DE2816341C2 - Fuel supply device for internal combustion engines - Google Patents
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Description
angetriebenen Luftpumpe betätigtes Umschaltventil vorgesehen istdriven air pump actuated switching valve is provided
Aus der DE-OS 26 37 407 ist eine Vorrichtung zur Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine bekannt, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches immer dann verringert, wenn eine Abgasreinigungseinrichtung eine solche Verringerung, d. h. Anreicherung des Luft-Kraftstoff-Gemisches erfordert, um eine optimale Reinigung der Abgase zu bewirken. Die Vorrichtung hat ein Steuerventil zum Öffnen emer Leerluftdüse eines Vergasers beim Normalbetrieb und zum Schließen der Leerluftdüse und damit zur Verringerung der zugeführten Luftmenge sowie zur Erhöhung der in eine Ansaugleitung des Vergasers gelangenden Kraftstoffmenge beim Anreicherungsbetrieb. Dieses Steuerventil wird dabei nach Maßgabe der Ausgangssignale eines Fühlers für die Drehzahl der Brennkraftmaschine, eines Fühlers für den Ansaugdruck in der Ansaugleitung stromab der Drosselklappe sowie eines Fühlers für die Temperatur der Abgase gesteuertFrom DE-OS 26 37 407 a device for enriching the air-fuel mixture is a Internal combustion engine known that the air-fuel ratio of the mixture is always reduced if an exhaust gas purification device has such a reduction, d. H. Enrichment of the air-fuel mixture requires in order to achieve an optimal cleaning of the exhaust gases cause. The device has a control valve for opening emer empty air nozzle of a carburetor when Normal operation and to close the empty air nozzle and thus to reduce the amount of air supplied and to increase the amount of fuel entering an intake line of the carburetor during enrichment operation. This control valve is in accordance with the output signals of a sensor for the Speed of the internal combustion engine, a sensor for the intake pressure in the intake line downstream of the Throttle valve and a sensor for the temperature of the exhaust gases are controlled
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß auch beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine bzw. einer niedrigen Belastung der Brennk aftmaschine eine gleichmäßige und vollständige Verbrennung des den Brennkammern zugeführten Gemisches sichergestellt istThe object of the invention is to provide a fuel supply device of the type mentioned in the preamble of claim 1 so that even when Idle operation of the internal combustion engine or a low load on the internal combustion engine Uniform and complete combustion of the mixture supplied to the combustion chambers is ensured is
Bei einer Brennstoffversorgungseinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöstIn the case of a fuel supply device of the type mentioned, this task is due to the in the characterizing Part of claim 1 specified features solved
Bei der erfindungsgemäßen Brennstoffversorgungseinrichtung wird durch das Schließen des zwischen der Drosselklappe und der Einlaßöffnung in der Einlaßleitung vorgesehenen Steuerventils bei einer geringen Belastung der Brennkraftmaschine den Brennkammern das gesamte Gemisch über die Hilfsleitung zugeführt, da die Einlaßleitung nahezu vollständig geschlossen ist. Da die Hilfsleitung einen sehr viel kleineren Öffnungsquerschnitt als die Einlaßleitung hat, strömt das auch beim Betrieb mit geringer Belastung zugefülirte Gemisch mit einer sehr viel höheren Geschwindigkeit durch die Hilfsleitung, als es dieses bei geöffneter Einlaßleitung in dieser tun würde. Da die Mündung der Hilfsleitung an der Einlaßöffnung in den Raum zwischen der Einlaßöffnung und dem geöffneten Einlaßventil gerichtet ist, wird das mit hoher Geschwindigkeit aus der Mündung der Hilfsleitung austretende Gemisch annähernd ungestört und unmittelbar in die Brennkammer eingesprüht, wo es zu starken Turbulenzen in der Brennkammer führt. Diese Turbulenzen bewirken aber eine bessere Ausbreitung der Flammenfront nach der Zündung des Gemisches und damit eine sehr viel stabilere Verbrennung des Gemisches in den Brennkammern. Daher können auch beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine Fehlzündungen sicher verhindert werden, wodurch wiederum die Abgabe unverbrannter Stoffe in den Abgasen stark vermindert und die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs stark erhöht werden.In the fuel supply device according to the invention, by closing the between the Throttle valve and the inlet port in the inlet line provided control valve at a low Load on the internal combustion engine, the entire mixture is fed to the combustion chambers via the auxiliary line, since the inlet line is almost completely closed. Because the auxiliary line has a much smaller opening cross-section than the inlet line, the mixture that is fed in even during operation with a low load also flows at a much higher speed through the auxiliary line than it would with the inlet line open in this would do. Since the mouth of the auxiliary line at the inlet opening into the space between the inlet opening and the open inlet valve is directed, this is at high speed from the orifice of the Auxiliary line escaping mixture is sprayed almost undisturbed and directly into the combustion chamber, where it is leads to strong turbulence in the combustion chamber. However, this turbulence causes a better spread the flame front after ignition of the mixture and thus a much more stable combustion of the mixture in the combustion chambers. Therefore, even when the internal combustion engine is idling Misfires can be safely prevented, which in turn leads to the release of unburned substances in the exhaust gases are greatly reduced and the economy of fuel consumption is greatly increased.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Refinements of the invention are given in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigtEmbodiments of the invention are explained with reference to the drawing. In detail shows
F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer Brennstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,F i g. 1 is a cross-sectional view of a fuel supply device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the invention,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Brennstoffversorgungseinrichtung in F i g. 1,F i g. 2 shows a plan view of the fuel supply device in FIG. 1,
Fig.3 einen Teilausschnitt des Zylinderkopfes, der für eine Brennkraftmaschine nach den F i g. 1 und 2 bestimmt ist und3 shows a partial section of the cylinder head, the for an internal combustion engine according to FIGS. 1 and 2 is determined and
F i g. 4 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Brennstoffversorgungseinrichtung nach der
Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist insbesondere in den F i g. 1 bis 3 eine Brennkraftmaschine gezeigt,
die einen Zylinderblock 2 mit vier Zylinderbohrungen la aufweist Ein Kolben 3 ist in jeder Zylinderbohrung la
hin- und hergehend beweglich angeordnet Auf dem Zylinderblock 2 ist ein Zylinderkopf 4 angebracht in
dem Brennkammern 9 ausgebildet sind, die entsprechend den Zylinderbohrungen 2a zugeordnet sind. Der
Zylinderkopf 4 ist für jede Brennkammer mit einer Einlaßöffnung 7 und einer Auslaßöffnung 8 versehen,
die entsprechend mit einem Einlaßkanal 5 und einem Auslaßkanal 6 verbunden sind. Auf dem Zylinderkopf 4
sind ebenfalls ein Einlaßventil 10 und ein Auslaßventil f f vorgesehen, die entsprechend mit den Einlaß- und
Auslaßöffnungen 7 und 8 zusammenarbeiten. Ferner ist für jede Brennkammer 9 eine Zündkerze 12 vorgesehen.F i g. 4 shows a cross section of a further embodiment of a fuel supply device according to the invention.
With reference to the drawing, in particular in FIGS. 1 to 3 show an internal combustion engine which has a cylinder block 2 with four cylinder bores la A piston 3 is arranged to be movable back and forth in each cylinder bore la 2a are assigned. The cylinder head 4 is provided with an inlet port 7 and an outlet port 8 for each combustion chamber, which are connected to an inlet port 5 and an exhaust port 6, respectively. On the cylinder head 4 an inlet valve 10 and an outlet valve ff are also provided, which cooperate accordingly with the inlet and outlet openings 7 and 8. Furthermore, a spark plug 12 is provided for each combustion chamber 9.
Jeder Auslaßkanal 6 ist mit einer Auslaßleitung 13 verbunden und die Einlaßkanäle 5 sind mit einer Einlaßhauptleitung 14 verbunden, die abzweigende Einlaßleitungen 15 aufweist die entsprechend eine Verbindung mit den Einlaßkanälen 5 herstellen.Each outlet channel 6 is connected to an outlet line 13 and the inlet channels 5 are connected to one Inlet main line 14 connected, the branching inlet lines 15 has the corresponding one Establish a connection with the inlet ducts 5.
An der Einlaßhauptleitung 14 ist ein Vergaser 1 angeschlossen, der von einem Körper la mit einem Primär- und Sekundärkanal gebildet wird, die eine Verbindung mit den Einlaßleitungen 15 herstellen (der Vergaser 1 ist somit als ein sogenannter Registervergaser ausgebildet). In dem Primärkanal sind eine sogenannte Vordrosselklappe 16 und die Drosselklappe Ic vorgesehen. Eine weitere Drosselklappe Xd für die zweite Stufe ist in dem Sekundärkanal vorgesehen. An der Bodenseite der Einlaßhauptleitung 14 ist ein Mantel 14a für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine vorgesehen, der die Funktion der Vorwärmung des angesaugten Gemisches in der Einlaßleitung hat.A carburetor 1 is connected to the main inlet line 14 and is formed by a body 1 a with a primary and secondary channel which connect to the inlet lines 15 (the carburetor 1 is thus designed as a so-called register carburetor). A so-called pre-throttle valve 16 and the throttle valve Ic are provided in the primary channel. Another throttle valve Xd for the second stage is provided in the secondary duct. At the bottom of the main inlet line 14, a jacket 14a for the coolant of the internal combustion engine is provided, which has the function of preheating the mixture drawn in in the inlet line.
In jedem Einlaßkanal 15 ist ein Steuerventil 16 vorgesehen, das derart ausgelegt ist, daß es mit Hilfe einer in Abhängigkeit von dem Ansaugdruck arbeitenden Einrichtung 17 nach Maßgabe des Druckes in der Einlaßleitung 15 gesteuert werden kann. Die Einrichtung 17 umfaßt eine Membrane 176, die eine Ansaugdruckkammer 17a begrenzt. Die Membrane Mb In each inlet channel 15 there is provided a control valve 16 which is designed in such a way that it can be controlled in accordance with the pressure in the inlet line 15 with the aid of a device 17 which operates as a function of the suction pressure. The device 17 comprises a membrane 176 which delimits a suction pressure chamber 17a. The membrane Mb
so ist über ein Schubelement Md verbunden, das seinerseits über ein stabförmiges Element 20 mit einem Hebel 19 verbunden ist der an dem Steuerventil 16 befestigt ist. In der Kammer 17a ist eine Feder 17c angeordnet, die die Membrane Mb in F i g. 1 nach unten derart vorbelastet, daß das Steuerventil 16 offen ist. Die Kammer 17a ist über eine Leitung 18 mit der Einlaßleitung 15 in der Einlaßhauptleitung 14 derart verbunden, daß der Ansaugdruck in der Einlaßleitung 15 in die Kammer 17a übertragen wird, und die Membrane entgegen der Wirkung der Feder 17c nach oben bewegt werden kann.so is connected via a thrust element Md , which in turn is connected via a rod-shaped element 20 to a lever 19 which is attached to the control valve 16. In the chamber 17a a spring 17c is arranged, which the diaphragm Mb in FIG. 1 biased downward so that the control valve 16 is open. The chamber 17a is connected via a line 18 to the inlet line 15 in the main inlet line 14 in such a way that the suction pressure in the inlet line 15 is transmitted into the chamber 17a and the diaphragm can be moved upwards against the action of the spring 17c.
Jeder Einlaßkanal 5 ist an einem Abschnitt in der Nä^e der Einlaßöffnung 7 mit einer Düsenöffnung 21 versehen, die auf die Einlaßöffnung 7 gerichtet ist. Die Düsenöffnungen 21 sind entsprechend mit Hilfsleitungen 22 verbunden, die ihrerseits mit einer Hauptleitung 23 verbunden sind. Eine Hilfsleitung 24 ist an einem Ende mit der Hauptleitung 23 und am anderen Ende mitEach inlet channel 5 is at a portion in the vicinity of the inlet opening 7 with a nozzle opening 21 which is directed towards the inlet opening 7. The nozzle openings 21 are correspondingly provided with auxiliary lines 22 connected, which in turn are connected to a main line 23. An auxiliary line 24 is on one End with the main line 23 and at the other end with
' der Einlaßhauptleitung 14 an der stromabwärtigen Seite des Steuerventiles verbunden. Vorzugsweise mündet die Hilfsleitung 24 in die Einlaßhauptleitung an einer anderen Stelle in der Wandung als der Bodenwandung, um zu vermeiden, daß flüssiger Brennstoff längs der Wandung in die Leitung 24 eintreten kann.'of the main inlet pipe 14 on the downstream side of the control valve connected. Preferably, the auxiliary line 24 opens into the main inlet line at one other place in the wall than the bottom wall, in order to avoid that liquid fuel along the Wall can enter the line 24.
Beim Arbeiten der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung, wobei bei diesen Betriebsbedingungen die Drosselklappe Ic weit offen ist, ist der Druck in der Einlaßleitung 15 vergleichsweise hoch, so daß die Membrane 17b in der Einrichtung 17 in ihrer unteren Stellung gehalten ist, und das Steuerventil 16 offen ist Demzufolge gelangt der Hauptteil des einzuleitenden Gemisches über die Einlaßleitung 15 und jeden der EinlaBkanäle 5 in die Brennkammer 9.When the internal combustion engine is working at high speed and high load, with the throttle valve Ic being wide open under these operating conditions, the pressure in the inlet line 15 is comparatively high, so that the diaphragm 17b in the device 17 is held in its lower position, and that The control valve 16 is open. As a result, the main part of the mixture to be introduced reaches the combustion chamber 9 via the inlet line 15 and each of the inlet ducts 5.
Beim Anlassen der Brennkraftmaschine oder beim Arbeiten derselben bei geringer Belastung, wobei bei dieser Betriebsweise der Brennkraftmaschine die Drosselklappe Ic vergleichsweise nur geringfügig offen ist, herrscht ein verminderter Ansaugdruck in der Einlaßhauptleitung 14 und der Ansaugdruck wird in die Kammer 17a übertragen, um die Membrane 17b zu heben. Somit wird das Steuerventil 16 in seine geschlossene oder nur geringfügig offene Stellung bewegt In dieser Stellung des Steuerventiles 16 geht das einzuleitende Gemisch über die Hilfsleitung 24 und die Hauptleitung 23 in die Hilfskanäle 22. Das Ansauggemisch in den Hilfskanälen 22 wird dann über die Düsenöffnungen 21 und die Einlaßöffnungen 7 in den Brennkammern 9 eingespritztWhen the internal combustion engine is started or when it is working under low load, the throttle valve Ic being comparatively only slightly open in this operating mode of the internal combustion engine, there is a reduced suction pressure in the main inlet line 14 and the suction pressure is transmitted into the chamber 17a to close the diaphragm 17b to lift. The control valve 16 is thus moved into its closed or only slightly open position the inlet openings 7 are injected into the combustion chambers 9
Da die Hilfskanäle 22 und die Düsenöffnungen 21 in ihren lichten Querschnittsflächen im Vergleich zu den Einlaßkanälen 5 klein sind, tritt das Ansauggemisch über die Düsenöffnungen 21 mit einer hohen Geschwindigkeit aus. Da ferner die Düsenöffnung 21 auf die Brennkammern 9 gerichtet ist, wird der Ansauggemischstrom in die Brennkammern 9 ohne eine Geschwindigkeitsverminderung eingeleitet Somit erhält man eine intensive Durchwirbelung des Gemisches in jeder Brennkammer 9. Vorzugsweise ist die Düsenöffnung 21 zu dem Raum gerichtet, der sich zwischen der Einlaßöffnung 7 und dem Einlaßventil 10 bildet wenn das Einlaßventil 10 offen ist so daß der Ansauggemischstrom in die Brennkammer 9 gelangen kann, ohne daß eine störende Beeinflussung durch das Einlaßventil 10 auftrittSince the auxiliary channels 22 and the nozzle openings 21 in their clear cross-sectional areas compared to the Inlet channels 5 are small, the intake mixture exits through the nozzle openings 21 at a high speed. Furthermore, since the nozzle opening 21 to the Combustion chambers 9 is directed, the intake mixture flow into the combustion chambers 9 without a Speed reduction initiated This results in an intensive swirling of the mixture in each combustion chamber 9. Preferably, the nozzle opening 21 is directed towards the space that is between the inlet port 7 and the inlet valve 10 forms when the inlet valve 10 is open so that the Intake mixture flow can get into the combustion chamber 9 without being adversely affected by the Inlet valve 10 occurs
Es hat sich herausgestellt, daß die so erzeugte Durchwirbelung in der Brennkammer äußerst wirksam ist, um eine stabile Verbrennung des Gemisches selbst im Leerlauf oder bei geringer Belastung zu ermöglichen. Infolge der Durchwirbelung des Gemisches werden die Brennstoffpartikel in dem Gemisch intensiv mit der Luft vermischt und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungsflamme wird hierdurch erhöht.It has been found that the turbulence generated in this way is extremely effective in the combustion chamber is to enable stable combustion of the mixture even when idling or at low loads. As a result of the turbulence in the mixture, the fuel particles in the mixture become intense with the air mixed and the propagation speed of the combustion flame is increased as a result.
In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die dort dargestellte Brennkraftmaschine ist im wesentlichen identisch jener in den Fig. 1 bis 3 dargestellten. Gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform versehen. Bei dieser Ausführungsform ist ein für alle Zylinder gemeinsames Steuerventil 16 vorgesehen, das in der Hauptleitung 15' in dem Vergaser 1 angeordnet ist Die Hilfsleitung 24 mündet am stromaufwärtigen Ende des Primärkanals oder der ersten Stufe des Vergasers zwischen der Drosselklappe lcunddem Steuerventil 16.In Figure 4 is another embodiment of the Invention shown. The internal combustion engine shown there is essentially identical to that in FIG. 1 to 3 shown. The same or similar parts are provided with the same reference numerals as in the first embodiment. In this embodiment, a for all cylinders common control valve 16 is provided, which is in the main line 15 'in the carburetor 1 The auxiliary line 24 opens at the upstream end of the primary channel or the first stage of the carburetor between the throttle valve lc and the control valve 16.
Ein Schwenkhebel 31 ist mit der Drosselklappe Ic mechanisch verbunden und der Hebel 31 ist über einen manuell betätigbaren Zug 32 verstellbar. Der Schwenkhebel 31 besitzt einen Schlitz 33, der einen Stift 34a eines Endes eines Verbindungselementes 34 aufnimmt, dessen anderes Ende mit dem Steuerventil 16 verbunden ist. Somit ist die Drosselklappe Ic über den Zug 32 manuell betätigbar und bei der ersten Bewegungsstufe der Drosselklappe Ic wird das Steuerventil 16 nicht betätigt bzw. nicht bewegt Wenn jedoch der Hebel 31 durch den Zug 32 derart bewegt wird, daß die Drosselklappe Ic über einen vorbestimmten Öffnungsgrad hinaus geöffnet wird, wird die Bewegung des Hebels 31 über den Stift 34a und das Verbindungselement 34 auf das Steuerventil 16 übertragen, so daß dasselbe sich zu öffnen beginntA pivot lever 31 is mechanically connected to the throttle valve Ic and the lever 31 is via a manually operated train 32 adjustable. The pivot lever 31 has a slot 33, a pin 34 a Receives one end of a connecting element 34, the other end of which is connected to the control valve 16. Thus, the throttle valve Ic can be operated manually via the train 32 and, in the first movement stage, the Throttle valve Ic, the control valve 16 is not actuated or not moved, however, if the lever 31 is moved by the train 32 in such a way that the throttle valve Ic is opened beyond a predetermined degree of opening, the movement of the lever 31 via the Pin 34a and the connecting element 34 transferred to the control valve 16, so that the same to opening begins
Bei den vorstehenden Ausführungsformen sind die Hilfskanäle 22 und die Hilfsleitung 24 als Rohrelemente ausgebildet, die außerhalb der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Kanäle oder Leitungen in der Einlaßhauptleitung 14 und dem Zylinderkopf ausgebildet sein können, oder alternativ können die Rohrelemente für die Kanäle und Leitungen in unmittelbarer Nähe längs der Innenwandungen der Haupteinlaßkanäle angeordnet sein.In the above embodiments, the auxiliary channels 22 and the auxiliary line 24 are tubular members formed, which are arranged outside of the internal combustion engine. It should be noted, however, that the channels or lines may be formed in the main intake line 14 and the cylinder head, or alternatively, the pipe elements for the channels and lines can be arranged in the immediate vicinity along the inner walls of the main inlet channels.
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