DE3520367A1

DE3520367A1 - Gemischbildner fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3520367A1
Application number: DE19853520367
Authority: DE
Inventors: Otto 4044 Kaarst Meyer
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1986-12-11

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Gemischbildner für Brennkraftmaschinen, dessen Brennstoffzumeß- und Zerstäubungssystem über einen Austrittsabschnitt stromauf der zu den einzelnen Zylindern führenden Gemischansaugkanäle in einem Luftansaugkanal ausmündet.
Hierbei kann es sich um einen Gemischbildner handeln, dessen Brennstoffsystem selbstsaugend aus einer Schwimmerkammer bzw. direkt von einer Brennstoffpumpe gespeist wird.
Derartige Gemischbildner sind für den Einsatz an Kraftfahrzeug-Motoren geeignet und erfüllen dort seit langem die Anforderungen bezüglich Fahrbarkeit des Fahrzeugs, Starten, Warmlaufen, Wirtschaftlichkeit und Abgasentgiftung.
Im Zuge der neuerlich geforderten Abgasentgiftung durch Katalysatorcn ergeben sich jedoch für diese mechanisch sehr einfachen, billigen Systeme durch den Einfluß der Ansaugkanäle etc. die Schwierigkeit, eine für alle Zylinder der Brennkraftmaschine gleiche Brenngemischverteilung (qualitativ und quantitativ) sicherzustellen, was Grundbedingung für eine Lambda = 1 Regelung und damit für die katalytische Abgasnachbe- handlung ist.
Als Abhilfe hierfür finden daher zunehmend Einspritzsysteme mit mehreren Einspritzventilen Verwendung, bei denen der Einfluß der Ansaugkanäle, in denen dann nur noch Luft gefördert wird, weitgehend ausgeschaltet ist. Diese Einspritzsysteme sind jedoch sehr teuer und eignen sich nur bedingt für den Einsatz bei Brennkraftmaschinen mit kleinerer oder mittlerer Hubraumgröße, die mit geringen Brennstoffmengen betrieben werden, deren genaue Verteilung durch mehrere Einspritzventile hierbei auf Grenzen stößt.
Aus der DE-OS 30 33 728 ist hingegen eine Brennstoff-Einspritzvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt, bei der nur eine Einspritzdüse unmittelbar oberhalb der Öffnungen von zu den einzelnen Zylindern führenden Gemischansaugkanälen angeordnet ist, wobei die Einspritzdüse Spritzlöcher aufweist, durch die Brennstoff zu den Öffnungen der zugeordneten Gemischansaugkanäle gespritzt werden soll. Hierbei ist eine gleichmäßige Brennstoffverteilung zu erwarten, wobei auch hier die genaue Verteilung geringer Brennstoffmengen auf Grenzen stoßen wird.
Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß der Brennstoff einstrahlig in die jeweilige Öffnung eingespritzt wird, wodurch eine Wandbenetzung und eine schlechte Brennstoffaufbereitung, d. h. eine geringe Zerstäubung bzw. Verdampfung vorliegen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Gemischbildner derart zu gestalten, daß er für die Brenngemischversorgung einer Brennkraftmaschine mit guter Gemischverteilung und guter Gemischaufbereitung (Zerstäubung) geeignet ist, so daß eine Lambda-Regelung und katalytische Abgasentgiftung erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.
Vorteile der Erfindung: Durch die Erfindung ist der Einsatz billiger Gemischbildner (Vergaser oder Einfach-Einspritzung) - insbesondere für die unteren Hubraumklassen - auch in Zukunft sichergestellt. Der erfindungsgemäße Gemischbildner eignet sich in Verbindung mit Abgassensoren und ggfs. einem elekronischen Steuergerät für die Lambda-Regelung und damit katalytische Abgasentgiftung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 eine Eindüsen-Einspritzvorrichtung, Fig. 2 einen Vergaser, Fig. 3 einen Schnitt des Vergasers nach Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Eindüsen-Einspritzvorrichtung 1, die mittels eines Zwischenflansches 2 auf einem Ansaugkanalsystem 3 einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine befestigt ist. Das Ansaugkanalsystem 3 besteht aus einem Verteilerabschnitt 4, von dem zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führende Gemischansaugkanäle 5 abgehen, wobei der Verteilerabschnitt 4 die Fortsetzung eines Luftansaugkanals 6 der Einspritzvorrichtung 1 bildet. Dieser Luftansaugkanal 6 ist in einem Gehäuse 7 angeordnet, weist eine willkürlich betätigbare Drosselklappe 8 und stromauf davon eine elektrisch betätigbare Einspritzdüse 9 bekannter Bauart auf, und mündet in eine Luftfilterkammer 10 ein. Die Einspritzdüse 9 ist mit einem Kugelabschnitt 11 dreh-und schwenkbar in einem Kalottenlager 12 aufgenommen, wobei ein Austrittsabschnitt 13 der Einspritzdüse 9 in den Luftansaugkanal 6 und ein Wicklungsteil 14 in einen Hohlkörpereinsatz 15 des Luftansaugkanals 6 hineinragen, der einstückig mit dem Kalottenlager 12 ausgeführt ist und aus der Luftfilterkammer 10 herausragt.
Das Wicklungsteil 15 der Einspritzdüse 9 weist ein außerhalb der Rotationsachse der Einspritzdüse 9 liegendes Lagerauge 16 für eine Verbindungsstange 17 auf, die andererseits in einen Schlitz 18 einer Welle 19 eines elektromagnetischen Stellers 20 eingreift und dort mittels eines Stiftes 21 gehalten ist. Der Steller 20 ist als Dreh- und Axialmotor ausgebildet, d. h. die Welle 19 führt gegenüber dem fest in den Hohlkörpereinsatz 15 eingesetzten Stellergehäuse eine Dreh- und eine Hubbewegung aus, so daß der Austrittsabschnitt 13 der Einspritzdüse 9 durch die Hubbewegung einmal zur Luftansaugkanalachse 22 in einem mit ß bezeichneten t-Bereich geschwenkt und zum anderen um diese in einem mit y bezeichneten Bereich gedreht werden kann.
Die Einspritzdüse 9 wird über einen im Kalottenlager 12 bestehenden Ringraum 23 mit Brennstoff gespeist,das in üblicher Weise von einer Brennstoffpumpe bereitgestellt wird. Das Wicklungsteil 14 der Einspritzdüse 9 ist über nicht dargestellte elektrische Leitungen mit einem nicht dargestellten elektronischen Motorsteuergerät verbunden, dessen Signale nach Maßgabe des Motorbedarfs die durch die Einspritzdüse 9 strömende Brennstoffmenge bestimmen.
Ebenfalls über elektrische Leitungen 24 ist der Steller 20 an das Steuergerät angeschlossen, dessen Signale die Hub- und Drehbewegung des Stellers 20 und damit die Positionierung des Austrittsabschnittes 13 der Einspritzdüse 9 durch Schwenken (ß) und Drehen (y) zur und um die Luftansaugkanal-Achse 22 bewirken, so daß der Brennstoffstrahl 25 beliebig auf die Öffnungen der Gemischansaugkanäle 5 ausgerichtet und damit die Verteilung beeinflußt werden kann.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen einen Vergaser 30 mit einem in einem Venturiabschnitt 31 eines Luftansaugkanals 32 einmündenden Austrittsabschnitt 33, der mit einem nicht näher beschriebenen Haupt-Brennstoffsystem in Verbindung steht, wobei das Brennstoffsystem aus einer Schwimmerkammer 34 gespeist ist. Der Austrittsabschnitt 33 ist mit einem Stangenteil 35 verschiebbar in einem drehbar in einer Bohrung 36 gehaltenen Einsatzstück 37 aufgenommen und steht über eine Bohrung 38 des Stangenteils 35 mit einem Ringraum 39 des Einsatzstückes 37 in Verbindung, wobei der Ringraum 39 über eine um Einsatzstück 37 angeordnete Bohrung 40 mit dem Brennstoffsystem in Verbindung steht. An einem mit Abstand zur Drehmitte am Einsatzstück 37 bestehenden Lagerauge 41 ist eine Stange 42 eines ersten Steller 43 befestigt, dessen Hubbewegung ein Schwenken des Einsatzstückes 37 bewirkt, so daß der durch einen Schlitz 44 in den Luftansaugkanal 32 hineinragende Austrittsabschnitt 33 ebenfalls geschwenkt wird.
Das Stangenteil 35 des Austrittsabschnittes 33 liegt unter der Spannung einer nicht dargestellten Feder gegen einen Zwischenhebel 45 an, der wiederum gegen eine Stange 46 eines zweiten Stellers 47 gedrückt ist, dessen Hubbewegung somit eine Verschiebung des Stangenteils 35 im Einsatzstück 37 und damit auch des Austrittsabschnittes 33 im Venturiabschnitt 31 des Luftansaugkanals 32 bewirkt. Die Steller 43,47 sind elektromagnetisch betätigt und stehen über Leitungen 48 mit einem Steuergerät in Verbindung. Der beschriebene Vergaser soll ebenfalls auf dem Ansaugkanalsystem 3 nach Fig. 1 befestigt werden.
Die Abstimmung der beschriebenen Gemischbildner 1, 30 erfordert eine eingehende Berücksichtigung des Ansaugkanalsystems 3. Bekanntlich ist die Zündfolge häufig die Ursache ungleichmäßiger Gemischverteilung.
Bei ungleichen zeitlichen Saugabständen zwischen den aus dem Ansaugkanalabschnitt ansaugenden Zylindern erhält im allgemeinen derjenige das brennstoffreichere Gemisch, dessen Saugabstand zu dem vor ihm saugenden Zylinder am größten ist.
Durch die erfindungsgemäßen Gemischbildner ist es nun möglich, für jeden Lastpunkt eine optimale Positionierung des Austrittsabschnittes herauszufahren, die in einem Speicher (Kennfeld bzw. Tabelle) des Steuergerätes oder in Form eines Raumnockens bzw. einer Kurvenscheibe abgelegt wird.
Die optimale Positionierung ist dann beim Betrieb durch die Adressierung der Speicher bzw. durch Verstellen des Raumnockens bzw. der Kurvenscheibe mit den für den Lastpunkt geltenden Kenndaten wie Drosselklappen-Öffnungswinkels (a). Motordrehzahl (n), Motortemperatur (tM), Saugdruck (ps) usw. reproduzierbar.
Entgegen den dargestellten Ausführungen kann einmal die Verstellung des Austrittsabschnittes 13,33 durch eine andere Antriebsform (pneumatisch, hydraulisch usw.) und -art (Getriebe, Hebel usw.) erfolgen und zum anderen die willkürlich betätigbare Drosselklappe stromauf des Austrittsabschnittes 13, 33 angeordnet sein, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird. - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Gemischbildner für Brennkraftmaschinen, dessen Brennstoffzumeß- und Zerstäubungssystem über einen Austrittsabschnitt stromauf der zu den einzelnen Zylindern führenden Gemischansaugkanäle in einem Luftansaugkanal ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsabschnitt (13, 33) innerhalb des Querschnitts des Luftansaugkanals (6,32) verstellbar angeordnet und durch Steller (20, 43, 47) in Abhängigkeit von Betriebs-Kenndaten (a, n, tM, PS usw.) positionierbar ist.
2. Gemischbildner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung durch Drehen und Schwenken des Austrittsabschnitts (13, 33) um und zur Luftansaugkanal-Achse (22) bestimmbar ist (gß, ar).
3. Gemischbildner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung durch Koordinaten eines ebenen Koordinatensystems bestimmbar ist (x und y,
4. Gemischbildner nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Positionierung bestimmenden Werte (p, y, x, y) in einem Speicher abgelegt sind, der durch Betriebs-Kenndaten adressierbar ist
5. Gemischbildner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher von einem Raumnocken bzw. einer Kurvenscheibe gebildet ist
6. Gemischbildner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (Kennfeld bzw. Tabelle) in einem elektronischen Motor-Steuergerät enthalten ist.
7. Gemischbildner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steller pneumatisch betätigt ist.
8. Gemischbildner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steller hydraulisch betätigt ist
9. Gemischbildner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steller (20, 43, 47) elektromagnetisch betätigt ist.