DE1150243B

DE1150243B - Einspritz-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzuendung

Info

Publication number: DE1150243B
Application number: DED19350A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Friedrich Dipl-Ing
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1954-12-16
Filing date: 1954-12-16
Publication date: 1963-06-12

Description

Einspritz Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritz-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung, insbesondere für Benzineinspritzung, mit einer vom Hauptbrennraum abgetrennten, die Zündkerze aufnehmenden Zündkammer, in die eine ein zündbares Gemisch ergebende, über den ganzen Lastbereich durch eine Dosierungseinrichtung im wesentlichen gleichgehaltene Kraftstoff-Teihnenge eingespritzt und dort gezündet wird, wogegen die in den Hauptbrennraum eingebrachte, regelbare Kraftstoffmenge durch die Zündflamme der erstgenannten Kraftstoff-Teilmenge entzündet wird. Bei einer bekannten derartigen Maschine sind für die Zündkammer und für den Hauptbrennraum getrennte Kraftstoffzuführeinrichtungen mit je einem willkürlich bedienbaren Regelorgan vorgesehen. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise die zur Zündkammer führende Kraftstoffleitung und eine in den Hauptbrennraum einspritzende Haupteinspritzdüse durch eine gemeinsame Leitung von derselben regelbaren Kraftstoffeinspritzpumpe versorgt werden und daß die Dosierungseinrichtung für die Zündkammer-Kraftstoffmenge in der von der gemeinsamen Kraftstoffleitung nach dort führenden Zweigleitung angeordnet ist und vom Kraftstoff selbst betätigt wird. Auf diese Weise wird gegenüber der bekannten Maschine eine erhebliche Vereinfachung erreicht. Wie bereits angedeutet, ist auch eine Maschine bekannt, bei der die zur Zündkammer führende Kraftstoffleitung und die zum Hauptbrennraum führende Kraftstoffleitung durch eine gemeinsame Leitung von derselben regelbaren Kraftftoffeinspritzpumpe versorgt werden. Hierbei ist in der offen in die Zündkammer mündenden Zweigleitung lediglich ein Rückschlagventil angebracht, so daß die in die Zündkammer eingebrachte Kraftstoff-Teilmenge - im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Maschinengattung, mit denen sich die Erfindung befaßt - mit der in den Hauptbrennraum eingebrachten Kraftstoffmenge steigt oder fällt.
Die selbsttätige Dosierungseinrichtung für die gleichbleibende Kraftstoff-Teilmenge kann als federbelastetes, doppelsitziges Ventil, das als Kammereinspritzventil dient, ausgebildet sein, derart, daß unter dem Kraftstoffdruck zunächst der eine Ventilquerschnitt geöffnet und nach einem bestimmten - gegebenenfalls einstellbaren - Ventilhub der andere Ventilquerschnitt geschlossen wird.
Statt dessen kann diese Dosierungseinrichtung auch als ein einem federbelasteten Kammereinspritzventil vorgeschalteter, federbelasteter Schieber ausgebildet sein, der unter dem Kraftstoffdruck einen Hub ausführt und hierbei die Zweigleitung absperrt.
Schließlich wird für Maschinen, deren Haupteinspritzdüse ein federbelastetes Einspritzventil aufweist, noch vorgeschlagen, daß die Federbelastung des Kammereinspritzventils mit Bezug auf die Federbelastung des Haupteinspritzventils derart bemessen ist, daß bei steigendem Kraftstoffdruck zunächst das Kammereinspritzventil und erst dann das Haupteinspritzventil geöffnet wird., In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer als Doppelsitzventil ausgebildeten, das gleichbleibende Zündgemisch erzeugenden Düse, Fig. 2 ein Regeldiagramm und Fig. 3 eine andere Ausführungsform mit einem besonderen Dosierungsorgan, welches der das gleichbleibende Zündgemisch erzeugenden Düse vorgeschaltet ist.
In Fig. 1 ist 10 der Zylinder, welcher ebenso wie der Zylinderkopf 11 durch Kühlwasser, durch Kühlluft od. dgl. gekühlt sein kann. In dem Zylinder 10 gleitet der Kolben 12, welcher den Hauptbrennraum 13 bildet. Im Zylinderkopf ist z. B. je ein Einlaß-und ein Auslaßventil, von denen eines bei 14 angedeutet ist, angeordnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ferner im Zylinderkopf in zur Zylinderachse exzentrischer und schräger Lage eine Vor- oder Zündkammer 15 mit einer Zündkerze 16 vorgesehen. Der Kraftstoff wird einerseits durch eine in den Hauptbrennraum 13 einmündende Einspritzdüse 17, z. B. normaler Bauart, und andererseits durch eine in die Vor- oder Zündkammer 15 einmündende Düse 18 eingespritzt, wobei letztere als Doppelsitzventil mit den Ventilköpfen 19 und 20 ausgebildet ist, derart, daß normalerweise der Ventilkopf 19 durch eine Feder 21 auf seinen Sitz gedrückt wird, während der Ventilkopf 20 den von- ihm gesteuerten Ventilquerschnitt freigibt. Der Kraftstoff wird durch eine Pumpe 22 über Leitungen 23 bzw. 24 den Kraftstoffräumen 25 und 26 der Düsen 18 bzw. 17 zugeleitet. Das Ventil der Einspritzdüse 17 wird durch eine Feder 27 auf seinen Sitz gepreßt.
Ist die Leitung 23 drucklos, so nehmen die Ventile 18 und 17 die dargestellte geschlossene Lage ein. Wird jedoch von der Pumpe 22 Kraftstoff unter Druck durch die Leitung 23 gefördert, so werden von den in den Räumen 25 und 26 wirkenden Drücken einerseits das Düsenventil 18 und andererseits das Düsenventil 17 belastet, wobei sich.zunächst dasjenige Ventil öffnen wird, welches unter geringerem Federdruck steht.
Wird daher die Feder 21 schwächer als die Feder 27 bemessen, so wird sich zunächst das Ventil 18 öffnen, indem sich der Ventilkopf 19 von seinem Sitz abhebt, so daß Kraftstoff durch den Ventilspalt hindurch in die Vor- oder Zündkammer eingespritzt wird und dort ein relativ reiches Gemisch in der Nähe der Zündkerze 16 liefert. Die durch den Ventilquerschnitt am Ventilkopf 19 in die Vor- oder Zündkammer eingespritzte Kraftstoffmenge ist jedoch dadurch begrenzt, daß nach einem bestimmten Hub der Ventilkopf 20 sich auf seinen Sitz aufsetzt und dadurch die Verbindung zwischen dem Kraftstoffraum 25 und der Vor- und Zündkammer 15 wieder abschließt. Um den Hub des Ventils 18 und damit die in die Kammer 15 eingespritzte Kraftstoffmenge genau zu bemessen, können die Ventilköpfe 19 und 20 mit Bezug aufeinander zueinander einstellbar, z. B. axial verschraubbar sein. Nach dem Abschluß des Ventils 18 oder - bei entsprechender Bemessung der Federn 21 und 27 mit Bezug aufeinander - schon gleichzeitig während der Einspritzung von Kraftstoff in die Kammer 15 wird auch das Ventil 17 durch den Kraftstoffdruck angehoben und der restliche Kraftstoff in den Haupt brennraum 13 eingespritzt.
Nach Beendigung des Druckhubes schließt sich das Ventil 17 unter der Wirkung der Feder 27, während das Ventil 18 unter der Wirkung der Feder 21 in die gezeichnete Lage zurückkehrt, in der der Ventilkopf 19 den Kraftstoffdurchtritt in die Vor- oder Zündkammer 15 sperrt.
In Fig. 2 ist die Kraftstoffmenge b über dem Regelhub a aufgetragen. bg ist hierbei die gesamte von der Kraftstoffpumpe 22 geregelte, dem Zylinder 10 der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge. Von dieser Kraftstoffmenge wird jeweils ein Teilbetrag bi über das selbsttätig dosierende Ventil 18 in die Vor- oder Zündkammer 15, die restliche Kraftstoffmenge b., über die Düse 17 unmittelbar in den Hauptbrennraum 13 eingespritzt. Während die Kraftstoffmenge bi, insbesondere oberhalb des Leerlaufpunktes O' im wesentlichen konstant ist, bestimmt sich die restliche Teilmenge bz nach der in der Pumpe 22 oder an sonst geeigneter Stelle vorgenommenen Regelung.
Die in den Hauptbrennraum eingespritzte Kraftstoffmenge kann hierbei ohne Gefahr einer Nichtzündung sehr klein sein, da infolge Zündung des Kraftstoffes in der Vor- oder Zündkammer IS die in Pfeilrichtung in den Hauptbrennraum übertretende Flamme auch die Zündung des dort befindlichen armen Gemisches gewährleistet.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die in die Vor- oder Zündkammer einmündende Düse mit vorgeschaltetem, gesondertem Dosierungsorgan. Zu diesem Zweck ist in einem an die Zuleitung 30 angeschlossenen Zylinder 31 ein Kolben 32 angeordnet, welcher einerseits im Zylinder 31 unter dem Druck des zugeführten Kraftstoffes steht und andererseits durch eine Feder 33 gegen einen Anschlag 34 od. dgl. gedrückt wird. Während die Leitung 35 zu der in den den Hauptbrennraum mündenden Düse 17 führt, wird der Kraftstoff mit dem zur Vor- oder Zündkammer führenden Ventil 36 durch eine Zweigleitung 37, 38 geleitet, wobei die Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 37 und 38 durch den Steuerschieber 32 geschlossen werden kann. Eine Feder 39 sucht das Düsenventil 36 in geschlossener Lage zu halten.
Wird der Kraftstoff in der Zuleitung 30 durch die vorgeschaltete Einspritzpumpe oder in sonstiger Weise während der Einspritzperiode unter Druck gesetzt, so wird zunächst Kraftstoff durch die Leitung 37, 38 zum Düsenventil 36 geleitet und dieses entgegen der Wirkung der Feder 39 geöffnet. Kraftstoff wird infolgedessen nur in die Vor- oder Zündkammer eingespritzt.
Gleichzeitig wird auch der Steuerschieber 32 unter der Wirkung des in den Zylinder 31 eingetretenen Kraftstoffes gegen den Druck der Feder 33 verschoben, so daß nach einem bestimmten Hube die Verbindung zwischen der Zuleitung 30 und dem Ventil 36 unterbrochen und damit das Ventil 36 wieder geschlossen wird. Der restliche von der Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff wird alsdann in regelbarer Menge über die Leitung 35 der Hauptdüse zugeleitet. Gegegebenenfalls kann der Steuerschieber 32 auch mit einer Verzögerungsvorrichtung verbunden sein, die ein vorzeitiges Sperren der Leitung 37, 38 verhindert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einspritz-Brennkraftmaschine mit Zeitpunktfremdzündung, insbesondere für Benzineinspritzung, mit einer vom Hauptbrennraum abgetrennten, die Zündkerze aufnehmenden Zündkammer, in die eine ein zündbares Gemisch ergebende, über den ganzen Lastbereich durch eine Dosierungseinrichtung im wesentlichen gleichgehaltene Kraftstoff-Teilmenge eingespritzt und dort gezündet wird, wogegen die in den Hauptbrennraum eingebrachte, regelbare Kraftstoffmenge durch die Zündflamme der erstgenannten Kraftstoff-Teilmenge entzündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die zur Zündkammer führende Kraftstoffleitung und eine in den Hauptbrenaraum einspritzende Haupteinspritzdüse durch eine gemeinsame Leitung von derselben, regelbaren Kraftstoffeinspritzpumpe versorgt werden und daß die Dosierungseinrichtung für die Zündkammerkraftstoffmenge in der von der gemeinsamen Kraftstoffleitung nach dort führenden Zweigleitung angeordnet ist und vom Kraftstoff selbst betätigt wird. z. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierungseinrichtung als federbelastetes, doppelsitziges Ventil (18, 19, 20), das als Kammereinspritzventil dient, ausgebildet ist, derart, daß unter dem Kraftstoffdruck zunächst der eine Ventilquerschnitt geöffnet und nach einem bestimmten - gegebenenfalls einstellbaren - Ventilhub der andere Ventilquerschnitt geschlossen wird. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierungseinrichtung als ein einem federbelasteten Kammereinspritzventil (35) vorgeschalteter, federbelasteter Schieber (32) ausgebildet ist, der unter dem Kraftstoffdruck einen Hub ausführt und hierbei die Zweigleitung absperrt. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Haupteinspritzdüse, die ein federbelastetes Einspritzventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung des Kammereinspritzventils mit Bezug auf die Federbelastung des Haupteinspritzventils derart bemessen ist, daß bei steigendem Kraftstoffdruck zunächst das Kammereinspritzventil und erst dann das Haupteinspritzventil geöffnet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 830 583, 832 960; französische Patentschriften Nr. 902 433, 054 656; USA.-Patentschrift Nr. `-' 285 671.