DE2604734B2 - Regeleinrichtung für eine mit schwerem flussigen und mit gasförmigem Brennstoff betriebene Brennkraftmaschine - Google Patents

Regeleinrichtung für eine mit schwerem flussigen und mit gasförmigem Brennstoff betriebene Brennkraftmaschine

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DE2604734B2 DE762604734A DE2604734A DE2604734B2 DE 2604734 B2 DE2604734 B2 DE 2604734B2 DE 762604734 A DE762604734 A DE 762604734A DE 2604734 A DE2604734 A DE 2604734A DE 2604734 B2 DE2604734 B2 DE 2604734B2
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Description

Oie Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine mit schwerem flüssigen und mit gasförmigem Brennstoff betriebene Brennkraftmaschine mit einer eine Venturidüse aufweisenden Saugleitung für Verbrennungsluft, mit der, in die Venturidüse einmündend, eine Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff mittels eines Ventils verbunden ist, das die Menge an gasförmigem Brennstoff dadurch steuert, daß das Ventil eine Verbindung zwischen der Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff und der Atmosphäre beherrscht, wobei das Ventil mechanisch einstückig bzw. direkt mit der Regelstange einer Einspritzpumpe für den flüssigen Brennstoff verbunden ist.
In einer nach der DE-AS 14 51989 bekannten Regeleinrichtung dieser Art, die besonders für Kraftfahrzeugmotoren geeignet ist, wobei dann üblicherweise die Regelstange bei Weglassung des Zentrifugalreglers über das Fußpedal einstellbar ist und wobei ferner die Verbindungsleitung für den gasförmigen Brennstoff mit dem Hals bzw. der engsten Einlaufstelle des Venturirohr verbunden ist, das in der Saugleitung für die Zufuhr der Verbrennungsluft zu den Maschinenbzw. Motorzylindern angeordnet ist, sind die Drehzahl und die Belastung die sich verändernden Größen. Wenn bei einer gewissen Belastung die Drehzahl zunimmt, dann muß mehr flüssiger Brennstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine injiziert werden, was über die Brennstoffpumpe geschieht, die dann schneller über den Motor angetrieben wird; die Erhöhung der Menge gasförmigen Brennstoffs geschieht über das Venturirohr, und zwar wird bei einer zunehmenden Drehzahl mehr Verbrennungsluft benutzt, und dadurch wird mehr Gas eingesaugt. Wenn bei einer gewissen Drehzahl die Belastung zunimmt, dann wird die Regelstange der Brennstoffpumpe über den entsprechenden Einstellmechanismus so eingestellt, daß eine höhere Förderung der Brennstoffpumpe bei jedem Hub bewirkt wird. Wie in der bekannten Steuereinrichtung wird das Ventil -"'ir den
ίο gasförmigen Brennstoff zusammen mit der Regelstange eingestellt, und zwar gelangt mehr oder weniger »falsche« Luft in die Gaszuführungsleitung über den Zweig, der mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, und dadurch wird mehr oder weniger Gas für das Venturi zu den Zylindern der Brennkraftmascnine eingesaugt, was bei automatischer Steuerung der Regelstange bei einem vorteilhaften Verhältnis zwischen der brennbaren Mischung und der Verbrennungsluft für den vollständigen Drehzahlbereich geschieht, und zwar im Hinblick auf die ungünstige Rauch- bzw. Abgasentwicklung, die während der Verbrennung von schwerem Flüssigbrennstoff auftritt.
Bei höheren Belastungen ist das Gasventil stärker geschlossen, wodurch die Gasmenge nicht im Verhältnis zu der zugeführten Menge an Verbrennungsluft zunimmt, sondern infolge der Wirkung des Gasventils stärker ansteigt. Aufgrund dieser Verhältnisse wird eine bessere Verbrennung der verbrennbaren Mischung erzielt, während der eine geringere Rauchentwicklung auftritt, die durch die Verbrennung von schwerem Flüssigbrennstoff bewirkt wird.
Darüberhinaus ist es in einer Steuereinrichtung für Kraftfahrzeugmotoren, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, an sich bekannt, hinter dem Venturirohr in der Saugleitung für die Verbrennungsluft eine Ladeiurbine einzufügen, die mit der Einlaßzweigleitung verbunden ist, welche zu den Zylindern des Motors führt, und es ist weiterhin an sich bekannt, eine Antriebsturbine für die Ladeturbine vorzusehen, die mit der Auslaßzweigleitung verbürgen isv, welche von den Motorzylindern wegführt.
Mit einer solchen kombinierten Steuereinrichtung für die sog. »aufgeladenen« Kraftfahrzeugmotoren erreicht man, daß mit höherem Gaseinlaßdruck den Zylindern
■»5 der Brennkraftmaschine mehr Verbrennungsluft zugeführt wird, und es wird auch mehr gasförmiger Brennstoff zu den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt. Der Vorteil, den man dadurch erzielt, besteht darin, daß bei einer gewissen Dimensionierung der
Brennkraftmaschine mehr Leistung durch die Maschine abgegeben werden kann. Die Ausbeute der Brennkraftmaschine nimmt ebenfalls zu, wogegen auch eine gewisse Abnahme in der Rauch- bzw. Abgasentwicklungerhalten wird.
Jedoch ist der Betrieb der Ladeeinrichtung bei höheren Drehzahlen und höheren Belastungen, wie erläutert, viel stärker bzw. stabiler, und zwar als Folge von mehr und heißeren Auspuffgasen, durch die der Brennkraftmaschine proportional mehr Luft zugeführt wird. Wenn man ausschließlich mit schwerem Flüssigbrennstoff arbeitet, bedeutet daß keine Schwierigkeiten, weil die Menge schweren Flüssigbrennstoffs, die in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, nicht von der angesaugten Luftmenge bestimmt wird.
Wenn man jedoch mit einer Kombination von schwerem Flüssigbrennstoff und gasförmigem Brennstoff arbeitet, dann wird die Menge gasförmigen Brennstoffs tatsächlich mittels des Venturi und der
angesaugten Luftmenge auch festgelegt bzw. bestimmt.
Das würde dazu führen, daß die Brennkraftmaschine bei höheren Drehzahlen und schwerer Beladung aufgrund der Venturiwirkung mit zuviel gasförmigem Brennstoff versorgt würde, was /ur Folge hätte, daß unerwünschte Explosionen innerhalb der Verbrennungskammer der Zylinder der Brennkraftmaschine auftreten.
Ein wichtiger Nachteil des beschriebenen Lade- bzw. Beladungssystems besteht darin, daß dieses System bei der Beschleunigung der Maschine zu »Verzögerung« neigt, und zwar aufgrund seiner Massenträgheit, da wegen dieser Massenträgheit keine sofortige ausreichende Zufuhr von Luft zu den Zylindern der Brennkraftmaschine erfolgt, was zu Rauchentwicklung führt.
Nach der AT-PS 2 76 861 ist es bekannt, ein weiteres Ventil in einer Saugleitung für gasförmigen Brennstoff zwischen einem mit einer Regelstange einer Einspritzpumpe für flüssigen Brennstoff gekoppelten Ventil und einer in der Saugleitung für Verbrennungsluft angeordneten Venturidüse vorzusehen, wobei der Durchgang des weiteren Ventils von einem im Einlaßtrakt herrschenden Druck abhängig ist.
Nach der DE-PS 9 01 353 ist es bekannt, den Ladedruck in einer Einlaßleitung den Durchgang eines in einer Leitung für gasförmigen Brennstoff angeordneten Ventils beeinflussen zu lassen.
Nach der DE-AS 12 11859 ist bekannt, eine Venturidüse mit einer Einmündungsstelle für ein gasförmiges Medium stromab eines Abgasturboladers in einer Einlaßleitung einer mit flüssigem und mit gasförmigem Brennstoff betriebenen Brennkraftmaschine mit Zufuhr des gasförmigen Brennstoffs in eine Einlaßzweigleitung stromab dem Lader, gesteuert durch ein druckabhängig verstelltes Ventil.
Mit der Erfindung sollen in einer Regeleinrichtung eingangs genannter Art die zu dieser genannten Nachteile ausgeschaltet werden, was durch Ersetzen eines Teils des schweren Flüssigbrennstoffs, der den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt wird, durch eine Menge gasförmigen Brennstoffs geschieht, so daß beispielsweise ein Prozentsatz von schwerem Flüssigbrennstoff von 65% der gesamten Menge an brennbarer Mischung vorhanden ist, was außerdem im Hinblick auf die Rauch- bzw. AHgascntwicklung vorteilhaft ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Regeleinrichtung eingangs genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugieitung für die Verbrennungsluft stromab der Venturidüse ein Abgasturbolader angeordnet ist, an den sich eine zu den Maschinenzylindern führende Einlaßzweigleitung anschließt, und daß in der Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff zwischen dem Ventil und der Einmündung in dis Venturidüse ein weiteres Ventil vorgesehen ist, dessen Durchgang von dem in der Einlaßzwcigleilung herrschenden Ladedruck abhängig ist.
Die Regeleinrichtung nach der Erfindung erfordert lediglich die Anwendung eines einfachen Eingriffs, der ein Minimum zusatzlicher Ausrüstung benötigt.
Bevorzugt ist die Regeleinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ventil einen Kolben aufweist, der im Durchgang der Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff angeordnet ist und auf den eine Membran einwirkt, die einerseits vom Druck in der Einlaßzweiglcitung und andererseits vom Druck in dieser Saugleitung und der Kraft einer einstellbaren Druckfeder beaufschlagt ist.
Ein Ventil dieser Art ist im wesentlichen nach der AT-PS 2 76 861 bekannt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung im Prinzip dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt
Fig.! eine allgemeine Ansicht einer vollständigen Regeleinrichtung; und
F i g. 2 das weitere Ventil in näheren Einzelheiten.
Über eine Leitung 1 und ein elektromagnetisches Schließventil 2 wird flüssiges Gas von einem druckfesten Tank 3 für den gasförmigen Brennstoff in eine Verdampfer-Druck-Steuereinrichtung 4 geleitet. In dieser Steuereinrichtung wird das flüssige Gas mittels der Wärme, die dem Kühlwasser der Maschinen- bzw. Motorkühlung entnommen wird, welches seinerseits über Verbindungen 5 und 6 zugeführt bzw. abgeführt wird, verdampft und in zwei Stufen auf einen Druck von etwa 2 mm-Wasser-Unterdruck gebracht
Über eine Saugleitung 7. eine bei der brennstoffpumpe 9 der Brennkraftmaschine 10 angeordnete Ladesteuereinrichtung 8 und eine weitere Saugleitung 11 wird Gas zu dem Hals bzw. der engsten Einlaufsteüe eines Venturirohrs 13 an dem Lufteinlaß (Luftansaugleitung) 12 zu der Brennkraftmaschine 10 zugeführt. In der Ladesteuereinrichtung 8 ist eine Kammer 14 mit Verbindungen 15 und 16 für die Gasleitungen 7 und 11 vorgesehen. Diese Kammer 14 ist von einem Luftraum 18 mittels eines Gasventils 17 getrennt. Der Luftraum 18 kann über ein Luftfilter 19 mit Luft gefüllt werden. Daher steht das Gasventil 17 über einen Zweig der Gasleitung mit der umgebenden Atmosphäre über das Filter 19 in Verbindung.
Die Öffnung des Ventils 17 ist durch Einstellung der Regelstange 20 der Brennstoffpumpe 9 bestimmt.
Bei Vollast ist das Ventil 17 geschlossen, und bei Teillast ist dieses Ventil mehr oder weniger geöffnet. Infolgedessen wirkt die Saugkraft des Venturi 13 bei Vollast vollständig auf die Gassaugleitung 7, 11, und die richtige Menge an Gas wird mit Hilfe einer Einstellschraube 21 festgelegt. Bei Teillast wird weniger flüssiger, schwerer Brennstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine injiziert, und infolgedessen sollte
«5 weniger Gas zugeführt werden. Die Menge an schwerem Flüssigbrennstoff wird über die Regelstange 20 gesteuert, und da das Gasventil 17 mit der Regelstange 20 mechanisch einstückig bzw. verbunden ist, bestimmt die Regelstange auch die Öffnung des Gasventils 17.
Die Saugkraft des Ve/ituri 13 verteilt sich nun über die Saugleitung 11 auf die Gasleitung 7 und die Öffnung des Gasventils 17, wodurch eine Mischung aus Gas und Luft automatisch mittels des Venturi 13 eingesaugt wird.
Um einen unerwünschten KohlenwasserstoffausstoE-im unbelastenen Zustand der Maschine zu vermeiden, wird die Einstellung des Gasventils 17 so gewählt, daß kein gasförmiger Brennstoff zugeführt wird.
Die Luftansaugleiiung 12 der Brennkraftmaschine 10 ist weiterhin hinter dem Venturi 13 mit einer Ladelurbine 22 versehen, die mit der Einlaßzweigleitung 23 zu den Zylindern der Brennkraftmaschine wie auch mit einer Antriebsturbine 24 verbunden ist. wobei letztere mit der Auslaßzweigleitung 25 verbunden ist.
Die Turbinen 22 und 24 ~.ind durch eine Zwischenwand 26 getrennt, durch die sich die Antriebswelle 27 zur Turbine 22 erstreckt; der Auslaß der Turbine 24 ist mit der Auslaßleitung 28 verbinden.
Die l.adeturbinc 22 dient dazu, den Zylindern der Brennkraftmaschine bei einem höheren l.ufteinlaßdruek mehr Luft zuzuführen, so daß mehr Brennstoff zugeführt und bei einer gewissen Dimcnsionicrung der Brennkraftmaschine die Leistung erhöhl werden kann. Die Ausbeute der Maschine nimmt zu, und es wird eine gewisse Abnahme der Rauch- bzw. Abgasentwicklung erzielt.
Gemäß einem Gedanken der Erfindung wird auch die Gasmenge, welche dem Veniuri 13 über die Saugleitung 11 zugeführt wird, mit I lilfc des gesonderten Ventils, das allgemein bei 29 im Zusammenhang mit der zugehörigen Steuerung dargestellt ist. über den Ladedruck der Ladeturbine 22 gesteuert.
Gemäß den I· i g. I und 2 ist das Ventil 29 in der Saugleilung Il zwischen der Ladcstcucrcinrichtung 8 und dem Venturi 13 angeordnet. In der Gasleitung Il (siehe I' i g. 2) ist eine Verengung in form eines Kolbens
durch eine Verbindungsstange 32 kleineren Durchmessers verbunden sind, wobei der Teil 30 die Öffnung in der Gasleitung Il steuert. Der Kolben ist mit seinem unteren Teil 30 beweglich in einem Gehäuse angebracht, das aus zwei becherförmigen Teilen 33 und 34 besteht, wobei zwischen den einander zugewandten Rändern der Teile 33 und 34 eine elastische Membran 35 eingeklemmt ist, an welcher das untere Ende des Kolbcnteils 30 befestigt ist; und der Zylinder ist weiterhii. ucweglich in einem zylindrischen Gehäuse 36 angebracht, in dem der obere Teil 31 des Kolbens geführt ist.
Der Ladedruck in der Verbindung zu der Einlaß-Zweigleitung 23 wird über eine Leitung 37 in den Raum 38 unterhalb der Membran 35 übertragen. Der Raum 39 oberhalb der Membran 35 steht mit der .Saugleitung Il in Verbindung, und zwar über das Spiel bzw. den Spalt 40, das bzw. der zwischen dem Kolbcnteil 30 einerseits
ίο und dem Durchgang zwischen dem becherförmigen Teil 35 und der Leitung 11 andererseits ausgebildet ist.
Der Unterschied im Druck oberhalb und unterhalb der Membran 35 erzeugt eine Kraft, welche das Kolbentcil 30 verschiebt. Die richtige Ventilöffnung erhält man mit Hilfe einer Druckfeder 41. die zwischen einem ortsfesten Haltering 42 und einem Bund bzw. Ring 43 am oberen finde des Kolbenteils 31 wirkt; diese I eder übt eine Kraft aus. die der Kraft entgegengesetzt
Membran 35 ausgeübt wird. Eine Begrenzung der Ventilöffnung wird durch einen Anschlag 44 zum Zecke der Einstellung einer maximalen Gasmenge erzielt, und es ist außerdem ein einstellbarer Anschlag 45 am oberen Ende des Gehäuses 36 vorgesehen, der durch einen
2) Verschluß 46 gut abgedichtet ist. dieser letztere Anschlag steuert bzw. koi trolliert die minimale Gasmenge.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:
1. Regeleinrichtung für eine mit schwerem flüssigen und mit gasförmigem Brennstoff betriebene Brennkraftmaschine mit einer eine Venturidüse aufweisenden Saugleitung für Verbrennungsluft, mit der, in die Venturidüse einmündend, eine Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff mittels eines Ventils verbunden ist, das die Menge an gasförmigem Brennstoff dadurch steuert, daß das Ventil eine Verbindung zwischen der Saugleitung für den gasförmigen Brennstoff und der Atmosphäre beherrscht, wobei das Ventil mechanisch einstückig bzw. direkt mit der Regelstange einer Einspritzpumpe für den flüssigen Brennstoff verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß in der Saugleitung (12) für die Verbrennungsluft stromab der Venturidüse ein Abgasturbolader (22) angeordnet ist, an den sich eine zu den Maschinenzylindern führende Einlaßzweigleitung (23) anschließt, und daß in der Saugleitung (11) für den gasförmigen Brennstoff zwischen dem Ventil (14, 17) und der Einmündung in die Venturidüse (13) ein weiteres Ventil (29) vorgesehen ist, dessen Durchgang von dem in der Einlaßzweigleitung herrschenden Ladedruck abhängig ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ventil (29) einen Kolben (30, 31, 32) aufweist, der im Durchgang der Saugleitung (11) für den gasförmigen Brennstoff angeordnet ist und auf den eine Membran (35) einwirkt, die euerseits vom Druck in der Einlaßzweigleitung (23) und p.ndererr-ms vom Druck in dieser Saugleiuing (11) und der Kraft einer einstellbaren Druckfeder(41)bea!/schlagt ist.
DE2604734A 1975-02-07 1976-02-06 Regeleinrichtung für eine mit schwerem flüssigen und mit gasförmigem Brennstoff betriebene Brennkraftmaschine Expired DE2604734C3 (de)

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DE2604734A1 DE2604734A1 (de) 1976-08-19
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