DE2944318A1 - Zufuehreinrichtung fuer einen zusatzstoff, insbesondere wasser, fuer luftverdichtende einspritz-brennkraftmaschinen - Google Patents

Zufuehreinrichtung fuer einen zusatzstoff, insbesondere wasser, fuer luftverdichtende einspritz-brennkraftmaschinen

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DE2944318A1 DE19792944318 DE2944318A DE2944318A1 DE 2944318 A1 DE2944318 A1 DE 2944318A1 DE 19792944318 DE19792944318 DE 19792944318 DE 2944318 A DE2944318 A DE 2944318A DE 2944318 A1 DE2944318 A1 DE 2944318A1
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Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 381 /k
Stuttgart-Untertürkheim 30. Okt. 1979
Zuführeinrichtung für einen Zusatzstoff, insbesondere Wasser, für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuführeinrichtung für einen Zusatzstoff, insbesondere Wasser, für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen.
Es ist bekannt, bei schnell laufenden Maschinen dieser Art die Verbrennung dahingehend zu beeinflussen, daß übermäßige Spitzentemperaturen oder Spitzendrücke vermieden werden. So ist vorgeschlagen worden, Wasser in den Brennraum zur örtlichen Kühlung des Zylinderinhaltes mittels einer Zuführeinrichtung direkt einzuspritzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Bekannten durch Maßnahmen einen verbesserten Verbrennungsablauf zu erreichen, der eine beträchtliche Stickoxidabsenkung bei gleichzeitiger Unterdrückung der Rußbildung bewirkt .
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung am Einlaß der luftverdichtenden
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- k - Daim 12 381/4
Einspritz-Brennkraftmaschine angeordnet und eine last- und/ oder drehzahlabhängige Zumeßeinrichtung vorgesehen ist, die die Zufuhr des Zusatzstoffes zu der Zuführeinrichtung steuert.
Dadurch, daß der Zusatzstoff, z.B. Wasser, vor dem Eintritt in den Verbrennungsraum zugegeben wird, kann er sich mit der angesaugten Luft gut vermischen und als Luft-Zusatzstoff-Gemisch bereits in den Brennraum eintreten, wodurch die nach Einspritzung des Kraftstoffes einsetzende Verbrennung im Hinblick auf Reduzierung der Stickoxidemission günstig beeinflußt wird. Die Stickoxidabsenkung wird dadurch noch unterstützt, daß für jeden Betriebspunkt im Motor-Kennfeld eine optimale Menge des Zusatzstoffes fein verstäubt der Ansaugluft -,li^emischt wird.
In den Unteransprüchen sind noch für die Aufgabenlösung weitere vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beschrieben, wobei bei dem einen Ausführungsbeispiel, die nach Ar i: eines Vergasers wirkende Zuführeinrichtung die Menge des Zusatzstoffes in Abhängigkeit von dem vor dem Einlaß eier Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruck zuführt. Das in der Zumeßeinrichtung zwischengeschaltete elektrische Steuergerät benötigt somit als Eingabe lediglich ein Lastsignal, während bei dem anderen Ausführungsbeispiel zwei Eingabegrößen, nämlich das Lastsignal und ein die Drehzahl erfassendes Signal, erforderlich sind, da für das Zuführen des Zusatzstoffes eine Einspritz- bzw. Zerstäuberdüse als Zuführeinrichtung vorgesehen ist.
Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert . Es zeigen
3 0 0 2 0 / 0 3
- 5 - Daim 12 38I/4
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer für eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine vorgesehenen Zuführanlage für den zuzuführenden Zusatzstoff in schematischer Darstellung,
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die vergaserähnlich ausgebildete Zuführeinrichtung mit Magnetventil und
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer für eine luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine vorgesehenen Zuführanlage für den zuzuführenden Zusatzstoff in schematischer Darstellung.
Gemäß Fig. 1 ist im Saugrohr 1 einer luftverdichtenden Einspritz-Brennkraftmaschine 2 eine nach Art eines Vergasers wirkende Zuführeinrichtung 3 angeordnet, die gemeinsam mit einem elektromagnetischen Ventil h einer Zumeßeinrichtung 5 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.
Die Zuführeinrichtung 3 besteht gemäß Fig. 2 aus vergaserüblichen Einzelteilen, wie Venturirohr, längsverschiebbarem Steuerkolben 6 mit Düsennadel 7 im Düsenstock 8 und Schwimmerkammer 9· Der Schwimmerkammer 9 wird aus einem Tank 10, in diesem Fall ist es ein Wassertank, mittels einer Förderpumpe 11 Wasser zugeführt. Die Stellung der Düsennadel 7 im Düsenstock 8 steuert den Wasserdurchsatz, welcher zusätzlich noch durch das am unteren Ende des Düsenstocks 8 angeordnete Ventil k bestimmt ist.
Neben dem Ventil h besteht die Zumeßeinrichtung 5 noch aus einem lediglich Lastsignale in ein Taktverhältnis verarbeitenden elektronischen Steuergerät 12 und einem als Lastgeber ausgebildeten veränderlichen Widerstand 13» der einem
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- 6 - Daim 12 38i/4
Fahrpedal 1k oder einem nicht dargestellten Stangenteil im Gasgestänge oder einem Teil im Reglergestänge der Einspritzpumpe zugeordnet ist.
Die last- und luftdurchsatzabhängige Wasserzugabe zur Ansaugluft geschieht bei diesem Ausführungsbeispiel in folgender Weise:
Der von der jeweiligen Stellung des Fahrpedals lh beeinflußbare veränderliche Widerstand 13 führt dem elektrischen Steuergerät 12 ein Lastsignal zu und das Steuergerät erzeugt anhand dieses Lastsignals ein Taktverhältnis, das einem dem zurückgelegten Weg des Fahrpedals 14 proportionalen Öffnungs-Schließ-Verhältnis des Magnetventiles k pro Zeiteinheit entspricht. Das auf diese Weise beaufschlagte Magnetventil k gibt eine lastabhängige Wassermen^e frei. Eine für den jeweiligen Betriebszustand der Maschine erforderliche Wasserzugabe zur Ansaugluft wird dadurch erreicht, daß letztlich die aus dem Vergaser gezogene Wassermenge zusätzlich von der Luftgeschwindigkeit an der Nadeldüse 7 abhängt.
Durch Berücksichtigung beider Parameter, nämlich Drehzahl (Luftgeschwindigkeit) und Last, wird für jeden Betriebspunkt im Kennfeld der Maschine die optimale Wassermenge eingestellt und außerdem wird durch die Zuführung des Wassers im Saugrohr bis zum Eintritt in den Brennraum der Maschine eine gute Verteilung und Vermischung des Wassers mit der angesaugten Luft erreicht.
Gemäß Fig. 3 ist die Zuführeinrichtung 3 als Düse ausgebildet, die ebenfalls im Saugrohr 1 der Maschine 2 angeordnet ist und mit einem Magnetventil k zusammenwirkt, das von dem elektronischen Steuergerät 12 ebenfalls im Sinne eines
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- 7 - Daim 12
variablen Öffnungs-Schließ-Zeitverhältnisses beaufschlagt ist. Das Lastsignal wird durch den von der Stellung des Fahrpedals Ik beeinflußbaren veränderlichen Widerstand 13 und das Drehzahlsignal z.B. durch einen Kontaktgeber an der Kurbelwelle 15 erfaßt. Lastsignal und Drehzahlsignal werden an das elektronische Steuergerät 12 weitergegeben. Als Ausgangssignal ergibt sich ein variables Verhältnis von Öffnungs- und Schließzeit des Ventiles k pro Zeiteinheit und damit ebenfalls eine dem Betriebspunkt im Kennfeld der Maschine entsprechende Wassermenge, die über die Zerstäuberdüse in das Saugrohr 1 eingespritzt wird, um sich dort mit der Ansaugluft gut zu vermischen.
1 30020/03^1

Claims (1)

  1. Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 381 /K
    Stuttgart-Untertürkheim 30. Okt. 1979
    Ansprüche
    1/ Zuführeinrichtung für einen Zusatzstoff, insbesondere Wasser, für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (3) am Einlaß der Brennkraftmaschine angeordnet und daß eine last- und/oder drehzahlabhängige Zumeßeinrichtung (5) vorgesehen ist, die die Zufuhr des Zusatzstoffes zu der Zuführeinrichtung steuert.
    2. Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Steuerung der Zufuhr des Zusatzstoffes der Zuführeinrichtung (3) ein elektromagnetisches Ventil (k) zugeordnet ist
    3. Zuführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Magnetventil (k) ein elektronisches Steuergerät (12) vorgeschaltet ist, das ein die Last und/oder die Drehzahl aufnehmendes Signal in ein für das Magnetventil (k) bestimmtes Taktverhältnis (Öffnungs-Schließverhältnis des Magnetventiles pro Zeiteinheit) umwandelt.
    130020/0341 _ 2 _
    - °. - Daitn 12 381/4
    k. Zuführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lastgeber ein veränderlicher Widerstand (13) vorgesehen ist, der z.B. auf die jeweilige Stellung eines Fahrpedals (i4) anspricht.
    5· Zuführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (3) nach Art eines Vergasers ausgebildet und mit einem eine den Durchlaß des Zusatzstoffes steuernde Düsennadel (7) aufweisenden Steuerkolben (6) im Einlaß versehen ist, der die Zufuhrmenge des Zusatzstoffes in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit steuert.
    6. Zuführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß lediglich der elektrische Widerstand (13) dem Steuergerät (12) ein Signal eingibt.
    7. Zuführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführeinrichtung (3) als Einspritzdüse ausgebildet ist.
    8. Zuführeinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß das der Düse(3) zugeordnete Magnetventil (4) durch das sowohl die Last als auch die Drehzahl verarbeitende Steuergerät (12) beaufschlagt ist.
    130020/0341
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