DE2734858A1

DE2734858A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2734858A1
Application number: DE19772734858
Authority: DE
Inventors: Kenneth W Teague
Original assignee: Chrysler Corp
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 1976-08-30
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1978-03-02
Also published as: US4132204A; CA1063896A

Description

Anwaltsakte M-4342

Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine und insbesondere ein Brennstoffverteilersystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Druckregler und einer Brennstoffeinspritzlanze, über die flüssiger Brennstoff in den Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.

Bei Brennkraftmaschinen soll das zugeführte Brennstoffge- !

I misch möglichst homogen sein, und zu diesem Zweck ist es bekannt, den Flüssigbrennstoff unmittelbar in den Luftansaugkanal des Motors einzuspritzen.

Erfindungsgemäß soll eine Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffverteilersystem geschaffen werden, das im Vergleich zu den bekannten Verteilersystemen einen wesentlich niedrigeren Lieferdruck zur Deckung des Brennstoffbedarfs der Maschine benötigt. Ferner sollen die Herstellung und die

Montage der Einzelteile des Verteilersystems vereinfacht, seine Betriebsweise verbessert und ein fehlerhafter Zusammenbau sofort feststellbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung die in den Ansprüchen gekennzeichnete Brennkraftmaschine.

Durch die besondere Ausbildung der Brennstoffeinspritzlanze und des Druckreglers iet die Erfindung insbesondere in Verbindung mit einem elektronischen Brennstoff-Dosiersystem verwendbar, wie es etwa aus der US-PS 3 935 851 bekannt ist. Wegen des vergleichsweise niedrigen Lieferdrucks, den das BrennstoffVerteilersystem nach der Erfindung benötigt, kommt eine derartige elektronische Brennstoffdosiereinrichtung mit einer weniger aufwendigen Steuerpumpe und einer leistungsschwächeren Steuerschaltung aus.

Insgesamt schafft die Erfindung ein Brennstoffverteilersystem für eine Brennkraftmaschine, das eine im Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine angeordnete Brennstoffeinspritzlanze enthält, über die der Flüssigbrennstoff in den angesaugten Luftstrom eingespritzt wird. Die Einspritzlanze enthält zwei voneinander getrennte Brennstoffverteilerkanäle, nämlich einen Haupt- (oder Niedriglast-)Brennstoffverteilerkanal und einen Hilfs- (oder Leistungs-)Brennstoff-

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Verteilerkanal. Jeder Verteilerkanal steht über mehrere, auf Abstand gehaltene iJinspritzöffnungen mit dem Ansaugkanal in Verbindung. Auf der Brennstoffeinspritzlanze ist ein Druckregler angeordnet, der ein Druckentlastungs-Hauptventil, welches auslaßseitig mit dem Hauptverteilerkanal der Einspritzlanze in Verbindung steht, sowie ein Druckentlastungs-Hilfoventil enthält, das auslaßseitig an den Hilfskanal angeschlossen ist. Eine motorgetriebene Steuerpumpe versorgt den Druckregler einlaßseitig mit Brennstoff. Im Leerlauf und bei geringer Motorbelastung ist lediglich die Hauptventilanordnung geöffnet, so daß

der Brennstoff lediglich über den Hauptverteilerkanal

ι und die diesem zugeordneten Einspritzöffnungen in den Luft- j

ansaugkanal gesprüht wird. Bei einer größeren Motorbelastung j ist auch die Hilfsventilanordnung geöffnet, so daß der Brennstoff über beide Verteilerkanäle und die ihnen zugeordneten Einspritzöffnungen in den Luftansaugkanal eingespritzt wird. Der Druckregler ist so ausgebildet, daß ein fehlerhafter Zusammenbau sofort festgestellt wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. es zeigt:

Fig. 1 die Aufsicht einer Drosselklappenanordnung

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	2	- 11 -	2734858	vergrößerten	Teilschnitt	längs der
			mit einem Brennstoffverteilersystem;	2-2 der Fig.	1;
Fig.	3	einen	vergrößerten	Teilschnitt	längs der
		Linie	3-3 der Fig	. 1;
Fig.		einen
	Linie

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden, vergrößerten Teilschnitt durch einen Abschnitt des Brennstoff Verteilersystems;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig.

! 4;

Fig. 6 die Aufsicht eines weiteren Abschnitts des Brennstoffverteilersystems;

Fig. 7 die Ansicht der Fig. 6;

Fig. 8 ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 7;

Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 6;

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Fig. -10 die Ansicht der Fig. 6 von rechts; Fig. 11 die Ansicht der Fig. 6 von unten;

Fig. 12 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 11;

Fig. 13 eine Ansicht in Blickrichtung des Pfeiles 13 der Fig. 12;

Fig. 14 eine Teilaufsicht einer weiteren Ausführungsform des Brennstoffverteilersystems;

Fig. 15 die Ansicht der Fig. 14 von rechts; Fig. 16 die Vorderansicht der Fig. 14;

Fig. 17 eine teilweise geschnittene Ansicht längs der Linie 17-17 der Fig. 14;

Fig. 18 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 18-18 der Fig. 14; und

Fig. 19 eine Teilansicht längs der Linie 19-19 der Fig. 18.

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Die Drosselklappenanordnung 10 gemäß Pig. 1 enthält ein Drosselgehäuse 12 mit einem Luftansaugkanal 14 und einem Brennstoffverteilersystem 16. Zwei im Drosselgehäuse 12 um ihre Längsachsen drehbar gelagerte Drosselklappenwellen 18, 20 durchsetzen den Luftansaugkanal 14, wobei an der Welle 18 zwei Drosselklappen 24, 26 und an der Welle 20 zwei Drosselklappen 28,30 befestigt sind. Die beiden Wellen 18, 20 sind über zwei Zahnradsektoren 32, 34 miteinander gekoppelt, und zur Betätigung der Wellen 18, 20 dient eine Stellvorrichtung 36, durch die die Drosselklappen aus der in Fig. 3 gezeigten Leerlaufstellung verschwenkt werden können, um den wirksamen Durchflußquerschnitt, über den die Verbrennungsliift angesaugt wird, zu vergrößern.

Das Drosselgehäuse 12 enthält ferner eine Bodenplatte 38, die auf den nicht nicht gezeigten Motoransaugstutzen derart aufsetzbar ist, daß der Luftansaugkanal 14 mit dem Einlaß des Ansaugstutzens fluchtet. In den vier Ecken der Bodenplatte 38 sind Löcher 40 ausgebildet, über die z.B. Schrauben zur Befestigung des Drosselgehäuses 12 am Motoransaugstutzen unter Zwischenschaltung einer ebenfalls nicht gezeigten Dichtung eingesetzt werden. Der Luftansaugkanal 14 hat gemäß Fig. 1 eine rechteckige Querschnittsgeometrie und ist durch eine senkrechte Trennwand 42 des Drosselgehäuses 12 in zwei Hälften oder Kanalabschnitte unterteilt. Bezüglich der Drosselklappenanordnung wird im

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einzelnen auf die Patentanmeldung "Drosselklappenanordnung" vom gleichen Anmelder und mit dem gleichen Anmeldetag verwiesen. Jedoch kann die Drosselklappenanordnung auch anders ausgebildet, z.B. der Luftansaugkanal in mehr als zwei Kanalabschnitte unterteilt sein.

Das Brennstoffverteilersystem 16 enthält einen Druckregler 46 und eine Brennstoffeinspritzlanze 48. Gemäß Fig. 2 hat die Brennstoffeinspritzlanze 48 in der Mitte einen T-förmigen Querschnitt und sitzt in einer entsprechend T-förmigen Ausnehmung 50, die mittig auf der Oberseite der Trennwand 42 ausgebildet ist. Der oberhalb der Einspritzlanze 48 angeordnete Druckregler 46 ist am Drosselgehäuse 12 durch eine Bodenplatte mit zwei an deren Enden ausgebildeten Schraubenlöchern befestigt, durch die Befestigungsschrauben 52 mit Gewindebohrungen 54 in der Trennwand 42 verschraubt sind, so daß die Einspritzlanze 48 in der Ausnehmung 50 infolge der formschlüssigen Halterun am Druckregler 46 gesichert ist.

Wie die Fign. 4 und 5 im einzelnen zeigen, enthält der Druckregler 46 ein Gehäuse 56, das aus oberen und unteren, durch Schrauben 62 miteinander verbundenen Gehäuseteilen 58 und 60 besteht. Das untere Gehäuseteil 60 enthält eine horizontale Grundplatte 64, durch die der Druckregler

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46 an der Trennwand 42 abgestützt wird. An den Enden der Grundplatte 64 sind zwei Schraubenlöcher 66 vorgesehen, über die der Druckregler 46 mit Hilfe der Schrauben 52 am Drosselgehäuse 12 gesichert wird. Von der Grundplatte 64 stehen zwei kreisförmige Fixierstifte 68 nach unten vor, die formschlüssig in zwei entsprechende Bohrungen 70 der Einspritzlanze 48 eingreifen, uä diese in der Ausnehmung 50 zu fixieren (Fig. 2). Im unteren Gehäuseteil 60 sind zwei senkrechte, im Querschnitt kreisförmige, zylindrische Durchgangsbohrungen 72 bzw. 74 ausgebildet, die jeweils mehrere Schultern aufweisen. In der Durchgangsbohrung 72 sitzt das Haupt- (oder Niedriglast-)Druckentlastungsventil 76, und in der Bohrung 74 befindet sich das Hilfs- (oder Leistungs-)Druckentlastungsventil 78. Das obere Gehäuseteil 58 ist derart geformt, daß ein

j freier Raum 80 über den oberen Enden der beiden Druckentlastungsventile 76, 78 vorhanden ist. Wie Fig. 5 zeigt, mündet eine Einlaßbohrung 82, in die eine Brennstoffeinlaßleitung 84 einsetzbar ist, in den Freiraum 80. Die Leitung 84 ist durch eine 0-Ringdichtung 86 in der Bohrung 82 abgedichtet und durch einen Halter 88 fixiert, der durch eine Schraube 90 am oberen Gehäuseteil 58 befestigt ist. Während des Betriebs wird der Druckregler 46 über die Leitung 84 mit Flüssigbrennstoff versorgt.

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Die beiden Druckentlastungsventile 76, 78 sind weitgehend identisch aufgebaut, und daher wird lediglich das Ventil 76 im einzelnen beschrieben. Dieses enthält ein rohrförmiges,j an beiden Enden offenes Ventilgehäuse 92, einen beweglichen i Ventilkörper 94, eine Schraubenfeder 96 und einen Federhalter! 98. Vor dem Zusammenbau der beiden Gehäuseteile 58, 60 wird das Ventil 76 in das obere Ende der Bohrung 72 eingesetzt, bis eine Abschrägung 100 am unteren Ende des Ventilgehäuses 92 auf eine Schulter 102 der Bohrung 72 trifft. Eine kompressible, elastische O-Ringdichtung 104, die in einer Nut 106 am Außenumfang des Ventilgehäuses 92 sitzt, bildet eine Abdichtung zwischen dem Außenumja ng des Ventilgehäuses 92 und der Innenwand der Bohrung 72. Die Feder 96 ist außerhalb des Schaftes des Ventilkörpers 94 zwischen einer Schulter 103 auf der Innenseite des Ventilgehäuses 92 und dem Federhalter 98 angeordnet, wodurch der Ventilkörper 94 im Sinne der Fign. 4, 5 nach oben gedrückt wird und der Kopf des Ventilkörpers 94 auf einem kreisförmigen Ventilsitz 110 am unteren Ende des Ventilgehäuses 92 aufsitzt. Der Ventilkörper 94 ist selbstzentrierend. Der über die Leitung 84 dem Druckregler 46 zugeführte Flüssigbrennstoff strömt nach unten und füllt den das Ventilgehäuse 92 durchsetzenden Durchgangskanal, so daß der Brennstoffdruck auf den Kopf des Ventilkörpers 94 einwirkt und diesen entgegen der nach oben gerichteten Kraft der Feder 96 vom Ventilsitz 110 abzuheben sucht. Der zum Abheben

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des Ventilkörpers 94 erforderliche Brennstoffdruck ist von der Druckangriffsfläche und von der Vorspannung und Kennlinie der Feder 96 abhängig. Wenn der zum Abheben des Ventilkörpers 94 vom Ventilsitz 110 erforderliche Brennstoff druck erreicht ist, entweicht der Plüssigbrennstoff dem Druckregler 46 über das untere Ende der Bohrung 72.

Das Ventil 78 enthält ein Ventilgehäuse 112, einen Ventilkörper 114, eine Feder 116 und einen Federhalter 118. Eine O-Ringdichtung 120 sitzt in einer Nut am Außenumfeng des Ventilgehäuses 112 und sorgt für eine Abdichtung des Ventils 78 zur Innenwand der Bohrung 74. Der dem Gehäuse 56 zugeführte Flüssigbrennstoff strömt gleichfalls zum Ventil 78 und füllt die das Ventilgehäuses 112 durchsetzende Bohrung, und wenn ein bestimmter Brennstoffdruck erreicht ist, hebt der Ventilkörper 114 vom Ventilgehäuse 112 ab, so daß der Flüssigbrennstoff am unteren Ende der Bohrung entweicht. Aus den weiter unten beschriebenen Gründen ist der Ansprechdruck, bei dem sich der Ventilkörper 114 vom Ventilgehäuse 112 abhebt, größer als der Ansprechdruck, bei dem sich der Ventilkörper 94 vom Ventilgehäuse 92 abhebt.

In für die Massenfertigung des Druckreglers 46 vorteilhafter Weise ist die Länge des Ventilgehäuses 92 geringfügig größer als die des Ventilgehäuses 112 (siehe Fig. 4). Die Ventile

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76, 78 haben ferner den gleichen Außendurchmesser, mit j

der Ausnahme, daß das Ventilgehäuse 112 in Diametralrichtung ! etwas erweitert ist. Falls die beiden Ventilgehäuse 92 und ' 112 durchgehend den gleichen Außendurchmesser hätten, i könnte jedes der beiden Ventile 76, 7b in jede der beiden Bohrungen 72, 74 des unteren Gehäuseteils 60 eingebaut werden. Da jedoch das Ventilgehäuse 112 am oberen Endabschnitt im Durchmesser erweitert ist, kann die Ventilanordnung 78 nicht mehr voll in die Bohrung 72 eingesetzt werden, ; da der erweiterte Abschnitt nicht in das obere Ende der Bohrung 72 paßt. Die Bohrung 74- ist jedoch am oberen üJnde \ mit einer entsprechenden Senkbohrung versehen, so daß sich die Ventilanordnung 78 vollständig in die Bohrung 74 ein- , führen läßt. Das obere Gehäuseteil 58 ist auf seiner Innenseite mit zwei Ausnehmungen 122, 124 versehen, die derart bemessen sind, daß in der vollständig eingesetzten Lage der Ventilanordnungen 76 und 78 in den richtigen Bohrungen 72 bzw. 74 die einander zugekehrten Flächen der oberen und unteren Gehäuseteile 58, 60 flach aufeinander liegen, wenn das obere Gehäuseteil 58 die richtige, in Fig. 4 gezeigte ' Orientierung hat. Falls das Gehäuseteil 58 nicht die richti- j ge Orientierung hat (d.h. gegenüber der in Fig. 4 gezeigten Lage um eine vertikale Achse über 180° verdreht ist), kommt es zvi einer Hemmung zwischen dem Ventilgehäuse 92 und der Ausnehmung 124, so daß die einander zugekehrten Flächen der oberen und unteren Gehäuseteile 58, 60 nicht in eine ebene,

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gegenseitige Anlage unter Kompression der zwischen ihnen liegenden O-Ringdichtung 126 kommen können; dies trifft auch dann zu, wenn die Ventilanordnungen '76, 78 in die richtigen Bohrungen 72, 74 eingesetzt sind. Falls andererseits die Ventilanordnungen 76, 78 in die falschen Gehäusebohrungen 74 bzw. 72 eingesetzt sind, können die oberen und unteren Gehäuseteile 58, 60 selbst bei korrekter Orientierung nicht ordnungsgemäß zusammengebaut werden. Somit ist ein unrichtiger Einbau der Ventilanordnungen 76, 78 in den Gehäusebohrungen 72, 74 und eine unrichtige Orientierung des oberen Gehäuseteiles 58 bezüglich des unteren Gehäuseteiles 60 sofort feststellbar und eine Lieferung eines falsch zusammengebauten Druckreglers 46 leicht zu vermeiden. Um den Ausbau der Ventile 76, 78 aus den Gehäusebohrungen 72, 74 zu vereinfachen, sind am oberen Ende jedes Ventilgehäuses 92 bzw. 112 um den Außenumfang verlaufende Ringnuten 128 vorgesehen, über die das Ventilgehäuse mittels eines Zugwerkzeuges erfaßt werden kann.

Wie die Fign. 6 bis 13 im einzelnen zeigen, enthält die dort gezeigte Einspritzlanze 48 ein Mittelätück 130 mit dem in den Fign. 7 bis 9 gezeigten, T-förmigen Querschnitt. Beidseitig des Mittelstüclcs 130 verlaufen in Längsrichtung der Einspritz lanze 48 leistenförmige Abschnitte 132 und 134. Durch die Abschnitte 132, 134 und das Mittelstück 130 erstreckt sich über die jesamte Länge der Einspritzlanze 48 eine Hauptbrennstoff schiene 136 in Form eines geraden, im Querschnitt kreis-

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förmigen zylindrischen Verteilerkanals. Ebenfalls über die gesamte Länge der Einspritzlanze 48, jedoch mit parallelem Abstand zur Brennstoffschiene 136 verläuft eine Hilfsbrennstoff schiene 138 ebenfalls in Form eines geraden, im Querschnitt kreisförmigen, zylindrischen Verteilerkanals. Im Mittelstück 130 erstreckt sich von dessen Oberseite eine Bohrung HO unter einem schrägen Winkel nach unten und mündet in den Verteilerkanal 136, und eine weitere, von der Oberseite des Mittelstücks 130 schräg verlaufende Bohrung 142 mündet in den Verteilerkanal 138. In dem in Fig. 2 gezeigten, zusammengebauten Zustand der Einspritzlanze 48 und des Druckreglers 46 steht die Bohrung HO mit dem Auslaß der Bohrung 72 und die Bohrung 142 mit dem Auslaß der Bohrung 74 in Verbindung. Auf der Oberseite des Mittelstücks 130 der Einspritzlanze 48 sind die Bohrungen HO bzw. 142 umschließende Ringnuten 144 bzw. 146 ausgebildet, in die O-Ringdichtungen 148, 150 (Fig. 2) eingesetzt sind, die für eine Abdichtung zwischen dem Druckreglergehäuse 56 und der Einspritzlanze 48 im Bereich der Verbindungsstellen der beiden Bohrungen 70, 72

i mit den beiden Bohrungen HO bzw. 142 sorgen. Wie Fig. 8 ; zeigt, sind die beiden Verteilerkanäle 136, 138 an ihren Enden ! jeweils durch Stopfen 152 verschlossen. In der Einspritzlanze j 48 sind ferner mehrere, kleine, im Durchmesser kreisförmige Einspritzöffnungen 154, die den Hauptverteilerkanal 136 schneiden, und mehrere, den Hilfsverteilerkanal 138 schneidende Einspritzöffnungen 156 ausgebildet. Wie gezeigt, sind bei

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der Einspritzlanze 48 vier Einspritzöffnungen 154 und vier Einspritz öffnungen 156, und zwar jeweils zv/ei auf jeder Seite der Einspritzlanze vorhanden. Die Einspritzöffnungen 154 sind

vom Verteilerkanal 136 senkrecht nach unten gerichtet, und die ^] Einspritzöffnungen 156 sind vom Verteilerkanal 138 gleichfalls nach unten gerichtet, jedoch gegenüber der Vertikalen : geringfügig schräg geneigt. Die Neigungsrichtung der Einspritzöffnungen 154, 156 wird im Hinblick auf ein günstiges Betriebs-i verhalten des Motors experimentell ermittelt, und die gezeigte Anordnung hat sich als besonders günstig für einen V-8-Motor erwiesen. Jeder Einspritzöffnung 156 ist eine Aus-

j sparung 158 zugeordnet, so daß eine ebene Fläche entsteht, in die der Bohrer zur Herstellung der Einspritzöffnungen

j einschneiden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß er an der im übrigen scharf abgewinkelten Außenfläche des leistenförmigen Lanzenabschnitts 132 bzw. 134 abgleitet. Die Einspritzlanze 48 kann als Aluminium-Gußteil hergestellt sein, das durch spanende Bearbeitung fertiggestellt wird. Die Verteilerkanäle 136, 138 werden auf übliche Weise eingearbeitet, beispielsweise eingebohrt. Zusätzlich können weitere Verteilerkanäle und Einspritzöffmingen vorgesehen sein.

Die Fi'jn. 14 bis 19 zeigen eine in mehrfacher Hinsicht gegenüber der l'Jinspritzlanze 48 vorteilhafte Ausführungsform einer riinspritzlanze 160, die zv/ei aus rostfreiem Stahl gezogene ilohre 162 und 164 enthält, welcne die Haupt- und Hilfsorennfschienen bilden. Um die Rohre 162 und 164 ist das Lanzen-

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stück 166 mit Hilfe der herkömmlichen Sinsatsgußtechnik gegossen. Dieses ist beispielsweise als Zink- oder Kunststoffguß- ^: teil ausgebildet. Das Lanzenstück 166 ist derart ausgebildet, daß es die Bohrungen 72 und 74 enthält, in die die Druckent- i lastungsventile 76 und 78 eingesetzt werden, so daß das untere Gehäuseteil 60 des ersten Aucführungsbeispiels einen einstückigen Bestandteil der Einspritzlanze 160 gemäß den Fign. 14 bis 19 bildet. Somit entfallen die O-Ringdichtungen 148 und _; 150. Die Rohre 162, 164 werden in der gezeigten V/eise an ihren binden zusammengedrückt und abgedichtet. Die Rohre 162, 164 enthalten ferner entsprechende Einspritzöffnungen 168 und 170 und stehen über in ihren Seitenwänden ausgebildete Einlaßöffnungen 172, 174 mit den Druckregelventilen in Verbindung. Im übrigen sind die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Bauteile der Einspritzlanze gemäß den Fign. 14 j bis 19 durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei ι

diesem Ausführungsbeispiel lassen sich die Einspritzöffnungen ! in einfacher, wirtschaftlicher und präziser Weise etwa durch ' Elektronen- oder Laserstrahlbearbeitung oder durch Bohren mit elektrischer Funkenentladung herstellen. Entsprechend der gegenüber dem ersten Axisführungsbeispiel unterschiedlichen ^! Querschnittsform ist die Trennwand 42 des Drosselgehäuses mit einer Ausnehmung zur Aufnahme der .ßinspritzlanze 160 bzw. des Lanzenstücks 166 versehen.

Die beschriebenen, aus einem Brennstoffdruckregler und einer

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Einspritzlanze bestehenden Brennstoffverteilersysteme sind insbesondere in Verbindung mit elektronischen Brennstoffdosiersystemen verwendbar, bei denen eine Brennstoffsteuerpumpe durch einen Elektromotor angetrieben wird, der von einer elektronischen Steuerschaltung derart geregelt wird, I daß eine dosierte Brennstoffmenge über das Brennstoffverteilersystem dem angesaugten Luftstrom hoher Geschwindigkeit züge- j mischt wird, wobei der Luftstrom mit Hilfe einer Strömuig ssonde gemessen wird und die Steuerschaltung das Brennstoff / Luftverhältnis reguliert. Ein derartiges elektronisches Brennstoffdosiersystem ist beispielsweise in der US-PS 3 935 851 beschrieben. Der Druckregler 46 wird über die Leitung 84 von der motorgetriebenen Brennstoffpumpe mit Benzin versorgt,

j wobei der Benzin-Mengenstrom in einem dem Druckregler 46 vor- ! geschalteten Meßwertwandler ermittelt wird. Da die Spannung

j der Feder 96 geringer als die der Feder 116 eingestellt wird, j

öffnet das Hauptventil 76 bei einem niedrigeren Ansprechdruck als das Hilfsventil 78. Beispielsweise kann das Hauptventil 76 im Druckbereich zwischen 0,9 und 1,2 atü und das Hilfsventil 78 im Druckbereich zwischen 1,7 und 2,2 atü öffnen.

Um ferner Oszillationsbewegungen des Ventilkörpers zu vermeiden, wenn sich das Ventil öffnet, sind · bestimmte Maßverhältnisse im Bereich des Ventilsitzes einzuhalten. Da näinlich der Ventilkörper mit Vorteil selbstzentrierend bezüglich des Ventilsitzes ist, kann es zu Oszillationsbewe-

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gungen des Ventilkörpers kommen, wenn diese Maßverhältnisse | nicht eingehalten werden. Zur Vermeidung derartiger Oszillation$- bewegungen v/ird der Verengungsgrad (d.h. das Verhältnis des
Durchmessers des Ventilsitzes zum Durchmesser des Ventilkopfes) auf 0,83 oder mehr festgelegt. Gemäß Fig. 4 beträgt
daher der Durchmesser des Ventilsitzes 110 das 0,83-fache
der Strecke Δ. Oszillationsbewegungen des Ventils erzeugen
in nachteiliger Weise Hydraulikdruckschwankungen, die sich
einerseits stromaufwärts zum Mengenstrom-Meßwertwandler fortpflanzen und dort Meßfehler verursachen und die andererseits

wechselnde Druckstöße in der Einspritzlanze zur Fdge haben. i

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Strecke A ^!

etwa 4,8 mm. Der Ventilkörper selbst besteht vorzugsweise

aus einem metallischen Ventilschaft, an dessen eines linde ;

ι ein Ventilkopf aus Viton-Gumni angegossen ist, wie dies in \

i Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Hierdurch v/erden hinsieht- :

lieh der Lebensdauer und der Abdichtung des Ventils aiisge- j

i zeichnete Kennwerte erreicht. Beispielsweise kann die Kante

des Ventilsitzes 110 durch einen Radius von 0,4 mm abgerundet sein. Durch den beschriebenen, zweistufigen Druckregler kann der Brennstoffbedarf des Motors gedeckt werden, ohne
daß ein extrem starkes Drucksystem erforderlich ist. Wenn

etwa das Ventil 76 bei einem Druckwert von 1,0 kp/cm öffnet,
deckt es einen Brennstoffbedarf von 30 kg/h. Wenn der Brennstoffbedarf 30 kg/h übersteigt, öffnet auch das Leistungsventil 78 (bei einem nominellen Ansprechdruck von 1,95 kp/cm )

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und beide Ventile können einen Brennstoffbedarf von 68 kg/h decken, was einem typischen Brennstoff-Spitzenverbrauch entspricht. Bei dem maximalen Brennstoffstrom von 68 kg/h liegt der maximale Systemdruck in der Größenordnung von 3,5 bis 4,2 kp/cm , während anderenfalls weitaus stärkere Drucksysteme mit Betriebsdrücken in der Größenordnung von 11 kp/cm² erforderlich sind. Somit werden die sonst bei stärkeren Drucksystemen erforderlichen, wesentlich strengeren Leistungsanforderungen für die einzelnen Bauteile vermieden.

Damit die Einspritzlanze den Brennstoff in Form getrennter Sprühstrahlen einspritzt, müssen die Üinspritzöffnungen entsprechend bemessen sein. Das Einsprühen des Brennstoffs bewirkt eine innigere,Vermischung des Brennstoffs mit der angesaugten Verbrennungsluft. Der Durchmesser jeder Einspritzöffnung wird im Verhältnis zum entsprechenden Verteilerkanal derart bemessen, daß der Brennstoffmengenstrom die über jede Einspritzöffnung ausgesprühte Brennstoffmenge nur geringfügig beeinflußt. Die Größe des Verteilerkanals und die Größe und Anzahl der jedem Verteilerkanal zugeordneten Einspritzöffnungen werden diher vorzugsweise derart gewählt, daß der Brennstoffdruck im Verteilerkanal bezüglich der aus dem Verteilerkanal ausströmenden Brennstoffmenge im wesentlichen allein von den Einspritzöffnungen abhängig ist.

Die Einspritzlanze ist stromaufwärts der Drosselklappen ange-

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ordnet, so daiJ die Einspri tzb'ffnungen ständig dem Atmosphärendruck oder nahezu dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben beide Verteilerkanäle einen Durchmesser von 2,4 mm, während die Einspritzöffnunf-jen 154 einen Durchmesser von 0,5 mm und die Einspritzöffnungen 156 einen Durchmesser von 0,6 min haben. Jede Sinspritzöffnung sollte in Axialrichtung ausreichend kurz bemessen sein, um sicherzustellen, daß sie wie eine düsenförmige Drosselstelle und nicht wie ein Durchflußkanal wirkt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel reichen vier Einspritzöffnungen für jeden BrennstoffVerteilerkanal aus, um einen Kraftfahrzeugmotor mit einem Hubraum von 1600 ecm zu versorgen. Die angegebenen Zahlenwerte für die Durchmesser der Einspritzöffnungen sind lediglich beispielsweise genannt, jedoch muß bei einer weiteren Durchmesserverringerung damit gerechnet werden, daß sie durch Schmutzstoffe, die möglicherweise im Brennstoff vorhanden sind, zugesetzt werden können. Bei der genannten Größe der Einspritzöffnungen ist es möglich, daß auf einen vom Brennstoffstrom durchsetzten, feinen Filter im Brennstoff- _; dosiersystem verzichtet werden kann. Bei dem beschriebenen, | druckbeaufschlagten Brennstoffverteilersystem wird der Brenn- I

stoff bis zu einer Stelle unter Druck gehalten, die unmittelbar vor der durch den Ansaugluftstrom gekühlten Einspritzlanze liegt. Hierdurch wird die Gefahr einer Dampfbildung bei hohen Betriebstemperaturen verringert. Durch den Druckregler bleibt der Brennstoffdruck im Verteilersystem auch bei abgeschaltetem

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Motor aufrechterhalten, wodurch eine übermäßige Dampfbildung und -leckage in die Atmosphäre unterbunden wird, wenn der Motor im erhitzten Zustand abgeschaltet wird. Der Druckregler dient ferner dazu, den Brennstoff in der Einspritzlanze zu halten, wenn der Motor abgeschaltet ist. Wenn die Steuerpumpe von einer im Treibstofftank eingebauten Speisepumpe mit Treibstoff versorgt wird, wird eine Leckage an der Steuerpurope vorbei und in den Ansaugkanal dadurch verhindert, daß die Öffnungsdrücke der Druckregelventile des Druckreglers höher eingestellt werden als der maximale Ausgangsdruck der Speisepumpe im Tank.

Wegen der geringen Abmessungen sollte die Brennstoffeinspritzlanze auf Gratbildungen, Metallpartikel und andere Fremdpartikel überprüft werden, die die beabsichtigte Brennstoffverteilung sperren oder stören könnten. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise unter sorgfältiger Reinigung entsprechende nachräumen eingesetzt. Außerdem sollten sämtliche Aluminiumgußteile auf eine Leckage überprüft und erforderlichenfalls durch ein Unterdruck-Imprägnierverfahren ausgebessert werden.

Wie bereits erwähnt, eignet sich das BrennstoffVerteilersystem insbesondere für ein elektronisches Brennstoffdosiersystem, durch das das Brennstoff-Luftverhältnis unter Verbesserung des Wirkungsgrades und Betriebsverhaltens des Motors genau reguliert wird.

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Claims

Paten tans χ) räche

/ 1.!Brennkraftmaschine mit einem Luftansaugkanal zum Ansaugen von Verbrennungsluft und einem lirennstoffverteilersystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoff Verteilersystem (16) eine im Ansaugkanal (14) angeordnete ßrennstoffeinspritzlanze (48; 160) mit einem im wesentlichen horizontalen, in Längsrichtung der Einspritzlanze verlaufenden Verteilerkanal (136, 138 ; 162, 164) und mit mehreren, in Lanzenlängsrichtung verteilten, vom Verteilerkanal in den Ansaugkanal mündenden Einspritzöffnungen (154, 156; 168, 170) aufweist, über die der von einer Brennstoffquelle dem Verteilerkanal zugeführte Flüssigbrennstoff in Form einzelner Brennstoffstrahlen in den Ansaugkanal einsprühbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzlanze (48; 160) einen vom ersten Verteiler-

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ORIGINAL INSPECTED

kanal (13ό; 162) getrennten, in Lanzenlängsrichtung verlaufenden, zweiten Brennstoffverteilerkanal (138; I64) mit mehreren, in Lanzenlängsrichtung verteilten, vom zweiten Verteilerkanal in den Ansaugkanal (14) mündenden i^inspritzöffnungen (156; 170) enthält, über die der von einer Brennstoff quelle dem zweiten Verceilerkanal zugeführte Flüssigbrennstoff in Form einzelner Brennstoffstrahlen in den Ansaugkanal einsprühbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Verteilerkanal (136; 162) zugeordnete Flüssigbrennstoffquelle ein bei einem vorgegebenen Druckwert öffnendes, die Brennstoffzufuhr zum ersten Verteilerkanal freigebendes Druckentlastungsventil (76) und die dem zweiten Verteilerkanal (138; I64) zugeordnete Brenn- , stoffquelle ein weiteres, bei einem vorgegebenen Druck- i wert öffnendes und die Brennstoffzufuhr zum zweiten Ver- \ teilerkanal freigebenes Druckentlastungsventil (78) enthält und der Ansprechdruck des ersten Entlastungsventils (76) höher als der des zweiten Druckentlastungsventils (78) liegt.

4. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem luftansaugkanal zum Ansaugen von "Verbrennungsluft und einem Brennstoffverteilersystem, dadurch gekennzeichnet,

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daß das BrennstoffVerteilersystem (16) eine im Ansaugkanal (14) angeordnete Brennstoffeinspritzlanze (48; 160) mit zwei voneinander getrennten, in Lanzenlängsrichtung verlaufenden, mit Flüssigbrennstoff von einer Brennstoffquelle versorgten Verteilerkänälen (136, 138; 162, 164) und mit mehreren, jeden der Verteilerkanäle mit dem Ansaugkanal verbindenden Einspritzöffnungen (154, 156; 168, 170) aufweist. !

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, j

daß die den Verteilerkanälen (136, 138; 162, 164) zugeordnete j Brennstoffquelle eine die Brennstoffzufuhr zu den Verteilerkanälen (136, 138; 162, 164) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Betriebszustand selektiv umsteuernde Schalteinrichtung (76, 78) enthält.

6. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 4, mit einem Luftansaugkanal zum Ansaugen von Verbrennungsluft und einem Brennstoffverteilersystem, das den von einer Brennstoffquel- \ Ie gelieferten Flüssigbrennstoff in den Ansaugkanal verteilt,! gekennzeichnet durch erste und zweite, in parallelen Brennstoff kanälen (72, 74) zwischen der Brennstoffquelle und dem Ansaugkanal (14) angeordnete, sich bei unterschiedlichen Druckwerten öffnende Druckentlastungsventile (76, 78).

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7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einspritzlanze (48; 16ü) mit einem ersten, mit dem ersten Druckentlastungsventil (76) verbundenen Brennstoffverteilerkanal (136; 162) und einem zweiten, mit dem zweiten Druckentlastungsventil (7ß) verbundenen ßrennstoffverteilerkanal (138; 164) sowie von jedem der Verteilerkanäle in den Ansaugkanal (H) mündenden Einspritzöffnungen (154, 156; 168, 170).

b. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem zum Teil durch ein Drosselgehäuse gebildeten Luftansaugkanal zum Ansaugen von Verbrennungslufb, gekennzeichnet durch eine am Drosselgehäuse (12) angeordnete Brennstoffeinspritzlanze (48; 1bu) mit einem in den Ansaugkanal (14) verlaufenden Verteilerkanal (136, 138; 162, 164) einschließlich eines Brennstoffeinlasses (140, 142; 172, 174) und mit vom Verteilerkanal in den Ansaugkanal mündenden Einspritzöffnungen (154, 156; 168, 170), über die der dem Einlaß zugeführte Brennstoff in den Ansaugkanal einsprühbar ist, und einen am Drosselgehäuse angeordneten Druckregler (46) mit einem Brennstoffeinlaß (82), -einem mit

I dem Einlaß (140, 142; 172, 174) der Einspritzlanze (48;

160) verbundenen Brennstoffauslaß und mit einer zwischen dem Ein- und Auslaß des Druckreglers angeordneten Druck-

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entlastungs-Ventilanordnung (76, 78).

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine iirosselklappenanordnung (24 bis 30), die in dem durch das Drosselgehäuse (12) gebildeten Abschnitt des Luftansaugkanals (14) stromabwärts der Einspritzlanze (48; 160) angeordnet ist.

10. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 8, mit einem Brennstoffdruckregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdruckregler (46) enthält: obere und untere, löbar miteinander verbundene, gemeinsam ein Reglergehäuse (56) bildende Gehäuseteile (58, 60), zwei in einem der Gehäuseteile (60) ausgebildete Bohrungen (72, 74), eine in der einen Bohrung (72) angeordnete, erste Druckentlastungsventilanordnung (76) und eine in der anderen Bohrung (74) angeordnete, zweite Druckentlastungsventilanordnung (78).

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß an der zweiten Ventilanordnung (78) eine bei deren Einsetzen in die eine Bohrung (72) wirksame Sperre angeordnet ist, in deren Sperrlage die beiden Gehäuseteile (58, 60) nicht vollständig zusammensetzbar sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch je-

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kennzeichnet, üaJ am zweiten Gehäuseteil (58) eine bei in
die bohrungen (72, 74) eingesetzten Ventilanordnungen
(76, 78) und unrichtiger Orientierung der beiden Gehäuseteile (58, 60) wirksame Sperre (122, 124) angeordnet ist,
in deren Sperrlage die beiden Gehäuseteile nicht vollständig zusammensetzbar sind.

13. Druckregler zur Brennstoffverteilung, insbesondere nach
Anspruch 10, mit einem Druckentlastungsventil, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (76; 78)
einen selbstzentrierenden Ventilkörper (94; 114) mit einem _; an einen Ventilsitz (110) anlegbaren Ventilkopf und einem
Durchiriesserverhältnis von 0,133 oder mehr aufweist. ,

14. Druckregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß \ der Ventilkopf aus Vitongummi gefertigt und der Ventilsitz j (110) unter einem geringen Krümmungsradius abgerundet ist.

15. Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, mit einer
Brennstoffeinspritzlanze, dadurch gekennzeichnet, daß

die Lanze (160) enthält: ein einen Brennstoffverteilerkanal bildendes Rohrstück (162; 164), ein das flohrstück ! umschließendes Gußteil (166), zumindest einen ins Rohrinnere j mündenden Brennstoffeinlaß (172; 174) und einen oder j mehrere, vom iiohrinneren nach außen fahrende Brennstoff- j

auslasse (16ü; 170). |

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1b. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Brennstoffauslässe aus mehreren, über die Länge des itohrstücks (162, 164) auf Abstand gehaltenen jünspritsüffnungen (168; 170) bestehen.

17· Brennkraftmaschine nach Anspruch 115 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das G-ußteil (166) eine mit dem Brennstoffeinlaß (172 ; 174) verbundene Bohrung (72; 74) und eine in die Bohrung eingesetzte Ventilanordnung (76; 78) enthält.

1l>. uireniikraf uniaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohrstück (162; 1o4) beidseitig vom (Juiiteil (166) erstreckt und an seinen i^ verschlossen und abgedichtet ist.

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