DE3337152A1

DE3337152A1 - System zur zufuhr von zwei kraftstoffen zu einem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3337152A1
Application number: DE19833337152
Authority: DE
Inventors: Henry C. Waukegan Ill. Billingsley; Amos M. Kenosha Wis. Clark
Original assignee: Outboard Marine Corp
Current assignee: Outboard Marine Corp
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-10-12
Publication date: 1984-08-02
Also published as: FR2540185B1; GB8326245D0; SE8305781L; AU1991483A; JPH0510498B2; CA1211012A; AU567513B2; IT1172347B; BE898719A; SE8305781D0; JPS59138761A; HK101890A; US4499887A; IT8349175A0; GB2134599A; GB2134599B; FR2540185A1

Description

System zur Zufuhr von zwei Kraftstoffen zu einem Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft ein System zur Zufuhr von zwei Kraftstoffen zu einem Verbrennungsmotor und insbesondere ein System,mit dem sich zwei unterschiedliche Kraftstoffe einem Verbrennungsmotor zuführen lassen. 5

Derartige Systeme zur Zuführung von zwei Kraftstoffen sind bekannt und erlauben die gezielte Zuleitung eines teueren Kraftstoffes, wie Benzin, zum Verbrennungsmotor während des Anlaufes, Leerlaufes und bei niedrigen Drehzahlen und eines weniger teueren Kraftstoffes, wie Kerosin, bei Betrieb mit niedrigen und normalen Drehzahlen.

Zum Stand der Technik wird auf folgendenUS-Patentschriften verwiesen: 2 616 404, 2 643 647, 2 664 871, 4 056 087, 4 085 720, 4 090 484 und 4 129 620.

Ferner wird auf die britische Patentschrift 644 721 sowie auf die US-Patentanmeldungen Ser.No. 175 348 und 404 446 hingewiesen.

Das Kraftstoffversorgungssystem nach der Erfindung umfasst einen Vergaser mit einer Kraftstoff/Luft-Einlasspassage mit einer Niederdruckzone, einer sekundären kleinen oder Drosselöffnung und einem Raum oder einer Ausnehmung, die mit der Einlasspassage über die sekundäre Drosselöffnung in Verbindung steht. Eine Zuführeinrichtung für einen primären oder ersten Kraftstoff umfasst eine Quelle für den primären Kraftstoff und eine Einrichtung, die so

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betätigbar ist, dass der primäre Kraftstoff gleichzeitig der Niederdruckzone und der Ausnehmung zugeführt wird. Eine Zuführeinrichtung für einen sekundären oder zweiten Kraftstoff umfasst eine Quelle für den sekundären Kraftstoff und eine Einrichtung, die so betätigbar ist, dass der sekundäre Kraftstoff der Ausnehmung zugeführt wird.

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Zuführeinrichtung für den primären Kraftstoff eine erste Schwimmerkammer, die mit der Niederdruckzone und der Ausnehmung in Verbindung steht,und ein erstes schwimmergesteuertes Ventil, das mit der Quelle für den primären Kraftstoff verbindbar und betätigbar ist, um die Zufuhr des primären Kraftstoffes in die erste Schwimmerkammer zu steuern. Die Zuführeinrichtung für den sekundären Kraftstoff umfasst eine zweite Schwimmerkammer, die mit der Ausnehmung in Verbindung steht, und ein zweites schwimmergesteuertes Ventil, das mit der Quelle für den sekundären Kraftstoff verbindbar und so betätigbar ist, dass es die Zufuhr des sekundären Kraftstoffes in die zweite Schwimmerkammer steuert. Der primäre Kraftstoff kann der Niederdruckzone über eine Kraftstoffdüse zugeführt werden, die eine Verbindung zwischen der ersten Schwimmerkammer und der Niederdruckzone vorsieht. Der primäre Kraftstoff kann der Ausnehmung über eine Leitung zugeführt werden, die die erste Schwimmerkammer mit der Ausnehmung verbindet.

Gemäss einer anderen Weiterbildung umfasst das Kraftstoffzuführsystem eine Anlasspumpe mit einem Einlass, der eine Verbindung mit der zweiten Schwimmerkammer vorsieht, und einem Auslass, der in Verbindung mit einer Anlasskraftstofföffnung steht, die in die Einlasspassage ausmündet, um gezielt eine Menge an sekundärem Kraftstoff in die Einlasspassage einzugeben.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, dass ein Zuführsystem für zwei Kraftstoffe zu einem Verbrennungsmotor bereitgestellt wird, mit dem sich die Menge an teuerem Kraftstoff verringern lässt, der bei Leerlauf und teilweise gedrosseltem Betrieb des Motors erforderlich ist.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, dass das Zufuhrsystem für zwei Kraftstoffe so ausgelegt ist, dass es eine Mischung aus weniger teuerem primären Kraftstoff und teuerem sekundären Kraftstoff dem Motor bei Leerlauf und teilweise gedrosseltem Betrieb als auch bei vollständig gedrosseltem Betrieb zuführt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der. Zeichnung, die schematisch ein erfindungsgemäss aufgebautes Zuführsystem für zwei Kraftstoffe zeigt, näher erläutert.

In der Zeichnung dargestellt ist ein Kraftstoffversorgungssystem 10 für einen nicht gezeigten Verbrennungsmotor, z.B. einen Aussenbordmotor oder dgl. Das KraftstoffVersorgungssystem 10 ermöglicht den Motorbetrieb mit zwei unterschiedlichen Kraftstoffen, z.B. einem billigen ersten oder Primärkraftstoff, z.B. Kerosin, und einem teueren zweiten oder Sekundär kraftstoff, wie Benzin. Durch das System werden die beiden Kraftstoffe miteinander vermischt und während des Leerlaufbetriebes als auch während des Betriebes bei niedrigen und normalen Geschwindigkeiten dem Motor zugeführt. Das System ist ferner so ausgelegt, dass der sekundäre Kraftstoff zum Anlassen des Motors verwendet werden kann, so dass er dessen Anlauf erleichtert.

Das Kraftstoffversorgungssystem 10 umfasst einen Vergaser 12 mit einer Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 14', die mit dem nicht gezeigten Kraftstoffeinlasstutzen des Motors in Verbindung steht. Die Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 14 enthält

ein Venturirohr 16 mit einer Engstelle/ die eine Niederdruckzone 18 vorsieht. Abstromseitig von dem Venturirohr 16 ist ein Drosselventil 20 angeordnet, das zwischen einer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegbar ist, um die Kraftstoff- und Luftströmung durch die Einlasspassage 14 und damit die Motordrehzahl zu steuern.

In der Wand der Einlasspassage 14 nahe dem Umfang des Drosselventiles 20 sind ein oder mehrere sekundäre kleine Öffnungen 22 vorgesehen, die jeweils mit einer Kraftstoffausnehmung oder einem Kraftstoffraum 24 im Vergaser 12 in Verbindung stehen. Der Vergaser 12 enthält eine Kraftstoffleitung oder Passage 26, durch die der Kraftstoff zum Kraftstoffraum 24 gebracht wird. Der Kraftstoffluss durch die Passage 26 zum Raum 24 wird durch ein Nadelventil 28 gesteuert.

Der Vergaser 12 umfasst eine erste oder primäre Kraftstoffoder Schwimmerkammer 30, der ein primärer Kraftstoff, wie Kerosin, von einer Primärkraftstoffquelle 31 über einen Einlasschlauch oder eine Leitung 32 und eine Kraftstoffpumpe 33 bzw. eine andere geeignete Einrichtung zugeführt wird.

Der Fluss des primären Kraftstoffes zur Schwimmerkammer 30 wird durch ein Ventil 34 gesteuert, das mit einem Schwimmer 36 verbunden ist und aufgrund der Bewegung des Schwimmers 36 geschlossen oder geöffnet wird. Das Ventil 34 und der Schwimmer 36 halten daher in der Schwimmerkammer 30 den Primärkraftstoff auf einer bestimmten Füllstandshöhe.

Der Vergaser 12 besitzt eine Belüftungsöffnung 37, über die die Schwimmerkammer 30 mit der Aussenumgebung in Verbindung steht.
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Der Primärkraftstoff gelangt von der Schwimmerkammer zu der Niederdruckzone 18 über eine Kraftstoffdüse 38, die sich zwischen der Schwimmerkammer 30 und der Niederdruckzone 18 erstreckt. Insbesondere weist der Vergaser 12 ein nach unten ragendes hohles Ansatzstück 40 auf, das sich in die Schwimmerkammer 30 so erstreckt, dass sein unteres Ende unterhalb der normalen Kraftstoffüllstandshöhe 4 2 zu liegen kommt. Das untere Ende des Ansatzstückes 4 0 wird durch einen Stopfen 44 mit einer engen Durchlassöffnung verschlossen, und die Kraftstoffdüse 38 erstreckt sich in das Anschlusstück 40 oberhalb des Stopfens 44. Der Vergaser 12 enthält ferner ein Nadelventil 45 zur Einstellung des Kraftstofflusses von der Schwimmerkammer 30 in die Kraftstoffdüse 38.

Der Primärkraftstoff gelangt von der Schwimmerkammer 3 in die Kraftstoffpassage 26 über eine Aufgreifleitung oder ein Rohr 46, das sich zwischen der Schwimmerkammer 30 und der Kraftstoffpassage 26 erstreckt. Obgleich verschiedene andere Anordnungen verwendet werden können, ist bei der gezeigten Konstruktion das Rohr 46 im Inneren der Kraftstoffdüse 38 angeordnet und entsteht zwischen dem Rohr und der Düse eine ringförmige Durchflusspassage 49.

Das Kraftstoffversorgungssystem umfasst ferner ein Gehäuse 50, das eine sekundäre Kraftstoff- oder Schwimmerkammer vorsieht. Ein zweiter Kraftstoff, z.B. Benzin, gelangt in die Schwimmerkammer 52 von einer Sekundärkraftstoffquelle 54 über einen Einlasschlauch oder eine Leitung 0 und eine Kraftstoffpumpe 58 bzw. eine andere geeignete Einrichtung. Der Fluss des sekundären Kraftstoffes in die Schwimmerkammer 52 wird durch ein Ventil 60 gesteuert, das mit einem Schwimmer 6 2 verbunden ist und sich aufgrund der Bewegung des Schwimmers 62 öffnet oder schliesst. Das Ventil 60 und der Schwimmer 62 halten daher in der Schwimmerkammer 52 den sekundären Kraftstoff auf einer bestimmten Füllstandshöhe.

Der obere Teil des Gehäuses 50 enthält eine Belüftungsöffnung 63, über die die Schwimmerkammer 52 mit der Aussenumgebung in Verbindung steht.

Der sekundäre Kraftstoff gelangt von der Schwimmerkammer 52 zur Kraftstoffpassage 26 über ein Rohr oder eine Leitung 64, die sich zwischen einem Auslass 66 am Gehäuse 50 und einer mit der Passage 26 in Verbindung stehenden Kraftstoffeinlassöffnung 68 am Vergaser 12 erstreckt. Eine Drosselöffnung 70 in der Kraftstoffeinlassöffnung 68 beschränkt den Fluss des sekundären Kraftstoffes in die Kraftstoffpassage 26.

Das KraftstoffVersorgungssystem 10 kann ferner eine herkömmliche tauchspulenbetriebene Anlasspumpe 72 zur Zufuhr einer geringen Menge an sekundärem Kraftstoff in die Kraftstoff/Luft-Einlasspassage aufweisen, um den Anlauf des Motors zu erleichtern. Die Anlasspumpe 72 enthält einen äusseren Stössel 74, einen Einlass 76, der in Verbindung mit dem Gehäuseauslass 66 über ein Rohr oder eine Leitung 78 steht, und einen Auslass 80, der mit der Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 14 über ein Rohr oder eine Leitung 82 verbunden ist. Obgleich der Anlasskraftstoff in die Passage 14 an verschiedenen Stellen eingeführt werden kann, ist bei der gezeigten speziellen Konstruktion eine Anlasskraftstofföffnung 84, die mit der Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 14 in Verbindung steht, abstromseitig von dem Drosselventil 20 vorgesehen und ist die Leitung 82 mit dieser Kraftstofföffnung 84 verbunden.

Angenommen, dass Kerosin und Benzin als primärer bzw. sekundärer Kraftstoff dient, dann kann der Motor zum leichteren Start mit Anlasskraftstoff versorgt werden, indem man den Stössel 74 an der Anlasspumpe 72 eindrückt. Hierdurch entsteht ein Benzinzufluss von der Schwimmerkammer 52 in die Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 18 über die Einlasskraftstofföffnung 84.

Wenn der Motor läuft, wird während des Startes oder bei normalem Betrieb Benzin ,von der Schwimmerkammer 52 durch die Kraftstoffpassage 26 in den Kraftstoffraum 24 und von diesem durch die sekundären öffnungen 22 in die Kraft/ Luft-Einlasspassage 18 eingeführt. Gleichzeitig wird Kerosin von der Schwimmerkammer 30 über das Aufnahmerohr 46 und die Kraftstoffpassage 26 in den Kraftstoffraum 24 geleitet und gelangt von dort (nach dem Vermischen oder Vermengen mit dem Benzin) über die sekundären öffnungen 22 ebenfalls in die Kraftstoff/Luft-Einlasspassage 18. Gleichzeitig erfolgt eine Kerosinzufuhr von der Schwimmerkammer 30 über die ringförmige Passage 26 zwischen dem Rohr 46 und der Kraftstoffdüse 38 in .die Niederdruckzone 18. Sobald daher der Motor gestartet ist, wird eine Mischung aus primärem Kraftstoff (Kerosin) und sekundärem Kraftstoff (Benzin) während des Leerlaufes sowie bei teilweise und vollständig gedrosseltem Betrieb zugeführt.

Dieses Vermischen erlaubt einen Motorbetrieb auf Basis einer geringeren Menge an teuerom sekundärem Kraftstoff, wodurch die Betriebskosten im Vergleich zu bekannten mit zwei Kraftstoffen arbeitenden Systemen reduziert werden. Diese bekannten Systeme verwenden den sekundären Kraftstoff nur für den Start und/oder bei Leerlauf des Motors. Das Mischungsverhältnis aus zugemischtem Kraftstoff in dem Kraftstoffraum hängt von dem Strömungswiderstand des primären und sekundären Kraftstoffsystems zwischen dem Raum und der betreffenden Schwimmerkammer ab.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-In:*.M. We.i:ck.m"an"n.*Djpx.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel 8000 MÜNCHEN 86 U\ OKt1 ;3R POSTFACH 860 820 MO1II5TRASSE22 TELHTON (0 89) 98 03 52 TKUX 5 22621 ΤΕΙ.Μ.Κ.ΛΜΜ PATENTWEICKMANN MÖNCHEN Sdt/ht. Outboard Marine Corporation, Waukegan, Illinois, USA PATENTANSPRÜCHE

1.) KraftstoffVersorgungssystem mit einem Vergaser, ier eine Kraftstoff/Lufteinlasspassage enthält, gekennzeichnet durch eine Einrichtung im Vergaser (12) mit einer Niederdruckzone (18), einer sekundären kleinen öffnung (20) und einer Ausnehmung (24), die mit der Einlasspassage (14) über die sekundäre öffnung in Verbindung steht, eine erste Kraftstoffzuführeinrichtung mit einer Quelle (31) für einen ersten Kraftstoff und einer Einrichtung,durch die der erste Kraftstoff gleichzeitig der Niederdruckzone und der Ausnehmung zuführbar ist, und eine zweite Kraftstoffzuführeinrichtung mit einer Quelle (54) für einen zweiten Kraftstoff und einer Einrichtung, durch die der zweite Kraftstoff der Ausnehmung (24) zuführbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die erste Kraftstoffzuführeinrichtung aufweist eine erste Schwimmerkammer (30), die mit der Niederdruckzone (18) und mit der Ausnehmung (24) verbunden ist, und ein erstes durch einen Schwimmer- (26) gesteuertes Ventil (34), das mit der ersten Kraftstoffquelle (31) verbindbar und betätigbar ist, um die Zufuhr des ersten Kraftstoffes in die erste Schwimmerkammer zu steuern, und dass die zweite Kraftstoffzuführeinrichtung aufweist eine zweite Schwimmerkammer (52), die mit der Ausnehmung (24) verbunden ist und ein zweites durch einen Schwimmer (6 2) gesteuertes Ventil (60), das mit der zweiten Kraftstoffquelle (54) verbindbar und betätigbar ist, um die Zufuhr des zweiten Kraftstoffes zur zweiten Schwimmerkammer zu steuern.

3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffdüse (38) , die eine Verbindung zwischen der ersten Schwimmerkammer (30) und der Niederdruckkammer

(18) vorsieht, und eine Leitung (46), die die erste Schwimmerkammer in Verbindung mit der Ausnehmung (24) setzt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Vergaser (12) ein Drosselventil

(20) abstromseitig der Niederdruckzone (18) und eine Anlasskraftstofföffnung (84) umfasst, die abstromseitig des Drosselventiles angeordnet ist und in Verbindung mit der Einlasspassage (14) steht.

5. System nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anlasspumpe (72) mit einem Einlass (76), der in Verbindung mit der zweiten Kraftstoffquelle steht, und einem Auslass (80), der mit der Anlasskraftstofföffnung (84) verbunden ist, um gezielt eine Menge an zweitem Kraftstoff in die Einlasspassage (14) über die Anlasskraftstofföffnung (84) einzugeben.