DE925022C

DE925022C - Gemischregler einfachster Bauweise fuer Verbrennungskraftmaschinen aller Art

Info

Publication number: DE925022C
Application number: DEB17753A
Authority: DE
Inventors: Guenther Banditt
Original assignee: KAETE BANDITT
Current assignee: KAETE BANDITT
Priority date: 1951-11-18
Filing date: 1951-11-18
Publication date: 1955-03-10

Description

Gemischregler einfachster Bauweise für Verbrennungskraftmaschinen aller Art Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines .arbeitsfähigen Gemisches aus Luft und flüssigen Kraftstoffen aller Art sowie die Regelung seiner Zusammensetzung für die Verarbeitung in Verbrennungskraftm.aschinen.
Bekanntlich versteht man unter Verbrennungskraftmaschinen alle Ein- oder Me'hrzylinderkraftmaschinen, die, im Zwei- oder Viertaktverfahren arbeitend, flüssige Kraftstoffe verbrennen und die so gewonnene Energie in mechanische Arbeit umsetzen.
Hauptsächlich sind die von O t t o und D i e s e 1 angegebenen Verfahren gebräuchlich; ihre Arbeitsverfahren in der klassischen Form sind bekannt. Es finden sich aber heutzutage andere Formen, so daß sich die strengen Grenzen zu verwischen beginnen. Beim Dieselmotor finden sich bereits Verfahren, die neben der Kraftstoffeinspritzung auch die angesaugte Luftmenge unter bestimmten Voraussetzungen regeln, während es Benzinmotoren gibt, die auf einen Vergaser alter Art verzichten und Benzin in den Zylinder einspritzen.
Diese Entwicklung verwischt die Grenzen zwischen ,den Verfahren; sie findet ihren Grund darin, d.aß der Dieselmotor im unteren Lastbereich verbesserungsfähig ist und daß der Ottomotor bezüglich,der Gemischbildung nicht befriedigt. Der Anlaß ist darin zu suchen, daß von alters her nach dem Verfahren von Otto die Gemischbildung dadurch geregelt wurde, daß primär der Querschnitt im Ansaugrohr geändert wurde. Dadurch änderte sich die Luftmenge, ihr folgte die Kraftstoffmenge, dann die Drehzahl, damit wieder die Luftmenge, die Kraftstoffmenge und erneut die Drehzahl usf., bis endlich Beharrungszustand eingetreten war. Da Luft weniger Trägheit besitzt als flüssiger Kraftstoff, ergeben sich hierbei allerlei Fehler, die Zusatzeinrichtungen aller Art, wie Brems- und Zusatzdüsen, Beschleunigerpumpen u. a. m., erforderlich machten. Je höher die Forderungen an die Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitig stuf enloserRegelung verbunden mitgutem Beschleunigungsvermögenlvurden, um so komplizierter wurde der Aufbau des Vergasers und seiner Hilfseinrichtungen. Neuere Konstruktionen verzichteten daher ganz auf den Vergaser und wandten sich der Benzineinspritzung in den Zylinder zu. Hier liegen andere Schwierigkeiten vor; da es sich um kleinste Mengen je Hub bei verhältnismäßig hohen Einspritzdrücken handelt, ist die Regelung nicht einfach, vor allem wird sehr hohe Präzision der Einspritzpumpenfertigung verlangt. Dies führt zu einer bedeutentden Verteuerung; außerdem sind solche Anlagen empfindlich gegen verschmutzten Kraftstoff.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, all diese Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung zu entwickeln, die es gestattet, i. leichte wie schwere Kraftstoffe so mit Verbrennungsluft zu mischen, daß ein arbeitsfähiges Gemisch mit günstiger Luftüberschußzahl über den ganzen Lastbereich entsteht, welches in Motoren mit Fremdzündung zur Wirkung gelangen kann, und 2. diese Mischung so zu regeln:, daß sich .die jeweils gewünschte Belastung des Motors rasch einstellt, ohne daß komplizierte Bau- und Regelteile oder hohe Drücke Verwendung finden müssen.
Erfindungsgemäß wird daher primär die Kraftstoffzufuhr geregelt; der erforderliche Luftanteil des Gemisches wird dabei nur grob vorgeregelt, die Feinregelung des Luftanteils spielt sich sekundär selbsttätig ein.
Man erreicht dadurch eine wesentliche bauliche Vereinfachung gegenüber allen bisher bekannten Vergasern und ähnlichen Einrichtungen. Darüber hinaus ist durch die Anwendung geeigneter Zusatzeinrichtungen zu dieser Erfindung die Verbrennung von Schwerkraftstoffen in Motoren mit Fremdzündung möglich.
Die Kraftstoffmengenregelung erfolgt durch Zerstäuber für niederen Druck im Ansaugkanal in Verbindung mit gleitender Regelung des Kraftstoffdrucks; der Druck wird durch Drosselung veränderlich gehalten und regelt so den Kraftstoffdurchsatz.
Die Drosselung liegt im Ablaufstrang einer Umpumpleitung ; es ist jeweils mindestens die der augenblicklichen Drehzahl entsprechende Vollastmenge zu fördern; entsprechend der momentan verlangten Last fließt der überschießende Teil des Kraftstoffes in den Tank zurück.
Die Drosselung erfolgt durch einen entsprechend den jeweiligen Motordaten gefrästen Rundschieber, der auf der gleichen Achse sitzt wie die Drosselklappe für die Luft. Erfindungsgemäß sind Zusatzeinrichtungen vorgesehen, die nachstehende Sonderzwecke erfüllen sollen: I. Wahlweiser Benzin- bzw. Schwerölbetrieb Doppelte Zuleitung zu der oder den Düsen, doppelte Rückschlagven.tile, doppelte Ablaufdrosseln, doppelte Kraftstoffpumpen, doppelte Umpumpleitungen und doppelte Tanks. Umschalthahn in jeder Kraftstoffpumpensau.gleitung von »Tank« auf »Atmosphäre«, die miteinander mechanisch zu verblocken sind.
Anfahren mit normalem Ottokraftstoff, nach Erreichung der Betriebstemperatur Umschalten auf Dieselkraftstoff; dazu ferner Wärmeaustausch a) durch elektrssche Vorwärmung der insgesamt umgepumpten Kraftstoffmenge von der Batterie her (Abt. 5), b) durch Oberflächenvorwärmung i. der Gesamtumlaufmenge mittels Abgaswärme (Abt. ¢), 2. .der eingespritzten Kraftstoffmenge, ebenfalls mittels Abgaswärme (Abt. 6).
II. Reiner Schwerölbetrie`b Elektrische Kraftstoffpumpe, elektrischer Kraftstoffvorwärmer und Abgaskraftstoffvorwärmer (Abt. 7), Fernthermometer.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche Teile haben in allen. Abbildungen gleiche Ziffern.
Einrichtung für Benzinbetrieb In den Ansaugkanal i des Motors ist eine Luftdüse 2 eingeschoben, in der ein ringförmiger Kanal 3 für den Kraftstoffzufluß zu den Düsen 4 ausgespart ist. Durch eine Bohrung 5 im Mantelrohr steht dieser in Verbindung mit den Anschlüssen der Kraftstoffzu- 6 und -ablaufleitungen 7. Die Trennung der Verbindung von Zu- und Ablaufleitung erfolgt im Drosselraum 8 durch einen Rundschieber, .der eine so geformte Drosselkurve aufweist, wie sie ,die Regelung des Motors verlangt. Der Rundschieber sitzt auf der gleichen Achse g wie die Luftdrosselklappe. Beide werden somit vom Gaspedal bewegt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: BeimAnlassen des Motors fördert die Kraftstoffpumpe über dem Ansaughahn, ii Kraftstoff aus dem Tank über die Zuleitung 6 zu der Drosse18, die je nach Stellung des Gaspedals den Ablauf 7 mehr oder minder versperrt. Entsprechend dem sich .dadurch im Drosselraum einstellenden Druck trittKraftstoff durch dieBohrung 5 in den Kanal 3 und sprüht durch die Düsen 4 in das Ansaugrohr. Der Motor springt an; er läuft zunächst mit zu fettem Gemisch. Mit zunehmender Drehzahl wird die angesaugte Luftmenge größer, bis sich .der Gemischwert einstellt, entsprechend dem die Drosselkurve und die Luftklappe in ihrer Stellung zu dem Drosselorgan berechnet ist. Beim Beschleunigen wiederholt sich -der gleiche Vorgang. Es wird zunächst durch Bewegen des Gaspedals über den Drosselschieber 8 der Ablauf 7 weiter geschlossen; gleichzeitig wird die Luftdrossel io weiter geöffnet. Der Druck im Drosselraum steigt. Dabei wird die eingesprühte Kraftstoffmenge größer, das Gemisch wird fetter, der -Motor steigert seine Drehzahlen und saugt dadurch mehr Luft an.
Beim Gaswegnehmen erfolgt der Vorgang umgekehrt, bis endlich die Leerlaufstellung erreicht ist, die in bekannter Weise durch Anschlag und Schraube eingeregelt wird.
Zum Abstellen des Motors ist es erforderlich, zunächst den Hahn i i in der Saugleitung von »Tank« auf »Atmosphäre« umzustellen; nach dem Stehenbleiben des Motors erst ist die Zündung auszuschalten.
Einrichtung für wahlweisen Betrieb Das Anfahren des Motors erfolgt wie bereits bei Benzinbetrieb beschrieben.; dabei ist der Hahn i i der Dieselkraftstoffleitung auf »Atmosphäre«, der der Benzinleitung auf »Tank« zu stellen.. Nach Erreichung der Betriebstemperatur des Motors ist die Anlage auf Dieselkraftstoffbetrieb umzuschalten. Dazu wird der Hahn i i der Dieselkrafbstoffleitung auf »Tank«, der der Benzinleitung auf »Atmosphäre« umgestellt.
Die jeweils nicht in Betrieb befindliche Kraftstoffförderpumpe läuft leer. Ein Eindringen von Benzin in die Dieselkraftstoffleitungen .oder umgekehzt wird durch .die Rückschlagventile 12 verhindert, die in den Bohrungen 5 des Mantelrohres vorgesehen sind.
Der Dieselkraftstoff wird durch den vorgesehenen Wärmeaustausch über den Flammpunkt erhitzt, so daß im Motor eine einwandfreie Zündung erfolgt.
Je nach Art des vorgesehenen Wärmeaustausches erfolgt die Zufuhr der Wärme. Aus Gründen der Einfachheit einer solchen Anlage wird mit der An-Lage gemäß I b) i. als Regelfall gerechnet werden können. Dadurch, daß stets eine konstante Kraftstoffmenge im Umlauf durch den, Wärmeaustauscher gefördert wird, ergibt sich eine in verhältnismäßig geringen Grenzen schwankende Vorwärmtemperatur im Gegensatz zu den Verfahren, bei denen nur die jeweils zu verbrennende Menge vorgewärmt wird. Einrichtung für Schwerölbetrieb Das Anfahren erfolgt derart, daß zunächst .die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe und der elektrisch beheizte Vorwärmer eingeschaltet werden, bis die erforderliche Kraftstofftemperatur erreicht ist. Danach kann der Motor angelassen werden Mit zunehmender Belastung des Motors steigt der Vorw ärmanteil des Abgasvorwärmers ; entsprechend wird der elektrische Vorwärmer abgeschaltet. Dies kann von Hand oder selbsttätig erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gemischregler für Verbrennungskraftmaschinen mit äußerer Gemischbildung, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Ansaugrohr mit niederem Druck eingespritzte Kraftstoff primär Gegenstand der Regelung -ist, während die grob vorgeregelte Luftmenge sich sekundär selbsttätig fein einregelt.
2. Gemischregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die jeweilige Momentanlast benötigte Kraftstoffmenge durch Drosselung des Ablaufs einer ständig umgepumpten ?Menge zur Einspritzung gelangt.
3. Gemischregler nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet daß kurz vor der oder den Zerstäuberdüsenein Rückschlagventil angeordnet ist, das ein Nachlecken von Kraftstoff nach Unterschreiten eines bestimmten Mindestförderdrucks verhindert.
4. Gemischregler nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig umgepumpte Kraftstoffmenge über einen oder mehrere, unter Umständen verschieden beheizte Wärmeaustauscher geleitet und vorgewärmt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 276 643, 492 368, 493733, 538703, 544550, 548445, 664041, 665885, 686o64, 698944, 718868, 733468, 735 848; schweizerische Patentschrift Nr. 2I8 718; französische Patentschriften Nr. 727 030, 976270.