtender Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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stoffmenge infolge der motorseitigen Saugwirkung mündung in den sekundären Hauptluftkanal 9 ko-

gefördert, weil stromab kein Drosselorgan die Saug- axial in diesem angeordnet ist. Der sekundäre

wirkung auf das Schwimmerniveau unterbindet. Hauptluftkanal 9 besitzt ein zweites düsenartig aus-

Die Dosierung der Brennstoffzumessung bei dieser gebildetes Drosselorgan 10 für den Lufteinlaß, das bekannten Kraftmaschine ist unpräzise und ent- 5 einen größeren Querschnitt als das Drosselorgan 2 spricht nicht mehr den heutigen hohen Anforderun- besitzt. Die Steuerung der Drosselorgane 2, 10 und gen, insbesondere nicht denen der Abgasentgiftung. der Brennstoff düsen 4, 5,6 erfolgt durch eine durch Eine entsprechende dosierte Brennstofförderung, ins- das Gaspedal verschiebbare Welle 11 über ein Gebesondere im unteren Drehzahlbereich, scheint bei stange. Die Welle 11 ist, wie dargestellt, mit verdieser Konstruktion eines Saugvergasers sehr in io schieden ausgebildeten Steuerkurven 12 und 13 für Frage gestellt. die Drosselorgane 10 und 2 und Steuerkurven 14,15,

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 16 für die Brennstoff düsen 4, 5,6 versehen. Hinter Brennstoffzerstäubungssystem der eingangs genann- der Wirbelkammer 7 liegt in dem primären Gemischten Art zu schaffen, das ohne Verwendung aufwendi- kanal das Brennstoffleerlaufventil 17.
ger und zusätzlicher Einrichtungen sowohl bei Stand- 15 Beim Anlassen des Motors bleiben die Drosselorgas, bei sehr geringer Drehzahl, aber auch bei hohen gane 2, 10 und die Brennstoffdüsen 4, 5,6 geschlos-Drehzahlen der Verbrennungsmaschine unabhängig sen, und der für den Leerlauf erforderliche Brennvon der Leistungsbelastung eine Verbrennung ge- stoff wird ausschließlich aus dem Ventil 17 über den währleistet, die weitgehend gleichbleibend einen vor- Primärgemischkanal 23 dem Motor zugeführt. Bei gegebenen Maximalwert von etwa 4,5 °/o CO-Gehalt 20 Betätigung des Gaspedals wird die Welle 11 nach nicht überschreitet. rechts verschoben, wobei das Drosselorgan 2 des Pri-

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß märluftkanals 1 und die Brennstoffdüse 4 geöffnet

dadurch erreicht, daß das für die Brennstoffzufuhrre- werden. Das Drosselorgan 10 des sekundären Haupt-

gulierung vorgesehene Gestänge gleichzeitig ein den luftkanals 9 bleibt zunächst geschlossen. Die Ver-

Ansaugquerschnitt des Primärluftkanals steuerndes 25 brennungsluft wird somit ausschließlich durch das

Drosselorgan betätigt und daß der koaxiale Ab- düsenartig ausgebildete Drosselorgan 2 angesaugt

schnitt des Primärgemischkanals über eine Luftdüse und strömt zufolge des geringen Querschnitts dieser

parallel zur Luftströmung im sekundären Hauptluft- Drossel mit erhöhter Geschwindigkeit durch den Pri-

kanal, im sekundären Hauptluftkanal angeordnet ist. ■ märluftkanal 1 und nimmt den aus der geöffneten

Bei dem so ausgebildeten Brennstoffzerstäubungs- 3° Brennstoffdüse 4 austretenden Brennstoff in feinster system wird nicht nur dem Brennstoff aufnehmenden Verteilung mit. Das Luftbrennstoffgemisch wird un-Luftstrom eine ausreichende Geschwindigkeit bei ter Ablenkung seines Strömungsweges in die Wirbelausreichendem Druck und genügender Wirbelbildung kammer 7 eingesaugt und hier beim Durchströmen verliehen, es ist desweiteren insbesondere möglich, durch die hintereinander angeordneten Verwirbeüber den gesamten Drehzahlbereich, vornehmlich 35 lungseinsätze 8 sehr fein zerstäubt. Es tritt aus dem auch über den unteren Drehzahlbereich, wie er für Primärgemischkanal 23 in den Ansaugkrümmer des den Stadtverkehr oft erforderlich ist, die dem Motor Motors ein. Wenn das Gaspedal weiter nach unten zuzuführende Verbrennungsluft und die Brennstoff- gedrückt wird, bleibt das Drosselorgan 2 geöffnet, menge genau in Abhängigkeit von der jeweiligen Zusätzlich öffnet sich jedoch das Drosselorgan 10 Motordrehzahl zu dosieren. 4° des sekundären Hauptluftkanals 9, das ebenfalls dü-

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Aus- senartig und als Dosierventil ausgebildet ist. In Abführungsform der Erfindung, und es bedeutet hängigkeit vom Druck auf das Gaspedal werden hier-

F i g. 1 eine der Funktionserläuterung dienende bei entweder die Brennstoffdüse 5 allein oder die

Schemadarstellung, Brennstoffdüsen 5 und 6 geöffnet, so daß das in dem

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsge- 45 Primärluftkanal 1 und in der Wirbelkammer 7 ermäße Brennstoff Zerstäubungssystem, zeugte Gemisch einen höheren Brennstoff anteil er-

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie C-D hält. Die diesem höheren Brennstoff anteil zuzuge-

derFig. 2, bende Luft wird zusätzlich durch das teilweise geöff-

F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung der Wirbel- nete Dosierventil 2 geliefert und vermischt sich mit

kammer, 50 dem aus dem Primärgemischkanal 23 austretenden

F i g. 5 eine vergrößerte Darstellung der siebförmi- Gemisch in dem Ansaugkrümmer des Motors,

gen wirbelerzeugenden Elemente in der Wirbelkam- Fig.2 zeigt das Brennstoffzerstäubungssystem im

mer in. Draufsicht, im Querschnitt und in vergrößer- Schnitt in einem Ausbildungsbeispiel als Doppelver-

ter Teildarstellung, gaser, der links eine Primärluftleitung 1 mit dem

F i g. 6 eine Darstellung des in den sekundären 55 Drosselorgan 2 und den Brennstoffdüsen 4, 5,6 und

Hauptluftkanals mündenden Rohrstutzens des pri- rechts einen Primärluftkanal 1 mit einem Drosselor-

mären Gemischkanals, gan 2 und den Brennstoffdüsen 4,5 besitzt. Das Ge-

Fig. 7 eine Darstellung des Drosselorgans des se- stange 18 des Gaspedals dreht die Welle 11, auf der

kundären Hauptluftkanals, Steuernocken 12 bis 16 angeordnet sind. Bei Betäti-

F i g. 8 eine Darstellung des Drosselorgans des Pri- 60 gung des Gestänges 18 erfolgt die Betätigung der

märluftkanals. verschiedenen Ventile, wie zu F i g. 1 beschrieben.

Gemäß F i g. 1 besitzt der Primärluftkanal 1 ein Wie aus F i g. 3 hervorgeht, liegt an der Steuernocke

düsenartig ausgebildetes Drosselorgan 2 für den 15, ebenso wie an den anderen die Brennstoffdü-

Lufteinlaß. Die Brennstoffleitung 3 ist mit drei sen 4, 5,6 betätigenden Steuernocken ein Hebel 19

Brennstoffdüsen 4, 5,6 versehen. An den Primärluft- 65 an, der um eine Achse 20 schwenkbar ist und das

kanal 1 schließt sich eine mit düsenartigen Einsätzen Ventil 5 von seinem Sitz abhebt. Der Brennstoff tritt

versehene Wirbelkammer 7 an, hinter welcher der aus dem Kanal 3, der über den Brennstoff-Zufluß 21

primäre Gemischkanal 23 nach rechtwinkliger Ein- gespeist wird, durch die Bohrung 22 in die untere

Hälfte des Primärluftkanals 1 ein, wird hier vollständig mit der durch das geöffnete Drosselorgan 2 angesaugten Luft vermischt und tritt in die Wirbelkammer? ein, in der das Gemisch bis zu einem sehr feinen Zerstäubungsgrad aufbereitet wird und durch den Primärgemischkanal 23 in den nicht dargestellten Ansaugkrümmer des Motors eintritt.

Die Steuerung der Brennstoffdüsen 4, 5,6 kann entweder, wie in Fig.2 und3 dargestellt, mechanisch erfolgen, sie kann jedoch auch durch den im Ansaugkrümmer herrschenden Unterdruck erfolgen, in dem in Abhängigkeit von der Größe des Unterdrucks ein oder mehrere Brennstoff düsen 4, 5,6 geöffnet werden.

F i g. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Teil des Primärluftkanals 1 mit der anschließenden Wirbelkammer 7 und den Einsätzen 8. Die Strömungsrichtung des Gases ist durch den Pfeil dargestellt. Die Wirbelkammer? besitzt eine in den Querschnitt des Primärluftkanals 1 eingreifende Prallwand 25, an der das Gemisch gestaut und unter Umlenkung über die Ausnehmung 26 in die Wirbelkammer 7 eingeführt wird. Hierbei durchströmt es die in F i g. 5 dargestellten Einsätze 8, die mit in Strömungsrichtung düsenartig sich verjüngenden Durchtrittsöffnungen 24 versehen sind. Das Brennstoff-Luftgemisch gelangt dann durch die Verlängerung des Primärluftkanals 1 und durch den Primärgemischkanal 23 in den nicht dargestellten Ansaugkrümmer.

F i g. 6 zeigt den Ansaugkrümmer in Einzeldarstellung. Er besitzt an seinem dem Drosselorgan 10 zugewandten geschlossenen Ende eine düsenartige Durchtrittsöffnung 24, durch die ein Teil der über das Drosselorgan 10 in den sekundären Luftansaugkanal 9 eingesaugten Luftstroms unmittelbar dem in dem Primärgemischkanal 23 befindlichen Gemisch zugegeben wird.

F i g. 7 stellt in Einzeldarstellung das Drosselorgan 10 dar. Es besteht aus einem Schieber, der einen hohlzylindrischen Ansatz 27 aufweist und in geschlossenem Zustand mit seinem Sitz 28 den sekundären Hauptluftkanal 9 abschließt. Das Drosselorgan 10 wird bei Betätigung von dem Steuernocken 12 über die Betätigungsstange 29 angehoben und auf der Welle 11 durch die Schlitze 30 geführt. Der hohlzylindrische Ansatz 27 besitzt zwei Reihen öffnungen 32, 31, die untereinanderliegend angeordnet sind, und so den Luftzufluß zu dem Luftansaugkanal 9 in Abhängigkeit von dem Grad seiner öffnung dosie- / ren. ^

F i g. 8 zeigt schließlich das Drosselorgan 2 der Primärluftleitung 1. Das Drosselorgan 2 besitzt eine kegelförmige Sitzfläche 33 und wirkt somit ebenfalls als Dosierventil.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 ■ 2 mindestens eine betriebsparameterabhängig gesteu- Patentansprüche: erte Brennstoffdüse mündet und sich der Primärge mischkanal stromauf der Einmündung der Brenn-

1. Brennstoffzerstäubungssystem zur Speisung stoffdüse in einem Primärluftkanal fortsetzt und stromgemischverdichtender Brennkraftmaschinen mit 5 ab der Einmündung der Brennstoffzuführung wireinem primären Gemischkanal, der unter einem beierzeugende Elemente beinhaltet^ sowie im Hauptrechten Winkel in einen der Sekundärluftzufüh- luftansaugkanal ein den Ansaugquerschnitt steuernrung dienenden Hauptluftkanal eingeführt ist und des, stromauf der Einmündung des Primärgemischkaeinen koaxial zum Hauptluftkanal ausgerichteten nals angeordnetes, willkürlich betätigbares Drossel-Abschnitt aufweist, der über eine stromab gerich- io organ, das über Gestänge mit der Brennstoffzufuhrtete Gemischaustrittsöffnung in den Haüptluftka- regulierung verbunden ist, vorgesehen ist und bei der nal ausmündet, wobei stromauf dieser Gemisch- Brennstoff zur Brennstoffregulierung unter Überaustrittsöffnung in den Primärgemischkanal druck gefördert wird.

mindestens eine betriebsparameterabhängig ge- Ein Brennstoffzerstäubungssystem dieser Art, das

steuerte Brennstoffdüse mündet und sich der Pri- 15 auch als Druckvergaser bezeichnet werden kann, ist märgemischkänal stromauf der Einmündung der bekannt (deutsche Patentschrift 660 544). Bei diesem Brennstoffdüse in einem Primärluftkanal fortsetzt schwimmerlosen Vergaser erfolgt die Bildung des und stromab der Einmündung der Brennstoffzu- Gemisches in der Vorkammer praktisch unbeeinflußt führung wirbelerzeugende Elemente beinhaltet, von den schwankenden Unterdruckverhältnissen im sowie im Hauptluftansaugkanal ein den Ansaug- 20 Maschinensaugrohr, wobei die Vormischkammer mit querschnitt steuerndes, stromauf der Einmün- dem Saugrohr in Verbindung steht. Die Druckverludung des Primärgemischkanals angeordnetes, ste werden durch Drosselungs- und Siebwände vor- ₍ willkürlich betätigbares Drosselorgan, das über gegeben und so die Unterdruckschwankungen nicht Gestänge mit. der Brennstoffzufuhrregulierung bis zur Vorkammer übertragen. Eine mit einem solverbunden ist, vorgesehen ist und bei der Brenn- 25 chen Brennstoffzerstäubungssystem ausgerüstete stoff zur Brennstoffregulierung unter Überdruck Brennkraftmaschine kann zwar weitgehend lageungefördert wird, dadurch gekennzeich- abhängig betrieben werden, was etwa für Flngzeugnet, daß das für die Brennstoffzufuhrregulie- motore von Bedeutung ist, eine gleichmäßige und rung vorgesehene Gestänge (18, 11) gleichzeitig hochgradig vollständige Verbrennung unabhängig ein den Ansaugquerschnitt des Primärluftkanals 30 von der Drehzahl und der Belastung der Brennkraft-(1) steuerndes Drosselorgan (2) betätigt und daß maschine ist jedoch nicht gegeben,
der koaxiale Abschnitt des Primärgemischkanals Eine wesentliche Forderung für moderne Brenn-

(23) über eine Luftdüse, parallel zur Luftströ- kraftmaschinen besteht in erster Linie darin, daß der mung im sekundären Hauptluftkanal, im sekun- Brennstoff so vollständig verbrannt wird, daß der dären Hauptluftkanal (9) angeordnet ist. 35 CO-Gehalt der Auspuffgase einen bestimmten Wert

2. Brennstoffzerstäubungssystem nach An- nicht überschreitet, wobei ein Wert von 4,5% als sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vertretbar angesehen wird.

stromab gerichteten Abschnitt des Primärge- Auch ist ein Vergaser für Brennkraftmaschinen

mischkanals (23) ein weiteres Brennstoff-Leer- bekannt, der zwei Luftventile aufweist (französische

laufventil (17) vorgesehen ist. 4° Patentschrift 1 380 597), wobei zunächst in einer

3. Brennstoffzerstäubungssystem nach An- Mischkammer ein primäres Brennstoffluftgemisch erspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß^die Luft- zeugt wird, und anschließend, wenn das über das Pridüse zentral am Lufteintritt des sekundären märventil erzeugte Gemisch nicht mehr ausreicht, um , Hauptluftkanals (9) angeordnet ist. den für eine bestimmte Leistungsabgabe der Brenn- (v

4. Brennstoffzerstäubungssystem nach An- 45 kraftmaschine notwendigen Gemischanteil zu liefern, spruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß mehrere ein zweites Zusatzventil weiteres Gemisch in die An-Brennstoffdüsen (4,5, 6) in den Primärluftkanal saugleitung eintreten läßt.

(1) einmünden. Der Vergaser ist als Fallstromvergaser ausgebildet,

5. Brennstoffzerstäubungssystem nach An- dessen Lufteinlässe von einem pneumatisch oder hyspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer- 50 draulisch bewegten Kolben geregelt werden. Infolge schnitt des Primärluftkanals (1) kleiner als derje- eines fehlenden stromab liegenden Drosselorgans nige des sekundären Hauptluftkanals (9) ist. steigt wegen der motorseitigen Saugwirkung die

Brennstoffsäule von der Schwimmerkammer ausgehend in einem Steigrohr zunächst auf, um nach Pas-

• 1 55 sieren einer Regelschraube in das Zuführungsrohr zu

gelangen. Die Regelschraube ist fest auf den maximalen Brennstoffbedarf eingestellt. Damit wird aber bei geringeren Drehzahlen des Motors ein sehr

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzer- brennstoffreiches fettes Gemisch gefördert,
stäubungssystem zur Speisung gemischverdichtender 60 Um diesen Nachteil zu umgeben, kann durch wei-Brennkraftmaschinen mit einem primären Gemisch- teres Anheben des Kolbens ein zusätzlicher Lufteinkanal, der unter einem rechten Winkel in einen der laß gegenüber dem Lufteinlaß freigegeben werden. Sekundärluftzuführung dienenden Hauptluftkanal Nachteilig ist es, wenn der mit einem solchen Vereingeführt ist und einen koaxial zum Hauptluftkanal gaser betriebene Motor im Schiebebetrieb arbeitet; ausgerichteten Abschnitt aufweist, der über eine 65 d. h., wenn bei hoher Drehzahl das Fahrpedal zustromab gerichtete Gemischaustrittsöffnung in den rückgenommen wird. Der Motor ist dann zwar so ge-Hauptluftkanal ausmündet, wobei stromauf dieser steuert, daß er keinen Brennstoff mehr zu verbren-Gemischaustrittsöffnung in den Primärgemischkanal nen vermag, es wird jedoch eine enorm große Brenn-