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Die vorliegende Erfindung betrifft die Lufteinspritzung eines
vergasten Gemisches in eine Brennkammer einer
Zweitakt-Brennkraftmaschine.
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Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Regelung des
Durchsatzes und des Druckes der Luft unter Druck, die zur
pneumatischen Zerstäubung des Kraftstoffs im Innern der Brennkammer
verwendet wird.
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Für den Fall, insbesondere einer Zweitakt-Brennkraftmaschine
mit Luftinjektion wie sie beispielsweise in der FR-2,575,523
offenbart ist, die als nächster Stand der Technik angesehen
werden kann, kann die zur pneumatischen Zerstäubung des
Brennstoffs verwendete Luft unter Druck aus der Gehäuse-Pumpe
stammen, und nur ein geringer Teil dieser Luft wird zur
pneumatischen Injektion verwendet, der größere Teil dieser Luft nimmt
an der Spülung des Zylinders teil.
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Die Steuerung und die Regelung des Druckes und des Durchsatzes
der unter Druck stehenden Luft, die zur pneumatischen
Injektion des Kraftstoffes notwendig ist, sind zwei sehr wichtige
Parameter, die zur sehr merklichen Verbesserung der
Verbrennung beitragen können.
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Erfindungsgemäß wird die Qualität der Verbrennung insbesondere
verbessert hinsichtlich der Schichtenbildung der Gase in der
Brennkammer bei geringen Drehzahlen und geringen Lasten.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Geometrie des
pneumatischen Injektionsstrahls des Kraftstoffs sowie seine
Verteilung im Raum und über die Zeit zu verbessern, und dies,
um seine Penetration und seine Mischung mit den bereits in der
Verbrennungskammer des Motors enthaltenen Gase zu optimieren.
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In an sich bekannter Weise kann bei einem Zweitaktmotor, wie
er beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, das System der
pneumatischen Injektion einen Kanal umfassen, der in die
Brennkammer mündet und dazu bestimmt ist, ein im allgemeinen
unter Druck stehendes Gas, das zum Zerstäuben des Kraftstoffs
verwendet wird, zu fördern. Dies kann in dem Kanal über ein
Dosiersystem herangeführt werden, welches bevorzugt benachbart
dem Ende des offenen Kanals gegen die Brennkammer mündet. Ein
Organ zum intermittierenden Verschließen wie ein Ventil, das
im allgemeinen am Ort angeordnet ist, wo der genannte Kanal
mündet, erlaubt, sobald es offen ist, eine Zerstäubung des
Kraftstoffs in der Brennkammer dank dem verwendeten
komprimierten Gas. Die Patentschriften FR-2,575,521 und FR-2,575,522
zeigen Injektoren dieses Typs.
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Die in diesen Beispielen verwendete Druckquelle kann wie in
der französischen Patentschrift FR-2,575,523 dargestellt,
vollständig oder teilweise aus der Gehäuse-Pumpe des Zylinders
stammen, in dem die Injektion stattfindet oder auch aus einem
anderen Zylinder, dessen Winkelverschiebung man zur
Modifizierung des Injektionsdruckes verwendet.
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Verschiedene Lösungen wurden vorgeschlagen, um solche
Injektionssysteme zu verbessern, insbesondere um den Druck des
komprimierten Gases zu erhöhen. So ist in der französischen
Patentschrift FR-B1-2,592,436 vorgeschlagen, ein
Rückschlagventil in der Zuführleitung für Gas unter Druck anzuordnen, damit
ein Teil hiervon einen Speicherraum für Gas unter Druck
darstellt.
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Auch bekannt ist aus der EP-A-406 083 ein Rückschlagventil in
einer zwei Zylinder verbindenden Leitung anzuordnen. Jedoch
kann ein solches Ventil, insbesondere Klappe, nicht als
Verschlußorgan, das dazu bestimmt ist, die Luft als Funktion der
Bedingungen des Motors zu regeln, angesehen werden.
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Diese verschiedenen Konzepte, wenn sie es ermöglichen, den
Injektionsdruck zu erhöhen, sind jedoch nicht modulierbar als
Funktion der verschiedenen Arbeitsbedingungen des Motors, da
sie im wesentlichen durch Druckdifferenzen geregelt werden.
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Wenn somit das System der pneumatischen Injektion geregelt
wird, um eine optimale Zerstäubung bei erhöhten Lasten und
erhöhten Drehzahlen zu erhalten, läuft man Gefahr, geringere
Leistungen bei geringeren Drehzahlen zu realisieren. Wenn
beispielsweise das Gesetz der Öffnung des geregelten Systems
optimiert wird, um die Zerstäubungsgualität und das
erforderliche Eindringen bei erhöhten Lasten und erhöhten Drehzahlen zu
erhalten, wenn das gleiche Druckniveau der komprimierten Luft
für geringere Drehzahlen aufrecht erhalten wird, kann das
Einführen des komprimierten Luft-Kraftstoff-Gemisches zu schnell
erfolgen, was beispielsweise den Kraftstoff zu schnell gegen
den Auslaßschlitz mitreißt.
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Dieses Beispiel ist in Fig. 2 dargestellt, welches Druckkurven
als Funktion des Winkels der Kurbelwelle zeigt. Die Kurve C
zeigt die Entwicklung des Drucks im Zylinder, während die
Kurven A und B jeweils den Druck der komprimierten Luft (im
Speisekanal) bei hoher und niedriger Drehzahl zeigen.
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Die Injektionsdauer I befindet sich im wesentlichen um das
Schließen des Auslasses FE herum.
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In dieser Figur bezeichnet OE Öffnen Auslaß, PMH und PMB
jeweils oberer Totpunkt und unterer Totpunkt.
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Diese Figur zeigt einen Fall, wo der Druck der komprimierten
Luft sehr schnell bei geringen Motordrehzahlen (Kurve B)
fällt, da er sehr bald den Zylinderdruck (Kurve C) wieder,
erheblich vor dem Schließen des Ventils, das dem Ende der
Einspritzung entspricht, erreicht. Hieraus folgt ein zu
plötzliches Einführen des vergasten Gemisches, welches ungünstig bei
erhöhten Lasten und geringen Drehzahlen sein kann, da ein
nicht vernachlässigbarer Teil des Kraftstoffes den Auspuff
erreichen und in die Atmosphäre, ohne verbrannt zu sein,
entweichen kann. Dieses Phänomen kann also ungünstig bei geringen
Lasten sein, da das eingespritzte zu schnell und zu plötzlich
vergaste Gemisch sich zu schnell mit den verbrannten Restgasen
mischt, die im Zylinder eingeschlossen sind und im Augenblick
des Zündens oder des erwarteten Ausgangs der Verbrennung nicht
mehr entflammbar bleibt.
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Wenn andererseits, wie auch Fig. 2 zeigt, das Einführen des
vergasten Gemisches zu schnell, mit einem zu schnellen Abfall
der komprimierten Luft erfolgt, kann hieraus ein sogenanntes
"backflow"-Phänomen oder eine Rückkehr der Gase aus dem
Zylinder bis in Höhe des pneumatischen Injektors erfolgen, wobei
der Zylinderdruck höher als der Druck der komprimierten Luft
vor dem pneumatischen Injektor wird. Dieser "backflow" der in
der Zone II der Fig. 2 existiert, ist nicht günstig, da er
einen Verlust an Zylinderkompression bringt und Restgase in
den pneumatischen Injektor schicken kann, was nicht
wünschenswert ist, um günstige Bedingungen der Entflammbarkeit des
vergasten Gemisches beim folgenden Zyklus zu erhalten.
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Die Erfindung ermöglicht es also insbesondere das mit einem zu
schnellen und/oder zu plötzlichen Einführen des vergasten
Gemisches in die Brennkammer verknüpfte Problem zu vermeiden.
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Im übrigen ermöglicht sie es, das Wiedereinführen (oder den
oben erwähnten backflow) des vergasten Gemisches aus dem
Zylinder bis in die Höhe des pneumatischen Injektors zu
minimieren oder sogar zu vermeiden.
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Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, sich an die
gestrichelt definierte Kurve D in Fig. 2 anzunähern, welche die
Entwicklung
des Drucks bei geringer Drehzahl zeigt. Während der
Injektion I ist dieser Druck niemals kleiner als der
Zylinderdruck, anders gesagt kein Phänomen von "backflow" existiert in
diesem Idealfall.
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Eine konstante und kontinuierliche Zerstäubung kann also
realisiert werden.
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Erfindungsgemäß hat man versucht, weniger Luft bei Beginn des
Öffnens des Ventils (oder des Regelmittels) einzuführen und
dieses Einführen über den gesamten Öffnungsbereich des Ventils
auszubreiten. Dies ermöglicht es, eine Luftgeschwindigkeit in
Höhe des Ventils zu erreichen, die langsamer und konstanter
über den Öffnungstakt ist. Der Kraftstoff wird also langsamer
und weniger plötzlich im Zylinder zerstäubt.
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Das Eindringen des vergasten Gemisches in den Zylinder wird
verlangsamt, was unter Arbeitsbedingungen des Motors, wo viele
verbrannte Restgase im Zylinder vorhanden sind (Zweitaktmotor
unter Bedingungen geringer Last beispielsweise), maximal die
Mischung zwischen diesen verbrannten Restgasen und dem
injizierten vergasten Gemisch zu vermeiden gestattet. Eine
Schichtenbildung zwischen dem vergasten Gemisch und den Restgasen
kann so erhalten werden, was günstig für einen guten Ablauf
der Verbrennung ist.
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Um diese Ziele zu erreichen, hat die Erfindung als Aufgabe
eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einer einem Zylinder
zugeordneten Gehäuse-Pumpe, die eine Regelvorrichtung für die
pneumatische Injektion eines vergasten Gemisches in der
Brennkammer umfaßt, wo das für die Lufteinspritzung notwendige Gas
unter Druck aus der Gehäuse-Pumpe des Zylinders stammt, einen
Speisekanal für Druckgas, der mit der Brennkammer des
Zylinders über ein intermittierendes Schließorgan in Verbindung
gesetzt werden kann und eine Einrichtung zur Dosierung des
Kraftstoffes, die in diesen Kanal mündet.
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Erfindungsgemäß umfaßt sie im übrigen ein Organ zum selektiven
Schließen, das in diesem Kanal in Strömungsrichtung vor dem
Organ zum intermittierenden Schließen und der Vorrichtung zur
Kraftstoffeinspritzung angeordnet und dazu bestimmt ist, die
gesamte Luft unter Druck, die in diesem Kanal befördert und
für die Lufteinspritzung als Funktion der Last und der
Drehzahl der Brennkraftmaschine verwendet wird, zu regeln, um eine
konstante und kontinuierliche Zerstäubung dieses Gemisches
während der Lufteinspritzung zu realisieren.
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Erfindungsgemäß handelt es sich als darum, in die
Speiseleitung für komprimiertes Gas vor dem Organ zum
Inverbindungsetzen mit der Brennkammer und vor der Dosiervorrichtung des
Brennstoffs ein Drosselmittel für den komprimierten Luftstrom
einzuführen, um seine Geschwindigkeit zu verlangsamen und
gegebenenfalls in gewissen Ausführungsformen zu verhindern, daß
diese Geschwindigkeit sich umkehren kann (um das Arbeiten mit
backflow zu vermeiden).
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Organ zum
intermittierenden Verschließen ein Ventil sein.
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Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen kann dieses Organ
ein Drehküken sein.
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Das Organ zum selektiven Verschließen kann ein
Drosselklappenventil oder auch ein sich drehendes Küken sein.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das
Organ zum selektiven Schließen gebildet werden aus wenigstens
einem Anschlag, der wenigstens einer Blattfeder vom Typ
Glasfaser oder dergleichen auf einem Träger zugeordnet ist, wobei
das ganze ein Rückschlagventil bildet.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das
Organ zum selektiven Schließen gebildet werden aus einem
Element, das eine Drosselung des Querschnitts dieses Kanals über
eine variable Länge als Funktion der Betriebsbedingungen des
Motors realisiert. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann
auch im übrigen eine Abzweigungsleitung dieser Speiseleitung
umfassen, wobei diese Leitung von einem Durchmesser kleiner
als dem der Speiseleitung zu beiden Seiten des Organs zum
selektiven Schließen angeordnet ist und es ermöglicht, die
minimal zur pneumatischen Injektion notwendige Menge unter einem
erhöhten Druck zuzuführen.
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Die Abzweigungsleitung kann mit einem Organ zur Drosselung
ihres Durchsatzes ausgestattet sein.
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Bevorzugt kann die Vorrichtung zur Injektion von Kraftstoff in
den Teil dieser Abzweigungsleitung münden, die diesem ersten
Schließorgan am weitesten benachbart ist.
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Nach noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann
wenigstens ein Transferkanal, der dazu bestimmt ist, Spülluft
aus der Gehäuse-Pumpe in diesen Zylinder einzuführen,
ausgestattet sein mit einem Durchsatzdrosselorgan, derart, daß eine
Modulation zwischen der Durchsatzmenge der für die Spülung
injizierten Luft über diesen Transferkanal und dem
Luftdurchsatz zur pneumatischen Injektion von Kraftstoff realisiert
werden kann.
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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich besser beim Lesen der folgenden Beschreibung, die
beispielsweise und nicht als begrenzend mit Bezug auf die
beiliegenden Figuren gegeben wird, in denen:
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- die Fig. 3 und 3A jeweils einen vereinfachten Schnitt durch
eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
zeigen,
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- Fig. 4 ist ein vereinfachter Schnitt einer anderen
Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
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- Fig. 5 ist ein vereinfachter Schnitt einer dritten
Ausführungsform nach der Erfindung,
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- die Fig. 5A bis 5D zeigen Ausführungsdetails des Organs zum
selektiven Schließen nach Fig. 5,
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- die Fig. 6A und 6B zeigen im Schnitt die extremen Stellungen
eines Organs zum selektiven Schließen nach der Erfindung,
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- die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Schnitte von Ausführungsformen
nach der Erfindung, die eine Abzweigungsleitung um das
selektive Schließorgan herum umfassen,
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- Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch einen Motor, der mit einer
Vorrichtung zum Regeln der pneumatischen Injektion nach der
Erfindung in Zordnung zu einem Ventilorgan der
Überführungsleitungen ausgestattet ist,
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- Fig. 9 ist ein Schnitt eines Motors ähnlich dem der Fig. 8,
bei dem das Gehäuse-Pumpenvolumen variabel ist,
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- Fig. 10 ist ein Längsschnitt durch einen Motor, ausgestattet
mit einer Vorrichtung zur Regelung der pneumatischen Injektion
nach der Erfindung, bei der die Speiseleitung einen
Speicherraum für unter Druck stehende Gase bildet,
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- Fig. 11 zeigt Kurven des Druckes als Funktion des
Kurbelwellenwinkels für verschiedene Fälle der Figur,
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- Fig. 12 ist eine Schnittdarstellung eines Motors,
ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Regelung der pneumatischen
Injektion nach der Erfindung in Zuordnung zu einem Speicherraum
für Gase unter Druck,
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- die Fig. 12A und 12B zeigen im Schnitt die
Ausführungsdetails des Motors nach Fig. 12 und
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- Fig. 13 zeigt in der Schnittdarstellung eine andere
Ausführungsform nach der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt schematisch eine Brennkammer 1, in die eine
Speiseleitung für komprimiertes Gas 2 mündet, die mit der
Brennkammer in Verbindung dank eines Organs zum intermittierenden
Schließen 3 wie eines Ventils gesetzt werden kann. Ein
Drehküken oder jedes andere Organ zum intermittierenden Schließen,
an sich bekannt, kann selbstverständlich verwendet werden. Die
Bewegung dieses Organs kann in an sich bekannter Weise durch
klassische Steuermittel oder dergleichen geregelt werden.
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Eine Dosiervorrichtung für Kraftstoff, hier symbolisiert durch
den Pfeil 4, ermöglicht es, flüssigen Kraftstoff in den Kanal
2, bevorzugt benachbart dem Ende der Leitung 2, die in die
Brennkammer 1 mündet, einzuführen.
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Erfindungsgemäß wird ein Organ zum selektiven Schließen 5 in
dem Kanal 2 gleichzeitig vor der Dosiervorrichtung für
Kraftstoff 4 und dem Organ 3 zum intermittierenden Schließen
angeordnet. Nach Fig. 3 ist dieses Organ ein Drosselklappenventil,
4 während nach Fig. 4 ein Drehelement vom Typ Küken gewählt
wurde. Andere Lösungen wie Membranen ermöglichen es, die gleiche
Funktion zu realisieren und können im Rahmen der vorliegenden
Erfindung selbstverständlich verwendet werden.
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Das Organ 5, unabhängig vom Organ 3 durch irgendein an sich
bekanntes Mittel gesteuert, ermöglicht es, mehr oder weniger
den Durchlaßquerschnitt des Kanals 2 als Funktion des
Augenblicks des Zyklus, der Last, der Drehzahl ... oder anderer
Parameter zu verschließen, die mit der Betriebsweise des
Motors verknüpft sind.
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So schließt das Drosselklappenventil 5 in größerem Umfang den
Durchlaßquerschnitt des Kanals 2, während das Ventil 3 ihn
öffnet; der Gasspeisedruck nimmt in dem Kanal 2 hinter dem
Organ 5 ab und bleibt relativ hoch vor diesem Organ 5. Vor und
hinter sind hier definiert bezogen auf die
Hauptströmungsrichtung der Gase bzw. gegen die Brennkammer 1.
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Aus der vorerwähnten Regelung resultiert eine verlangsamte
Strömung der Gase, verlängert über die Zeit, um den "backflow"
zu vermeiden, wie beispielsweise durch die Kurve D der Fig. 2
gezeigt.
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Im übrigen kann, wie Fig. 3A zeigt, eine andere Lösung darin
bestehen, ein Rückschlagventil 55 auf dem Schließorgan 5
selbst vom Typ Drosseklappe anzuordnen. Wenn somit die
Drosselklappe 5 geschlossen ist, geht die komprimierte Luft nur
über die Klappe 55, während dann, wenn die Drosselklappe 5
sich öffnet, das Ventil 55 keinerlei Effekt mehr hat.
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Diese Zuordnung ermöglicht es, den rückstromverhindernden
Klappeneffekt, wenn das Drosselklappenventil 5 geschlossen
ist, mit einer direkten Regelung des Durchsatzes durch die
Drosselklappe selbst zu kombinieren.
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Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, wonach
das Organ 5 zum selektiven Schließen gebildet wird durch
Rückschlagventile. Im dargestellten Beispiel werden Drosselklappen
mit Blattfedern verwendet, die Blattfedern 51 (Fig. 5A und 5B)
wirken wie Federn und öffnen sich als Funktion der Veränderung
des Druckes anströmseitig/abströmseitig der Drosselklappen.
Sie bringen so einen Druckverlust mit sich, der darüber hinaus
variabel gemäß dieser Druckveränderung ist. Diese Lösung
bietet im übrigen den Vorteil, daß der Gasrückstrom aus der
Verbrennungskammer vor dem Organ 4 zum selektiven Schließen
vermieden wird.
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Genauer können die Blattfedern 51 metallisch sein oder aus
einem Verbund auf der Basis von Glasfasern oder Kohlenstoff-
Fasern bestehen.
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Beim Beispiel der Figuren 5A und 5B ist die Gesamtheit der
Blattfedern 51 und ihre Anschläge 52 drehbeweglich um eine
Achse senkrecht zur Achse des Kanals 2. Diese Ausbildung
ermöglicht es, den Ventilrückstromeffekt in geschlossener
Stellung mit einem Effekt der direkten Regelung des Durchsatzes
als Funktion der Öffnung zu kombinieren. Zusätzlich kann ein
Trägerelement 53 einen Anschlag in der Mitte des Kanals 2
bilden, um eine günstige Dichtung sicherzustellen, wenn die
Blattfedern 51 sich in maximaler Schließstellung (Fig. 5A)
befinden. Wenn eine erhebliche Luftmenge in dem Kanals 2
durchgehen soll, kann ein Gestänge oder irgendein anderes
Mittel die Anordnung 51, 52 Blattfeder-Anschlag sich drehen
lassen, bis beispielsweise in ein Lager 54, das in dem Kanal
vorgesehen ist, um den Gasen unter Druck einen maximalen
Durchlaßquerschnitt
zu bieten.
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Nach der Ausführungsform der Erfindung der Fig. 5C und 5D sind
allein die Anschläge 52 drehbeweglich. Das Öffnen bleibt also
geregelt durch die Blattfeder-Anschlaganordnung, seine
Maximalamplitude wird allein durch die Position der Anschläge
geregelt, ein Ende der Blattfedern 51 ist beispielsweise auf dem
Träger 53 eingebaut, während das freie Ende der Blattfedern 51
in der Mitte des Kanals 2 eine maximale Verschiebung hat, die
durch die Position der Anschläge 52 begrenzt ist.
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In dem durch die Fig. 6A und 6B dargestellten Beispiel werden
die Einschnürung und der Druckverlust durch eine Leitung 60
von bezüglich des Kanals 2 vermindertem Querschnitt erhalten.
Im übrigen weist diese Leitung 60 bevorzugt eine variable
Länge auf, wobei die Veränderung der Länge es so ermöglicht, den
Druckverlust zu regeln und ihn für jeden Betriebszustand des
Motors zu optimieren. Fig. 6A zeigt die Leitung 60 mit einer
minimalen Länge, was zu einem geringen Druckverlust führt,
während die Fig. 6B eine Leitung 60 in der Position maximaler
Längung zeigt.
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Die Leitung 60 kann beispielsweise gebildet sein durch einen
Balgen, der in der Lage ist, sich unter dem Einfluß einer
Druckveränderung zu längen.
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In einem anderen besonderen Fall der Vorrichtung nach der
Erfindung, wie in den Fig. 7A, 7B, 7C dargestellt, kann es
interessant sein, eine kleine Abzweigungs- oder
Umleitungsleitung 70 zu haben, die auf den Minimaldurchsatz kalibriert ist,
der dem entspricht, was vom Motor gefordert wird. Bevorzugt
besteht die kleine Leitung 70 aus einer Umleitung um das
selektive Schließorgan 5. Wenn somit das Organ 5 vollständig den
Kanal 2 schließt, kann eine genaue Regelung der minimalen
Luftmenge unter Druck gleichzeitig über die Umleitung 70
realisiert werden.
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Es kann sogar eine Regelschraube 71 für diesen
Minimaldurchsatz hinzugefügt werden. Selbstverständlich kann auch ein
Ventil 72, wie es in Fig. 7B dargestellt ist, in die
Umleitungsleitung 70 eingesetzt werden.
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Für jede Ausführungsform der Erfindung, die eine
Umleitungsleitung 70 umfaßt, kann die Dosiervorrichtung 4 für Kraftstoff
vorzugsweise gerade in Strömungsrichtung hinter dieser Leitung
70 angeordnet werden.
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Nach einem besonderen Fall der Erfindung kann mit einer
Vorrichtung, wie sie in Fig. 7C dargestellt ist, das durch die
Leitung 70 gehende komprimierte Gas benutzt werden, um zu
einer Vorzerstäubung des Kraftstoffs vor dem Ventil 3
beizutagen. Tatsächlich sind gewisse Kraftstoffdosiervorrichtungen 4
derart ausgelegt, daß sie das komprimierte Gas für das Gemisch
mit dem Kraftstoff bereits bei Austritt aus dem Injektor
verwenden können. Dies ist der Fall beispielsweise für Injektoren
mit sogenanntem Luftmantel. Diese Injektoren sind Mittel zur
kontinuierlichen oder sequentiellen Dosierung des Kraftstoffs
und weisen die Besonderheit auf, daß sie mit Druckluft auf dem
Umfang der Kraftstoffinjektionsnase gespeist werden können.
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Wenn somit gemäß Fig. 7C das Organ zum selektiven Schließen 5
(beispielsweise Drosselklappe) vollständig den Kanal 2
verschließt, geht komprimierte Luft über die Abzweigungsleitung
70 und reißt gleichzeitig den durch das Dosiermittel 4
eingeführten Brennstoff mit und zerstäubt ihn, wobei diese
Vorzerstäubung vor dem Ventil 3 stattfindet. Das so vorzerstäubte
Gemisch geht dann durch die (nicht bezeichnete) Öffnung
zwischen dem Ventil 3 und seinem Sitz durch, wobei die
Beschleunigung, die sich hierin einstellt, es dann ermöglicht, die
Zerstäubungsqualität zu verbessern.
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Selbstverständlich ist es möglich, die Vorrichtung gemäß Fig.
7C mit den Mittel zum Regeln des Stroms komprimierter Luft
durch die Abzweigungsleitung 70 (Regel- oder Einstellschraube
der Fig. 7A oder Ventil der Fig. 7B) zu kombinieren.
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Die Erfindung ist anwendbar auf einen Zweitakt-Motor mit
Gehäuse-Pumpe, wobei die Gehäuse-Pumpe verwendet wird, um die
Quelle komprimierter Luft, die zur pneumatischen Injektion
notwendig ist, zu liefern. Sämtliche vorbeschriebenen
Vorrichtungen bleiben gültig, sie können jedoch zusätzlich mit
anderen Regelmitteln für die pneumatische Injektion kombiniert
werden.
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Die Fig. 8 zeigt somit einen besonderen Fall, wo die zur
pneumatischen Injektion bestimmte komprimierte Luft aus der
Gehäuse-Pumpe 8 über einen Verbindungskanal 28 ankommt. Es kann
somit sehr vorteilhaft sein, den Durchsatz der Förderleitungen
7 zu regeln, wie dies der Fall in der französischen
Patentanmeldung FR-2,649,157 ist. Die Differenz gegenüber diesem Stand
der Technik ist darin zu sehen, daß das Klappenventil zwischen
der Gehäuse-Pumpe 8 und dem Volumen komprimierter Luft, das
zur pneumatischen Injektion notwendig ist (Kapazität genannt)
nicht notwendig sein kann, derart, daß der Kanal 28 nicht als
Speicherraum verwendet wird.
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Im Fall der Anwendung der Fig. 8 hängt der Druck komprimierter
Luft vor dem Organ zum selektiven Schließen 5 direkt von der
Position dieses Organs ab, hängt aber auch von der Position
des Drosselorgans 6 ab, das in der (oder den)
Förderleitung(en) 7 angeordnet ist. Für ein und die gleiche Ladung
des Motors mit Frischgas wird es durch kombinierte Wirkung des
Organs zum selektiven Schließen 5 und des Drosselorgans 6
möglich, die Verteilung der Ströme komprimierter Luft über die
Förderleitungen 7, verwendet zum Spülen, und von komprimierter
Luft über den pneumatischen Injektor, verwendet für die
pneumatische Injektion, zu regeln. So können der Durchsatz und die
Druckbedingungen der den pneumatischen Injektor 4 speisenden
komprimierten Luft erfindungsgemäß für eine sorgfältige
Position der Organe 5 und 6 optimiert werden.
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Bei geringer Charge beispielsweise ist das Drosselorgan 6
bevorzugt teilweise geschlossen, was zur Wirkung hat, das
Druckniveau der Gehäuse-Pumpe 8 zu erhöhen, ihr Entleeren in die
Brennkammer 1 über die Förderleitungen 7 zu verzögern und sie
oberhalb des Zylinderdrucks bis zum Öffnen des pneumatischen
Injektors 4 zu halten.
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Das Organ zum selektiven Schließen 5 wird selbst auch
teilweise geschlossen, um den Strom komprimierter Luft
erfindungsgemäß zu regeln und eine Druckkurve benachbart der Kurve D der
Fig. 2 zu erhalten.
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Fig. 11 erläutert diesen Effekt besser. Man sieht, daß mit dem
geschlossenen Drosselorgan 6 der Druck in der Gehäuse-Pumpe P2
dauernd um einen Druck P1 angehoben wird, der ohne Schließen
des oder der Förderleitung(en) 7 erhalten wird. So bleibt der
Druck P2 der Gehäuse-Pumpe, der auch der im Kanal 28 vor dem
Organ 5 herrschende Druck ist, größer als der Zylinderdruck C
bis zu einem fortgeschrittenen Augenblick der pneumatischen
Injektion. Der Druck P2 kann also für die pneumatische
Injektion verwendet werden und es ist somit zweckmäßig, den Fluß
komprimierter Luft mit Hilfe einer Vorrichtung nach der
Erfindung zu regeln, um einen gut zerstäubten Kraftstoffstrahl mit
einem langsamen Eindringen für die geringen Chargen des Motors
zu erhalten.
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Nach einer Variante des letztgenannten Falls, dargestellt in
Fig. 9 beispielsweise, kann das Volumen der Gehäuse-Pumpe 8
entsprechend den Ladebedingungen des Motors variieren, um das
Kompressionsniveau der Gehäuse-Pumpe variieren zu lassen, was
ein anderer weg sein kann, um die Funktion des Organs zu
realisieren. Das Druckniveau vor dem Organ zum selektiven
Schließen 5 nach der Erfindung kann so über die Regelung des
Volumens der Gehäuse-Pumpe 8 und damit seines
Kompressionsverhältnisses geregelt werden. Hierzu kann ein Gleitelement vom Typ
Kolben (nicht bezeichnet) in einem mit der Gehäuse-Pumpe 8 in
Verbindung stehenden Volumen angeordnet werden.
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Nach einer anderen möglichen Verwendung der Vorrichtung nach
der Erfindung, dargestellt durch Fig. 10, kann die Veränderung
des Volumens der Gehäuse-Pumpe auch kombiniert werden mit
einer Änderung des Volumens der Leitung oder des Raums für
komprimierte Luft vor dem Organ 5 zum selektiven Schließen.
Hierzu ist es möglich, sich ein Bauteil 10 vom Typ Kolben
vorzustellen, das in den Verbindungskanal 28 eingesetzt ist und
längs der Achse dieses Kanals beweglich ist und diesen Kanal
in zwei Teile teilt, einen, der direkt mit der Gehäuse-Pumpe 8
in Verbindung steht und den anderen, der Teil eines
Druckspeicherraums bildet. Ein Rückschlagklappenventil 11, das
beispielsweise auf dem Kolben 10 angeordnet ist, kann dann dazu
beitragen, den Speicherraum zu formen.
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Die Fig. 12, 12A und 12B erläutern eine andere Art und Weise,
wie man eine Volumenveränderung der Gehäuse-Pumpe 8 dank eines
Drosselorgans 6' erhalten kann, das an der Verbindung einer
Förderleitung 7 und des Kanals 28 angeordnet ist. Die Fig. 12,
12A und 12B zeigen nämlich ein Beispiel, wo ein drehendes
Element 6' als Drosselorgan gleichzeitig der Förderleitungen 7
und des Kanals 28 verwendet wird.
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Wenn beispielsweise die Förderleitungen 7 nicht verschlossen
sind (was den Bedingungen starker Last des Motors sowie der
Fig. 12A entspricht) ist das Volumen der Gehäuse-Pumpe 8
minimal und der den Raum 28 bildende Kanal steht nicht in
Verbindung mit der Gehäuse-Pumpe 8 außer über ein Rückschlagventil
12, das traditionell am Kanal 28 angeordnet ist. So ermöglicht
eine Gehäuse-Pumpe 8 minimalen Volumens eine maximale
Kompression von komprimierter im Raum 28 gespeicherter Luft, was
günstig zur pneumatischen Injektion großer Mengen Kraftstoff (bei
hohen Lasten) ist.
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Wenn dagegen die Last abnimmt dreht sich das Drosselorgan 6
derart, daß partiell die Förderleitungen 7 verschlossen werden
und dabei direkt die Förderleitung 7 mit dem Speicherraum 28
in Verbindung gesetzt wird. Fig. 12B zeigt diese
Betriebsweise.
Das Klappenventil 12 dient dann zu nichts mehr und der
Speicherraum 28 ist nun Teil des Volumens der Gehäuse-Pumpe 8
über die Förderleitung 7. Das Volumen der Gehäuse-Pumpe 8 wird
somit signifikativ erhöht.
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Diese Anordnung ermöglicht es, das Druckniveau des
Druckluftstroms, der den pneumatischen Injektor vor dem Organ 5 zum
selektiven Schließen speist, zu vermindern.
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Das Rückschlagelement 12 kann wie bereits erwähnt, eine an
sich bekannte Rückschlagklappe sein. Sie kann auch gebildet
sein aus einer Anordnung wie in den Fig. 5A und 5B
dargestellt, wobei das ganze in der Lage ist, eine geschlossene
Stellung (Fig. 5A), wo die Drosselklappen eine
Rückschlagfunktion haben, mit einer offenen Stellung (Fig. 5B) zu
kombinieren, wo die Klappenventile oder Ventuklappen das Öffnen des
Kanals 28 nicht mehr regeln.
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Schließlich zeigt Fig. 13 eine Ausführungsform der Erfindung,
nach der das Organ zum selektiven Schließen 5 die Form eines
im Kanal 2 gleitenden Kolbens aufweist und ggf. einen oder
mehrere Schlitze 13 des Kanals 2 verschließen kann. So kann
zur pneumatischen Injektion notwendige Luft unter Druck über
die Schlitze 13 in den Kanal 2 eingeführt werden, wenn das
Schließorgan 5 sich in der in Fig. 13 dargestellten Position
befindet.
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Ein Längskanal 14 ist im übrigen im Kolben 13 vorgesehen;
dieser Kanal ermöglicht es insbesondere, wenn der Kolben 5 die
Schlitze 13 verschließt, eine kleine Menge Druckluft
durchzulassen.
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Ein Gestänge oder irgendein anderes an sich bekanntes Mittel
ermöglicht es, den Kolben 5 als Funktion der
Betriebsbedingungen des Motors zu verschieben.
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Bei geringen Lasten wird der Kolben bevorzugt die Schlitze 13
des Hauptlufteinlasses derart wieder überdecken, daß nur ein
kleiner Luftdurchsatz durchgelassen wird. In dieser Stellung
wird also das Volumen zwischen dem Kolben 5 und dem Ventil 3
vermindert, was erheblich die pneumatische Injektion
verbessert. Dies ist ein besonders interessanter Vorteil dieser
Ausführungsform der Erfindung.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung, wie sie vorbeschrieben
ist, wird bevorzugt verwendet an einem Zweitakt-Motor, der mit
Selbstzündung arbeitet, d.h. der keine gesteuerte Zündung der
Ladung unter geringen Lastbedingungen erfordert.
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Erfindungsgemäß werden also die Durchsätze durch den
pneumatischen Injektor und die Förderleitungen derart gesteuert, daß
dieser Selbstzündungsbetrieb erhalten wird.