DE3347545A1

DE3347545A1 - Vorrichtung zum zufuehren von zusatzluft in den ansaugkanal von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3347545A1
Application number: DE19833347545
Authority: DE
Inventors: Uwe 5650 Solingen Eppenstein; Dirk Hedke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-30
Filing date: 1983-12-30
Publication date: 1985-07-18
Also published as: DE3347545C2

Description

Anlage zur gezielten Verwirbelung gesceuerter drehzalllablwAngiger Zusatzlulc
zum Luft-Kraftstoff-Gemisch bei Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, gesteuerte Zusatzluft durch eine spezielle Verwirbelungsdüse im Ansaugkrümmer stromabwärts der Drosselklappe mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch automatisch zu verwirbeln.
5/9 der Oberflächen-Beschaffenheit der Verwirbelungsdüse ist in Richtung Drosselklappe gerichtet. 4/9 in Richtung Verbrennungsraum.
In dem Oberflächenbereich von 5/9 der Verwirbelungsdüse sind die pyramidenartigen Spitzen in deren Mittelpunkt die unterschiedlichen Luftaustrittsbohrungen angeordnet sind.
Durch die Pyramidenflächen entstanden viele kleine Trichter die es ermöglichen, daß das zuströmende Luft-Kraftstoff-Gemisch zu den Luftaustrittsbohrungen gelangt.
Da der Zuströmkanal aber volumenmäßig größer ist, als das gesamte Volumen der Luftaustrittsbohrungen, wird hierdurch der Ausströmfluß der Zusatzluft wesentlich beeinflußt. Zuströmkanal reicht bis 1 mm vor dem Düsenende.
Durch den Ausströmungsfluß der zusätzlich Zusatzluft aus den unterschiedlichen tuftaustrittsbohrungslängen und deren Winkelanordnung wird hier eine gezielte Verwirbelung mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch erreicht. Das schon verwirbelte Gemisch erhält durch die 4/9 der Verwirbelungsdüsenoberfläche entstandenen Rillen in Richtung Verbrennungsraum nochmals eine zusätzliche Verwirbelung. Dadurch wird eine intensive Verbrennung erreicht, die weitgehend schädliche Abgase reduziert.
Durch die Form der Verwirbelungsdüse und daran befindliche Gewindezapfen in dem sich der Zuströmkanal befindet, ist mittels einer Gewindebohrung im Ansaugkrümmer ein schneller und problemloser Einbau in jeden Ansaugkrümmertyp möglich.
Gewindezapfen außerhalb des Ansaugkrümmers gibt dem Verbindungsschlauch für die Zusatzluft vom Steuerteil kommend einen festen Sitz.
Zuströmkanal ist mittels einer Hutmutter dicht zu verschließen um eventuelle Grundeinstellung der Brennkraftmaschine ohne Zusatzluft durchführen zu können.
Durch die Konstruktion der Anlage ist eine wartungsfreie und problemlose Steuerung möglich.
Die vorgegebene Anlage soll es möglich machen, die Abgase Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe einer Brennkraftmaschine ohne deren Vergaser in Einstellung und Auslegung durch den Hersteller bestimmt zu verändern. Unabhängig von Vergaser und damit verbundene Ansaugkrümmertyp bei jeder Brennkraftmaschine universell einzusetzen.
Es ist bekannt, daß jeder Fahrzeughersteller bemüht ist, die Brennkraftmaschine und den Vergaser so aufeinander abzustimmen, daß sich hier eine größt möglichste Leistung ergibt. Durch die Saugwirkung der Brennkraftmaschine und durch entstehenden Unterdruck waren zwei sehr wichtige Punkte für die Anlage gegeben.
Aufgrund vieler Versuche und Messungen, wurden bei den unterschiedlichen Brennkraftmaschinen und damitverbundenen Vergaser typen in verschiedenen Drehzahlbereichen immer wieder andere CO und HC Werte im Abgas auf einem Sun Infrarot1 Abgastester EPA 75 gemessen.
Der Erfindung lag hier die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu entwickeln, die in keiner Weise auf eine bestimmte Brennkraftmaschine abgestimmt werden muß. Somit stand fest, das die zusätzlich zugeführte Außenluft in Abhängigkeit zum Vergaser stehen muß.
Zusatzluft und Luft-Kraftstoff-Gemisch muß demnach immer in einem richtigen Verhältnis stehen, da sonst die CO - Anteile im Abgas einer Brennkraftmaschine sich reduzieren, anderseits die HC - Anteile ansteigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die spezielle Verwirbelungsdüse und dem einstellbaren Steuerteil die zusätzlich benötigte Außenluft dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßt wurde.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Zusammenspiel von Steuerteil und Verwirbelungsdüse es möglich macht, die sonst so als kritisch gehaltene Grenze von 1 % CO im Abgas einer Brennkraftmaschine bei betriebswarmen Zustand im Leerlauf noch weit darunter zu reduzieren.
Durch eine progressive Steuerung der Zusatzluft wurden aber auch die schädlichen Abgase im Teillastlauf und Vollastlauf weiter reduziert.
In den Zeichnungen wird nachfolgend die Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt und erläutert.
Fig. 1 eine Draufsicht der Verwirbelungsdüse im Maßstab 2,5 : 1 Fig. 2 ein im Schnitt dargestelltes Steueroberteil komplett zusammengebaut, Fig. 3 eine Schnittdarstellung von Steueroberteil und Steuerunterteil mit Führungsdüse, Fig. 4 eine Membrane mit Steuerbolzen, Druckfeder, Einstellmutter, Kontermutter und Fig. 5 eine Leerlaufeinstellschraube mit Kontermutter.
Durch die erfindungsgemäße Anlage wird mit Hilfe des Steuerteils in Fig. 2 Außenluft der Verwirbelungsdüse in Fig. 1 die sich im Absaugkrümmer unterhalb der Drosselklappe befindet zugeführt.
Durch die Saugwirkung der Brennkraftmaschine und der damit verbundene Unterdruck gelangt durch den Luftfilterkanal 10 in den Hauptkanal 11 im Steuerunterteil 1 die Außenluft in die Vorkammer 13 in der sich die Führungsbüche 9 befindet durch den Stutzen 3 mit Hilfe eines Verbrennungsschlauches zurVerwirbelungsdüse. Durch den an der Verwirbelungsdüse in Fig. 1 befindliche Zuströmkanal 4 gelangt genau dosierte Außenluft in den Düsenkopf, der gleichzeitig ein geeignetes Mischungsverhältnis zustande kommen läßt.
Durch die Ausströmbohrungen 1 und 2 in Fig. 1 mit ihren unterschiedlichen Längen und Winkeln strömt die gesteuerte Außenluft dem abfallenden Luft-Kraftstoff-Gemisch entgegen.
Die Leerlaufeinstellschraube 5 in Fig. 5 macht es möglich, die Luftmenge mit Hilfe ihres Kegels am unteren Ende der Schraube, cO-Werte in Abstimmung auf die HC-Werte im Leerlauf einer Brennkraftmaschine genaustens zu dosieren.
Lufteintritt erfolgt hier durch einen Nebenkanal 15 in Fig. 2 direkt in den Stutzen 3 zum Zuführungsschlauch zur Verwirbelungsdüse hin. Am Steueroberteil 2 ist Stutzen 4 in Fig. 2 der Unterdruckschlauch zur Unterdruckanordnung mittels einem Verteiler-Winkelstück angebracht, der die Membrane steuert.
Sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt erhöht sich auch der Unterdruck,gleichzeitig wird der Hauptkanal 11 durch den Steuerbolzen 6 an dem sich die Membrane befindet geöffnet.
Die Zufuhr der zusätzlichen Außenluft wird automatisch und progressiv mit Hilfe des Kegels am Steuerbolzen 6 in 1:ig.4 gesteuert.
Steueroberteil und Membrane sowie Steuerunterteil in Fig. 2 sind mit 3 Scllrauben 14 um 12t>(> versetzt dic1t zusalmnengescllraubt.
Um Kalstartschwierigkeiten zu verilitl(ierll wird Stutzen 3 in Fig .3 und der Verwirbelungsdüse in Fig. 1 ein Thermoventil eingesetzt, daß die Außenluft bei einer bestimmten Betriebstemperatur zuf iel3en läßt.
Aufgrund der zu hohen Umweltbelastung durch zu hohe Abgaswerte besonders bei Altfahrzeugen, trat hier die Anlage ein und sorgte somit erfindungsgemäß für ein richtiges Verhältnis von Zusatzluft zum Luft-Kraftstoff-Gemisch, das automatisch gesteuert und verwirbelt wurde und somit die Abgase reduzierte.
Durch die progressive Steuerung ändert sich das Mischungsverhältnis durch die verschiedenen Drehzahlen der Brennkraftmaschinen.
Durch die schon vorhandenen Techniken ist die Anlage für jedermann erschwinglich und wartungsfrei in jede Brennkraftmaschine einbaubar.
Durch eine bessere Verbrennung wurden die Verbrennungsrückstände in den Brennkraftmaschinen reduziert.
Durch einen Großversuch über 1 Jahr bei zwei unterschiedlichen Brennkraftmaschinen wurden folgende Werte ermittelt: Normaleinstellung oder auch Grundeinstellung bei beiden Fahrzeugen mit fast gleichem km-Stand von 40.ooo km VW 1200 Baujahr 1974 Audi loo Baujahr 1972 2,5 % CO 1,8 % CO 190 ppm (HC) 240 ppm (HC) Durch die erfindungsgemäße Anlage ergaben sich im Leerlauf bei betriebswarmen Zustand folgende Werte: VW 1200 Baujahr 1974 Audi 100 Baujahr 1972 o,5 % CO o,35 z CO Ioo ppm (HC) 150 ppm (HC) Wie der Großverbrauch zeigt, ist es möglich, die Abgaswerte stark zu reduzieren.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche ( 1. Anlage zur gezielten Verwirbelung gesteuerter, drehzahlabhängiger Zusatzluft zum Luft-Krafts toff-Gemis eh bei Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet,daß eine in den Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine einbaubare Verwirbelungsdüse vorgesehen ist, die durch ihre ganz bestimmte Form in Verbindung mit dem Steuerteil und darin befindliche Membrane mit Steuerbolzen 6, sowohl im Teillastlauf und Vollastlauf für eine gezielte Verwirbelung des Luft-Kraftstoff-Gemisches mit der zusätzlichen Zusatzluft sorgt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Umfang von 5/9 der Verwirbelungsdüsenoberfläche viele kleine Trichter durch die Anordnung der Pyramidenflächen entstanden und in deren Mittelpunkt die unterschiedlichen langen Luftaustrittsbohrungen angeordnet sind.
3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die verbleibenden 4/9 der Verwirbelungsdüsenoberfläche mit gewindeartigen Rillen versehen sind, diese einen Winkel von 550 aufweisen.
4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsvolumen der zusätzlichen Zusatzluft, bedingt durch den an der Verwirbelungsdüse vorhandenen Zuströmkanal größer ist, als das gesamte Austrittsvolumen der gesamten Luftaustrittsbohrungen zusammen.
5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsbohrungen nicht nur unterschiedliche Längen sondern auch unterschiedliche Winkel aufweisen.
6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß durch den an der Verwirbelungsdüse befindlichen Gewindezapfen ein Einbau und ein Ausrichten in die Mittellage problemlos in jeden Ansaugkrümmertyp durchzuführen ist.
7. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende Gewindezapfen außerhalb der Ansaugkrümmer dem Verbindungsschlauch vom Steuerteil kommend einen festen Sitz verleiht, gleichzeitig aber noch dazu dient, mittels einer Hutmutter den Zuströmkanal zu verschließen.
8. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anlage durch ihre Konstruktion wartungsfrei und problemlos für alle Brennkraftmaschinen mit Vergaser zu verwenden ist.
9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsdüse zusammen mit dem Steuerteil eine Einheit bilden.