DE892697C

DE892697C - Injection process for mixture-compressing internal combustion engines

Info

Publication number: DE892697C
Application number: DET5157A
Authority: DE
Inventors: Rolf Oehler
Original assignee: FRITZ FAUDI KOMMANDIT GES
Current assignee: FRITZ FAUDI KOMMANDIT GES
Priority date: 1951-11-07
Filing date: 1951-11-07
Publication date: 1953-10-08

Description

Einspritzverfahren für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für den Betrieb gemischverdichtender, mehrzylindriger Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung, das den für die Einspritzung notwendigen technischen Aufwand herabsetzt. Das Einspritzverfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch den Antrieb einzelner Pumpenelemente unmittelbar durch den Verbrennungsdruck der Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine und durch Verwendung .von _Vlembranpumpen in dieser Anordnung. Bei dem neuen Verfahren kommt der mechanische Pumpenantrieb (durch Nockenwelle und Ritzel) in Fortfall, desgleichen die Schmierung der Pumpenelemente.Injection method for mixture-compressing internal combustion engines The invention relates to a method for operating mixture-compressing, multi-cylinder Internal combustion engines with fuel injection, which are necessary for the injection reduces technical effort. The injection method according to the invention is characterized by driving individual pump elements directly from the combustion pressure the working cylinder of the internal combustion engine and by using .von _Vlembranpumpen in this arrangement. With the new process comes the mechanical pump drive (through camshaft and pinion) no longer needed, as well as the lubrication of the pump elements.

In Erkenntnis der bekannten Vorteile der Kraftstoffeinspritzung versucht man seit geraumer Zeit diese auch beim Ottomotor einzuführen. Für den Gebrauchsmotor erweisen sich die Einspritzanlagen aber bisher als noch zu teuer und zu kompliziert, so daß der Nutzen durch die hohen Herstellungskosten wieder aufgewogen wird. Die heute bekannten Einspritzanlagen für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen (Einspritzung von leichtflüchtigen Kraftstoffen) sind fast ausnahmslos den Dieseleinspritzanlagen nachgebildet. Es werden meist Kolbenpumpen mit mechanischem Antrieb verwendet, die eine sehr genaue Bearbeitung erfordern. Die Schmierung dieser Kolbenpumpen bei Betrieb mit nicht schmierfähigen Kraftstoffen bereitet große Schwierigkeiten, und der mechanische Pumpenantrieb erfordert entsprechende Einrichtungen an der Brennkraftmaschine.Tried realizing the known benefits of fuel injection this has also been introduced in gasoline engines for some time. For the utility engine However, the injection systems have so far proven to be too expensive and too complicated, so that the benefit is outweighed by the high manufacturing costs. the injection systems known today for mixture-compressing internal combustion engines (injection of volatile fuels) are almost without exception the diesel injection systems replicated. Piston pumps with a mechanical drive are mostly used require very precise machining. The lubrication of these piston pumps during operation with non-lubricating fuels causes great difficulties, and the mechanical Pump drive requires corresponding devices on the internal combustion engine.

Das Einspritzverfahren nach der Erfindung bezweckt eine wesentliche Vereinfachung der Kraftstoffeinspritzung.The injection method according to the invention aims at an essential one Simplification of fuel injection.

Das Neue der Erfindung besteht darin, daß die bei der Kompressicn und Verbrennung in den einzelnen Zylindern entstehenden Druckspitzen in der Art nutzbar gemacht werden, daß der Verbrennungshöchstdruck jeweils eines Zylinders zur Betätigung eines Pumpenelementes und damit zur Einspritzung in einen anderen Zylinder verwendet wird. Bei' Motoren mit ganzzahliger Zylinderzahl liefert ein Zylinder eine Druckspitze immer in dem Augenblick, in dem ein anderer Zylinder gerade der Einspritzung bedarf. Die übertragung des Zylinderdruckes auf ein Pumpenelement erfolgt durch eine Leitung geringen Querschnitts auf eine Di#uckmembran, die ihrerseits ein Pumpenelement betätigt. In dieser Anordnung kann als Einspritzpumpe zweckmäßig eine Membranpumpe verwendet werden, da die Druckmembran nur eine geringe Hubhöhe erlaubt.The novelty of the invention is that in the Kompressicn and combustion in the individual Cylinder pressure peaks can be used in such a way that the maximum combustion pressure is one Cylinder for actuating a pump element and thus for injection into one other cylinder is used. For 'engines with an integer number of cylinders a cylinder always has a pressure peak at the moment when another cylinder just needs the injection. The transfer of the cylinder pressure to a pump element takes place through a line of small cross-section on a pressure membrane, which in turn actuates a pump element. In this arrangement it can be used as an injection pump a diaphragm pump can be used because the pressure diaphragm only has a low lifting height permitted.

Die Zeichnung veranschaulicht das neue Einspritzverfahren. Es -bedeutet ED Einspritzventil mit Bohrung und Anschluß für Druckleitung, ZK Zündkerze, EL :Einspritzleitung, DL Druckleitung, DM Druckmembran, S Stößel, H Hubbegrenzung, PM Pumpmembran, DV Druckventil, SV Saugventil.The drawing illustrates the new injection process. It means ED injection valve with bore and connection for pressure line, ZK spark plug, EL : injection line, DL pressure line, DM pressure diaphragm, S tappet, H stroke limiter, PM pump diaphragm, DV pressure valve, SV suction valve.

Die Einspritzung bei gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen erfolgt zu Anfang des Ansaughubes, also gegen einen Druck von weniger als i ata, daher genügt zur Einspritzung auch ein viel geringerer Druck, als er bei der Dieseleinspritzung notwendig ist. Dieser geringe Druck kann von einer Membranpumpe ohne bauliche Schwierigkeiten aufgebracht werden. Ein großer Vorteil .der Membranpumpen ist der, daß bei ihnen keine gleitende Reibung stattfindet und keine Schmierung notwendig ist. Auch ist der Pumpendruckraum absolut dicht abgeschlossen. Die Fördermengenregelung kann, wie in der Zeichnung angegeben, durch Hubbegrenzung erfolgen.The injection takes place in mixture-compressing internal combustion engines at the beginning of the intake stroke, i.e. against a pressure of less than i ata, is therefore sufficient a much lower pressure for injection than for diesel injection necessary is. This low pressure can be produced by a diaphragm pump without any structural difficulties be applied. A big advantage of the diaphragm pumps is that with them there is no sliding friction and no lubrication is necessary. Also is the pump pressure chamber is completely sealed off. The flow rate control can, as indicated in the drawing, by limiting the stroke.

Wenn z. B. -(s. Zeichnung) der Zylinder x der Brennkraftmaschine komprimiert und zündet, setzt sich die im Zylinder i entstehende Druckspitze durch die Druckleitung DL, auf die Druckmembran DMl fort. Diese drückt den Stößel S im Rahmen der Hubbegrenzung H nach oben. Durch den Stößel S wird die Pumpmembran PMl betätigt, der Druck schließt das Saugventil SV, das Druckventil DV öffnet bei Erreichung des eingestellten Öffnungsdrucks und der Kraftstoff spritzt durch die Leitung EL und das Einspritzventil ED2 in den Zylinder 2 genau zu Beginn des Ansaughubes ein. Nach 36o° Kurbelwellenumdrehung erfolgt der Einspritzvorgang in umgekehrter Reihenfolge. Bei einem Vierzylindermotor mit der Zündfolge i, 3, 4, 2 könnten die Pumpenelemente z. B. folgendermaßen verbunden werden (Einspritzung zu Beginn des Ansaughubes) : Das Pumpenelement von Zylinder i mit 4, 2 mit 3, 3 mit 2, 4 mit i.If z. B. - (see drawing) the cylinder x of the internal combustion engine compresses and ignites, the pressure peak arising in the cylinder i continues through the pressure line DL to the pressure membrane DMl. This pushes the plunger S upwards within the framework of the stroke limiter H. The pump diaphragm PMl is actuated by the plunger S, the pressure closes the suction valve SV, the pressure valve DV opens when the set opening pressure is reached and the fuel injects through the line EL and the injection valve ED2 into the cylinder 2 at the very beginning of the suction stroke. After a crankshaft rotation of 36o °, the injection process takes place in reverse order. In a four-cylinder engine with the firing order i, 3, 4, 2, the pump elements could e.g. B. be connected as follows (injection at the beginning of the intake stroke): The pump element of cylinder i with 4, 2 with 3, 3 with 2, 4 with i.

Die -Einspritzung muß zwangsläufig immer im richtigen Augenblick erfolgen. Veränderung in der Einspritzdauer und geringe Veränderung des Einspritzzeitpunktes sind durch Angleichung der bewegten Massen (Stößel, Pumpenventile) und durch Abstimmung der Einspritz- und Druckleitungen möglich. Bei Motoren mit Fremdzündung wird der Verbrennungsvorgang durch den Zündfunken eingeleitet und zur Einspritzung steht der ganze Ansaugtakt zur Verfügung, daher spielt der genaue Einspritzbeginn keine derartige Rolle wie beim Dieselmotor. Als Einspritzventil in diesem Verfahren wird zweckmäßig eine geschlossene Düse verwandt. Die Verstellung der Einspritzmengenregelung kann in bekannter Weise durch einen pneumatischen Regler in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Saugleitung oder auch durch direkte Kupplung der Luftdrossel mit der Regelstange der Pumpe erfolgen.The injection must always take place at the right moment. Change in injection duration and slight change in injection timing are achieved by adjusting the moving masses (tappets, pump valves) and by coordination the injection and pressure lines possible. For engines with positive ignition, the Combustion process initiated by the ignition spark and ready for injection the entire intake stroke is available, so the exact start of injection does not play a role such role as in the diesel engine. Used as the injection valve in this process appropriately a closed nozzle is used. Adjustment of the injection quantity regulation can in a known manner by a pneumatic controller depending on the negative pressure in the suction line or by directly coupling the air throttle to the control rod the pump.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method and device for fuel injection in mixture-compressing multi-cylinder internal combustion engines with utilization of the gas pressure the machine cylinder, characterized in that each to a cylinder associated pump element by the gas pressure of a cylinder corresponding to this other cylinder is operated.

2. The method and apparatus according to claim i, characterized characterized in that the gas pressure of a machine cylinder acts on a membrane, which in turn is capable of a pump element belonging to another cylinder to operate.

3. The method and apparatus according to claim i and 2 in particular for Four-stroke engines, characterized in that the one pump element at the moment of the piston passage through 0.T. (End of compression stroke) actuating cylinders triggers injection into the cylinder whose piston, at the same moment, but shifted in time by 36o ° crankshaft rotation, also by 0.T. goes (End of the exhaust stroke).