DE2838893C2 - Brennkraftmaschine mit einem Zusatzluft- Einspeisungssystem - Google Patents

Brennkraftmaschine mit einem Zusatzluft- Einspeisungssystem

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DE2838893C2 DE2838893A DE2838893A DE2838893C2 DE 2838893 C2 DE2838893 C2 DE 2838893C2 DE 2838893 A DE2838893 A DE 2838893A DE 2838893 A DE2838893 A DE 2838893A DE 2838893 C2 DE2838893 C2 DE 2838893C2
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Katsuhiko Toyota Motosugi
Setsuro Sekiya
Masaharu Sumiyoshi
Yuzo Takeuchi
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Brennkraftmaschine ist bekannt (DE-OS 21 01 667). Bei der bekannten Brennkraftmaschine wird Zusatzluft in das Auslaßsystem eingeleitet, um den Schadstoffgehalt im Abgas der Brennkraftmaschine niedrig zu halten. Bei der bekannten Brennkraftmaschine erfolgt jedoch die Einleitung der Zusatzluft in das Auslaßsystem nicht unter allen Betriebsbedingungen, sondern nur dann, wenn die Brennkraftmaschine nicht bei hoher Drehzahl und nicht im Schiebebetrieb arbeitet. Da jedoch die Luftpumpe zur Erzeugung von Druckluft im Betrieb ständig Druckluft liefert, wird beispielsweise bei hohen Drehzahlen von der Luftpumpe überschüssige Druckluft geliefert, was Energie- bzw. Leistungsverluste zur Folge hat.
Der Erfindung ltr.gt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Brennkraftmaschine derart auszubilden, daß die überschüssige Druckluft genutzt wird, und zwar möglichst im Sinne einer besseren Ausnutzung der Brennstoffenergie.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
Zweistoff-Einspritzdüsen sind an sich aus der DE-OS 19 33 514, der US-PS 1157 146 und der DE-OS 14 76 163 bekannt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung wird ein Teil der von der Luftpumpe geförderten Druckluft über die Zweistoff-Einspritzdüse in die Brennkraftmaschine eingeblasen, wodurch in vorteilhafter Weise sowohl die Zerstäubung des durch die Einspritzdüse eingespritzten Brennstoffes als auch die Gemischaufladung der Brennkraftmaschine erleichtert und verbessert sind. Die verbesserte Zerstäubung des Brennstoffes hat nicht nur zur Folge, daß das Luft/Brenrstoff-Verhältnis des Gemisches bei niedrigen Lufttemperaturen niedriger gehalten werden kann, sondern auch, daß unter normalen Betriebsbedingungen eine stabile Verbrennung selbst bei sehr magerem Luft/Brennstoff-Gemisch und hoher Abgasrückführungsmenge erzielbar ist. Dies wiederum trägt zur Verbesserung der Brennstoffausnutzung und der Verringerung des Schadstoffgehaltes im Abgas bei.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. I eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine; und
Fig. 2 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsforni einer Brennkraftmaschine 10 mit einem Brcnnsioff-F.insprilzsystem 22 und einem Zusatzlufl-FJnspcisungssystem 24 dargestellt.
Das Brennstoff-Einspritzsystem 22 umfaßt einen Injektor 26, über den der Brennstoff kontinuierlich in
das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine stromabwärts bzw. unterhalb eines in einem Ansaugkanal 12 der Brennkraftmaschine angeordneten Drosselventils 14 eingespritzt wird, und einen Brennstoff-Regler 28, dessen Funktion darin besteht, den Brennstoff in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu dosieren bzw. zuzumessen und den zugemessenen Brennstoff dem Injektor 26 zuzuführen. Der Brennstoff wird von einer unter Druck stehenden Brennstoff-Versorgungsquelle (nicht dargestellt) mit einem über dem atmosphärischen Luftdruck liegenden vorgegebenen Druckwert zugeführt. Der Brennstoff-Regler 28 weist einen üblichen Aufbau auf und spricht auf Änderungen des Betriebszustandes de·,· Brennkraftmaschine an, die durch Änderungen der Durchflußrate der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine repräsentiert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein Injektor 26 jeweils für einen Einlaßkanal 18 eines jeden Zylinders 16 der Brennkraftmaschine vorgesehen. Diese Maßnahme ist jedoch nicht erfindungswesentlich. Alternativ können auch ein einzelner oder zwei Injektoren mit einer größeren Leistung als der dargestellte Injektor 26 in dem Ansaugkanal 12 entweder zwischen dem Einlaßkanal 18 und dem Drosselventil 14 oder stromaufwärts bzw. oberhalb des Drosselventils 14 angeordnet sein. Der Injektor 26 ist als Zweistoff-Einspritzdüse ausgebildet, deren Funktion darin besteht, den von dem Brennstoff-Regler 28 zugeführten Brennstoff und unter Druck stehende Luft derart einzuspritzen, daß der eingespritzte Brennstoff und die Luft mit einer großen Relativgeschwindigkeit aufeinandertreffen und dadurch effektiv und zuverlässig miteinander vermischt werden, so daß der Brennstoff gut zerstäubt und verdampft wird. Die zusammen mit dem über den Brennstoff-Regler 28 zugeführten Brennstoff einzuspritzende Druckluft wird in einer nachstehend noch näher beschriebenen Weise zugeführt. Das Zusatzluft-Einspeisungssystem 24 dient zur Einleitung von Druckluft in das Auslaßsystem der Brennkraftmaschine 10, um eine Reinigung der Abgase der Brennkraftmaschine in bekannter Weise zu erzielen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Zusatzluft-Einspeisungssystem 24 eine in bekannter Weise von der Brennkraftmaschine 10 angetriebene Luftpumpe 32, die Luft über eine Leitung 30 von einem Luftfilter 19 der Brennkraftmaschine ansaugt, einen im Bereich des Auslaßsystems der Brennkraftmaschine angeordneten Lufteinblasstutzen 34, eine Zusatzluft-Zufünrungsleitung 36 zur Einleitung der Druckluft von der Luftpumpe 32 in den Lufteinblasstutzen 34 sowie eine Vielzahl von Lufteinblasdüsen (von denen eine mit der Bezugszahl 38 bezeichnet ist) zur Einleitung der Druckluft von dem Lufteinblasstutzen 34 in Auslaßkanäle 28 der Brennkraftmaschine 10.
Eine Zweigleitung 40 ist mit einem Ende mit der Zusatzluft-Zuführungsleitung 36 zwischen der Luftpumpe 32 und dem Lufteinblasstutzen 34 verbunden, während ihr anderes Ende mit der Zweistoff-Einspritzdüse 26 verbunden ist. Am Verbindungspunkl der Leitung 36 mit der Leitung 40 ist ein Luftverteiler 42 angeordnet, dessen Funktion darin besteht, die Luftzuführung zu dem Lufteinblasstutzen 34 und der Zweistoff-Einspritzdüse 26 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand uer Brennkraftmaschine zu steuern. Zwischen dein Luftverteiler 42 und der Luftpumpe 32 ist in der Zusatzluft-Zuführungsleitung 36 ein Zweiwege-Umschaltventil 46 vorgesehen, dessen Funktion darin besteht, die Zuführung von Druckluft zu dem Luftvertei-
ler 42 zu unterbrechen und die Luft über eine Luftrückführleitung 44 wieder zu dem Luftfilter 19 zurückzuführen, wenn ein abrupter Verzögerungsbetriebszustand der Brennkraftmaschine 10 vorliegt
Der Luftverteiler 42 und das Zweiwege-Umschaltventil 46 werden nachstehend näher beschrieben. Die Zusatzluft-Zuführungsleitung 36 umfaßt einen Leitungsabschnitt 36a zwischen der Luftpumpe 32 und dem Zweiwege-Umsehaltventil 46, einen Leitungsabschnitt 366 zwischen dem Zweiwege-Umschaltventil 46 und dem Luftverteiler 42 und einen Leitungsabschnitt 36c zwischen dem Luftverteiler 42 und dem Lufteinblasstutzen 34. Das Zweiwege-Umschaltventil 46 weist ein im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 50 auf, dessen Innenraum von einer Membran 52 und einer ersten Trennwand 54 sowie einer zweiten Trennwand 56, die sämtlich quer zur Achse des Ventilgehäuses 50 verlaufen, in vier Kammern 50a, 506. 50c und 50d unterteilt ist. Die Membran 52 ist m , dem oberen Ende des Ventilschaftes 5Ss eines Vcntütctis, das umgekehrte T-Form aufweist, verbunden. Der Ventilschaft verläuft gleitend und luftdicht abgeschlossen durch eine Öffnung in der ersten Trennwand 54 und erstreckt sich außerdem mit einem gewissen Spielraum durch eine mittlere Öffnung in der zweiten Trennwand 56 hindurch. Die Unterseite der zweiten Trennwand 56 bildet um die mittige öffnung herum einen Ventilsitz, mit dem ein Ventilteller 586 des Ventüteils in Eingriff bringbar und aus diesem Eingriff lösbar ist, wenn der Ventilschaft 58a von der Membran 52 aufwärts und abwärts bewegt wird. Die zweite Kammer 506 des Zweiwege-Umschaltventils 46 wird über eine Unterdruckleitung 60 mit dem in dem Ansaugkanal 12 unterhalb des Drosselventils 14 gebildeten Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine 10 beaufschlagt, um der Membran 52 eine gegen eine in der zweiten Kammer 506 angeordnete Rückholfeder 506'gerichtete Vorspannung zu erteilen. Der Lntungsabschnitt 36a für die Druckluft ist an seinem stromabwärts gelegenen Ende mit einer in der per.pheren Wand der vierten Kammer 5Od ausgebildeten Öffnung verbunden, während der zweite Druckluft-Leitungsabschnitt 366 an seinem stromaufwärts gelegenen Ende mit einer in der Außenendwand der vierten Kammer 50d ausgebildeten Öffnung verbunden ist. An der Innenfläche der Außenendwand der vierten Kammer 5Od ist um die mit dem Leitungsabschnitt 366 verbundene Öffnung herum ein ringförmiger Ventilsitz 366' derart ausgebildet, daß der Ventilteller 586 des Ventüteils mit dem Ventilsitz 366'ein Eingriff bringbar und aus diesem Eingriff lösbar ist. wenn der Ventilschaft 58a von der Membran 52 bewegt wird. Die LuftrückfiihrHtung 44 ist mit der dritten Kammer 50c in dem Ventilgehäuse 50 verbunden. Die erste Kammer 50a wird über ein in tem Ventilgehäuse 50 ausgebildetes Entlüftungsloch 50a'zur Atmosphäre hin entlüftet. Dit Membran 52 weist eine kleine Öffnung 52' auf, durch die Atmosphärenluft von der ersten Kammer 50a mi; geringer Durchflußrate in die zweite Kammer 506 strömen kaiin.
Die Federkraft der Feder 506' ist derart gewählt, daß der in dem Ansaugkanal 12 unterhalb des Drosselventil?· 14 bei einer abrupten Verzögerung der Brennkraftmaschine 10 gebildete Unterdruck die Membran 52 durch Verformung in ihre unterste Stellung bewegt. Bei einer derartigen Verformung der Membran wird der Ventilteller 586 aus der dargestellten Stellung (der Stellung, die von dem Ventilteller im Normalbetriebszustand der Brennkraftmaschine eingenommen wird) abwärts in
eine Position verstellt, in der er sich in dicht schließendem Eingriff mit dem unteren Ventilsitz 366' befindet und damit den Druckluft-Leitungsabschnitt 36a von dem Druckluft-Leitungsabschnitt 366 absperrt und gleichzeitig den Druckluft-Leitungsabschnitt 36a mit der Luftrückführleitung 44 verbindet, so daß die Druckluft von der Luftpumpe 32 zum Luftfilter 19 zurückfließt. Bei sämtlichen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10 mit Ausnahme des abrupten Verzögerungszustandes befindet sich der Ventilteller 586 in seiner dargestellten Normalstellung und unterbricht damit die Verbindung zwischen der dritten Kammer 50c und der vierten Kammer 50c/ in dem Ventilgehäuse 50. so daß die Druckluft von der Luftpumpe 3? aus der Kammer 50c/ über den Leitungsabschnitt 366 zu dem Luftverteiler 42 fließt.
r^j=»r I iiftwartoiler ATi \\t\rt\ \ir\r\ Pinpm I lift VArtiM Ii inoc·
ventil gebildet, dessen Funktion darin besteht, in Abhängigkeit von Änderungen des Ansaugunterdrukkes der Brennkraftmaschine die Verteilung der Druckluft zu dem Lufteinblasstutzen 34 und der Zweistoff-Einspritzdüse 26 zu steuern. Das Luftverteilungsventil 42 weist ein im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 62 und eine Membran 66 auf, die sich durch das Innere des Ventilgehäuses 62 erstreckt und in Zusammenwirken mit diesem eine erste Kammer oder Unterdruckkammer 64 bildet, die mit dem unterhalb des Drosselventils 14 herrschenden Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine über eine von der Unterdruckleitung 60 abgezweigte Unterdruck-Zweigleitung 60' beaufschlagt wird. Innerhalb des Ventilgehäuses 62 sind eine erste Trennwand 68 und eine zweite Trennwand 70 vorgesehen, die parallel zu der Membran 66 verlaufen und mit dem Ventilgehäuse und der Membran zur Bildung einer zweiten, dritten und vierten Kammer 72, 74 bzw. 76 zusammenwirken. Die Druckluft-Leitungsabschnitte 366 und 36c sind mit jeweils in der peripheren Wand bzw. der Außenendwand der Kammer 76 (d. h., der der Trennwand 70 gegenüberliegenden Endwand des Ventilgehäuses) ausgebildeten öffnungen verbunden, während die Luft-Zweigleitung 40 mit einer in der peripheren Wand der dritten Kammer 74 ausgebildeten Öffnung verbunden ist. An der Innenfläche der Außenendwand der vierten Kammer 76 ist um die mit dem Druckluft-Leitungsabschnitt 36c verbundene öffnung herum ein ringförmiger Ventilsitz 36c'vorgesehen. In der Trennwand 70 ist koaxial mit dem Ventilsitz 36c' eine mittige Öffnung 70' zur Verbindung der dritten Kammer 74 mit d.x vierten Kammer 76 ausgebildet. Die Trennwand 68 hält und führt in axialer Richtung gleitend einen Ventilschaft 78a eines Ventilteüs 78. Der Ventilschaft 78a ist mit seinem unteren Ende an der Membran 66 befestigt und weist an seinem oberen Ende einer, in der Kammer 76 angeordneten Ventilkopf 786 auf. Dieser Ventilkopf 786 ist mit einer sich in Richtung des ringförmigen Ventilsitzes 36c' verengenden kegelstumpfförmigen oberen Fläche, einer in Richtung der mittigen öffnung 70' in der Trennwand 70 sich verengenden kegelstumpfförmigen unteren Fläche und einem zwischen der oberen und der unteren kegelstumpfförmigen Fläche angeordneten und sich von dieser· radial nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch versehen. Die obere und die untere kegelstumpfförmige Räche des Ventiikopfes 786 wirken mit dem ringförmigen Ventilsitz 36c' bzw. der mittigen Öffnung 70' in der Trennwand 70 zusammen, um die Verteilung der Druckluft zu dem Druckluft-Leitungsabschnitt 36c bzw. zu der Luft-Zweigleitung 40 in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Verformung der Membran 66 zu steuern. Wenn der Ventilkopf 786 seine oberste bzw. unterste Stellung einnimmt, befindet sich der ringförmige Flansch des Ventilkopfes 786 in dicht schließendem Eingriff mit dem ringförmigen Ventilsitz 36c' bzw. der um die mittige Öffnung 70' herum gelegenen oberen Fläche der Trennwand 70, wodurch der Fluß der Druckluft von der vierten Kammer 76 in den Druckluft-Leitungsabschnitt 36cbzw. in die Luft-Zweigleitung 40 gesperrt wird. In der Unterdruckkammer 64 ist eine Feder 64' vorgesehen, die die Membran aufwärts drückt. Die Federkraft dieser Feder 64' ist derart gewählt, daß der Ventilkopf 786 im normalen Teillast-Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10
π seine neutrale Stellung einnimmt, so daß die Druckluft von dem Leitungsabschnitt 366 über den ringförmigen Ventilsitz 36c' und die öffnung 70' in den Leitungsabschnitt 36c und die Luft-Zweigleitung 40 und damit zu dem Auslaßkanal 20 der Brennkraftmaschine 10 und der Zweistoff-Einspritzdüse 26 fließen kann. Wenn die Belastung der Brennkraftmaschine ansteigt, was zu einem Abfall des Ansaugunterdruckes in der Brennkraftmaschine führt, erfährt die Membran 66 durch die Feder 64' eine aufwärts gerichtete Verformung.
wodurch der Ventilkopf 786 von der öffnung 70' weg in eine Stfünng bewegt wird, in der er sich im Vergleich zu der dargestellten Position näher bei dem ringförmigen Ventilsitz 36c' befindet. Durch diese Verstellung des Ventilkopfes wird die Zufuhr von Druckluft zu dem Lufteinblasstutzen 34 verringert, während die Zufuhr von Druckluft über die Luft-Zweigleitung zu der Zweistoff-Einspritzdüse 26 erhöht wird, wodurch eine größere Druckluftmenge über die Einspritzdüse 26 zusammen mit dem Brennstoff in die Einlaßkanäle 18 der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt wird. Somit wird die Zufuhr von Druckluft über die Zweistoff-Einspritzdüse 26 in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 10 bei erhöhter Belastung der Brennkraftmaschine vergrößert, wodurch die Zerstäubung des eingespritzten flüssigen Brennstoffes sowie die Aufladung der Brennkraftmaschine erleichtert und damit der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine verbessert werden, was zu einer Steigerung der Nutzleistung der Brennkraftmaschine führt. Wenn dagegen die Belastung der Brennkraftmaschine abnimmt, was eine Vergrößerung des Ansaugunterdruckes in der Brennkraftmaschine zur Folge hat, wird die Zumessung an Druckluft für den Lufteinblasstutzen 34 aus dem entgegengesetzten Grunde gesteigert, so daf- die
so Zusatzluftzufuhr in das Auslaßsystem der Brennkraftmaschine vergrößert und damit die Reinigung der Abgase der Brennkraftmaschine verbessert wird.
Ein Druck von 0.4 bis 0.6 kg/cm2 der über die Zweistoff-Einspritzdüse 26 eingeblasenen Druckluft stellt einen zweckmäßigen und ausreichenden Wert für die Zerstäubung des mit der Druckluft eingespritzten Brennstoffes dar. Überschüssige Luft wird daher mittels eines zwischen den Enden der Luft-Zweigleitung vorgesehenen Druckbegrenzungsventils bzw. Überdruckventil 80 in die Atmosphäre abgeblasen. Zwischen den Enden der Unterdruck-Zweigleitung 60' ist ein Unterdruck-Verzögerungsventil 86 vorgesehen. Das Unterdruck-Verzögerungsventil 86 umfaßt eine feste Verengung bzw. Drosselstelle 82 sowie ein Rückschlagventü 84 und hat die Funktion, eine Änderung des Ansaugunterdruckes in der Brennkraftmaschine auf einen verringerten Wert mit einer gewissen Verzögerung zu der Membran 66 in der Unterdruckkammer 64
des Luftverteilers 42 zu übertragen, während eine Änderung des Atisaugunterdruckes in der Brennkraftmaschine auf einen höheren Wert unmittelbar auf die Membran 66 übertragen werden soll.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfin,>vng veranschaulicht, wobei in der Figur gleiche Teile Wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Nachstehend werden die unterschiedlichen Merkmale der zweiten Ausfiihrungsform in bezug auf die erste Ausführungsform näher beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Atmosphärenluftleitung 102 mit einer Einlaßöffnung eines Umschaltventils 104 verbunden, das in der zwischen dem Luftverteilungsventil 42 und der Zweistoff-Einspritzdüse 26 verlaufenden Luft-Zweigleitung 40 vorgesehen ist. Das Umschaltventil 104 ist derart angeordnet, daß in cir.cm Teillast Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei dem der Ansaugunterdruck in der Brennkraftmaschine einen hohen Wert aufweist, die Atmosphärenluftleitung 102 mit der Zweistoff-Einspritzdüse 26 verbunden ist und daß im Vollast-Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei dem der Ansaugunterdruck einen niedrigen Wert aufweist, die Druckluft von der Luftpumpe 32 zu der Zweistoff-Einspritzdüse 26 geführt wird. Im einzelnen besteht die Luft-Zweigleitung 40 aus einem ersten Leitungsabschnitt 140 zwischen dem Luftverteilungsventil 42 und dem Umschaltventil 104 und einem zweiten Leitungsabschni.i 142 zwischen dem Umschaltventil 104 und der Zweistoff-Einspritzdüse 26. Die Atmosphärenluftleitung 102 verbindet das Umschaltventil 104 mit dem Ansaugkanal 12 oberhalb des Drosselventils 14 der Brennkraftmaschine. Das Umschaltventil 104 wird von einem Magnetventil gebildet, das von einem Rechner 106 üblicher Bauart, der einen (nicht dargestellten) elektrischen Schalter aufweist, betätigt wird. Der Rechner 106 ist derart angeordnet, daß, wenn der dem Rechner über eine Verlängerung 160 der Unterdruck-Zweigleitung 60' zugeführte Wert des Ansaugunterdruckes einen Druck-Bezugswert überschreitet (d. hwenn ein Teillast-Betriebszustand der Brennkraf{maschine vorliegt), der vorstehend genannte elektrische Schalter des Rechners geschlossen wird, so daß ein elektrischer Strom von einer Stromquelle 162 einem (nicht dargestellten) Solenoiden des Umschalt-Magnetventils 104 zu dessen Erregung zugeführt wird, wodurch das Magnetventil 104 zur Verbindung der Atmösphärenluftleitung 102 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 142 umgeschaltet wird. Wenn der Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine unter dem Druck-Bezugswert liegt (d. h, wenn ein Vollast-Betriebszustand der Brennkraftmaschine vorliegt), wird der in dem Rechner 106 befindliche elektrische Schalter zur Aberregung des Solenoiden des Umschalt-Magnetventils 104 geöffnet, so daß das Magnetventil den ersten Druckluft-Leitungsabschnitt 140 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 142 verbindet
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung fließt im Teillast-Betriebszustand der Brennkraftmaschine, bei dem der Ansaugunterdruck in der Brennkraftmaschine einen hohen Wert aufweist, die in dem Ansaugkanal 12 oberhalb des Drosselventils 14 befindliche Atmosphärenluft von dort über die Atmosphärenluftleitung 102, das Umschaltventil 104 und den Leitungsabschnitt 142 zu der Zweistoff-Einspritzdüse 26, so daß die Atmosphärenluft zusammen mit dem Brennstoff in die Einlaßkariä-Ie 18 eingeblasen wird Da bei diesem Betriebszustand der Brennkraftmaschine der Betrag des Ansaugunterdruckes der Brennkraftmaschine zur Bildung einer großen Relativgeschwindigkeit zwischen der Atmosphärenluft und dem über die Einspritzdüse 26 eingespritzten Brennstoff ausreicht und da eine geringere Brennstoffmenge in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, kann die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes allein durch die über die Einspritzdüse 26 eingeblasene Atmosphärenluft erzielt werden.
Im Vollast-Betriebszustand der Brennkraftmaschine
ίο bewirkt das Umschaltventil 104, daß die Druckluft von der Luftpumpe 32 über den Leitungsabschnitt 142 zu der Zweistoff-Einspritzdüse 26 fließt. In diesem Betriebszustand der Brennkraftmaschine arbeitet somit die zweite Ausführungsform der Erfindung in ähnlicher Weise wie die ei ste Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist der LeiU'ngsnhsrhnitt 142 darüberhinaus ein durch eine Abgasleitung 120 der Brennkraftmaschine hindurch verlaufendes Leitungsteil 142a auf, so daß die durch den Leitungsabschnitt 142 zu der Zweistoff-Einspritzdüse 26 strömende Luft von den durch die Abgasleitung fließenden Abgasen der Brennkraftmaschine erwärmt wird. Die erwärmte Luft wird somit über die Einspritzdüse 26 eingeblasen. Dies hat den Vorteil, daß die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes weiter verbessert wird und daß die Zweistoff-Einspritzdüse 26 selbst erwärmt und damit ein mögliches Vereisen der Düse verhindert wird. Die Tatsache, daß die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes verbessert wird, trägt zur Verringerung der für eine Brennkraftmaschine erforderlichen Anzahl von Brennstoff-Einspritzdüsen bei und ermöglicht die Anordnung einer einzigen Brennstoff-Einspritzdüse in dem Ansaugkanal oberhalb des Ansaugkrümmers anstelle des Einbaus einer Vielzahl von Einspritzdüsen in die jeweiligen Einlaßkanäle der Brennkraftmaschine. Bei ungenügender Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes müßte sonst nämlich eine Vielzahl von Brennstoff-Einspritzdüsen in den jeweiligen Einlaßkanälen zur Vergleichmäßigung der Brennstoffzufuhr zu den jeweiligen Zylindern vorgesehen sein.
Wie vorstehend beschrieben, findet bei der vorgeschlagenen Brennkraftmaschine eine Zweistoff-Einspritzdüse als Injektor zürn Einspritzen des Brennstoffes in die Brennkraftmaschine Verwendung. Zusätzlich wird ein Teil der dem Auslaßsystem der Brennkraftmaschine zuzuführenden Druckluft über die Zweistoff-Einspritzdüse in die Brennkraftmaschine eingeblasen, wodurch vorteilhafterweise sowohl die Zerstäubung des über die Einspritzdüse eingespritzten Brennstoffes als auch die Gemischaufladung der Brennkraftmaschine erleichtert und verbessert werden. Diese Vorteile können durch Hinzufügung einfacher und preiswerter Bauelemente zu einem üblichen Zusatzluft-Einspeisungssystem für eine Brennkraftmaschine erzielt werden. Die Talsache, daß die Zerstäubung des Brennstoffes verbessert wird, gewährleistet nicht nur, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches für die Brennkraftmaschine bei niedrigen Temperaturen größer (magerer) als beim Stand der Technik gehalten werden kann, sondern auch, daß bei einer normalen Betriebstemperatur eine stabile Verbrennung der Brennkraftmaschine auch mit einem sehr mageren Luft/Brennstoff-Verhältnis und einer hohen Abgas-Rückführungsrate erzieibar ist. Dies wiederum trägt zu Verbesserungen in bezug auf den Brennstoffverbrauch, die Abgas-Emissionssteuerung und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine bzw. das Fahrverhalten eines von einer solchen Brennkraft-
maschine angetriebenen Fahrzeugs bei.
Die vorgeschlagene Brennkraftmaschine weist somit ein Zusatzluft-Einspeisungssystem und ein Brennstoff-Einspritzsystem mit einer Zweistoff-Einspritzdüse für die unter Druck erfolgende Einspritzung von sowohl Luft als auch Brennstoff in das Ansaugsystem der Brennkraftmarchine auf. Das Zusatzluft-Einspeisungssystem umfaßt eine Luftpumpe und eine zwischen der Luftpumpe und dem Auslaßsystem der Brennkraftmaschine verlaufende Zusatzluft-Zuführungsleitung. Die
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Zweistoff-Einspruzdüse bzw. Zwei-Fluid-Einspritzdüse ist pneumatisch mit einem in der Zusatzluft-Zuführungsleitung vorgesehenen Luftverteiler verbunden, wodurch die von der Luftpumpe abgegebene Druckluft auch der Zweistoff-Einspritzdüse zugeführt und dadurch zusammen mit dem Brennstoff eingespritzt wird, was die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes sowie die Gemischaufladung der Brennkraftmaschine erleichtert und verbessert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Brennkraftmaschine mit einem Zusatzluft-Einspeisungssystem, das eine Luftpumpe zur Erzeugung von Druckluft und eine Zusatzluft-Zuführungsleitung, über die die Druckluft als Zusatzluft dem Auslaßsystem der Brennkraftmaschine zugeführt wird, aufweist mit einem Luftverteiler (42) in der Zusatzluft-Zuführungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine eine Zweistoff-Einspritzdüse (26) aufweist, die über eine Luft-Zweigleitung (40) an den Luftverteiler (42) angeschlossen ist, der zumindest beim Absinken des Ansaugunterdrucks auf einen niedrigen Wert den zur Zweistoff-Einspritzdüse geleiteten Druckluftanteil erhöht.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1. deren Luftverteiler als Luftverteilungsventil ausgebildet ist. dadurdi gekennzeichnet, daß das Luftverteilungsventil (42) gleichzeitig mit der Erhöhung des zur Zweistoff-Einspritzdüse (26) bei fallendem Ansaugunterdruck geleiteten Druckluftanteils den dem Auslaßsystem zugeführten Druckluftanteil verringert.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Zweigleitung (40) einen Abschnitt (142a,) aufweist, der sich in Wärmeaustausch mit einer Wärmequelle (120) befindet.
4. Brennkraitmaschine nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch ^ekennüichnet, daß in der Luft-Zweigleitung (40) ein. Umschaltventil (104) vorgesehen ist. das bei Teillast er Brennkraftmaschine Luft unter Umgebungsdruck zur Zweistoff-Einspritzdüse (26) leitet und bei Vollast der Brennkraftmaschine, bei der der Ansaugunterdruck den niedrigen Wert aufweist, derart umschaltet, daß die Druckluft vom Luftverteiler (42) zur Zweistoff-Einspritzdüse (26) gelangt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüehe 2 bis 4, wobei das Luftverteilungsventil ein Ventilgehäuse mit einem Lufteinlaß für die von der Luftpumpe erzeugte Druckluft, eine im Inneren des Ventilgehäuses eine Unterdruckkammer abteilende Membran und ein mit der Membran in Verbindung stehendes Ventilglied mit einem Ventilkopf aufweist und wobei die Unterdruckkammer durch eine Unterdruckleitung mit dem Einlaßsystem der Brennkraftmaschine stromab des Drosselventils verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftvertei- so lungsveniil (42) ferner einen mit der Luft-Zweigleitung (40) verbundenen Luftauslaß und einen mit dem stromab des Luftverteilungsventils (42) verlaufenden Leitup.gsabschnitt (36c^ der Zusatzluft-Zuführungsleitung (36) verbundenen weiteren Luftauslaß aufweist, daß der Ventilkopf (7Sb) des Ventilgliedes (78) zur gleichzeitigen Steuerung des Durchflusses der Druckluftanteile durch die beiden Luftauslässe dient und daß ein Unterdruck-Verzögerungsventil (86) in der Unterdruckleitung (60') derart angeord- t>o net ist, daß eine Abnahme des Ansaugunterdruckes mit Verzögerung auf die Membran (66) übertragen wird, während eine Zunahme des Ansaugunterdrukkes unmittelbar auf die Membran übertragen wird.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprü- b5 ehe I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zusatzluft-Zuführungsleitung (36) zwischen der Luftpumpe (32) und dem Luftverteiler (42) ein Absperrventil (46) angeordnet ist, das die Verbindung zwischen der Luftpumpe (32) und dem Luftverteiler (42) bei einer abrupten Verzögerung der Brennkraftmaschine unterbricht.
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