DE2726146A1

DE2726146A1 - Drosseleinrichtung fuer eine mehrzylindrige brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2726146A1
Application number: DE19772726146
Authority: DE
Inventors: Thomas Tsoi-Hei Ma
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1978-01-05
Also published as: ES460058A1; FR2356005A1; FR2356005B1; GB1503086A; DE2726146C2

Description

Patentanmeldung

Drosseleinrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosseleinrichtung für eine mehr- zylindrige Brennkraftmaschine für einen Betrieb mit mageren Gemischen und geringen schädlichen Abgasen.

In den letzten Jahren wurde erkannt, daß die Qualität des Verbrennungsprozesses einer Brennkraftmaschine dadurch verbessert werden kann, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Turbulenz einer Strömung mit Schallgeschwindigkeit ausgesetzt wird, bevor es in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingeführt wird. Diese Turbulenz verbessert das Vermischen und Zerstäuben des Kraftstoffes und sorgt hierdurch für ein gleichmäßigeres Gemisch. Es wurde weiterhin aufgezeigt, daß, wenn die Turbulenz des Gemisches bis in den Verbrennungsraum aufrecht erhalten wird, die Qualität des Verbrennungsprozesses derart verbessert wird, daß ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit sehr mageren Gemischen möglich ist.

Ein Betrieb von Brennkraftmaschinen mit mageren Gemischen, d.h. mit hohem Luft/Kraftstoffverhältoisisiaus zwjei,.Gründen anzustreben:

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Erstens wird hierdurch eine Reduzierung schädlicher Abgasbestandteile (insbesondere von Stickoxyden) erzielt und zweitens wird hierdurch die Wirtschaftlichkeit der Brennkraftmaschine erhöht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drosseleinrichtung zu schaffen, bei der die durch sie erzeugte Turbulenz des Gemisches bis in den Verbrennungsraum hinein aufrecht erhalten bleibt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Drosseleinrichtung die im Hauptanspruch aufgezeigte spezielle Kombination von zum Teil an sich bekannten Merkmalen aufweist. Die weiteren Patentansprüche 2 bis 8 zeigen zweckentsprechende Ergänzungen der speziellen Kombination von Merkmalen auf.

Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Drosseleinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung;

Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch eine Drosseleinrichtung gemäß der Erfindung.

In Fig. 2 ist zwischen dem Zylinderkopf 10 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine und deren Ansaugrohr 12 eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 11 angeordnet. Auf dem Ansaugrohr 12 der Brennkraftmaschine ist in herkömmlicher Weise ein Vergaser 13 angeordnet, der

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vorzugsweise ein Gleichdruckvergaser ist, bei dem die herkömmliche Drosselklappe entfernt wurde, da die Drosselfunktion durch die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 11 übernommen wird. Es ist selbstverständlich, daß darüber hinaus noch entsprechende Anpassungen des Vergasers an diese neue Drosseleinrichtung erforderlich sind, um alle Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine entsprechend zu berücksichtigen. So kann zum Beispiel ein die Drosselklappe umgehendes Leerlaufsystem durch die neue Lage der Drosseleinrichtung nicht mehr in der bisherigen Form angewendet werden.

Bei der für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine vorgesehenen erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung 11 werden vier identische Drosselventile 14 benötigt, die über eine gemeinsame Drosselwelle 15 mit einem Fahrfußhebel verbunden sind. Eine Drehung der Drosselwelle bewirkt somit ein gleichzeitiges öffnen oder Schließen der vier identischen Drosselventile 14.

Die Drosseleinrichtung 11 weist ein Drosselgehäuse 16 auf, das zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Ansaugrohr 12 der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Drosselgehäuse 16 weist kurze Ansaugleitungen 17 auf, die mit den entsprechenden Ansaugkanälen 18 im Zylinderkopf 10 verbunden sind.

Jedes Drosselventil 14 besteht aus einem am Ende der Ansaugleitung angeordneten Venturiabschnitt 19 und einem darin verschiebbaren spindelförmigen Drosselkörper 20.

Die Vehturiabschnitte 19 ragen hierbei vorzugsweise in die Ansaugkanäle 18 im Zylinderkopf 10, um die Turbulenz des Gemisches möglichst nahe zum Einlaßventil 21 zu führen. Die spindelförmigen Drosselkörper 20 sind hierbei stromauf ihres jeweiligen Venturiab schnittes 19 angeordnet und sind mit ihren stromaufwärts liegenden Enden über Bolzen

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und 23 schwenkbar mit Hebelarmen 24 und 25 verbunden, die wieder mit der Drosselwelle 15 fest verbunden sind. Die Drosselwelle 15 ist in Bohrungen 26 des Drosselgehäuses 16 drehbar gelagert. Die Drosselwelle 15 liegt hierbei gegenüber den Ansaugleitungen 17 in seitlichen Vertiefungen 27, die eine Verbindung der Hebelarme 24 und 25 mit der Drosselwelle 15 ermöglichen. Die Hebelarme 24 und 25 sind hierbei über Einstellschrauben 28 gegenüber der Drosselwelle 15 einstellbar, die bei abgenommenem Ansaugrohr 12 zugänglich sind.

Das stromabwärtige Ende des jeden Drosselkörpers 20 liegt hierbei in seinem entsprechenden Venturiabschnitt 19, wobei die Drosselkörper über eine Feder 29 in Anlage gegen eine Seite der Venturiab schnitte gedrückt werden, um Klappergeräusche zu vermeiden.

Wird die Drosselwelle 15 zwischen Leerlaufund Vollast ver schwenkt, so bewegen sich die Drosselkörper 20 alle gleichzeitig von der in Fig. in vollen Linien gezeigten Stellung 20 A über die Zwischenstellung 20 B in die die Strich-Punkt-Linien gezeigte Endstellung 20 C.

Es wird darauf hingewiesen, daß die mit ihren entsprechenden Venturiabschnitten 19 zusammenwirkenden Drosselkörper 20 im wesentlichen Düsenöffnungen mit einem in Strömungsrichtung konvergierend-divergierenden Querschnitt aufweisen, die infolge der über einen weiten Betriebsbereich mit Schallgeschwindigkeit erfolgenden Strömung für eine hohe Turbulenz im Gemisch sorgen. Durch die Nähe der erfindungsgemäßen Drosselventile 14 zu den Einlaßventilen 21 wird sichergestellt, daß die Turbulenz des Gemisches auch noch im Verbrennungsraum anhält.

Als Hinweis für die bei Strömungen mit Schallgeschwindigkeit erzielbare, erhöhte Turbulenz sei auf die OS 26 09 082 der Anmelderin hingewiesen.

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Durch die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung werden die folgenden wesentlichen Vorteile erzielt:

a) Dadurch, daß die Strömung im Drosselbereich hauptsächlich mit Schallgeschwindigkeit erfolgt, wird der Vergaser nicht mehr von Druckschwankungen im Ansaugteil beeinträchtigt und kann somit genauer und gleichmäßiger Kraftstoff zuteilen;

b) die bei einer herkömmlichen Drosselklappe zu beobachtende nachteilige Aufteilung des Gemisches wird vermieden;

c) das Ansaugrohr wird bei bestimmten Betriebsbedingungen, wie

z. B. schnellem Verzögern, nicht mehr sehr hohen Unterdrücken ausgesetzt, wodurch überfette Gemische in dieser Ubergangsbereichen vermieden werden;

d) der Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine wird durch die erhöhte Turbulenz des Gemisches vorteilhaft beeinflußt und der Ausstoß von Kohlenwasserstoffen und KohTenmonoxyd im Leerlauf wird verringert.

Die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung ermöglicht den Betrieb von Brennkraftmaschinen mit einem mageren Luft/Kraftstoffgemisch im Bereich von 18 : 1. Solche mageren Gemische ermöglichen die Verringerung von Stickoxyden in den Abgasen.

Vorzugsweise wird eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung in Verbindung mit einem Gleichdruckvergaser verwendet. Es ist jedoch ebenso möglich, die erfindungsgemäße Drosseleinrichtung in Verbindung mit einer Saugrohr- Kraftstoffeinspritzung zu verwenden. Ebenso können Venturi-Vergaser in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung verwendet werden, wenn entsprechende Maßnahmen für

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den Leerlauf- und Teillastbetrieb vorgesehen werden.

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Claims

Ford /GB-214 / 6. Juni 1977 7 7 ? R H Patentansprüche

1.) Drosseleinrichtung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine

für einen Betrieb mit mageren Gemischen und geringen schädlichen Abgasen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Merkmale:

a) Jede Ansaugleitung (18) eines Zylinders ist mit einem eigenen Drosselventil (14) zur Steuerung des Gemischdurchsatzes versehen;

b) jedes Drosselventil (14) besteht aus einem Venturiabschnitt (19) und einem darin verschiebbaren, spindelförmigen Drosselkörper (20);

c) jeder Dvosselkörper (20) ist schwenkbar mit Hebelarmen (24, 25) verbunden, die auf einer allen Zylindern gemeinsamen Drosselwelle (15) festlegbar sind.

2. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drosselkörper (20) stromauf seines Venturiabschnittes (19) angeordnet und mit seinem stromaufwärts liegenden Ende über die Hebelarme (24 und 25) mit der Drosselwelle (15) verbunden ist.

3. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drosselkörper (20) unter Federkraft (29) gegen eine Seite seines Venturiabschnittes (19) liegend gehalten ist.

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4. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwelle (15) in einer Vertiefung (27) jeder Ansaugleitung (17) angeordnet ist.

5. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die die Drosselventile (14) enthaltenden Ansaugleitungen (17) in einem Drosselgehäuse (16) angeordnet sind und die Venturiabschnitte (19) in den Eingang der im Zylinderkopf (10) gebildeten Ansaugkanäle (18) einragen.

6. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das di e Drosselventile (14) und die Drosselwelle (15) enthaltende Drosselgehäuse (16) zwischen dem Zylinderkopf (10) und dem Ansaugkrümmer (5) angeordnet ist.

7. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch von einem Gleichdruckvergaser geliefert wird.

8. Drosseleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e kennzeichnet, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch von einer Saugrohr-Kraftstoffeinspritzung geliefert wird.