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Title:
CENTRAL INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/004282
Kind Code:
A1
Abstract:
The annular groove (20) intended to seal the rotor (14) of the device and which extends about a fuel feed spindle (8) is connected by means of a roller bearing (7) to a pressure chamber (40) for sucked air. When the rotor (14) is driven by the vane wheel (31, 38), the dynamic pressure exerted in the annular slot is opposed to the leak pressure. By adapting the opening of the pressure chamber (40), the dynamic pressure is adjusted to a value equal to or slightly exceeding the leak pressure so that the fuel cannot escape through the annular slot (20). In order to enrich the fuel-air mixture for higher loads, an opening of the pressure chamber (40) is selected such that the dynamic pressure is smaller than the leak pressure at higher corresponding numbers of revolutions of the rotor (14) so that the latter supplies additional fuel. An aeration conduit (42) connects the pressure chamber (40) with the annular chamber (33) which takes the fuel from its inlet port (16) to a spraying ring (35) arranged under the vanes (38). Such aeration allows to obtain a continuous fuel flow in the annular chamber (33). This injection device provides a fuel-air mixture wherein noxious substances of exhaust gas are under limit values, without occurrence of peaks of the upper limit values.

Inventors:
DIENER RUDOLF (CH)
Application Number:
PCT/CH1983/000040
Publication Date:
December 08, 1983
Filing Date:
March 28, 1983
Export Citation:
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Assignee:
AUTOELEKTRONIK AG (CH)
International Classes:
F02M17/16; F02M69/06; (IPC1-7): F02M69/06
Foreign References:
US4211198A1980-07-08
US3279769A1966-10-18
FR2231857A11974-12-27
FR2319774A11977-02-25
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Zentraleinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem ein vom Ansaugluftstrom angetriebenes Flügelrad auf¬ weisenden Rotor, der in einem Gehäuse um einen feststehenden, an einer KraftstoffVersorgungsleitung angeschlossenen und in eine zentrale Bohrung des Rotors berührungsfrei eintauchenden Kraftstoffzuführungsstift mit einer innerhalb des Rotors lie¬ genden Kraftstoffauslassöffnung drehbar angeordnet ist und eine seitliche Kraftstoffausflussöffnung aufweist, die im Ro¬ tor an eine zur Kraftstoffauslassöffnung des Kraftstoffzufüh¬ rungsstiftes hinführenden Verbindungskanal angeschlossen ist, wobei zwischen dem Kraftstoffzuführungsstift und der Wand der Rotorbohrung ein enger Ringspalt vorhanden ist, dessen Aus¬ mündung zusammen mit der seitlichen Kraftstoffausflussöffnung oberhalb eines sich im Ruhezustand des Rotors einstellenden Kraftstoffniveaus liegen und der zur Abdichtung des Rotors den durch Zentrifugalkräfte von der unterhalb des Kraftstoff¬ niveaus liegenden Auslassöffnung des Kraftstoffzuführungs¬ stiftes radial weggedrückten Leckkraftstoff aufnimmt, da¬ durch gekennzeichnet, dass am Rotor (14) ein durch einen kon¬ zentrischen Stauring (39) periphär begrenzter und vom. An saugluftstrom direkt beaufschlagter Stauraum (40) mit dem Ringspalt (20) in Verbindung steht und über den Stauraum (40) im Ringspalt (20) ein dem Leckkraftstoffdruck entgegenwir¬ kender LuftUeberdruck erzeugt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauring (39) .eine sich in Richtung des Ansaugluft¬ stromes konisch verjüngende Innenwand (39a) hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Rotor (14), der an seinen beiden Stirnseiten durch je ein Kugel¬ lager (6, 7) im Gehäuse (1) drehbar gelagert ist, dadurch ge BUR£4 kennzeichnet, dass der Stauraum (40) über den Zwischenraum zwischen Aussen und Innenring des im Ansaugluftstrom strom¬ auf liegenden Kugellagers (7) mit der Ausmündung (20a) des Ringspaltes (20) in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden der Rotorbohrung (15) ein zylindrischer Ansaugzapfen (18) vorhanden ist, in dessen Stirnfläche die EinlaufÖffnung (17a) des zur seitlichen Kraft stoffAusflussδffnung (16) hinführenden Verbindungskanals (17) liegt, und der KraftstoffZuführungsstift (8) ein hohlzylin drisches Endstück (19) aufweist, das den Ansaugzapfen (18) berührungsfrei umschliesst und zusammen mit diesem eine Zen¬ trifugaldichtung bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der KraftstoffZuführungsstift (8) ein verjüngtes End¬ stück (19) und durch dieses der Ringspalt (20) einen Inne¬ ren Endabschnitt (21 ) mit grösserer Spaltweite aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche KraftstoffAusflussöffnung In einen sich längs eines RotorMittelteiles (14a) erstrecken¬ den konzentrischen Ringraum (33) einmündet, der am im Ansaug¬ luftstrom stromauf liegenden Ende dicht abgeschlossen ist, mit dem Stauraum (40) durch wenigstens einen an der Ringrauminnen¬ seite einmündenden Belüftungskanal (42) verbunden ist, am Aussenumfa g durch eine sich in Richtung des Ansaugluft¬ stromes konisch erweiternde Wand (32) begrenzt ist und am stromabwärts liegenden Ende insbesondere durch eine Anzahl Bohrungen (34) zu einem sich In Strömungsrichtung der An¬ saugluft erstreckenden konzentrischen Zerstäubungsring (35) hin offen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäubungsring (35) von der konischen Wand (32) des Ringsraumes (33) radial nach aussen abgesetzt ist und eine sich in Strömungsrichtung der Ansaugluft konisch ver¬ engende Innenwand (36) aufweist.
8. Verwendung der ZentralEinspritzvorrichtung nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 7 zur Anreicherung eines Kraftstoff¬ luftgemisches mit Kraftstoff in einem höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anpassung der dem Ansaugluftstrom ausgesetzten Oeffnungs¬ weite des Stauraumes (40) an die Strömungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft in dem höheren Lastbereich im Ringspalt (20) ein dem Leckkraftstoffdruck im Ringspalt (20) entgegen¬ wirkender Luftdruck erzeugt wird, der in dem höheren Lastbe¬ reich kleiner als der Leckkraftstoffdruck ist und aus dem Ringspalt kontrolliert Leckkraftstoff ausfliessen lässt. O I.
Description:
Zentral-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Zentral-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem ein vom Ansaugluftstrom ange¬ triebenes Flügelrad aufweisenden Rotor, der in einem hohl- zylindrischen Gehäuse um einen feststehenden, an einer Kraft¬ stoff-Versorgungsleitung angeschlossenen und in eine zentrale Bohrung des Rotors berührungsfrei eintauchenden Kraftstoff- Zuführungsstift mit einer innerhalb des Rotors liegenden Kraftstoff-Auslassöffnung drehbar angeordnet ist und eine seitliche Kraftstoff-Ausflussöffnung aufweist, die im Rotor an eine zur Kraftstoff-Auslassöffnung des Kraftstoff-Zufüh¬ rungsstiftes hinführenden Verbindungskanal angeschlossen ist, wobei zwischen dem Kraftstoff-Zuführungsstift und der Wand der Rotorbohrung ein enger Ringspalt vorhanden ist, dessen Ausmündung ebenso wie die seitliche Kraftstoff-Ausflussδff- nung oberhalb eines sich im Ruhezustand des Rotors in der Ro¬ torbohrung einstellenden Kraftstoffniveaus liegt und der zur Abdichtung des Rotors den durch Zentrifugalkräfte von der unterhalb des Kraftstoffniveaus liegenden Auslassöffnung des Kraftstoff-ZuführungsStiftes radial weggedrückten Leckkraft¬ stoff aufnimmt.

Eine solche Zentral-Einspritzvorrichtung ist aus der DE-PS 25 36 996 mit dem Titel "Vergaser für Brennkraftmaschinen" bekannt. Vergaser oder besser Zentral-Einspritzvorrichtungen dieser Art geben in allen Betriebsphasen der Brennkraftmaschi¬ ne im allgemeinen eine der angesaugten Luftmenge direkt pro¬ portionale Menge an zerstäubtem Kraftstoff in das Ansaugrohr ab und erzeugen ein Kraftstoffluftgemisch, das zur Gewähr¬ leistung von unterhalb der zulässigen Grenzwerte liegenden Mengen an Schadstoffen in den Abgasen richtig aufbereitet ist.

Bei diesen bekannten Zentral-Einspritzvorrichtungen hat sich jedoch gezeigt, dass im Betrieb die Schadstoffe in den Ab¬ gasen Spitzenwerte annehmen können, die über den Grenzwerten liegen und die im wesentlichen auf eine völlig unkontrollier¬ te Abgabe von Leckkraftstoff aus dem engen Ringspalt zwi¬ schen Kraftstoff-Zuführungsstift und Rotor in das Ansaugrohr zurückzuführen sind. Zudem wird die vom Rotor der vorstehend erwähnten bekannten Zentral-Einspritzvorrichtung geförderte Kraftstoffmenge, die im ganzen Betriebsbereich der Brenn¬ kraftmaschine in einem linearen Verhältnis zur angesaugten Luftmenge steht, als unbefriedigend für Brennkraftmaschinen angesehen, die im Vollastbereich ein mit Kraftstoff angerei¬ chertes Kraftstoffluftgemisch benötigen.

Es war Aufgabe der Erfindung, eine Zentral-Einspritzvorrich¬ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der kein Leckkraftstoff unkontrolliert aus dem Ringspalt zwischen Kraftstoff-Zuführungsstift und Rotor abgegeben wird und die ohne zusätzliche Bauteile auch zur Anreicherung des Kraft- stoffluftgemisches mit Kraftstoff in einem höheren Lastbe¬ reich verwendet werden kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsge äss darin, dass am Rotor ein durch einen konzentrischen Stauring periphär begrenzter und vom Ansaugluftstrom direkt beaufschlagter Stau¬ raum mit dem Ringspalt in Verbindung steht und über den Stau¬ raum im Ringspalt ein dem Leckkraftstoffdruck entgegenwir¬ kender Luft-TJeberdruck erzeugt ist. Dabei ist bei vorgegebe¬ nem Ringspalt der in ihm erzeugte Luft-Ueberdruck für alle Geschwindigkeiten des Ansaugluftstromes und damit für alle Drehzahlen des Flügelrades von der durch den Ansaugluftstrom direkt beaufschlagten Oeffnungsweite des Stauraumes und von der Geometrie des diesen periphär begrenzenden Stauringes ab¬ hängig, so dass über diese Parameter im Ringspalt ein Luft- Ueberdruck einstellbar ist, der dem durch Zentrifugalkräfte bewirkten Leckkraftsto druck die Waage hält oder nur gering-

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fügig grösser als der Leckkraftstoffdruck ist, wodurch gewähr¬ leistet ist, dass zum einen der KraftstoffÜbergang vom fest¬ stehenden Kraftstoff-Zuführungsstift zum zur Kraftstoff-Aus¬ flussöffnung im Rotor hinführenden Verbindungskanal durch Kraftstoff gegen eindringende Luft abgedichtet ist und zum anderen kein Leckkraftstoff aus der Ausmündung des Ringspal¬ tes unkontrolliert ausfliesst.

Für die Einstellung des Luft-Ueberdruckes ist es von Vorteil, wenn der Stauring eine sich in Richtung des AnsaugluftStromes konisch verjüngende Innenwand hat.

Bei einem Rotor, der an seinen beiden Stirnseiten durch je ein Kugellager im Gehäuse drehbar gelagert ist, kann der Stauraum über den Zwischenraum zwischen Aussen- und Innenring des im Ansaugluftstrom stromauf liegenden Kugellagers mit der Aus¬ mündung des Ringspaltes in Verbindung stehen.

Zur noch zuverlässigeren Abdichtung des Verbindungskanals gegen Eindringen von Luft kann eine zusätzliche Zentrifugal¬ dichtung vorgesehen sein, die aus einem am Boden der Rotor¬ bohrung vorhandenen Ansaugzapfen, in dessen Stirnfläche die EinlaufÖffnung des zur seitlichen Kraftstoffausflussöffnung führenden Verbindungskanals liegt, und einem hohlzylindri- schen Endstück des Kraftstoff-Zuführungsstiftes, das den An¬ saugzapfen berührungsfrei umschliesst, gebildet ist. Vor¬ zugsweise ist das Endstück des Kraftstoff-Zuführungsstiftes verjüngt, so dass bei dem engen Ringspalt der innere Endab¬ schnitt eine entsprechend grδssere Spaltweite aufweist. Mit dem so erweiterten Endabschnitt des Ringspaltes wird für die Abdichtung ein grösserer KraftstoffVorrat bereitgestellt, der das Einstellen und Aufrechterhalten des für die Abdichtung erforderlichen richtigen Luft-Ueberdruckes wesentlich er¬ leichtert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegen¬ standes mündet die seitliche Kraftstoff-Ausflussöffnung in

einen sich längs eines Rotor-Mittelteiles erstreckenden kon¬ zentrischen Ringraum ein, der am im Ansaugluftstrom stromauf liegenden Ende dicht abgeschlossen ist, mit dem Stauraum durch wenigstens einen an der Ringrauminnenseite einmündenden Be¬ lüftungskanal verbunden ist, am Aussenumfang durch eine sich in Richtung des Ansaugluftstromes konisch erweiternde Wand begrenzt ist und am stromabwärts liegenden Ende insbesondere durch eine Anzahl Bohrungen zu einem sich in Strömungsrich¬ tung der Ansaugluft erstreckenden konzentrischen Zerstäu¬ bungsring hin offen ist. Der bei drehendem Rotor von der Kraftstoffausflussöffnung in den Ringraum abgegebene Kraft¬ stoff fliesst dann in Form eines dünnen Films auf der koni¬ schen Wand des Ringraumes stromabwärts und durch die Bohrun¬ gen zum Zerstäubungsring, von dessen Sprühkante er zu einem Nebel aus feinsten Tröpfchen zerstäubt wird, wobei durch den Belüftungskanal zusätzlich Luft aus dem Stauraum in den Ring¬ raum eingeführt wird. Durch eine solche Belüftung des Ring¬ raumes wird für alle Drehzahlen des Rotors ein gleichmässiges und ungehindertes Abfliessen des von der Kraftstoff-Ausfluss¬ öffnung abgegebenen Kraftstoffes zum Zerstäubungsring sicher¬ gestellt und damit ein Auftreten von durch unregelmässigen Kraftstoffluss bedingten Schadstoffspitzen in den Abgasen ausgeschlossen.

Der Zerstäubungsring kann von der konischen Wand des Ring¬ raumes radial nach aussen abgesetzt sein und eine sich in Strömungsrichtung der Ansaugluft konisch verengende Innen¬ wand aufweisen, so dass sich bei drehendem Rotor innerhalb des Zerstäubungsringes etwas Kraftstoff ansammeln kann. Die Bildung eines solchen, wenn auch geringen KraftstoffVorrates fördert einen ruhigen Lauf " der Brennkraftmaschine und ist insbesondere bei abrupten Uebergängen von hohen zu niedri¬ gen Rotor-Drehzahlen vorteilhaft.

Die Zentral-Einspritzvorrichtung nach der Erfindung kann zur Anreicherung eines Kraftstoffgemisches mit Kraftstoff in

einem höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine verwendet werden. Eine solche Verwendung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass durch Anpassung der dem Ansaugluftstrom ausgesetzten Oeffnungsweite des Stauraumes an die Strömungs¬ geschwindigkeit der in dem höheren Lastbereich angesaugten Luft im Ringspalt ein dem Leckkraftstoffdrück im Ringspalt entgegenwirkender Luftdruck erzeugt wird, der in dem höheren Lastbereich kleiner als der Leckkraftstoff ist und aus dem Ringspalt kontrolliert Leckkraftstoff ausfliessen lässt. Der aus dem Ringspalt ausfliessende Leckkraftstoff gelangt in den Stauraum und wird dann entweder über den Stauring zer¬ stäubt oder bei einem an den Stauraum durch Belüftungskanäle angeschlossenen Ringraum durch die Belüftungskanäle und den Ringraum zu dem Zerstäubungsring geleitet und von diesem zer¬ stäubt. Die jeweils richtige Oeffnungsweite des Stauraumes kann ohne Schwierigkeiten durch Versuche ermittelt werden, wobei vorzugsweise an der Innenwand des Stauringes Material abgenommen wird, bis die Abgase die gewünschten CO-Werte auf¬ weisen. Es konnte festgestellt werden, dass sich auf diese Weise in den Abgasen ein CO-Gehalt von 0,1 Vol.?6 an aufwärts beliebig einstellen lässt.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Zentral-Einspritzvorrichtung nach der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, auf welcher

Fig. 1 einen Längsschnitt der Zentral-Einspritzvorrichtung und Fig. 2 diese Zentral-Einspritzvorrichtung in Aufsicht zeigen.

Bei der dargestellten Zentral-Einspritzvorrichtung weist ein hohlzylindrisches Gehäuse 1 an seinen beiden Stirnseiten durch radiale Streben 2, 3 gehaltene zentrale Lagerböcke 4, 5 auf, in denen die Aussenringe von Kugellagern 6, 7 befestigt sind. Der obere Lagerbock 5 trägt an der Innenweite einen zentralen Kraftstoff-Zuführungsstift 8, dessen koaxiale Zu-

führungsbohrung 9 über einen radial durch den Lagerbock 5, eine seiner Streben 3 und einen äusseren radialen Ansatz 10 nach aussen führenden Zuführungskanal 11 mit dem in ein Schwimmergehäuse 13 eintauchenden Ansaugrohr 12 verbunden ist. Der eine zentrale Bohrung 15 zur berührungsfreien Aufnahme des Kraftstoff-Zuführungsstiftes 8 aufweisende Rotor 14 ist an seinen beiden Stirnseiten an den Innenringen der Kugellager 6, 7 befestigt und rotiert um den Kraftstoff-Zuführungsstift 8 als Drehachse. Im oberen Endbereich des zylindrischen Ro¬ tor-Mittelteiles 14a befindet sich eine seitliche Kraftstoff- Ausflussδffnung 16, die als Düse oder Blende ausgeführt ist und an die innerhalb des Rotors ein zur Auslassöffnung 9a der Zuführungsbohrung 9 im Kraftstoff-Zuführungsstift 8 hinführender Verbindungskanal 17 angeschlossen ist.

Die EinlaufÖffnung 17a des Verbindungskanals 17 liegt in der Stirnfläche eines vom Boden der Rotorbohrung 15 emporragenden zylindrischen Ansaugzapfens 18,und der Verbindungskanal 17 u fasst einen von der EinlaufÖffnung 17a abwärts führenden mit der Drehachse koaxialen Anfangsabschnitt 17b, einen über einen radialen Abschnitt 17c daran anschliessenden, zur Drehachse vorzugsweise parallelen Mittelabschnitt 17d und einen wiederum radialen Endabschnitt 17e mit der seitlichen Kraftstoff-Ausflussöffnung 16, die höher liegt als die Ein¬ lauföffnung 17a des Verbindungskanals 17, wobei das Kraft- stoffniveau N überden Schwimmer im Ruhezustand des Rotors zwischen Kraftstoff-Ausflussδffnung 16 und EinlaufÖffnung 17a eingestellt ist.

Der Ansaugzapfen 18 ist der eine Teil einer "Zentrifugal¬ dichtung", deren anderer Teil aus einem den Ansaugzapfen 18 berührungsfrei umschliessenden hohlzylindrischen Endstück 19 des Kraftstoff-Zuführungsstiftes 8 besteht, wobei das End¬ stück 19 im Aussendurchmesser etwas kleiner als der Kraft¬ stoff-Zuführungsstift 8 ist und so der zwischen der Aussen- wand des Kraftstoff-Zuführungsstiftes 8 und der Wand der Ro-

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torbohrung 15 vorhandene enge Ringspalt 20 um das hohlzylin- drische Endstück 19 herum einen erweiterten inneren Endbe¬ reich 21 aufweist, der über den Zwischenraum zwischen Ansaug¬ zapfen 18 und hohlzylindrischem Endstück 19 mit der Auslass¬ öffnung 9a der Zuführungsbohrung 9 im Kraftstof -Zuführungs¬ stift 8 und mit der EinlaufÖffnung 17a des Verbindungskanals 17 in Verbindung steht.

Am Rotor 14 ist das Flügelrad 30 mit seiner Hülse 31 befe¬ stigt, wobei die sich nach unten konisch erweiternde Wand 32 der Hülse einen sich längs des Rotor-Mittelteiles 14a er¬ streckenden Ringraum 33 als äussere Mantelfläche begrenzt. Die seitliche Kraftstof -Ausflussöffnung 16 des Rotors 14 mündet nahe dem oberen geschlossenen Ende des Ringraumes 33 in diesen ein. Der Ringraum 33 ist am unteren Ende durch eine Anzahl, z.B. acht, von zur Drehachse etwa paralleler Bohrungen 34 im Innenflansch 31a der Flügelradhülse 31 nach unten geöffnet. Unterhalb des Innenflansches 31a ist die Flügelradhülse 31 als Zerstäubungsring 35 ausgebildet, der vorzugsweise eine konische, sich nach unten verengende In¬ nenwand 36 mit einer unterhalb der Flügel 38 des Flügelra¬ des liegenden Zerstäubungskante 37 aufweist.

Am oberen Ende weist die Flügelradhülse 31 einen konzentri¬ schen Stauring 39 auf, dessen Durchmesser grösser als der Aussendurchmesser des oberen Lagerbockes 5 ist und die Um- fangswand eines nach oben offenen ringförmigen Stauraumes 40 für angesaugte Luft bildet. Der Stauring 39 weist vorzugs¬ weise eine sich nach oben konisch erweiternde Innenwand 39a mit einer oberhalb der Flügel 38 liegenden Kante auf.

Das obere Kugellager 7 ist so angeordnet, dass es sowohl von der Inneren Stirnseite des Lagerbockes 5 wie auch vom Boden des Stauraumes 40 Abstand hat, so dass der Stauraum 40 über die Oeffnung zwischen Aussen- und Innenring des Kugellagers 7 und den Zwischenraum zwischen Kugellager 7 und Lagerbock-

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Stirnseite mit der Ausmündung 20a des engen Ringspaltes 20 in Verbindung steht.

Der Rotor-Mittelteil 14a enthält ferner wenigstens einen Be- lüfungskanal 42, der vom Boden des Stauraumes 40 weg zum Ring¬ raum 33 führt und etwa in halber Höhe desselben in ihn ein¬ mündet.

Das hohlzylindrische Gehäuse 1 der Zentral-Einspritzvorrich¬ tung bildet einen Teil des Ansaugrohres und ist durch ein konisches Zwischenstück 43 mit dem die Drosselklappe 45 ent¬ haltenden Abschnitt 44 des Ansaugrohres verbunden.

Wie erwähnt, ist das Kraftstoffniveau N bei ruhendem Rotor zwischen EinlaufÖffnung 17a des Verbindungskanals 17 und Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 eingestellt, und da die Aus¬ mündung 20a des Ringspaltes noch über der Kraftstoff-Aus¬ flussöffnung 16 liegt, kann kein Kraftstoff aus dem Rotor ausfHessen. Im Bereich des Ueberganges vom Kraftstoff-Zu¬ führungsstift 8 zur EinlaufÖffnung 17a ist die Rotorbohrung 15 mit Kraftstoff gefüllt.

Im Betrieb treibt die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft das Flügelrad und über dieses den Rotor an, wobei die Drehzahl des Rotors in einem linearen Verhältnis zur Strö¬ mungsgeschwindigkeit der angesaugten Luft und so zur ange¬ saugten Luftmenge steht. Durch die wirkende Zentrifugalbe¬ schleunigung wird Kraftstoff durch den Verbindungskanal 17 zur Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 gefördert, wobei sich Kraftstoff in dem radialen Endabschnitt 17e des Verbindungs¬ kanals ansammelt und an der Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 Kraftstoff mit einem Druck ansteht, der sich mit dem Quadrat der Drehzahl ändert. Der von der Ausflussöffnung 16 in den Ringraum 33 abgegebene Kraftstoff fliesst längs dessen koni¬ scher Wand 32 abwärts und durch die Bohrungen 3^ zum Zerstäu-

bungsring 35, und dessen Sprühkante 37 zerstäubt ihn zu einem feinen Nebel. Da die von der Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 ab¬ gegebene Kraftstoffmenge in einem linearen Verhältnis zur an¬ gesaugten Luftmenge steht, ergibt sich für das erzeugte Kraft- stoffluftgemisch in allen Betriebsphasen der Brennkraftmaschi¬ ne ein konstantes Luftverhältnis. Wegen der sich zur Sprüh¬ kante 37 hin verengenden konischen Innenwand 36 des Zerstäu¬ bungsringes 35 sammelt sich bei höheren Drehzahlen innerhalb des Zerstäubungsringes ein kleiner KraftstoffVorrat an, der bei niederen Drehzahlen wieder abgetragen wird. Durch den Abbau des geringen Kraftstoffvorrates wird der Lauf der Brennkraftmaschine bei plötzlichem Uebergang von hohen zu niedrigen Drehzahlen ausgeglichener.

Bei drehendem Rotor wirken auch auf den in . der Rotorbohrung 15 vorhandenen Kraftstoff Zentrifugalkräfte ein, so dass in dem engen Ringspalt 20 ein sich mit dem Quadrat der Drehzahl ändernder Kraftstoffdruck erhalten wird, der wegen des gegen¬ über dem Abstand der Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 von der Drehachse kleinen Radius der Rotorbohrung 15 verhältnismässig klein ist, aber bei höheren Drehzahlen ausreicht, um Kraft¬ stoff aus dem Ringspalt ausfliessen zu lassen. Ein Ausflies¬ sen von Leckkraftstoff wird durch den erfindungsgemäss über den Stauraum 40 im Ringspalt 20 erzeugten Luft-Ueberdruck ver¬ hindert, der dem Leckkraftstoffdruck entgegenwirkt. Es hat sich gezeigt, dass allein durch eine entsprechende Ausbildung des Stauringes 39 und Dimensionierung der dem Ansaugluft¬ strom direkt ausgesetzten Oeffnung des Stauraumes 40, die im gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Innendurchmesser des Stauringes 39 und den Aussendurch esser des das Kugellager 7 enthaltenden oberen Lagerbockes 5 bestimmt ist, im Ringspalt 20 ein Luftdruck erhalten werden kann, der im gesamten Dreh¬ zahlbereich des Rotors dem Leckkraftstoffdruck etwa die Waage hält, so dass kein Leckkraftstoff ausfliessen kann. Die in dem erweiterten inneren Endbereich 21 des Ringspaltes 20 vorhandene Kraftstoffreserve hält bei allen Drehzahlen den

Zwischenraum zwischen dem mit dem Rotor rotierenden Ansaug¬ zapfen 18 und dem Endstück 19 des feststehenden Kraftstoff- ZuführungsStiftes 8 mit Kraftstoff gefüllt, sc dass auch bei einem gegenüber dem Leckkraftstoffdruck geringfügig grösseren Luftdruck im Ringspalt keine Luft in den Verbindungskanal 17 und durch diesen zur Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 gelangen kann.

Durch die über den vom Stauraum 40 zum Ringraum 33 führenden Belüftungskanal 42 ist dafür gesorgt, dass bei drehendem Ro¬ tor an der Austrittsseite der Kraftstoff-Ausflussöffnung 16 über die konische Wand 32 des Ringraumes 33 keine zusätzli¬ che Saugwirkung entsteht und die vorgesehene Kraftstoffdosie¬ rung durch die AusflussÖffnung 16 nicht beeinträchtigt wird.

Zu einer erwünschten Anreicherung des Kraftstoffluftgemisches im höheren Lastbereich der Brennkraftmaschine wird, wie be¬ reits vorstehend dargelegt, über das Durchmesserverhältnis Stauring 39 zu Kugellagerhalterung bzw. Lagerbock 5 experi¬ mentell eine Oeffnungsweite des Stauraumes 40 bestimmt, bei der der Luftdruck im Ringspalt 20 im niederen Lastbereich geringfügig grösser als der Leckkraftstoffdruck, im höheren Lastbereich jedoch etwas kleiner als der Leckkraftstoffdruck ist und so Leckkraftstoff aus dem Ringspalt 20 zur Anreiche¬ rung zusätzlich abgegeben wird. Der Umschlag von etwas höhe¬ rem zu niedrigerem Luftdruck im Ringspalt erfolgt hierbei in einem ausreichend genau definierten kleinen Drehzahlbe¬ reich, so dass es sich hier um eine kontrollierte Abgabe von Leckkraftstoff handelt.

Welche Ergebnisse mit einer Zentral-Einspritzvorrichtung nach der Erfindung tatsächlich erreichbar sind, zeigen die nachstehenden Zahlenangaben, die sich auf eine Einspritzvor¬ richtung der auf der Zeichnung dargestellten Ausführung - beziehen:

Otfrl

Durchmesser der Rotorbohrung 15 3 , 5 mm Durchmesser des Zuführungsstiftes 8 3, 4 mm Aussendurchmesser des Endstückes 19 2, 5 mm Durchmesser der Zuführungsbohrung 9 1 ,8 mm ver üngt auf 1,4 mm 0 Verbindungskanal 17:

Anfangsabschnitt 17b Durchmesser 1 , 1 mm Mittelabschnitt 17d Durchmesser 1 , 1 mm Endabschnitt 17e Durchmesser 2 , 0 mm Kraftstoff-Ausflussöffnung Durchmesser 0, 5 mm Ansaugzapfen 18 Aussendurchmesser 1 ,75 mm Innendurchmesser des Endstückes 19 1 , 9 TTITΠ Ringraum 33: Aussenwand 32 1,5 konisch Bohrungen 34 8 mit je Durchmesser 0, 8 mm Belüftungskanal 42 Durchmesser 2 , 0 mm Stauring 39 Innendurchmesser 22, 0 mm Lagerbock 5, Aussendurchmesser an der Kugellagerhalterung 20,5 mm

Die Spaltweite zwischen Flügelrad und Gehäuse war so bemessen, dass bei einem Kraftfahrzeugmotor folgende Rotor-Drehzahlen ergaben:

Motordrehzahl Rotordrehzahl

Leerlauf 900 U/min 1800 U/min 1/4 Last 2500 U/min 6700 U/min 1/2 Last 3500 U/min 13500 U/min 3/4 Last 4500 U/min 20200 U/min Vollast 5500 U/min 27000 U/min

Kraftstoffdruck an der Kraftstoff-Ausflussöffnung 16:

bei Vollast ca. 43,4 10 Pa im Leerlauf ca. 0,2 10 Pa

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Druck im Ringspalt 20 Kraftstoffdruck Luftdruck bei 3/4 Last

(Rotor 20200 U/min) 4,22 . 10 Pa etwas grösser bei Vollast

(Rotor 27000 U/min) 7,46 . 10 Pa 6,87 . 10^ Pa

Damit war die gewünschte Anreicherung des Gemisches bei Voll¬ last gewährleistet.

Ein Eurotest gemäss Reglement EC No. 15/03 (Biel, 25.5.82) wies folgende Ergebnisse (für Bezugsgewicht 1050 kg) aus:

Zulässige Grenzwerte mit Zentraleinspritzung nach der Erfindung I II

Typ I

C0: 87 g CO: 24,28 g CO: 35,89 g CH: 7,1 g CH: 2,32 g CH: 2,11 g N0X 10,2 g NOX: 5,11 g NOX: 5,26 g

Typ 2

3,5 Vol9n CO: 0,1 Vol96 CO: 0,3 Vol?u wobei die Zentral-Einspritzvorrichtung über den Stauring 39 so eingestellt worden war, dass einmal 0,1 Vol% CO (I) und das andere Mal 0,3 Vol% CO (II) erhalten wurden.




 
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