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Verfahren und Einrichtung zur Regelung der Brennstoffzufuhr bei Verbrennungsmotoren.
Der Gegenstand des Stammpatentes Nr. 159583 bezieht sich auf mit Brennstoffluftgemisch arbeitende Verbrennungsmotoren, bei welchen der Brennstoff unter Überdruck in dem zum Motorzylinder führenden Luftweg eingespritzt wird, also der Vergaser durch eine Brennstoffeinspritzvorrichtung ersetzt ist. Die den Gegenstand des Stammpatentes Nr. 159583 bildende Erfindung besteht darin, dass eine Druckdifferenz im Luftwege zum Motor, zweckmässig eine künstlich durch Verengung einer Stelle des Luftweges (z. B. nach Art eines Venturirohres) erzeugte Druckdifferenz, in einem auf der Differenzialwirkung zweier Flächen (Differentialmembranen od. dgl. ) beruhenden Regelorgan zur Regelung des Brennstoffeinspritzdruckes ausgenutzt wird, derart, dass der Brennstoffeinspritzdruck grösser als der grössere der zur Regelung herangezogenen Drücke ist.
Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, dass die Brennstoffregelung durch Regelung des Druckes des in den Luftweg zum Motor einzuspritzenden Brennstoffes in Abhängigkeit von der Differenz von an wenigstens zwei zur gleichen Seite des Drosselorganes liegenden, zweckmässig verschiedenen Querschnitt aufweisenden Stellen des Luftweges zum Motor abgenommenen Drücken erfolgt, derart, dass die Menge des einzuspritzendem Brennstoffes bei gegebenenfalls unveränderlichem Einspritzquerschnitt lediglich durch Druckgebung des einzuspritzenden Brennstoffes geregelt werden kann.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die zur Regelung herangezogene Druckdifferenz lediglich von dem stets konstant bleibendem Verhältnis der Querschnitte des Luftweges, in welchem die Anzapfstellen liegen, und von dem in der Zeiteinheit durchströmenden Luftgewicht abhängig ist, so dass diese Druckdifferenz tatsächlich unmittelbar ein Mass für den jeweiligen Brennstoffbedarf gibt, derart, dass bei unveränderlichem Einspritzquerschnitt lediglich durch Druckgebung des Brennstoffes die eingespritzte Brennstoffmenge geregelt werden kann.
Gemäss der vorliegenden Erfindung kann eine solche Druckdifferenz zur Regelung der Brennstofförderung in der Weise ausgenützt werden, dass den Drücken Flächen (z. B. Membranen od. dgl.) dargeboten werden, die miteinander in einer solchen Weise verbunden sind, dass eine auf die eine Fläche entgegen der Druckgebung wirkend werdende Kraft in eine in der Richtung der Druckgebung wirkende Kraft umgesetzt wird. Dadurch kann eine einer Differentialwirkung gleichwertige Wirkung hervorgerufen werden, wobei die Flächen, auf welche die Drücke wirksam gemacht werden, gleiche Grösse besitzen können oder verschieden gross sein können und es kann der Brennstoffeinspritzdruck mit Hilfe einer solcher Art erzeugten, einer Differentialwirkung gleichartigen Wirkung grösser erhalten werden als der grössere der beiden zur Regelung herangezogenen Drücke.
Die Erfindung bietet sonach ein einfaches Mittel um Wirkungen ähnlich einer Differentialwirkung auch mit Flächen (Membranen od. dgl.) gleicher oder von einander wenig abweichender Grösse hervorzurufen.
Eine Vorrichtung gemäss der Erfindung ist also gekennzeichnet durch ein den beiden Drücken zwei Flächen (Membranen od. dgl. ) darbietenden Regelorgan, in welchem die beiden Flächen so mit- einander verbunden sind, dass eine der Druckgebung entgegenwirkende Bewegung der einen Fläche umgesetzt wird in eine in der Richtung der Druckgebung wirkende Bewegung.
Bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass der kleinere der beiden Drücke nur auf eine der beiden Flächen (Membranen od. dgl.) des Regelorgans wirksam gemacht wird, während der grössere Druck auf beide Flächen wirksam gemacht ist, so dass auf die eine Fläche eine Druckdifferenz entgegen der Richtung der Druckgebung erzeugt wird, die durch eine eigenartige Verbindung der Flächen (Mem- branen od. dgl. ) in eine auf die andere Fläche in der Richtung der Druckgebung wirkende Kraft umge-
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setzt wird.
Von den durch die Druckflächen begrenzten drei Räumen wird sonach der mittlere unter den grösseren Druck gesetzt, wogegen von den beiden äusseren Räumen der eine unter den kleineren der beiden Drücke gesetzt ist und der andere unter dem zu regelnden Brennstoffdruck steht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist das Saugrohr 1 des Motors, in welches die Luft in der Richtung des Pfeiles 2 einströmt, bei 4 verengt und dann wieder erweitert, so dass bei Anschluss 3 an den Motor wieder der volle Querschnitt vorhanden ist. Die die Regelung bewirkende Druckdifferenz der strömenden Luft in der Ansaugleitung wird also hier künstlich durch Verengung eines Querschnittes der Leitung nach Art eines Venturirohres erreicht bzw. erhöht, wobei die zur Regelung herangezogenen Drücke zweckmässig an der engsten Stelle bei 6 und an einer Stelle des grössten Querschnittes bei 7, also an den Stellen des grössten Druckunterschiedes abgenommen werden. Der Querschnitt des Rohres an der weitesten Stelle soll hiebei grösser sein als die Öffnung bzw. der Durchmesser der Saugleitung. Durch die-Drosselung, die auch auf andere Weise, z.
B. durch eine Drosselscheibe od. dgl. erreicht werden kann, wird eine Druckdifferenz in der strömenden Luft erzeugt, welche mit dem strömenden Luftgewicht sich verändert.
In dieser Saugleitung 1 ist eine die Leistung des Motors regelnde Drosselklappe entweder vor oder nach dem Venturirohr 4 bzw. den Anschlüssen 7 und 6 des Regelapparates eingebaut, also ent- weder die Drosselklappe 5 oder die Drosselklappe 5'. Zwischen den Anschlüssen 7 und 6 ist kein Drossel- organ vorgesehen.
Die in der Ansaugleitung auftretende Druckdifferenz wird durch zwei Membranen 40, 41 zur
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über das Ventil 14 angeschlossen, durch welches der von der Brennstoffpumpe geförderte Brennstoff in den Raum 10 eintritt. Die Räume 38 und 39 werden unter die von der Saugleitung an zwei verschiedenen Stellen abgenommenen Drücke gesetzt u. zw. der äussere Raum 38 über die Leitung6 unter den kleineren der beiden Drücke und der Raum 39 zwischen den beiden Membranen über die Leitung 7 unter den grösseren der beiden Drücke, so dass der im Raum 10 entstehende Brennstoffdruck durch die in den Räumen 38 und 39 herrschenden Gasdrücke bestimmt ist.
Die beiden Membranen sind nach Art einer Gelenkschere miteinander verbunden u. zw. durch Stangen 25, die an den Membranen an Gelenkzapfen 31, 32 angreifen und miteinander gelenkig an Führungshebeln 33, 34 bei 24 und 26 verbunden sind, so dass ein Gelenkviereck entsteht, von welchem zwei Eckpunkte an den Membranen und die anderen Eckpunkte an den Führungshebeln angreifen. Die Führungshebel sind um die Drehpunkte 27 und 35 drehbar angeordnet und bewirken eine Führung der Gelenkpunkte 24, 26 in der Richtung normal zur Bewegungsrichtung der Gelenkpunkte 32 bzw. der Membranen 40, 41. Zwecks Gewichtsausgleich können dieFührungshebel88, 84 durch eine Stange 29 miteinander verbunden werden (Fig. 2).
Unter dem im Raum 10 herrschenden Druck wird der Brennstoff aus der Düse 21 durch die Leitung 19 bei 28 in die Ansaugleitung 1 gepresst, wobei bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung der Brennstoff bereits mit durch die Leitung 20 zugeführter Luft gemischt in die Leitung 19 gelangt.
Bei Anwendung zweier gleich grossen Membranen wirkt auf die untere Membrane 41 von oben der grössere Druck pl, hingegen von unten der kleinere Druck p2, also eine Druckdifferenz (pjf-pS), welche eine nach unten gerichtete Kraft erzeugt. Diese Kraft wird durch die aus den vier Stangen 25 gebildete Schere in eine nach oben gerichtete Kraft umgesetzt und so auf die obere Membrane 40 übertragen, auf welche ausser dieser Kraft aber auch die Druckdifferenz im Raume 89 und 10, welche gleich (P8-p1) ist, wirkt. Im Gleichgewichtszustand muss also die Druckdifferenz (P8-p1) die Kraft (pl-p2) im Gleichgewicht halten.
Wenn die beiden Membranen gleich gross ausgeführt werden und in dem Raum 39 der grössere Druck pl und im Raume 38 hingegen der kleinere Druck p2 herrscht, so wird sonach der Brennstoffdruck p3 im Raum 10 gleich pl + pl-p2 sein. Es wird also die gleiche Wirkung erzielt wie bei Anwendung. einer Differentialmembrane, deren eine Membranfläche doppelt so gross ist wie die andere und der Druck pl auf die Aussenfläche der grösseren Membrane, der Druck p2 hingegen zwischen die beiden Membranen wirksam gemacht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Brennstoffmenge nach Patent Nr. 159583, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffregelung durch Regelung des Druckes des in den Luftweg zum Motor einzuspritzenden Brennstoffes in Abhängigkeit von der Differenz von an wenigstens zwei zur gleichen Seite des Drosselorganes liegenden, zweckmässig verschiedenen
Querschnitt aufweisenden Stellen des Luftweges zum Motor abgenommenen Drücken erfolgt, derart, dass die Menge des einzuspritzenden Brennstoffes bei gegebenenfalls unveränderlichem Einspritzquerschnitt lediglich durch Druckgebung des einzuspritzenden Brennstoffes geregelt werden kann.