DE1576573A1

DE1576573A1 - Internal combustion engine with external mixture formation

Info

Publication number: DE1576573A1
Application number: DE19671576573
Authority: DE
Inventors: Wilmers Dipl-Ing Gottlieb; Huber Dr-Ing Eugen W
Original assignee: Huber dring Eugen W
Current assignee: Huber dring Eugen W
Priority date: 1967-12-01
Filing date: 1967-12-01
Publication date: 1970-09-10

Description

Brennkraftmaschine mit äußerer Gemischbildung Die Erfindung betrifft eine ßrennkraftma schine für flüssige Kraft- stoffe mit äußerer Gemischbildung, bei der im Vergaser der Mi- schungsquerschnitt für Luft und Kraftstoff von einer durch Druck- differenz beaufschlagten Schieber.teuerung dem augenblicklichen Luftdurchsatz angepasst wird (G 1e ichdruckvergaser) , und bei der das Gemisch von Luft und Kraftstoff in einen an den Vergaser an- schließenden Saugrohr der Einlaß-Steueröffnunr1 des Arbeitsraumes zugeführt wird. Vergaser und Saugrohr haben den Zweck, dem Arbeitszylinder ein Ge- misch aus Kraftstoff und Luft zu liefern, in dem der Kraftstoff in möglichst feinverteilter Form (Kraftstoffnebel, Kraftstoffdampf) und möglichst gleichmäßig mitgeführt wird. Dieser Zweck wird mit dem sogenannten'Verstellbaren Lufttrichter des Gleichdruckvergasers leichter erreicht als durch Vergaser mit starren Lufttrichtern, denn im Mischungsquerschnitt den Gleich- druckvergasers herrscht stets annähernd gleiche Luftgeschwindig- keit, so daß die Zerstäubung den Kraftstoffes unabhängig von ge- samten Luftdurchsatz gleich gut abläuft. Das nachgeschaltete, her- kOmliche Saugrohr kann aber die gute Serstäubung wieder ver- schlechtern. Da sein Querschnitt elegt ist, wird bei kleineren Durchsätzen den Kraftstoff-Luft-Qemisch beim Austritt aus dem Ni- schungsquerschnitt und Eintritt in das Saugrohr stark verzögert. Dadurch *kann es sich entnischen, wobei sich der Kraftstoff teil- wist auf der Saugrohrwand niederschlagt und als film dem Niulai- Steuerorgan zuläuft. Dies ist aus zwei Maden unerwünscht. eimal mue die Aufbereitung den Kraftstoffes. der sich als hiln nieder- geschlaqen hat, i» der kurzen Seit den ansasp- und Verdichtnma- Vorq4fe !s Arbeitarabm erfolgen. S» anderem wird durch die Film- *u lagr v= tuaftstoff den Niechuoqiwrhtltnie gssldrt, da der Kraftstoff unstetig als Tropfen in den Arbeitsraum gelangt, so daß aufeinanderfolgende Arbeitsspiele ein unterschiedliches Kraft-stoff-Luft-Verhältnis erhalten. Hinzu kommt, das bei instationärem Betrieb der Kraftstoff-Film an der Saugrohr-Wand zu den be- kannten Übergangsschwierigkeiten führt, die nur durch kurzzeiti- ges Überfetten bewältigt werden können. Internal combustion engine with external mixture formation The invention relates to a ßrennkraftma machine for liquid power substances with external mixture formation, in which the mixture in the carburettor cross-section for air and fuel from a pressure difference actuated slide control to the current one Air flow is adjusted (G 1e ich pressure carburetor), and at the the mixture of air and fuel into a carburettor closing suction pipe of the inlet control opening of the working space is fed. The purpose of the carburettor and intake manifold is to give the working cylinder a Mix of fuel and air to deliver in which the fuel in as finely divided form as possible (fuel mist, fuel vapor) and is carried as evenly as possible. This purpose is achieved with what is known as the ' adjustable air funnel' of the constant pressure carburettor is easier to achieve than with the carburettor rigid air funnels, because in a mixing section to DC pressure carburettor, there is always approximately the same air speed. so that the atomization of the fuel is independent of the entire air throughput is equally good . The downstream, manufactured conventional suction tube can reduce the good dusting again. worse. Since its cross-section is laid out, smaller Throughputs the fuel-air mixture as it exits the Ni cross-section and entry into the intake manifold greatly delayed. As a result * it can escape, with the fuel partially wist on the suction pipe wall and as a film the Niulai- Control organ approaches. This is undesirable from two maggots . once need to process the fuel. who settles down as heln- has beaten, in the short side of the aspiration and compression Be done beforeq4fe! S workarabm. The film * u lagr v = tuaftstoff den Niechuoqiwrhtltnie gssldrt, since the Fuel enters the work space discontinuously as a drop, so that successive work cycles have a different fuel -air ratio. In addition, the in unsteady operation of the fuel film wall at the suction tube leading to the known transition difficulties which can be overcome only by kurzzeiti- ges About fats.

Eine bekannte Malinahme, der Kraftstoff-Filmanlagerung zu begegnen, ist die partielle (hot Spot) oder vollständige Aufheizung des Saug- rohres. Da mit der Aufheizung des Saugrohres eine Aufheizung der Frischladung verbunden ist, kann diese Maßnahme aber nur begrenzt eingesetzt werden. A known Mali acquisition to meet the fuel-film deposition, the partial (hot spot) or complete heating of the suction tube. Since the heating of the intake manifold is associated with heating of the fresh charge, this measure can only be used to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlagerung von Kraft- stoff im Saugrohr dadurch zu beherrschen, daß die Geschwindigkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Saugrohr bei allen Lastzuständen annähernd konstant gehalten wird. The invention is based on the object of controlling the accumulation of fuel in the intake manifold by keeping the speed of the fuel-air mixture in the intake manifold approximately constant under all load conditions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Saugrohr zwischen Vergaser und Motor lamellenartig unterteilt ist, wobei die Lamellen unmittelbar am Vergaserschieber beginnen und vom Schie-. ber so gesteuert werden, daß nur :in Teil des Saugrohres durchstramt wird, dessen Querschnitt ungefähr dem engsten Querschnitt im Vergaser entspricht. - Der Gleichdruck-Vergaserenthält neben seinem Schieber ein Dre3,sel- organ gur Regelung der Leistung. Nach einer Ausgestaltung der Er- findung inabeaondere für Rotationskolben-erennkraftmaschinen t: Umfangseinlaßkanälen wird dieses willkürlich zur Leistungeregelau$g-. beUtigte Drosselorgan nach de unterteilten Saugrohr nahe doki Sinla#steuerqussschnitt angeordnet. )lach einer weiteren Ausgentaltung der Erfindung kann eine tdLwei- so hnlholeung der Xraftetoif-Luftgawischen vorgnmow vordeme dis:.. bei Voilsst,also bei grob Ldltdwcaheats, dio:aagesate 4adtzge@ »ngs ' kam »mindert. Dies . wird dadurch erreicht, äa4 @d - Auen- wud den erstere -was Verqaner-dahieeet geöff»ten:: Veilqrreohatee- . durch- Motor-Kohl"ttll "9a1` beheizt , äli: Ein einfacher Aufbau des.unterteilten Saugrohres ergibt sich nach einer weiteren Ausgestaltung-der Erfindung. Danach-wird zur Unter- teilung im Saugrohr ein Einsatz aus dünnem, vorzugsweise zieh- harmonikaartig gefalteten Blech angeordnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge- stellt und wird im folgenden näher beschrieben. In Fig. 1 ist im Längsschnitt, in Fig. 2 und Fig. 3 in Querschnit- ten ein Gleichdruckvergaser mit einem unterteiltem Saugrohr ge- zeigt, das an den Umfangskanal eines Kreiskolbenmotors angebaut ist. ' Die Luft tritt über den Ansaugluftfilter 2 in den Vergaserraum ein und durchströmt den vom Schieber 4 freigegebenen Mischungsquer- schnitt 5, in den der Kraftstoff infolge des dort herrschenden Un- terdruckes aus der Kraftstoffdüse 6 austritt und von der Luft mit- gerissen wird.- Die im nachfolgenden Ansaugrohr auftretende Wandanlagerung unter- liegt folgender Gesetzmäßigkeit: de höher die Strömungsgeschwindig- keit, desto dünner ist der Kraftstoff-Film, weil an der Oberfläche des Filmes die Reibungskräfte der Strömung angreifen und .den Film zerreißen,-wenn er zu dick wird. Hinzu kommt, daß die Verdunstung des Kraftstoff-Filmes durch eine hohe Luftgeschwindigkeit gefördert wird. Im unterteilten Saugrohr erreicht man einen gleichbleibend dügnen Kraftstoff-Film durch die gleichbleibend hohe Strömungsgeschwindig- keit, da immer nur der Teil des Saugrohres durchströmt wird, der -vom Schieber 5 freigegeben ist. Im. Einlaßkanal ist die Drosselklappe 8 ,angeordnet, die zur willkür- lichen Leistungsregelung dient. Die Anordnung nahe der Laufbahn 1.o eres Kreiskolbenmotors hat den Vorteil, daß bei großer Überschnei- u29 von Einlaß und Auolaß bei Teillast kein Abgas in Saugrohr und °#'@-:@as@r gelangt. Zum andern muß hier das Frischgas bei Teillast amen engen Spalt durchströmen, in 'dem der Kraftstoff-Film an der Vjand des Einlaßkahales stärk. beschleunigt und zerrissen wird. Bei,Kreiskolbenmotoren mit Umfangseinlaß und Seitenauslaß, die ohne Überschneidung de?- Gaswechselsteuerzeiten ausgelegt sind, kann es übrigens von-Vorteil sein, die Drosselklappe in Strömungsrichtung gesehen vor dem Schieber anzuordnen und das unterteilte Saugrohr bis zur Laufbahn zu führen, so daß sich je nach Durchratz ein unterschiedlicher Einlaßschluß ergibt. So lässt sich. erreichen, daß bei hoher Drehzahl der Einlaßschluß später liegt als bei niedriger.-'Drehzahl, wodurch das dynamische Nachladen eine Unterstützung erfährt. This object is achieved according to the invention in that the intake pipe between the carburetor and the engine is subdivided like a lamella , the lamellae starting directly at the carburetor slide and from the slide. can be controlled in such a way that only part of the intake manifold is traversed , the cross-section of which corresponds approximately to the narrowest cross-section in the carburetor. - In addition to its slide, the constant pressure carburettor contains a Dre3, organ gur regulation of performance. According to an embodiment of the Finding ina special for rotary piston engines t: Circumferential intake ports this is arbitrarily used for performance regulation. Actuated throttle device after the subdivided intake manifold near doci Sinla #steuerqussschnitt arranged. ) According to a further embodiment of the invention, a tdLwei- So the Xraftetoif-Luftgawischen vorgn mo w voreme dis: .. at V oilsst, i.e. at grob Ldltdwcaheats, dio: aagesate 4adtzge @ »Ngs ' came » diminished. This . is achieved äa4 @d - alluvial wud the former -was Verqaner-opened: Veilqrreohatee- . by- engine- cabbage "ttll" 9a1` heated, äli: A simple structure of the sub-divided suction pipe results from a further embodiment of the invention. Then-becomes the sub- division in the suction pipe an insert made of thin, preferably drawn Arranged folded sheet metal like an accordion. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. In Fig. 1 is in longitudinal section, in Fig. 2 and Fig. 3 in cross section a constant pressure carburetor with a subdivided intake manifold shows that is attached to the circumferential duct of a rotary piston engine is. ' The air enters the carburetor chamber via the intake air filter 2 and flows through the mixture cross-section released by the slide 4 Section 5, in which the fuel due to the prevailing un- negative pressure exits from the fuel nozzle 6 and from the air with- is torn. The wall deposits occurring in the subsequent suction pipe is based on the following law: the higher the flow velocity speed, the thinner the fuel film because on the surface of the film attack the frictional forces of the flow and .the film tear if it gets too fat. In addition, there is evaporation of the fuel film promoted by a high air speed will. In the subdivided suction pipe you can achieve a consistently thin Fuel film due to the consistently high flow speed, since only the part of the suction pipe is flowed through, the - is released by slide 5. In the inlet channel, the throttle valve 8 is arranged, which is used for the arbitrary union power control is used. The arrangement near the track 1.o eres rotary piston engine has the advantage that with large overlaps u29 from inlet and Auolaß at part load no exhaust gas in intake manifold and ° # '@ -: @ as @ r reached. On the other hand, the fresh gas must be used here at part load Amen flow through narrow gap in 'which the fuel film on the Vjand of the inlet port strong. accelerated and torn apart. In the case of rotary piston engines with circumferential inlet and side outlet, which are designed without overlapping of the gas exchange control times, it can also be advantageous to arrange the throttle valve in front of the slide, viewed in the direction of flow, and to lead the subdivided intake manifold to the raceway, so that depending on the Durchratz results in a different inlet closure. So can. achieve that the inlet closure is later at high engine speed than at lower engine speed Receives support.

Die Grüße des Mischungsquerschnittes 5 im Vergaser stellt sich selbsttätig durch den als Stufenkolben ausgebildeten Schieber 4 ein: Der Raum über dem Schieber wird über die Öffnung 13 mit dem Mischungsquerschnitt 5 verbunden, hier herrscht-der statische Druck des Mischungsquerschnittes 5. Der Ringraum 15--unter dem Schieberkolben ist über den Kanal 17 mit dem Filterraum 19 verbunden, hier herrscht der Gesamtdruck der Luft nach dem-Durchströmen des Filtereinsatzes. Auf den Schieber 4 wirkt also die Differenz aus Gesamtdruck und statischem Druck, also der dynamische Druck im Mischungsquerschnitt. Der Druckkraft entgegen wirkt das Gewicht des Schiebers 4. Die Schließkraft ist konstant, damit ist im Gleichgewichtszustand auch der dynamische Druck und damit die Geschwindigkeit im Mischungsquerschnitt 5 und im angeschlossenen unterteilten Saugrohr 2o annähernd konstant.The size of the mixture cross-section 5 in the carburetor is automatically set by the slide 4 designed as a stepped piston: the space Above the slide is connected to the mixture cross-section 5 via the opening 13, here the static pressure of the mixture cross-section 5 prevails. The annular space 15 - under the slide piston is connected to the filter chamber 19 via the channel 17, the total pressure of the air prevails here the flow through the filter insert. The difference between the total pressure and the static pressure, that is to say the dynamic pressure in the cross-section of the mixture, therefore acts on the slide 4. The pressure force is counteracted by the weight of the slide 4. The closing force is constant, so in the equilibrium state the dynamic pressure and thus the speed in the mixture cross-section 5 and in the connected subdivided intake manifold 2o is approximately constant.

Der Kraftstoff gelangt aus dem Schwimmergehäuse 2o in die Kraft- stoffdüse 6, deren Querschnitt durch die Schiebernadel 22 eiregestellt wird. Der Luftraum 21 im Schwimmergehäuse 2o steht über einen Kanal 23 mit dem Raum 15 in Verbindung, so daß an der Kraft-stoffdüse das- gleiche Druckgefälle wirkt wie'am Mischungsquerschnitt 5. Dadurch ist auch die Ausflußgeschwindigkeit des Kraftstoffes annähernd konstant.The fuel passes from the float housing 20 into the fuel nozzle 6, the cross section of which is set by the compound needle 22. The air space 21 in the float housing 2o is connected to the space 15 via a channel 23, so that the same pressure gradient acts at the fuel nozzle as at the mixture cross-section 5. As a result, the outflow speed of the fuel is also approximately constant.

Das Saugrohr 2o, das hier rechteckigen Querschnitt hat, ist durch einen Einsatz aus gefaltetem Blech 24 unterteilt, der mit der.'- Saugrohrwand stellenweise verlötet ist. Die untere Saugrohrwand grenzt, an einen Raum"25 mit Zuflußquerschnitt 27 und Abfluaquerschnitt 29, der vom. Kühlmittel durchströmt wird. Hierdurch wird der unterste zuerst vom Schieber 4 geöffnete Saugrohr querschnitt beheizt. Bei der hier gezeigten Anordnung der Kraftstoffdüse 6 ist diese Beheizung besonders wirksam, da der größere Teil des-Kraftstoffes in den untersten Saugrohrquerschnitt@gelangt und aufgeheizt wird.The suction pipe 2o, which here has a rectangular cross-section , is divided by an insert made of folded sheet metal 24 which is soldered to the wall of the suction pipe in places. The lower intake pipe wall is adjacent to a space 25 with inflow cross section 27 and outflow cross section 29 through which coolant flows. This heats the lowest intake pipe cross section first opened by slide 4. With the arrangement of fuel nozzle 6 shown here, this heating is particularly effective , since the greater part of the fuel reaches the lowest intake manifold cross-section @ and is heated up.

Dieeit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen einmar in der guten Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Hierdurch läßt sich ein guter Wirkungsgrad und ein sauberes Abgas erreichen.-Des weiteren wirkt sich die erfindungsgemäße Unterteilung des Saugrohres vorteilhaft aus für den Ladungswechsel. Denn böi entsprechender Wahl-der Steuerzeiten bewikkt die nachdrängende und verzögernde Wirkung des Saugrohrinhaltes eine gewisse Aufladung. Das Maß der Aufladung ist proportional dem Gasgewicht und dem Quadrat der Gasgeschwindigkeit im-Saugrohr. Bei einem nichtunterteilten Saugrohr ist die Geschwindigkeit bei niedrigen Durchsätzen entsprechend niedrigen.Drehzahlen des Motors nur klein, infolgedessen die Nachladewirkung sehr gering. Beim unterteilten Saugrohr mit konstanter Geschwindigkeit ist bei niedrigem Durchsatz die Nachladewirkung auch kleiner als bei hohen Durchsätzen, weil die Masse des beteiligten Saugrohrinhaltes kleiner ist.::Trotzdem wird eine spürbare Nachladung auch bei niedrigen Durchsätzen erzielt, da der Masseneinfluß linear, der Geschwindigkeitseinfluß aber quadratisch ist.The advantages that can be achieved since the invention lie in the good preparation of the fuel-air mixture. This makes it possible to achieve good efficiency and clean exhaust gas. Furthermore, the subdivision of the intake manifold according to the invention has an advantageous effect on the gas exchange. Because with the appropriate choice of control times, the pushing and delaying effect of the intake manifold contents causes a certain charge. The degree of charging is proportional to the weight of the gas and the square of the gas velocity in the intake manifold. In the case of a non-subdivided intake manifold, the speed at low throughputs is correspondingly low. In the case of the subdivided intake manifold with constant speed, the reloading effect is also smaller at low throughputs than at high throughputs, because the mass of the intake manifold content involved is smaller is.