DE2809739C3

DE2809739C3 - Vorrichtung zur dosierbaren Zerstäubung von Kraftstoffen

Info

Publication number: DE2809739C3
Application number: DE19782809739
Authority: DE
Inventors: Ingo Prof. Dr. 1000 Berlin Pommerening
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-04
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE2809739A1; DE2809739B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierbaren Zerstäubung von Kraftstoffen zur Bildung des Kraftstoffluftgemisches im Ansaugrohr von Brennkraftmaschinen, bei der ein rotierender, über eine Hohlwelle mit einem Elektromotor verbundener kegelstumpfförmiger Zerstäubungskörper vorgesehen ist.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Zerstäubung von Kraftstoff bekannt (vgl. FR-PS 12 47 924) bei der die Ansaugung des Kraftstoffs zum Zerstäuberkopf durch eine Hohlwelle erfolgt. Am Ende des Zerstäuberkopfes wird der Kraftstoff auf die Oberfläche dieses Zerstäuberkopfes umgelenkt. Hier verteilt er sich und wird vom Rand des Zerstäuberkopfes oder aus feinen Löchern in der Nähe des Randes, der dann als Lippe ausgebildet ist, der Ansaugluft entgegengeschleudert, die durch besondere Vorrichtungen an Turbulenzbildung gehindert wird. Diese Vorrichtung entspricht nicht der Forderung nach möglichst großer Turbulenz bei der Gemischbildung, die durch den heutigen Stand der Technik geboten ist. Eine weitere bekannte auf dem Rotationsprinzip beruhende Zerstäubereinrichtung (CH-PS 5 59 856), die den Ansaugluftstrom zum Antrieb eines Flügelrades ausnutzt, das durch seine Drehung Kraftstoff in das Ansaugrohr spritzt, kann nicht die kurzen Ansprechzeiten haben, die nötig sind, um eine elektronische Steuerung voll wirksam werden zu lassen. Eine andere bekannte Vorrichtung zur Vernebelung von Kraftstoff mittels eines Kreisels (DE-PS 7 23 745) zielt ausdrücklich auf die Vermeidung von Wirbelbildung. Damit entspricht sie nicht der Zielsetzung, die durch den

ίο heutigen Stand der Technik geboten ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der eine leistungsfähige, schnell ansprechende Gemischaufbereitung erzielt werden kann.

Zur möglichst vollständigen und schadstoffreien Verbrennung des Kraftstoffs in Brennkraftmaschinen sind möglichst gute Durchmischung von Luft und Kraftstoff und möglichst genaue Einhaltung des stöchiometrisch notwendigen Mischungsverhältnisses — oder eine kontrollierte Abweichung hiervon — bei allen Betriebsbedingungen erforderlich. Für die immer häufiger verwendeten elektronischen Regelsysteme (vergleiche Automotive Engineering, 85, Nr. 2, Febr. 1977, 45—51: »Lambda-Sond: Complete Emission Control«) ist die Koppelung an ein leistungsfähiges schnell reagierendes System der Gemischaufbereitung nötig.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Zerstäubungskörper ein kleinerer, etwa kegelstumpfförmiger Ansaugkörper angeordnet ist, der sich ebenso wie der Zerstäubungskörper in Strömungsrichtung der Luft erweiternd erstreckt, daß der Ansaugkörper von einem regelbaren zweiten Elektromotor mit kleinerer Drehzahl angetrieben wird, dessen Achse durch die Hohlwelle des Zerstäubungskörpers verläuft, und daß der Ansaugkörper den Kraftstoff mit einem Zapfen an seinem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende aus der Kraftstoffzuführung aufnimmt und von seiner konischen Oberfläche oder aus nahe dieser Oberfläche verlaufenden Bohrungen auf die Verteilerfläche des Zerstäubungskörpers schleudert.

Durch die Erfindung werden in vorteilhafter Weise erreicht die Dosierung und feine Verteilung des Kraftstoffs und die gründliche Durchmischung von Luft und Kraftstoff im Ansaugrohr. Diese Vorteile wirken sich besonders stark aus, wenn die Vorrichtung mit einem elektronischen Regelsystem gekoppelt ist das aus dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und ihrer Belastung die günstigste Drehzahl für den Ansaugkörper und den Zerstäubungskörper errechnet und ihre Drehzahl dementsprechend regelt Durch die Drehzahlregelung des Ansaugkörpers wird die zugeführte Kraftstoffmenge dosiert, während die Rotation des Zerstäubungskörpers im Zusammenwirken mit der Menge und Turbulenz der Luft die Qualität der Gemischaufbereitung bestimmt So ist es möglich, das günstigste stöchiometrische Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff (λ = 1) mit großer Genauigkeit und Zuverlässigkeit einzuhalten, es aber auch bei bestimmten Betriebszuständen, wenn es wünschenswert ist (Magerbetrieb bei Leerlauf z. B.) kontrolliert zu verändern. Eine zufriedenstellende Arbeitsweise läßt sich auch schon durch eine mechanische oder elektrische Steuerung erreichen, die ihr Signal entweder von einer Meßvorrichtung für die Menge der Ansaugluft erhält oder möglicherweise von dem die Brennkraftmaschine betreibenden Menschen selbst, wobei die Drosselklappe wegfallen könnte.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in folgender Weise aus den Unteransprüchen: Im Luftstrom können vor dem Zerstäubungskörper Leitbleche angeordnet sein, die der Luft einen Drall geben, der der Drehrichtung des Zerstäubungskörpers entgegengesetzt ist, und die die Kraftstoffzuführung abdekken können. Zur Verbesserung des Zerstäubungsvorgangs kann der Zerstäubungskörper von innen beheizbar sein. In etwa parallel zur Verteilerfläche kann ein Gitter oder perforiertes Blech angeordnet sein, das teilweise die versprühten Kraftstoffteilchen auf die Verteilerfläche zurückprallen läßt, teilweise sie mit der Ansaugluft intensiv vermischt, indem es über der Verteilerfläche starke kleine Turbulenzen hervorruft. Um die Ansaugkraft des Unterdrucks und damit ein möglicherweise verfälschendes Einwirken auf die Menge des angesaugten Kraftstoffs auszuschalten, kann es wünschenswert sein, im Ansaugrohr in Höhe des Ansaugkörpers und des Zerstäubungskörpers eine Erweiterung vorzusehen.

In der einzigen Figur der Anmeldung ist ein Ausführungsbeispiel vereinfacht im Schnitt dargestellt. Der Zerstäubungskörper 6 ist über eine Hohlwelle 4 mit einem ersten Elektromotor 2 verbunden, während der Ansaugkörper 1 über eine Achse 3 von einem zweiten Elektromotor 5 angetrieben wird. Die Achse 3 und die Hohlwelle 4 verlaufen koaxial etwa in der Mitte des Ansaugrohres, das in einiger Entfernung hinter dem Zerstäubungskörper 6 gekrümmt ist, so daß Achse 3 und Hohlwelle 4 durch seine Wand geführt sind und die beiden Elektromotoren 2 und 5 außerhalb des Ansaugrohres angeordnet sind. Der Kraftstoff wird von einem Zapfen 9 des Ansaugkörpers 1 aus der Kraftstoffzuführung angesaugt und über nahe an der konischen Oberfläche 12 des Ansaugkörpers 1 verlaufende Bohrungen 8 auf die Verteilerfläche 7 des Zerstäubungskörpers 6 geschleudert Etwa parallel zur Verteilerfläche 7 ist ein perforiertes Blech 11 angeordnet Der Zerstäubungskörper 6 gibt infolge seiner hohen Drehzahl den Kraftstoff von seiner Verteilerfläche 7 und von seinem äußeren Rand in fein verteilter Form an die in starke Turbulenzen versetzte Ansaugluft ab.

An Brennkraftmaschinen, die bereits im Einsatz sind, können die herkömmlichen Einspritzsysteme oder Vergaser durch diesen Rotationsvergaser ersetzt werden. Wenn die Vorrichtung mit einer elektronischen Steuerung verbunden wird, ist ein Betrieb mit Kraftstoffen sehr verschiedener Beschaffenheit möglich; mechanische Fehler lassen sich in gewissem Umfang durch die elektronische Steuerung ausgleichen.

Die Einstellungsarbeiten beschränken sich auf die mechanische, elektrische oder elektronische Steuerung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur dosierbaren Zerstäubung von Kraftstoffen zur Bildung des Kraftstoffluftgemisches im Ansaugrohr von Brennkraftmaschinen, bei der ein rotierender, über eine Hohlwelle mit einem Elektromotor verbundener kegelstumpfförmiger Zerstäubungskörper vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zerstäubungskörper (6) ein kleinerer, etwa kegelstumpfförmiger Ansaugkörper (1) angeordnet ist, der sich ebenso wie der Zerstäubungskörper (6) in Strömungsrichtung der Luft erweiternd erstreckt, daß der Ansaugkörper (1) von einem regelbaren zweiten Elektromotor (5) mit kleinerer Drehzahl angetrieben wird, dessen Achse (3) durch die Hohlwelle (4) des Zerstäubungskörpers (6) verläuft, und daß der Ansaugkörper (1) den Kraftstoff mit einem Zapfen (9) an seinem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende aus der Kraftstoffzuführung (10) aufnimmt und von seiner konischen Oberfläche (12) oder aus nahe dieser Oberfläche verlaufenden Bohrungen (8) auf die Verteilerfläche (7) des Zerstäubungskörpers (6) schleudert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom vor dem Zerstäubungskörper (6) einen Drall entgegengesetzt der Drehrichtung des Zerstäubungskörpers (6) erzeugende Leitbleche angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäubungskörper (6) von innen beheizbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in etwa parallel zur Verteilerfläche (7) ein Gitter oder perforiertes Blech (11) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter oder perforierte Blech (11) mit dem Zerstäubungskörpei (6) rotiert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftansaugrohr in Höhe des Ansaugkörpers (1) und Zerstäubungskörpers (6) erweitert ist.