WO2006024551A1 - Fuel supply and mixture-preparing system for mixture-compressing internal combustion engines - Google Patents

Fuel supply and mixture-preparing system for mixture-compressing internal combustion engines Download PDF

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WO2006024551A1 PCT/EP2005/052049 EP2005052049W WO2006024551A1 WO 2006024551 A1 WO2006024551 A1 WO 2006024551A1 EP 2005052049 W EP2005052049 W EP 2005052049W WO 2006024551 A1 WO2006024551 A1 WO 2006024551A1
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Stefan Arndt
Joerg Heyse
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • FIG. 2 shows a detail of the illustration according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows the section IU-III in FIG. 2
  • FIG. 2 shows a detail of the illustration according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows the section IU-III in FIG. 2
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Abstract

Disclosed is a fuel supply and mixture-preparing system (10) for mixture-compressing internal combustion engines, comprising at least one component (16, 18, 20) for the controlled formation and delivery of an air-fuel mixture to a combustion chamber (22). The inventive fuel supply and mixture-preparing system is characterized in that at least some sections of the component (16, 18, 20) are designed with a porous surface through which air can be conveyed.

Description

Kraftstoffversorgunps- und Gemischbildungsanlage fiir gemischverdichtende BrennkraftmaschinenFuel supply and mixture formation plant for mixture-compression internal combustion engines
Die Erfindung betrifft eine KraftstoflVersorgungs- und Gemischbildungsanlage für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Bauelement zum gesteuerten Ausbilden und Zuführen eines Luft-Brennstoff-Gemisches zu einem Brennraum.The invention relates to a fuel supply and mixture formation system for mixture-compression internal combustion engines with at least one component for the controlled formation and supply of an air-fuel mixture to a combustion chamber.
Derartige Kraftversorgungs- und Gemischbildungsanlagen werden beispielsweise beiSuch power supply and mixture formation systems are for example at
Verbrennungskraflmaschinen mit Saugrohreinspritzung verwendet. Bei diesen Anlagen, bei denen in der Regel in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe in ein Saugrohr flüssiger Brennstoff eingespritzt wird, kann es während des Betriebs und insbesondere während Lastwechseln und Kaltstarts zu Ablagerungen des flüssigen Brennstoffs an Bauelementen kommen. So kann beispielsweise an einer Saugtraktinnenwandung ein geschlossener Kraftstoff wandfilm entstehen, der insbesondere verzögert abdampft damit die eigentlich angestrebte Regelung der Verbrennungskraftmaschine in unerwünschterweise beeinflusst.Verbrennungskraflmaschinen used with intake manifold injection. In these systems, in which liquid fuel is usually injected downstream of a throttle valve into a suction pipe, deposits of the liquid fuel on components may occur during operation and in particular during load changes and cold starts. Thus, for example, at a Saugtraktinnenwandung a closed fuel wall film arise, which evaporates particularly delayed so that the actually desired regulation of the internal combustion engine in undesirable influences.
Um einen solchen unerwünschten Kraftstoffhiederschlag möglichst zu vermeiden ist es aus DE 28 35 807 C2 bekannt, dass die mit der Gemischströmung in Berührung kommenden Teile einerIn order to avoid such undesired fuel precipitation as far as possible it is known from DE 28 35 807 C2, that the coming into contact with the mixture flow parts of a
KraftstoffVersorgungs- und Gemischbildungsanlage mit einer gegen Flüssigkeit beständigen und diese abweisende Schicht versehen sind. Als Schicht ist ein Kunststoff, wie beispielsweise Polytethrafluorethylen, vorgesehen. Mit der Schicht soll insbesondere die Rauigkeit der mit der Gemischströmung in Verbindung kommenden Teile verringert und damit ein schnellerer und gleichmäßiger Gemischtransport und eine Verbesserung der Gleichverteilung der Gemischströmung erzielt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kraflstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der negative Einflüsse aufgrund von Kraftstofthiederschlägen an Oberflächen von Bauelementen der Anlage weitgehend vermieden sind.Fuel supply and mixture formation system with a liquid-resistant and this repellent layer are provided. As a layer, a plastic, such as Polytethrafluorethylen, provided. In particular, the roughness of the parts which come into contact with the mixture flow is to be reduced with the layer and thus a faster and more uniform mixture transport and an improvement in the uniform distribution of the mixture flow are achieved. The invention has for its object to provide a Kraflstoffversorgungs- and mixture formation system of the type mentioned, are largely avoided in the negative influences due to fuel deposits on surfaces of components of the system.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen KraftstoflVersorgungs- und Gemischbildungsanlage gelöst, bei der das Bauelement zum gesteuerten Ausbilden und Zufuhren eines Lufl-Brennstoff-Gemisches zu einem Brennraum zumindest abschnittsweise mit einer porösen Oberfläche gestaltet ist, durch die hindurch Luft gefördert werden kann.The object is achieved in accordance with the invention with a generic fuel supply and mixture formation system, in which the component for the controlled formation and supply of an air-fuel mixture to a combustion chamber is at least partially designed with a porous surface through which air can be conveyed.
Die erfindungsgemäß gestalten Bauelemente von Kraftstofrversorgungs- und Gemischbildungsanlagen sind mit einer Belüftung der Oberfläche versehen, bei der ein flächiger Luftaustritt ein Ablagern von Brennstoff an der erfindungsgemäß gestalteten Oberfläche weitgehend verhindert. Gemäß der Erfindung wird ein begrenzter Luftmassenstrom durch die Oberfläche des Bauelements hindurch gefördert, wobei die Oberfläche selbst dazu poröse, d.h. mit für ein Gas durchströmbaren Poren gestaltet ist. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß eine Art Luftkissen oder Luftfilm zwischen der Oberfläche und dem an dem Bauelement vorbeiströmenden Gemisch gebildet. Dieser Luftfilm bildet zugleich eine Gleitschicht auf der die Strömung des Luft-Brennstoff-Gemisches abgleitet Mit der Strömung gelangt auch ein sich auf' dem Luftkissen ausbildender „Kraftstofϊwandfilm" vergleichsweise schnell in den Brennraum da¬ zugehörigen Brennkraftmaschine. Diese hohe Wandfilmdynamik fuhrt zu einer schnellen Lastwechselreaktion und ermöglicht es, dass erfindungsgemäß bei einem Kaltstart das Luft- Brennstoff-Gemisch nur vergleichsweise wenig angereichert werden muss. Darüber hinaus ist auch die Gesamtoberfläche des an der erfindungsgemäß porös gestalteten Oberfläche „niedergeschlagenen" Brennstoffs verhältnismäßig groß, denn die Summe allerThe inventively designed components of fuel supply and mixture formation systems are provided with a ventilation of the surface, in which a flat air outlet largely prevents deposition of fuel to the inventively designed surface. According to the invention, a limited mass air flow is conveyed through the surface of the device, the surface itself becoming porous, i. designed with pores permeable to a gas. In this way, according to the invention, a type of air cushion or air film is formed between the surface and the mixture flowing past the component. This air film also forms a sliding layer on which the flow of the air-fuel mixture slides off With the flow, a fuel wall film forming on the air cushion passes comparatively quickly into the combustion chamber of the associated combustion engine In addition, the total surface area of the fuel "deposited" on the porous surface according to the invention is relatively large, since the sum of all of them is relatively low
Tröpfchenoberflächen der mit dem Luftkissen bewegten Tröpfen ist größer als bei einem herkömmlichen Wandfϊlm gleichen Brennstoffanteils. Mit dieser vergleichsweise großen Gesamtoberfläche dampft der Wandfilm schneller ab. Die Brennstoff- bzw. Kraftstoffverdampfung wird femer durch das erfindungsgemäß flächige Zumischen von Luft deutlich verstärkt. Die nachströmende Luft ist nicht mit Brennstoffdampf gesättigt und führt daher zu einer schnellen und intensiven Verdampfung von „niedergeschlagenem" Brennstoff. Schließlich ist die erfindungsgemäß porös gestaltete Oberfläche wegen der aus ihr stetig auslretenden Luft kaum schmutzanfällig. Ablagerungen werden verstärkt verhindert. Eine Schmierung bewegter Bauelemente der erfindungsgemäßen Anlage wird hingegen durch die an der Oberfläche ausgebildeten Poren verbessert, weil diese Poren wie „Schmiertaschen" wirken.Droplet surfaces of the droplets moved with the airbag are larger than in a conventional wall of the same amount of fuel. With this comparatively large overall surface, the wall film evaporates faster. The fuel or fuel evaporation is further enhanced by the inventive surface mixing of air significantly. The inflowing air is not saturated with fuel vapor and therefore leads to a rapid and intensive evaporation of "knocked down" fuel Finally, the porous surface according to the invention is continuous because of them Auslretenden air hardly susceptible to dirt. Deposits are increasingly prevented. By contrast, lubrication of moving components of the system according to the invention is improved by the pores formed on the surface, because these pores act like "lubricating pockets".
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen KraftstoffVersorgungs- und Gemischbildungsanlage ist das Bauelement lediglich in einem Abschnitt mit einer porösen Oberfläche versehen, an dem beim Ausbilden und Zufuhren des Luft-Brennstoff-Gemisches die Gefahr eines verstärken Niederschlags von Brennstoff vorliegt. Mit einer derart begrenzten Ausbildung von porösen Oberflächen kann der eigentlich ohnehin vergleichsweise geringe Luftbedarf für die Belüftung der porösen Oberfläche/n weiter verringert werden. Darüber hinaus kann ein solcher begrenzter Abschnitt einer porösen Oberfläche gut eingekapselt bzw. zur Umgebung hin von dichtem massivem Material umgeben sein. Kohlenwasserstoffhaltige Gase können aus dem gekapselten Abschnitt daher nicht in die Umgebung entweichen. Die gesetzlich geforderten Abgasrichtwerte können mit der erfindungsgemäßen KraftstoffVersorgungs- und Gemischbildungsanlage also in jedem Fall eingehalten werden.In an advantageous development of the fuel supply and mixture formation system according to the invention, the component is provided only in a section with a porous surface on which there is a risk of increased precipitation of fuel during the formation and supply of the air-fuel mixture. With such a limited formation of porous surfaces, the actually comparatively low air requirement for the ventilation of the porous surface (s) can be further reduced. Moreover, such a limited portion of a porous surface may be well encapsulated or surrounded by dense solid material to the environment. Hydrocarbon-containing gases therefore can not escape into the environment from the encapsulated section. The legally required exhaust gas guide values can therefore be maintained with the fuel supply and mixture formation system according to the invention in any case.
Die erfindungsgemäß gestaltete poröse Oberfläche kann besonders vorteilhaft zu einer Verringerung der Kraftstoffbenetzung von Oberflächen an Kanälen zum Ausbilden und Zufuhren des Gemisches zum Brennraum verwendet werden. Ein solcher Kanal kann, wie erwähnt, beispielhaft ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine sein. In dem Saugrohr kann mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Saurohreinspritzung vorgesehen sein und es kann dennoch ein gutes Kaltstartverhalten und eine schnelle Lastwechselreaktion gewährleistet werden.The porous surface designed according to the invention can be used particularly advantageously for reducing the wetting of surfaces of fuel in channels for forming and supplying the mixture to the combustion chamber. Such a channel may, as mentioned, be an example of a suction pipe of an internal combustion engine. In the suction pipe can be provided with the inventive solution an Saurohreinspritzung and it can still be guaranteed a good cold start behavior and a fast load change reaction.
In dem Kanal zum Ausbilden und Zufuhren des Gemisches zum Brennraum sollte femer vorteilhaft in Strömungsrichtung hinter der porösen Oberfläche ein die Querschnittsfläche des Kanals vergrößernder Absatz bzw. eine Stufe vorgesehen sein. An diesem Absatz reißen Tröpfchen, die auf dem Luftkissen über die Oberfläche getrieben worden sind, von der Oberfläche ab und werden in die Brennluftströmung zurückgeführt. In der Brennluftströmung werden sie als verbrennungsfähig zerstäubte Tröpfchen in den Brennraum gefordert.In the channel for forming and supplying the mixture to the combustion chamber, it should furthermore be advantageous to provide, in the flow direction behind the porous surface, a step or step which enlarges the cross-sectional area of the channel. At this step, droplets that have been driven over the surface on the air cushion tear off the surface and are returned to the combustion air flow. In the combustion air flow they are required as combustible atomized droplets in the combustion chamber.
Die erfindungsgemäß gestaltete poröse Oberfläche kann femer besonders vorteilhaft anstelle von Organen zum Steuern der Gemischszufuhr zum Brennraum, insbesondere an Einlassventilen vorgesehen sein. Solche Stellorgane werden oft vom Luft-Brennstoff-Gemisch direkt angeströmt, so dass auch von der Strömung mitgerissene Brennstofftröpfchen gegen das Stellorgan geschleudert werden und sich dort ohne die erfindungsgemäße Lösung verstärkt ablagern würden. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße poröse Oberfläche daher an einem Ventilteller eines als Tellerventil gestalteten Stellorgans vorgesehen. An dem Ventilteller sollte die poröseThe porous surface designed according to the invention can furthermore be used particularly advantageously instead of organs for controlling the mixture feed to the combustion chamber, in particular at intake valves be provided. Such actuators are often flowed directly from the air-fuel mixture, so that even entrained by the flow of fuel droplets are thrown against the actuator and would strengthen deposited there without the inventive solution. The porous surface according to the invention is therefore particularly advantageously provided on a valve disk of an actuator designed as a poppet valve. On the valve plate should be the porous
Oberfläche insbesondere nur an der saugrohrseitigen Oberseite des Ventiltellers ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Wirkung ist damit auf einen besonders wichtigen Bereich einer Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage begrenzt. Aber auch in Bereichen bzw. Abschnitten, an denen Stellorgane nicht von einem Luft-Brennstoff-Gemisch angeströmt werden, kann die erfindungsgemäß porös gestaltete Oberfläche vorteilhaft sein. So sollte eine solche poröse Oberfläche z.B. auch in einem Bereich außerhalb des Zylinderkopfes, nämlich oberhalb einer Ventilschaft-Führungsbohrung, ausgebildet sein. In diesem Bereich dient die poröse Oberfläche als Lufteintritt und als Führungsschicht hin zu einem Abschnitt, an dem die Luft dann wieder aus dem Bauelement bzw. Stellorgan austritt und den oben beschriebenen Luftfilm bildetSurface in particular be formed only on the suction tube side top of the valve disk. The effect of the invention is thus limited to a particularly important area of a fuel supply and mixture formation plant. But even in areas or sections where actuators are not affected by an air-fuel mixture, the invention porous surface designed to be advantageous. Thus, such a porous surface should e.g. also in an area outside the cylinder head, namely above a valve stem guide bore, be formed. In this area, the porous surface serves as an air inlet and as a guide layer towards a section at which the air then exits the component or actuator and forms the air film described above
Damit an der erfindungsgemäß porös gestalteten Oberfläche Luft austritt, sollte vorteilhaft eine Luftzufuhreinrichtung vorgesehen sein, mit der innerhalb der Oberfläche in vertikaler Richtung ein Druckgefälle erzeugt wird. Die Luftzuführeinrichtung kann besonders einfach durch einen Luftanschluss zur Umgebung der Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage hin . hergestellt sein, nämlich dann, wenn an der porös gestalteten Oberfläche z.B. in einem Saugrohr bereits ein Unterdruck vorliegt. Ein solches „natürliches" Druckgefälle stellt sich bei einem Saugrohr bei nicht vollständig geöffneter Drosselklappe ein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Luftpumpe vorgesehen sein, die insbesondere während eines geringen Leistungsbedarfs einer Brennkraftmaschine einen ausreichend starken Luftfilm an der erfindungsgemäß porös gestalteten Oberfläche sicherstellt. Um das natürliche Druckgefälle auszunutzen, kann z.B. ein Lufteinlass für die erfindungsgemäße Belüftung in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe eines Saugrohres angeordnet sein.So that air exits at the porous surface according to the invention, an air supply device should advantageously be provided, with which a pressure gradient is generated within the surface in the vertical direction. The air supply device can be particularly easily through an air connection to the environment of the fuel supply and mixture formation out. be prepared, namely, if, for example, on the porous-shaped surface e.g. There is already a negative pressure in a suction pipe. Such a "natural" pressure gradient arises in the case of a suction pipe when the throttle valve is not fully opened. [Alternativ Alternativ] Alternatively or additionally, an air pump can be provided which ensures a sufficiently strong air film on the porous surface according to the invention, especially during a low power requirement of an internal combustion engine Take advantage of pressure gradient, for example, an air inlet for ventilation according to the invention in the flow direction in front of the throttle valve of a suction pipe can be arranged.
Darüber hinaus ist vorteilhaft die erfindungsgemäß porös gestaltete Oberfläche mit zwei Schichten ausgebildet, von denen eine oberflächennahe Schicht feinporiger gestaltet ist, als eine darunter angeordnete oberflächenferne Schicht. Mit einer solchen Ausgestaltung wird Luft in der grobporigeren Schicht unter der feinporigeren Schicht hindurch geleitet. Eine solche gezielte Luftfuhning ist beispielsweise mit einer feinporigen Schicht mit einer Porenweite von unter zirka 30 μm, insbesondere unter zirka 25 μm möglich. Bei einem Tellerventil ist insbesondere vorteilhaft der Ventilschaft im Gesamten mit einer grobporigen Schicht ausgebildet, die, wie erwähnt, oberhalb einer Führungsbohrung als Lufteinlass dient. Ab der axialen Höhe der Führungsbohrung ist die grobporige Schicht vorteilhaft dann mit einer feinporigen Schicht überzogen.In addition, the porous surface designed in accordance with the invention is advantageously designed with two layers, of which a layer close to the surface is designed to be more finely porous than a surface-distant layer arranged below it. With such a configuration, air in the coarse-pored layer is passed under the finer-pored layer. Such a targeted Luftfuhning is possible for example with a fine-pored layer with a pore size of less than about 30 microns, especially less than about 25 microns. In the case of a poppet valve, the valve stem is particularly advantageously formed overall with a coarsely porous layer which, as mentioned, serves as an air inlet above a guide bore. From the axial height of the guide bore, the coarsely porous layer is then advantageously coated with a fine-pored layer.
Die erfindungsgemäße poröse Oberfläche kann kostengünstig mit einem Metallspritz-verfahren und/oder einem Sinterprozess hergestellt werden. Ahnlich wie bei einem Kunststoffspritzverfahren kann ein Metallpulver gebunden in einer klebrigen Masse aufgespritzt und in einer passend ausgestalteten Form unter Druck und Temperatur gesintert werden.The porous surface according to the invention can be produced inexpensively by a metal spraying process and / or a sintering process. Similar to a plastic injection molding method, a metal powder bound in a sticky mass can be sprayed on and sintered in a suitably designed form under pressure and temperature.
Die derart hergestellte poröse Oberfläche sollte ferner mechanisch nachbearbeitet werden. So kann beispielsweise durch Überdrehen der porösen Oberfläche ein Führungsspiel an einem Schaft eines Tellerventils gezielt eingestellt werden. Ferner können mit der mechanischen Bearbeitung zusätzlich an der Oberfläche Poren geöffnet werden. An einer solchen Oberfläche wird verstärkt eine turbulente Strömung erzeugt, so dass das Geschwindigkeitsprofil von Strömungen entlang der erfindungsgemäß porös gestalteten Oberflächen bis dicht an die Oberfläche voll ausgeprägt ist. Bei einem erfindungsgemäß ausgestalteten Kanal bzw. einem Saugrohr wird dessen Querschnittsfläche für den Durchsatz von Brennluft strömungstechnisch daher maximal genutzt.The porous surface produced in this way should also be mechanically reworked. Thus, for example, by over-turning the porous surface, a guide play on a shaft of a poppet valve can be adjusted specifically. Furthermore, with the mechanical processing, pores can additionally be opened on the surface. At such a surface, a turbulent flow is increasingly generated, so that the velocity profile of flows along the porous porous surfaces according to the invention is fully developed to close to the surface. In a channel designed according to the invention or a suction pipe, its cross-sectional area for the throughput of combustion air is therefore used to the maximum in terms of flow.
Wenngleich der Luftbedarf für die Belüftung der erfindungemäß porösen Oberfläche eher gering ist, verfälscht die mit der Belüftung eingeführte Luft dennoch geringfügig das Luft-Brennstoff- Verhältnis. Eine solche Verfälschung kann verhindert werden, indem an der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage gezielt ein Luftmassenmesser derart angeordnet wird, dass von ihm auch die zur porösen Oberfläche zugefuhrte Luft miterfasst wird. Der Luftmassenstrom für die Belüftung wird dann bei der Steuerung der KraftstofFversorgungs- und Gemischbildungsanlage sowie der zugehörigen Brennkraftmaschine mit berücksichtigtAlthough the air requirement for ventilation of the porous surface according to the invention is rather low, the air introduced with the ventilation nevertheless slightly falsifies the air-fuel ratio. Such a falsification can be prevented by specifically arranging an air mass meter on the fuel supply and mixture formation system according to the invention such that the air supplied to the porous surface is also detected by it. The air mass flow for the ventilation is then taken into account in the control of the fuel supply and mixture formation system and the associated internal combustion engine
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßenAn exemplary embodiment of a fuel supply and mixture formation system according to the invention is explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows: Fig. 1 is a longitudinal section of an embodiment of an inventive
K-raftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage,K fuel supply and mixture formation plant,
Fig. 2 einen Ausschnitt der Darstellung gemäß Fig. 1 , Fig. 3 den Schnitt IU-III in Fig. 2,2 shows a detail of the illustration according to FIG. 1, FIG. 3 shows the section IU-III in FIG. 2, FIG.
Fig. 4 einen weiteren Ausschnitt der Darstellung gemäß Fig. 1 ,4 shows a further detail of the representation according to FIG. 1,
Fig. 5 die Einzelheit V in Fig. 4 undFig. 5 shows the detail V in Fig. 4 and
Fig. 6 die Einzelheit VI in Fig. 4.6 shows the detail VI in Fig. 4th
In Fig. 1 ist ein Kraftstofϊversorgungs- und Gemischbildungsanlage 10 näher veranschaulicht.In Fig. 1, a fuel supply and mixture formation system 10 is illustrated in more detail.
Die Kraftversorgungs- und Gemischbildungsanlage 10 ist an einem Zylinderblock 12 angeordnet, in dem ein Zylinder 14 verschiebbar gelagert ist Auf dem Zylinderblock 12 ist ein Zylinderkopf 16 aufgesetzt.The power supply and mixture formation system 10 is arranged on a cylinder block 12, in which a cylinder 14 is slidably mounted on the cylinder block 12, a cylinder head 16 is placed.
Die Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage 10 umfasst als wesentliche Elemente ein Saugrohr bzw. Gemischzufuhrrohr 18, das in bekannter Weise an den Zylinderkopf 16 angeschlossen ist. Der mit dem Saurohr 18 gebildete Gemischzuführkanal ist am Übergang zwischen dem Zylinderkopf 16 und dem Zylinderblock 12 mit einem Einlassventil 20 verschließbar. Unter dem Einlassventil 20 befindet sich ein Brennraum 22 aus dem ein Gemischabiührkanal mit einem darin angeordneten Auslassventil 24 zu einem Abgas- bzw. Gemischabführrohr 26 führt.The fuel supply and mixture formation system 10 comprises as essential elements a suction pipe or mixture supply pipe 18, which is connected in a known manner to the cylinder head 16. The Gemischzuführkanal formed with the Saurohr 18 is closed at the transition between the cylinder head 16 and the cylinder block 12 with an inlet valve 20. Below the inlet valve 20 is a combustion chamber 22 from which a Gemischabiührkanal with an outlet valve 24 disposed therein to an exhaust or Gemischabführrohr 26 leads.
An dem Saugrohr 18 ist eine Brennstoffeinspritzdüse 28 angeordnet, mit der flüssiger Brennstoff in einem Brennstoffkegel 30 in den durch das Saugrohr 18 zugeführten Brennluftstrom eingespritzt werden kann. Bei diesem Einspritzen von flüssigem Brennstoff in das Saugrohr 18 kann es in einem Bereich 32 zu einem Niederschlag des flüssigen Brennstoffs an der Wand des Gemischzufuhrkanals kommen. Damit ein solcher Brennstoffiiiederschlag sich bei der angestrebten Gemischbildung nicht negativ auswirkt, ist in diesem Bereich 32 eine Buchse 34 vorgesehen, die am Übergang zwischen dem Saugrohr 18 und dem Zylinderkopf 16 in eine Bohrung 36 des Zylinderkopfs 16 eingesetzt ist Die Buchse 34 bildet einen Wandabschnitt des Gemischzuführkanals und ist aus einem porösen Sintermaterial hergestellt, so dass der Gemischzuführkanal im Bereich 32 mit einer porösen Oberfläche 44 gestaltet ist. Die Buchse 34 ist in der Bohrung 36 ferner mit Hilfe von Abstandshaltern 38 derart zentriert gehaltert, dass sie von einem ringförmigen Luftkanal 40 umgeben ist. In diesem Luftkanal 40 kann durch einen Luflanschluss 42 Luft zugeführt und durch das poröse Material der Buchse 34 hindurch zu deren Oberfläche 44 an der Innenseite des Gemischzuführkanals eingeleitet werden. Die eingeleitete Luft tritt an der Oberfläche 44 großflächig aus und bildet dort ein Luftkissen, welches einen „dauerhaften" Niederschlag von flüssigem Brennstoff und Ablagerung verhindert.On the suction pipe 18, a fuel injection nozzle 28 is arranged, can be injected with the liquid fuel in a fuel cone 30 in the supplied through the suction pipe 18 combustion air stream. In this injection of liquid fuel into the suction pipe 18 may occur in a region 32 to a precipitation of the liquid fuel on the wall of the mixture supply channel. In order that such a fuel precipitation does not have a negative effect on the desired mixture formation, a bushing 34 is provided in this region 32 which is inserted into a bore 36 of the cylinder head 16 at the transition between the intake manifold 18 and the cylinder head 16. The bushing 34 forms a wall portion of the Mixture supply channel and is made of a porous sintered material, so that the Gemischzuführkanal is designed in the region 32 with a porous surface 44. The bushing 34 is further centered in the bore 36 by means of spacers 38 so as to be surrounded by an annular air channel 40. In this air passage 40, air can be supplied through an air port 42 and introduced through the porous material of the bushing 34 to the surface 44 thereof on the inside of the mixture supply passage. The introduced air exits at the surface 44 over a large area and forms there an air cushion, which prevents a "permanent" precipitation of liquid fuel and deposition.
Die Buchse 34 ist ferner mit einem Innendurchmesser 46 gestaltet, der kleiner ist als der Innendurchmesser 48 des sich an die Buchse 34 anschließenden Abschnitts des Gemischzuführkanals. Auf diese Weise ist am Übergang zwischen der Buchse 34 und den nachfolgenden Gemischzuführkanal eine Stufe bzw. ein Absatz 50 gestaltet, an dessen Kante ein auf dem genannten Luftkissen entlang gleitender Brennstoffϊlm von der Oberfläche 44 der Buchse 34 abreist und in Form von Tröpfchen von dem durch die Buchse 34 hindurchströmenden Gemischstrom aufgenommen wird.The bush 34 is further designed with an inner diameter 46 which is smaller than the inner diameter 48 of the adjoining the bush 34 portion of the Gemischzuführkanals. In this way, at the transition between the sleeve 34 and the subsequent Gemischzuführkanal a step or a paragraph 50 designed at the edge of a run on the said air cushion along sliding fuel oil from the surface 44 of the bushing 34 and in the form of droplets of the through the sleeve 34 is flowed through mixture stream.
Auch bei dem im Gemischzuführkanal angeordneten Einlassventil 20 welches in Form eines Tellerventils ausgestaltet ist, besteht die Gefahr einer verstärkten Ablagerung von flüssigem Brennstoff während des Betriebs der Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage 10. Um einen solchen Brennstoffhiederschlag möglichst zu verhindern, ist das Einlassventil 20 an seiner zum Gemischzufuhrkanal gewandten Oberfläche 52 ebenfalls aus einem porösen Material gestaltet. Das poröse Material ist in zwei Schichten, einer außen liegenden Schicht 54 und einer innen liegenden Schicht 56 auf einem nicht porösen Kern des Tellers 60 und des Schafts 62 des Einlassventils 20 ausgebildet. Dabei ist die innen liegende Schicht 56 im Vergleich zur außen liegenden Schicht 54 grobporiger und erstreckt sich entlang des Schafts 62 nicht nur durch eine Führungsbohrung im Zylinderkopf 16 hindurch, sondern ragt in axialer Richtung des Schafts 62 bis in eine Höhe hinauf in der das Einlassventil 20 nicht der Gemischströmung ausgesetzt ist. In diesem bezogen auf Fig. 4 oberen Bereich des Schafts 62 ist keine außen liegende Schicht 54 ausgebildet, so dass die innen liegende Schicht 56 hier bis an die Oberfläche des Schafts 62 reicht. Daher kann in diesem Bereich des Schafts 62 in die vergleichsweise grobporige Schicht 56 Luft einströmen und durch die Schicht 56 hindurch entlang dem Schaft 62 zum Teller 60 desIn the case of the inlet valve 20 which is arranged in the mixture supply channel and which is designed in the form of a poppet valve, there is the risk of an increased deposit of liquid fuel during operation of the fuel supply and mixture formation system 10. In order to prevent such fuel precipitation as much as possible, the inlet valve 20 is at its for Mixture feed channel facing surface 52 also made of a porous material. The porous material is formed in two layers, an outer layer 54 and an inner layer 56 on a non-porous core of the plate 60 and the stem 62 of the inlet valve 20. Here, the inner layer 56 is grobporiger compared to the outer layer 54 and extends along the shaft 62 not only through a guide bore in the cylinder head 16 therethrough, but protrudes in the axial direction of the shaft 62 up to a height in which the inlet valve 20th is not exposed to the mixture flow. In this with respect to FIG. 4 upper portion of the shaft 62, no outer layer 54 is formed, so that the inner layer 56 extends here as far as the surface of the shaft 62. Therefore, air can flow into this area of the shaft 62 into the comparatively coarse-pored layer 56 and through the layer 56 along the shaft 62 to the plate 60 of the
Einlassventils 20 gefördert werden. Am unteren Teil dem Schaft 62 und am Teller 60 tritt diese Luft dann großflächig aus und verhindert weitgehend einen „dauerhaften" Niederschlag von flüssigem Brennstoff.Inlet valve 20 are promoted. At the lower part of the shaft 62 and the plate 60, this occurs Air then over a large area and prevents largely a "permanent" precipitation of liquid fuel.
Für die Strömung von Luft durch die Oberfläche 44 der Buchse 34 und auch die Schichten 54 und 56 des Einlassventils 20 hindurch ist ein Druckgefälle erforderlich. Dieses Druckgefälle wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage 10 allein durch den im Saugrohr 18 im Vergleich zur Umgebung herrschenden Unterdruck bereitgestellt. For the flow of air through the surface 44 of the sleeve 34 and also the layers 54 and 56 of the inlet valve 20 through a pressure gradient is required. This pressure gradient is provided in the illustrated embodiment of the fuel supply and mixture formation system 10 solely by the pressure prevailing in the intake manifold 18 in comparison to the environment negative pressure.

Claims

Ansprüche claims
1. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage (10) für gemischverdichtende Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Bauelement (16, 18, 20) zum gesteuerten Ausbilden und Zuführen eines Luft-Brennstoff-Gemisches zu einem Brennraum (22), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (16, 18, 20) zumindest abschnittsweise mit einer porösen Oberfläche (44, 52) gestaltet ist, durch die hindurch Luft gefördert werden kann.Fuel injection and mixture formation system (10) for mixture compression internal combustion engines with at least one component (16, 18, 20) for the controlled formation and supply of an air-fuel mixture to a combustion chamber (22), characterized in that the component (16, 18, 20) is designed, at least in sections, with a porous surface (44, 52) through which air can be conveyed.
2. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (16, 18, 20) in einem Abschnitt (32, 60, 62) mit einer porösen Oberfläche (44, 52) versehen ist, an dem sich beim Ausbilden und Zufuhren des Luft-Brennstoff-Gemisches die Gefahr eines verstärkten Niederschlags von Brennstoff ergibt.2. Fuel supply and mixture formation plant according to claim 1, characterized in that the component (16, 18, 20) in a portion (32, 60, 62) with a porous surface (44, 52) is provided, at which during formation and feeds of the air-fuel mixture gives rise to the risk of increased fuel deposition.
3. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (16, 18, 20) ein Kanal (16, 18) zum Ausbilden und Zuführen des Gemisches zum Brennraum, insbesondere in Gestalt eines Saugrohres (18) ist.3. fuel supply and mixture formation system according to claim 1 or 2, characterized in that the component (16, 18, 20) is a channel (16, 18) for forming and supplying the mixture to the combustion chamber, in particular in the form of a suction tube (18) ,
4. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (16, 18) in Strömungsrichtung hinter der porösen4. fuel supply and mixture formation system according to claim 3, characterized in that the channel (16, 18) in the flow direction behind the porous
Oberfläche (44) mit einem die Querschnittsfläche des Kanals vergrößernden Absatz (50) gestaltet ist.Surface (44) is designed with a cross-sectional area of the channel enlarging paragraph (50).
5. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (16, 18, 20) ein Stellorgan (20, 24) zum Steuern der Gemischzufuhr zum Brennraum (22), insbesondere in Gestalt eines Einlassventils (20) ist. 5. Fuel supply and mixture formation system according to one of the preceding claims, characterized in that the component (16, 18, 20) has an actuator (20, 24) for controlling the mixture supply to the combustion chamber (22), in particular in the form of an inlet valve (20). is.
6. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (20) einen Ventilschaft (62) aufweist und an diesem Ventilschaft (62) mit einer porösen Oberfläche (52) versehen ist.6. Fuel supply and mixture formation system according to claim 5, characterized in that the actuator (20) has a valve stem (62) and is provided on this valve stem (62) with a porous surface (52).
7. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (20) einen Ventilteller (60) aufweist und an diesem Ventilteller (60) mit einer porösen Oberfläche (52) versehen ist.7. fuel supply and mixture formation system according to claim 5 or 6, characterized in that the actuator (20) has a valve plate (60) and on this valve plate (60) with a porous surface (52) is provided.
8. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden8. Fuel supply and mixture formation plant according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu der porösen Oberfläche (44, 52) eine Luftzuführeinrichtung (40, 42, 56) ausgebildet ist, mit der zum Hindurchfördern der Luft durch die poröse Oberfläche (44, 52) ein an der Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage (10) vorhandenes Druckgefälle zwischen der Umgebung und dem von der Oberfläche (44, 52) begrenzten Innenraum der Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage (10) genutzt wird.Claims, characterized in that an air supply device (40, 42, 56) is formed to the porous surface (44, 52), with which for conveying the air through the porous surface (44, 52) at the fuel supply and mixture formation ( 10) existing pressure gradient between the environment and from the surface (44, 52) limited interior of the fuel supply and mixture formation system (10) is used.
9. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Oberfläche (52) mit zwei Schichten (54, 56) ausgebildet ist, von denen eine oberflächennahe Schicht (54) feinporiger gestaltet ist, als eine darunter angeordnete oberflächenferne Schicht (56).9. fuel supply and mixture formation plant according to one of the preceding claims, characterized in that the porous surface (52) with two layers (54, 56) is formed, of which a near-surface layer (54) is designed to be finer pored, as a disposed below the surface remote Layer (56).
10. KraftstofrVersorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Oberfläche (44, 52) mit einem Metallspritzverfahren und/oder einem Sinterprozess hergestellt ist.10. fuel supply and mixture formation plant according to any one of the preceding claims, characterized in that the porous surface (44, 52) is produced by a metal spraying process and / or a sintering process.
11. Kraftstoffversorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Oberfläche (44, 52) mechanisch nachbearbeitet ist. 11. Fuel supply and mixture formation system according to one of the preceding claims, characterized in that the porous surface (44, 52) is mechanically reworked.
12. KraftstoffVersorgungs- und Gemischbildungsanlage nach einem der vorhergehenden12. fuel supply and mixture formation system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftentnahme zum Zuführen von Luft zu der porösenClaims, characterized in that an air extraction for supplying air to the porous
Oberfläche (44, 52) vorgesehen und diese derart angeordnet ist, dass die zur porösen OberflächeSurface (44, 52) provided and arranged such that the porous surface
(44, 52) zugeführte Luft von einem Luftmassenmesser der KraftstoffVersorgungs- und(44, 52) supplied air from an air mass meter of the fuel supply and
Gemischbildungsanlage (10) mit erfasst wird. Mixture formation system (10) is detected.
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