DE2551551B2 - Brennstoff-einspritzsystem fuer eine kreiskolben-brennkraftmaschine - Google Patents
Brennstoff-einspritzsystem fuer eine kreiskolben-brennkraftmaschineInfo
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Description
3. Brennstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für drei aufeinanderfolgende Arbeitskammern der ersten Arbeitskammer ein das fette Brennstoff-Luft-Gemisch und den
beiden nachfolgenden Arbeitskammern das magere Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird.
4. Brennstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für vier aufeinanderfolgende Arbeitskammern der ersten Arbeitskammer das fette Brennstoff-Luft-Gemisch und den drei
nachfolgenden Arbeitskammern das magere Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird.
5. Brennstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fette Brennstoff-Luft-Gemisch ein Brennstoff-Luft-Verhältnis von
1 :11 bis 1 :12 und das magere Brennstoff-Luft-Gemisch ein Brennstoff-Luft-Verhältnis von 1 : IE bis
1 :19 besitzt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoff-Einspritzsystem für eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine
mit einem einen auf einer Exzenterwelle exzentrisch umlaufenden, sich drehenden Kolben umschließenden
Gehäuse, bestehend aus einem Gehäusemantel mit trochoidaler Innenwandung und diesen begrenzenden
Seitenteilen, mit einer Einlaßöffnung, an die eine Einlaßleitung anschließt, in der ein auf ein impulsartiges
elektrisches Einspritzsignal ansprechendes Brennstoffeinspritzventil vorgesehen ist, dessen Betätigungsdauer
von einem elektronischen Rechner festgelegt ist, welcher zum Brennstoffeinspritzventil über einen
Verteiler synchron zur Drehung der Exzenterwelle ein Einspritzsignal abgibt und die Dauer des impulsartigen
Einspritzsignals aufgrund eines von einem in der Einlaßleitung befindlichen Luftstromsensor gelieferten
feist eine Brennkraftmaschine dieser Art bekannt.
iDT-OS 23 28576), bei der in der Einlaßleitung zwei
Einspritzventile vorgesehen sind, um wegen der kurzen
, zur Verfugung stehenden Ansaugphase fur alle Betriebszuständle eine optimale Brennstoffmenge einspritzen zu können. Auf diese Weise ist es zwar möglich, das
jeweilige Brennstoff-Lufl-Verhältn.s entsprechend optimaler Leistungsabgabe einzustellen, jedoch laßt sich
damit nicht den bei Kreiskolben-Brennkraftmaschinen ίΓη Abga en enthaltenen relativ hohen Anteilen an
KoWenwaierstoff HC Kohlenmonoxyd CO und
Stickoxyd NOx begegnen.
Auf„abe der Erfindung ist es. em elektronisch
gesteuertes Brennstoff-Einspritz-System für eine KreiskoIben-Brennkraftmaschine eingangs erwähnter Gaining zu schaffen, bei der die Beziehungen zwischen dem
Brennstoff-Luft-Verhältnis und der Emission von HC CO und NOx so gewählt wird, daß bei möglichst
stoßfreiem Betrieb durch kontrollierte Brennstoffschichtung die Emission von NOx vermindert wird und
gSzeitig die Emission von HC und CO in Grenzen
bleibt so daß sie hinsichtlich ihrer Anteile und der Absatztemperatur durch einen Wärmereaktor oder
2S einen Katalysator verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß im Gehäuse
eine weitere Einlaßöffnung für Luft - in Kolbendrehrichtung gesehen - hinter der ersten E.nlaßoffnung
angeordnet ist und daß das Brennstoff-E.nspntzsysteni
gemäß einer festgelegten Reihenfolge die Arbeuskammern mit einem unterschiedlichen Brennstoff-Luft-Ge-
miECshistPbekannt (DT-OS 24 24 ,22). bei einer Kreiskolben-Brennkraftmaschine eine erste Einlaßöffnung vor-
,< zusehen, die sich zur trochoidal Innenwandung öffnet
und eine weitere Einlaßöffnung in einem Seitenteil anzuordnen, derart, daß sie gegenüber der ersten
Einlaßöffnung in bezug zur Drehrichtung des Kolbens vorverlegt ist, wobei der ersten E.nlaßoffnung ein
r._^__..„rr ι ..f.-Cmisch zugeführt wird, während die
wehere^ErntaBoffnung nur mit Luft beschickt wird,
wodurch Schichtladung in einer Weise geschaffen wird, daß der Abschnitt einer Arbeitskammer an der
voreilenden Flanke mit einem fetten Brennstoff-Luft-
Gemisch gefüllt wird, während der Abschnitt der
Arbeitskammer an der nacheilenden Flanke nur mit Luft
beaufschlagt ist. .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen. .
so Insbesondere wird gemäß Patentanspruch 5 eine
erste Arbeitskammer, die den Ansaughub ausfuhrt, mit einem relativ fetten Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt
das ein Brennstoff-Luft-Verhältnis von 1 :11 bis 1 :12
besitzt, und eine zweite Arbeitskammer, die in der „ Reihenfolge als zweite den Ansaughub ausfuhrt, nut
einem mageren Brennstoff-Luft-Gemisch, das ein Brennstoff-Luft-Verhältnis von 1 :18 bis 11 :19 besitzt.
Bei dieser Betriebsweise zeigt das von der Kreiskolben-Brennkrahmaschine abgegebene Abgas einen geringen
NOx-Weri:, der für jegliche Arbeitskammer, die
entweder mit dem fetten oder dem mageren Brennstoff-Luft-Gemisch arbeitet, unter 130 ppm hegt Was die
CO-Menge betrifft, so zeigt das Abgas der Arbeitskammer die mit einem fetten Brennstoff-Luft-Gemisch
6s arbeitet, etwa 7% Emission, während das Abgas der Arbeitskammer, die mit dem mageren Gemisch arbe.tet,
im wesentlichen keine Emission von CO zeigt, woraus ein mittlerer Wert der CO-Emission von etwa 3,5%
folgt, was geringer ist als diie 4% beim herkömmlichen
Betrieb mit einem Brennstoff-Luft-Verhältnis von etwa 1:13, vorausgesetzt, daß die Wirkung der Schichtladung
weggelassen wird, die jedoch günstig mithilft, die Menge von CO, HC und NOx zu verringern. In bezug
auf HC wird die Emission leicht vergrößert Da jedoch der absolute Wert von HC relativ gering ist, ist der
Gesamtwert der unverbrannten Bestandteile, die von HC und CO herrühren, noch auf einen Bereich begrenzt,
der mittels des herkömmlichen Wärmereaktors verarbeitet
werden kann.
Da bei der abwechselnden Verbrennung des fetten und des mageren Srennstoff-Luft-Gemisches bei der
Verbrennung des fetten Gemisches eine relativ hohe Abgastemperatur sogar bei niedrigem Gesamt-Brennstoff-Luft-Verhältnis
erreicht wird, wird die Nachverbrennung der unverbrannten Bestandteile im Wärmereaktor
außerdem mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt.
In der Arbeitskammer, der das magere Gemisch mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch von etwa 1:18 bis
1 : 19 zugeführt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, daß Fehlzündungen verursacht werden, infolge der schlechten
Entzündbarkeit des mageren Brennstoff-Luft-Gemisches relativ groß. Wird die Drehung des Kolbens nur
durch Verbrennung eines so mageren Gemisches aufrechterhalten, würde der Betrieb der Maschine
unstabil. Da jedoch erfindungsgemäß die Drehung des Kolbens durch die stabile Verbrennung unterstützt wird,
die in den Arbeitskammern erreicht wird, denen das fette Gemisch mit einem Brennstoff-Luft-Verhältnis
von etwa 1:11 bis 1 : 12 zugeführt "/ird, bleibt die
Drehung des Kolbens stabil.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
Fig. 1 zeig' eine schematische Ansicht, die den grundsätzlichen Aufbau der Kreiskolben-Brcnnkraftmaschine
darstellt, mit dem Brennstoff-Einspritzsystem,
F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Brennstoff-Einspritzsystems.
In Fig. 1 ist ein Gehäusemantel 2, der eine trochoidale Innenwandung 1 besitzt, mit Seitenteilen 4
versehen, von denen jedes eine ebene Innenfläche 3 aufweist, so daß sich ein Gehäuse ergibt, in dem ein
dreieckiger Kolben 5 angeordnet ist, der mit einer Exzenterwelle 9 drehbar exzentrisch umläuft, wobei
seine Dichtleisten 6a bis 6c, die an seinen drei Ecken vorgesehen sind, die Innenwandung berühren, während
die Dichtstreifen 7, die entlang den drei Flankenrändern angebracht sind, die ebene Innenfläche 3 des Gehäusemantels
gleichzeitig berühren, wobei ein Hohlrad 8 des Kolbens 5 mit einem feststehenden Ritzel 10 in Eingriff
steht. Der Kolben 5 im Gehäuse begrenzt mittels seiner drei gebogenen Flanken 11a bis lic zusammen mit der
trochoidalen Innenwandung 3 Arbeitskammern 12a bis 12c. Für die drei Arbeitskammern sind an den drei
gebogenen Flanken 11a bis lic an einem Mittelabschnitt derselben entsprechende Mulden 13a bis 13c
vorgesehen. Einem Abschnitt 14 an der kurzen Achse der Innenwandung 1 des Gehäusemantels 2 benachbart
sind zwei Zündkerzen 15 vorgesehen, während im gegenüberliegenden Bereich 16 der kurzen Achse eine
erste Einlaßöffnung 19 bzw. eine Auslaßöffnung 17 vorgesehen ist, die mit einer ersten Einlaßleitung 21
bzw. mit einer Abgasleitung 18 verbunden ist. In Drehrichtung weiter vorn ist eine weitere Einlaßöffnung
20 vorgesehen ist. die zum Seitenteil 4 öffnet. In diesem Fall bildet die erste Einlaßöffnung 19 eine relativ kleine
konstante öffnungsfläche für einen Bereich des Drehwinkels der Exzenterwelle, der sich von vor bis
hinter den oberen Totpunkt erstreckt, während die weitere Einlaßöffnung 20 im Gegensatz dazu eine
öffnungsfläche bildet, die sich derart ändert, daß sie
stark zunimmt, nachdem der Drehwinkel der Exzenterwelle den oberen Totpunkt überschritten hat, dann ihr
Maximum zu dem Zeitpunkt erreicht, wenn die erste Einlaßöffnung 19 geschlossen ist, wobei dieses Maximum
mehrere Male größer ist als die öffnungsfläche der ersten Einlaßöffnung 19, und nachher stark gegen
Null abfällt
Die Einlaßöffnungen 19 bzw. 20 sind mit einer ersten Einlaßleitung 21 bzw. einer weiteren Einlaßleitung 22
verbunden, die an einen Drosselkörper 23 angeschlossen sind. Der Drosselkörper 23 ist als Duplex-Drosselkörper
ausgebildet, der einen mit der ersten Einlaßleitung 21 in Verbindung stehenden ersten Luftzufuhrkanal
24 und einen weiteren Luftzufuhrkanal 25 besitzt. der mit der weiteren Einlaßleitung 22 in Verbindung
steht. Die Luft/ufuhrkanäle 24 und 25 sind mit entsprechenden Drosselklappen 26 und 27 versehen, die
so angeordnet sind, daß sie von einzelnen Betätigungsgliedern 28 und 29 unabhängig voneinander beirieben
werden können. Die Betätigungsglieder können irgendein Gestänge oder eine elektrische Vorrichtung mit
einem kleinen elektrischen Motor sein und so arbeiten, daß sie die jeweilige Drosselklappe auf eine vorbestimmte
öffnung gemäß einem Steuersignal einstellen, welches von einem Rechner 30 geliefert wird, wie er
nachstehend beschrieben wird. Am Eingang des Drosselkörpers 23 ist ein Luftfilter 31 befestigt und in
den einzelnen Luft/ufuhrkanälen 24 und 25. die mit dem Luftfilter verbunden sind, sind Luftstrorrisensoren 32
und 33 vorgesehen. Diese Luftstromsensoren können bekannte Hitzdrahlsensoren, die ein wärmeempfindliches
Widerstandsclement verwenden, oder Klappensensoren sein, die sirömungsempfindliche Klappenelemente
verwenden, die ein dem Luftstrom entsprechendes elektrisches Signal liefern. Die elektrischen Signale
von diesen Sensoren werden dem Rechner 30 eingegeben.
Die erste Ein'aßleitung 21 ist mit einem Brennstoff-Einspritzventil
34 versehen, ,as entsprechend einem
vom Rechner 30 gelieferten Einspritzsignal Brennstoff in die Leitung einspritzt. Das Brennstoff-Einspritzventil
34 kann beispielsweise eine elektromagnetische Brennstoff-Einspritzeinrichtung sein, wie sie in Fig. 2
dargestellt ist. Diese besitzt einen Körper 35 und ein Spulengehäuse 36, das den Körper 35 umschließt und
darin eine Spule 17 trägt, die einen Tauchkolben 38 zieht, wenn sie von einem vom Rechner 30 gelieferten
Antriebsstromimpuls erregt wird, wodurch der Tauchkolben einen an diesem befestigten Nadelventilkörper
39 in eine Ventilöffnungsstellung entgegen der Wirkung einer Druckfeder 40 verschiebt, womit die Einspritzöffnung
42 geöffnet wird, die an einem Düsenende eines Düsengehäuses 41 vorgesehen ist, das im Düsenbereich
des Spulengehäuses 36 befestigt ist. Ein Brennstoffzu-'uhrrohr 43 ist mit dem hinteren Ende des Körpers 35
verbunden, so daß der durch das Brennstoffzufuhrrohr zugeführte Brennstoff entsprechend den Pfeilen in der
Figur durch eine Zentralbohrung fließt, die im Körper 35, dem Tauchkolben 38 und einem Teil des Nadelventilkörpers
39 ausgebildet ist, und dann von der Einspritzöffnung 42 in die Einlaßleitung 21 eingespritzt
wird. Die auf vorgenannte Weise eingespritzte Brenn-
stoffmenge wird wegen des konstanten Hubs des
Nadelventils durch die Zeitdauer eingestellt, während der das Nadelventil geöffnet ist, d. h. durch die
Zeitdauer, während der die Spule 37 erregt wird.
Der Rechner 30 wird von einem Verteiler 45 mit einem Steuersignal zur Angabe des Zeitpunktes der
Brennstoffeinspritzung gespeist; der Verteiler kann ein
bei herkömmlichen Krciskolbcn-Brcnnkraftmaschinen üblicherweise verwendeter Verteiler sein. Der Rechner
30 sendet das Einspritzsignal zum Brennstoff-Einspritzventil 34 in der Form einer Kombination eines relativ
langen Impulses und eines relativ kurzen Impulses, die in vorbestimmter Reihenfolge angeordnet und mit dem
vom Verteiler 45 gelieferten Steuersignal synchronisiert sind, wobei die Impulslänge gemäß dem von den
Luftstromsensoren 32 und 33 festgestellten Gesamtluftstrom vergrößert oder verkleinert ist. Falls beispielsweise
die Arbeitskammer 12a den Ansaughub auszuführen beginnt, sendet der Rechner 30 durch diese Anordnung
in Abhängigkeit von dem vom Verteiler 45 empfangenen Steuersignal einen relativ langen Einspritzsignal-Impuls
zu der Brennstoff-Einspritzvcntileinrichtung 34, wodurch dieser Brennstoff während einer Zeitdauer
einspritzt, die der Impulslänge des relativ langen Impulses entspricht, so daß sie der Aibeitskammcr 12.7
ein fettes Brennstoff-Luft-Gemisch zuführt. Wenn sich der Kolben 5 so weit gedreht gedreht hat. daß die
nächste Arbeitskammer 12c den Ansaughub auszuführen beginnt, sendet der Rechner 30 gemäß dem vom
Verteiler 45 empfangenen Steuersignal das nächste relativ kurze impulsartige Einspritzsignal zu dem
Brcnnstoff-Einspritzvenlil 34, wodurch dieser Brcnnstoff für eine kurze Zeitdauer einspritzt, die der relativ
kurzen Impulslänge entspricht, wodurch der Arbeitskammer 12c ein mageres Brennstoff-Luft-Gemisch
zugeführt wird. Bei der weiteren Drehung des Kolbens spritzt das Brennstoff-Einspritzventil 34 für jede den
,ο Ansaughub ausführende Arbeitskammer gemäß dem
Einsprit/signal für eine relativ lange oder kurze Zeit
Brennstoff in die Einlaßleitung 21, wodurch den einzelnen Arbeitskammern ein fettes oder mageres
Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird. In den einzelncn
Arbeitskammern bildet dieses Brennstoff-Luft-Gemisch die Schichtladung zusammen mit der Luft, die
durch die weitere Einlaßleitung 22 und die weitere Einlaßöffnung 20 so zugeführt wird.
Die Wicderholungsfolge der Zufuhr von fettem oder magerem Brennstoff-Luft-Gemisch muß nicht irr einfachen Abwechseln der Gemischart bestehen, sondern kann so festgelegt sein, daß auf eine Ladung mil fettem Brennstoff-Luft-Gemisch zwei oder drei Ladun gen mit magerem Brennstoff-Luft-Gemisch folgen.
Die Wicderholungsfolge der Zufuhr von fettem oder magerem Brennstoff-Luft-Gemisch muß nicht irr einfachen Abwechseln der Gemischart bestehen, sondern kann so festgelegt sein, daß auf eine Ladung mil fettem Brennstoff-Luft-Gemisch zwei oder drei Ladun gen mit magerem Brennstoff-Luft-Gemisch folgen.
Die Erfindung ist auch bei einer Kreiskolben-Brenn
kraftmaschine anwendbar, die mit zwei Einlaßöffnunger in der Innenwandung oder zwei Einlaßöffnungen in der
Seitenteilen arbeitet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Brennstoff-Einspritzsystem für eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit einem einen auf einer
Exzenterwelle exzentrisch umlaufenden, sich drehenden Kolben umschließenden Gehäuse, bestehend
aus einem Gehäusemantel mit trochoidaler Innenwandung und diesen begrenzenden Seitenteilen, mit
einer Einlaßöffnung, an die eine Einlaßleitung anschließt, in der ein auf ein impulsartiges elektrisches Einspritzsignal ansprechendes Brennstoffeinspritzventil vorgesehen ist, dessen Betätigungsdauer
von einem elektronischen Rechner festgelegt ist, welcher zum Brennstoffeinspritzventil über einen
Verteiler synchron zur Drehung der Exzenterwelle ein Einspritzsignal abgibt und die Dauer des
impulsartigen Einspritzsignals aufgrund eines von einem in der Einlaßleitung befindlichen Luftstromsensor gelieferten Signals bestimmt, dadurch
gekennzeichnet, daß im Gehäuse eine weitere Einlaßöffnung (22) für Luft — in Kolbendrehrichtung gesehen — hinter der ersten Einlaßöffnung (17)
angeordnet ist und daß das Brennstoffeinspriusystem (30,34) gemäß einer festgelegten Reihenfolge
die Arbeitskammern mit einem unterschiedlichen Brennstoff-Luft-Gemisch speist.
2.
Brennstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff-Luft-Gemisch für die aufeinanderfolgenden Arbeitskammern abwechselnd fett und mager ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9938775 | 1975-08-15 | ||
JP50099387A JPS5222616A (en) | 1975-08-15 | 1975-08-15 | Fuel supply process and fuel supply device of rotary piston enigne |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2551551A1 DE2551551A1 (de) | 1977-02-24 |
DE2551551B2 true DE2551551B2 (de) | 1977-06-16 |
DE2551551C3 DE2551551C3 (de) | 1978-02-02 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2551551A1 (de) | 1977-02-24 |
JPS5222616A (en) | 1977-02-21 |
US4055153A (en) | 1977-10-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |