DE3802669A1 - Ein verfahren zur zweiphasigen einspritzung und anschliessenden geschlossenen verdampfung von dieselkraftstoffen vor der zufuhr zur verbrennung in diesel-verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zweiphasigen Ein­ spritzung und anschließenden Verdampfung von Dieselkraft­ stoffen vor der Zufuhr zur Verbrennung in Diesel-Verbren­ nungsmotoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In Viertakt-Verbrennungsmotoren wird Dieselkraftstoff durch direkte Einspritzung in den Verbrennungsraum gegen Ende des Verdichtungshubs der komprimierten Luft zugeführt und im Laufe des Arbeitshubs verbrannt. Zu Beginn der Ver­ brennung steigt der Druck zunächst an und erreicht ein Maximum. Im weiteren Verlauf der Verbrennung im Laufe des Arbeitshubs sinkt der Druck kontinuierlich ab. Die Abgase werden im Ausschubhub in die Umluft ausgestoßen.

Die Qualität der Verbrennung und der Schadstoffemission sind direkt von der Qualität der Zerstäubung abhängig /1, 2, 3, 4, 6, 13/, welche im mittleren Durchmesser der Tropfen und in deren Verteilung zum Ausdruck kommt. Hierzu wird der Kraftstoff vor der Zerstäubung auf hohe Drücke kom­ primiert. Der mittlere Tropfendurchmesser ist von der Höhe dieses Zerstäubungsdrucks abhängig. Um möglichst kleine und gleichgroße Tropfen zu erzeugen, sind hohe Zerstäubungs­ drücke erforderlich. Diese Eigenschaft führte dazu, daß Drücke bis zu 1500 bar angewendet wurden /1, 3, 13/. Diese zu hohen Zerstäubungsdrücke erfordern jedoch extra starke und noch komplizierter gebaute Zestäubungsdüsen /3/, diese sind aber einem starken Verschleiß ausgestzt /13/. Trotzdem hat man nach neuesten Untersuchungen /11/ fest­ gestellt, daß der mittlere Tropfendurchmesser einer unteren Grenze ausgesetzt ist, welche durch Kollision und Wieder­ vereinigung zu großer Tropfen erklärt wurde.

Trotz Anwendung von Mehrlochdüsen u. a. erfassen die durch Zerstäubung verteilten Kraftstofftropfen nicht die gesamte Luftladung. Aus diesem Grunde ist man dazu gezwungen, mit einem höheren Luftverhältnis als 1 auch bei Vollast /1/ zu fahren. Die Literleistung des Motors ist dementspre­ chend niedrig.

Auch die Einspritz- und Verbrennungsdauer /3, 13/ haben ihren Einfluß auf die Leistung des Motors, die Verbrennung erstreckt sich weit in den Arbeitshub hinein. Die theore­ tische Leistung sinkt mit Zunahme der Verbrennungsdauer ab, und erreicht bestenfalls die theoretische Leistung des be­ kannten Dieselkreislaufs.

Die starke Abhängigkeit der Schadstoffemission, wie CH, CO und Ruß von der Zerstäubungsqualität und die Schwierigkeit, die obenerwähnten Eigenschaften zu vermeiden /6/, haben zur Anwendung anderer Verfahren, wie Film- und Vorkammer­ verbrennung, Glühkerzenvorwärmung und Zündungsverbrennung oder zur Anwendung der Abgasrückführung in direkteinsprit­ zenden Dieselmotoren /8, 15/ geführt, welche für einen mehr oder weniger geringen Anteil an der Verdampfung des kraft­ stoffes vor der Verbrennung sorgen, wobei die zu dieser Verdampfung benötigte Wärme zunächst aus Glühkerzen oder den sie umgebenden Wänden entzogen wird. Da die zu dieser Verdampfung verfügbare Zeit sehr kurz ist, ist der so erzielte Anteil an der Verdampfung und dementsprechend die Verbesserung der Abgasqualität sehr gering. Außerdem ist ein komplizierter Aufbau und eine Einbuße an Leistung un­ vermeidlich.

Damit die Rußemission die vorgegebenen Grenzwerte einhält, ist in diesen Systemen eine Nachverbrennung mit Hilfe von Katalysatoren erforderlich geworden /8, 9, 10, 12/. Eine Minderung der Leistung um 10-25%, die Kaltabfahrtsbe­ schleunigung und eine Zunahme des Kraftstoffverbrauches sind dabei unvermeidlich /10, 12/. Eine Anwendung des sogenannten "Super Diesel", um die Rußemission zu mindern hat nach neuesten Messungen kaum eine Wirkung gezeigt /6/.

Im neuen Kraftstoffzufuhrverfahren wird versucht, diese beschriebenen Nachteile zu vermeiden, so können bessere Abgasqualität, höhere Leistung, höhere Liter-Leistung und ein robusterer, von der Zerstäubungsqualität, Einspritzzeit und -dauer unabhängiger Betrieb erreicht werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Bild 1 unten Massen- und Druckverteilung der Verbrennungsluft:
Verteilung bzw. Massendurchflußrate der Verbrennungs­ luft zwischen den drei Räumen:
(2) Verbrennungsraum und Zylinder
(5, 13) Speicherraum und
(11) Verdampfungsraum
in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel. oben Gasdruck in den Räumen (2), (5 oder 13) und (11) in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel:
Kurve Bedeutung
1 in Raum (5) bei Vollast im Direkt-Verfahren.
2 in Raum (5) bei Teillast im Direkt-Verfahren.
3 wie Kurve 1 bei langsamer Entleerung.
4 im Verbrennungsraum (2).
5 in Raum (11) bei Vollast, früher Einspritzung.
6 wie Kurve 5 beii später Einspritzung in Raum (11).
7 wie Kurve 6 bei Teillast.
8, 9 und 10 im Speicherraum (5, 13) entsprechen der Reihe nach den Bedingungen der Kurven 5, 6 und 7.

Bild 2, 3, 4, 5, 6 Technische Ausführungsbeispiele des "direkt"-Zu­ fuhrverfahrens für die bekannten Verbr.-motoren.

Bild 7 Ausführungsbeispiel des "Indirekt"-Verfahrens.

Bild 8 Voraussichtlicher Druckverlauf des neuen Verfahrens Kurve 4 gegenüber bekannten Verfahren, Kurve 1-3.

Bild 9, 10, 11 und 12 Technische Ausführungsbeispiele zweiphasigen Ein­ spritzdüsen: 9 mit Luftspeicher, 10 ohne Luftspeicher, 11 Luftzufuhr im Nadelsitz, 12 zentrale Luft.

In dem Verfahren wird ein sehr geringer Teil der Verbren­ nungsluft gespeichert und zur optimalen Zerstäubung und homogenen Verteilung des Kraftstoffes verwendet, wobei das Gemisch aus Kraftstoff und Luft "direkt" zur Verbrennung in den Verbrennungsraum oder "indirekt" in einen ge­ schlossenen Verdampfungsraum eingeführt wird, wo der Kraft­ stoff im Laufe von drei Kolbenhüben verdampft und danach durch Öffnen des Ausblasventils gegen Ende des Verdich­ tungshubs des nächsten Verbrennungskreislaufs das hoch komorimierte Kraftstoffdampf-Luftgemisch in den Verbren­ nungsraum einströmt und dort verbrannt.

"Direkt"- und "Indirekt"-Verfahren können an Hand von Bild 1 erklärt werden. In Bild 1 ist der Druck in verschiedenen miteinander kommunizierenden Räumen in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel dargestellt, wobei die Winkel 0-180, 180-360, 360-540 und 540-720 in Bild 1 der Reihe nach den Saug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Ausschubhub bezeichnen. Kurve 4 ist der bekannte Verlauf des Gasdrucks im Zylinder. Die Bilder 2-7 zeigen den technischen Einbau der neuen Verfahren in die bekannten Dieselverbrennungsmotoren.

Im "Direkt"-Verfahren, welches in den Bildern 2-6 gezeigt ist, wird das Kraftstoff-Luftgemisch direkt in den Verbren­ nungsraum (2) eingespritzt. Während des Saughubs strömt Frischluft in den Zylinder (1) ein, welche im Verdichtungs­ hub vom Kolben (2) komprimiert wird. Gegen Ende des Ver­ dichtungshubs wird der Kraftstoff in Form eines vordefi­ nierten Strahls (3) eingespritzt. In Kurve 4 Bild 1 findet der maximale Druck kurz nach Einsetzen der Verbrennung statt. Zu diesem Moment wird auf dem Streckenteilstück von b bis c der Kurve 4 ein sehr geringer Teil der Frischluft außerhalb der Verbrennungszone des eingespritzten Strahls (3) in einem Raum (5, 13) gespeichert. Die dadurch hervor­ gerufene Frischluftströmung in den Speicherraum (5, 13) ist durch die Pfeile (4) in den Bildern 2-6 dargestellt. Der Druck steigt im Speicherraum (5, 13) gemäß den Kurven 1-3 in Bild 1 an. Nach Ablauf des Arbeits- und Ausschubhubs wird erneut Frischluft angesaugt und im Verdichtungshub komprimiert. Zu Beginn der Zerstäubung strömt diese in (5) gespeicherte Luft in der Zerstäubungsdüse (7, 8) über die Verbindungskanäle (9, 18) ein, und vermischt sich mit dem komprimierten hinausfließenden Kraftstoff innerhalb der Düse (7, 8). Gleichzeitig sinkt der Druck im Speicherraum (5, 13) gemäß den Kurven 1-3 in Bild 1 ab. Die Höhe des Gasdrucks im Speicherraum (5, 13) ist vom maximalen Druck im Zylinder abhängig. Demgemäß ist der Gasdruck bei Voll­ last nach Kurve 1 höher als bei Teillast nach Kurve 2. Kurve 3 ist wie Kurve 1 für Vollast gezeichnet, jedoch läuft die Luftzufuhr zur Einspritzdüse kontinuierlich, und der Druck sinkt laufend ab.

Vor dem Austritt aus der Düse bildet das Gemisch ein zwei­ phasiges Gemisch aus Luft-Kraftstoffdampf und flüssigem Kraftstoff. Beim Austritt aus der Düse erreicht das Gemisch die kritische Strömungsgeschwindigkeit /2/, wodurch das Gemisch in sehr feine, in der Verbrennungsluft homogen-ver­ teilte, Kraftstofftropfen übergeht. Der mittlere Tropfen­ durchmesser ist, wie es für die Schallzerstäubung der Fall ist, kleiner als 10 Mikrometer. Es wird eine Wolke aus sehr feinen, durch Luft voneinander getrennten Tropfen er­ zeugt. Dieser Zustand verhindert die beschriebene Kollision und Wiedervereinigung der Tropfen /11/ und führt zu einer sehr schnellen Verbrennung.

Der wolkenförmig aus der Einspritzdüse ausströmende Gemischstrahl (3) in den Bildern 2-6 verursacht eine Zirkulationsströmung in der komprimierten Luft im Verbren­ nungsraum. Dadurch wird bei Vollast die gesamte Luft von der Verbrennung erfaßt, und ein niedriges Luftverhältnis zugelassen, welches knapp über 1 liegen darf. Es ergibt sich ein höhere Literleistung als in den bekannten Diesel­ motoren /1/.

Dadurch, daß der Strahl aus der Einspritzdüse (3) ein größeres Volumen besitzt, und mit fein zerstäubten nebel­ förmig verteilten Tropfen versehen ist, wird nach Austritt des Strahls eine starke Verwirbelung im Brennraum erzeugt. Der Verbrennungsraum wird vor dem Verbrennen mit dem Kraft­ stoffnebel gefüllt. Die Verbrennung geht rasch vonstatten, wesentlich schneller als in den bekannten Dieselmotoren. Dieser Sachverhalt ist zum Vergleich mit den bekannten Verbrennungsverfahren in Bild 8 dargstellt. Die Kurven 1, 2, 3 zeigen den Verbrennungskreislauf /1, 3, 14/ der Direkteinspritzung bzw. der wandverteilenden MAN-M-Direkt­ einspritzung und des Vorkammerverfahrens. Kurve 4 stellt den zu erwartenden Verlauf nach dem neuen Verfahren zufolge dar.

Gleichzeitig wird jeder Tropfen von seiner Verbrennungsluft umgeben, so da im Moment der Verbrennung jeder Tropfen unabhängig von der Last ein örtliches Luftverhältnis größer 1 besitzt. Dadurch wird die Rußbildung verhindert und die Abgasqualität verbessert. In den bekannten Diesel­ motoren findet die Verbrennung im Strahlenkern statt bei einem Luftverhältnis kleiner i.

Das Verfahren führt außerdem bereits in der Düse zu einer Vorwärmung des Kraftstoffs, ergibt eine höhere Zündwillig­ keit und ermöglicht die Verbrennung von den Kraftstoffen niedrigerer Cetanzahl. Die Verbrennung läuft schneller ab, und daher ergibt sich nach Bild 8 eine höhere thermische Leistung.

Es ist zu beachten, daß die kritische Strömung für die zweiphasigen Gemische wesentlich niedrigere Drücke benötigt als für die bekannten einphasigen Systeme. Daher können die in Bild 9-12 nach diesem Verfahren arbeitenden Düsen bei niedrigeren Drücken betrieben werden, was zur Verein­ fachung des Aufbaus des Kraftstoffeinspritzsystems beiträgt.

Zu Beginn der Verbrennung und bei maximalem Druck fließt, wie es bereits für Pfeil 4 beschrieben ist, Frischluft von außerhalb der Verbrennungszone in den Speicherraum (5, 13) und wird dort gespeichert. Somit bleibt die Luftmenge bei der Verbrennung gleich. Es findet lediglich eine Verschie­ bung der zur Zerstäubung notwendigen Luftmenge zum nach­ folgenden Verbrennungskreislauf hin und insbesondere im Vorkammerverfahren in Bild 6 eine Verschiebung ihrer Verbrennungsfront in Bewegungsrichtung statt. Diese Art der Frischluft-Verschiebung steigert die Homogenität und beschleunigt die Verbrennung. Durch Fertigung des Speicherraums (5) in unmittelbare Nähe der Abgase kann die gespeicherte Frischluft erhitzt werden. Dementsprechend steigt der Druck im Speicherraum, was für die zweiphasige Zerstäubung nur von Vorteil ist.

Im "Indirekt"-Verfahren Bild 7 dosiert, im Unterschied zum oben beschriebenen "Direkt"-Verfahren, die zweiphasige Düse (7) das Kraftstoff-Luftgemisch in einem, einer Vorkammer ähnlichen geschlossenen Verdampfungsraum und spritzt es ein. Die zeitlichen Abläufe des Gasdruckes in diesem "Indirekt"- Verfahren sind über dem Kurbelwellenwinkel aufgetragen Bild 1 wobei Kurve 4 den Gasdruckverlauf im Zylinder (1), die Kurven 5, 6 und 7 den Druck im Verdampfungsraum darstellen. Wie aus Bild 1 der Kurven 8-10 zu entnehmen ist, wird das Kraftstoff-Luftgemisch aus der zweiphasigen Düse 7 in den Verdampfungsraum (11) zu einem Zeitpunkt a in Bild 1 ein­ gespritzt, in dem der entsprechende Zylinder gemäß Kurve 4 den Arbeitshub durchläuft. Bis Ende des nächsten Ver­ dichtungshubs des entsprechenden Zylinders hat der dosierte und zerstäubte Kraftstoff genügend Zeit im Verdampfungsraum (11) zu verdampfen, wodurch der Gasdruck im Verdampfungs­ raum gemäß den Kurven 5, 6 und 7 in Bild 1 erheblich hoch steigt. Der Einspritzzeitpunkt a wird daher so eingestellt, daß der Kraftstoff im Verdampfungsraum (11) total verdampft ist. Da diese verfügbare Zeit sich über mehr als drei Kolbenhübe ausstreckt, ist es nicht notwendig den Ein­ spritzzeitpunkt a dem Drehzahl- und Lastverhältnis anzupassen.

Am Ende des Verdichtungshubs öffnet das Ausblasventil (12) in Bild 7, und das gasförmige Kraftstoff-Luftgemisch aus dem Verdampfungsraum (11) in dem angegebenen Strahl (3) strömt schlagartig in den Verbrennungsraum aus. Es ist aber ein durch die Eigenschaft des Dieselkreislaufs bedingtes Ergebnis, daß sich der Gegendruck der frischen Luft in dem Zylinder zum Zeitpunkt g der Dampfausströmung aus dem Ver­ dampfungsraum kaum ändert und daher auf die dosierte Kraftstoffmenge keinen Einfluß hat. Der Antrieb des Aus­ blasventils kann z. B. durch elektromagnetische Verstellung eines Nadelventils oder mechanisch durch einen mit nocken­ wellendrehzahl angetriebenen Schieber ausgeführt werden.

Das gasförmige Kraftstoff-Luftgemisch vermischt sich mit der komprimierten Frischluft und bildet vor dem Verbrennen ein in der Verbrennungszone homogenes Gemisch, welches schneller und vollkommener als in den bekannten Verfahren verbrennt. Dadurch wird die Abgasqualität wesentlich verbessert und die Rußbildung total verhindert /vergl. 12/. Dadurch daß der Kraftstoff schneller verbrennt (Kurve 4 in Bild 8), werden höhere Drücke, geringere Kühlungsverluste und höhere Leistung erreicht. Dennoch sind, wie bereits erwähnt, die erforderlichen Einspritzdrücke niedriger und erfordern hinsichtlich des Einspritzzeitpunkts (a in Bild 1) keine genaue Einstellung. Die Verdampfungswärme wird durch Kühlung der Brennraumwand entzogen und nicht, wie üblich, der Verbrennungswärme.

Obwohl es prinzipiell möglich ist, daß dieses "Indirekt"- Verfahren ohne Lufbeteiligung bei der Zerstäubung und Verdampfung des Kraftstoffs ausgeführt wird, wird Luft als dessen Träger bei der Zerstäubung und der Verdampfung bevorzugt angewandt.

Der Druckverlauf im Luftspeicherraum (5, 13) ist in Bild 1 durch die Kurven 1-3 im "Direkt"-Verfahren und 8-10 im "Indirekt"-Verfahren angegeben. Wie bereits zu Beginn beschrieben, strömt auch im "Indirekt"-Verfahren die durch den Druckanstieg im Verbrennungsraum komprimierte Frisch­ luft gemäß Pfeil 4 in den Speicherraum ein und wird dort gespeichert. Dadurch steigt im Zeitraum b-c der Druck im Speicherraum. Dieser Anstieg ist vom maximalen Druck im Verbrennungsraum abhängig. Daher ist der Druckanstieg im Speicherraum bei niedriger Last gemäß Kurve 2 und 10 in Bild 1, niedriger als bei Vollast entsprechend den Kurven 1, 3, 8 und 9. In Kurve 8 liegen die Punkte a und c zusammen. Hier stellt Punkt a den frühest möglichen Einspritzzeitpunkt dar.

Der Massenstrom zwischen den drei Räumen ((5) Speicher-, (11) Verdampfungs- und (2) Verbrennungsraum) im "Indirekt"- Verfahren ist im unteren Teil von Bild 1 für drei Verbren­ nungskreisläufe angegeben. Bei einer Nichtvermischung der Luft im Speicherraum wird die gerade in den Speicherraum einströmende Frischluft zur Zerstäubung des Kraftstoffs mittels der zweiphasigen Düse im nächsten Kreislauf angewendet. Das erzeugte Kraftstoff-Luftgemisch nimmt nach seiner Verdampfung an der Verbrennung im übernächsten Kreislauf teil.

Der Speicherraum (5, 13) kann beliebig gestaltet werden. Beispiele hierfür sind u. a. der umschließende Raum (13) in Bild 9 jeder Düse (8) in Bild 3-5, getrennten Räume (5) jeder Düse (7) in Bild 2, 6 und 7 oder ein gemeinsamer Raum für mehrere Düsen.

Die erforderlichen zweiphasigen Düsen unterscheiden sich von bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen durch die Luft­ strömung in der Düse. In den Bildern 9-12 sind Querschnitte Düsen dieser Bauart eingezeichnet. In Bild 9 ist die Düse (8) in Detail dargestellt, sie läßt die Lufteinström­ öffnungen (16) zum Speicherraum (13) und die Luft­ einströmkanäle (9) oder (18) zur Düse klar erkennen. Die Ventile (17) sorgen für die Einhaltung der Strömungs­ richtung. Die Bilder 10-12 sind Querschnitte von Düsen (7) ohne Luftspeicherung. Die Düsen (7) in den Bildern 10 und 11 unterscheiden sich in der Auslegung der Lufteinström­ kanäle (9, 18) innerhalb der Düse. In Bild 12 wird die Luft innerhalb des Kanals (20) der Düsennadel (14) zugeführt und sie strömt durch verschieben der Scheibe (19) beim Abheben der Düsennadel aus.

Es ist zu bemerken, daß der unterhalb der Nadel (14) der Düse eingeschlossene Kraftstoff vor und nach der Einspritz­ zeit eine Menge Luft enthält. Nur die über den Kanal (15) neu zugeführte Kraftstoff enthält während der Einspritzzeit in der geöffneten Düse keine Luft und zieht bei ihrer beschleunigten Strömung Luft aus dem Speicherraum (5, 13) mit sich. Dieser Aufbau verhindert, daß am Ende des Ein­ spritzens an der Düse Tropfen hängenbleiben.

Dadurch, daß das Volumen der einzuspritzenden Kraftstoff­ menge im Verhältnis zur Luftmenge im Verbrennungsraum einige Promille beträgt, ist die notwendige Luftmenge zur zweiphasigen Zerstäubung sehr gering. Ist jedoch mit der Anwendung des Verfahrens eine starke Verwirbelung und Homogenisierung des Kraftstoff-Luftgemisches (gemäß Bild 2, 3, 6, 7) beabsichtigt, so daß das Volumen des Speicherraums (5) dementsprechend bei der Auslegung größer gewählt werden. Obwohl der Fall des "Indirekt"-Verfahrens im Aufbau eine Ähnlichkeit zur Vorkammerverbrennung (Bild 6) zeigt, wird die Verbrennung im "Indirekt"-Verfahren in einem einzigen Verbrennungsraum durchgeführt. Dadurch wird im neuen Aufbau die Zerklüftung des Verbrennungsraums, die Verlangsamung der Verbrennung durch ihre zweistufige Unterteilung und ihre nachteiligen Einflüsse auf Leistung und Abgasqualität vermieden.

Hinsichtlich der Ausführungen sind einzelne Vorgänge in der Literatur getrennt bekannt, z. B. die Luftverschiebung von einem Zylinder in den anderen innerhalb des gleichen Verbrennungskreislaufs /5/, die Luftzufuhr in die Strahl­ einschnürungszone der Benzineinspritzventile /4, 5/, oder die zweiphasige Zerstäubung im Bereich der kritischen Strömung /2/, oder die Vorwärmung oder Verdampfung des Kraftstoffs vor dem Einspritzen /7, 12, 16/.

Benennungs-Stückliste
der erfindungsgemäßen Bauteile und Hilfsmittel

1 Zylinder
2 Kolben, Verbrennungsraum
3 Einspritzstrahl aus Kraftstoffnebel oder -dampf und Luft
4 Frischluftstrom zum Speicherraum
5 Luftspeicherraum außerhalb der Düse
6 Glühkerze
7 Zweiphasige Einspritzdüse (ohne Luftspeicherung)
8 Zweiphasige Einspritzdüse (mit Luftspeicherung)
9 Düsenluft-Einströmkanäle
10 Vorkammer
11 Sprühnebel-Verdampfungsraum
12 Dampf-Ausblasventil
13 Düsenluft-Speicherraum
14 Düsennadel
15 Kraftstoffzulaufkanal und -raum
16 Luft-Einströmöffnungen (zum Speicherraum)
17 Einweg-(Durchfluß)-Ventil
18 Lufteinströmkanal (zum Düsennadelsitz)
19 Luftsperrscheibe
20 zentraler Luftzulauf

Literaturverzeichnis

1. Bosch: Kraftfahr Technisches Taschenbuch. VDI-Verlag 19. Auflage 1984.
2. Masters, K.: Spray drying, an introduction principles, operational practic and applications. Leonard Hill Book London 1972.
3. Freudenschuss, O. H. Schmidt und Dr. W. Ulrich: Die Pump Düse. Ein modernes Konzept für den schnellaufenden - direkteinspritzenden Dieselmotoren. 6. Wiener Symposium VDI-Verlag 1985.
4. Bosch: Mechanisch-elektronisches Benzineinspritzsystem 1987/72 Nr. 2021. Technisch Unterrichtung.
5. Obländer, K. und M. Schäfer: Verfahren zur Kraftstoff­ aufbereitung in Mehrzylinder-Einspritzbrennkraftmaschine und nach dem Verfahren arbeitende Maschinen. Daimler Benz AG, DE-OS 15 76 009, 14. 10. 1967.
6. Sauer, H.: Super Diesel, Zeitschrift für Automotor Sport Nr. 21/1987.
7. Abthof, J.: Otto-Brennkraftmaschine insbesondere für Kraftfahrzeuge. Daimler Benz AG, DE-OS 24 37 483, 1976.
8. Cichoki, R. AVL List GmbH Graz,: Chancen des direktein­ spritzenden Dieselmotors in Personenkraftwagen. 6. Wiener Motorensymposium, 1985.
9. Ludecke O. A. General Motors corporations: Diesel exhaust particulate trap and regeneration system development. 7. Wiener Motorensymposium, 1986.
10. Schwarzbauer, G. und Dr. H. Kratochwill BMW-Motoren GmbH Steyer.: Versuchserfahrungen mit Rußabbrennfiltern an Pkw-Dieselmotoren. 7. Wiener Motorensymposium, 1986.
11. O'Rourke, P. J. and F. V. Bracco: Modelling of drop inter­ actions in thick sprays and a comparison with experi­ ments, Stratified charge automotive engines I Mech E- cof. Publ. 1980-9.
12. Förster, S.: Billiger Schutz vor Dieselgift?. (Der Öl- Dampf-Motor). Der Spiegel Nr. 50/1987, Seite 209.
13. Freudenschuß, O. und G. Herdin Steyer-Daimler-Puch AG.:
Schadstoffemissionen des neuen Steyer-Daimler-Puch- Leichtdieselmotors. 7. Int. Wiener-Motorensymposium 1986.
14. Finsterwalder, G. and H. Keupper: The Deutz Stratified charge process. Stratified charge automotive engines I Mech E conf. Publ. 1980-9.
15. Polach, W.: Otto-Diesel-Hybridmotor mit motorinterner Kraftstoffvergasung durch zweistufige Verbrennung. 2. Wiener Motorensymposium VDI-Verlag 1978.
16. Saleh, A. H.: Kraftstoffverdampfung und -aufbereitung für Otto-Brennkraftmaschinen. DE-OS 34 14 168, P 37 25 561.4, P 36 24 977.7 von 1984, 1986 und 1987.

Claims (8)

1. Ein Verfahren zur zweiphasigen Zerstäubung beim Dosieren und danach zur anschließenden Verdampfung vor der Zufuhr des Kraftstoffs in Ein- oder Mehrzylinderdiesel- Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der komprimierten Frischluft in einem Speicherraum gespeichert wird, und in der Einspritzdüse des je­ weiligen Zylinders mit dem dosierten Kraftstoff während des Einspritzens im nächsten Kreislauf in Form eines zweiphasigen Gemisches vermischt wird, daß das zwei­ phasige Gemisch in einem so benannten "Indirekt"- Verfahren in einen Verdampfungsraum eingespritzt wird, bevor das Kraftstoffdampf-Luftgemisch am Ende des Ver­ dichtungshubs des darauf folgenden Kreislaufs der kom­ primierten Frischluft zur Verbrennung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweiphasige Gemisch in einem sogenannten "Direkt"- Verfahren ohne Verdampfung direkt in den Verbrennungs­ raum des jeweiligen Zylinders im nächsten Kreislauf zur Verbrennung eingespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur zweiphasigen Einspritzung komprimiertes Gas in die Einspritzdüse zugeführt wird, so daß das Gas mit dem Kraftstoff vor dem Düsenaustritt zum Brennraum ein zweiphasiges Gemisch bildet und das Gemisch in zwei­ phasiger Form eingespritzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einspritzung des Kraftstoff-Luftgemisches von der einen Seite und das Speichern komprimierter Frischluft von der anderen Seite das Erzeugen einer Verwirbelung im Brennraum beabsichtigt wird, welche durch Auslegung des Speicher- und Brennraums verstärkt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicherraum (5, 13) durch ein Einwegventil (17) mit dem Brennraum direkt verbunden ist und daher Frischluft bekommt, solange der Druck im Brennraum höher liegt als der Druck im Speicherraum, und demzu­ folge der Druck im Speicherraum immer dem maximalen Druck im Brennraum nahe liegt, obwohl der Gasdruck im Brennraum insbesondere im Saug-, Verdichtungs-, und Ausschubhub niedriger ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicherraum (5, 13) direkt in die Einspritz­ düse (7, 8) mündet, wodurch Luft mit dem Kraftstoff vor dem Düsenaustritt ein zweiphasiges Gemisch bildet, und dadurch, daß das Gemisch in zweiphasiger Form ein­ gespritzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicherraum in die Einspritzdüse (13) selbst, in die Brennraumwand (5) nahe der jeweiligen Ein­ spritzdüse oder als ein zentraler Speicherraum für alle Einspritzdüsen außerhalb des Brennraums eingebaut wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 4-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine einphasige oder bevorzugt zweiphasige Düse (7, 8) in einen Verdampfungsraum (11) den Kraftstoff einspritzt, welcher in die Brennraumwand jedes Zylinders eingebaut ist, und gegen den Brennraum durch ein Ausblas­ ventil (12) geschlossen bleibt und nur zum Einführen des verdampften Kraftstoffs am Ende des Verdichtungshubs kurzzeitig und daher in einer der Nockenwellendrehzahl gleichen Frequenz elektrisch oder mechanisch geöffnet wird.