EP0520169B1

EP0520169B1 - Brennstoff-Zerstäuberdüse

Info

Publication number: EP0520169B1
Application number: EP92107766A
Authority: EP
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Kreutmair (Fh); Nikolaus Dipl.-Ing. König (FH); Robert Gaudermann; David-Michael Simpkin
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2012-05-08
Also published as: DE4121346A1; EP0520169A1; ATE125596T1; DE59203017D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff-Zerstäuberdüse mit einem Düsenkörper, der einen Mischraum hat, der mehrere Austrittslöcher für ein Brennstoff/Luftgemisch aufweist und in dem eine Trennwand mit einer Zerstäuberdüse vorgesehen ist, die den Mischraum in zwei Räume aufteilt.
Zerstäuberdüsen bestehen in der Regel aus einem hohlzylindrischen Düsenkörper, an dessen einer Stirnseite die Eintrittsleitungen für die Zerstäuberluft und den Brennstoff angeschlossen sind und dessen andere Stirnseite als Prallplatte ausgebildet ist und etwa 5 Austrittslöcher hat, die kreissymmetrisch gleichmäßig verteilt sind. Die durch die Düse zu fördernde Kraftstoffmenge wird entsprechend dem Motorkennfeld eines Verbrennungsmotors geregelt.
Es hat sich herausgestellt, daß bei geringem Kraftstoffdurchsatz eine ungleichmäßige Verteilung aus den Austrittslöchern erfolgt. Bei liegender Anordnung der Zerstäuberdüse erfolgt eine stärkere Ablagerung von Kraftstoff im unteren Bereich des Düsenraumes, was bis zur "Verstopfung" der unteren Austrittslöcher führen kann. Aus der DE-C-419 233 ist eine Zerstäuberdüse der eingangs genannten Art bekannt, bei der durch eine Zwischendüse das Kraftstoff/Luftgemisch beschleunigt und mit relativ hoher kinetischer Energie auf die Prallplatte angedrückt wird. Durch die Anhebung der Geschwindigkeit wird der Einfluß der Schwerkraft auf den Kraftstoff gemindert. Das Kraftstoff/Luftgemisch gelangt auf diese Weise gleichmäßig verteilt zu den Austrittslöchern und es wird bei höheren Kraftstoffmengen ein gleichmäßiger Austritt aus der Zerstäuberdüse ermöglicht.
Gemäß US-A-2,623,786 ist die Trennwand einseitig trichterförmig ausgebildet. Bei dieser Vorrichtung ist jedoch keine Prallplatte vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerstäuberdüse der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der eine gleichmäßige Verteilung des aus der Düse austretenden Kraftstoff/Luftgemisches in jeder Betriebsphase gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Wahl einer Zwischendüse mit einem Querschnitt, der gleich der Summe der Querschnitte der Austrittslöcher ist, wird erreicht, daß in Betriebsphasen mit geringer Kraftstoffmenge die Zerstäubung und Verteilung des Kraftstoff/Luftgemisches unproblematisch ist. Dadurch ist es möglich, mit einer Mehrloch-Zerstäuberdüse einen wesentlich größeren Regelbereich zu bestreiten, als es bisher möglich war.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt:

Fig. 1: zeigt einen Längsschnitt einer Mehrloch-Zerstäuberdüse 10 und
Fig. 2: Draufsicht auf die austrittseitige Stirnseite der Düse 10.

Die Düse 10 besteht aus einem hochzylindrischen Düsenkörper 11, der einen Innenraum 12 umschließt, der mit der Zufuhrleitung 14 für Brennstoff 15 und Zerstäuberluft 16 in Verbindung steht. Der Brennstoff 15 wird mit der Zerstäuberluft 16 in der Leitung 14 und im Expansionsraum 12 vermischt bzw. zerstäubt und zu einer Zwischendüse 17 gedrückt, die sich in einer den Expansionsraum 12 in zwei Räume 18 und 19 teilenden Trennwand 20 befindet. Aufgrund der Zwischendüse 17 wird die Kraftstoff/Luftmischung 21 beschleunigt auf die als Prallplatte wirkende Austrittsstirnseite 22 der Düse 10 geführt und dabei radial auseinandergezogen wird.
Aufgrund der hohen kinetischen Energie des Stromes 21 erfolgt die radiale Aufteilung des Strahles 21 gleichmäßig in Kreisform, d. h. eine Einwirkung der Schwerkraft auf den Brennstoff in der Umgebung des Austrittsendes 22 der Düse 10 ist vernachlässigbar. Auf diese Weise lassen sich auch geringe Kraftstoffmengen gleichmäßig auf die Austrittslöcher 23 verteilen, die sich in der Austrittsstirnseite 22 der Düse 10 befinden.
Die Trennwand 20 ist vorzugsweise beidseitig trichterförmig ausgebildet. Um einen gleichmäßigen Fluß des zerstäubten Brennstoffes innerhalb der Düse 20 zu gewährleisten und andererseits die Wirkung der Düsenöffnung 17 in allen Regelbereichen zufrieden zu stellen, wird eine Düsenöffnung 17 mit einem Querschnitt gewählt, der gleich der Summe der Querschnitte der Austrittslöcher 23 ist. Damit wird einerseits das Regelverhalten nicht gestört und andererseits ein gleichmäßiger Austritt des zerstäubten Kraftstoffes aus den Austrittslöchern 23 gewährleistet, auch bei sehr geringen Kraftstoffmengen.

Claims

Brennstoff-Zerstäuberdüse mit einem Düsenkörper (11), der einen Mischraum (12) hat, der mehrere Austrittslöcher (23) aufweist und in dem eine Trennwand mit einer Zwischendüse vorgesehen ist, die den Mischraum in zwei Räume aufteilt, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Zwischendüse (17) etwa so groß ist wie die Summe der Querschnitte der Austrittslöcher (23) der Zerstäuberdüse (10).
Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (20) ein- oder beidseitig trichterförmig ausgebildet ist.