DE885506C

DE885506C - Method and device for the forced, intermittent atomization of the fuel for internal combustion engines

Info

Publication number: DE885506C
Application number: DEG5432A
Authority: DE
Inventors: Carlo Gianini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-09
Filing date: 1951-03-09
Publication date: 1953-08-06

Description

Verfahren und Vorrichtung zur zwangsweisen, aussetzenden Zerstäubung des Brennstoffes für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Verfahren zur zwangsweisen, aussetzenden Zerstäubung des Brennstoffstrahles zur Anwendung für Brennkraftmaschinen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Brennstoffstrahl in einem ununterbrochenen Strom durch eine geeignete Zone der Ansaugleitung geführt, wo er von einem Druckluftstrom beaufschlagt wird, der aussetzend und nach einem von einer Steuervorrichtung bestimmten Gesetz zugeführt wird, wobei die Aussetzung der Zerstäubung durch Veränderung der Gesetze geschieht, nach denen die Zufuhr des Strömungsmittels, beispielsweise Druckluft, zum Aufbrechen und Zerstäuben des Brennstoffstrahles erfolgt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens, bei welcher die Zerstäubung des Brennstoffstrahles zwangsweise und aussetzend erfolgt, wobei Mittel für das Konstanthalten des Gewichtsverhältnisses von Brennstoff und Luft für die Zuführung in den Zylinder bei Drehzahlveränderungen des Motors-und zur selbsttätigen Veränderung der Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Veränderung der Dichte der Vergasungsluft vorgesehen sind.Method and device for forced, intermittent atomization of fuel for internal combustion engines The invention relates to a mechanical Method for the forced, intermittent atomization of the fuel jet for Application for internal combustion engines. According to the method of the invention, the Jet of fuel in an uninterrupted stream through a suitable zone of the intake manifold out, where it is acted upon by a stream of compressed air, which intermittently and after is supplied to a law determined by a control device, the suspension the atomization happens by changing the laws according to which the supply of the Fluid, for example compressed air, for breaking up and atomizing the fuel jet he follows. The invention also relates to apparatus for implementation of the method in which the atomization of the fuel jet forcibly and takes place intermittently, with means for keeping the weight ratio constant of fuel and air to be fed into the cylinder when the engine speed changes of the engine and to automatically change the amount of fuel as a function of are provided by the change in the density of the gasification air.

Bei den bisher gebräuchlichen Vergasern ist es bekannt, in der Ansaugleitung eine Drosselung (Lufttrichter) vorzusehen, in welcher sich die Geschwindigkeit des Luftstromes erhöht und dessen Druck sich -gegenüber "derri-atmosphärischen Druck infolgedessen vermindert. An der engsten Stelle des Lufttrichters wird ein kleines Rohrstück von gleichbleibendem Querschnitt eingeführt, durch welches der Brennstoff angesaugt wird, welcher sich unter Vermischung mit der in Bewegung befindlichen Luft zerstäubt, so daß ein Gemisch gebildet wird, das vom Motor angesaugt wird. Um ein regelmäßiges Arbeiten des Motors bei verschiedenen Drehzahlen zu gewährleisten, muß das Gewichtsverhältnis zwischen angesaugter Luft und dem in dieser enthaltenen Brennstoff stets konstant gehalten und eine vollkommene Mischung von Luft und Brennstoff gewährleistet werden. Es ist bereits auf verschiedene Weise eine Konstanthaltung dieses Gewichtsverhältnisses versucht worden, es istjedoch nur teilweise gelungen, dieses Ziel zu erreichen. Um eine innige Vermischung von Brennstoff und Luft zu erzielen, wurde versucht, die Feinheit der Zerstäubung zu erhöhen und mit allen Mitteln die Bildung großer Tropfen zu vermeiden. Die Vergaser, die nach den vorerwähnten Grundsätzen gebaut worden sind, weisen jedoch beachtliche Mängel auf, und zwar wird insbesondere das Gewichtsverhältnis niemals in allen Punkten der Betriebskurve aufrechterhalten, wobei die größten Abweichungen bei raschen Drehzahlerhöhungen und plötzlichem Schließen des Regelorgans auftreten.In the previously used carburetors, it is known to be in the intake line to provide a throttling (air funnel) in which the speed of the Increased air flow and its Pressure against "derri-atmospheric Pressure decreased as a result. At the narrowest point of the air funnel there will be a small piece of pipe of constant cross-section introduced through which the Fuel is sucked in, which is mixed with the one in motion Air is atomized to form a mixture that is drawn in by the engine. To ensure that the engine works regularly at different speeds, must be the weight ratio between the air sucked in and the air it contains Fuel always kept constant and a perfect mixture of air and fuel guaranteed. It is already a hold in several ways this weight ratio has been tried, but it has only partially succeeded to achieve this goal. To ensure an intimate mixing of fuel and air attempted to increase the fineness of atomization and with all Means to avoid the formation of large droplets. The carburetors made after the aforementioned Principles have been built, however, have considerable shortcomings, namely will In particular, never maintain the weight ratio at all points on the operating curve, where the greatest deviations are with rapid increases in speed and sudden closing of the regulating organ.

Die durch Unterdruck bewirkte Zerstäubung des Brennstoffes ist mangelhaft, besonders wenn die Notwendigkeit besteht, wie es bei nicht überladenen Motoren mit erhöhtem volumetrischem Füllungsgrad der Fall ist, Lufttrichter mit großem Durchmesser zu verwenden, um Ladungsverluste zu vermeiden.The atomization of the fuel caused by negative pressure is inadequate, especially when the need arises, as is the case with non-overloaded engines increased volumetric degree of filling is the case, air funnels with a large diameter to be used to avoid loss of charge.

Bei Mehrzylindermotoren mit untereinander verbundenen Ansaugkanälen hat die Anwesenheit des Gemisches in den Verbindungsabschnitten eine beachtliche Ungleichförmigkeit der Gemischverteilung auf die verschiedenen Zylinder zur Folge.For multi-cylinder engines with interconnected intake ducts the presence of the mixture in the connecting sections has a considerable The result is a non-uniformity of the mixture distribution among the various cylinders.

Bei Motoren für hohe Drehzahlen, d. h. mit hohem volumetrischemFüllungsgrad, beeinträchtigt die beschränkte Homogenität des Gemisches" die durch mangelhafte Zerstäubung bedingt ist, das regelmäßige Arbeiten des Motors in um so höherem Maße, je höher die Drehzahl ist, da die Dauer der der Verbrennung unmittelbar vorausgehenden oder nachfolgenden Hübe in umgekehrtem Verhältnis zur Drehzahlerhöhung- abnimmt, was einen verminderten Wirkungsgrad und damit einen erhöhten Verbrauch an Brennstoff zur Folge hat, der beim Ausdehnungshub nicht völlig ausgenützt wird. Um eine einwandfreie Vermischung der Luft mit dem Brennstoff zu erzielen, werden außer Unterdruckvergasern Spritzvergaser verwendet. Letztere erfordern jedoch zur Erreichung des angestrebten Zieles komplizierte Einrichtungen, deren Herstellung einen, großem Arbeitsaufwand erfordert und die deshalb zu teuer sind. Außerdem eignen sie sich wenig für M.ehrzylindermotoren mit kleinen Zylindereinheiten und hohen Drehzahlen, bei welchen die Abstimmung der Organe für die kleinsten Brennstoffmengen, die jedem Zylinder zugeführt werden müssen, mit der erförderlichen Genauigkeit Schwierigkeiten bereitet. Spritzvergaser sind für Motoren mit hohen Drehzahlen wenig geeignet wegen der Notwendigkeit, die Frequenz der hin und her gehenden Bewegungen verschiedener Organe zu erhöhen. Der Betrieb der Hilfspumpen, der bei Verwendung eines Schwerkraftstoffes, wie z. B. Erdöl, ausreichend sicher ist, wird besonders kritisch, wenn z. B. Benzin ohne jede Beimischung eines Schmierstoffes verwendet werden soll.For motors for high speeds, i. H. with a high volumetric degree of filling, affects the limited homogeneity of the mixture "by poor Is caused by atomization, the regular working of the engine to the greater extent, the higher the speed, since the duration of that immediately preceding the combustion or subsequent strokes in inverse proportion to the increase in speed - decreases, resulting in a reduced efficiency and thus an increased consumption of fuel has the consequence that is not fully utilized during the expansion stroke. To a flawless To achieve mixing of the air with the fuel, except vacuum carburetors Injection carburetor used. However, the latter require to achieve the desired The aim is complicated facilities, the production of which requires a lot of work and which are therefore too expensive. In addition, they are not very suitable for multi-cylinder engines with small cylinder units and high speeds at which the coordination of the Organs for the smallest amounts of fuel that must be fed to each cylinder, with the necessary accuracy causes difficulties. Spray carburetors are unsuitable for high-speed motors because of the need to adjust the frequency to increase the reciprocating movements of various organs. The operation the auxiliary pumps, which when using a heavy fuel, such as. B. petroleum, sufficient is certain is particularly critical when z. B. Gasoline without any admixture of one Lubricant should be used.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende mechanische Vergasungsverfahren weist folgende Vorteile auf: a) eine homogene Zerstäubung mit Bildung feinster Tröpfchen; b) eine vollkommene Vermischung des zerstäubten Brennstoffes und der vom Motor angesaugten Luft unter Bildung eines auch für sehr hohe Drehzahlen geeigneten explosiblen Gemisches; c) Begrenzung der Zerstäubung für jeden Zylinder auf den Saughub; d) das Freibleiben der Verbindungskanäle 'zwischen den einzelnen Ansaugleitungen von zerstäubtem Brennstoff; e) genaue Zumessung der Brennstoffmenge auch bei Motoren mit kleinen Zylinderräumen; f) niedriger spezifischer Brennstoffverbrauch; g) selbsttätige Regelung der Gemischzusammensetzung bei allen Betriebszuständen, beim Hochjagen, beim plötzlichen Schließen,desDrosselorgans usw., sowie bei Veränderungen der Luftdruckverhältnisse (Höhenveränderungen).The mechanical gasification process forming the subject of the invention has the following advantages: a) homogeneous atomization with the formation of extremely fine droplets; b) a perfect mixing of the atomized fuel and the fuel sucked in by the engine Air with formation of an explosive mixture which is also suitable for very high speeds; c) limitation of the atomization for each cylinder to the suction stroke; d) remaining free the connecting ducts between the individual suction lines of atomized fuel; e) precise metering of the fuel quantity even in engines with small cylinder chambers; f) low specific fuel consumption; g) automatic regulation of the mixture composition in all operating states, when racing up, when suddenly closing, the throttle organ etc., as well as changes in the air pressure conditions (changes in altitude).

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt.Some embodiments of the invention are shown in the drawings for example shown.

Fig. i zeigt einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Sammelbehälter mit gleichbleibendem Brennstoffspiegel. Links davon ist in Fig. ia in Einzeldarstellung die Ausbildung des mit der Druckdose gekuppelten Regelventils gezeigt.Fig. I shows a longitudinal section of a first embodiment of the invention with a collecting container with a constant fuel level. Left of that is in Fig. ia in a single representation the formation of the coupled with the pressurized can Control valve shown.

Fig.2 zeigt einen Längsschnitt einer von der Fig. i abweichenden Ausführungsform, bei welcher der Brennstoffumlauf mit Hilfe einer Förderpumpe und einer Rückführpumpe bewirkt wird.FIG. 2 shows a longitudinal section of an embodiment that differs from FIG. in which the fuel circulation with the help of a feed pump and a return pump is effected.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Darstellung auf die Zone um die Zerstäubereinrichtung, beschränkt ist.Fig. 3 shows a further embodiment in which the representation is limited to the zone around the atomizing device.

Fig. q. zeigt einen den vorangehenden Schnitten ähnlichen Schnitt durch den Vergaser, der ebenfalls auf die Zone um die Zerstäubereinrichtung beschränkt ist, in dem außerdem der Antrieb des Einlaßventils schematisch dargestellt ist, von welchem aus auch die Betätigung des Steuerventils für die bei dieser Ausführungsform zur Zerstäubung des Brennstoffstrahles bestimmte Druckluft erfolgt, wobei dieses Ventil an Stelle des in den Fig. i bis 3 gezeigten Drehschiebers verwendet wird.Fig. Q. shows a section similar to the previous sections through the carburetor, which is also limited to the area around the atomizer is, in which the drive of the inlet valve is also shown schematically, from which also the actuation of the control valve for the in this embodiment for atomizing the fuel jet certain compressed air takes place, this Valve is used in place of the rotary valve shown in FIGS.

Fig. 5 und 6 zeigen schematisch die Stellungen eines Flachschieberventils mit einem Schieberorgan bzw. mit zwei Schieberorganen, wobei dieses Ventil an Stelle der Drosselklappe treten kann.FIGS. 5 and 6 show schematically the positions of a flat slide valve with a slide member or with two slide members, this valve in place the throttle valve can occur.

Fig. 7 und 8 zeigen im Schnitt Einzelheiten der in einem Block vereinigten Zerstäubereinrichtung, bei- welcher die Austrittsöffnung mit einer Düse für das Richten (Fig.7) bzw. für das Unterteilen (Fig. 8) des Brennstoffstrahles versehen ist. Fig. 9, io und i i zeigen verschiedene Anordnungen der Austrittsöffnung für den zerstäubten Brennstoff innerhalb der Ansaugleitung.7 and 8 show in section details of those combined in one block Atomizer, in which the outlet opening is equipped with a nozzle for the Align (Fig. 7) or for the subdivision (Fig. 8) of the fuel jet provided is. 9, io and i i show different arrangements of the outlet opening for the atomized fuel inside the suction line.

In den Zeichnungen sind gleiche und ähnliche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Fig. i .ist mit i die Ansaugleitung bezeichnet, die sich in einen Lufteintrittskanal 2 fortsetzt, an dessen Ende eine Drosselklappe 3 oder ein anderes geeignetes Regelorgan angeordnet ist, wobei in einem geeigneten seitlichen Hohlraum von 2 der Sitz für die Steuervorrichtung ausgespart ist, die im wesentlichen durch ein. Organ gebildet wird, durch das ein aussetzender Druckluftstrahl erzeugt «erden kann. Bei den in Fig. i bis 3 gezeigten Ausführungsformen wird diese Vorrichtung durch einen Drehschieber .4 gebildet, der mit Austrittsöffnungen 5 versehen ist, wobei der Drehschieber 4 mechanisch mit dem Motor verbunden ist und sich im Gleichlauf mit diesem dreht. Dem Drehschieber 4 wird Druckluft von einem nicht gezeigten Drucklufterzeuger zugeführt. Der Sitz des Drehschiebers 4. steht mit dem Raum i über einen in geeigneter Richtung verlaufenden Kanal 6 in Verbindung. Durch die Drehung des Drehschiebers 4 wird das Öffnen und Schließen der Austrittsöffnungen 5 bestimmt, durch die ein Luftaustritt über den Kanal 6 erfolgt, wobei das Öffnen und Schließen mit dem des Zylindereinlaßventils 30 synchronisiert ist.In the drawings, the same and similar parts are denoted by the same reference numerals. In Fig. I., I denotes the intake line, which continues into an air inlet duct 2, at the end of which a throttle valve 3 or another suitable regulating element is arranged, the seat for the control device being recessed in a suitable lateral cavity of 2, which is essentially through a. Organ is formed through which an intermittent jet of compressed air can be generated. In the embodiments shown in Fig. I to 3, this device is formed by a rotary valve .4, which is provided with outlet openings 5, the rotary valve 4 is mechanically connected to the motor and rotates in synchronism with this. The rotary slide valve 4 is supplied with compressed air from a compressed air generator (not shown). The seat of the rotary valve 4 is connected to the space i via a channel 6 running in a suitable direction. The rotation of the rotary slide 4 determines the opening and closing of the outlet openings 5, through which air is discharged via the duct 6, the opening and closing being synchronized with that of the cylinder inlet valve 30.

7 ist die Bremistoffsammelleitung, von der sich im wesentlichen in senkrechter Richtung eine Düse 8 von engem Querschnitt (nadelförmig) abzweigt, aus. der der Brennstoff infolge des gleichbleibenden engen Querschnittes derselben in einem ununterbrochenen Strahl herausspritzt.7 is the fuel manifold, from which is essentially in perpendicular direction branches off a nozzle 8 of narrow cross-section (needle-shaped). which the fuel as a result of the constant narrow cross-section of the same in spurts out in a continuous stream.

Der Brennstoff wird durch eine Förderpumpe 9, die: eine Zahnradpumpe, eine Membranpumpe od. dgl. sein kann, unter Druck gefördert. Der aus 8 austretende Brennstoffstrahl tritt, nachdem er in einem ununterbrochenen Strahl eine kurze Strecke frei durchlaufen hat, in das Rohr io ein, dessen Querschnitt um ein Vielfaches den der Düse übertrifft, von wo aus der Brennstoff in das Gehäuse ii zurückgeführt wird, welches über die Leitung i2a unter Zwischenschaltung des Ventils 12, das vom Schwimmer 13 gesteuert wird, welcher zur Gleicherhaltung des Brennstoffspiegels im Gehäuse ii vorgesehen ist, mit einem nicht gezeigten Brennstofftank in Verbindung steht. Das Rohr io hat auch die Aufgabe, den, Drück im Gehäuse i i dem hinter der Drosselklappe 3 herrschenden Druck anzugleichen. Die Pumpe 9 saugt ihrerseits Brenn-Stoff aus -dem Gehäuse ii über die Leitung 11a an, die ilin über die Rohrleitung 25 in die Sammelleitung 7 fördert. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform saugt die Pumpe 9 unmittelbar vom Brennstofftank an, während die Rückführpumpe 27 den Brennstoff unmittelbar in den Brennstofftank zurückfördert. Eine nicht gezeigte Leitung bewirkt bei der zuletzt genannten Ausführungsform einen Druckausgleich zwischen dem Brennstofftank und der hinter dem Ventil 3 befindlichen Zone des Lufteintrittskanals 2, derart, daß die Druckveränderungen in dieser Zone, die durch das Verstellen des Ventils 3 hervorgerufen werden, die aus der Düse 8 austretende Brennstoffmenge nicht verändern.The fuel is fed by a feed pump 9, which: a gear pump, a diaphragm pump or the like. Can be promoted under pressure. The exiting from 8 Fuel jet occurs after being in a continuous jet a short distance has passed freely into the pipe io, the cross section of which is many times that of the the nozzle, from where the fuel is returned to the housing ii, which via the line i2a with the interposition of the valve 12, which is from the float 13 is controlled, which is used to maintain the fuel level in the housing ii is provided, is in communication with a fuel tank, not shown. The pipe io also has the task of the, pressure in the housing i i the behind the throttle valve 3 to equalize the prevailing pressure. The pump 9 in turn sucks out fuel -the housing ii via the line 11a, the ilin via the pipeline 25 into the Manifold 7 promotes. In the embodiment shown in Fig. 2, the pump sucks 9 directly from the fuel tank, while the recirculation pump 27 feeds the fuel returned directly to the fuel tank. A line not shown causes in the last-mentioned embodiment, a pressure equalization between the fuel tank and the zone of the air inlet duct 2 located behind the valve 3, in such a way that that the pressure changes in this zone caused by the adjustment of the valve 3, do not change the amount of fuel emerging from the nozzle 8.

Da die Pumpe 9 und gegebenenfalls auch; die Pumpe 27 vom Motor angetrieben werden und der Querschnitt der Düsen 8 unveränderlich ist, verhält sich die aus 8 austretende Brennstoffmenge direkt proportional zur Drehzahl des Motors. Die Düsen 8 sind in senkrechter Richtung oder im wesentlichen in. senkrechter Richtung in geeigneter Lage in der Nähe der Ansaugleitung i angeordnet.Since the pump 9 and possibly also; If the pump 27 is driven by the engine and the cross section of the nozzles 8 cannot be changed, the amount of fuel emerging from 8 is directly proportional to the speed of the engine. The nozzles 8 are arranged in the vertical direction or essentially in the vertical direction in a suitable position in the vicinity of the suction line i.

Der für die Brennstoffpumpe 9 vorgesehene Antrieb kann auch die kleine Luftpumpe antreiben, die den Drehschieber 4 beliefert. Andererseits kann die Luftpumpe auch einen, gesonderten Antrieb erhalten, wobei jedoch .die Einrichtung so ausgelegt sein muß, daß in jedem Falle ein ausreichender Druck für das Zerstäuben des Bremistoffstrahls erzeugt wird. Selbstverständlich kann statt einer einzigen Luftpumpe auch für jeden Zylinder je eine Luftpumpe vorgesehen werden, in welchem Fall die Luftpumpen. auch mit dem Drehschieber 4 verbunden sein können.The drive provided for the fuel pump 9 can also be the small one Drive the air pump that supplies the rotary valve 4. On the other hand, the air pump also get a separate drive, but .the device is so designed it must be that in each case there is sufficient pressure for atomizing the jet of fuel is produced. Of course, instead of a single air pump, it can also be used for everyone Cylinder an air pump can be provided, in which case the air pumps. even can be connected to the rotary valve 4.

Der durch den Kanal 6 geführte, vom Drehschieber 4 kommende Luftstrom ist jedoch von aussetzender Art, wobei der Kanal 6 düsenförmig mit gleichbleibendem Querschnitt ausgebildet ist und so verläuft, da.ß er in den. Kanal 2 quer zum Brennstoffstrahl und diesen schneidend eintritt, wobei er dessen freie Strecke zwischen, der Düse 8 und dem Rohrstück io beaufschlagt. Auf diese Weise wird der Brennstoffstrahl geschnitten, aufgebrochen und zerstäubt, solange der Drehschieber ,4 geöffnet ist, d. h. solange der Kanal 6 über die Öffnungen 5 mit dem Drehschieber 4 in Verbindung steht. Sobald diese Verbindung durch die Drehbewegung des Drehschiebers 4 unterbrochen wird, hört der Austritt von Druckluft aus dem Kanal 6 auf, so, daß der Brennstoffstrahl wieder kontinuierlich wird und seine Bahn wieder aufnimmt, wobei er durch das Rohrstück io aufgenommen wird, von wo er bei der Ausführungsform der Fig. i unmittelbar infolge des Gefälles in das Gehäuse i i gelangt oder bei der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform mittels der Pumpe 27 unmittelbar in den Brennstofftank gefördert wird.The air flow coming from the rotary valve 4, guided through the channel 6 is, however, of the intermittent type, the channel 6 being nozzle-shaped with constant Cross-section is formed and runs in such a way that it is in the. Channel 2 across the fuel jet and this occurs cutting, taking its free path between, the nozzle 8 and the pipe section io applied. In this way the fuel jet is cut, broken open and atomized as long as the rotary valve, 4 is open, d. H. so long the channel 6 is connected to the rotary valve 4 via the openings 5. As soon this connection is interrupted by the rotary movement of the rotary valve 4, hears the exit of compressed air from the channel 6 so that the fuel jet again becomes continuous and resumes its path, passing through the pipe section io is recorded, from where in the embodiment of FIG of the slope in the housing i i or in the embodiment shown in Figure 2 is conveyed directly into the fuel tank by means of the pump 27.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß der aus dem Rohr 6 austretende Luftstrahl nicht nur aussetzend ist, sondern daß der Drehschieber .4 und die Schlitze 5 auch so bemessen werden, dä.ß der Luft; austritt nur während des Saughubes stattfindet, und zwar nur während der Dauer eines bestimmten Bruchteiles desselben.The invention also provides that the emerging from the pipe 6 The air jet is not only intermittent, but that the rotary valve .4 and the slots 5 are also measured in such a way that the air; only emerges during the suction stroke, and only for the duration of a certain fraction of it.

Selbstverständlich ist bei einem Mehrzylindermotor jeder Zylinder mit einer der dargestellten Vorrichtungen versehen. Für jeden Zylinder findet daher zu jedem Zeitpunkt ein gleichbleibender Austritt von Brennstoff aus jeder der Düsen 8 statt, während der Austritt von Druckluft aus den jeweiligen Düsen 6 phasenverschoben ist, sich jedoch mit der Ansaugphase des jeweiligen Zylinders deckt.It goes without saying that each cylinder is in a multi-cylinder engine provided with one of the devices shown. For each cylinder there is therefore a constant discharge of fuel from each of the nozzles at all times 8 instead, while the exit of compressed air from the respective nozzles 6 is out of phase but coincides with the intake phase of the respective cylinder.

Die Erfindung sieht ferner eine selbsttätige Steuerung zur Konstanthaltung des Verhältnisses des Gewichtes der von jedem Zylinder angesaugten Luft und des in diesem zerstäubten Brennstoffes vor. Um dies zu erreichen, müssen offensichtlich folg ende B edingung enerf üllt werden : Da die Ansaugzeiträume sowie auch die Öffnungszeiträume des Ventils für den Druckluftstrahl umgekehrt proportional der Motordrehzahl sind und da die zugeführte Brennstoffmenge- proportional der Drehzahl des Motors gehalten werden muß, muß gleichfalls die Brennstoffmenge proportional der Luftdichte in der Ansaugleitung gehalten werden. Die erste Bedingung wird dadurch erfüllt, daß der Brennstoff durch die Düsen 8 von gleichbleibendem Querschnitt zugeführt wird, jedoch mit veränderlicher Menge, was durch Veränderung des Druckes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl möglich ist in der Weise, daß die Pumpe 9 mit dem Motor gekuppelt wird. Auf diese Weise wird bei jeder Drehzahl und bei jedem Ansaugvorgang dem Zylinder eine gleichbleibende Menge feinzerstäubten Brennstoffes zugeführt. ' Hier ist zu erwähnen, daß die Dichte der angesaugten Luft sich vermindert, wenn die Drosselklappe 3 aus ihrer Volloffenstellung, bei welcher im Raum hinter der Drossel nahezu atmosphärischer Druck herrscht, in ihre Stellung kleinster Öffnung (Leerlaufstellung) gebracht wird, in welch letzterer der Druck im Raum :2 hinter der Drosselklappe sich bis auf etwa 0,4 mm vermindert.The invention also provides an automatic control for keeping it constant the ratio of the Weight of the sucked in by each cylinder Air and the fuel atomized in this before. To do this you need to Obviously, the following conditions must be met: Since the suction periods as well as the opening times of the valve for the compressed air jet are also inversely proportional the engine speed and the amount of fuel supplied is proportional to the speed of the engine must be maintained, the amount of fuel must also be proportional the air density in the suction line. The first condition becomes thereby fulfilled that the fuel is supplied through the nozzles 8 of constant cross-section is, however, with a variable amount, which depends on changing the pressure from the engine speed is possible in such a way that the pump 9 is coupled to the engine will. In this way, the cylinder is opened at every speed and during every intake process a constant amount of finely atomized fuel is supplied. 'Here's to mention that the density of the intake air decreases when the throttle valve is activated 3 from its fully open position, in which the space behind the throttle is almost more atmospheric Pressure prevails, is brought into its smallest opening position (idle position), in which latter the pressure in the room: 2 behind the throttle valve down to about 0.4 mm reduced.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, durch die sic$ eine selbsttätige Veränderung der Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoffes bewirken läßt, .derart, daß diese proportional mit der Dichte der angesaugten Luft abnimmt, wobei diese Vorrichtung .aus einer beliebigen Anordnung bestehen, kann, die zur Steuerung der Öffnung eines Ventils geeignet ist, das eine teilweise Verbindung der Brennstoffansaugleitung mit einer Abzweigleitung herstellt, so. daß bei einer Druckverminderung der Luft die Menge des austretenden Brennstoffstrahles vermindert wird und umgekehrt.According to the invention an apparatus is provided by which sic $ cause an automatic change in the exit speed of the fuel in such a way that this decreases proportionally with the density of the sucked in air, this device. From any arrangement can, which for Control of the opening of a valve is suitable that has a partial connection the fuel intake line produces with a branch line, see above. that with one Reducing the pressure of the air reduces the amount of the exiting fuel jet will and vice versa.

Diese Vorrichtung ist in den in Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsformen gezeigt und besteht aus einem geschlossenen Gehäuse 14, in dem eine aus einem oder mehreren verformbaren Elementen bestehende Druckdose 15 oder ein ähnliches Organ angeordnet ist. Das Gehäuse 14 steht mit dem Kanal 2 hinter dem Regelorgan 3 mittels einer Leitung 16 von geeignet gewähltem Querschnitt in Verbindung, so daß der im Kanal 2, herrschende Unterdruck sich rasch in die Dose 15 unter Dämpfung rasch pulsierender Druckschwankungen fortpflanzt. Die Dose 15 steuert das Öffnen einer Durchtrittsöffnung, die von der Brennstoffförderleitung 25 abzweigt, was einen. allmählichen Druckabfall und eine entsprechendes Verminderung der aus 8 austretenden Brennstoffmenge zur Folge hat.This device is in the embodiments shown in FIGS shown and consists of a closed housing 14, in which one of one or a plurality of deformable elements existing pressure cell 15 or a similar organ is arranged. The housing 14 is with the channel 2 behind the control member 3 by means a line 16 of suitably selected cross section in connection, so that the im Channel 2, the prevailing negative pressure is rapidly pulsing into the can 15 with damping Pressure fluctuations propagates. The can 15 controls the opening of a passage opening, which branches off from the fuel delivery line 25, what a. gradual drop in pressure and a corresponding reduction in the amount of fuel exiting from 8 Consequence.

Die Dose 15 ist auf der einen Seite mit einer Regelvorrichtung 17 verbunden, die an einem der Wände des Gehäuses 14 angeordnet ist, und ist auf ihrer anderen Seite mit einer Spindel ig fest verbunden, die die. andere Wand des Gehäuses 14 in einer hierfür vorgesehenen Bohrung 18 durchsetzt. Die Spindel i9 ist mit einem Kopf 21 versehen, der bei 22 mit einer Verjüngung ausgebildet ist, die sich allmählich jedoch wieder verbreitert, wie im einzelnen in Fig. i dargestellt ist. Solange im Innern des Gehäuses 14 der ursprüngliche Außenluftdruck herrscht, wird durch das zylindrische Endteil 23 der Spindel i9 die scharfkantige Bohrung 24, die in einer Abzweigung der Leitung 25 vorgesehen ist, völlig geschlossen gehalten, so daß der Brennstoffdruck seinen höchsten Wert erreicht. Beim Entstehen eines. Unterdruckes im Kanal n dehnt sich die Dose 15 aus und bewirkt eine Verschiebung der Spindel i9. Durch diese Verschiebung entsteht eine Durchtrittsöffnung, so daß der Brennstoff zwischen dem Kopf 23 der Spindel i9 und der Bohrung 24 hindurchtreten kann, wobei diese Durchtrittsöffnung sich infolge der Ausbildung der Verjüngung 22 mit zunehmendem Unterdruck vergrößert. Der mit immer größereT Menge durch die Bohrung 24 hindurchtretende Brennstoff wird von der Leitung 26 aufgenommen und zum Gehäuse i i (Fig. i) weitergeleitet oder über die Leitung 27a und die Pumpe 27 zum Brennstofftank (Fig. 2). Auf diese Weise erhält man eine selbsttätige Steuerung der Geschwindigkeit und damit der Brennstoffmenge des aus 8 austretenden Strahles in Abhängigkeit von den Druckveränderungen im Innern des Vergasers.The can 15 is provided with a regulating device 17 on one side connected, which is arranged on one of the walls of the housing 14, and is on her other side with a spindle ig firmly connected to the. other wall of the enclosure 14 penetrated in a bore 18 provided for this purpose. The spindle i9 is with a Head 21 is provided which is formed at 22 with a taper which gradually increases but widened again, as shown in detail in Fig. i. As long as im Inside the housing 14, the original outside air pressure prevails, is ensured by the cylindrical end portion 23 of the spindle i9 the sharp-edged bore 24, which is in a Branch of the line 25 is provided, kept completely closed so that the Fuel pressure has reached its highest value. When one emerges. Negative pressure The can 15 expands in the channel n and causes a displacement of the spindle i9. This shift creates a passage opening so that the fuel can pass between the head 23 of the spindle i9 and the bore 24, wherein this passage opening due to the formation of the taper 22 with increasing Increased vacuum. The one passing through the bore 24 with an increasing amount Fuel is received from line 26 and passed on to housing i i (FIG. I) or via line 27a and pump 27 to the fuel tank (Fig. 2). To this This way you get an automatic control of the speed and thus the amount of fuel of the jet emerging from 8 as a function of the pressure changes inside of the carburetor.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung bezieht sich, wie bereits erwähnt, auf eine Ausführungsform, die bei parallel oder parallel zur Zylinderachse verlaufenden Ansaugleitungen, wie bei Sternmotoren, anwendbar ist. In diesem Falle kann, die Sammelleitung 28 des Brennstoffstrahles, der aus der nadelförmigen. Düse 29 austritt, in. die Wand der Ansaugleitung eingebaut werden, was den Vorteil hat, daß der Querschnitt der Ansaugleitung völlig frei bleibt.The arrangement shown in Fig. 3 relates, as already mentioned, to an embodiment that runs parallel or parallel to the cylinder axis Suction lines, as in radial engines, is applicable. In this case, the Manifold 28 of the fuel jet from the needle-shaped. Nozzle 29 exits, in. The wall of the suction line, which has the advantage that the cross-section the suction line remains completely free.

Bei der in Fig. i bis 3 gezeigten Ausführungsform ist das Regelorgan des Vergasers als Drosselklappe 3 dargestellt, die vor der Einspritzeinrichtung angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung ist die Einspritzeinrichtung, wenn der Motor mit halbgeöffneter Drossel betrieben wird (verminderte Drehzahl), den Druckveränderungen (Unterdrücken) ausgesetzt, die hinter der Drosselklappe 3 herrschen, wenn diese aus ihrer vollgeöffneten Stellung in ihre Schließstellung bz-#v. Leerlaufstellung gebracht wird. Dieser Unterdruck beninflußt die Menge des aus der Düse 6 ununterbrochen austretenden Brennstoffstrahles derart, daß sich diese mit zunehmendemUnterdruck allmählich erhöht. Beider Ausführungsform der Fig. i wird, wie bereits erwähnt, zum Ausgleich dieser Wirkung, die eine Veränderung des Brennstoffanteils zur Folge haben würde, daher vorgesehen, daß derselbe Unterdruck, der hinter der Drosselklappe 3 herrscht, auch im Sammelgehäuse ii erzeugt wird, zu welchem Zweck eine Leitung io von ausreichend großem Querschnitt vorgesehen ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform jedoch ist der (nicht gezeigte) Brennstofftank über eine geeignete Leitung mit der hinter der Drosselklappe befindlichen Zone des Kanals 2 verbunden, um den Druck in den erwähnten beiden Räumen anzugleichen.In the embodiment shown in FIGS. I to 3, the control element is of the carburetor shown as a throttle valve 3, which is in front of the injection device is arranged. With such an arrangement, the injector when the The engine is operated with the throttle half open (reduced speed), the pressure changes (Suppression) exposed, which prevail behind the throttle valve 3 when this from its fully open position to its closed position or # v. Idle position is brought. This negative pressure affects the amount of from the nozzle 6 continuously exiting fuel jet in such a way that it changes with increasing negative pressure gradually increased. In the embodiment of FIG. I, as already mentioned, to compensate for this effect, which results in a change in the fuel content would have, therefore, provided that the same negative pressure that is behind the throttle valve 3 prevails, is also generated in the collecting housing ii, for what purpose a line io is provided with a sufficiently large cross-section. In the case of the one shown in FIG Embodiment, however, is the fuel tank (not shown) via a suitable one Line with the zone of channel 2 located behind the throttle valve tied together, to equalize the pressure in the mentioned two rooms.

Bei den in den Fig. 4 bis i i dargestellten Ausführungsformen dagegen ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher es nicht mehr erforderlich ist, für einen derartigen Druckausgleich Sorge zu tragen, da die Drosselklappe 3" zwischen der Zerstäubereinrichtung und dem Einlaßventil 3o angeordnet ist. Bei einer solchenAnordnungwirddieZerstäubereinrichtung nicht durch die im Kanal i auftretenden Druckveränderungen. beeinfluBt. Hierbei kann es vorteilhaft sein, statt einer Drosselklappe 3 ein Flachschieberventil mit einem einfachen Schieber 3b (Fig. 5) oder einem Doppelschieber 30 (Fig. 6) zu verwenden.In the embodiments shown in FIGS. 4 to ii, however, an arrangement is shown in which it is no longer necessary to take care of such a pressure equalization, since the throttle valve 3 ″ is arranged between the atomizing device and the inlet valve 3o In such an arrangement, the atomizing device is not influenced by the pressure changes occurring in channel I. It may be advantageous to use a flat slide valve with a simple slide 3b (FIG. 5) or a double slide 30 (FIG. 6) instead of a throttle valve 3.

Es ist noch zu erwähnen, daß in bestimmten Fällen das Steuern der Austrittsöffnung für die Druckluft, die zur Zerstäubung des Brennstoffstrahles bestimmt ist, statt durch eine Drehschieberano:rdnung od. dgl. auch mit unmittelbar von den Steuerorganen des Einlaßventils (Schwinghebel od. dgl.) gesteuerten Ventilen geschehen kann, welche bei ihrer Bewegung auch das Öffnen und Schließen der Luftaustrittsöffn.ung der Zerstäubungseinrichtung steuern können. Beispielsweise kann die den aussetzenden Austritt der Luft steuernde Vorrichtung mittels eines Ventils mit wechselnder Bewegungsrichtung, wie in. Fig.4 gezeigt, geschehen. Dieses Ventil 34 das von der Feder 32 auf seinem Sitz gehalten wird, verschließt die Austrittsöffnung 33 eines Kanals 34 für die Zuführung der Druckluft. Durch das Öffnen des Ventils 31, das in einem geeigneten zeitlichen Verhältnis zum Öffnen des Ventils 30 geschieht, wird ein den Brennstoffstrahl schneidender Druckluftstrom auf diesen gerichtet. Die Betätigung des Ventils 31 kann durch einen Hilfsnocken 35 erfolgen, der auf der gleichen Welle wie der zur Betätigung des Ventils 30 bestimmte Noeken 36 gelagert ist. ° In diesem Falle ist jede Zerstäubereinrichtung mit einem solchen Ventil 31 versehen.It should also be mentioned that in certain cases the control of the outlet opening for the compressed air, which is intended for atomizing the fuel jet, instead of using a rotary slide valve or the like, also directly from the control elements of the inlet valve (rocker arm or the like. ) controlled valves can happen, which can also control the opening and closing of the air outlet opening of the atomizing device during their movement. For example, the device controlling the intermittent discharge of the air can be done by means of a valve with an alternating direction of movement, as shown in FIG. This valve 34, which is held on its seat by the spring 32, closes the outlet opening 33 of a channel 34 for the supply of compressed air. By opening the valve 31, which occurs in a suitable temporal relationship to the opening of the valve 30 , a stream of compressed air that intersects the fuel jet is directed onto the latter. The valve 31 can be actuated by an auxiliary cam 35 which is mounted on the same shaft as the Noeken 36 intended for actuating the valve 30. In this case, each atomizing device is provided with such a valve 31.

Eine Vorrichtung der letztbeschriebenen Art erfordert keine besondere Anordnung für die Schmierung, wie sie bei der Ausführungsform der Fig. i bis 3 mit dem Drehschieber 4 unerläßlich ist.A device of the type just described does not require any special one Arrangement for the lubrication, as in the embodiment of FIGS. I to 3 with the rotary valve 4 is essential.

Die Anordnung kann auch so getroffen. werden, da.ß die Nockenwelle kleine Kolbenpumpen betätigt, die den aussetzenden Druckluftstrahl in Phasenübereinstimmung mit dem Öffnen der einzelnen Einlaßventile erzeugt. Diese Ausführungsform ist jedoch nicht dargestellt. Der Saughub der Kolben kann dabei durch Federn bewirkt werden, während der Arbeits- oder Förderhub derselben durch Hilfsnocken, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Stößeln, bewirkt werden kann.The arrangement can also be made in this way. be that the camshaft small piston pumps are actuated, which phase the compressed air jet which is intermittent generated with the opening of the individual inlet valves. However, this embodiment is not shown. The suction stroke of the pistons can be effected by springs, during the working or delivery stroke of the same by auxiliary cams, if necessary with the interposition of plungers, can be effected.

Bei der letzterwähnten Ausführungsform ist jede Einspritzvorrichtung mit je einer solchen Kolbenpumpe ausgerüstet.In the latter embodiment, each injector is each equipped with such a piston pump.

Aus praktischen Gründen. wird die Zerstäubereinrichtung vorzugsweise als einziger Körper 37 ausgebildet (Fig.7 bis i i), wobei die Einspritzöffnung die Form der Düse 38 haben kann, die so ausgebildet ist, daß ein mehr oder weniger offener Strahl gebildet wird. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist die Düse 38' mit kranzförmig angeordneten Bohrungen versehen, deren Achsen zur Achse des Einspritzorgans konvergieren. Auf diese Weise erzeugt die Einspritzeinrichtung einen sich stark verbreiternden Austrittskegel.Because of practical reasons. If the atomizer device is preferably designed as a single body 37 (Figure 7 to ii), wherein the injection opening can have the shape of the nozzle 38, which is designed so that a more or less open jet is formed. In the embodiment shown in FIG. 8, the nozzle 38 'is provided with bores arranged in a ring, the axes of which converge to the axis of the injection member. In this way, the injection device creates a sharply widening outlet cone.

Bei der inFig. 9 gezeigten Ausführungsform ist die Einspritzeinrichtung 37 so angeordnet, da.B sie den zerstäubten Brennstoff in die Mitte des Kanals 2 in derselben Richtung wie die durch diesen strömende Ansaugluft spritzt.At the inFig. 9 is the injection device 37 arranged in such a way that B it brings the atomized fuel into the center of the channel 2 sprayed in the same direction as the intake air flowing through it.

Bei der in Fig. io gezeigten Ausführungsform sind der Kanal 2 und die Einspritzeinrichtung 37a gleichachsig angeordnet, während die Richtung des zerstäubten Brennstoffstrahles der der Ansaugluft entgegengesetzt ist.In the embodiment shown in Fig. IO, the channel 2 and the injector 37a is coaxially arranged while the direction of the atomized Fuel jet that is opposite to the intake air.

Bei der Ausführungsform der Fig. i i ist die Einspritzeinrichtung 37b im unteren Teil der Ansaugleitung 2 angeordnet, wobei die Achse des Austrittskegels des zerstäubten Brennstoffes quer zur Bewegungsrichtung der vom Zylinder angesaugten Luft verläuft. Die Einspritzeinrichtung 37b kann jedoch auch seitlich zur Ansaugleitung 2 an.-geordnet sein.In the embodiment of Fig. I i is the injection device 37b arranged in the lower part of the suction line 2, the axis of the outlet cone of the atomized fuel transversely to the direction of movement of the one sucked in by the cylinder Air runs. The injection device 37b can, however, also be at the side of the suction line 2 to be arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for atomizing fuel for internal combustion engines by means of compressed air, characterized in that the fuel in a space directly or indirectly connected to the suction line of the cylinder is continuously in a pressure jet from a nozzle of constant cross-section and in an amount that depends on the Engine speed and the air density in the intake line is regulated, flows out freely and is diverted again and the freely flowing fuel jet is temporarily atomized with the inlet valve open during a certain fraction of the duration of the suction stroke by a strong compressed air cross jet and intimately mixed with the combustion air.

2. Device for performing the method according to claim i, characterized by an uninterrupted fuel cycle, of which the fuel tank is a part forms, a feed pump., a collecting line from which for each cylinder a a narrow piece of pipe that serves as an outlet nozzle and a constant one Has cross-section from which the fuel jet emerges, a line and means for receiving the non-atomized fuel and for recycling in the closed Circuit in the tank, a nozzle that emits an intermittent jet of compressed air, the is directed so that the compressed air jet impinges on the fuel flow in its free path, a control device that regulates the duration, the time and, if necessary the pressure, the compressed air jet depending on the respective engine speed is suitable means of self-acting. Regulation of the discharge amount of the fuel jet to keep the composition constant of the mixture in the event of a change the Noto @ r speed and the density of the air in the suction line.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that _ that the discharge amount of the Fuel jet depending on the respective. Engine speed by changing the pressure of the fuel jet through the mechanical connection of the feed pump and the possibly provided recirculation pump with the motor is changed.

4. Device according to claims i to 3, characterized in that die.Austritts amount of the fuel jet depending on the changes in the density of the gasification air, for example by means of a pressure cell, is changed, through which the opening of the valve when the pressure in the suction line decreases is controlled, by which the gradual opening of a branched-off passage opening on the fuel delivery line is determined, through which part of the fuel flow to the tank is branched off, this part having a larger volume, the higher the negative pressure generated in the suction line behind the control element.

5. Device according to the claims i to 4, characterized in that the received by the return line Due to its gradient, the fuel jet reaches a collecting container, which is connected to the Fuel tank via a float valve and finitely connected to the delivery line stands.

6. Device according to -den claims i 'to 4, characterized in that: that the fuel jet, which is picked up by the return pipe, by means of a Return pump to the fuel tank is promoted.

7. Device according to claims i and 2, characterized in that for each cylinder one synchronized with the suction stroke Atomizer element is provided.

8, device according to claim i, characterized in that that the compressed air distributor by a rotary valve with slots of unchangeable Cross-section is formed by a compressed air generator preferably driven by the engine is supplied.

9. Apparatus according to claim i, characterized in that the Device for controlling and delivering an intermittent jet of compressed air one actuated directly or indirectly by the actuators of the inlet valve Valve is controlled. ok

Device according to claim i, characterized in that there, ß the control element for the air supply behind the atomizer between. this and the inlet valve is arranged. i i.

Device according to claim i, characterized characterized in that @ the fuel delivery nozzle, the manifold and the compressed air delivery nozzle are preferably combined into a single block, the dispensing opening for the atomized mixture is equipped with a nozzle through which the jet is directed and / or can be split.

12. The device according to claim i, characterized in that that the axis of the atomized fuel injector is parallel and runs in the same direction as the air flow sucked in by the cylinder:

13. Device according to claim i, characterized in that the axis of the injection device for the atomized fuel parallel and in the opposite direction of the from Cylinder sucked air flow runs.

14. The device according to claim i, characterized characterized in that the fuel delivery nozzle is transverse to the direction of the cylinder sucked air flow is arranged. Referred publications: German patents No. 734 532, 445 695-