DE2029271A1

DE2029271A1 - Brennstoffeinspntzsystem für Brennkraftmaschinen, die mit einem Brennstoff-Luftgemisch gespeist werden

Info

Publication number: DE2029271A1
Application number: DE19702029271
Authority: DE
Inventors: Norman Ilford Essex; Broad Michael John Enfield Middlesex; Moss (Groß britannien)
Original assignee: The Plessey Company Ltd., Ilford, Essex (Großbritannien)
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1971-01-07
Also published as: US3613649A; GB1311879A; FR2051244A5; NL160061C; SE355045B; NL7008322A; NL160061B

Description

Oipl.-Ing. Egon Prinx *

Dr. Gertrud Hausar ·οοο MMcfc·» *o, - Iiini 1Q7ft

. Gottfried Uiser ι™*«.«.*«.. ι· 3. tfUIH Wf U

Labyrinth MSftdtM T.l.foni S3 H It ■

H7I71

The Plessey Company Limited

2/60 Vicarage Lane

I 1 f ό r d , Essex / Großbritannien

Unser Zeichen: P 2079

lirennstoffeinspritzsystein für Brennkraftmaschinen, die mit einem Brennstoff-Luftgeraiseh gespeist

werden.

Die Erfindung bezieht sich auf gemischansaiigende Brennkraftmaschinen und hat zum Ziel, ein verbessertes Brennstoffeinspritzsystem für eine derartige Brennkraftmaschine zu schaffen, welches sich für Veränderungen der Brennstoffmenge eignet, die während eines jeden Ansaughubs eines jeden Zylinders eingespritzt wird oder während jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine und mit dem ein inniges Gemisch des eingespritzten Brennstoffs mit der Ansaugluft in Form eines Nebels hergestellt werden kann.

In der britischen Patentschrift Nr. 1 138 536 ist ein Brennstoffeinspritzsystem beschrieben, bei welchem eine Einspritzdüse in der Luftansaugleitung einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und Brennstoff wird normalerweise in dieser Düse unter einem Druck gehalten, der nicht ausreichend ist, um zu bewirken, daß der Brennstoff die Düse verläßt. Die Einspritzung des Brennstoffs in den Luftstrom und die Versprühung des Brennstoffs erfolgt dadurch, daß Ultraschallschwingungen der Düse in deren Längsrichtung erzeugt werden. Die Menge des Brennstoffs, die pro

Umdrehung:

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Umdrehung der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, beispielsweise während eines jeden Ansaughubs eines jeden Zylinders, ist variabel und wird dadurch bestimmt, daß die Periode während derUmdrehung oder während des Ansaughubs verändert wird, in der ein elektrischer Strom von entsprechender Frequenz einem Wandler zugeführt wird, der die Ultraschallschwingungen erzeugt. Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zu schaffen, bei dem die Klenge des eingespritzten Brennstoffs weniger durch Änderungen des Luftdrucks im Ansaugrohr beeinflußt wird. Gemäß der Erfindung wird Brennstoff kontinuierlich unter Druck einer Düse zugeführt, die in einem Luftansaugrohr, welches zur Brennkraftmaschine führt, derart angeordnet ist, daß in dieser Leitung ein voller Brennstoffstrahl ausgebildet wird, der zu einem Sammelrohr hin gerichtet ist, in das der gesamte Brennstoff des Strahls normalerweise eintritt und aus welchem der gesammelte Brennstoff abgezogen wird, wobei die Düse mit einem Ultraschallvibrator ausgerüstet ist, der, wenn er eingeschaltet ist, bewirkt, daß der Brennstoff, der die Düse verläßt, zu einem Nebel zerstäubt wird, so daß, während die Ultraschallschwingung aufgebracht wird, der Hauptanteil des Brennstoffs und vorzugsweise im wesentlichen der gesamte Brennstoff, der eingespritzt ist, sich mit der Luft in der Ansaugleitung in die Brennkraftmaschine bewegt, während nur ein geringer Teil, wenn überhaupt, das Sammelrohr erreicht. Die Brennstoffmenge, die auf diese Weise mit der Ansaugluft während eines jeden Ansaughubs eines jeden Zylinders oder während einer jeden Umdrehung der Brennkraftmaschine gemischt wird, ist variabel und wird dadurch bestimmt, daß die relative Länge der Periode während eines jeden Hubs oder einer jeden Umdrehung verändert wird, in der die Ultraschallschwingungen auf die. Düse übertragen werden.

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Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß in einstellbarer Vcise die relativen Längen der Periode verändert werden, in der Strom von einer entsprechenden Frequenz einem Wandler zugeführt wird, der diese Schwingungen erzeugt.

Der Ausdruck "Ultraschallschwingungen" und "Ullraschallfrequenz" wird in dieser Beschreibung, wenn der Zusammenhang nicht etwas anderes verlangt ^ für Schwingungen oder Frequenzen verwendet, deren Anwendung bei einer strahlerzeugenden Düse," die rait einer Flüssigkeit gespeist wird, bewirkt, dal) der Flüssigkeitsstrahl sich in kleine nebelartige Teilchen zersetzt. Diese Terminologie ist diejenige, die allgemein auf dem Fachgebiet der sogenannten IItruschall-Hrennstoffzerstäubung verwendet wird. Ks kann sein, dall der in Frage kommende Frequenzbereich derart ist, daß dessen untere Grenze in der Nahe der oberen Grenze der hörbaren Schal!schwingungen liegt und aus Gründen der Geräuschunterdrückung ist es in der Praxis allgenein bevorzugt, Frequenzen zu verwenden, die hoch genug sind, um sicherzustellen, daß kein hörbarer Schall erzeugt wird.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Brennstolfeinspritz— system soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. i eine schematische Ansicht der Hauptelemente des Brennstoffeinspritzsystems

und
**ig. 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab der Strahldüsenplatte des Systems.

Es ist eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine vorgesehen und diese saugt Luft über ein Luftfilter 2 und eine Ansaugleitung 1 an. Ein Drosselventil 3 ist am EinlaQ-

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ende der Ansaugleitung vorgesehen. Gemäß der Erfindung ist die Ansaugleitung 1 mit einer Strahldüse 4 ausgerü- * stet, die eine Auslaßöffnung in Form einer Düsenplalte 5 aufweist. Diese Düsenplatte ist im vergrößerten Mali stab in Fig. 2 dargestellt. Diese Düsenplatte ist derart aufgebaut und angeordnet, daß normalerweise ein voller Flüssigkeitsstrahl 6 durch die Ansaugleitung i hindurchgehend erzeugt wird. Zu diesem Zweck kann sich die Auslaßbohrung

7 der Diisenplatte, wie in Fig. 2 dargestellt, nach außen konisch erweitern, um an der Eintrittsseite eine scharfe Kante zu erzeugen, an der sich der Strahl von der Düsenbohrung löst. In der Ansaugleitung 1 ist zur Düse 4 hinweisend, ein Sammelrohr 8 angeordnet, welches eine Bohrung aufweist, die breit genug ist und so in der Ansaugleitung angeordnet ist, daß sichergestellt wira, daß normalerweise der volle Strahl 6, der durch die Düse 4 gebildet wird, vollständig in die Bohrung des Sammelrohrs

8 eintritt. Die Düse 4 bildet einen Teil eines Ultraschallwandlers 9. Wenn elektrischer Strom mit Ultraschallfrequenz diesem Wandler durch einen Zeitgeberoszillator 10 zugeführt wird, so erteilt dieser Wandler der Düse 4 Ultraschallschwingungen von einer derartigen Frequenz, Amplitude und dichtung, daß sich der Strahl 6 in einen feinen Nebel unterteilt, der innig mit der angesaugten Luft im Ansaugrohr gemischt wird und von dieser fortgeführt wird. Eine Brennstoffpumpe 11 wird kontinuierlich betrieben, um Brennstoff aus einem Brennstoffbehälter 12 abzuziehen und um diesen unter einem konstanten Druck, der durch ein Druckbegrenzungsventil 13 bestimmt wird, der Düse 4 zugeführt Λτΐτα. Diese Düse gibt demzufolge Brennstoff kontinuierlieh mit einer vorbestimmten Durchsatzgeschwindigkeit ab. Wenn der Wandler 9 abgeschaltet ist, gelangt der Brennstoff, wie bereits beschrieben, von der Düse 5 in das Samme1rohr 8 in Form

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eines vollen oder massiven Strahls 6 und der Brennstoff, der vom Rohr 8 aufgefangen wird, wird zum Drennstoffbehälter 12 über eine IlUckströmungspumpe 14 zurückgeführt. Diese Pumpe 14 ist als Zentrifugalpumpe dargestellt. Wenn jedoch der Wandler 9 durch einen Strom vom Zeitgeberoszillator 10 in betrieb gesetzt wird, wird die Düse mechanischen Schwingungen unterworfen, die vom Wandler 9 erzeugt werden und dies bewirkt, daß der Strahl 6 aufgelöst wird, so daß im wesentlichen der gesamte Brennstoff, der während dieser Einschaltzeitdauer eingespritzt wird, von der angesaugten Luft zur Brennkraftmaschine geführt wird.

Die Steuerung der Brennstoffmenge, die während eines jeden Ansaughubs eines jeden Kolbens oder während jeder Umdrehung des Triebwerks eingespritzt wird, kann demzufolge dadurch erreicht werden, daß die Länge der Periode verändert wird, in der der Wandler 9 während eines jeden Ansaughubs oder einer jeden Umdrehung der Brennkraftmaschine eingeschaltet ist und zwar in Beziehung zur Gesamtdauer eines derartigen Ansaughubs oder einer Umdrehung und entsprechend der Brennstoffmenge, die während eines derartigen Hubs oder einer derartigen Umdrehung eingespritzt werden soll. Diese Steuerung kann beispielsweise mittels eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Verteilerschalters erfolgen, bei dem eine sich drehende Kontaktbürste mit einem Kontakt eines Steuerelements zusammenarbeitet, dessen Winkeleinstellung gemäß den Steuerdaten verändert werden kann. Hilfseinrichtungen sind vorzugsweise vorzusehen, um zu verhindern, daß die Länge der Einspritzperiode während eines jeden Ansaughubs oder einer jeden Umdrehung unter ein vorbestimmtes Minimum abfällt. Ein Ausfuhrungsbeispiel zur zeitlichen Bestimmung der Anwendung der Ultraschallschwin-

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bad

gungeη wurde in der britischen Patentschrift Nr. 1 138 536 beschrieben und ist in der Fig. 2 dieser Patentschrift dargestellt, wobei in dieser Figur die dargestellte Düse 14 durch die erfindungegeaäße Düsenanordnung ersetzt werden kann.

Patentansprüche

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Claims

Pate η t a η s ρ r ii c h e -

1./Urehnstöffeinspritzsystem fur eine Brennkraftmaschine, die mit einem Ur-enustoff-Luftgemisch gespeist wird, rait einer Düse zum Einspritzen des Brennstoffs in einen Strömungskanal, durch den hindurch Luft zur brennkraftmaschine strömt und i.;it einem Ultraschallschwingungserzeuger, der der Düse zugeordnet ist, um die Zerstäubung des Brennstoffs zu-bewirken, der durch die Düse eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennstoffzuspeiseeinrichtunc vorgesehen ist, die einen kontinuierlichen Brenn-slofllluß zur DUse aufrecht erhält, daß die Düse derart aufgebaut ist, daß sie bei Abwesenheit von Ultraschallschwingungen einen vollen oder massiven Iireiinstoffstrahl 'abgibt, daß eine Zeitgebersteuerung vorgesehen ist,welche die Einschaltung des UltraschallzcrstUubers r.uf Zeitperioden mit gleichförmigen Abständen voneinander begrenzt, wobei jede Periode einen einstellbaren Teil eines Arbeitszyklus, bezogen auf die Umdrehung der Brennkraftmaschine, bildet und daß ία-Strömungskanal eine Sanmelöffnung angeordnet ist, die nit einer lironnstoffriickführungsleitung verbunden ist und die derart in der Strömungsieitung angeordnet ist, daß sie ira wesentlichen den gesamten Brennstoff aufnimmt, der aus der Düse austritt, wenn der Brennstoff aus der Düse in Form eines vollen Strahls austritt.

Brennstoffeinspritzsystera nach Anspruch 1 für eine Kolbenbrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber, der derart mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, daß die Einschaltung des Ultraschallzerstäubcrs auf einen einstellbaren Teil eines jeden Ansaughubs eines jeden Zylinders, der durch den Striimimgskanal-gespeist ivird, begrenzt wird.

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3. ürennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dalj eine automatische Einstollungsvorrichtung für die Länge dieses einsteilbaren Teils vorgesehen ist.

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