DE2245417A1

DE2245417A1 - Kraftstoffzumessanlage fuer zweitaktbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2245417A1
Application number: DE19722245417
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Dr Eckert; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1974-03-21
Also published as: PL90707B1; JPS4965411A; BR7307073D0; GB1447773A; ES418767A1; JPS5812455B2; SE399584B; IT995382B; CS174217B2; RO68952A; FR2163238A5

Description

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SuAm H. 1 5.9.1972 ..

Entwurf zur Patent- und

BOSCH GKEH, Stuttgart

KraftstoffzumeBsanlape für Steeitaktbrennkraftaasctiinen

Dis Erfindung betrifft eine EreftstoffzuneEEanlage für Zv/eitaktbrennkraftmaschinen, bei der der Kraftstoff vor Eintritt in den Motorzylinder der zu diesem strömenden Luft zugemessen wird.

Beim Sweitakt'niotor bestehen menr als bei anderen Motoren Ver-

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brennungsprobleme insbesondere"dann, wenn ein giftarnee Abgas erreicht werden soll. Die modernen Zweitaktmotoren brauchen, um nicht thermisch zerstört zu werden, ein CO-Gehalt in den Abgasen unmittelbar nach der Verbrennung von mindestens 4 %. Durch Nachbehandlung im glühenden Auspuff konnte dieser Giftanteil auf 0,1 % verbessert werden. Diese Nachbehandlung ist jedoch nur dann möglich, wenn im Auspuff die entsprechenden Temperaturen herrschen, d.h. nachdem der Motor warngelaufen ist.

Ba bei einem Zweitaktnotor d,ie Verbrennungshiibe sehr dicht aufeinander folgen, besteht ein besonderes Froblen in der entsprechend erforderlichen kurzen Aufbereitung des Krafstoffluftgemisches. Unter Aufbereitung ist insbesondere eine günstige Vermischung von Kraftstoff und Luft gemeint, sowie eine strönungstechnisch günstige Eingabe des KraftBtoffluftgenisches in den Hotorzylinder, durch die einerseits die verbrannten Gase möglichst vollständig herausgedrängt werden sollen und andererseits an der Zündkerze ein möglichst fettes zündgünstiges Gemisch

erreicht v/erden soll, weiterhin eine Trennung zwischen Abgas und fettem Gemisch erfolgt, durch die dazwischen verlaufende Frisch* luft-Spülströraung.
Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, mit einer Kraftstoffzumessanlage diese anscheinend widersprechenden Forderungen zu erfüllen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Luft in zwei Mengen aufgeteilt eingegeben v/ird, einer Spülluftmenge und einer den zugemessenen Kraftstoff enthaltenden Luftmenge als überfettetes Kraftstoff-Luftgemisch. Die ßpiilluftmenge dient in erster Linie zur Verdrängung der verbrannten Gase, auch eine Nachreöuktion bewirkend, während das Kraftstoff« Luftgeinisch volurnerunäscig etwa nur 1/5 der gesamtangesaugten Luftnenge betragend verhältnissiässig leicht aufbereitet werden kann und insbesondere zur Zündkerze geleitet wird.

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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Eingabebeginn der Spülluftmenge vor dem des Kraftstofflufi;-geittiaches. Auf diese Weise wird eine Art Schichtung erreicht, eine bei Brennkraftmaschinen den thermischen Ablauf vorteilhaft beeinflussende bekannte Massnahme.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Kraftstoffluftgemisch vor Eintritt in den Hotorzylinder aufgeheizt, was insbesondere durch heisse Abgase erfolgt, die die Kraftstoffluftgemischleitung-UEströmen. Dieses ist bei der verhältnismäsßig !deinen Kraftstoffluftgemischmenge mit sehr

gutem Wirkungsgrad möglich. Ausserdem wird dadurch erreicht, dass die Füllungsverluste durch Aufheizung nur einer Teilluftmenge in Grenzen bleiben.
Erfindungagemäss kann der Kraftstoff in einer Mischkammer in die entsprechende Luftraenge intermittiereni oder kontinuierlich, insbesondere entgegen der Strönungerichtung, eingespritzt werden. Von dieser einen Mischkammer können auch mehrere Mc torzylinder versorgt werden, so dass vorteilhafterweise nur eine Spritzdüse und/oder nur eine Aufheizvorrichtung erforderlich ist.

Hehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in verschiedenen Variationen stark vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Bei einer Brennkraftineschinenanlase, die in Fig. Λ in Λ-zesendlichen im Querschnitt, in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt ist,-wird den Zylindern i eines Motors 2 aus einem als Vorverdichter dienenden Kurbelgehäuse 3 Luft zugeführt, die zu etwa 2/3 über Kanüle 4 direkt in die Zylinder 1 strömt und zu 1/3 über.Kemile 5 unter Zwischenschaltung einer Mischkammer 6 eingegeben v/irö., in der der Luft über eine Einspritzdüse 7 Kraftstoff beigement wird. Die Ableitung der verbrannten Gase erfolgt über einen Auspuff 8, der einen Beipass 9 hat, welcher eine un die Gemisch-··

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kammer 6 angeordnete Heizkaiamer 10 mit heissen Abgasen versorgt· Die Durchströmung der Heizkaiamer 10 mit heissen Abgasen erfolgt durch ein Druckgefälle in der Auspuffanlage, das durch eine Drossel 11 in einem /uspufftopf 12 bewirkt wird. Des Kurbelgehäuse 3 ist durch ein Saugrohr 13 und einen Filter 14 mit der AuBsenluft verbunden. Im Saugrohr 13 ist hintereinander ein Luftmengenmeseorgan 15 und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 16 angeordnet, wobei das Luftmessorgan 15 ale Prallplatte ausgebildet ein.e Kraftatoffzumesseinheit 17 steuert· Zwischen Saugrohr 13 und Kurbelgehäuse 3t welches durch eine Trennwand 18 in zwei Verdichterkammern eingeteilt ist, sind Ventil6i9 angeordnet. Da aufgrund der alternativen Ansaugung der beiden Kurbelgebäueekaramern im Saugrohr 13 hin- und hergehende Luftströmungen entstehen, ist dieser Saugrohrabschnitt zur Beruhigung der Luftströmung verhältnismässig grossvoluaig ausgebildet.

Die Mündungen in die Zylinder 1 der Kanäle 4, der Mischkammer und des Auspuffs 8 werden durch die Motorkolben 20 gesteuert, die bei ihrem Verbrennungshub zuerst die Kanäle 4 und den Auspuff 3 aufsteuern und erst nach weiterer Abwärtsbewegung die Genischkammer 6 mit dem Kotorzylinder 1 verbinden. Auf diese Weise dient der grössere durch die Kanäle 4 zugeführte Luftstrom als Spülluftstrom und drangt bei entsprechend günstiger Luftführung die verbrannten Gase in den Auspuff 8. Sobald dann die Gemischkammer 6 durch den Motorkolben 20 aufgesteuert wird, strönt überleitetes Genisch in den Zylinder 1, das entweder im Gegenstrom oder im Querstrom au der Spülluft eingegeben wird.

Des

überfettete Gemisch wird ausserdem in den Bereich der Zündkerzen geleitet um eine erforderliche günstige Zündung zu erholten. Ua zu verhindern, dass die sich im Kurbelgehäuse 3 laufend. ändernden Druckverhältnisse auf die Mischkammer 6 übertragen, ist zwieeheü Kanälen 5 "und Mischkammer 6 ein.als Füllventil

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dienendes Platterventil 21 angeordnet. In jedem Fall soll durch die Luftaufteilung im Prinzip folgender Vorgang ablaufen: Nach dem Verbrennungshub öffnet der Pumpenkolben Auspuff und Spülluftkanäle. Die eindringende Spülluft drängt die verbrannten Gase zum Auspuff, was nach Aufsteuern der Luftgemischkanäle strömungsmässig noch unterstützt wird. Bis der Motorkolben den unteren Totpunkt durchlaufen und die Kanäle wieder geschlossen hat, sind die Abgase herausgedrängt und das fette Kraftstoffluft gemisch ist in den Bereich der Zündkerze gelangt, um dann kurz vor Ende des Verdichtungshubes gezündet zu werden. Me in den Figuren in den Motorzylindern 1 dargestellten Pfeile zeigen in etwa einen denkbaren Strömungsverlauf.

In Fig. 3 und 4 ist ebenfalls ein Zweizylinder-Zweitakt-Kotor dargestellt, bei dem jedoch im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel jeder Motorzylinder 22 eine eigene Mischkammer 23 aufweist. Die Mischkammer ist als in das Kurbelgehäuse 24 ragendes offenes Rohr 25 ausgebildet, über das die Luftmenge für das Kraftstoffluftgemiach angesaugt wird und in die, entgegen der Strömungsrichtung, über eine Düse 26 der Kraftstoff eingespritzt wird. Um das Rohr 25 ist an einer venturiartig verengten Stelle der Heizraum 27 angeordnet, der wie vorher beschrieben von heissem Abgas durchströmt wird. Die zum Motorzylinder 22 hin offene und durch den Kolben gesteuerte Stelle 28 der Gemischkammer bestimmt in seiner Breite den Steuerhub des Kraftacoflluftgemischeinlasses, der in der Regel kleiner ist als der Steuerhub für die Spülluftmenge und für den Auspuff, in jedem Fall aberso ausgeregelt ist, dass sich eine zeitliche Verzögerung des Gemischstroms gegenüber dem Spülstrom ergibt. Das Gemischkammerrohr 25 ragt in das Kurbelgehäuse 24 hinein und ist so lang gestaltet, dass es ein Strömungssystem bildet, das wie ein Schwingrohr arbeitet. Vorteilhafterweise beginnt das Gemischkammerrohr 25 an der gedachten fortgesetzten Mantelfläche des Anschlußstutzens 29» um bei kaltem Motor sich im Gemischkamraerrohr kon-

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deneierenden Kraftstoff oder sich niederschlagende Kraftstoffüberschüsse durch die entgegenströmende Luft aufzunehmen.

Bei dem in Fig« 5 in Querschnitt dargestellten Motor wird der Kanal 50 für Spülluft durch die untere Steuerkante 31 des Kolbens 32 gedrosselt solange der Kanal 33 für die Kraftstoffluftgeoischzuführung durch den Kolben 32 geöffnet wird. Infolge der Drosselung des Kanals 30 kann das Kraftstoffluftgemisch «ue den Kanal 33» der ebenfalle an das Kurbelgehäuse 34 angeschlossen ist, verstärkt in den Motorzylinder 35 einströmen. Ähnliche Verfeinerungen können durch die Anwendungen von bekannten Steuerschiebern, beispielsweise für Auspuff und/oder überströmende Luft und/oder überströmendes überfettetes Gemisch und/oder die Saugseite vorgesehen werden« die in der Wahl der Steuerzeiten zusätzliche Freiheitegrade beinhalten·

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Claims

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Ansprüche

M. kraftstoffzumessanlage für Zveitaktbrennkraftmasehinen, bei der der Kraftstoff vor Eintritt in den Motorzylinder der zu diesem strömenden Luft zugemessen v/ird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in zv/ei Mengen aufgeteilt eingegeben wird, einer Spülluftmenge und einer den zugemessenen Kraftstoff enthaltenden Luftmenge als überfettetes Kraftstoffluftgemisch.

2. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

zeitlich dass der Eingabebeginn der Spülluftmenge/vor dem des Kraftstoff-

luftgenischee liegt.

3. Kraftstoffsumessanlage nach Anspinnen 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassöffnungen (A-, 6, 8) durch den Motorkolben (20) gesteuert werden und der Motorkolben (20) bei seinem Verbrennungshub zuerst den. Einlass „(4) für Spülluft und danach den. für Eraftstoffluftgeinisch (6) auf steuert.

Kraft s to ff zumessanlage nach .Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluftzufuhr gedrosselt wird, solange die Kraftstoff luftgemischzuf uhr voll geöffnet ist (Fig. 5)·

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5· Kraftetoffzumeßsanlage nach Anspruch 4, dadurch geltennzeiehnet, dass durch die der Brennkammer abgewandte Stilenkante (31) des Motorkolbens (32) die Kündung des Spiilluft» kanals (30) zmjb. Kurbelgehäuse (34) des liotore gesteuert wird, die im unteren Totpunkt des Motorkolben (32) mindestens teilweise gesperrt ist.

6. Kraftstoff2umessaülage nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffluftgeiaisch vor Eintritt in den Motorzylinder aufheizber ist,

7. Kraftstoffzumessanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizung durch heißse Abgase erfolgt, die die Kraftstoffluftoemischleitung umströmen.

8. Kraftstoffzumessen!age nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff in einer Mischkammer (6, 23i 25) in öie entsprechende Luftmenge intermittierend oder kontinuierlich, insbesondere ent£egen vier Ströiaungsrichtung eingespritzt wird.

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9. Kraftstoffzumessanlage nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischkammer (25) mit Gegenstromprinzip ein in das Kurbel genau s'e ragendes Rohr dient, dessen Länge vorzugsweise als Selrwingrohr abgestimmt ist

10.KraftstoffZumessanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (6) durch ein Einströmventil (Flatter- " ventil) (21) vom Kurbelgehäuse (3) getrennt ist.

11.Kraftstoffzumessanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spülluft und Kraftstoffluftgemisch im Quer- oder Gegenstromverfahren in· den Zylinder eintreten, um eine Trennung von verbrannten zu unverbrannten Gasen zu erhalten und eine gute Mischung zwischen Spülluft und Kraftstoffluftgemisch zu bewirken.

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