DE2819474A1

DE2819474A1 - Treibstoff-versorgungseinrichtung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2819474A1
Application number: DE19782819474
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Ando; Mikio Minoura; Katsuhiko Motosugi; Setsuro Sekiya; Masaharu Sumiyoshi; Yuzo Takeuchi; Junzo Uozumi
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1978-05-03
Publication date: 1978-11-09
Also published as: JPS5845597B2; DE2819474C2; CA1076900A; US4235210A; JPS53136136A

Description

Treibstoff-Versorgungseinrichtung für Verbrennungsmotoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Treibstoff-Abgabeeinrichtung zur Abgabe von Treibstoff in eine Luftansaugleitung des Motors in feinem, partikelförmigem Zustand, um die Zerstäubung des Treibstoffs beim Einführen in die Luftansaugleitung zu fördern bzw. zu beschleunigen.

Bisher wurde eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung in Form eines Vergasers in weitem Umfang bei Benzin-Verbrennungsmotoren dank ihres verhältnismäßig einfachen und billigen Aufbaus verwendet. Andererseits weist eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung mit Einspritzung einen verhältnismäßig komplizierten und teuren Aufbau auf. Nichtsdestoweniger wurde die Treibstoff-Versorgungseinrichtung mit Einspritzung neuer-

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Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070

Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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dings in zunehmendem Umfang bei Benzinmotoren angesichts des Vorteils verwendet, daß eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung dieser Art die Mengensteuerung des Treibstoffs mit hoher Genauigkeit erlaubt und somit die Steuerung des Luft-Treibstoffverhältnisses erleichtert, um die luftverschmutzenden Bestandteile in Abgasen auf ein Minimum zu reduzieren und hierbei in Übereinklang mit den ziemlich strengen Abgasbestimmungen zu gelangen, die gesetzlich gefordert sind. Allerdings leidet die Treibstoff-Versorgungseinrichtung mit Einspritzung unter einem Problem; dies liegt darin, daß die Zerstäubung des Treibstoffes, der in die Luftansaugleitung eingespritzt wird, nicht auf zufriedenstellende Weise bewirkt werden kann, verglichen mit einer Treibstoff-Versorgungseinrichtung in Form eines Vergasers. Es ist somit überaus wünschenswert, dies Problem zu lösen. Ein ähnliches Problem liegt auch bei einer Treibstoff-Versorgungseinrichtung in Form eines Vergasers insbesondere im Leerlaufbetrieb des Motors vor. Die Zerstäubung des Treibstoffes, der von der Leerlaufdüse während der Leerlauftätigkeit eingespritzt wird, verbleibt unbefriedigend.

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, die frei ist von den Nachteilen bisher bekannter Treibstoff-Versorgungseinrichtungen, wie sie oben beschrieben sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Treibstoff-Abgabeeinrichtung vorzusehen, mit der Treibstoff derart in die Luftansaugleitung eines Verbrennungsmotors einspritzbar ist, daß er in zufriedenstellendem Maße zerstäubt v/ird.

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Dabei soll die erfindungsgemäße Treibstoffabgabeeinrichtung bei einer Treibstoff-Versorungseinrichtung sowohl mit Einspritzung als auch in Form eines Vergasers verwendbar sein.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Treibstof f abgabevorrichtung vorzusehen, die billig in einem einfachen Aufbau ausgeführt werden kann und trotzdem mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit betrieben werden kann.

ib Zur Lösung der Aufgabe ist eine Treibstoff-Abgabeeinrichtung vorgesehen, die eine Treibstoffventileinrichtung zum Abgeben einer gesteuerten Treibstoff menge aufweist, eine Treibstoffabgabeöffnung, die mit der Treibstoffventileinrichtung über einen Treibstoffkanal in Verbindung steht und in einen Luftansaugkanal geöffnet ist, der zu einem Verbrennungsmotor führt, mindestens eine Lufteinlaßöffnung, die in den genannten Treibstoffkanal hinein geöffnet ist, eine Einrichtung,die Luft durch die Lufteinlaßöffnung hindurch dem Treibstoffkanal zuführt , sowie eine Einrichtung,die Luft, die zum Treibstoffkanal durchgeführt wird, zu einem Aufprall gegen Treibstoff zwingt, der durch den Treibstoffkanal strömt, und zwar unter einer hohen Geschwindigkeit relativ zur Treibstoffströmung. Mit einer- derartigen An-Ordnung der Treibstoff-Abgabeeinrichtung wird der Treibstoff, der vom Treibstoffventil zur Abgabeöffnung hin fließt, infolge des heftigen Aufpralls des Luftstroms in feine Treibstoffpartikel aufgespalten und somit in die Luftansaugleitung in feinpartikelförmigem Zustand abgegeben. Es ist somit möglich, eine zufriedenstellende Zerstäubung des Treibstoffes zu erhalten, der in die Luftansaugleitung eingespritzt wird.

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Entsprechend einem anderen Merkmal der Erfindung wird bevorzugt eine kreisringförmige Tmibstoffwirbelkammer koaxial zum Treibstoffventil und rund um dieses an seiner Einlaßseite ausgebildet, wobei eine Treibstoffeinlaßöffnung derart angeordnet ist, daß der Treibstoff in die kreisringförmige Kammer in einer Richtung tangential zu ihrem Umfang eingeleitet wird. Dank einer derartigen Anordnung wird der Treibstoff, der vom Treibstoffventil wegfließt, umgewälzt, wobei die Vermischung mit Luft auf dem Weg zur Abgabeöffnung deutlich gefördert bzw. beschleunigt werden kann.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine kreisringförmige Ausnehmung oder Nut einstückig und konzentrisch mit dem Kanal ausgebildet, der zur Abgabeblende bzw. -mündung führt, und Luft wird in die kreisringförmige Ausnehmung durch mindestens eine Lufteinlaßöffnung in eine Richtung tangential zum Umfang der kreisringförmigen Ausnehmung und der Richtung entgegengesetzt eingeleitet, in der der Treibstoff in die kreisringförmige Treibstoffwirbelkammer eingeleitet wird. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung kann eine maximale Relativgeschwindigkeit zwischen dem Luftstrom und dem wirbelnden Treibstoffstrom erzielt werden, der zur Abgabeöffnung hin fließt, wobei der Treibstoff noch intensiver mit der Luft unter der begünstigenden Bedingung vermischt werden kann, daß die Verwirbelungs- oder Umwälzrichtungen von Luft- und Treibstoffstrom zueinander entgegengesetzt sind, was letztlich zu einer optimalen TreibstoffZerstäubung führt. Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Luftstrom auf den Treibstoffstrom in Form eines zylindrischen dünnen Filmes in einer Richtung senkrecht zum Luftstrom aufgebracht werden. In diesem Fall ist es möglich, im wesentlichen ähnliche Vorzüge wie im vorherigen Fall zu erzielen.

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Die vorliegende Erfindung umfaßt viele andere Vorzüge. Beispielsweise kann infolge der verbesserten Zerstäubung des Treibstoffs die Verteilung des Treibstoffs auf die Motorzylinder verbessert werden, indem die Treibstoffablagerung an der Innenwand der Luftansaugleitungen verringert wird. Zusätzlich wird die Betriebsleistung des Motors bei niedriger Temperatur beträchtlich verbessert, wobei der Treibstoffverbrauch verringert werden kann. Ferner können die momentanen Ansprecheigenschaften von Motoren auch verbessert werden, um es unnötig zu machen,die beigeordnete Steigleitung zu beheizen. Natürlich wird auch die Betriebsleistung im Leerlaufbetrieb sowie bei Betrieb im niedrigen Lastbereich vorteilhaft verbessert.

In Verbindung mit der Beschreibung der Erfindung soll der Ausdruck "Treibstoffventil" ode_;r "Treibstoffventileinrichtung", wie er hier verwendet wird, ein Ventil oder ein ähnliches Teil bezeichnen, das in der Nähe des Luftansaugkanales oder der Luftansaugleitung angeordnet ist und zum Steuern oder Einstellen einer Treibstoff menge dient, die zur Abgabeöffnung hin strömt, die in die Luftansaugleitung hinein geöffnet ist. Dementsprechend sollte der Begriff "Treibstoffventil" oder "Treibstoffventileinrichtung" so ausgelegt werden, daß er auch ein intermittierend wirkendes Treibstoffeinspritzventil einer Treibstoff-Versorgungseinrichtung mit einer Treibstoffeinspritzung, eine Drosseleinrichtung, die mittels einer Leerlaufeinstellschraube in einer Treibstoff-Versorgungseinrichtung in Form eines Vergasers einstellbar ist, und irgendeine andere Einrichtung umfaßt, die in den Bereich der obengenannten Definition fällt.

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Die obengenannten und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen noch näher ersichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurde, in denen:

Fig. 1 eine Ansicht eines schematischen Schnitts

einer allgemeinen Anordnung einer Treibstoffversorgungseinrichtung mit Treibstoffeinspritzung zeigt, bei der das Prinzip

der Erfindung angewandt ist,

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsansicht eines Hauptabschnitts der Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 die Ansicht eines Schnitts ist, der längs Linie III - III in Fig. 2 vorgenommen wurde,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 ist und eine modifizierte Anordnung hiervon zeigt,

Fig. 5 die schematische Ansicht eines Schnittes ist und eine allgemeine Anordnung einer Treibstoff-Versorgungseinrichtung in Form _eines Verga

sers mit einer Leerlauföffnung zeigt, wobei die Lehren der Erfindung angewandt wurden,

Fig. 6 die Ansicht eines Schnitts längs Linie VI - VI

in Fig. 5 ist, und

Fig. 7 die Ansicht eines Schnitts ist, der längs Linie VII - VII in Fig. 5 vorgenommen wurde.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung mit kontinuierlicher Treibstoffeinspritzung, bei der die Erfindung angewandt wxrd. Ein Beispiel einer derartigen Treibstoff-Versorgungseinrichtung ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 48930/ 1977 offenbart, auf die hierin zum besseren Verständnis des Prinzips der Erfindung Bezug genommen wird. Es wird nun Bezug auf Fig. 1 genommen; Treibstoff wird von einer Hochdruck-Treibstoffversorgungsquelle unter

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einem vorbestimmten hohen Druck durch ein Treibstoffbemessungsventil 1 einer ersten Druckkammer einer Treibstoff-Differenzdruckeinrichtung 2 zugeführt. In der ersten Druckkammer 3 ist ein Ventil für konstanten Differenzdruck angeordnet, das von einer Membran 4 und einem Ventilsitz 5 gebildet ist , der gegenüber der Membran 4 angeordnet ist,und zur Nachführung des Treibstoffs aus der ersten Druckkammer 3 zu einem Treibstoffventil 7 unter einem vorbestimmten Druck durch einen Kanal 6 dient. Das Treibstoffventil 7 wird gegen die Kraft einer Feder 8 geöffnet, wenn der Druck, der durch den Kanal 6 zugeführt wird, eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, wobei der Treibstoff durch eine Treibstoff abgabeöffnung 9 in eineLuftansaugleitung 10 stromabwärts von einem Drosselventil 11 eingespritzt wird, das hierin angeordnet ist. Die Menge der Treibstoffeinspritzung wird derart eingestellt, daß sie mit der Menge der Ansaugluft kompatibel ist, und zwar mittels des Treibstoffbemessungsventiles 1, das mit einem Luftventil 12 in betrieblicher Wechselwirkung steTvt, das in der Luftansaugleitung 10 stromaufwärts vom Drosselventil 11 angeordnet ist, wie es im einzelnen in der japanischen Patentanmeldung Nr. 48930/1977 beschrieben ist, auf die oben Bezug genommen wurde. Hinsichtlich der korrigierenden Steuerung des Luft-Treibstoffverhälnisses in Abhängigkeit von den Betriebszuständen eines beigeordneten Verbrennungsmotors ist die Differenzdruckeinrichtung ferner mit einer zweiten Druckkammer 13 versehen, deren Druck durch ein Einstellventil 14 eingestellt wird, um hierbei korrigierend den Treibstoffdruck einzustellen, der vom Konstant- Differenzdruckventil gesteuert wird, das von der Membran 4 und dem Ventilsitz 5 gebildet ist.

Das Treibstoffventil 7 hat einen Kolben 15, der

unter dem Einfluß der Feder 8 normalerweise zur ge-35

schlossenen Stellung hin gedrückt wird, und ein Ventilelement bzw. einen Kern 16, der sich vom Kolben 15 in die Treib-

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Stoffal 'abeöffnung 9 hineinerstreckt. i_ra einzelnen ist das Ventilelement ßzw. der Kern 16 aus einem -ylindrischen Grundabschnitt 17 mit großem Durchmesser, einem Spitzenabschnitt 18 mit kleinem Durchmesser und einem dazwischenliegenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 19 zusammengesetzt, dv.-r dazu eingerichtet ist, auf dem Ventilsitz 20 aufzusitzen , was in Fig. 2 deutlicher gezeigt ist. Rund um den Kern 16 ist an der Einlaßseite des Ventilsitzes 20 eine Treibstoffwirbelkammer 21 ausgebildet, die von der Innenwand des Zylinders begrenzt wird, der den Kolben 15 verschieblich in seinem Inneren aufnimmt. Eine Treibstoffeinlaßöffnung 22 ist in der Umfangswand der Treibstoffwirbelkammer 21 an ihrem unteren Abschnitt ausgebildet und öffnet sich in die Kammer 21 in einer Richtung tangential zu deren Umfang, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Ferner ist eine kreisringförmige Ausnehmung oder Nut 23 konzentrisch rund um den Treibstoffkanal zwischen dem Ventilsitz 20 und der Treibstoffabgabeöffnung 9 ausgebildet. Eine Lufteinlaßöffnung 24 ist in der Umfangswand der kreisringförmigen Nut 23 ausgebildet. Die Lufteinlaßöffnung 24 kann so angeordnet sein, daß Luft in die kreisringförmige Ausnehmung 23 in einer Richtung tangential zu deren Umfang an der gegenüberliegenden Seite bezüglich der Treibstoffeinlaßöffnung 22 eingeleitet werden kann. Die Lufteinlaßöffnung 24 kann aber auch so angeordnet sein, daß sie Luft in die kreisringförmige Nut 23 in deren radialer Richtung zuführt, wie in Fig.

gezeigt ist; zwei, drei oder mehr Lufteinlaßöffnungen können, falls notwendig/ vorgesehen sein. Der Luftstrom, der in die ringförmige Ausnehmung 23 eingeleitet werden soll, kann aus der Lufteinlaßleitung 10 stromaufwärts vom Luftventil 12 gewonnen werden, wo der At-

mosphärendruck vorliegt, oder stromaufwärts vom Drosselventil 11 unter dem Differenzdruck, der über diesen Ven-

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tileη auftritt. Zu diesem Zweck kann eine Luftleitung 25 auf die in Fig. 1 gezeigte Weise mit einer Strömung s drosselstelle 26 zum Einstellen der Luftströmung versehen sein.
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Bei einer Anordnung, wie sie oben beschrieben wurde, wird nun unterstellt, daß das Treibstoffventil 7 in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Treibstoffdruck geöffnet wird, der durch den Kanal 6 zugeführt wird. Dann wird der Treibstoff, der durch den Kanal 6 zugeführt wird, in die Treibstoffwirbelkammer 21 durch die Treibstoffeinlaßöffnung 22 in einer Richtung tangential zum Umfang der Kammer 21 strömen und eine Umwälz- oder Wirbelbewegung rund um das Ventilelement bzw. cl^en Kern 16 des Treibstoffventils 7 durchführen, um letztlich zur TreibstoffabgabeöJ fnung 9 in Form eines zylindrischen, dünnen Films zu strömen, nachdem er durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 20 und dem kegelstumpf förmigen Abschnitt des Kerns 16 hindurchgelangt ist. Andererseits wird infolge der Saugwirkung, die durch den Hochgeschwindigkeits-Treibstoffstrom und den Differenzdruck erzeugt wird, der über das Luftventil 12 und das Drosselventil 11 hinweg auftritt, Luft in die ringförmige Nut 23 unter hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 25 aus der Luftansaugleitung 10 stromaufwärts vom Luftventil 12 eingeleitet und intensiv mit dem Treibstoffstrom , vermengt · Im Fall der Anordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Ansaugluft von der Lufteinlaßöffnung 24 zunächst veranlaßt, rund um den Ventilkern 16 in der ringförmigen Nut 23 in einer Richtung umzuströmen, die der des Treibstoffstromes entgegengesetzt ist,so daß ein intensiver oder stoßartiger, vermengender Aufprall zwischen dem Treibstoff-* strom und dem Luftstrom stattfindet. Im Falle der Anordnung, die in Fig. 4 gezeigt ist, kann der Luftstrom in die ringförmige Nut 23 in der Richtung senkrecht zum wirbelnden Treibstoffstrom strömen, um intensiv mit diesem

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vermischt zu werden. Als Ergebnis der stoßartigen Luftzufuhr wird der Treibstoff in feine Partikel aufgebrochen, wobei der partikelförmige Treibstoff leicht infolge des Einspritzvorganges in die Luftansaugleitung 10 aus der Treibstoffabgabeöffnung 9 zerstäubt bzw. vergast wird. Der umlaufende oder wirbelnde Strom des Treibstoffes ist nicht nur zum Erzielen einer intensiven Vermischung mit dem Luftstrom überaus wirksam, sondern auch zum Fördern der Ausbildung feiner Treibstoffpartikel bzw. -tröpfchen durch Verlängerung des Treibstoffströmungsweges zur Treibstoffabgabeöffnung 9 hin. Ferner ist die ringförmige Nut 23 dahingehend von Vorteil, daß der Raum, in dem die Vermengung von Treibstoff und Luft stattfinden kann, entsprechend durch die Nut 23 vergrössert ist, was wiederum die Erzeugung tropfchenförmigen Treibstoffes fördert bzw. beschleunigt.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen als Beispiel eine Leerlaufdüse bzw. Leerlauföffnung einer Treibstoffversorgungseinrichtung in Form eines herkömmlichen Vergasers, wobei die Lehren der Erfindung angewandt wurden. Wie bekannt, wird, wenn der Motor im Leerlaufzustand bei geschlossenem Drosselventil 11 betrieben wird, "ein Teil des Treibstoffes in einer Schwimmkammer (nicht gezeigt) der Treibstoffabgabeöffnung zugeführt, d.h. einer Leerlauföffnung 28 im Fall des dargestellten Ausführungsbeispiels, und zwar durch einen Treibstoffkanal 27 für Langsambetrieb, und in die Ansaugleitung 10 unter einem beträchtlich hohen negativen Druck abgegeben, der dann stromabwärts vom Drosselventil 11 vorliegt. Die Treibstoffmenge, die von der Leerlauföffnung 28 abgegeben wird, kann durch eine Leerlaufeinstellschraube 29 eingestellt werden. Die Leerlaufeinstellschraube 29 weist einen Kern 30 auf, der konzentrisch in die Leerlauföffnung 28 hineinragt und aus dem vorderen Ende eines mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 32 der Leerlaufeinsteilschraube 29 über einen

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zwischenliegenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 31 vorspringt. Ein Spalt, der zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 31 der Leerlaufeinstellschraube 29 und einem Einlaß 33 zu einem Kanal hin gebildet ist, der zur Leerlauf öffnung 28 führt, bildet eine Strömungsirosselstelle, die dem Treibstoffventil in dem oben definierten Sinne entspricht. An der Umfangsoberflache des kegelstumpfförmigen Abschnitts 31 der Leerlaufeinstellschraube ist koaxial eine WirbelStrömungskammer 34 ausgebildet, in die hinein eine Einlaßöfffnung 35 für die TreibstoffVersorgung von dem Langsam-Treibstoffkanal 27 her in einer Richtung tangential zum Umfang der Treibstoffwirbelkammer 34 geöffnet ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Ferner ist eine ringförmige Nut 36 koaxial rund um einen Kanal zwischen der Strömungsdrosselstelle33 und der Leerlauföffnung 28 ausgebildet. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist ein Lufteinlaß 37 in der Umfangswand der ringförmigen Nut 36 ausgebildet, um Luft in einer Richtung tangential zum Umfang der ringförmigen Nut 36 an der dem Treibstoffeinlaß 35 gegenüberliegenden Seite zuzuführen. Wie es im Fall der vorher im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 4 beschriebenen Einrichtung der Fall ist, steht der Lufteinlaß 37 über einen Kanal 38 stromaufwärts vom Drosselventil 11 in Verbindung mit der Ansaugleitung 10. Der Kanal 38 ist mit einer Einschnürung 39 versehen. Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Langsam-Öffnung bzw. Langsam-Düse zur Versorgung bei einem Motorbetriebsbereich mit niedriger Drehzahl.

Es ist ersichtlich, daß die Treibstoffventileinrichtung, die oben beschrieben wurde, einen im wesentlichen ähnlichen Aufbau wie die aufweist, die in Fig. 3 gezeigt ist, wobei der Treibstoffstrom veranlaßt wird, in der Wirbelkammer 34 in einer Richtung umzulaufen und intensiv mit dem Luftstrom durchgerührt und vermischt wird, der ebenfalls veranlaßt wird, in der anderen Richtung innerhalb der ringförmigen Nut 35 zu wirbeln und der

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zwangsläufig dem wirbelnden Treibstoffstrom zugebracht wird, der zur Abgabeöffnung 28 hin strömt. Der Treibstoff wird somit in den Aggregatzustand feiner Tröpfchen umgewandelt, bevor er infolge des EinspritzVorganges in d ie Ansaugleitung 10 zerstäubt bzw. vergast wird.

Die Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele dienen jedoch nur der Erläuterung der Lehren der Erfindung dahingehend, daß ein Luftstrom stoßweise und im Aufprall unter hoher Relativgeschwindigkeit auf einen Treibstoffstrom aufgebracht wird, der vom Treibstoffventil zur Treibstoffabgabeöffnung strömt, um hierbei feine Treibstofftröpfchen zu erzeugen, damit deren Zerstäubung bzw. Vergasung infolge des Einspritzvorganges in das Ansaugrohr gefördert bzw. beschleunigt wird. Dementsprechend ist die Erfindung keineswegs nur auf die .offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können sich viele Abänderungen und Variationen für den Fachmann ergeben, ohne daß er jien Gedanken und Bereich der Erfindung verläßt.

Mit der Erfindung ergibt sich eine Treibstoff-Versorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, in der eine Treibstoffabgabeeinrichtung eine Treibstoffabgabeöffnung aufweist, die in eine Luftansaugleitung hinein geöffnet ist, sowie ein Treibstoffventil zum Einspritzen einer gesteuerten Treibstoffmenge durch die Abgabeöffnung hindurch in den Luftansäugkanal hinein.

Eine ringförmige Treibstoffwirbelkammer ist rund um das Treibstoffventil ausgebildet, der einen Treibstoffstrom in tangentialer Richtung aufnimmt , um den Treibstoffstrom innerhalb der ringförmigen Kammer

zu verwirbeln bzw. einen Wirbel zu bilden. Andererseits ist eine ringförmige Ausnehmung in einem Kanal zur Verbindung zwischen der* Abga-

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beöffnung und dem Treibstoffventil gebildet / um Luft zwangsweise dem Treibstoff zuzuführen, der durch den Kanal strömt. Der Treibstoff wird somit intensiv mit Luft vermischt und auf einfache Weise nei der Einspritzung in den Luftansaugkanal durch die Abgabeöffnung zerstäubt bzw. vergast.

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Claims

T Q,* \£ Patentanwälte:

I IEDTKE - büHLING - IViNNF

Dipl.-lng. H.Tiedtke

GO Dipl.-Chem. G. Bühling

RUPE - rELLMANN

Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann

2 8 I 9 4 7 ** Bavariaring 4, Postfach 20 2403

8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

3. Mai 1978 B 8908/case A2266-02 Toyota & Aisan

Patentansprüche

U)

1\) Treibstoffabgabeeinrichtung in einer Treibstoffversorgungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Luftansaugkanal, der zum Motor führt, gekennzeichnet durch:

- eine Treibstoffventi!einrichtung (7; 29) zur Abgabe einer gesteuerten Treibstoffmenge

- eine Treibstoffabgabeöffnung (9;28), die mit der Treibstoffventileinrichtung über einen Treibstoffkanal in Verbindung steht und zum Luftansaugkanal hin offen ist,

- mindestens eine Lufteinlaßöffnung (24;37), die zum Treibstoff kanal hin offen ist. ■;

- eine Einrichtung (25?39), um Luft durch die Lufteinlaßöffnung dem Treibstoffkanal zuzuführen, und - eine Einrichtung (24;37), um Luft, die dem Treibstoffkanal zugeführt wird, dazu zu zwingen, gegen den Treibstoff aufzutreffen, der durch den Treibstoffkanal strömt,

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und zwar unter einer hohen Relativgeschwindigkeit bezüglich der Treibstoffströmung.

2. Treibstoffabgabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die TreibstoffVentileinrichtung ein Treibstoffventil (7;29)umfaßt, das ein Ventilelement (19;31)aufweist, das koaxial in den Treibstoffkan> : hineinragt, und daß eine ring- bzw. kreisringförmige Treibstoffwirbelkammer(21 ;J4)an der Einlaßseite des Treibstoffventils konzentrisch zum Ventilelement vorgesehen ist, während eine Treibstoffeinlaßöffnung (22;35)in der Treibstoffwirbelkammer vorgesehen ist, um Treibstoff in ihr Inneres in einer Richtung tangential zum Umfang der ringförmigen Treibstoffwirbelkammer einzuleiten, so daß hierbei der Treibstoff, der in die Kammer eingeleitet ist, rund um das Ventilelement (16) wirbelt.:

3- Treibstoffabgabeeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch--eine ringförmige Ausnehmung(23;36) die in einer zylindrischen Wand ausgebildet ist, die den Treibstoffkanal zwischen dem Treibstoffventil (7;29)und der Treibstoffabgabeöffnung (9;28)bildet, wobei die Lufteinlaßöffnung (24;37)in der ringförmigen Ausnehmung derart ausgebildet ist, daß sie Luft in die Ausnehmung in einer Richtung tangential zum Umfang der ringförmigen Ausnehmung und entgegengesetzt zu der Richtung einbringt, in der Treibstoff in die ringförmige Treibstoffwirbelkammer (21 ;34)eingebracht wird.

4. Treibstoffabgabeeinrichtung nach Anspruch 2, gekenn zeichnet durch eine ringförmige Ausnehmung (23; 36) die in einer zylindrischen Wand ausgebildet ist, die den Treibstoffkanal zwischen dem Treibstof f ventil (7;29)und der Treibstoffabgabeöffnung (9 ;28)

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bildet, wobei die Lufteinlaßöffnung(24;37) iⁿ der ringförmigen Ausnehmung (23) derart ausgebildet ist, daß sie Luft in die Ausnehmung in deren radialer Richtung einbringt .
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5. Treibstoffabgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftansaugkanal (10) in seinem Inneren mit einem Drosselventil (11) versehen ist, und daß mit Treibstoff zu vermengende Luft dem Luftansaugkanal stromaufwärts vom Drosselventil entnommen wird.

6. Treibstoffversorgungseinrichtung mit Treibstoffeinspritzung für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch:

einen Luftansaugkanal (10), der zum Verbrennungsmotor führt, ■:

- eine Treibstoff abgabeöffnung (9) , die sich in den Luftansaugkanal öffnet,

- ein Treibstoffventil (7), das mit einer—-Treibstoff versorgungsquelle in Verbindung steht und dazu eingerichtet ist, Treibstoff in den Luftansaugkanal durch die Treibstoffabgabeöffnung einzuspritzen, einen Treibstoffkanal,der die Treibstoffabgabeöffnung mit dem Treibstoffventil verbindet, eine ringförmige Treibstoffwirbelkammer (21), die koaxial rund um das Treibstoffventil an seiner Treibstoffeinlaßseite ausgebildet ist,

- eine Treibstoffeinlaßöffnung (22), die in der Treib-

stoffwirbelkammer an einer Stelle ausgebildet ist,an der der Treibstoff, der von der Treibstoffquelle in die ringförmige Treibstoffwirbelkammer zugeführt wird, in einer Richtung tangential zum Umfang der Kammer eingeleitet wira, und

- eine Luftzuführeinrichtung (23 bis 26), um zwangsweise Luft dem Treibstoffstrom zuzuführen, der durch den Treibstoff-

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kanal strömt, der sich zwischen dem Treibstoffventil und der Treibstoffabgabeöffnung erstreckt, wobei bei der Abgabe in den Luftansaugkanal der Treibstoff, der durch den Kanal strömt, zu einer wirksamen Zerstäubung intensiv mit der Luft vermengt wird.

7. Treibstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführeinrichtung eine ringförmige Ausnehmung (23) aufweist^ die einstückig und konzentrisch mit dem Treibstoff kanal ausgebildet ist, sowie mindestens eine Lufteinlaßöffnung (24), die in der ringförmigen Ausnehmung an einer Stelle zum Zuführen von Luft in die Ausnehmung in einer Richtung ausgebildet ist, die tangential zum Umfang der ringförmigen Ausnehmung und entgegengesetzt zur Richtung verläuft, in der der Treibstoff in die Treibstoffwirbelkammer (21) eingeleitet-wird.

8. Treibstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne Ju, daß die Luftzuführeinrichtung eine ringförmige Ausnehmung (23) aufweist; die einstückig und konzentrisch mit dem Treibstoffkanal ausgebildet ist, sowie mindestens eine Lufteinlaßöffnung (24), die in der ringförmigen Ausnehmung an einer Stelle zum Zuführen von Luft in die Ausnehmung in einer Richtung ausgebildet ist, die zu dieser radial verläuft, so daß der zugeführte Luftstrom stoßweise auf den Treibstoffstrom aufgebracht wird, der durch den Treibstoffkanal strömt.

9. Treibstoffversorgungsexnrxchtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselventil (11) innerhalb des Luftansaugkanals (10) in Zusammenwirkung mit einem Luftventil (12) angeordnet ist, das stromaufwärts vom Drosselventil angeordnet ist, und daß die mit dem Treibstoff

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zu vermengende Luft der Treibstoffzuführeinrichtung unter dem Einfluß des Druckunterschiedes, der über dem Drossel- und dem Luftventil auftritt, über einen Kanal (25) zugeführt wird, der in den Luftansaugkanal stromaufwärts vom Luftventil offen ist.

10. Treibstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibstoffventil (7) ein bewegliches Ventilelement (17) aufweist, das eine Verlängerung (16) aufweist, die koaxial in den Treibstoffkanal hinein vorspringt, sowie einen konischen Abschnitt (19), der einstückig mit der Verlängerung ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, normalerweise an einem stationären Ventilsitz (20) anzuliegen und zu öf inen , wenn der Druck des diesem über die Treibstoffeinlaßöffnung (22) von der Treibstoffversorgungsquelle zugeführte Treibstof £ eine vorbestimrite Höhe erreicht hat.

11. Treibstoffversorgungseinrichtung in Form eines Vergasers für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch:

- einen Luftansaugkanal (10) , der zum Verbrennungsmotor führt und ein Drosselventil (11) aufweist, das in seinem Inneren angeordnet ist,

- eine Leerlauföffnung (28), die in den Luftansaugkanal stromabwärts vom Drosselventil geöffnet ist,

- einen Treibstoffkanal (27) für langsame Zufuhr, der einerseits an einer Schwimmerkammer angeschlossen ist und andererseits mit der Leerlauföffnung in Verbindung steht,

- eine einstellbare Treibstoffströmungsdrosseleinrichtung (29, 30, 31) zum Steuern der Treibstoffmenge, die in den Luftansaugkanal durch die Leerlauföffnung bei Leerlaufbetrieb de s Motors abgegeben wird, wobei die Drosseleinrichtung zwischen der Leerlauföffnung und dem Treibstoffkanal angeordnet ist,

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eine ringförmige Treibstoffwirbelkammer (34) , die konzentrisch zur Treibstoffströmungsdrosseleinrichtung und rund um diese herum angeordnet ist, - eine Treibstoffeinlaßöffnung (35), die in der rinyförmigen Kammer an einer Stelle zum Einleiten von Treibstoff von dem Treibstoffkanal in die ringförmige Treibstoffwirbelkammer in einer Richtung ausgebildet ist, die tangential zum Umfang der ringförmig -n Kammer verläuft, ~ einen zweiten Kanal, der sich zwischen der Treibstoffströmungsdrosseleinrichtung und der Leerlauföffnung erstreckt,

eine ringförmige Ausnehmung (36), die einstückig und konzentrisch zu dem zweiten Kanal ausgebildet ist, und

eine Lufteinlaßöffnung (37), die in der ringförmigen Ausnehmung an einer Stelle zum Einleiten von Luft in die ringförmige Ausnehmung in einer Richtung ausgebildet ist, die tangential zum Umfang der ringförmigen Ausnehmung und entgegen der Richtung verläuft, in der der Treibstoff in die ringförmige Treibstoffwirbelkammer eingeleitet wird, wobei der Luftstrom zwangsweise dem durch den zweiten Kanal strömenden Treibstoff strom zugeführt wird, um mit diesem für eine wirksame Zerstäubung des Treibstoffs bei der Abgabe in den Luftansaugkanal über die Leerlauföffnung vermischt zu werden.

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