DE3151706A1 - Brennstoffsystem eines verbrennungsmotors mit verdampfung des eingespritzten brennstoffs - Google Patents

Brennstoffsystem eines verbrennungsmotors mit verdampfung des eingespritzten brennstoffs

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DE3151706A1 DE19813151706 DE3151706A DE3151706A1 DE 3151706 A1 DE3151706 A1 DE 3151706A1 DE 19813151706 DE19813151706 DE 19813151706 DE 3151706 A DE3151706 A DE 3151706A DE 3151706 A1 DE3151706 A1 DE 3151706A1
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Description

  • BESCHREIBUNG
  • Die Erfindung betrifft Brennstoffsysteme von Verbrennungsmotoren, bei denen als Brennstoff Benzin oder ein anderer Motorenbrennstoff mit Mehrfraktionszusammensetzung verwendet wird. Überdies bezieht sich die Erfindung auf das Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs.
  • Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung in Brennstoffsystemen von Verbrennungsmotoren mit getrennter Einspritzung in jeden Zylinder des Motors mittels einer Einspritzdüse mit elektromagnetischer Steuerung, besonders in Brennstoffsystemen von Kleinmotoren mit geringem Hubraum für Personenkraftwagen verwendet werden, deren Betriebsort ein Gebiet mit strengen Begrenzungen in bezug auf die Toxizität der Äuspuffgase sein kann0 Es ist bekannt, daß die günstigsten Betriebsbedingungen für einen Verbrennungsmotor beim einbringen Zylinder eines homogenen Brennstoff-Luft-Gemisches in die @@@@@@@, d.h.
  • eines solchen Gemisches, in dem der ganze Brennstoff sich in der Dampfphase befindet, gewährleistet werden. Diese Bedingungen gestatten es, mehrere Ziele und darunter folgende wichtigsten Zielstellungen zu erreichen: die Wirksamkeit der Verbrennung des Brennstoffe durch eine hohe Intensität und eine gute Gleichmäßigkeit des Brennvorgangs bis zum vollständigen Ausbrennen des Brennstoffs zu erhöhen, die Toxizität der Auspuffgase herabzusetzen und die ökonomischen Kennwerte des Motors durch eine erhöhung der Verbrennungsvollständigkeit des Brennstoffe und der Gren-@e der effektiven Abmagerung es des Brennstoff-Luft-Gemisches nu verbesserne Deshalb ist1 unter Berücksichtigung der moderen energetischen und ökologischen Probleme einleuchtend, daß die Gewährleistung der Homogenität des Brennstoff-Luft-Gemisches beim binbringen desselben in den Verbrennungsmotor eine wichtige und aktuelle Aufgabe dar stellt. Auf die Lösung dieser Aufgabe sind zahlreiche Anstrengungen der Fachleute auf dem Gebiet der Entwicklung von Brennstoffsystemen für Verbrennungsmotoren gerichtet.
  • Einer der Wege zur Lösung der angegebenen Aufgabe bestent in der Orgauisierung einer vorläufigen Verdampfung des Brennstoffs im Einlaßsystem bei seiner Zufuhr auf die Oberfläche des Verdampfungselements. Mit diesem Ziel ist eine Reihe von Brennstoffsystemen für Verbrennungsmotoren sowohl mit zentralisierter Brennstoff zufuhr zu sämtlichen Zylindern des Motors als auch mit getrennter Sinspritzung des Brennstoffs in beiden Motorzylinder entwikkelt. Einige dieser Einrichtungen, die zum besseren Verständnis des Wesens der vorliegenden Erfindungideren Unterschiede und Vorteile beitragen, werden nachfolgend in Betracht gezogen.
  • Es ist eine Einrichtung zum Einbringen des Brennstoffs in einen Verbrennungsmotor bekannt, die ein im Einlaßkanal angeordnetes Verdampfungselement in Form einer Reihe von Rohren enthält, auf deren Arbeitsoberfläche ununterbrochen der vom Vergaser verspritzte Brennstoff aufgebracnt wird und in denen ein Wärmeträger zirkuliert, der die Wärme der Auspuffgase durch seine Verdampfung im Boiler und seine Koncensierung an den Innenwandungen der Rohre über trägt. Die Siedetemperatur dieses Wärmeträgers hat einen bestimmten Wert, der für die Verdampfung sämtlicher Fraktionen des als Brennstoff verwendeten Benzins ausreichend ist und die Wirksamkeit der gesamten Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements bei dieser Temperatur gewährleistet /Tony Curtis, Meet the Vapipe", "Motor", London, 1973, vol. 143, Nr.3688, P26, 27/o Die Begrenzung der Temperatur in dieser Einrichtung auf einen bestimmten Wert vermindert wesentlich die thermische Zersetzung des Brennstoffs und schließt dessen Selbstentzündung im Einlaßkanal aus, was in Brennstoffsystemen mit einem Verdampfungselement geschieht, bei dem die Temperatur der Arbeitsoberfläche nicht geregelt wird und übermäßig hohe Wert erreichen kann. Es gelingt jedoch nicht, eine vollständige Verdampfung sämtlicher Brennstoffraktionen bei der Arbeit der beschriebenen Einrichtung zu gewäurleisten. Der Grund dafür liegt darin, daß die Arbeitsoberfläche ihres Verdampfungselements eine isothermische ist, und die fraktionen des Ben- zins verschiedene Siedetemperaturen haben, z.B. Eieden die leichten Fraktionen bei Temperaturen von 28 bis 65°C und die schweren Fraktionen bei Temperaturen von 190 bis 230°C. Beim Auftreffen des Brennstoffs auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements, die unter hoher Temperatur steht geschieht eine momentane Verdampfung der leichten Fraktionen des Brennstoffs und sie bilden ein Dampfpolster unter der flüssigen Brennstoffschicht-, das einerseits die Intensität der Wärmeübertragung schroff herabsetzt, wodurch die Verdampfungszeit der übrigen flüssigen Brennstoffschicht verzögert wird, und trägt andererseits zum Abreißen von Tropfen der flüssigen Brennstoffschicht durch den Luftstrom und zum Mitreißen dieser Tropfen in den Zylinder des iliotors beiO Außerdem kann das Aufrechterhalten der Temperatur der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements auf einer Höhe, die für die Verdampfung der besonders schweren Fraktionen des Brennstoffs erforderlich ist, dazu führen, daß diese liempenatur sich als übermäßig hoch für die leichten Fraktionen ergibt, und diese werden einer thermischen Zersetzung ausgesetzt Die Bildung eines Dampfpolsters und die thermische Zersetzung sämtlicher Brennstoffraktionen wird in einem Brennstoffsystem des Verbrennungsmotors vermieden, in dem das Temperaturfeld der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements kein isothermisches ist und die Temperatur von des Siedetemperatur der leichten Brennstoffraktionen oder sogar von einer etwas niedrigeren Temperatur bis auf eine Temperatur ansteigt, die die Siedetemperatur der schweren Fraktionen des Brennstoffs überschreitet. Dieser Temperaturanstieg erfolgt in der Bewegungsrichtung des Brennstoffs, der ununterbrochen in Form eines Films durch den ringspalt in der Wandung des Einlaßkanals zugeführt wird DE-OS 3107064 Diese Lösung mit einer allmählichen fraktionsmäßigen Verdämpfung des Brennstoffs gestattet, unter Vermeidung seiner thermischen Zersetzung,die Gewährleistung einer vollständigen Verdampfung sämtlicher Fraktionen des Brennstoffs und das Einbringen eines homogenen Brennstoff--Luft-Gemisches in die Zylinder des Verbre@nungsmotors.
  • In dieser Einrichtung, ebenso wie in der oben beschriebenen Einrichtung geschieht jedoch die Verdampfung des Brennstoffs auf der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements bei einer ununterbrochenen Brennstoffzufuhr, und das ermöglicht keine genaue Dosierung der Einbringung des Brennstoffs in die Zylinder des Verbrennungsmotors. Tatsächlich sind diese beiden Einrichtungen für die Verwendung in Systemen mit einer zentralisierten Brennstoffzufuhr zu allen Zylindern des Motors bestimmt.
  • Doch wegen der Steuerzeitüberschneidung und de Längendifferenz der Stutzen des Einlasssammlers entnehmen die Zylinder des Motors ungleichmässige Mengen des Brennstoff--Luft-Gemisches aus seinem Gesamtstrom, wobei diese in ihrer Fraktionszusammensetzung unterschiedlich sind.
  • Aus US-PS 3461850 ist eine Einrichtung des Brennstoffsystems eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs bekannt, der durch die Einspritzdüsen für jeden Zylinder des Motors im einzelnen dosiert wird. Diese Einrichtung, von der die Erfindung ausgeht, enthält einen Ein- und einen Auslasskanal, ein Verdampfungselemnt, das an seinem einen Teil durch die ,Järme der den Auslasskanal durchströmende Auspufffi,ase erwärmt wird, und mit seinem anderen Teil, der die Arbeitsoberfläche aufweist, im Einlasskanal liegt und einen Teil seiner Wandung bildet, sowie eine Düse für das Einspritzen des Brennstoffs, deren Düsenloch auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements gerichtet ist. Das Verdampfungselement dieser Einrichtung bildet einen solchen Teil der lßandung des Einlasskanals,der in der Anordnungszone des Verdampfungselements auch einen Teil der Wandung des Auslassderart kanals / darstellt,dass die Wärme der Auspuffgase .auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements über den gemeinsamen Teil der Vandungen des Ein- und Auslasskanals übertragen wird,wodurch sie eine wirksame Erwärmung dieser Oberfläche gewährleistet. Dabei liegt das Temperaturfeld der Arbeitsoberfläche eines solchen Verdampfungselements dem isothermischen nahe. Die Düse zum einspritzen des Brerinstoffs ist in der beschriebenen FinrichEung an der diametral ;egenüberliegenden Seite in bezug auf die Arbeits- oberfläche des Verdampfungselements angeordnet.
  • In einer solchen Einrichtung ist es infolge des isothermischen Charakters des Temperaturfelds der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements, wie das schon oben erläutert wurde> unmöglich, eine stabile und vollständige Verdampfung sämtlicher Fraktionen des Brennstoffs beim Betrieb des Verbrennungsmotors zu gewährleisten. Dabei kann sich die Temperatur der Arbeitsoberfläche eines solchen Verdampfungselements bei einer Änderung des Betriebszustands des Motors verändern, sie kann übermäßig niedrig seine wobei die schweren Braktionen nicht verdampft werden9 oder übermäßig hoch ausfallen, wobei eine thermische Zersetzung des Brennstoffs erfolgt. Außerdem kann infolge der Einspritzung des Brennstoffs auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements über den ganzen Strom der eingesaugten Luft, der sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, eine Zerstäubung der Brennstoffackel und das Mitreißen seiner Tropfen in den Zylinder des Motors geschehen. Das Mitreißen der Brennstofftropfen in den Zylinder des Motors ist auch infolge deren Eindringens in den Strom der eingesaugten Luft nach dem Aufprallen der Fackel des eingespritzten Brennstoffs auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements möglich, das in der beschriebenen Einrichtung unter einem Winkel geschieht, der dem rechten Winkel nahe liegt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs zu schaffen, bei dem die Arbeitsoberflache des Verdampfungselements ein ansteigendes aufweist Temperaturfeld / und der Brennstoff sich in Form eines dünnen Films über diese Oberfläche in Richtung des Temperaturanstiegs bewegt, wobei eine minimale Durchlauflänge des eingespritzten Brennstoffs durch den strom der eingesaugten Luft gewährleistet wird.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs, mit einem Ein- und einem Auslaßkanal, einem Verdampfungselement, das an seinem einen Teil durch die Wärme der den Auslaßkanal durchströmenden Auspuffgase erwärmt wird, und-mit seinem anderen Teil, der die Arbeitsoberfläche hat, im Einlaßkanal liegt und einen Teil seiner Wandung bildet, sowie mit einer Düse zum Einspritzen des Brennstoffs, deren Düsenloch auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements gerichtet ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements sich von demjenigen Teil desselben, der durch die Wärme der Auspuffgase erwärmt wird, bis mindestens zum diametral gegenüberliegenden Abschnitt des Einlaßkanals erstreckt, und auf diese entfernteste Zone der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements möglichst nahe zur Richtung der Tangente zu dieser Oberfläche das Düsenloch der Einspritzdüse gerichtet ist.
  • Dank dieser Lösung hat das Temperaturfeld der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements beim Betrieb des Verbrennungsmotors einen Anstiegsgradienten der Temperatur in Richtung von der Zone, auf die der Brennstoff aufgespritzt wird, bis zu derjenigen Zone der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements, die in unmittelbarer Nähe von dem Teil des Verdampfungselements liegt, der durch die Wärme der Auspuffgase erwärmt wird. Dabei bewegt sich der Brennstoff in Form eines dünnen Films in Richtung des Anstiegsgradienten der Temperatur der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements, was dank dem Einspritzen deiccelben in einer Richtung, die nahe zur Tangente an die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselement liegt, erreicht wird. All das gewährleistet ein fraktionsgebundenes Verdampfen des Brennstoffs. Es ist nicht schwer, die Wärmebilanz so auszulegen, daß für alle Betriebszustände des Verbrennungsmotors die Temperatur der Zone der Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements, auf die der Brennstoff aufgespritzt wird, die Siedetemperatur der leichte-.
  • sten Brennstoffraktionen des Brennstoffs nicht überschrei-.
  • tet und bevorzugt dieser gleich ist, während die Temperatur der Zone der Arbeitsoberfläche des Verbrennungselements, die in unmittelbarer Nähe von dem Teil des Ver- dampfungselements liegt, der durch die Wärme der-Auspuffgase erwärmt wird, höher als die Siedetemperatur der schwersten Fraktionen des Brennstoffs ausfällt. Das gewährleistet die Sicherheit der nacheinanderfolgenden fraktionsgebundenen Verdampfung des Brennstoffs bei allen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors. Die Binspritzung des Brennstoffs wird erfindungsgemäß in einer Richtung vorgenommen, die möglichst nahe zur Tangente an die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements liegt. Dabei wird die Abweichung von der Tangente, die durch das Vorhandensein eines Brennstoffzerstäubungskegels bedingt ist, unbedeutend sein. Neben der Gewährleistung der Brennstoffbewegung in Form eines dünnen Films gestattet es dies, eine Zerspritzung des Brennstoffs beim Aufprallen desselben auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements auszuschließen. Außerdem ermöglicht diese Anordnung der Einspritzdüse und des Verdampfungselements eine sehr kurze Länge des Brennstoffwegs durch den Strom der ailgesaugte uSt von der Einspritzdüse bis zur Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements zu erreichen, was es gestattet die Zerstäubung des Brennstoffs -bei dessen Einspritzung bis auf ein verschwindendes Mindestmaß herabzusetzen. All das ermöglicht die Gewährleistung der Homogenität des BrellnstoffLut't-Gemisches beim Einbringen in den Verbrennungsmotor, und zugleich kann in diesem Motor ein getrenntes Versorgungssystem mit dosierter Einspritzung des Brennstoffs in jeden Zylinder verwendet werden Das Verdampfungselement kann gemäß der Hauptlösung der Erfindung in Form eines separaten Werkteils aus einem wärmeleitenden Material ausgeführt werden, das aus dem Aus in den Einlaßkazial verläuft, und mit seinen, in diesen Kanälen untergebrachten Teilen mit einem Wärmeisolationsspalt in zug auf die Aufnahrne flächen angeordnet ist. Das gestattet es, genauer und in einfachster Weise den erforderlichen Wärmezustand beim Betrieb des Verdampfungselements zu gewährleisten. Außerdem wird dadurch eine Vereinfachung der Produktionsvorbereitung zur Herstellung von Verbrennungsmotoren mit dem Brenn- stoffsystem gemäß der Erfindung ermöglicht. Zum gleichen Ziel ist es auch vorteilhaft, daß das Verdampfungselemeint in Borm eines separaten Werkteils in einem Gehäuseteil mit Hohlräumen und Aufnahmeflächen für die Anordnung des Verdampfungselements untergebracht wird, der für den Einbau zwischen dem Kopf des Zylinderblocks und den Stutzen der Ein- und Auslaßkanäle angepaßt ist.
  • Das in Form eines separaten Werkstücks ausgeführte Verdampfungselement kann mehrere Teile aufweisen, die in den Einlaßkanälen untergebracht sind, und mehrere andere, sich in den Auslaßkanälen befindende Teile besitzen, die für mehrere Zylinder des Verbrennungsmotors bestimmt sind. Das gestattet es, die Anzahl der Werkstücke zu vermindern, was bei der Fertigung des Verbrennungsmotors sich als nützlich erweisen kann.
  • Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Bs zeigen; Fig. 1 das Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs gemäß der Erfindung im schnitt quer durch die Ein- und Auslaßkanäle; Fig. 2 den Ausschnitt II eines Teils der Einrichtung nach Fig. 1 an der Stelle des Aufprallens der Brennstoffackel auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements in vergrößertem Maßstab im Vergleich zur Fig .1; Fig. 3 die Einrichtung nach Fig. 1 im bchnitt längs der Linie III-III längs der Achsen des Ein und Auslaßkanals und des Düsenlochs der Einspritzdüse; Fig. 4 das Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs gemäß der Erfindung 1 in dem das Verdampfungselement in Form eines, für zwei Zylinder des Motors bestimmten Werkteils ausgeführt ist im Schnitt quer zu den Achsen des Ein- und Auslaßkanals.
  • In der Fig. 1 ist das Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Kerzenzündung dargestellt, in dem das getrennte Einspritzen einer zyklisonen Dosis Brennstoff in jeden Zylinder geschieht. Der Hauptteil dieser Einrichtung ist d das Verdampfungselement 1, das aus dem Teil l-a, der durch die Wärme der Auspuffgase erwärmt wird, dem Teil l-b, der zur Verdampfung des auf ihn aufgespritzten Benzins dient, und dem Verbindungssteg l-c, der diese Teile verbindet und die Wärmeübertragung vom Teil l-a zum Teil l-b durchführt, besteht. Das Verdampfungselement 1 hat weiter zentrierende Vorsprünge 2, mit denen es sich auf die Äufnahmefläcne 3 eines Gehäuse teils 4 abstützt. Das Verdampfungselement 1 ist aus einem gut wärmeleitfähigen Werkstoff, z.B. aus einer Legierung auf der Basis von Kupfer oder Aluminium ausgeführt, und der Gehäuseteil 4 besteht aus einem Werkstoff, der eine relativ niedrige Wärme@eitfähigkeit aufweist, insbesondere aus Stahl oder wärme festem Kunststoff. Die zentrierenden Vorsprünge 2 gewährleisten das Vorhandensein eines Luftspalts zwischen dem Verdampfungselement 1 und dem Gehäuseteil 4, der die Wärmeisolierung zwiscnen diesen Teilen durchführt.
  • Der Teil l-a des Verdampfungselements 1 hat eine Hiform und sein Innenhohlraum 5 ist ein Teil des Auslaßkanais für den Austritt der Auspuffgase. Dabei ist die Innenoberfläche in diesem Teil l-a mit Längsrippen zur Vergröleerung der Wärmeaustauschfläche ausgeführt.
  • Der Teil 1-b des Verdampfungselements 1 erstreckt sich von dem Verbindungssteg l-c über den Kreisumfang des Ringhohlraums 7 des Gehäuseteils 4 zu seinem diametral gegenüberliegenden Abschnitt. Dieser Teil l-b stellt einen Teil der Wandung des Einlaßkanals dar, der seinerseits ein Teil des Ringhohlraums 7 ist. Dabei ist die Oberfläche 8 des Teils l-b des Verdampfungselements 1 seine Arbeitsoberfläche und stellt zugleich einen Teil der Innenoberfläche des Einlaßkanals dar. Gegenüber dem Endabschnitt der Arbeitsoberfläche 8 ist im Gehäuseteil 4 eine elektromagnetische Einspritzdüse 9 angeordnet. Ihr Düsenloch hat eine Richtung, die nahe zur Tangente an die Arbeitsoberfläche 8 verläuft.. Die Abweichung von dieser Richtung ist nur dadurch bedingt, um das Aufkommen der ganzen Dosis des eingespritzten Brennstoffs auf die Arbeitsoberfläche 8 zu gewährleisten. Deshalb ist der Abweichungswinkel B der Richtung die Düsenlochs in der Einspritzdüse 9 von der Tangente, zur Arbeitsoberfläche 8 unbedeutend und beträgt O bis 10°, im dargestellten Beispiel beträgt er 5°.
  • Zur besseren Ausnahme und Ausrichtung der weiteren Bewegung des Brennstoffs, besonders wenn der Winkel ß gleich Null ist, wird die Arbeitsoberfläche 8 in der Zone der Brennstoffeinspritzung flach und mit einer Abschrägung 10 (Fig. 2) ausgeführt. Diese Abschrägung kann mit der Richtung des Düsenloch in der Einspritzdüse 9 einen Winkel γ in der Größenordnung von 5 bis 150 bilden, der z.B. im dargestellten Beispiel 10° beträgt.
  • Zur Gewährleistung einer vollständigen Verdampfung des Brennstoffs hat das Verdampfungselement 1 eine solche Konfiguration, daß in allen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine volle und fraktionsgebundene Verdampfung des Brennstoffs sichergestellt wird. Ist z.B. zur Verwendung als Brennstoff Benzin der borsten "Regular" oder "Premium" vorgesehen, bei denen der Siedetemperaturbereich der Fraktionen in den Grenzen von 28 bis 207°C liegt, so wird das Verdampfungselement b so ausgeführt, daß die Temperatur in der Zone der Aufspritzung des Brennstoffs auf seine Arbeitsoberfläche 8 250C beträgt, und die Temperatur in der Nähe vom Verbindungssteg l-o etwa 210 bis 23000 gleich ist.
  • Wie das aus der Fig. 3 ersichtlich ist, wird das Büsenloch in der Einspritzdüse 9 in der Ebene, die längs der Achse des Einlaßkanals 7 verläuft, unter einem Winkel zu dieser Achse angeordnet, der etwa 75° beträgt. Die Neigung der Einspritzdüse in der angegebenen Richtung gewährleistet die besten Bedingungen :tir die Formierung eines Brennstoff ilms. Aus der gleichen Fig, 3 ist ersicntlich, daß der Gehäuseteil 4 mit ebenen Stirnflächen zum Anschluß an den Zylinderblockkopf 11 und zur Befestigung eines Einlaßstutzens 12 und eines Auslaßstutzens 13,- durch die die Luft angesaugt wird, bzw, die Auspuffgase aus einem Zylinder des Verbrennungsmotors austreten, ausgeführt; ist. Zur Abdichtung der Verbindungen zwischen dem Ver- dampfungselement 1, dem Genäuseteil 4, dem Zylinderblockkopf 11, dem Einlaßstutzen 12 und dem Äuslaßstutzen 13 sind Dichtungen 14 eingesetzt.
  • Die beschriebene Einrichtung wirkt in gleicher Weise wie auch andere Einrichtungen tait einem Verdampfungselement, auf dessen Arbeitsoberfläche eine Verdampfung des Brennstoffilms erfolgt. Die zyklische Dosis des Brennstoffs je Zylinder wird auf die Arbeitsoberfläche 8 des Verdampfungselements 1 aufgespritzt, wonach er sich über diese Oberfläche in Richtung der Temperaturerhöhung bewegt und fraktiUnsgebunden verdampft wird. Die in den Zylinder des Motors eingesaugte Luft strömt durch den Einlaßkanal r,, vermischt sich mit den Brennstoffdämpfen und bildet ein homogenes Brennstoff-Luft-Gemisch, das in den Zylinder des Motors eintritt.
  • Die Figur 4 stellt ein Beispiel dar, wo das Verdamp-Tungselement 1 und der Gehäuseteil 4 für zwei Zylinder eines Verbrennungsmotors bestimmt sind. In diesem Beispiel hat das Verdampfungselement 1 zwei Teile 1-a, die durch die Wärme der Auspuffgase aus zwei Auslaßkanälen 5 entsprechend zweier Zylinder des itiotors erwärmt werden, zwei Teile l-b mit den Arbeitsoberflächen 8, die in zwei Einlaßkanälen 7 zweier Zylinder des Motors angeordnet sind, und einen gemeinsamen Verbindungssteg 1-c. Obwohl das Verdampfungselement 1 einen einheitlichen Werkteil darstellt, der zur Gewährleistung, des Betriebs von zwei Zylindern des Verbrennungsmotors bestimmt ist, erfolgen die Verdampfung des Brennstoffs und die Einspeisung in beiden Zylinder unabhängig voneinander.
  • Unter Berücksichtigung der Darlegung im allgemeinen Teil wird klar, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine wirkungsvolle Verdampfung sämtlicher Fraktionen des Brennstoffs gewihrleisten und das Mitreißen von Tropfen in den Zylinder des Verbrennungsmotors verhindern. Das gewährleistet eine wirtschaftliche Ausnutzung des Brennstoffs, setzt die Toxizität der Auspuffgase herab und beseitigt eine Zerstörung des Zylinder und Kolbenpaars, deren Grund in der Wegspülung und Verdünnung des Öls unter Einwirkung der in den ylinder eindringenden Brennstofftropfen liegt.
  • Aus der Beschreibung der Beispiele ist desgleichen ersichtlich, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung relativ einfach ist und daß man sie leicht in die Produktion ohne wesentliche Änderung der Fertigungstechnologie der Verbrennungsmotoren einführen kann.
  • Es sind auch andere Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung moglich. Insbesondere kann das Verdampfungselement einen Teil eines ein@eitlichen Werkteils darstellen, in dem die Ein- und Auslaßkanäle angeordnet sind und die Einspritzdüse eingebaut ist, wie das im nächsten Vorläufer der Erfindung gemacht war. Der Teil des Verdampfungselements, der durch die Wärme der Auspuffgase erwärmt wird, kann auch nicht eine ringartige Form, sondern die Form eines berippten Vorsprungs im Auslaßkanal haben, und umgekehrt kann der im Einlaßkanal liegende Teil des Verdampfungselements eine ringartige Form mit einem Ausschnitt für das Sinspritsen des Brennstoffs in die Zone der Arbeitsoberfläche, die der Zone, die sicii am Verbindungssteg zwischen beiden Teilen befindet, diametral gegenüberliegt, aufweisen. Es ist auch einleucntend, daß das Verdampfungselement zusammengesetzt aus Metallen mit verschiedenen Wärmeleitzahlen ausgeführt werden kann, wodurcn der Aufwand an Engpaßmetallen herabgesetzt wird. Das Verdampfungselement ka!n vollständig oder teilweise nicht in einem separaten Gehäuseteil, sondern in einem eigens dafür ausgeführten Ifohlraum im Kopf des Zylinderblocks oder im Flansch der Ein- und Auslaßsammler untergebracnt sein. Auf die Oberflächen des Verdampfungselements s und des Gehäuseteils, zwischen denen der Luftspalt gebildet ist, können wärmeschützende Überzüge aufgetragen werden, die eine Verminderung der Wärmeverluste durch Strahlung gewährleisten.
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Claims (5)

  1. Zentralnyj Nautschno-Issledowatelskij i Konstruktorskij Institut Topliwnoj Apparatury Awtotraktornych i Stazionarnych Dwigatelej Leningrad / Sowjetunion BRENNSTOFFSYSTEM EINES VERBRENNUNGSMOTORS MIT VERDAMPFUNG DES EINGESPRITZTEN BRENNSTOFFS PATENTANSPRUCHE: 1. Brennstoffsystem eines Verbrennungsmotors mit Verdampfung des eingespritzten Brennstoffs mit einem Ein-- und einem Auslaßkanal, einem Verdampfungselement, das all seinem einen Teil durch die Warme der den Auslaßkanal durchströmenden Auspuffgase erwärmt wird und mit seinem anderen Teil, der die Arbeitsoberfläche aufweist, im Einlaßkanal liegt und einen Teil seiner Wandung bildet, sowie mit einer Düse zum Einspritzen des Brennstoffs, deren Düsenloch auf die Arbeitsoberfläche des Verdampfungselements gerichtet ist, d a d u r c h g e k e n nz e i G h n e t, daß - die Arbeitsoberfläche (8) des Verdampfungselements (1) sich von seinem Teil (l-a), der durch die Warme der Auspuffgass erwärmt wird, bis mindestens zum diametral gegenüberliegenden Abschnitt des Einlaßkanals (7) erstreckt, und - auf diese entfernteste Zone der Arbeitsoberfläche (8) des Verdampfungselements (1) möglichst nach zur Richtung der Tangente an diese Oberfläche (8) das Düsenloch der Einspritzdüse (9) gerichtet ist.
  2. 2. Brennstoffsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - das Verdampfungselement (l) in Form eines separaten Werkteils aus einem wärmeleitenden Material ausgeführt ist, das aus dem Auslaßkanal (5) in den Einlaßkanal (7) verläuft und - mit seinen, in diesen Kanälen untergebrachten Teilen (l-a und l-b) mit einem Wärmeisolationsspalt CS ) in bezug auf die Aufnahmeflächen (3) angeordnet ist.
  3. 3. Brennstoffsystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - das Verdampfungselement (1) in Form eines separaten Werkteils in einem Gehäuseteil (4) mit Hohlräumen (5 und 7) und Aufnanmeflächen (3) für die Anordnung des Verdampfungselements (1) untergebracht ist, - und dieser Gehäuseteil (4) für den Einbau zwischen dem Kopf des Zylinderblocks und den Stutzen der bin- und Auslaßkanäle angepaßt ist.
  4. 4. Brennstoffsystem nach Anspruch 2oder 3, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verdampfungselement (1) in Form eines separaten Werkteils mehr als einen Teil (1-b) aufweist, die im Einlaßkanal (7) angeordnet und entsprechend für mehr als einen Zylinder des Motors bestimmt sind.
  5. 5. Brennstoffsystem nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verdampfungselement (1) in Form eines separaten Werkteils mehr als einen Teil (1-a) aufweist, die im Auslaßkanal (5) angeordnet und entsprechend für mehr als einen Zylinder des Motors bestimmt sind.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3461850A (en) * 1966-09-02 1969-08-19 Daimler Benz Ag Installation for reducing the noxious exhaust gas emission of internal combustion engines
DE2238599A1 (de) * 1972-08-05 1974-02-21 Daimler Benz Ag Verfahren und vorrichtung zum verbessern der abgas-emission von brennkraftmaschinen, insbesondere von kraftfahrzeugbrennkraftmaschinen

Patent Citations (2)

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z.: Krafthand, Heft 25, Dez. 1959, S. 942-943 *

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