DE3047962A1 - Anordnung zur vermischung eines zweiphasen-gemisches - Google Patents

Description

• Anordnung zur Vermischung eines Zwei-
• phasen-Gemisches Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Vermischung eines in einer flexiblen Förderleitung strömenden Zweiphasen-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 27 38 992 bekannt sind, wird in die zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Ansaugkanäle nicht reiner Kraftstoff, sondern ein aus Kraftstoff und einem gewissen Anteil an Trägerluft bestehendes Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt, um so die insbesondere bei kleinen Lasten bestehenden Schwierigkeiten der genauen Zumessung auch kleinster Kraftstoffmengen zu umgehen. Es ergibt sich also in den zu den Einspritzstellen führenden Förderleitungen eine Zweiphasen-Strömung, bei der die eine Phase aus flüssigem Kraftstoff und die andere Phase aus einem gasförmigen Medium, nämlich Luft, besteht. Solche Zweiphasen-Strömungen haben jedoch den Nachteil, daß die beiden Phasen, soweit sie nicht wirklich homogen und gleichmäßig gemischt sind, unterschiedliche Fördergeschwindigkeit annehmen, indem beispielsweise die flüssige Phase als an der Wand der relativ engen Förderleitung niedergeschlagene und mit relativ geringer Geschwindigkeit transportierte flüssige Filmschicht vorhanden ist, während in dem mittleren Bereich der Strömungsleitung eine reine Gas- bzw. Luft strömung mit relativ hoher Geschwindigkeit strömt. Diese Verhältnisse machen sich in sofern nachteilig bemerkbar, als die geringe Strömungsgeschwindigkeit der flüssigen Phase zu einem schlechten dynamischen Verhalten einer mit einer derartigen Einspritzeinrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine führen, da für den Transport von der Zumeßstelle des Kraftstoffes bis zur Einspritzung in die Ansaugkanäle bzw. bis zum Eintritt des eingespritzten Kraftstoffes in die Zylinder der Brennkraftmaschine eine zu lange Zeit vergeht, so daß die Anpassung der Brennkraftmaschine an schnell wechselnde Belastungszustände unzureichend ist.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, bei einer mit einer derartigen Einspritzeinrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine die Strömung des aus Kraftstoff und Luft bestehenden Zweiphasen-Gemisches in der Förderleitung zu vergleichmäßigen und zu beschleunigen, ohne dabei die Flexibilität der beispielsweise aus Plastik bestehenden Förderleitungen zu verringern.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß gemäß der Erfindung in die Förderleitung mehrere im Abstand voneinander angeordnete Einsatzkörper aus Metallwhisker, vorzugsweise aus einem Nickelwhisker eingebracht sind, wird eine weitgehende Homogenisierung der Zweiphasen-Strömung und damit eine Erhöhung der Transportgeschwindigkeit des Kraftstoffes erreicht, was für ein verbessertes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine sorgt. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Metallwhisker, die bekanntlich aus miteinander verflochtenen Einkristallfäden mit hoher Streckgrenze und elastischer Dehnung bei relativ niedrigem Gesamtgewicht bestehen, sind in der hohen Porosität zu sehen, die eine günstige Vermischung der Zweiphasen-Strömung bei relativ geringen Strömungsverlusten bewirken.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Brennkraftmaschine gezeigt, die mit einer ein Krafttoff-Luft-Gemisch enspritzenden Einspritzeinrichtung ausgerüstet ist. In der Zeich nung ist dabei mit 1 die beispielsweise aus einer Vierzylinder-Otto-Maschine bestehende Brennkraftmaschine insgesamt bezeichnet, die in ihrer Ansaugleitung 2 in Strömungsrichtung vor einer willkürlich verstellbaren Drosselklappe 4 eine Venturianordnung 3 aufweist, von der eine einen Teil der angesaugten Luft aufnehmende Förderleitung 6 abzweigt. In dieser Förderleitung ist eine Förderpumpe 6 angeordnet, die die Trägerluft zusammen mit der in einer Eraftstoffzumeßvorrichtung 7 zugemessene Menge an Kraftstoff zu den Einspritzstellen unmittelbar vor den den einzelnen Zylindern 11a - lid der Brennkraftmaschine 1 zugeordneten Einlaßventilen transportiert. Dazu ist hinter der Förderpumpe 6 in der Förderleitung 5 eine Verteilvorrichtung 8 vorgesehen, von der aus die zu den einzelnen Einspritzstellen führenden Einspritzleitungen 9a - 9d abzweigen.
• In diesen beispielsweise aus flexiblem Kunststoff bestehenden Einspritzleitungen 9a - 9d sind mehrere, gegebenenfalls dicht aufeinanderfolgende oder mit Abstand voneinander angeordnete Einsatzkörper 10 aus Metallwhisker angeordnet, die die Aufgabe haben, eine Vergleichmäßigung der in den Einspritzleitungen strömenden Zweiphasen-Strömung zu erreichen. Diese Whisker bestehen bekanntlich aus Einkristallfäden mit hoher Streckgrenze und elastischer Dehnung, die dicht miteinander verflochten einen relativ porösen Körper mit verhältnismäßig geringem Gewicht ergeben. Diese in die Leitungen eingeschalteten, beispielsweise zylindrischen Einsätze beeinträchtigen dabei die Flexibilität des Leitungssystems nicht, bewirken aber auch die innige Vermischung der beiden Phasen der Kraftstoff-Luft-Strömung eine Reduzierung der Transportzeit des zugemessenen'Kraftstoffes und damit eine Verbesserung des dynamischen Verhaltens der Brennkraftmaschine. Mit Vorteil kann dabei als Werkstoff für die Whisker-Einsätze Nickel verwendet werden, wobei durch die Verwendung von Nickel vorteilhafte katalytische Aufbereitungseffekte auftreten. Auch wenn in der Zeichnung die erfindungsgemäßen Whisker-Einsatzkörper nur in den Einspritzleitungen 9a - 9d vorhanden sind, so können diese doch mit Vorteil auch in dem Teil der gemeinsamen Förderleftung 5 zwischen der Kraftstoffzumeßvorrichtung 7 und der Verteilvorrichtung 8 angeordnet sein.

Claims (2)

1. ANSPRüCHE 1. Anordnung zur Vermischung eines in einer flexiblen Förderleitung strömenden Zweiphasen-Gemisches, insbesondere eines aus Kraftstoff und Luft bestehenden Gemisches für eine ein solches Gemisch in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine einspritzende. Kraftstoffeinspritzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (5; 9a - 9d) mehrere im Abstand voneinander angeordnete, aus Metallwhisker bestehende poröse Einsatzkörper (10) vorgesehen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Einsatzkörper (10) aus Nickelwhisker bestehen.