DE744039C

DE744039C - Fuel quantity regulation of supercharged aircraft internal combustion engines

Info

Publication number: DE744039C
Application number: DEB180725D
Authority: DE
Inventors: Max Friz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1937-11-17
Filing date: 1937-11-17
Publication date: 1944-01-07

Description

Kraftstoffmengenreglung von aufgeladenen.Luftfahrzeug-Brennkraftmaschinen Grundsätzlich sind heute bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung zwei Gruppen von Verfahren zurVersorgung mit Kraftstoff bzw. mit Kraftstoff-Luft-Gemisch zu unterscheiden. Die eine Gruppe führt mit Hilfe eines Vergasers ein durch die Herstellung des Vergasers festgelegtes Kraftstoff-Luft-Gemisch zu, während das andere Verfahren die notwendigen Kraftstoffmengen mit Hilfe einer Pumpe einspritzt und die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge getrennt zuführt.Fuel quantity regulation of supercharged aircraft internal combustion engines There are basically two groups of internal combustion engines with spark ignition today To distinguish between methods of supplying fuel or fuel-air mixture. One group introduces the production of the carburetor with the help of a carburetor fixed fuel-air mixture, while the other method provides the necessary Injected fuel quantities with the help of a pump and the amount required for combustion Air volume supplied separately.

Bei Verwendung eines Vergasers zur Kraftstoffversorgung fällt infolge der mit zunehmender Höhe abnehmenden Luftwichte bei gleichbleibender Motordrehzahl die indizierte Leistung ab, wobei aber der Kraftstoffausluß aus der Düse nicht im gleichen Verhält-` nis sinkt und daher der Motor mit zunehmender Höhe ein zu-kraftstoffreiches Gemisch erhält. Um diesen übelstand zu vermeiden, müssen die Vergaser für Flugmotoren mit Reglern ausgerüstet werden. Die Notwendigkeit, einen Regler verwenden zu müssen, birgt aber zweifellos gewisse Nachteile in sich.When using a carburetor for fuel supply falls as a result the air density, which decreases with increasing altitude at constant engine speed the indicated power, but the fuel discharge from the nozzle is not in the The same ratio sinks and therefore the engine becomes too fuel-rich with increasing altitude Mixture received. To avoid this nuisance, you need carburetors for aircraft engines can be equipped with regulators. The need to use a regulator but it undoubtedly has certain disadvantages.

Als weiterer Nachteil der Kraftstoffversorgung mittels Vergaser ist hauptsächlich noch anzuführen, daB die Kraftstoffmengenverteilung auf die einzelnen Zylinder eine vollkommen willkürliche ist und dadurch nicht jeder Zylinder genau die gleiche und notwendige Kraftstoffmenge bei der Gemischzuteilung erhält, wie das eigentlich im Sinne günstiger Leistungsverteilung und eines einwandfreien Gleichganges des Motors wünschenswert wäre. Zudem kommt ferner noch, daß bei Vergaserbetrieb in den Ansaugleitungen ständig ein brennbares Gemisch vorhanden ist, was natürlich eine besondere Gefahrenquelle darstellt.Another disadvantage of the fuel supply by means of a carburettor is mainly still to be mentioned that the fuel quantity distribution on the individual Cylinder is a completely arbitrary one and therefore not every cylinder is accurate receives the same and necessary amount of fuel in the mixture allocation as that actually in the sense of a favorable power distribution and a perfect synchronization of the engine is desirable were. In addition, there is also that at Carburetor operation, a flammable mixture is always present in the intake lines is what is of course a particular source of danger.

Um die dem Vergaserbetrieb anhaftenden Übelstände zu vermeiden, ist man dazu übergegangen, an Stelle des Vergasers eine Einspritzpumpe zu verwenden und hat damit in erster Linie den Vorteil erreicht, jedem Zylinder genau die gleiche Kraftstoffmenge nicht mehr willkürlich, sondern zwangsläufig zuteilen zu können. Außerdem wurde damit auch die beim Vergaserbetrieb aufgezeigte Brandgefahr ausgeschaltet, da sich jetzt in den Ansaugleitungen nur mehr Ladeluft befindet und das zündfähige Gemisch durch Einspritzung des Kraftstoffes erst im Zylinder selbst gebildet wird.In order to avoid the inconveniences inherent in carburetor operation they switched to using an injection pump instead of the carburetor and has thus primarily achieved the advantage that every cylinder is exactly the same To be able to allocate fuel quantity no longer arbitrarily, but inevitably. In addition, the fire hazard shown when operating the carburetor was eliminated, because now there is only charge air in the intake lines and the ignitable air Mixture is only formed by injecting the fuel in the cylinder itself.

Aber nun weist die Kraftstoffversorgung mittels Einspritzpumpe ihrerseits gegenüber dem Vergaser den schwerwiegenden Nachteil auf, daß bei gleichbleibender Motordrehzahl die Fördermenge der Pumpe unverändert bleibt. Um nun überhaupt eine Angleichung der geförderten Kraftstofftnenge entsprechend der Menge und dem Zustand der angesaugten Luft zu erreichen, ist es notwendig, die Einspritzpumpe Vnit einem auf den Luftzustand im Laderohr ansprechenden Regler zu steuern. Außerdem ist es noch erforderlich, bei der Regelung der Einspritzmenge zu berücksichtigen, daß sich infolge des mit wechselnder Flughöhe ändernden Auspuffgegendruckes auch die Luftdurchsatzmenge ändert und eine entsprechende Berücksichtigung bei der Kraftstoffzuteilung erforderlich macht. -Wie aus den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, haften jeder der üblichen Ausführungsformen zur Kraftstoffzuteilung sowohl Nachteile als auch Vorteile an. Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Kraftstoffe Mengenreglung für aufgeladene Luftfahrzeug-lirennkraftmaschinen zu schaffen, wobei die aufgezeigten Nachteile weitgehendst vermieden werden.But now the fuel supply by means of the injection pump has its part compared to the carburetor the serious disadvantage that with the same Engine speed, the delivery rate of the pump remains unchanged. To now one at all Adjustment of the amount of fuel delivered according to the amount and the condition To achieve the intake air, it is necessary to use the injection pump Vnit to control the regulator responsive to the air condition in the loading tube. Besides, it is still necessary to take into account that when regulating the injection quantity as a result of the exhaust back pressure, which changes with changing flight altitude, also the air flow rate changes and a corresponding consideration in the fuel allocation is required power. -As can be seen from the above, each of the conventional embodiments for fuel allocation both disadvantages and advantages at. The object of the invention is now to provide a quantity control for supercharged fuels To create aircraft lirennkraftmaschinen, with the disadvantages indicated largely avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung unter Anwendung einer unmittelbaren Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder während des Ansaughubes bei gleichzeitig selbsttätiger Aufrechterhaltung eines bestimmten eingestellten Zustandes in der Ein- j laßleitung bis zur Volldruckhöhe vor, durch einen zusätzlichen Vergaser für die Kraftstoffversorgung den durch den Leistungsanstieg infolge des abfallenden Auslaßgegendruckes bedingten Mehrbedarf an Kraftstoff zu decken. Damit entfällt bis zur Volldruckhöhe für die erfindungsgemäße kombinierte Brennstoffzuteilung durch Brennstoffpumpe und Vergaser jeglicher Regler, indem der durch die Pumpe bei steigender Höhe zu wenig geförderte Brennstoff durch, die Zuv ielförderung des bis zur Volldruckhöhe nicht geregelten Vergasers ausgeglichen wird Die Einspritzpumpe liefert für jede Leistung eine entsprechende, genau eingestellte Kraftstoffmenge für jeden Zylinder, die ausschlaggebend ist für eine gleichmäßige Kraftstoffzuteilung, da die verbleibende Rest-Beschickung durch den Vergaser in diesem Sinne nicht mehr von großem Einfluß ist. Wesentlich ist hier in erster Linie, daß eine Beeinflussung der Einspritzpumpe weder durch eine vom Luftzustand im Ausaugrohr noch durch eine von der Außenluft abhängige Regeleinrichtung notwendig ist. Die praktische Durchführung der Regelung erfolgt durch eine mechanische Kupplung der Leistungsdrossel mit der Einspritzpuinpenregelstange, wobei ohne irgendeine Regeleinrichtung zwangsläufig die eingespritzte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der jeweiligen Drosselklappenstellung gesteuert wird und ferner der durch die zunehmende Höhe bedingte Mehrbedarf an Kraftstoff selbsttätig von dem nach der Erfindung zusätzlich angeordneten Vergaser geliefert wird.To solve this problem, the invention proposes using a direct fuel injection into the cylinders during the intake stroke at the same time automatic maintenance of a certain set state in the inlet line up to full pressure head, through an additional carburetor for the fuel supply due to the increase in power as a result of the decrease To cover the additional fuel requirement caused by the exhaust back pressure. This does not apply up to the full pressure level for the combined fuel allocation according to the invention Fuel pump and carburetor any regulator by putting the through the pump at increasing Amount of too little fuel delivered by, the too much delivery of the up to full pressure level Unregulated carburetor is balanced The injection pump delivers for each Power a corresponding, precisely set amount of fuel for each cylinder, which is crucial for an even fuel allocation, as the remaining In this sense, the remaining charge through the carburetor is no longer of great influence is. What is essential here is primarily that the injection pump is influenced neither by one of the air condition in the exhaust pipe nor one of the outside air dependent control device is necessary. The practical implementation of the scheme takes place through a mechanical coupling of the power throttle with the injection pump control rod, without any regulating device inevitably the amount of fuel injected is controlled as a function of the respective throttle valve position and further the additional fuel requirement caused by the increasing altitude of the carburetor additionally arranged according to the invention is supplied.

Die an Hand des Vergaserverfahrens weiter oben erklärte Brandgefahr des in den Ansaugleitungen befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches besteht bei einer Kraftstoffversorgung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch nicht, da die Mischung von Kraftstoff und Ladeluft durch den Zusatzvergaser kein zündfähiges Gemisch aufbereitet, sondern dieses erst durch die Einspritzung im Zylinder erstellt wird.The fire hazard explained above using the carburetor method of the fuel-air mixture in the intake lines exists in one Fuel supply according to the method according to the invention also does not exist, since the mixture no ignitable mixture of fuel and charge air is prepared by the additional carburetor, but this is only created by the injection in the cylinder.

Die Regelung bei dem Vergasereinspritzverfahren erfolgt bis zur Volldruckhöhe, wie aus den vorstehenden Darlegungen zu entnehmen ist, ohne irgendeine Regeldose o. dgl., und zur Einstellung verschiedener Leistungsstufen wird zugleich mit der von Hand betätigten Leistungsdrosselklappe durch eine Regelstange die Förderung der Kraftstoffeinspritzpumpe entsprechend beeinflußt.The regulation in the carburetor injection process takes place up to the full pressure level, as can be seen from the explanations above, without any regular box o. The like., And to set different power levels is at the same time with the manually operated power throttle valve through a control rod the promotion influenced accordingly by the fuel injection pump.

Nach Überschreiten der Gleichdruckhöhe fällt die Leistung bei gleicher Drehzahl und gleicher Leistungsdrosselstellung ab, womit dann auch bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffzuteilung der vom Vergaser geförderte Kraftstoffanteil gegenüber dem .erforderlichen Bedarf * zu groß ist, und daher von diesem Punkt ab eine Reglung der V ergaserdiise in Abhängigkeit der Außenluft notwendig ist.After the constant pressure level is exceeded, the output drops at the same level Speed and the same power throttle position, which then also with the invention Fuel allocation the proportion of fuel delivered by the carburetor compared to the required Requirement * is too great, and therefore from this point onwards a regulation of the gasoline engine is necessary depending on the outside air.

Erwähnt soll noch werden, daß bei einer Reglung, die allen Gesichtspunkten, insbesondere hinsichtlich der Gemischzusammensetzung, genauestens gerecht werden soll, gegebenenfalls die Möglichkeit besteht, mit Hilfe einer Kurvenscheibe o. dgl. zusätzlich nach die Abhängigkeit zwischen der Drosselklappe und der Einspritzpumpenregelstange zu beeinflussen.It should also be mentioned that in the case of a regulation that covers all aspects especially with regard to the composition of the mixture should, if necessary, there is the possibility of using a cam or the like. Additionally according to the dependency between the throttle valve and to influence the injection pump control rod.

In der Abbildung ist schematisch die Anordnung der Kraftstofffördereinrichtungen und der erforderlichen Regeleinrichtungen gezeigt. Die von Hand betätigte Leistungsdrosselklappe 2 steht durch ein geeignetes Gestängeq. mit der Regelstange3 der Kraftstoffeinspritzpumpe i in Verbindung. Der Austrittsquerschnitt der die Vergasung des Kraftstoffes einleitenden Düse 5 wird von der Gleichdruckhöhe ab durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Nadel 7, selbsttätig durch einen auf die Luftwichte ansprechenden Regler 6 verändert.The diagram shows the arrangement of the fuel delivery devices and the necessary control devices are shown. The manually operated power throttle 2 stands by a suitable linkage q. with the control rod3 of the fuel injection pump i related. The exit cross-section of the gasification of the fuel Nozzle 5 is from the same pressure level from by suitable means, for example a Needle 7, changed automatically by a regulator 6 responding to the air density.

Claims

PATENT CLAIMS: -i. Fuel quantity regulation of supercharged aircraft internal combustion engines with direct fuel injection into the cylinder during the intake stroke while automatically maintaining a certain set state in of the inlet line up to the full pressure head, characterized by an additional Carburetor for the fuel supply to cover the increase in power. as a result of the falling outlet counterpressure, additional fuel requirement is required.

2. Fuel quantity control according to claim i, characterized in that the carburetor is influenced above the full pressure level in a manner known per se by changing the cross section of the carburetor nozzle by means of a needle moved by an air weight box. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patent specification ...... No. 426 oo6; Austrian 9513 ' British patents 28255 v. J. 19o6, 141 34.9.