DE671754C - Druckzerstaeuber fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Druckzerstäuber für Brennkraftmaschinen, bei welchen der Brennstoff unter Druck durch einen von einem Ventil freigegebenen Ringspalt in die Verbrennungsluftleitung eingespritzt wird, insbesondere bei Anwendung eines federnden Ventilkörpers.

Bei den bekannten Zerstäubern dieser Art wird der im wesentlichen in der allgemeinen Strömungsrichtung aus dem Ringspalt des Zerstäubers austretende Brennstoff durch die an dem Zerstäuber vorbeistreichende· Luft mitgenommen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich durch eine solche bloße Mitnahme des eingespritzten Brennstoffes durch die an dem Zerstäuber vorbeistreichende Strömungsluft keine sehr feine A'erteikmg des Brennstoffs in der Strömungsluft und damit auch kein gutes Luft-Brennstoff-Gemisch erzielen läßt.

Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, über den Zerstäuber im Abstand eine an dem in der Strömungsrichtung vorderen Ende offene und an dem in der Strömungsrichtung hinteren Ende mit Durchtrittsöffnungen versehene Kappe zu stülpen. Trotzdem sich durch das Überstülpen einer solchen gelochten Kappe über den Zerstäuber gewisse Vorteile erreichen lassen, ist die Zerstäubung und damit das sich ergebende Luft-Brennstoff-Gemisch auch in diesem Falle immer noch sehr unbefriedigend.

Demgegenüber ist dieser Nachteil nach der Erfindung durch die Anordnung von Kanälen an und, in Strömungsrichtung der Luft in diesen Kanälen gesehen, vor dem Ringspalt behoben, welche Luftströme unmittelbar am Ringspalt quer zu diesem vorbeiströimen lassen.

Im Falle solcher Luftkanäle kann bei quer zur Kanallängsrichtung an dem einen Ende der Kanäle vorbei streichendem Brennstoff die .dem unter Druck ausgespritzten Brennstoff innewohnende- Bewegungsenergie zur Erzeugung einer quer zu dem Brennstoff gerichteten Saugwirkung ausgenutzt werden, durch die die Luft ein- oder mehrmals durch den Brennstoff hindurchgezogen wird. Durch ein solches ein- oder mehrmaliges Durchdringen des Brennstoffs mit der Strömungsluft läßt sich eine äußerst feine Zerstäubung des in die Luftleitung übertretenden Brennstoffes in der Strömungsluft und damit auch ein gutes Luft-Brennstoff-Gemisch erzielen.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt die allgemeine Anordnung des neuen Druckzerstäubers in einem der zu den Zylindern führenden Luftkanäle einer Brennkraftmaschine.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstabe e: Schnitt durch eine Ausführungsform neuen Zerstäubers.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe einen

Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine noch andere Ausführungsform. Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 5 mit dem Zerstäuber im Grundriß.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 weist die Wandung des Luftkanals / eine Aussparung auf, in der der Zerstäuben sitzt. Der Zerstäuber hat eine rechtwinklige Form und einen Brennstoffeinlaßkanal 2, der mit einer Kammer 3 in Verbindung steht. In der Kammer 3 ist ein Siebfilter 4 angeordnet, der auf einem Pfropfen 5 sitzt. Der Pfropfen 5 ist in das untere Ende einer Kammer 3 eingeschraubt und mit einem Rohr 6 versehen, das von einem Kopf 7 umgeben ist.

Der Kopf 7 ist bei 8 verstärkt. In der Unteren Fläche des Kopfes ist eine ringförmige Rinne 9 ausgespart. Das Rohr 6 endet in radiale Zweigkanäle 10, die feste Verengungen bilden. Durch diese Verengungen tritt der Brennstoff in die Ringkammer 11 des Kopfes ein. Das Ende des Rohres endet in einem festen mit Gewinde versehenen Teil 12, auf den eine Kappe 13 aufgeschraubt ist. Die Kappe 13 trägt eine Scheibe 14, die mit einem Lamellenventil 1S in Eingriff steht. Das Ventil 15 besteht aus mehreren biegsamen Scheiben, deren Durchmesser allmählich kleiner wird. Die größere Scheibe wirkt mit einem Ventilsitz 16 zusammen, der in der unteren Fläche des Kopfes vorgesehen ist. Auf diese Weise ist ein biegsames Ventil gebildet, das zur Steuerung des Brennstoffauslasses dient. Das biegsame Ventil ist in der Mitte verankert. Die Spannung des. Ventils gegenüber dem Sitz kann mit Hilfe der Kappe 13 eingestellt werden. Die Kappe 13 ist mit Lufteinlaßkanälen 17 versehen. Der obere Rand der Kappe weist eine ringförmige Aussparung auf, so daß zwischen den freien Enden der biegsamen Scheiben und der äußeren Fläche des Kopfes ein Zickzackweg gebildet ist. Dadurch ist erreicht, daß die durch die Energie des austretenden Brennstoffes durch die Lufteinlaßkanäle 17 hin-" durchgezogene Luft in den ausgespritzten Brennstoffmantel eindringt und dann wieder aus dem Mantel austritt, so daß der Brennstoffmantel völlig zerrissen wird; dadurch ist verhindert, daß der Brennstoff gegen die innere Wand des Rohres gespritzt wird.

Der Zerstäuber ist unter Vermittlung seines ,waagerechten Teiles mittels einer Mutter 18 ,Caru den Wänden eines Luftkanals / festge-'^Smmt. Die Anordnung ist dabei so ge-'ttöffen, daß er leicht und schnell eingesetzt bzw. entfernt werden kann. Nach dem Einsetzen des Zerstäubers in den Luftkanal ist noch der Brennstoffkanal 2 mit der Brennstoffpumpe zu verbinden.

Die Betriebsweise des Druckzerstäubers nach den Fig. 1 und 2 ist die folgende: Bei laufender Brennkraftmaschine wird durch den sich nach unten bewegenden Kolben in dem Zylinder und dem Luftkanal eine Saugwirkung hervorgerufen, durch die Luft durch den Luftkanal in den Zylinder eingesogen wird. Die so einströmende Luft streicht, gleichgültig ob ihr durch irgendwelche zusätzliche Vorrichtungen eine größere Geschwindigkeit erteilt wird, an dem Zerstäuber vorbei. Da nun der Zerstäuber in den Luftkanal hineinragt und außerdem so bemessen ist, daß sein verbreiterter Kopf eine mehr oder weniger starke Verengung bildet, wird die Geschwindigkeit der einströmenden Luft an dem Kopf vorbei naturgemäß vergrößert.

Da der Zerstäuber bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 nach unten in den Luftkanal hineinragt, wird der aus ihm austretende Brennstoff gegen den Luftstrom geschleudert. Durch den als ringförmiger Schleier unter Druck aus dem Zerstäuber austretenden Brennstoff wird in dem Zerstäuber eine Saugwirkung hervorgerufen, durch die Luft durch die Öffnungen 17 hindurch eingesogen wird. Die so eingesogene Luft dringt in den aus der Umfiäche des Ventils austretenden Brennstoffschleier ein. Nach diesem ersten Hindurchdringen durch den Brennstoffschleier tritt sie vor dem Austreten des Brennstoffs aus dem Zerstäuber noch ein zweites Mal durch den Schleier hindurch. Dadurch wird der Brennstoffschleier so gut zerteilt, daß ein homogenes Gemisch entsteht.

Durch den Kopf 8 und die Kappe 13 ist in ringartiger, zickzackförmiger Kanal gebildet. Da die Wände dieses Kanals abgeschrägt sind, wird durch die Lufteinlaßkanäle 17 hindurch Luft eingesaugt. Diese Wirkung wird erstens durch die natürliche Luftströmung in dem Luftkanal sowie ferner durch die sich an der Stelle des Zerstäuberkopfes ergebende Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Luftkanal noch erhöht. Auf diese Weise dringt zunächst bei seiner Aufwärtsbewegung und danach bei iao seiner Abwärtsbewegung Luft in den Brennstoffschleier ein. Da der Brennstoff schleier

somit im Laufe seiner Zickzackbewegung zweimal durchbrochen wird, tritt aus dem Zerstäuber ein sehr feines Luft-Brennstoff-Gemisch aus, das von der den Luftkanal durchziehenden- Hauptluft leicht aufgenommen werden kann.

Durch die Ausnutzung der Brennstoffenergie zur Erzeugung einer Saugwirkung zum Aufbrechen des Brennstoffschleiers kann

ίο der mit Unterbrechungen in abgemessenen Mengen aus dem Zerstäuber austretende Brennstoff vor seinem Übertreten in den Brennraum innig mit der Luft vermischt werden.

Durch die Anordnung der festen Verengungen 10 gelingt es, in dem Kanal zwischen Pumpe und Ringspalt des Zerstäubers dauernd eine genügende Brennstoffmenge aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig ist durch diese Verengungen auch die Gefahr, daß die in der Leitung zwischen Pumpe und Zerstäuber enthaltene Brennstoffsäule am Ende der Einspritzvorgänge gegen den Zerstäuber schwingt oder schlägt, ausgeschaltet oder doch zumindest stark vermindert.

Mit dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Zerstäuber läßt sich eine Ablagerung von Brennstoff an den Wänden des Luftkanals auch bei einer nur sehr geringen Luftströmung, wie z. B. bei Leerlauf, vermeiden. Der Zerstäuber 19 kann durch eine Öffnung des Luftkanals hindurch eingesetzt und mittels einer Klemmvorrichtung2O in ihrer Lage festgehalten werden. Der Zerstäuber 19 besteht, ähnlich wie die Ausführungsform nach den Fig. ι und 2, aus einem waagerechten und einem abwärts gerichteten Teil, der ähnlich der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 mit einer Brennstoffkammer 21 versehen ist.

Die Brennstoffkammer 21 steht mit dem Brennstoffeinlaß 22 des waagerechten Teiles in Verbindung. In der Kammer 21 ist ein Siebfilter 23 angeordnet, der auf dem oberen Nippel 24 sitzt. Das untere Ende 25 des Nippels 24 ist in den Hals 26 eines Kopfes 27 eingeschraubt, der seinerseits in das untere Ende der Kammer 21 eingeschraubt ist und eine zwischen ihm und dem Nippel 24 gehaltene Scheibe 28 trägt, die zur Verhinderung eines Schiagens der Brennstoffsäule eine verengte Öffnung 29 aufweist. Die Scheibe 28 ist auswechselbar; es können daher je nach Bedarf Scheiben unterschiedlicher Öffnung eingesetzt werden.

Unterhalb der Scheibe 28 weist der Kopf 27 eine Brennstoffkammer 30 auf. Von dieser Kammer gehen Brennstoffkanäle 31 aus, die in eine Ringkammer 32 münden. Die Ringkammer 32 ist durch ein biegsames Lamellen-

(io ventil 33 verschlossen, das aus mehreren allmählich im Durchmesser kleiner werdenden biegsamen Scheiben besteht. Die Scheiben sind auf einem Schaft 34 angeordnet und liegen an einer Scheibe 35 an; sie werden durch eine Mutter 36 in ihrer Lage gehalten, so daß sie in ihrer Mitte verankert sind. Die größte Scheibe steht mit einem Ventilsitz 37 in Eingriff, der die Kammer 32 umgibt. Die Spannung, mit der der Ventilteller auf dem Sitz ruht, kann durch Vertauschen einzelner Scheiben 35 mit anderen Scheiben unterschiedlicher Stärke geändert werden.

An einer ringförmigen Schulter des Kopfes

27 kommt ein mit bogenförmigen Schlitzen 39 versehener Ring 38 zur Anlage. Die Schlitze 39 stehen mit einer Ringnut 40 in Verbindung, die, wie in Fig. 4 gezeigt, in der unteren Fläche des Ringes ausgespart ist. Auf diese Weise kann die Energie des aus dem Zerstäuber austretenden Brennstoffes bei niedrigen Geschwindigkeiten dazu ausgenutzt werden, in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung Luft durch die Schlitze 39 nach unten durch den aus dem Zerstäuber austretenden Brennstoffschleier hindurchzuziehen.

Da mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit auch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ansteigt, wird die Luft unter Durchdringung des Brennstoffschleiers von der gegenüberliegenden Seite aus in umgekehrter Richtung durch die Schlitze 39 hindurchtreten. Da die Luft den Brennstoffschleier somit auch bei höheren Maschinengeschwindigkeiten durchdringt, ist auch in diesem Falle eine Ablagerung des Brennstoffes an den Außenwänden des Luftkanals verhindert. Mit dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Zerstäuber läßt sich also sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten ein gutes Luft-Brennstoff-Gemisch erzielen.

Die Wirkungsweise des Zerstäubers nach den Fig. 3 und 4 ist die folgende: Da der Brennstoff dem Zerstäuber in abgemessenen Mengen über die Verengung 29 in der Scheibe

28 hindurch zugeführt wird, ist der Kanal zwischen Pumpe und Zerstäuber immer vollständig mit Brennstoff angefüllt. Die Gefahr, daß die in der Leitung enthaltene Brennstoffsäule anfängt zu schwingen oder zu schlagen, ist daher ausgeschaltet oder doch zumindest stark vermindert. Durch ein Einspritzen richtig bemessener Brennstoffmengen läßt sich in dem Luftkanal ein gutes Luft-Brennstoff-Gemisch erzielen, ohne daß der Brennstoff dabei auf die Wände des Luftkanals auftrifft.

Wie bereits weiter oben erläutert ist, wird bei niedriger Maschinengeschwindigkeit, z.B. bei leer laufender Maschine, die Energie des schleierförmig aus dem Zerstäuber austretenden Brennstoffes dazu ausgenutzt, in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung Luft durch die Schlitze 39 hindurch nach unten

durch den Brennstoffschleier hindurchzuziehen, um den Brennstoffschleier auf diese Weise aufzubrechen.

Steigt die Geschwindigkeit der Maschine und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft des Luftkanals an, so findet in den Schlitzen 39 eine Umkehrung der Strömungsrichtung statt, d. h. die Strömungsluft tritt nunmehr infolge ihrer zunehmenden ίο Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr von oben, sondern von unten her in die Schlitze 39 ein. Dabei wird der Brennstoffschleier wiederum, diesmal jedoch von der entgegengesetzten Seite aus, von der durch die Schlitze 39 hindurchtretenden Luft aufgebrochen. Diese Wirkung wird dadurch noch erhöht, daß sich die Verengung des Luftkanals durch den Zerstäuberkopf an dieser Stelle in einer noch höheren Strömungsgeschwindigkeit der Strömungsluft auswirkt.

Der Zerstäuber nach den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 3 und 4 insofern, als er einen mittleren Kern für das Filter aufweist, der eine auswechselbare feste Verengung darstellt.

Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist hier in dem Luftkanal / eine Öffnung ausgespart, die von einem geschlitzten Ringteil 41 umschlossen ist. Der Ring 41 ist durch einen Schraubenbolzen 42 in seiner Lage festge-. klemmt. Der Ring weist zur Aufnahme des Zerstäubers 43 eine Öffnung auf. An den Zerstäuber ist zu seinem Anschluß an eine Brennstoffzuführleitung ein Nippel 44 angeschlossen. Der Nippel 44 steht mit einer waagerechten Brennstoffleitung 45 in Verbindung, die ihrerseits mit einer Kammer 46 in dem abwärts gerichteten Teil des Zerstäubers verbunden ist. An ihrem unteren Ende ist die Kammer mit Gewinde versehen, in das ein im wesentlichen dem Kopf 27 nach den Fig. 3 und 4 entsprechender Kopf 47 eingeschraubt ist. Der Kopf 47- weist einen Halsteil auf, der mit einem Innengewinde versehen ist. Dieses Gewinde dient zur Aufnahme des Schaftes 48; der Schaft 48 weist einen Brennstoffkanal 49 auf. Der Kanal 49 ist bei 50 verengt und steht mit einem Querkanal 51 in Verbindung. Der Schaft 48 ist dabei in einem runden Filter 52 angeordnet, der durch einen Kopf 53 gehalten ist. In das obere Ende des Schaftes 48 ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, eine Schraube 54 eingeschraubt.

Durch einen solchen Filter läßt sich erstens eine Reinigung des Brennstoffes und zweitens eine Verminderung der Schwing- und Schlagwirkung der Brennstoffsäule erreichen. An dem unteren Ende des Filters ist zweckmäßig ein Dichtungsring anzuordnen, um erstens einen dichten Abschluß zu erreichen und zweitens eine Beschädigung des Filters zu vermeiden.

Der runde Filter 52 besteht aus einem mit Schlitzen versehenen Rohr, auf das zur Bildung des Filterelementes ein Draht aufgewunden ist.

Der Kopf 47 trägt einen RingiT, der den Schlitzen 39 nach den Fig. 3 und 4 ähnliche Schlitze K' aufweist.

Da die Wirkungsweise dieses Zerstäubers im wesentlichen mit derjenigen des Zerstäubers nach den Fig. 3 und 4 übereinstimmt, ist sie nachstehend nicht noch einmal ausführlich beschrieben.

Claims (4)

Patentansprüche·.

1. Druckzerstäuber für Brennkraftmaschinen, bei welchen der Brennstoff unter Druck durch einen von einem 'Ventil freigegebenen Ringspalt in die Verbrennungslüftleitung eingespritzt wird, insbesondere bei Anwendung eines federnden Ventilkörpers, gekennzeichnet durch Kanäle (17, 39, K') an und, in der Strömungsrichtung der Luft in diesen Kanälen gesehen, vor dem Ringspalt, welche Luftströme unmittelbar am Ringspalt quer zu diesem \Orbeiströmen lassen.

2. Druckzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Brennstoffstrom in der Düse entgegengesetztem Luftstrom in den Luftkanälen (17) diese in einem dem Ventilsitz (16) gegenüberliegenden Kopfteil (13) gebildet sind.

3. Druckzerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Mündung der Luftkanäle eine Ringnut (9) vorgesehen ist, um für den aus dem Ventil austretenden Brennstoff einen zickzackförmigen Durchgang zu bilden.

4. Druckzerstäuber nach den Ansprüchen ι bis 3, gekennzeichnet durch eine vom Brennstoff vor dem Ventil durchströmte Verengung (50), um ein Schlagen oder Schwingen des Brennstoffes in der von der Brennstoff zuführeinrichtung kommenden Brennstoffleitung (49) zu verhindern, nc

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen