DE2412490A1

DE2412490A1 - Einspritz- und vernebelungskopf

Info

Publication number: DE2412490A1
Application number: DE2412490A
Authority: DE
Inventors: Wunnibald Kunz
Original assignee: KUNZ DIETER 8041 DIETERSHEIM
Current assignee: KUNZ DIETER 8041 DIETERSHEIM
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1975-09-25

Description

Einspritz- und Vernebelungskopf Die Erfindung betrifft einen Einspritz- und Vernebelungskopf mit in weiten Grenzen regelbarem Durchfluß, insbesondere für Einspritzanlagen von Kfz-Motoren, aber auch für Einspritzanlagen von Öl- und Benzinheizungen.
Derartige Anlagen benötigen einen Einspritzkopf mit möglichst guter Verstäuberwirkung und infolge der heute verwendeten hohen Motordrehzahlen auch mit einer kleinen Reaktionszeit.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse elektromagnetisch betätigte Zapfenventile (elektronische Einspritzanlagen der Fa. Bosch, sh. Elektronik 1973, Heft 9, Seite 311 ff) einzusetzen.
Es sind auch Forschungsarbeten der Fa. Daimler-Benz bekannt, die die Vernebelungswirkung durch Ultraschall erreichen wollen.
Bei Verbrennungsmotoren ist zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades und einer möglichst kleinen schädliche Abgasmenge allerdings nötig, eine Gemischschichtung im Zylinder und eine gute Kraftstoffaufbereitung zu erreichen, was durch die bis setzt verwendeten Einspritzventile nicht oder nur schwer möglich ist, da sie nur digital (Auf-Zu) zu steuern sind und ihre Konstruktion eine gute Zerstäubung, d.h. die Erzeugung kleinster Kraftstofftröpfchen nicht zuläßt.
Ultraschall-Vernebelungseinrichtungen gestatten zwar die Lrzeugung kleinster Kraftstofftröpfchen, ihr heute möglicher Kraftstoffdurchsatz ist allerdings noch viel zu gering. Die Anlage hierzu wird auch in Zukunft immer sehr aufwendig sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einspritzkopf zu schaffen, dessen Kraftstoffdurchfluß über einen großen Bereich analog regelbar ist, und der den Kraftstoff über den ganzen Regelbereich als Nebel aufbereitet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zertubung des Kraft stoffes durch von Raketen- und Düsentriebwerksbrennkammern her bekannte, sich kreuzende Flüssigkeitsstrahlen und die analoge regelung durch die von Feltonturbinen her bekannte Düse mit Düsennadel erreicht wird.
Um einen solchen Einspritzkopf mit der erforderlichen Reaktionsschnelligkeit auszustatten, werden nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Düsennadeln durch magnetische Kräfte angetrieben, die sowohl auf der Basis elektromgnetischer Anziehung, als auch elektodynamischer Absto'3ung arbeiten können.
Die mit der erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Kraftstoff mit verhältnismäßig geringen Mitteln sehr fein aufbereitet wird und schon damit ein guter Verbrennungswirkungsgrad erreicht wird und ein geringer Ausstoß von Unverbranntem erfolgt. Weiterhin aber auch, daß diese feine Aufbereitung über einen großen Durchsatzbereich aufrechterhalten wird und in Verbindung mit der analogen Regelbarkeit eine Gemischschichtung im Brennraum eines Motors erzielt werden kann.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im, folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1: Einspritzkopf mit Betätigung durch anziehende magnetische Kräfte Fig. 2: Einspritzkopf mit Betätigung durch abstoßende magnetische Kräfte Fig. 3: Einspritzkopf mit Betätigung durch hydrau-- lische Kräfte, welche durch Ventile gesteuert werden, die wiederum durch abstoßende magnetische Kräfte betätigt werden.
Bei allen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn die Bewegungen der Düsennadeln durch einen einfachen Regler gesteuert werden.
Bei dem in Fig.I im Schnitt und Draufsicht gezeichneten Einspritzkopf strömt die liuft durch den Luftkanal 1 von oben nach unten. Der Kraftstoff wird mit konstantem Druck durch den Kanal 2 zugeführt und strömt als scharfer Strahl aus den durch die Düsennadeln 5 gesteuerten Düsenöffnungen 4 Die mit hoher Geschwindigkeit austretenden Strahlen treffen sich in 3 und zerfallen in einen sehr feinen Kraftstoffnebel, der durch die im Luftkanal 1 strömende Buft mitgerissen wird.
Die Düsennadel 5 ist an ihrem anderen Ende mit der im Querschnitt dem magnetischen Fluß angepaßten und infolge des daraus resultierenden, geringen Gewichts sehr schnell reagierenden, ferromagnetischen Ankerplatte 7 verbunden. Diese Ankerplatte wird durch die von dem Elektromagneten 6 erzeugten, in ihrer Wirkung anziehenden Kräften bewegt.
Der Aufbau des Einsprftzkopfes nach Fig. 2 ist dem nach Fig.
-1 ähnlich. Allerdings wird die Düsennadel durch abstoßende magnetische Kräfte bewegt. Zu diesem Zweck ist die Düsennadel mit der aus einem gut leitenden, nichtmagnetischen Material, z.B. -Aluminium hergestellten Ankerplatte verbunden. Beaufschlagt man nun den Elektromagnet 8 mit Wechselspannung, dann induzieren die darin fließenden Wechselströme in der Ankerplatte 9 , Wechselströme, deren Magnetfeld dem des Elektromagneten entgegen gerichtet ist. Daraus resultiert die Abstoßung zwischen Ankerplatte 9 und Elektromagnet 8 Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die Düsennadeln 5 mit auch als Feder wirkenden Membranen 12 verbunden Die Bewegung der Düsennadeln 5 erfolgt hier durch die Druckdifferenz zwischen der freien Atmosphäre und dem Kraftstoff. Die Druckdifferenz wird durch die Ventile -10 und 11 gesteuert, welche wiederum auf der Basis abstoßender magnetischer Kräfte arbeiten. Das Ventil 10 ist, da es den Zufluß regelt, für die Öffnung und das Ventil 11 , da es den Abfluß regelt, für das Schließen der Düsenöffnung 4 verantwortlich.

Claims

Patentansprüche

Einspritz- und Vernebelungskopf mit in weiten Grenzen regelbarem Durchfluß, insbesondere für Einspritzanlagen von Kfz-Motoren, oder für Einspritzanlagen von Öl-und Benzinheizungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung des Kraftstoffes durch an sich bekannte, sich kreuzende Flüssigkeitsstrahlen und die analoge Regelung durch die, von Peltonturbinen her bekannten Düse mit Düsennadel erreicht wird.
2. Einspritz- und Vernebelungskopf nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadeln durch anziehende magnetische Kräfte angetrieben werden.
3. Einspritz- und Vernebelungskopf nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadeln durch abstoßende magnetische Kräfte angetrieben erden.
4. Einspritz- und Vernebelungskopf nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadeln durch die hydraulischen Kräfte der zu zerstäubenden Flüssigkeit angetrieben werden.
5. Einspritz- und Vernebelungskopf nach den Ansprüchen 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Düsennadeln durch eine elektronische Regelvorrichtung gesteuert wird.

L e e r s e i t e