DE2909841A1

DE2909841A1 - Brennstoffzufuehreinrichtung fuer waermekraftmaschinen

Info

Publication number: DE2909841A1
Application number: DE19792909841
Authority: DE
Inventors: Abel Pahon
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1979-09-20
Also published as: JPS54129231A; FR2423641B1; GB2016080A; IT1120742B; GB2016080B; FR2423641A1; IT7909363A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzuführvorrichtung mit kontinuierlicher Niederdruckeinspritzung für Wärmekraftmaschinen, umfassend für jede EinlaSkammer der Wärmekraftmaschine einen Lufteintrittskanal und mindestens einen Brennstoffzerstäuber, der stromaufwärts eines Regelorganes für die Luftzufuhr angeordnet ist, sich quer über den Lufteintrittskanal erstreckt und mit einem Speiseanschluß verbunden ist, der in einer Brennstoffleitung angeordnet ist, die unter dem Förderdruck einer Pumpe steht, deren Ausstoß größer als der Brennstoffverbrauch der Wärmekraftmaschine ist, wobei die Brennstoffleitung stromabwärts des Speiseanschlusses mit einem Drosselorgan mit einstellbarer Drosselöffnung versehen ist, welche den Druck in der Brennstoffleitung beeinflußt und unter der Wirkung einer Steuereinrichtung steht, die ihrerseits auf den Luftdurchsatz in dem Lufteintrittskanal anspricht, und wobei der Speiseanschluß eine nahe der Wand der Brennstoffleitung angeordnete Einspritzdüse aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Brennstoffzufuhrvorrichtung so auszubilden, daß sie besser als bisher den Erfordernissen der Praxis entspricht und daß sie insbesondere eine einfachere und feinere Regelung der Brennstoffzufuhr und insbesondere eine bequeme Optimierung der im Leerlauf erforderlichen Brennstoffmenge ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Brennstoffzuführvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Brennstoffleitung ein Venturirohr aufweist, durch welches der Brennstoff hindurchströmt

909838/0843

und dessen Düsenhals sich auf einem relativen Unterdruck befindet, und daö der Speiseanschluß an dem Düsenhals des Venturirohrs angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Brennstoffzuführvorrichtung in der Weise ausgebildet, daß der Lufteintrittskanal sich in zwei Zweigleitungen verzweigt, eine Zweigleitung mit geringem Querschnitt, die insbesondere für den Leerlaufbetrieb bestimmt ist, und eine Zweigleitung mit einem größeren Querschnitt für einen Betrieb mit höherer Leistung, und daß sich der Brennstoffzerstäuber quer durch beide Zweigleitungen erstreckt und durch geeignete öffnungen in jede der beiden Zweigleitungen einmündet, wobei die öffnungen im wesentlichen der Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffes dienen, während die Bestimmung der Zufuhrmenge durch die Einspritzdüse des Speiseanschlusses erfolgt.

Der Absolutwert des in dem Venturirohr hervorgerufenen Unterdruckes liegt in einer Größenordnung, die vergleichbar mit dem Druck innerhalb der Brennstoffleitung ist, wenn die Wärmekraftmaschine im Leerlauf läuft. Dieser Unterdruck hat einen Wert in der Größenordnung von einigen Millibar in allen Betriebszuständen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Brennstoffzuführvorrichtung einen Durchsatzregler aufweist, der in der Brennstoffleitung zwischen der Pumpe und dem Speiseanschluß des Brennstoffzerstäubers angeordnet ist und dazu dient, den Brennstoffdurchsatz durch die Brennstoffleitung im wesentlichen konstant zu halten.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, welche es ermöglichen, den Brennstoffdurchsatz in der Brennstoffleitung

909038/0843

zu verändern. Diese Mittel können mit dem Durchsatzregler verbunden sein und auf den letzteren in der Weise einwirken, daß der Brennstoffdurchsatz verändert, insbesondere erhöht werden kann.

Die genannten Mittel zur Veränderung des Durchsatzes können so ausgebildet sein, daß sie auf eine Verzögerung des Motors oder der Wärmekraftmaschine eines Fahrzeuges in der Weise ansprechen, daß sie bei einer derartigen Verzögerung den Brennstoffdurchsatz in der Brennstoffleitung erhöhen mit der Folge eines stärkeren Unterdrucks im Düsenhals des Venturirohres, was wiederum eine Reduktion oder sogar eine Sperrung der Brennstoffzufuhr zur Wärmekraftmaschine zur Folge hat.

Der Durchsatzregler kann ein Ventil aufweisen, dessen Durchtrittsquerschnitt den Durchfluß in der Brennstoffleitung bestimmt. Das öffnen oder Schließen dieses Ventiles wird durch die Druckdifferenz gesteuert, die beim Durchströmen des Brennstoffes durch eine geeichte öffnung auftritt.

Vorzugsweise sind die Mittel zur Änderung des Durchflusses in der Brennstoffleitung also so ausgebildet, daß die Dosiervorrichtung ein Nadelventil aufweist, das in eine Zweigleitung, welche eine Stelle stromaufwärts der geeichten öffnung des Durchsatzreglers mit einer Stelle stromabwärts der geeichten öffnung verbindet, derart angeordnet ist, daß das Nadelventil die geeichte öffnung überbrückt, wenn es vollständig geöffnet ist, wodurch das Ventil des Durchsatzreglers geöffnet wird.

Für den Fall, daß die Wärmekraftmaschine mehrere Einlaßkammern aufweist, ist für jede Einlaßkammer eine Brenn-

900838/0943

stoffleitung vorgesehen, die in der oben beschriebenen Weise mit einem Venturirohr und mindestens einem Brennstoffzerstäuber versehen ist. Die Brennstoffleitungen werden parallel von einer Pumpe her gespeist.

Ferner können Regelorgane zur Regelung des Brennstoffdurchflusses in den Brennstoffleitungen vorgesehen sein, beispielsweise Nadelventile oder einstellbare Düsen, um den Brennstoffdurchsatz in jedem Brennstoffzerstäuber Insbesondere im Leerlauf einstellen zu können.

Die erfindungsgemäße Brennstoffzuführvorrichtung kann ebensogut bei Kolbenmotoren verwendet werden, in denen die Einlaßkammern von den Zylindern und dem Zylinderkopf gebildet sind, als auch für Drehkolbenmotoren, in denen die Einlaßkammern beispielsweise von einer oder mehreren Trochoiden und einem oder mehreren Drehkolben begrenzt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoffzuführeinrichtung,

Fig. 2 ein vereinfachtes Schema einer Brennstoffzuführeinrichtung für den Fall eines Motors mit zwei Eintrittskammern, und

Fig. 3 ein vereinfachtes Schema für den Fall eines Motors mit vier Eintrittskammern.

909838/0843

In Fig. 1 erkennt man eine allgemein mit 1 bezeichnete Brennstoffzuführeinrichtung mit Niederdruckeinspritzung für eine nicht dargestellte Wärmekraftmaschine.

Die Brennstoffzuführeinrichtung weist für jede Eintrittskammer der Wärmekraftmaschine einen Lufteintrittskanal T auf. Dieser Lufteintrittskanal ist im allgemeinen in zwei Leitungsabschnitte unterteilt, nämlich einen Leitungsabschnitt 2 geringen Querschnittes, der insbesondere für einen Betrieb der Wärmekraftmaschine im Leerlauf und ggfs. bei geringer Belastung bestimmt ist, und einen Leitungsabschnitt 3 größeren Querschnittes, der für höhere Leistungen bestimmt ist. Dieser Leitungsabschnitt 3 kann gegebenenfalls beim Langsamlauf der Wärmekraftmaschine zum Einsatz gelangen. Die Eintrittsöffnung 4 des Leitungsabschnittes 2 liegt in dem die Hauptleitung bildenden Leitungsabschnitt 3stromaufwärts eines Regelorganes 5 zur Regelung der Luftzufuhr, die in Richtung des Pfeiles F strömt. Dieses Regelorgan 5 wird im allgemeinen von einer Drosselklappe (oder einem Drosselventil) gebildet, die um eine längs eines Querschnittsdurchmessers des Leitungsabschnittes 3 verlaufende Achse 6 drehbar gelagert ist.

Die nicht dargestellte Austrittsöffnung des eine HiIfs- oder Nebenleitung bildenden Leitungsabschnittes 2 ist stromabwärts des Regelorganes 5 in der Hauptleitung 3 so nah wie möglich am Eingang der Eintrittskammer der Wärmekraftmaschine oder sogar direkt in dieser angeordnet, wenn das nötig ist. Diese Möglichkeit besteht beispielsweise bei einem Umlaufmotor.

909638/0843

Quer durch die beiden Leitungsabschnitte 2 und 3 erstreckt sich mindestens ein Brennstoffzerstäuber ρ,der stromaufwärts des zur Regelung der Luftzufuhr dienenden Regelorganes 5 angeordnet ist und in jeder der Leitungsabschnitte 2 und 3 Zerstäubungsöffnungen 7 bzw« 8 aufweist. Der Durchtrittsquerschnitt der in dem Leitungsabschnitt 2 gelegenen Zerstäubungsöffnung oder -öffnungen 7 ist sehr viel kleiner als der Durchtrittsquerschnitt der in dem Leitungsabschnitt 3 gelegenen Zerstäubungsöffnung oder Zerstäubungsöffnungen B. Die Zerstäubungsöffnung 7 ist dazu bestimmt, die Brennstoffversorgung im Leerlauf sicherzustellen.

Der Brennstoffzerstäuber ρ besteht im allgemeinen aus einem quer-zur Achse der Leitungsabschnitte 2 und 3 verlauf enden Rohr, das an seinem in dem Leitungsabschnitt 3 gelegenen Ende geschlossen ist. Die Hand dieses Rohres weist beispielsweise eine kreisförmige öffnung 7 und eine schlitzförmige öffnung 8 auf. Diese beiden öffnungen liegen mindestens annähernd in Tangentialebenen an das Rohr p, die parallel zum Pfeil F verlaufen.

Der Brennstoffzerstäuber ρ ist an einen Speiseanschluß 9 angeschlossen, der an einer Brennstoffleitung 1ο angeordnet 1st, in der von einer Pumpe 11 her ein Förderdruck aufrecht erhalten wird. Diese Pumpe 11, die im allgemeinen von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird, liefert ein Überangebot an Brennstoff. Ein Teil dieser Brennstoffmenge gelangt an die Ansaugseite 12 der Pumpe 11 durch eine Drossel 13, die in einer Leitung 14 angeordnet ist, welche die Druckseite der Pumpe 11 mit ihrer Ansaugseite verbindet. Die die Brennstoffleitung 1o durchströmende Brennstoffmenge ist größer als die von dem Brennstoffzerstäuber ρ verteilte und von der Wärmekraftmaschine verbrauchte Brennstoffmenge.

909839/084!

Die Brennstoffleitung 1o weist stromabwärts des Speiseanschlusses 9, der von einer nahe der Wand der Brennstoffleitung ^o angeordneten Einspritzdüse 9a gebildet ist, ein Drosselorgan 15 mit einstellbarer Drosselöffnung auf. Dieses Drosselorgan 15 ist an einer Stelle angeordnet» an der die Brennstoffleitung Io in eine Kammer

16 mündet, die mit einem Brennstoffreservoir R verbunden ist, das seinerseits wiederum mit der Ansaugseite 12 der Pumpe 11 in Verbindung steht. Das Drosselorgan 15 wird durch eine Steuervorrichtung 17 gesteuert, die auf den Luftstrom in dem Leitungsabschnitt 3 anspricht.

Wie man in Fig. 1 erkennt, umfaßt die Steuervorrichtung

17 einen glockenförmigen beweglichen Kolben, der einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, die von dem Luftdurchsatz in dem Leitungsabschnitt 3 abhängt. Je größer der Luftdurchsatz ist, umso mehr wird der Kolben aufgrund der Druckdifferenz in einer Richtung bewegt, die zu einer Verkleinerung der Drosseluffnung des Drosselorganes 15 führt. Eine einen Stößel bildende Stange 17a bildet eine mechanische Verbindung zwischen dem Kolben und dem Drosselorgan 15.

Durch Linien 18a und 18b wurde schematisch der Anfang von Leitungen dargestellt, die mit dem Leitungsabschnitt 3 verbunden sind. Die Leitung 18b steht mit einer Unterdruckzone (dem Düsenhals eines Venturirohres) in Verbindung, während die Leitung 18a an eine dem Gesamtdruck ausgesetzte Anschlußstelle angeschlossen ist.

Die Steuervorrichtung 17 ist derart ausgebildet, daß sie eine Verkleinerung der Drosselöffnung des Drosselorganes 15 bewirkt (um den Brennstoffdruck in der Brennstoffleitung to zu vergrößern), wenn der Luftdurchsatz in

909038/0843

dem Leitungsabschnitt 3 zunimmt. Eine Vergrößerung des Druckes in der Brennstoffleitung Io führt zu einer Vergrößerung des Brennstoffdurchsatzes an dem Speiseanschluß 9,

Wenn der Luftdurchsatz in dem Leitungsabschnitt 3 abnimmt, bewirkt die Steuervorrichtung 17 eine weitere öffnung der Drosselöffnung des Drosselorganes 15.

Zur näheren Erläuterung der Steuervorrichtung 17 und der Drosselvorrichtung 15 wird auf die unter der Nr. 2 3o4 publizierte französische Patentanmeldung 75 08 772 verwiesen.

Zwischen der Druckseite der Pumpe 11 und dem Speiseanschluß 9 des Brennstoffzerstäubers ρ ist in der Brennstoffleitung 1o ein Durchflußregler 19 angeordnet. Dieser Durchflußregler 19 dient dazu, den Brennstoffdurchsetz durch die Brennstoffleitung 1o im wesentlichen konstant zu halten.

Der Durchflußregler 19 umfaßt ein Ventil 2o, welches den Durchsatz durch die Brennstoffleitung 1o steuert. Das Offnen oder Schließen dieses Ventiles wird durch die Druckdifferenz gesteuert, die sich beim Durchströmen des Brennstoffes durch eine geeichte öffnung 21 ergibt. Der Ventilkörper des Ventiles 2o ist mit einer deformierbaren Membran 22 verbunden, welche zwei Kammern 23 und 24 dicht voneinander trennt, die mit der Leitung stromaufwärts bzw. stromabwärts der von einem Drosselelement gebildeten geeichten öffnung 21 verbunden sind. Die Membran 22 ist somit einer Druckdifferenz ausgesetzt, die gleich dem von dem Drosselelement 21 erzeugten Druckabfall ist und die Tendenz hat,den Ventilkörper 2o auf seinen Ventilsitz 25 zu drücken, der an

909838/0843

der Eintrittsöffnung der Brennstoffleitung 1o liegt. Eine in der Kammer 24 angeordnete Rückholfeder 26 spannt die Membran 22 im Sinne einer öffnung des Ventilkörpers

20 vor.

Wenn der Ausstoß der Pumpe 11 zunimmt, sei es aufgrund einer Änderung der elektrischen Versorgungsspannung des die Pumpe 11 antreibenden Motors, sei es aufgrund einer Abnahme des Druckes in der Brennstoffleitung Io beispielsweise infolge einer größeren öffnung des Drosselorganes 15, ändert sich der durch das Drosselelement

21 herbeigeführte Druckabfall in der gleichen Richtung, wie die Menge des von der Pumpe 11 zur Brennstoffleitung Io hin geförderten Brennstoffes. Diese Zunahme des Druckabfalles an dem Drosselelement 21 wirkt im Sinne einer weiteren Schließung des Ventils 2o und damit im Sinne einer Regulierung des Durchsatzes in der Brennstoffleitung 1o.

Bei einer Verminderung des Ausstoßes der Pumpe 11 laufen die umgekehrten Vorgänge ab, die zu einer weiteren öffnung des Ventiles 2o führen.

Auf diese Heise hält der Durchflußregler 19 in der Brennstoffleitung 1o einen im wesentlichen konstanten Durchsatz aufrecht, zumindest für geringe Leistungen. Der Fluiddruck in dieser Brennstoffleitung 1o hängt vom Öffnungsgrad des Drosselorganes 15 ab.

Die von dem Brennstoffzerstäuber ρ gelieferte Brennstoffmenge hängt im wesentlichen von dem in der Brennstoffleitung 1o herrschenden Druck und damit von dem Öffnungsgrad des Drosselorganes 15 ab. Die Eichung der von dem Brennstoffzerstäuber ρ abgegebenen Brennstoffmenge wird durch die Einspritzdüse 9a sichergestellt.

909838/0843

Die Zerstäuberöffnungen 7 und 8 des Brennstoffzerstäubers ρ dienen im wesentlichen dazu, den Brennstoff zwischen den Leitungsabschnitten 2 und 3 aufzuteilen und die Zerstäubung des Brennstoffes sicherzustellen.

Gemäß der Erfindung ist die Brennstoffleitung 1o mit einem Venturirohr V versehen, dessen Düsenhals sich auf einem relativen Unterdruck befindet. Der Spelseanschluß 9 für den Brennstoff ist an diesem Düsenhals C des Venturirohrs V angeordnet.

Die Darstellung des Venturirohrs V in Fig. 1 ist schematisch. Es ist zu bemerken, daß das Venturirohr in herkömmlicher Weise - in Strömungsrichtung des Brennstoffes betrachtet - zunächst eine Einschnürung e aufweist, welche den übergang zwischen dem Querschnitt der Brennstoffleitung 1o und dem Querschnitt des Düsenhalses C des Venturirohres bildet. Der Düsenhals C erstreckt sich über eine axiale Länge 1 und weist einen konstanten Durchmesser auf, der dem minimalen Durchtrittsquerschnitt des Venturirohres V entspricht. Dem Düsenhals folgt ein konischer Abschnitt g, dessen Durchmesser in Strömungsrichtung fortschreitend zunimmt bis zu einem konstanten Wert, der gleich dem Durchmesser der Brennstoffleitung 1o ist.

Die Länge 1 des Düsenhalses ist groß genug gewählt, um eine korrekte Anordnung des Speiseanschlusses 9 zu gewährleisten. Die Einspritzdüse 9a ist so nah wie möglich an der Wand des Venturirohres angebracht derart, daß die dem Venturirohr am nächsten gelegene Fläche der Einspritzdüse 9a vom Brennstoffstrom überstrichen wird, der zum Drosselorgan 15 hinströmt. Das ermöglicht es, eine Erhitzung der Einspritzdüse 9a zu vermeiden.

909838/0643

Der Brennstoffzerstäuber ρ und damit das Venturirohr V sind in einer optimalen Position relativ zum Eingang der Eintrittskammer angeordnet: Nicht zu nah, damit der Brennstoff sich in den Leitungsabschnitten 2 und/oder 3 verteilen kann, und nicht zu weit von dem Eintritt der Eintrittskammer weg, um Ablagerungen des Brennstoffes an den Wänden der Leitung zu vermeiden.

Bei einem Motor mit mehreren Eintrittskammern (beispielsweise mehreren Zylindern oder mehreren Trochoiden) gibt es ebenso viele Brennstoffleitungen 1o und Venturirohre V wie Eintrittskammern,

Das Venturirohr V ist derart ausgebildet, daß der Absolutwert des an seinem DUsenhals auftretenden Unterdruckes von einer Größenordnung ist, die vergleichbar mit dem Druck in der Brennstoffleitung 1o bei einem einem Leerlauf enstprechenden Betriebszustand des Motors ist.

Wenn der Motor oder die Wärmekraftmaschine langsam im Leerlauf läuft, ist das Drosselorgan 15 weit offen derart, daß der Druck in der Brennstoffleitung 1o gering ist, d.h. ein Wert in der Größenordnung von einigen Millibar hat.

Das Venturirohr V ist also derart ausgebildet, daß es einen Unterdruck in der Größenordnung von einigen Millibar in allen Betriebszuständen der Wärmekraftmaschine erzeugt.

Wenn der Motor im Vollastbetrieb arbeitet, befindet sich das Drosselorgan 15 in einer Stellung mit maximaler Drosselung, bei welcher der Druck in der Brennstofflei-

§09838/0843

tung 1o einen Wert von mehreren Bar , insbesondere 3,5 Bar annehmen kann.

Man erkennt sofort, daß die von dem Venturirohr V erzeugte Druckabnahme vernachlässigbar klein gegenüber dem Druck i3t, der bei Vollastbetrieb in der Brennstoffleitung 1o herrscht, so daß der Einfluß des Venturirohrs V nur dann spürbar wird, wenn sich die Wärmekraftmaschine im Leerlaufbetrieb oder nahe dem Leerlaufbetrieb befindet.

Die von dem Venturirohr V hervorgerufene Druckabnahme ermöglicht es, den zwischen dem Venturirohr V und dem Drosselorgan 15 auftretenden Druckabfall zu kompensieren und die Brennstoffzufuhr im Leerlaufbetrieb einzustellen*

Dieser nicht vernachlässigbare Druckabfall ergibt sich aus der unvermeidbaren Länge der Brennstoffleitung zwischen dem Venturirohr V und dem Drosselorgan 15. Das Venturirohr V, ebenso wie der Speiseanschluß 9, soll sich nämlich so nah wie möglich an der Wand des Lufteintrittskanals T befinden und nahe dem Eingang einer Eintrittskammer, während das Drosselorgan je nach Unterbringungsmöglichkeit angeordnet wird. Wenn es mehrere Eintrittskammern gibt, wird das Drosselorgan 15 derart angeordnet, daß es im wesentlichen unter der gleichen Bedingungen mit den Venturirohren verbunden werden kann, die den verschiedenen Eintrittskammern zugeordnet sind.

Wenn die Brennstoffzuführvorrichtung so eingestellt ist, daß sie eine ausreichende Brennstoffzufuhr im Normalbetrieb gewährleistet, insbesondere im Vollastbetrieb, dann öffnet sich das Drosselorgan 15 am weitesten, wenn die Wärmekraftmaschine langsam läuft. Der Brennstoffdruck auf Höhe des Drosselorgans 15 ist daher gering.

909838/Ö843

wogegen der Brennstoffdruck auf Höhe des Speiseanschlusses 9 um den Druckabfall vermehrt 1st und ohne das Venturirohr V zu einer zu hohen Brennstoffzufuhr führen würde.

Das Vorhandensein des Venturirohrs V ermöglicht es daher, den Brennstoffdurchsatz des Brennstoffzerstäubers ρ für den Leerlaufbetrieb genau zu regeln.

Es ist ferner eine Dosiervorrichtung M vorgesehen, die es ermöglicht, den Brennstoffdurchsatz in der Brennstoffleitung 1o zu modifizieren, insbesondere zu erhöhen. Die Dosiervorrichtung M ist mit dem Durchsatzregler 19 derart gekoppelt, daß sie auf den letzteren einwirkt, um eine Modifikation des Durchsatzes zu ermöglichen.

Die Dosiervorrichtung M umfaßt ein einstellbares Nadelventil 27, das entsprechend der Darstellung in Fig. 1 in einer Nebenschlußleitung liegt, welche eine Stelle stromaufwärts des Drosselelementes 21 mit einer Stelle stromabwärts des Drosselelementes 21 verbindet. Das einstellbare Nadelventil 27 bildet somit eine Art von Nebenschluß oder By-Pass, der je nach Größe der Ventil-Öffnung das Drosselelement 21 mehr oder weniger kurzschließen kann. Das Nadelventil 27 umfaßt einen geeichten Durchtrittskanal 28 mit einem Querschnitt, der wesentlich größer ist als der Querschnitt des Drosselelementes 21. Der Durchtrittskanal 28 wirkt mit einer Nadel 29 zusammen, die längs der Achse des Durchtrittskanales 28 beweglich angeordnet ist und den Durchtrittskanal 28 vollständig öffnen oder vollständig verschliessen kann, wobei zwischen diesen beiden Extremstellungen sämtliche Zwischenstellungen möglich sind. Die axiale Stellung der Nadel 29 wird beispielsweise durch eine

§09858/0843

elektromagnetische Anordnung 3o gesteuert.

Wenn das Nadelventil 27 vollständig geöffnet ist, sind die Kammern 23 und 24 über den Durchtrittskanal 28 praktisch demselben Druck ausgesetzt. Das Ventil 2o öffnet sich unter der Wirkung der Feder 26 und der Durchsatz durch die Brennstoffleitung 1o wird maximal.

Es ist wichtig, festzustellen, daß ein erhöhter Brennstoffdurchsatz in der Brennstoffleitung 1o einhergeht mit einer größeren Druckabnahme am Düsenhals C des Venturirohres V und damit einer Verminderung der durch die Einspritzdüse 9a hindurchtretenden und von dem Brennstoffzerstäuber ρ abgegebenen Brennstoffmenge. Daher ist es möglich, die Abgabe von Brennstoff durch den Brennstoffzerstäuber ρ hindurch völlig zu unterbinden, wenn der Druck am Düsenhals C des Venturirohres V derselbe ist wie in dem Leitungsabschnitt 2.

Es ist natürlich zweckmäßig, eine zu starke Abnahme des Drucks am Düsenhals C zu vermeiden, da dies ein Ansaugen von Luft in den Brennstoffkreislauf und eine Verstimmung des Systems hervorrufen könnte.

Das Nadelventil 27 wird vorzugsweise dazu verwendet, um den Brennstoffdurchsatz bei einer Abbremsung des Motors zu verringern oder vollständig zu unterbinden.

Der Zustand beim Abbremsen oder Verzögern des Motors vereinigt zwei Merkmale:

Das nicht dargestellte Gaspedal befindet sich in seiner Ruhestellung, das heißt, daß die Drosselklappe vollständig geschlossen ist*

909838/0843

die Drehgeschwindigkeit des Motors liegt über der Geschwindigkeit beim Leerlauf, wobei jedoch die Geschwindigkeit des Motors abnimmt.

Die elektromagnetische Anordnung 3o, welche die Position der Nadel 29 bestimmt, wird durch eine Vorrichtung 31 mit zwei Eingängen 32 und 33 gesteuert, in welche Informationen über die Stellung des Gaspedales und die Geschwindigkeit des Motors eingespeist werden. So wird beispielsweise an dem Eingang 32 eine elektrische Spannung angelegt, wenn sich das Gaspedal in seiner Ruhestellung befindet und dabei das Schließen eines elektrischen Kontaktes bewirkt. Der Eingang 33 empfängt ein elektrisches Signal, wenn eine nicht dargestellte Komparatorschaltung anzeigt, daß die von einer nicht dargestellten Geschwindigkeitsmeßvorrichtung festgestellte Geschwindigkeit des Motors über der Leerlaufgeschwindigkeit liegt, die einem festen Schwellwert entspricht.

Wenn diese beiden Bedingungen erfüllt sind, bewirkt die beispielsweise von einem UND-Glied gebildete Vorrichtung 31 die öffnung des Nadelventile» 27, wodurch die von dem Brennstoffzerstäuber ρ abgegebene Brennstoffmenge reduziert oder selbst zu Null gemacht wird.

Die Anordnung ist ferner so ausgebildet, daß die Nadel 29 den Durchtrittskanal 28 verschließt, bevor die Motorgeschwindigkeit des sich im Stadium der Abbremsung befindenden Motors die Leerlaufgeschwindigkeit erreicht hat, so daß sich der im Leerlaufbetrieb übliche Brennstoffdurchsatz einstellen kann, wenn der Motor die Leerlaufgeschwindigkeit erreicht.

909836/08*3

In Fig. 2 erkennt man in einer schematischen Darstellung eine Brennstoffzuführeinrichtung für einen Motor mit zwei Einlaßkammern, beispielsweise einen Umlaufmotor mit zwei Trochoiden und zwei Rotoren.

Zwei Brennstoffleitungen 1oa und 1ob gehen parallel zueinander von dem Ausgang des Durchflußreglers 19 aus, um zwei Brennstoffzerstäuber p_ und p. zu speisen, die jeder Einlaßkammer zugeordnet sind. Die Zerstäuber p_a und p. zweigen jeweils an einem Düsenhals C und C. zweier Venturirohre V_ bzw. V. ab, die jeder Einlaß-

α Jj

kammer zugeordnet sind. Stromabwärts der Venturirohre V_ und Vw vereinigen sich die beiden Brennstoffleitungen 1oa und 1ob unter Bildung einer einzigen Leitung 34, die zu einem nicht dargestellten Drosselorgan führt, das dem Drosselorgan 15 in Fig. 1 entspricht.

Stromaufwärts eines jeden Venturirohres V und V. sind geeichte öffnungen 35a und 35b angeordnet, welche die Brennstoffzufuhr zu jeder Zweigleitung steuern und die Gleichheit der Brennstoffdurchsätze im Vollastbetrieb gewährleisten.

um eine Gleichheit der von den Zerstäubern ρ und p. abgegebenen Brennstoffmengen im Leerlaufbetrieb zu erreichen, ist mindestens ein regelbares Nadelventil 36a vorgesehen, das einer der geeichten öffnungen 35a zugeordnet ist.

Im Vollastbetrieb ist der Einfluß der von den Venturirohren hervorgerufenen Druckabnahme vernachlässigbar klein, so daß die Gleichheit der zerstäubten Brennstoffmengen durch identische öffnungen der Einspritzdüsen der Brennstoffzerstäuber gewährleistet wird.

909638/0843

Um die Brennstoffmenge zu reduzieren, die von dem an dein

Düsenhals C, des Venturirohres V_ angeordneten Brenna a

stoffzerstäuber P_ abgegeben wird, ist es zweckmäßig, den Brennstoffdurchsatz durch die geeichte öffnung 35a zu vergrößern, indem man das Nadelventil 36a weiter öffnet. Diese Erhöhung des Durchsatzes wirkt sich, wie dies bereits oben beschrieben wurde, durch eine stärkere Druckabnahme im Düsenhals des Venturirohres aus.

Diese Regelung ist sehr viel feiner als eine Regelung, die durch eine direkte Drosselung des Durchsatzes in einer Zweigleitung erreicht werden könnte.

Fig. 3 zeigt ein Schema der erfindungsgemäßen Brennstoffzuführeinrichtung für den Fall eines Motors mit vier Einlaßkammern, beispielsweise einem Kolbenmotor mit vier Zylindern.

Der Durchflußregler 19 speist vier parallel zueinander liegende Brannstoffleitungen 1oa bis Iod, die jeweils mit Venturirohren V_a bis V, versehen sind. Brennstoffzerstäuber ρ bi3 p. für jede Arbeitskammer zweigen an dem jeweiligen Düsenhals C_a bis C, der entsprechenden Venturirohre ab.

Um die Gleichverteilung des Brennstoffes auf die verschiedenen Brennstoffzerstäuber sicherzustellen, sind Regelvorrichtungen vorgesehen, wie beispielsweise regelbare Nadelventile 36a bis 36d in den Zweigleitungen 1oa bis Iod. Diese Regeleinrichtungen können wahlweise stromaufwärts der Venturirohre, wie im Falle der Fig. 2 oder stromabwärts der Venturirohre wie im Falle der Fig. 3, angeordnet werden.

909838/0843

Die Regelung mit Hilfe der Regeleinrichtungen 36a bis 36d erfolgt unter den gleichen Bedingungen, wie im Falle des Beispiels gemäß Fig. 2, d.h., daß man die in der entsprechenden Zweigleitung loabis Iod umlaufende Brennstoffmenge erhöhen muß, um die von dem Brennstoffzerstäuber p, bis ρ, abgegebene Brennstoffmenge zu reduzieren.

a. CX

Die stromaufwärts oder stromabwärts der Venturirohre angordneten Regeleinrichtungen (regelbare Nadelventile oder regelbare Düsen) zur Regelung der von den Brennstoffzerstäubern abgegebenen Brennstoffmenge bilden einen Regelfaktor für den Teillastbetrieb und den Leerlauf.

Man hat bereits Regeleinrichtungen beschrieben, die im wesentlichen auf die lokale Druckabsenkung im Venturirohr einwirken. Gemäß einer anderen Möglichkeit kann man eine Regeleinrichtung verwenden, die stromabwärts des Venturirohres einen zusätzlichen Druckabfall bewirkt, welcher die von dem Venturirohr hervorgerufene Druckabnahme kompensiert.

Die mit einem Venturirohr V versehene erfindungsgemäße Brennstoffzuführeinrichtung erlaubt:

die Kompensation des Druckabfalles des Brennstoffes zwischen dem Speiseanschluß 9 und dem als Dosiervorrichtung dienenden Drosselorgan 15: Wenn dieser Druckabfall nicht kompensiert würde, würde er auf Höhe jedes BrennstoffZerstäubers einen zu großen Druck erzeugen, der wiederum zu einer zu hohen Brennstoffzufuhr im Leerlauf führen würde;

eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr durch den oder die Brennstoffzerstäuber beim Abbremsen des Motors, indem der Brennstoffdurchfluß durch die Brennstoffleitung To erhöht wird;

eine Regelvorrichtung vorzusehen, um im Leerlauf eine gleichmäßige Brennstoffverteilung auf alle Einlaßkammern zu erreichen.

S0983Ö/08U

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. "Weickmanm, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R AAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Hüber

PLBA

8000 MÜNCHEN 86, DEN | η }.f;,₇ :; POSTFACH 860 820 ' ' '"~'~ «<-

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

SOCIETE ANONYME AUTOMOBILES CITROEN

"gemäß den Artikeln 118 bis 150 des französischen

Gesetzes über die Handelsgesellschaften

(societes commerciales)"
117 al 167, Quai Andre Citroen

75747 PARIS CEDEX 15 Prankreich

AUTOMOBILES PEUGEOT

75, Avenue de la Grande-Armee

75o17 PARIS

Frankreich

Brennstoffzuführeinrichtung für Wärmekraftmaschinen

Pa tentansprüche

( 1 ·) Brennstoff zuführvorrichtung mit kontinuierlicher Nieder-* druckeinsprltzung für Wärmekraftmaschinen, umfassend für jede Einlaßkammer der Härmekraftmaschine einen Lufteintrittskanal und mindestens einen Brennstoffzerstäuber, der stromaufwärts eines Regelorganes für die Luftzufuhr angeordnet ist, sich quer über den Lufteintrittskanal erstreckt und mit einem SpeiseanschluB verbunden ist, der In einer Brennstoffleitung angeordnet ist, die unter

909838/0543

dem Förderdruck einer Pumpe steht, deren Ausstoß größer als der Brennstoffverbrauch der Wärmekraftmaschine ist, wobei die Brennstoffleitung stromabwärts des Speiseanschlusses mit einem Drosselorgan mit einstellbarer Drosselöffnung versehen ist, welche den Druck in der Brennstoffleitung beeinflußt und unter der Wirkung einer Steuereinrichtung steht, die ihrerseits auf den Luftdurchsatz in dem Lufteintrittskanal anspricht, und wobei der Speiseanschluß eine nahe der Wand der Brennstoffleitung angeordnete Einspritzdüse aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Brennstoffleitung (1o) ein Venturirohr (V) aufweist, durch welches der Brennstoff hindurchströmt und dessen Düsenhals (C) sich auf einem relativen Unterdruck befindet, und daß der Speiseanschluß (9) an dem Düsenhals (C) des Venturiröhre (V) angeordnet ist.

2. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintrittskanal (T) sich in zwei Zweigleitungen (2, 3) verzweigt, eine Zweigleitung (2) mit geringem Querschnitt, die insbesondere für den Leerlaufbetrieb bestimmt ist, und eine Zweigleitung (3) ItLt einem größeren Querschnitt für einen Betrieb mit höherer Leistung, und daß sich der Brennstoffzerstäuber (t) quer durch beide Zweigleitungen (2,3) erstreckt und durch geeignete Offnungen (7, 8) in jede der beiden Zweigleitungen (2, 3) einmündet, wobei die öffnungen (7, 8) im wesentlichen der Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffes dienen, während die Bestimmung der Zufuhrmenge durch die Einspritzdüse (9a) des Speiseanschlusses (9) erfolgt.

909838/0843

3. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Venturirohr (V) derart ausgebildet ist, daß es einen Unterdruck hervorruft, dessen Absolutwert in einer Größenordnung liegt, die vergleichbar mit dem Druck in der Brennstoffleitung do) im Leerlaufbetrieb der Wärmekraftmaschine ist.

4. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Venturirohr (V) derart ausgebildet ist, daß es einen unterdruck in der Größenordnung einiger Millibar erzeugt.

5. Brennstoffzuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Durchsatzregler (19) aufweist, der in der Brennstoffleitung (1o) zwischen der Pumpe (11) und dem Speiseanschluß (9) des BrennstoffZerstäubers (p) angeordnet ist und dazu dient, den Brennstoffdurchsatz durch die Brennstoffleitung do) im wesentlichen konstant zu halten.

6. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchsatzregler (19) ein Ventil (2o) aufweist, dessen Durchtrittsquerschnitt den Brennstoffdurchsatz durch die Brennstoffleitung (1o) steuert, wobei das Offnen oder Schließen des Ventiles (2o) durch die Druckdifferenz gesteuert wird, die beim Durchströmen des Brennstoffes durch eine geeichte Öffnung (21) auftritt.

7. Brennstoffzuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dosiervorrichtung (M) zur Veränderung des Brenn-

109838/0843

stoffdurchsatzes in der Brennstoffleitung (1o) aufweist.

8. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Dosiervorrichtung ein Nadelventil (27) aufweist, das in eine Zweigleitung, welche eine Stelle stromaufwärts der geeichten öffnung (21) des Durchsatzreglers (19) mit einer Stelle stromabwärts der geeichten öffnung (21) verbindet, derart angeordnet ist, daß das Nadelventil (27) die geeichte öffnung (21) überbrückt, wenn es vollständig geöffnet ist, wodurch das Ventil (2o) des Durchsatzreglars (19) geöffnet wird.

⁹. Brennstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Dosiervorrichtung (M) auf eine Verzögerung der Wärmekraftmaschine eines Fahrzeuges in der Weise anspricht, daß sie bei einer derartigen Verzögerung den Durchsatz in der Brennstoffleitung (1o) erhöht mit der Folge einer stärkeren Druckabnahme im Düsenhals (C) des Venturi-Rohres, was wiederum eine Verminderung oder sogar eine Sperrung der Brennstoffzufuhr zur Wärmekraftmaschine bewirkt.

1 o. Brennstoffzuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Wärmekraftmaschine mit mehreren Einlaßkammern, dadurch gekennzeichnet , daß für jede Einlaßkammer eine mit einem Venturirohr (Va bis Vd) und mindestens einem Brennstoffzerstäuber (P. bis P_d) versehene Brennstoffleitung (1oa bis Iod) vorgesehen ist und daß Regelorgane (36a bis 36d), insbesondere regelbare Nadelventile, zur Regelung des Durch-

909838/0843

flusses in den Brennstoffleitungen (loa bis Iod) stromaufwärts oder stromabwärts des oder der Brennstoffzerstäuber (P_a bis P,) angeordnet sind derart/ daß insbesondere im Leerlauf ein gleicher Brennstoffdurchsatz in allen Brennstoffzerstäubern (P_a bis P^) einstellbar ist.

11. Verwendung einer Brennstoffzuführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1o zur Speisung eines Kolbenmotors mit einem oder mehreren Zylindern oder eines Drehkolbenmotors mit einem oder mehreren Trochoiden.

909838/0843