DE2129634A1

DE2129634A1 - Einspritzvergaser fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2129634A1
Application number: DE19712129634
Authority: DE
Inventors: Holger Graffman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-17
Filing date: 1971-06-15
Publication date: 1971-12-23
Also published as: GB1350790A; ZA713957B; CA945851A; FR2096344A5; US3800769A; AR194713A1; SE342292B

Description

Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen, dessen Einspritzdüse ein federbelastetes Ventil aufweist, dem Brennstoff mit pulsierendem Druck zugeführt wird. Ein solcher Einspritzvergaser bekannter Bauart ist in der Fig. 1 dargestellt. Er arbeitet in der folgenden Weise:

Eine Brennstoffpumpe 2 fördert aus einem Brennstofftank 1 flüssigen Brennstoff durch die Leitungen 3 und 4 zu einem sogenannten Impulsgenerator 5> von dem die Kickführleitung 6 zurück zum Brennstofftank führt. Wenn der Brennstoff zu dem Impulsgenerator gefördert wird, entstehen in ihm Dampfblasen. Dieser Nachteil wird dadurch beseitigt, dass die Brennstoffpumpe eine grossere Menge Brennstoff fördert, so dass die entstandenen Gasblasen zum Brennstofftank zurückgefördert werden. Der Impulsgenerator fördert Brennstoff durch die Leitung 7 zur Einspritzdüse 8 des Vergasers. Diese Föderung findet

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unter starken und ausgeprägten Druckstössen statt, die das Ventilverschlussteil 9 zum Schwingen bringen. Diese, eine hochgradige Zerstäubung des Brennstoffes herbeiführender Schwingungen können mittels der Schraubenfeder 10 eingestellt werden, die das Ventilverschlussteil trägt. Auf diese Weiee strömt aus der Einspritzdüse eine Brennstoffmenge aus, die der Spannung der !Feder 10 proportional ist. Die Feder ist mit einer in ihrer Längsrichtung beweglichen Einstellscheibe 11 verbunden, die durch die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmenge innerhalb des Vergasergehäuses 12 eingestellt wird. Dieses ist mittels seines unteren Flansches mit der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine verbunden.

Diese Beschreibung lässt einen schwerwiegenden Nachteil eines solchen bekannten EinspritzVergasers erkennen. Venn man versucht, die notwendigen Einzelteile in dem Vergasergehäuse zusammenzurücken, nämlich den Vergasersockel mit der Drosselklappe, die Einspritzdüse, den Ventilverschlusskörper mit der dehnbaren feder und schliesslich die über ihr gelegene Einstellscheibe, gelingt es nur schwer, die Höhe des Vergasergehäuses niedrig zu halten, da diese Einzelteile mit Bücksicht auf ihre Wirksamkeit übereinander angeordnet werden müssen. Zur Zeit streben die Konstrukteure von Kraftwagen mit Bücksicht auf die Fahrsicherheit ein möglichst niederes Motorgehäuse an, da eine niedrig gelegene Motorhaube dem Fahrer eine bessere Sicht gewährt. Bei allen gebräuchlichen Kraftwagen nimmt der Verdampfer mit dem zugehörigen Luftfilter die höchste Stelle ein. Daraus ergibt sich klar der Vorteil eines niedrigen Vergasers.

Als Beispiel eines weiteren Nachteils sei erwähnt, dass es bei einem Einspritzvergaser der beschriebenen Bauart notwendig ist, dass mit der Schraubenfeder 10 eine Einstellvorrichtung verbunden ist, mit deren Hilfe die Stärke des Brennstoffstromes eingestellt werden kann. Diese Einstellvorrichtung kann natürlich auf verschiedene Weise ausgeführt werden, aber

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immer muss ein bewegliches Teil vorhanden sein, mit dem die Spannung der Feder eingestellt werden kann. Dieses bewegliche Teil muss notwendigerweise innerhalb des von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftstromes angeordnet werden. Dies erfordert einen grossen Teil der notwendigen Speicheranordnungen. Die Möglichkeit einer schnellen Abnützung und von durch Reibung hervorgerufenen Bewegungen der Einstellscheibe kann zu einer unregelmässigen und daher verschlechterten Arbeitsweise des Verdampfers führen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile eines Einspritzvergasers zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass bei einem Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen öbr eingangs beschriebenen Grundbauart die Menge des der Einspritzdüse zugeführten Brennstoffes durch eine mit der Leitung,durch die der Brennstoff zur Einspritzdüse strömt, verbundene Einstellvorrichtung eingestellt wird, die ein Ventil aufweist, durch das die überschüssige Brennstoffmenge abströmt.

In den Fig. 2 bis 4· sind drei Ausführungsformen des Einspritzvergasers nach der Erfindung dargestellt.

In der eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellenden Fig. 2 werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet, wie in der Fig. 1. Die Zuführung des Brennstoffes zum Impulsgenerator erfolgt in der oben beschriebenen Weise. Der Brennstoff, dem durch den Impulsgenerator starke Druckstösse erteilt worden sind, tritt in eine Leitimg 15 ein, von der eine Leitung 14- zu der im Innern des Vergasergehäuses 16 gelegenen Einspritzdüse 15 führt. Ein Ventilverschlussteil 17 wird gegen die Öffnung der Einspritzdüse durch eine Zugfeder 18 gedrückt, die mit ihrem anderen Ende an einer Verstellschraube 19 befestigt ist, mit der die Spannung der Zugfeder 18 auf einen passenden Wert eingestellt werden kann. Wenn der Ventilverschlusskörper 17 durch die Druck-

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stÖsse des Brennstoffstromes betätigt wird, treten Schwingungen und eine Zerstäubung des durch die Austrittsöffnung der Einspritzdüse ausströmenden Brennstoffes im wesentlichen in der oben beschriebenen Weise auf. Die Menge des eingespritzten Brennstoffes muss selbstverständlich immer in einem bestimmten Verhältnis zu der angesaugten Luftmenge stehen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Einstellung der Brennstoffmenge durch die Brennstoffmenge, die mit jedem Druckstoss vom Impulsgenerator der Einspritzdüse zugeführt wird und die in einer besonderen Vorrichtung auf den richtigen Wert eingestellt wird. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass diese Einstellvorrichtung unmittelbar mit dem oberen Ende des Impuls-generators in Verbindung steht, was jedoch nicht daran hindert, dass diese Vorrichtung an einer anderen Stelle angeordnet und mit dem Impulsgenerator in geeigneter Weise mittels einer Leitung verbunden sein könnte.

Die Einstellvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 20, das ein von einer Kompressionsfeder 22 belastetes Ventilverschlussteil 21 enthält. Das andere Ende der Feder liegt an einer Stange 23 an. Die obere Wand des Gehäuses 20 enthält einen Durchlass 24 zu einem Membrangehäuse 25. Das obere Ende der Stange 23 liegt an einer Membran 26 an, auf deren anderer Seite eine Ausgleichfeder 27 und eine Einstellschraube 28 vorgesehen sind. Die Membran teilt das Membrangehäuse in eine untere und eine obere Kammer 29, 30, die durch die Leitungen 31, 32 mit dem Innern des Vergasergehäuses unmittelbar unter und über einer Einengung 33 des Vergasergehäuses verbunden sind.

Die Einstellvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Der Impulsgenerator fördert Brennstoff in die Leitung 13» aus der Brennstoff durch die Leitung 14- zur Einspritzdüse des Vergasers und durch Aufdrücken des Ventils 21 in das Gehäuse 20 gelangt, von dem aus der Brennstoff durch die ßückfihrleitung 34 in den Brennstofftank 1 zurückgeführt wird. Der Impulsgenerator fördert mit jedem Druekhub praktisch die

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gleiche Brennstoffmenge in die Leitung 13« Die durch das Ventil 21 hindurchgehende und zum Brennstofftank zurückgeführte Brennstoffmenge ist umgekehrt proportional zur Spannung der Feder 22. Dies führt dazu, dass auch die verbleibende, durch die Leitung 14 in den Verdampfer eingespritzte Brennstoffmenge eine I¹UnIrtion der Kraft der Feder 22 ist.

Venn die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft durch den Vergaser hindurchströmt, tritt bei seinem Durchtritt durch die Einengung 33 vor und nach dieser eine Druckdifferenz auf. Diese Druckdifferenz ist eine bestimmte Funktbn der Menge der durchströmenden Luft und wenn diese Druckdifferenz über die Leitungen 31 und 32, die Membran 26 und die Stange 23 auf die Spannung der Feder 22 einwirkt, wird die in den Vergaser eingespritzte Brennstoffmenge eine bestimmte Funktion von der gleichzeitig durch den Vergaser durchgesaugte Luft. Durch die Vergrösserung der durch die Ansaugleitung hindurchgesaugten Luft wird der Druck in der Leitung 32 gegenüber dem in der Leitung 33 erhöht, so dass die Membran 26 nach unten gedrückt wird. Der dadurch erhöhte Druck der Feder 22 führt zu einem erhöhten Druck des Brennstoffes in der Leitung 14. Durch die zweckmässige Dimensionierung und Gestaltung der Einzelteile der Einstellvorrichtung kann leicht eine solche Einstellung erreicht werden, dass die Menge des in den Vergaser eingespritzten Brennstoffes in einem gewünschten Verhältnis zu der gleichzeitig durch den Vergaser strömenden Luftmenge steht.

In der Fig. 2 wird der Einspritz vergas er nur in einer sehr schematisierten Form dargestellt. So weist die Einspritzdüse 13 ia der Zeichnung unproportional grosse Abmessungen auf, um Einzelheiten ihrer Konstruktion zu zeigen. In der Praxis benötigt die mit den gleichen Details ausgestattete Einspritzdüse keinen grösseren vertikalen Baum ala das Ventilverschlussteil 9 mit dem zugehörenden Tragstück 9a des in der Fig. 1 dargestellten EinspritzVergasers. Aus diesem

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Vergleich, ergibt sich der bedeutende Vorteil, der nach der Erfindung durch die beträchtlich niedrigere Bauhöhe gewonnen wird.

In einem Einspritzvergaser nach der Beschreibung können alle Einzelteile für die Einstellung, im Gegensatz zu den bekannten Bauarten, in völlig geschlossener Form hergestellt werden und auf diese Weise werden eine geringstmögliche .Abnützung und ein zuverlässiges Arbeiten gesichert. In dem Vergasergehäuse selbst gibt es keine teilweise oder gänzlich unbeschützte Teile.

Weitere mit einem Einspritzvergaser nach der Erfindung erzielbare Vorteile werden mit der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform verwirklicht. Dieser Einspritzvergaser kann in einfacher Weise mit einer grossen Zahl von Einspritzdüsen ausgestattet werden, die wegen der direkten konstruktiven Verbindung mit der Einstellvorrichtung bei den bekannten Einspritz vergasern nicht ohne sehr komplizierte und kostspielige Konstruktion ausgeführt werden könnten. Der Vorteil der Möglichkeit der Verteilung des eingespritzten Brennstoffes auf eine grosse Zahl von Einspritzdüsen liegt in dem höheren Grad der Zerstäubung und der besseren Verteilung des Brennstoffes bei der Injektion kleinerer Brennstoffmengen durch eine Düse mit einem kleinen Ventil, als bei der Einspritzung grosser er Brennstoffmengen durch eine Düse, die grossere -Abmessungen HTifl ein entsprechend gröseeres Ventil haben muss. Ein anderer Vorteil wird dadurch erreicht, dass dann, wenn die Einspritzung durch eine grosse Zahl von Einspritzdüsen erfolgt, die Aussicht erhöht wird, ein homogenes Gemisch des zerstäubten Brennstoffes mit der angesaugten Luft zu erhalten.

In der Fig. 3 wird der Einspritzvergaser in voller Grösse dargestellt, um zu zeigen, mit welcher geringen Bauhöhe ein Einspritzvergaser nach der Erfindung ausgeführt werden kann. Unter Bauhöhe eines Vergasers wird der Abstand zwischen seinem an der Saugleitung der Brennkraftmaschine anliegendem Flansch

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und dem Flansch des Vergasers, an dem der Luftreiniger befestigt ist, verstanden. Im vorliegenden Fall - der Einspritzvergaser ist für eine Brennkraftmaschine mit einem Hubvolumen von etwa 7 Litern bestimmt - beträgt dieser Abstand ungefähr 35 nun· Für den Fall des Vergleichs sei erwähnt, dass dieser Abstand bei einem üblichen Einspritzvergaser (Rochester Quadrojet) für die gleiche Brennkraftmaschine 85 mm beträgt.

Der in der Fig. 3 dargestellte Einspritzvergaser weist ein Gehäuse 41 auf, das mittels seines unten gelegenen Flansches an der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine befestigt werden kann. Die Drosselklappe 42 ist in üblicher Weise mit dem Gaspedal des Kraftwagens verbunden. An das Vergasergehäuse ist ein ringförmiger, hoHer Flansch 43 eingesetzt und der Hohlraum 44 ist an eine Leitung 45 angeschlossen. Der Flansch 43 hat eine Zahl von nach innen gerichteten Düsenöffnungen 46, von denen jede ein Düsenverschlussteil 47 aufweist, das durch eine Feder 48 gegen die Düsenöffnung gedrückt wird. Die Kraft der Feder 48 kann mittels einer Einstellschraube 49 eingestellt werden. Unmittelbar vor und hinter dem ringförmigen Hohlflansch 43 münden Leitungen 50 und 51> die wie oben beschrieben worden ist, zu der Einstellvorrichtung 20-30 führen. Zwischen dem Flansch 52 des Vergasergehäuses und dem Deckel 53 ist ein Luftreiniger 54 vorgesehen.

Venn Luft durch den Einspritzvergaser strömt, wie in der Zeichnung mit Pfeilen angegeben ist, bildet der ringförmige Hohlflansch 43 eine eine Druckdifferenz hervorrufende Einengung, zu dessen beiden Seiten die Leitungen 50 und 51 liegen. Vie oben in Bezug auf die in der Fig. 2 dargestellte Einstellvorrichtung beschrieben worden ist, wird durch die Leitung 45 eine passend bemessene Brennstoffmenge dem Hohlraum 44 des Hohlflansches 43 zugeführt. Auf diese Weise entsteht in diesem Hohlraum ein pulsierender Druck, cer die .Ventilverschlussteile 47 betätigt. In der oben beschriebenen Veise werden die Ventilverschlussteile vibrieren und der Brennstoff

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wird in hochgradig zerstäubter Form in den "Vergaser eingespritzt. Mittels der Einstellschrauben 4-9 kann die durch die Einspritzdüsen eingespritzte Brennstoffmenge einzeln so eingestellt werden, dass ein sehr hoher Grad an Homogenität des Brennstoff-Luftgemisches erreicht wird. Die Mischungsmöglichkeiten werden zusätzlich dadurch verbessert, dass die Brennstoffeinspritzung an der Stelle erfolgt, an der der Luftstrom infolge des verengten Durchströmweges einer heftigen Turbulenz unterworfen ist.

Die Einstellvorrichtung 20 bis 30 kann auch durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine betätigt werden. Dies kann beispielsweise durch die Anbringung eines unmittelbar mit dem elektrischen Generator des Kraftwagens verbundenen Elektromagneten in der Nähe der aus magnetischem Material bestehenden Membran erreicht werden.

Bei der Ausführungsform beispielsweise nach der Fig. 2 müssen die Feder 18 des Ventilverschlussteils 17 der Einspritzdüse, die Feder 22 des Ventilverschlussteils 21 und die Ausgleichfeder 27 so eingestellt werden, dass sie zueinander in bestimmten Beziehungen stehen, um die gewünschte Einstellwirkung herbeizuführen.

Die Ausführungsform nach der Fig. 4 erleichtert die Durchführung dieses Einsteilens. Hierzu ist die Einstellvorrichtung mit dem Einspritzvergaser unmittelbar so verbunden, dass über dem den oberen Teil des Einspritz Vergasers umgebender Luftreiniger eine Art Dach entsteht. Auf diese Weise wird der früher erwähnte Vorteil einer niedrigen Bauhöhe aufrechterhalten.

Der Einspritzvergaser hat ein Basisteil 61, in dem sich eine in üblicher Weise mit dem Gaspedal des Kraftwagens verbundene Drosselklappe 62 befindet. Eine Einengung 63 des Basisteils enthält die Einspritzdüse 64- mit den Belastungsfedern 65 und

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den Einstell schraub en 66. Der ringförmige Hohlraum 67 hat einen Einlass 68 und einen -auslass 69, der zu einem Einstelügeiäuse 70 mit einem Ventilverschlussteil 71 führt, das durch eine Blattfeder 73» die an einem verdrehbaren Zapfen 74· "befestigt ist, gegen den Kanal 72 gedrückt wird. Aus serhalb des Einstellgehäuses ist an dem Zapfen 74- ein Einstellhebel befestigt. Mittels Stangen 76 ist auf dem Einspritzvergaser ein Membrangehäuse 77 befestigt. Eine Membran 73 unterteilt das Membrangehäuse in eine obere und untere Kammer 79» 80? von denen die obere Kammer 79 durch eine Leitung 81 mit einer unmittelbar unter der Einengune; 63 gelegenen öffnung 81a verbunden ist. An der Membran 73, deren Lage und Bewegungen durch die Federn 82, 83 ausgeglichen werden, ist eine Stange 84 befestigt, die mit einem Hebel 85 gelenkig verbunden ist. Dieser Hebel 85 ist mit seinem einen Ende an einem ortsfesten Tragt eil 86 angelenkt und sein anderes Ende trägt einen iAnschlag 87, der an einer Gleitkante 88 des Einstellhebels 75 anliegt.

Der Einspritzvergaser arbeitet in der folgenden Weise: Brennstoff wird mit pulsierendem Druck durch die Einlassleitung dem Hohlraum 67 zugeführt. Aus der früheren Beschreibung der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist leicht verständlich, wie die Injektion erfolgt und dass die eingespritzte Brennstoffmenge eine Funktion der Spannung der Blattfeder 73 und der Lage des Einstellhebels 75 ist. Venn infolge weiterer Öffnung der Drosselklappe 62 die Menge der durch den Einspritzvergaser strömenden Luft zunimmt, wird die Membran 78 als Folge des verringerten Druckes in der oberen Kammer 79 angehoben. Diese Bewegung wird mittels der Stange 84, über den Hebel 85 und den Anschlag 87 auf den Einstellhebel 75 übertragen, der sodann den Zapfen 84 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Dadurch wird die Spannung der Blattfeder 73 erhöht und dies verursacht ein stärkeres Andrücken des Ventilverschlussteils 71· Als Folge davon wird die Meng· des in den Vergaser eingespritzten Brennstoffes vergrössert. Ee ist auf einfache Weise möglich,

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jede Änderung der Menge des in den Vergaser eingespritzten Brennstoffes mittels der durch änderungen der angesaugten Luftmenge verursachten Bewegungen des Anschlages 87 durch die Gestaltung der Gleitfläche 88 des Einstellhebels 75 einzustellen, so dass für jede Lage des Anschlages 87, d. h. für jede angesaugte Luftmenge, der Einstellhebel 75 die Lage einnimmt, die die gewünschte Menge des eingespritzten Brennstoffes bestimmt. Die Vorteile dieser Anordnung sind augenscheinlich. Vie jeder Fachmann weiss, enthalten theoretische Berechnungen des Strömungsverlaufs bei Einengungen der beschriebenen Art immer einige unsichere Faktoren, was die Vorausbestimmung von Einstellmitteln wie Federn oder dgl. sehr schwierig gestaltet. Mit der hier beschriebenen Vorrichtung können nachträgliche: Einstellungen in einfacher Weise durch die Gestaltung der Gleitfläche 88 des Einstellhebels vorgenommen werden. Die Einstellung dieses Einspritz Vergasers für verschiedene Arten von Brennkraftmaschinen, die verschiedene Verhältnisse des Verhältnisses von Luft und Brennstoff erfordern, kann leicht vorgenommen werden.

Ansprüche:

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Claims

Ansprüche

Einspritzvergaser für Brennkraftmaschinen, dessen Einspritzdüse ein federbelastetes Ventil aufweist, dem Brennstoff mit pulsierendem Druck zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des der Einspritzdüse (15» 46, 64) zugeführten Brennstoffes durch eine mit der Leitung (14, 45, 68), durch die der Brennstoff zur Einspritzdüse strömt, verbundene Einstellvorrichtung (10 - 20, 70 - 7^>) eingestellt wird, die ein Ventil (21, 71) aufweist, durch das die überschüssige Brennstoffmenge abströmt.
2. Einspritz vergas er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (10 - 20, 70 - 75) einen federbelasteten Ventilverschlusskörper (21, 71) enthält, der an einer in der Zuströmleitung (14, 45 * 68) des Brennstoffes zur Einspritzdüse (15> 46, 64) vorgesehenen Abströmöffnung anliegt und dass die Spannung der den Ventilverschlusskörper belastenden Ventilfeder (22, 72) direkt oder indirekt durch ein unter dem Einfluss der durch den Einspritzvergaser gesaugten Luftmenge stehendes Fühlorgan, z. B. eine Membran (26, 78), eingestellt wird.
3. Einspritzvergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlorgan, z. B. die Membran (26, 78) durch den Druck in der Saugleitung der Brennkraftmaschine beeinflusst wird.
4. Einspritzvergaser nach iAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Weg der Luftströmung durch das Vergasergehäuse (16, 41, 61) eine Einengung, z. B. ein Drosselflansch (33» 43, 63) oder eine Venturidüse, vorgesehen ist und dass von den beiden Seiten der Einengung Leitungen (31» 32 bzw. 81) zu den beiden Seiten einer in einer Kammer beweglichen Membran (26, 78) oder dgl. führen, durch deren Bewegung mit Hilfe eines Gestänges (23 bzw. 84, 85,

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75) die Spannung der Ventilfeder (22, 73) eingestellt wird.
5· Einspritzvergaser nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlorgan zusätzlich von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflusst wird.
6. Einspritz vergas er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse aus einer Anzahl von in einem ringförmigen Kanal (44, 67) vorgesehenen, durch ^e ein federbelastetes Ventilverschlussteil (47, 64) gesteuerten Einspritzöffnungen besteht.
7. Einspritzvergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (70 - 75) direkt mit dem ringförmigen Kanal (67) verbunden ist.
8. Einspritz vergas er nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlussteil (71) der Einstellvorrichtung (70 - 75) durch eine Feder (73) heiastet ist, deren Federkonstante durch einen Einstellhebel (75) eingestellt wird, der mit seinem einen Ende auf die Feder einwirkt und auf dessen anderes Ende das Fühlorgan (78) mit Hilfe eines Schwingarmes (85) einwirkt, wobei der Schwingarm und der Hebel über einen Anschlag (87) und eine gekrümmte Gleitfläche (88) miteinander in Berührung stehen.
9. Einspritzvergaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Gleitfläche (88) einstellbar oder auswechselbar ist.

Der Patentanwalt

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