-
Gemischaufbereitungs einrichtung für Otto-Brennkraftmaschinen Zusatz
zu Patent (Patentanmeldung P 20 44 016.8-13) Die Erfindung bezieht sich auf eine
Gemischaufbereitungseinrichtung für Otto-Brennkraftmaschinen, wobei der den Zylindern
aufzugebende Kraftstoff den einzelnen damit verbundenen LuStansaugstutzen vor den
ninlaßventilen unter Druck zugeführt wird, insbesondere d.urch eine Niederdruck-Einspritzeinrichtung,
und in jeden Ansaugstutzen von außen eine zusätzliche, an einen Lufteinlaß angeschlossene
Leitung'hineinläuft, durch-welche die im Leerlaufbetrieb bei geschlossener Drosselklappe
und bei Betrieb im unteren Lastbereich für den zugehörigen Zylinder erforderliche
Luftmenge zuströmt, und welche in Strömungsrichtung der Ansaugluft ausgerichtet
sowie koaxial zum zugehörigen Ansaugstutzen in diesen mündet, an welcher Zündung
der Kraftstoff für den jeweiligen Ansaugstutzen einströmt, nach Patent ... (Pat.-Anm.
P 20 44 016.8-13).
-
Illit dieser Gemischaufbereitungseinrichtung ist bei einfacher Bauweise
ein Leerlaufbetrieb und ein Betrieb der damit versehenen Otto-Brennkraftmaschine
in unteren Lastbereich mit einen optimalen Kraftstoff/Luft-Gemisch in den einelnen
Brenr,raftnaschinenzylinder:1 gewährleistet, so daß eine vollständige Verbrennung
des Kraftstoffs erfolgt und gesundheitsgefährdende giftige Bestandteile in den abgasen
vermieden sowie eine wirtschaftliche Betriebsweise siciergestellt sind. Dies wird
dadurch erreicht, daß in den einzelnen Luftansaugstutzen der mit der Einrichtung
versehenen Otto-Brennkraftmaschine an derjenigen Stelle eine hohe Luftgeschwindigkeit
gewährleistet ist, wo der Kraftstoff eingespritzt wird, so daß dieser aufgerissen
und besonders fein zerstäubt wird, und zwar auch im neerlaufbetrieb und beim Betrieb
in unteren Lastbereich.
-
Bei der Gemischaufbereitungseinrichtung nach latent ... (Pat.-Anm.
P 20 44 U .8-13) weist jede Rohrleitung, durch welche ausschließlich die in Leerlaufbetrieb
bei geschlossener Drosselklappe und bei Betrieb im unteren Lastbereich für den zugehörigen
Zylinder erforderliche Luftmenge zuströmt, einen koaxial zum zugehörigen Luftansaugstutzen
verlaufenden, in Strömungsrichtung der Misaugluft ausgerichtetei Endabschnitt auf,
an dessen Mündung der Kraftstoff für den jeweiligen Ansaugstutzen in diesen einströmt.
Zur Zuführung von Kraftstoff zu den Luftansaugstubzen können diese jeweils mit einer
Kanüle versehen sein, welche unmittelbar an ein unter dem Kraftstoffdruck öffnendes
Ventil anschließt und an der Zündung der Rolirleitung mündet. Dabei kann die Kanüle
über eine zwischen der Kanülenmündung und dem Ventil abzweigende Zweigleitung mit
der Außenluft in Verbindung stehen. In diesem Fall kann das der Kanüle vorgeschaltete
Ventil als ein
einen Kraftstoffkanal zur Kanüle Verschließender,
in Schließstellung federbelasteter und entgegen der Wirkung der Feder öffnender
Ventilschieber ausgebildet sein, wobei die Zweigleitung in den die Ventilfeder aufnehmenden
Raum hinter dem Ventilschieber mündet, welcher mit der Außenluft in Verbindung steht.
Schli.eßlich können der Endabschnitt und die Mündung der Rohrleitung in jedem iiuftansaugstutzen
von einem venturirohrartig ausgebildeten Lufttrichter umgeben sein.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gemischaufbereitungseinrichtung
nach Patent ... (Pat .-Äniii.-P 20 44 016.8-13) hinsichtlich der Kraftstoffzerstäubung
in den einzelnen Luftansaugstutzen und einer kompakten Bauweise der dafür erforderlichen,
an die einzelnen Buftansaugstutzen einer Otto-Brennkraftmaschine anzubringenden
Vorrichtungen weiter zu verbessern.
-
Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Mündung der Leitung
als Ringspalt ausgebildet und ein Kranz von wraftstoffeinlaßdüsen in Strömungsrichtung
der Ansaugluft hinter dem Ringspalt koaxial dazu vorgesehen ist.
-
Dabei ist vorteilhafterweise in jedem Luftansaugst;utzen an der Mündung
der Leitung ein koaxialer venturirohrartig ausgebildeter Lufttrichter vorgesehen,
wobei jeder Ringspalt etwa an der engsten Stelle des zugehörigen LuSttrichters diesen
umgebend vorgesehen ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Gemischaufbereitungseinrichtung wird über
einen großen Betriebsbereich der damit versehenen Otto-Brennkraftmaschine eine gleich
gute Zerstäubung erzielt, welche bei geöffneter und bei geschlossener Drossèlklappe
der
Otto-Brennkraftmaschine gleich hervorragend ist.
-
Der jedem Iluftansaugstutzen aufgegebene Kraftstoff wird immer von
Luft erfaßt. Insbesondere ist beachtlich, daß eine Einspritzung des Kraftstoffs
in $trömungsrichtung ermöglicht ist.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist je Luft ans augstutzen
ein den zugehörigen Lufttrichter, Ringspalt und Düsenkranz einschließender, vorzugsweise
zylindrischer, Block und ein damit über Rohrstutzen verbundener, an dem jeweiligen
Ansaugstutzen befestigter Anschlußflansch mit einem Luft- und einem Kraftstoffanschluß
vorgesehen, welcher über den Rohrstutzen und einen Ringkanal im Block mit dem Ringspalt
bzw. Düsenkranz in Verbindung steht.
-
Es ergibt sich so zur Zerstäubung des jedem Luftansaugstutzen zugeführten
Kraftstoffs eine kompakte Vorrichtung, deren Montage und Demontage einfach ist.
Insbesondere können diese Vorrichtungen an vorhandene Otto-Brennkraftmaschinen angebaut
werden, ohne daß größere Änderungen erforderlich wären.
-
Mit Vorteil besteht jeder Block aus einem hülsenförmigen Gehäuse
sowie einem Stützring, dem Lufttrichter und einer Leithülse im Gehäuse, wobei die
Leithülse zwischen Stützring und Lufttrichter, diesen umgebend, angeordnet und an
dem dem Stützring zugewandten Ende konisch ausgebildet ist sowie an der an den dadurch
gebildeten Ringkanal anschließenden Anlagefläche am ebenen Stützring einen Kranz
von radialen, die Kraftstoffeinlaßdüsen bildenden Schlitzen aufweist, ferner am
anderen Ende mit dem Lufttrichter den zum Ringspalt führenden Ringkanal einschließt.
-
Vorzugsweise bilden dabei der Stützring und das benachbarte Ende
der Leithülse eine sich in Strömungsrichtung der Ansaugluft erweiternde Offnung,
in welche der Lufttrichter mit dem engeren Ende und der denselben umgebende.Ringkanal
über den Ringspalt münden.
-
Wird der Kraftstoff den Luftansaugstutzen jeweils durch ein sich
unter dem Eraftstoffdruck öffnendes Ventil mit einem in Schließstellung federbelasteten
und entgegen der Wirkung der Feder öffnenden Ventilschieber zugeführt, wobei der
Raum hinter dem Ventilschieber mit der Außenluft und dem Verbindungskanal zwischen
Ventil und zugehörigem Ansaugstutzen kommuniziert, dann ist vorzugsweise der Ventilschieber
im Anschlußflansch axial verschieblich gelagert und der Anschlußflansch mit Kanälen
für einen tangentialen Luftein- und -austritt in den bzw. aus dem Raum hinter dem
Ventilschieber versehen.
-
All dies trägt zu den geschilderten Vorteilen bei und gewährleistet
darüber hinaus eine vereinfachte Fertigung.
-
Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung
beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt
entlang der Linie I-I in Fig. 2 durch einen Luftansaugstutzen einermit einer erfindungsgemäßen
Gemi schaufbereitungseinrichtung versehenen Otto-Brennkraftmaschine; Fig. 2 zwei
zu einem Bauteil vereinigte Luftansaugstuzen gemäß Fig. 1, und zwar den rechten
im Qeerschnitt
entlang der Linie II-II in Fig. 1 und den linken
in der Ansicht in Richtung des Pfeiles II' in Fig. 1; Fig. 3 den waagerechten Schnitt
entlang der Linie 111-111 in Fig. 2.
-
Jeder Luftansaugstutzen 1 einer mit einer erfindungsgemäßen Gemischaufbereitungseinrichtung
versehenen Otto-Brennkraftmaschine weist eine kompakte Vorrichtung 2 auf, welche
am Ansaugstutzen 1 befestigt ist und zur Kraftstoffzufuhr sowie -zerstäubung dient.
-
Die Vorrichtung besteht aus einem Block 3, der über zwei nebeneinander
angeordnete, parallele Rohrstutzen 4 und 5 an einem Anschlußflansch 6 befestigt
ist. Der Block 3 weist ein hülsenförmiges Gehäuse 7, einen Stützring 8, einen Lufttrichter
9 und eine Leithülse 10 auf. Der Stützring 8 liegt an einer inneren Ringschulter
vom Gehäuse 7 an und der LUfttrichter 9 ist mit einem AuBengewinde an dem weiteren
Ende in das Gehäuse 7 eingeschraubt. Die Leithülse 10 ist zwischen dem Stützring
8 und dem Lufttrichter 9 eingespannt und liegt mit einem Dichtring 11 an der Innenwandung
des hülsenförmigen Gehäuses 7 an.
-
Zwischen dem Dichtring 11 und dem Lufttrichter 9 schließt die Leithülse
10 mit dem Gehäuse 7 einen Ringkanal 12 ein, in welchen der Rohrstutzen 4 mündet.
An dem dem Stützring 8 zugewandten Ende ist die Leithülse 10 konisch ausgebildet.
Die konische Ringfläche 13 der Leithülse 10 begrenzt zusammen mit der gegenüberliegenden,
ebenen Fläche des Stützringes 8 und der Innenwandung des Gehäuses 7 einen Ringkanal
14 zwischen Dichtring 11 und Stützring 8, in welchen der Rohrstutzen 5 mündet.
-
Zwischen dem Lufttrichter 9 und der Leithülse 10 ist ein Ringkanal
15 ausgebildet, welcher über radiale Bohrungen 16 der Leithülse 10 mit dem Ringkanal
12 kommuniziert.
-
Der Ringkanal 15 endet in einem Ringspalt 17 zwischen dem engeren
Ende des Lufttricliters 9 und der benachbarten Innenwandung der Leithülse 10.
-
Der Stützring 8 und das benachbarte Ende der Leithülse 10 bilden
eine sich vom Lufttrichter 9 weg erweiternde Offnung-18, in welche der-Lufttrichter
9 mit dem engeren Ende und der denselben umgebende Ringkanal 15 über den Ringspalt
17 münden. Die sich zum Ringspalt 17 hin verjüngende Bohrung des Lufttrichters 9
und die anschließende, sich erweiternde Offnung 18 stellen zusammen einen venturirohrartig
ausgebildeten Lufttrichter dar, bei dem der Ringspalt 17 etwa an der engsten Stelle
liegt.
-
Die Leithülse 10 weist im Anschluß an die konische Ringfläche 13
an dem dem Stützring 8 zugekehrten Ende eine zur Längsachse senkrechte Ringfläche
19 auf, die gemäß Fig.
-
2 mit einem Kranz von radialen Schlitzen 20 versehen ist.
-
Die Schlitze 20 bilden mit der ebenen, zur Längsachse senkrechten
Ringfläche des Stützringes 8, an welcher die Leithülse 10 mit der. Ringfläche 19
dicht anliegt, einen. Kranz von Kraftstoffeinlaßdüsen, welche den Ringkanal 14 mit
der Öffnung 18 verbinden.
-
Jeder Luftansaugstutzen 1 weist einen Plansch-21 auf, mit welchem
er an der zugehörigen, nicht dargestellten Otto-Brennkraftmaschine dicht befestigt
wird. Diese saugt durch den Stutzen 1 Luft an, welche in Richtung des Pfeiles 22
strömt. Der Block 3 ist mit dem Stützring 8., dem Lufttrichter 9 und der Leithülse
10 koaxial im zugehörigen Luftansaugstutzen
1 angeordnet, und zwar
derart, daß der Ringspalt 17 in Strömungsrichtung der Ansaugluft hinter dem Lufttrichter
9 und der Kranz von Kraftstoffeinlaßdüsen, die von den Schlitzen 20 gebildet sind,
hinter dem Ringspalt 17 liegt.
-
Der Anschlußflansch 6 ist mit einem Luftanschluß 23 versehen, der
mit dem Rohrstutzen 4 kommuniziert. Der Buftanschluß 23 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich,
in der Mitte an einer Haube 24 angebracht, welche mittels Schrauben 25 an einer
Seite des Anschlußflansches 6 dicht befestigt ist. In den von der Haube 24 umschlossenen
Raum münden bei der dargestellten Ausführungsform zwei Bohrungen 26, welche jeweils
mit einem der beiden Rohrstutzen 4 der beiden Luftansaugstutzen 1 kommunizieren.
-
Außerdem ist der Anschlußflansch 6 bei der dargestellten Ausführungsform
mit zwei jeweils einem LuStansaugstutzen 1 zugeordneten Kraftstoffanschlüssen 27
versehen. Jeder Kraftstoffanschluß 27 steht über ein Ventil mit dem zugehörigen
Rohrstutzen 5 in Verbindung, welches einen im Anschlußflansch 6 axial verschieblich
gelagerten Ventilschieber 28 aufweist. Der Ventilschieber 28 ist mittels einer am
Anschlußflansch 6 durch eine Schraube 29 befestigten Schenkelfeder 30 gegen einen
im Anschlußflansch 6 befestigten Anschlagbolzen 31 gedrückt.. In dieser in der Zeichnung
wiedergegebenen Schließstellung ist die Verbindung zwischen dem zugehörigen Kraftstoffanschluß
27 und dem zugehörigen Rohrstutzen 5 unterbrochen. Sie wird hergestellt, wenn Kraftstoff
unter Druck dem Anschluß 27 zuströmt. Unter dem Kraftstoffdruck verschiebt sich
der Ventilschieber 28 entgegen der Wirkung der Feder 30 in Fig. 2 und 3 nach rechts,
so daß die Kanäle 32 und 33 im Anschlußflansch 6 miteinander kommunizieren,
welche
zum Kraftstoffanschluß 27 bzw. zum Rohrstutzen 5 führen.
-
Der Raum 34 im Anschlußflansch 6 hinter dem Ventilschieber 28, in
welchen sich dieser also bei der Offnungsbewegung verschiebt, steht über zwei in
den zylindrischen Raum 34 tangential mündende Kanäle 35 und 36 mit dem Kanal 33,
also dem Rohrstutzen 5 bzw. dem von der Haube 24 umschlossenen Raum in Verbindung.
Damit ist eine zuverlässige Leckkraftstoffabführung aus dem Raum 34 gewährleistet
und zugleich eine die Feinzerstäubung des durch den Rohrstutzen 5 dem zugehörigen
Luftansaugstutzen 1 zugefuhrten Kraftstoffs begünstigende Untermengung desselben
mit Luft erzielt.
-
In der Zeichnung sind zwei miteinander vereinigte Luftansaugstutzen
1 mit einem gemeinsamen Flansch 21, Anschlußflansch 6 und Luftanschluß 23 dargestellt,
wie'besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich. Eine solche Anordnung ist beispielsweise
für Vier-Zylnder-Boxermotoren mit paarweise einander gegenüberliegenden Zylindern
geeignet. An dem Motor wird dann auf jeder Seite eine derartige Anordnung angebracht.
-
Dabei ist der zwei Paare von Rohrstutzen 4, 5 mit jeweils einem Block
3 aufweisende Anschlußflansch 6 mit einer Schraube 37 am Flansch 21 der beiden Ansaugstutzen
1 über einen gemeinsamen oder zwei Dichtringe 38 dicht befestigt. Die beiden Paare
von Rohrstutzen 4, 5 ragen jeweils durch eine Offnung 39 im Flansch 21 und eine
damit fluchtende Offnung 40 im zugehörigen Luftansaugstutzen 1 vom außen liegenden
Anschlußflansch 6 in diesen Jnsaugstutzen.1
Die geschilderte Zwillingsanordnung
ist jedoch nicht wesentlich.
-
Die erfindungsgemäße Gemischaufbereitungseinrichtung funktioniert
folgendermaßen. Läuft die damit versehene, nicht dargestellte Otto-Brennkraftmaschine
im Leerlaufbetrieb, d.h. mit geschlossener Drosselklappe, dann saugt sie die erforderliche
Luftmenge für die einzelnen Zylinder über den zugehörigen Luftanschluß 23 an, von
dem die Luft über den zugehörigen Kanal 26, Rohrstutzen 4, Ringkanal 12, Radialbohrungen
16, Ringkanal 15 und Ringspalt 17 in den zugehörigen Ansaugstutzen 1 gelangt, und
zwar aus dem Ringspalt 17 in einem Strahl mit ringförmigem Querschnitt schnell ausströmend.
In diesen Strahl wird der dem jeweiligen Ansaugstutzen 1 über den Rohrstutzen 5
zugeführte Kraftstoff durch den Kranz von Kraftstoffeinlaßdüsen, gebildet von den
Schlitzen 20, eingegeben. Es ergibt sich auf diese Weise selbst beim Leerlaufbetrieb
der Otto-Brennkraftmaschine eine ausgezeichnete Kraftstoffzerstäubung und sehr innige
Kraftstoff/Luft-Vermischung.
-
Dies wird darüber hinaus auch beim Betrieb der Otto-Brennkraftmaschine
mit geöffneter Drosselklappe, insbesondere auch beim Betrieb im unteren Lastbereich
mit nur geringfügig geöffneter Drosselklappe erreicht, da dann die durch den Trichter
9 strömende Luft ebenfalls stark beschleunigt wird, um an der Stelle mit der höchsten
Strömungsgeschwindigkeit mit dem Kraftstoff von allen Seiten gleichmäßig beaufschlagt
zu werden.
-
Abgesehen von diesem nicht zu unterschätzenden Vorteil zeichnet sich
die erfindungsgemäße Gemischaufbereitungseinrichtung dadurch aus, daß die einzelnen
Vorrichtungen 2
kompakte Bauteile darstellen, die leicht montier-
und demontierbar sind sowie einfach hergestellt werden können.