DE1601374A1 - Selbstzuendende,luftverdichtende Brennkraftmaschine,insbesondere fuer den Betrieb mit zuendunwilligen Kraftstoffen - Google Patents

Description

• Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine, insbeson# dere für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen. Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstzündende, luftver. dichtende Brennkraftmaschine, insbesondere für den Betrieb-mit zündunwilligen Kraftstoffen, mit Rückführung einer Teilmenge der Abgase von der Abgasleitung-über eine Verbindungsleitung in die Luftansaugleitung, wobei in der Verbindungsleitung ein Regelorgan eingebaut ist, das die Menge der in die LutteinlaB. leitung gelangenden 'Abgase regelt. -Es ist bei derartigen Brennkraftmaschinen bekannt die Menge der in die Luftansaugleitung gelangenden Abgase mit Hilfe eines Temperaturfühlers zu regeln, der die Temperatur der Brerin# kraftmaschine abtastet. x) Eine derartige Regelung arbeitet jedoch sehr träge und vermag plötzlichen Laständerungen-nicht zu folgen.
• Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Regelung den Abgaszusatzes zu schaffen, die schnellen Belastungen änderungen unverzüglich folgt.- - -Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einer Brennkrafteasehine der eingangs beschriebenen.Bauart dadurch gelöst, daß in die Zufteinla81eitung eine Venturidüae in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor -der Einmündungeotelle der Verbindungsleitung eingebaut ist, und daß das Regelorgan mit einem auf Untirechiedr zwischen einem im wesentlichen konstanten Bezugedruch, vorsuge# weise dem Umgebungsluftdruck, und einem veränderlichen Steuer.
• DAS 1 211 437 -druck ansprechenden Stellglied verbunden ist, wobei der Steuer= druck der Druck im engsten Querschnitt der Venturidüse ist, und die Anordnung sa getroffen ist, daß das Regelorgan mit zunehmendem Unterschied zwischen Steuerdruck und Bezugsdruck im Öffnungs=-sinn verstellt wird.
• Mit Hilfe dieser Regelung ist es möglich Vielstoffdieselmoto= ten, die mit annähernd konstanter Drehzahl arbeiten, mit gutem Selbstzündungsverhalten auch bei plötzlichen Belustungsänderun= gen zu betreiben.
• Es ist weiterhin bekannt x) den Abgaszusatz in Abhängigkeit von der. Stellung eines Regelglieles zu steuern, das die Kraft= stoffzufuhr beherrscht. Eine derartige Regelung arbeitet bei Betrieb mit wechselnder Drehzahl nicht zufriedenstellend, weil die For erung, daß der Zündverzug bei hoher Drehzahl kleiner sein muß; als bei niedriger Drehzahl, von dieser Regelungsart nicht erfüllt wird.
• Die erfindungsgemäße Regelung kann demgegenüber auch für den Betrieb mit wechselnden Drehzahlen vorteilhaft dadurch geeilt= net gemacht werden, daß in das Verbindungsgestänge zwischen Regelorgan und Stellglied ein@an sich. bekanntes, von der Belastung der Brennkraftmaschine abhängiges-Regelglied derart eingebaut ist, das daß Regelorgan mit steigender Maschinenbes lastung im Schließsinn verstellt wird.
• Die Wirkung dieser Maßnahmen wird in der Funktionsbeschreibung erklärt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. _ Rig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Regelungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die mit annähernd konstanter Drehzahl arbeiten.
• x). Deutsche Patentanmeldung E 3847 Ia/ 46 b2, bekanntgemacht . am 10.9.1953. Fig. 2 zeigt die Ausführung, die für Brennkraftmaschinen mit wechselnder Drehzahl bestimmt ist.
• In der Zeichnung ist die Luftansaugleitung mit 1, die Verbindungs= leiteng mit 2 und die Abgasleitung mit 3 bezeichnet. In die Luft= ansaußleitung 1, die bei 4 beispielsweise über ein nicht darge= stelltes Luftfilter ins Freie mündet, ist die Venturidüse 5 ein= gebaut, deren engster Querschnitt mit 6 bezeichnet ist. A*er Stelle 7 ist die Leitung 1 an einen nicht dargestellten Dieselmotor angeschlossen. In die Verbindungsleitung 2 ist die Regel= klappe 8 eingebaut, die über das Gestänge 9 mit dem Stellglied. 10 verbunden ist. Das Stellglied 10 besteht im wesentlichen aus einer zwischen den Räumen 11 und 12 liegenden, durch die Feder 13 belasteten Membrane 14. Der Raum 11 ist mit der Umgebungsluft, der Raum 12 über die Leitung 15 mit dem engsten Querschnitt 6 der Venturidüse 5 verbunden. Die Abgasleitung 3,_die bei 16 bei= spielsweise über einen nicht dargestellten Auspuffschalldämpfer in die Atmosphäre mündet, ist an der Stelle 17 an den erwähnten Dieselmotor angeschlossen. Bei der Ausführung nach Fg. 2 ist in das Gestänge 9 noch das Wärmefühl Ad 18 eingebaut, das aus einem Dehnatoffelement besteht, das bei L.Cwärmung länger wird. Wie die eingezeichneten Pfeile zeigen@strömt erwärmte Kühlluft von der Brennkraftmaschine über das Wärmefühlglied 18,. dessen Temperatur demnach von der Maschinentemperatur und damit von der Belastung abhängig ist. An. Stelle des Wärmefühlgliedes können auch andere belastungsabhängige Regelglieder beispielsweise eine Gestängeverbindun@_zur Einspritzpumpe des Dieselmotors verwendet werden.
• Die Wirkungsweise der in Fig. 1 da-r#restellten Regelungsvorrichtung kann folgendermaßen erklärt werden: Bei luftverdichtenden, selbstzündenden Erennkraftmaschinen, die mit zündunwilligen Kraftstoffen arbeiten, wie beispielsweise Benzin hoher Oktanzahl, d.h. bei Vielstoffdies:elmotoren meß wegen der hohen Selbetzündungstemperatur zündunwilliger Kraft= stoffe durch besondere Maßnahmen, im allgemeinen durch ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis für eine hoch genug über der betreffenden Selbstzündundungstemperatur liegende Verdichtungs. endtemperatur gesorgt werden. Bei voller Belastung arbeiten solche Vielstoffdieselmotoren ohne Wärmezufuhr mit einem gegen= über Betrieb mit Dieselkraftstoff etwas verlängertem Zündverzug. Zur Erzielung eines-normalen Zündverzuges ist eine zusätzliche Wärmezufuhr erforderlich. Bei Teillast ist die Verdichtungs= endtemperatur in keinem Falle hoch genug, um den zündunwilligen Kraftstoff innerhalb einer noch als normal anzusehenden Zünd= verzugszeit zu entzünden. Die gesamte pro Arbeitshub eingespritzte Kraftstoffmenge entzündet sich schlagartig und es treten unzulässig hehe Drucksteigerungen im Arbeitszylinder, und mit weiter fallender Belastung auch Zündaussetzer auf. Die Erwärmung der Ansaugluft ist ein einfaches Mittel die notwendige Verdichtungs= endtemperatur sicherzustellen. Diese Erwärmung der Ansaugluft geschieht im-vorliegenden Fall durch Zumischung von heißen Ab- gasen zu der Ansaugluft des Motors.
• Es sei angenommen,-daß der mit der Regelvorrichtung nach Fig. 1 ausgerüstete Vielstoffdieselmotor mit voller Drehzahl im Leerlauf arbeitet. Dabei ist die Regelklappe 8 nahezu voll geöffnet und der Unterdruck in dem Raum 12 hat seinen Höchstwert. Durch die Verbindungsleitung 2 strömt Abgas in die Luftansaugleitung und zwar in einer Menge, die durch die Größe des Auspuffgegen= drucken in der Abgasleitung 3,und durch die Größe des Durchgangs= querschnittes an der Regelklappe 8 bestimmt wird. Wird der Motor belastet, wobei die Drehzahl nur unwesentlich sinkt, so steigt der Auspuffgegendruck und die Abgastemperaturiund es gelangt bei unveränderter Klappenstellung mehr Abgaswärme in die Lufteinlaß= leiteng 1. Da-der Motor entsprechend seinem Hubvolumen aber nur ein bestimmtes Volumen vro Zeiteinheit -aufnehmen kann, muß weni= ger Luft durch die Venturidüse 5 strömen. Der-Unterdruck an der Stelle..6 wird entsprechend kleiner, was zur Folge hat, daß das Stellglied 14 nach links geht und die Klappe 8 in Schließrichtung .bewegt. Auf diese Weise werden götzliche Belastungszunahmen ohne vorübergehenden harten Lauf und ohne Rauchstoß aufgenommen.

  Jeder Belastung entspricht eine bestimmte Stellung de*lappe 8

  und zwar ist die Klappe 8'bei Vollast weniger geöffnet als. bei

  Teillast und die Änderungen der Klappenstellungen folgen augen=,

  ,blicklich jeder Belastungänd:erung.: Der Unterdruck im Raum 1Z

  ist bei Vollast kleiner (z,.B. 220 mm WS) als bei Leerlauf (z.B.

  360 mm WS) ebenso die Mischtemperatur im Luftansaugrohr 1.

  (z.B. Vollast 800C und Leerlauf 120°C) Die ungewöhnliche Tatsache,

  daß der Unterdruck im engsten Querschnitt 6 der Venturidüse

  bei Vollast kleiner ist als bei Leerlauf, d.h* daß bei Vollast

  ein kleineres Frischluftvolumen an der Stelle 4 einströmt, rührt

  nicht zu Luftmangel bezw. Rauchen des Dieselmotors, weil die Ab=

  gase eines mit normalen mittleren effektiven Drücken arbeitenden

  Dieselmotors noch genügend Sauerstoff enthalten. um keinen Luft=

  mangel aufkommen zu lassen. Auch verbessert die Abgasrückführung

  offensichtlich auch die Luftausnutzung bei der Verbrennung..

  Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Regelvorrichtung

  kann folgendermaßen erklärt werden:

  Bei dieser Bauart bewirkt das Stellglied 10 die Anpassung an den

  Betrieb mit veränderlicher Drehzahl derart, d$ß bei hoher Dreh=

  zahl d.h. relativ hohem Unterdruck an der Stelle 6 relativ viel

  Abgaswärme in die Luftansaugleitung-1 gelangt, was: mit der Form

  derung nach kurzem Zündverzug bei hoher Drehzahl in Einklang

  steht.. Bei niedriger Drehzahl steht mehr Zeit zur Entzündung des

  eingespritzten Kraftstoffee zür Verfügung und-demnach kann der

  Zündverzug länger und damit die Wärmezufuhr zur Ansaugluft klei-

  ner sein-, ohne daß es zu. hartem-Lauf kommt.. Das: von Unterdruck ist

  engsten Querschnitt 6 der Venturidüse 5.beaufschlagte:Stellglied

  10 bewirkt ein diesen Bedingungen entsprechendes Regelverhalten..

  Das belastungabrhärrgige Regelglied 18. bewirkt in Jedem, Drehzahl=.

  bereich eine Korrektur der von dem Stellglied 10 eingestellten

  Öffnung der Regelklappe 8 in Abhängigkeit von: der 14age,hinenbe=

  lastung und zwar derart, da(l die Regelklappe 8 mit zunehmender

  Belastung im .Sctließsinnne bewegt wird.-

Claims (1)

1. Ansprüche 1. Selbstzündende, luftverdichtende Brennkraftmaschine, insbe= sondere für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen, mit Rückführung: einer Teilmenge der Abgase von der Abgasleitung über eine Verbindungsleitung in die-Luftansaugleitung, wobei in der Verbindungsleitung ein Regelorgan eingebaut ist, das die Zuführung der in die Luftansaugleitung gelangenden Abgase regelt, dadurch gekennzeichnet, daß in die Luftansaugleitung (1) eine llenturidüee, (5) in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor der Einmündungestelle der Verbindungeletung (2) eingebaut ist, und daß das Regelorgan (8) mit einem auf Unterschiede zwischen einem im wesentlichen konstanten Bezugsdruck, vorzugsweise dem"Umgebunßs= luftdruckl.und einem veränderlichen Steuerdruck ansprechenden Stellglied (10) verbunden ist, wobei der Steuerdrudh der Druck im engsten Querschnitt (6) der Venturidüee ist, und die Anordnung 'so getroffen ist, daß das Regelorgan mit zunehmendem Unterschied zwischen Steuerdruck und Bezugsdruck im Öffnungssinn verstellt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Verbindungsgestänge (9) zwischen Regelorgan (8) und Stellglied (10) ein an sich bekanntes, von, der Belastung der 8rennkraf"tmaerchine abhängiges Regslglied (18) derart eingebaut ist, daß das Regelorgan (H) mit steigender Maschinenhelastuag n Schließsinn verstellt wird.