DE2400621C2 - Gemischaufbereitungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Ein zusätzlicher Vorteil der Gemischaufbereitungseinrichtung ist noch darin zu sehen, daß die Siebplatte zugleich die Funktion eines Filters übernimmt

Aus der US-PS 28 57 898 ist zwar ein unmittelbar stromauf von Ansaug-Verteilerrohren eingebauter zylinderscheibenförmiger und perforierter Zerstäubungseinsatz bekannt Dieser Einsatz hat allerdings eine andere Funktion als die Siebplatte der erfindungsgemäßen Gemischaufbereitungseinrichtung. So soll die Zerstäubungsplatte in erster Linie dazu dienen, mit dem nachgeschalteten Ansaug-Rohrsystem derart zusammen zu wirken, daß im Ansaugsystem Teüströmungen erzeugt werden, die über dem Querschnitt gesehen unterschiedlich mit Brennstoff angereichert sind. Es erfolgt somit bei dieser bekannten Anlage eine automatische Sortierung von Gemischströmen mit unterschiedlichem Massendurchsatz, wobei diejenigen Strömungen mh der größten Brennstoff-Anreicherung durch eine nachgeschaltete und beheizte Venturidüse geleitet werden, so daß stromab des Ansaug-Rohrsystems ein homogen aufbereitetes LufWBrennstoffgemisch vorliegt

Aus der DE-OS 15 26 631 ist es bekannt in den Ansaugkanal stromab des Vergasers eine Zerstiiubungseinrichtung einzusetzen, der stromauf eine Hoinogenisierkammer vorgeschaltet ist, in die über mehrere Bohrungen Sekundärluft einleitbar ist, die aus der Umgebung angesaugt wird. Da die Zerstäubungseinrichtung von einem kegelstumpfförmigen Gitter gebildet ist, das sich über eine relativ große Strecke in Strömungsrichtung erstreckt ist das Zusammenwirken zwischen Homogenisierkammer und Zerstäubungsgitter nicht mit den Vorgängen beim Erfindungsgegenstand vergleichbar.

Schließlich ist es aus dem DE-GM 18 50 239 bekannt, im Bereich eines birnenförmigen Siebeinsatzes im Ansaugsystem vorgewärmte Sekundärluft zur Homogenisierung des Gemischs einzuleiten.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine schaubildliche Ansicht des Wärmekollektors, der auch als Luftfilter wirkt;

Fig.2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Aufriß und teilweise geschnitten:

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gemisch-Homogenisiereinrichtung;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig.3:

F i g. 5 eine Draufsicht aui die Gemischaufbereitungseinrichtung.

Die Gemischaufbereitungseinrichtung besitzt einen aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit bestehenden Wärmekollektor 1 (F i g. 1 und 2) in Gestalt eines Parallelepipedons. das mit Stutzen 2 versehen ist, die auf der Außenseite Gewinde besitzen und für die Befestigung von für die Führung von heißer Sekundärluft dienenden Rohren 7 mit Hilfe von Muttern 6 (siehe Fi g. 5) dienen. Der Eintritt von Außenluft in die Vorrichtung 1 erfolgt durch Löcher 3, und z'var unter der Saugwirkung, wie sie durch die Bewegung der Kolben der Fahrzeugmaschine hervorgerufen wird. Die eingesaugte Luft wird mit Hilfe der durch den Wärmekollektor 1 gesammelten Wärme erhitzt, wozu dieser an der Wand des Abgasrohrs befestigt ist, und zwar unter Zuhilfenahme eines Lochs 4 in der zylindrischen Wand, die von einem Stift oder einer Schraube (nicht gezeigt) durchquert ist. Falls d?s Fahrzeug mehrere Vergaser besitzt, kann jedem Vergaser ein gesonderter Wärmekollektor zugeordnet sein.

Die Innenseite des Wärmekollektors ist mit Stahlwolle oder irgendeinem anderen zum Zwecke der Filterungder eingesaugten Luft geeigneten Material gefüllt
Ein Kanal 8 der Stutzen 2 ist mit einem abdichtenden, konischen Sitz 9 versehen, der eines der Enden einer Sekundärluftleitung aufnehmen soll.

Die Gemisch-Homogenisiereinrichtung 10 besitzt Gewindestutzen 11, an die das andere Ende der Rohre 7

to angeschlossen ist, die Heißluft leiten und die mit Hilfe von Muttern 12 angeschlossen werden. In dem teilweise mit Gewinde versehenen Loch 14, das jeden Stutzen 11 durchquert, ist eine Ansaugdüse 13 vorgesehen, die eine der Leistung der Maschine angepaßte Kalibrierung besitzt und die am besten im Querschnitt in vergrößertem Maßstab aus F i g. 4 erkennbar ist. Das Loch 14, das den Auslaß des Injektors oder der Ansaugdüse 13 fortsetzt endet in Form einer sich fächerförmig öffnenden Mündung 15, die sich auf der zylindrischen Innenseitenwand einer Homogenisierkammer 16 horizontal öffnet und sich unterhalb einer Siebplatte 17 be'v-det, die auf der Oberseite eine ringförmige umfangswaiid 18 zeigt, die in solcher Weise ausgebildet ist, daß sie in zweckmäßigster Weise das Gasgemisch einführt, das durch die Bewegung der Kolben angesaugt wird, wobei die Unterseite kre^;--förmige Ringnuten 19 zeigt, die ein Profil in Form eines Halbrohrs haben, das den Zonen der Sieblöcher entspricht, sowie Rippen 20 zeigt, die ebenfalls kreisförmig sind und dasselbe Profil besitzen und die Zonen bilden, die die Nuten trennen. Mit anderen Worten ist die Unterseite der Siebplatte derart profiliert, daß die konzentrisch angeordneten Durchtrittsöffnungen der Siebplatte 17 in Ringnuten 19 mit Halbrohrprofilen münden, die voneinander durch ebenfalls kreisförmig abgerundete Ringstege 20 getrennt sind.

Die Befestigung der Gemisch-Homogenisiereinrichtung erfolgt zwischen dem Vergaserauslaß und dem Einlaßsammler der Brennkraftmaschine, und zwar mit Hilfe zweier Löcher 21 und anderer unabhängiger Zubehörteile.

Die Siebplatte 17 sorgt dafür, daß das Gasgemisch in volls.ändiger und gleichförmiger Weise beim Eintritt in die Homogenisierkammer 16 verteilt wird, während die Heißluft, die mit dem Gemisch vereinigt wild, in einer Menge in dieser Kammer eintritt, die pro Zeiteinheit gleichbleibt, und zwar wegen der Kalibrierung der Ansaugdüsen 13. wobei eine Variierung in Abhängigkeit vom Einsatz der Maschine erfolgt; dabei bewirken die sich fächerförmig erweiternden öffnungen 15, die Lo-

so eher bzw. Bohrungen 14 und die gleichförmige Verteilung dieser Bohrungen in der Wand der Kammer 16 eine homogene Vermischung des Gasgemisches mit der Heißluft.

Die /Ohrung der Sekundärluft, die durch die Bewegung der Kolben der Maschine eingesaugt und durch die Berührung des "Värmekollektors 1 mit dfir heißen Oberfläche des Abgasrohrs erwärmt wird, erfolgt mit Hilfe von drei oder mehreren Leitungen oder Rohren 7, von denen jedes pn einem Ende mit Hilfe von Muttern an entsprechende Stutzen angeschlossen ist, die am Warmekollektor 1 vorgesehen und mit einem Auslaß mit einem Sperrsitz versehen sind, während das \ndere Ende jedes Rohrs mit Hilfe einer Mutter an den entsprechend mit Gewinde versehenen Stutzen angeschlossen ist. der an der Gemisch-Homogenisiereinrichtung vorgesehen ist.

Die an der Gemisch-Homogenisiereinrichtung vorgesehenen, mit Außengewinde versehenen Stutzen sind

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mit einem Durchgangsloch versehen, das einen Sperrsitz aufweist und für das Anbringen der Ansaugdüse teilweise mit Gewinde versehen ist. Diese Ansaugdüsen können abgezogen werden, und zwar für den Zweck einfachen Austauschens sowie dafür, daß die Vorrichtung mit zahlreichen Düsenkalibern je nach der Leistung der Maschine hergestellt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

24 OO 621 1 2 Durch die erfindungsgemäße Unterteilung der Ho- Patentansprüche: mogenisiereinrichtung in eine Prall- bzw. Atomisie- rungskammer und eine davon über eine perforierte

1. Gemischaufbereitungseinrichtung für eine Trennwand abgegrenzte Homogenisierkammer wird Brennkraftmaschine, bei der ein offener, abgasbe- 5 die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die beiden für heizter Wärmekollektor über eine Sekundär-Luftlei- die Erfindung notwendigen Funktionsablaufschritte des tung mit einer stromab des Vergasers eingeglieder- Aufteilens der Gemischströmung und der Verwirbelung ten Gemisch-Homogenisiereinrichtung verbunden mit der Sekundärluftströmung unabhängig voneinanist, die eine Querschnittsverengung aufweist, in de- der, d. h. ohne gegenseitige Beeinflussung durehgpführt ren Bereich vorgewärmte Sekundärluft zugeführt ι ο bzw. optimiert werden können. Bei Durchströmung der wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischaufbereitungseinrichtung derart, daß das vom Querschnittsverengung eine Siebplatte (17) ist, die Vergaser kommende Gemisch stromab der Siebplatte stromaufwärts eine zylinderförmige Homogenisier- mit Sekundärluft versetzt wird, ergibt sich der besondekammer (16) begrenzt, in die die Sekundärluft durch re Vorteil, daß die perforierte Siebplatte der Gemischmehrere, über den Umfang der Zylinderwand gleich- 15 strömung direkt ausgesetzt ist, ohne daß irgendwelche mäßig verteilte Bohrungen (14) mit in Umfangsrich- Stbrströmungen auftreten. Dadurch wird es der Siebtung sich fächerartig öffnenden Mündungen (15) ein- platte ermöglicht, die Strömung des Luft-/Brennstoffgetritt, und die Unterseite der Siebplatte (17) derart mischs vollkommen und gleichmäßig über den gesamprofiliert ist, daß die konzentrisch angeordneten ten Strömungsquerschnitt in eine Vielzahl von nahezu Durchtrittsöffnungen der Siebplatte in Ringnuten 20 gleich intensiven Teilströmungen aufzuteilen, die dann

(19) mit Ha!£>rohrprofil münden, die voneinander mit einer jeweils schlagartig reduzierten Strömungsdurch ebenfalls kreisförmig abgerundete Ringsiege energie in die Homogenisierkammer gelangen. Beim

(20) getrennt sind. Austritt der Teilströmungen aus den Durchtrittsöffnun-

2. Gemischaufbereitungseinrichtung nach An- gen wird durch die weiteren Merkmale des kennzeichspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Boh- 25 nenden Teils des Anspruchs 1 eine starke Turbulenz, rungen (14) jeweils Ansaugdüsen (13) vorbestimmter d. h. eine sehr große Beeinflussung der Einzelströmun-Kalibrierung vorgesehen sind. gen senkrecht zur Strömungsrichtung erzeugt, wodurch

3. Gemischaufbereitungseinrichtung nach An- ideale Voraussetzungen- für die in der nachgeschalteten spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für Homogenisierkammer zu erfolgende Vermischung mit jede Bohrung (14) eine gesonderte, zum Wärmekol- 30 der Sekundärluftströmung geschaffen werden. Die Selektor (1) geführte Sekundärluftleitung (7) vorgese- kundärluftströmung dringt an mehreren Stellen, die hen ist. über den Umfang der Innenwandung der Homogenisierkammer gleichmäßig verteilt sind, mit gleicher In-

tensität und durch die fächerartige Mündungsgestaltung

35 mit besonderer Ausrichtung in die Homogenisierkammer ein, wodurch sich die Sekundärluftströmungen un-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gemisch-Aufbe- mittelbar nach dem Eintreten in die Homogenisierkam-

reitungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, ge- mer in einer Ebene senkrecht zur Durchströmungsrich-

mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. tung der Ansaugströmung streuen, so daß in dieser Ho-

Gemischaufbereitungseinrichtungen oben erwähnter 40 mogenisierkammer eine gleichmäßige Mischung der

Gattung dienen dazu, bessere Bedingungen für die Ver- beiden Strömungen erzielt wird. Hinzu kommt, daß die-

brennung des Gemischs zu schaffen, um auf diese Weise ses Vermischen durch die Erzeugung der starken Tur-

die Schadstoff-Emission und gleichzeitig den Brenn- bulenz ebenfalls senkrecht zur Strömungsrichtung ge-

stoff-Verbrauch zu reduzieren. fördert wird. Als Folge davon entsteht innerhalb der

Aus der US-PS 28 33 261 ist eine Gemischaufberei- 45 Homogenisierkammer ein äußerst gleichmäßiges und

tungseinrichtung oben bezeichneter Art bekannt, bei mit der Sekundärluft intensiv vermischtes Gemisch, des-

dereine vom Wärmekollektor zur Gemisch-Homogeni- sen Zündfähigkeii stark angehoben ist Die Verbren-

siereinrichtung verlaufende Sekundärluftleitung in ei- nung im Zylinder der Brennkraftmaschine wird dadurch

nen Ringkanal dieser Homogenisiereinrichtung mündet, gleichmäßiger, so daß die Schadstoffemission reduziert

so daß stromab der Homogenisiereinrichtung das im 50 werden kann. Bei all den erzielbaren Vorteilen wird die

Ansaugsystem strömende Luft-/Brennstoffgemisch von Vorrichtung vom konstruktionstechnischen Standpunkt

einem Sekundärluftwirbel umhüllt und angewärmt wird. gesehen nicht sehr aufwendig, so daß sich diese auch

Mit dieser Einrichtung . gelingt es, die LufWBrenn- besonders für den nachträglichen Einbau in bereits vor-

stoffgemisch-Aufbereitung in gewisser Weise zu ver- liegenden Ansaugsysteme anbietet,

bessern, indem die Verbrennung im Zylinder gleichmä- 55 Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 2 wird

ßiger und die Schadstoffemission geringer wird. der besondere zusätzliche Vorteil erzielt, daß die Aufbe-

Es hat sich allerdings gezeigt, daß diese bekannte Ge- reitung dadurch noch homogener wird, daß die Sekun-

mischaufbereitungseinrichtung nicht in dem erwünsch- därluftströmungen über den Umfang verteilt auf einem

ten Maße in der Lage ist, die Emission von Kohlenmoa- gleichmäßig hohen Temperaturniveau in die Homoge-

oxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen wirksam 60 nisierkammer eindringen,

herabzusetzen. , Die Weiterbildung gemäß Unteranspruch 3 sorgt da-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend für, daß die einzelnen Sekundärluftströmungen eine

von einer Gemischaufbereitungseinrichtung der ein- gleichmäßige bzw. konstante Durchflußrate besitzen,

gangs bezeichneten bekannten Art, im Hinblick auf die die bei gleichbleibendem Massendurchsatz des Ansaug-

Verminderung der Schadstoffemission die Homogeni- 65 systems, stationär ist. Auf diese Weise kann zuver-

sierwirkung zu verbessern. lässiger und reproduzierbarer das jeweils optimale

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil Luft-/Brennstoffverhä!tnis eingestellt bzw. gesteuert

des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. werden.