DE3009717A1 - DEVICE FOR SPRAYING IN A COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und Manchen YPA öq p 7 0 2 0SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark Berlin and Manchen YPA öq p 7 0 2 0

Vorrichtung zur Kraftstoff-Zerstäubung in einem Verbrennungsmotor. Device for fuel atomization in an internal combustion engine.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.The invention relates to a device as specified in the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, von einem Vergaser oder durch eine Einspritzdüse Benzin in einen feinen Tröpfchennebel überzuführen und diesen Tropfchennebel zusammen mit der Verbrennungsluft durch das Einlaßventil hindurch in. den Zylinder eines Verbrennungsmotors eintreten zu lassen. In dem Zylinder liegt dann zum Ende des Ansaugvorgangs bzw. während des Kompressionshubes ein weitgehend über den ganzen Zylinderraum homogenes Benzintröpfchen-Luftgemisch vor, das nach erfolgter Kompression im oberen Totpunkt des Kolbens des Verbrennungsmotors gezündet wird.From the prior art it is known to feed gasoline from a carburetor or through an injection nozzle transfer fine droplet mist and this droplet mist together with the combustion air through the inlet valve into the cylinder of an internal combustion engine to let enter. Then lies in the cylinder at the end of the suction process or during the compression stroke a gasoline droplet-air mixture that is largely homogeneous over the entire cylinder space Compression is ignited in the top dead center of the piston of the internal combustion engine.

Verbrennungsmotore speziell für Kraftfahrzeuge mit wie üblich relativ unterschiedlichen Lastbedingungen sind gerade im Teillast-Bereich weit entfernt von einem Zustand optimaler Kraftstoff-Ausnutzung.Internal combustion engines are specifically for motor vehicles with, as usual, relatively different load conditions Especially in the partial load range, far from a state of optimal fuel utilization.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, speziell für Betrieb im Teillast-Bereich und/oder im Leerlauf des Verbrennungsmotors ein solches Prinzip anzugeben, durch dessen Verwendung eine wesentlich bessere Kraftstoff-Ausnutzung für TeiHast-Bereich erreicht . wird.
30It is an object of the present invention to specify such a principle especially for operation in the partial load range and / or idling of the internal combustion engine, through the use of which a significantly better fuel utilization is achieved for the partial load range. will.
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Diese Aufgabe wird mit einer wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Vorrichtung erfindungs-This object is achieved with a device as specified in the preamble of claim 1

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gemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens im Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. solved according to the features of the characterizing part in claim 1. Further developments and further training of the invention emerge from the subclaims.

Wie aus dem einen Merkmal des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 ersichtlich, ist bei der Erfindung die Verwendung eines piezoelektrischen Zerstäubers vorgesehen, wie er prinzipiell aus der deutschen Patentschrift 20 32 433 (70/7034) bekannt ist. Ein solcher piezoelektrischer Zerstäuber ist auch bereits gemäß der deutschen Patentschrift 26 37 162 (76 P 7097) als Zerstäuber in einem Inhalationsgerät verbreitet verwendet worden-;-Mit Hilfe eines solchen Zerstäubers, der mit elektrischer Wechselspannung mit vorzugsweise z.B. 100 kHz betrieben wird, läßt sich ein sehr feiner Tröpfchennebel z.B. auch von Benzin und ähnlichem Kraftstoff für Yerbrennungsmotore erzeugen.As can be seen from the one feature of the characterizing part of claim 1, the use is in the invention a piezoelectric atomizer is provided, as it is basically from the German patent 20 32 433 (70/7034) is known. Such a piezoelectric atomizer is also already according to the German Patent specification 26 37 162 (76 P 7097) has been widely used as a nebulizer in an inhalation device -; - With With the help of such an atomizer, which is operated with electrical alternating voltage with, for example, 100 kHz a very fine mist of droplets, e.g. from gasoline and similar fuels for internal combustion engines produce.

Gemäß der Erfindung wird der Zerstäuber im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors derart angeordnet, daß vom Zerstäuber erzeugter Kraftstoffnebel mit der angesaugten Luft zusammen in den Zylinder des Motors transportiert wird.According to the invention, the atomizer is arranged in the intake pipe of the internal combustion engine in such a way that from the atomizer The generated fuel mist is transported together with the sucked in air into the cylinder of the engine will.

Die Erfindung geht aber über diesen Gedanken weit hinaus, denn zu diesem konstruktiven Aufbau kommt noch eine steuerbare Elektronikschaltung hinzu, die nicht nur zur Erzeugung und Zuführung einer.Anregungs-Wechselspannung für den Zerstäuber dient. Die steuerbare Schaltung und der Zerstäuber, dem im wesentlichen kontinuierlich Kraftstoff zugeführt wird, haben bei der Erfindung zusammenwirkend die Funktion eines mit hoher Geschwindigkeit zu schaltenden (elektrischen) Yentils zur impulsweisen Steuerung der Kraftstoff-Zufuhr in die einzelnenHowever, the invention goes far beyond this idea, because there is another one in addition to this structural design controllable electronic circuit, which is not only used to generate and supply an excitation alternating voltage serves for the atomizer. The controllable circuit and the atomizer, which is essentially continuous Fuel is supplied, cooperatively function in the invention as a high speed (electrical) Y-valves to be switched for pulse-wise control of the fuel supply to the individual

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Zylinder. Diese neuartige kombinierte Funktion ist deshalb besonders hervorzuheben, da ein Zerstäuber bisher nicht in einer Schalterfunktion verwendet worden ist.Cylinder. This new combined function should therefore be particularly emphasized, since an atomizer has been used up to now has not been used in a switch function.

Bei der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, daß die Eraftstoff-Zufuhr zeitlich kontinuierlich erfolgt, wobei vorzugsweise eine dem Gesamtkraftstoff-Verbrauch des jeweiligen Lastbetriebes angepaßte Grobregelung der zugeführten Menge des Kraftstoffes vorgesehen ist. Die von der Arbeitstaktfolge des Motors synchron zu dieser Taktfolge erfolgende Eraftstoff-Zufuhr· in die einzelnen Zylinder besorgt der einem Merkmal der Erfindung gemäß gesteuerte Zerstäuber- Es läßt sich nämlich auf der (noch) nicht schwingenden Zerstäuberplatte des Zerstäubers eine gewisse Kraftstoffmenge als Tropfen oder als Benetzungsschicht halten bzw. bei kontinuierlicher Kraftstoff-Zufuhr akkumulieren. Diese akkumulierte Kraftstoffmenge wird mit dem Einsetzen der Schwingung des Zerstäubers, d.h. mit dem Anlegen der Anregungs-Wechselspannung an den Zerstäuber, praktisch schlagartig in einen Impuls eines Kraftstoffnebeis umgewandelt. Die zeitliche Dauer dieses Impulses ist vergleichsweise kurz zur oder höchstens angenähert der Zeitdauer eines Taktes des Yerbrennungsmotors. Durch die Wahl der Länge des Zerstäubungsimpulses läßt sich unterschiedliche Leistungsabgabe des Motors (Leerlauf - unterschiedlich hohe Teillast - Vollast) stufenlos genau einstellen. Der Zeitpunkt des Auftretens dieses Kraftstoffnebel-Impulses wird entsprechend der Phase der Kolbenbewegung des Verbrennungsmotors gewählt.In the invention it is provided in particular that the fuel supply takes place continuously over time, with preferably a coarse control of the supplied fuel that is adapted to the total fuel consumption of the respective load operation Amount of fuel is provided. The of the work cycle sequence of the engine in sync with this Cycle sequence taking place fuel supply · in the individual Cylinder is concerned with the atomizer controlled according to a feature of the invention - namely, it can be on the (yet) not vibrating atomizer plate of the atomizer a certain amount of fuel as a drop or as a Maintain wetting layer or accumulate with continuous fuel supply. This accumulated The amount of fuel increases with the onset of oscillation of the atomizer, i.e. with the application of the alternating excitation voltage to the atomizer, practically suddenly converted into a pulse of fuel mist. The duration of this pulse is comparatively short to or at most approximated to the duration of a Cycle of the combustion engine. By choosing the length of the atomization pulse, different The power output of the engine (idling - different levels of partial load - full load) can be infinitely adjusted precisely. The time at which this fuel mist pulse occurred is selected according to the phase of the piston movement of the internal combustion engine.

Mit der Erfindung ist also erreicht, daß ein Kraftstoffnebel-Impuls vergleichsweise kurzer Dauer erzeugt wer-With the invention it is achieved that a fuel mist pulse can be generated for a comparatively short period of time

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den kann, dessen zeitliches Auftreten in die Endphase des Ansaugtaktes des Verbrennungsmotors gelegt werden kann. Durch diese Maßnahme der Erfindung wird erreicht, daß erst die zuletzt angesaugte Luft, d.h. die Luft, die sich schließlich rorwiegend in der Nähe des Einlaßventils im Zylinder befindet, diesen impulsweise erzeugten Eraftstoffnebel enthält, wohingegen vor Auftre-. ten des Impulses angesaugte Luft praktisch frei von Kraftstoffnebel ist. Solche reine Luft befindet sich dann in dem dem Kolben nahen Bereich des Zylinder-Innenraumes. Die Zündkerze befindet sich in der Nähe / des Einlaßventils und damit im Bereich des Zylinder-Teilvolumens, in dem sich mit Kraftstoffnebel in optimalem Gemischverhältnis versetzte Luft.befindet, und zwar auch noch im komprimierten Zustand bzw..im oberen Totpunkt des Kolbens, wenn die Zündung erfolgt.can, the timing of which can be placed in the end phase of the intake stroke of the internal combustion engine. By this measure of the invention it is achieved that only the air drawn in last, ie the air that is ultimately located in the vicinity of the inlet valve in the cylinder, contains this pulsed fuel mist, whereas before Auftre-. th of the pulse is practically free of fuel mist. Such pure air is then located in the area of the cylinder interior close to the piston. The spark plug is located near / to the inlet valve and thus in the area of the partial volume of the cylinder in which there is air mixed with fuel mist in an optimal mixture ratio, even in the compressed state or in the top dead center of the piston when the Ignition takes place.

Mit der Erfindung wird nicht nur eine scheinbare Verringerung des Zylindervolumens bzw. eine tatsächliche Verringerung des aktiv wirkenden Zylindervolumens erreicht, sondern die sich im Zylindervolumen zusätzlich zwischen dem Kolbenboden und diesem aktiven Teilvolumen befindende Luft wirkt außerdem noch als eine Art federndes Luftpolster, das sich günstig auf die Laufruhe des Motors auswirkt und insbesondere die Verwendung auch eines solchen Kraftstoffes zuläßt, der bei derzeit be- - kannten Motoren zum Klingeln führt. Dieser Vorteil wird im übrigen auch noch dann relevant, wenn das mit Kraftstoffnebel angefüllte Teilvolumen des Zylinder-Innenraumes einen wesentlichen Anteil des Gesamtzylinder-Innenvolumens ausmacht.With the invention there is not only an apparent reduction of the cylinder volume or an actual reduction in the actively acting cylinder volume is achieved, but which are also located in the cylinder volume between the piston crown and this active partial volume The air that is located also acts as a kind of resilient air cushion, which has a beneficial effect on the smoothness of the Engine and in particular allows the use of a fuel that is currently - Known motors causes the bell to ring. This advantage is also relevant when it comes to fuel spray filled partial volume of the cylinder interior a substantial proportion of the total cylinder interior volume matters.

Bei der Erfindung kann die Steuerung des Motors ohne weiteres unterschiedlichem Lastbetrieb angepaßt werden, nämlich durch Vergrößerung der Impulsbreite des Zerstäu-In the invention, the control of the motor can easily be adapted to different load operations, namely by increasing the pulse width of the atomization

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berimpulses "bei gegebenenfalls entsprechend angepaßt nachgeregelter Kraftstoff-Zufuhr, deren Regelung jedoch, wie oben erwähnt, in einfacher Weise und wie bekannt~z,R' auch kontinuierlich erfolgt. In jedem Falle läßt sich mit der Erfindung jedoch gewährleisten, daß das vorgesehene aktiv wirkende Teilvolumen des Zylinder-Innenraumes stets ein optimales Benzin-Luftmengen-Verhältnis hat und daß das übrige Teilvolumen des Zylinders praktisch nur reine Luftfüllung enthält.berimpulses "adjusted accordingly if necessary readjusted fuel supply, but its regulation, as mentioned above, in a simple way and as known ~ z, R ' also takes place continuously. In any case, it can be ensured with the invention that the provided actively acting partial volume of the cylinder interior always an optimal gasoline-air ratio and that the remaining partial volume of the cylinder contains practically only pure air filling.

Fig.1 zeigt eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit einer Teildarstellung eines Zylinders 11 und eines Kolbens 12 eines Verbrennungsmotors. Mit 13 ist ein Luftfilter und mit 14 ist der Ansaugkanal des Motors bezeichnet. Mit den Pfeilen 15 und 16 ist der Luftstrom im Ansaugkanal bezeichnet. Mit 17 ist der Zerstäuber angegeben, der mittels der Halterungen 18 im Luftkanal 14 gehalten ist. Die Lage des Zerstäubers 17 im Ansaugkanal 14 ist im wesentlichen so gewählt, daß der Ansaug-Luftstrom praktisch keinen Kraftstoff vom Zerstäuber und aus der Zufuhrleitung aufnimmt, solange der Zerstäuber 17 nicht mit seiner vorgesehenen Amplitude schwingt.1 shows an overall view of an inventive Device together with a partial representation of a cylinder 11 and a piston 12 of an internal combustion engine. At 13 is an air filter and at 14 is the intake duct of the engine. The arrows 15 and 16 indicate the air flow in the intake duct. The nebulizer, which is held in the air duct 14 by means of the brackets 18, is indicated by 17. The location of the atomizer 17 in the intake channel 14 is essentially chosen so that the intake air flow is practically none Absorbs fuel from the atomizer and from the supply line, as long as the atomizer 17 is not with his intended amplitude oscillates.

Über die Rohrleitung 19 wird mit Hilfe einer Kraftstoff-Förderpumpe 20, die eine insbesondere steuerbare Kraftstoffmenge fördert, der Kraftstoff dem Zerstäuber 17 zugeführt. Mit 21 ist ein gegebenenfalls vorgesehenes Prallblech für zugeführten Kraftstoff bezeichnet, wobei der Übersichtlichkeit halber Befestigungsvorrichtungen im Ansaugkanal 14 für das Prallblech 21 nicht dargestellt sind. Mit 22 ist die eine Stromzuführungsleitung für den piezoelektrisch arbeitenden Zerstäuber bezeichnet. Mit 23 ist der zweite, an der Masse des Ansaugkanals 14 anliegende Stromzuführungsleiter be-A fuel feed pump is used via the pipeline 19 20, which conveys a particularly controllable amount of fuel, the fuel to the atomizer 17 fed. An optionally provided baffle plate for supplied fuel is designated by 21, wherein For the sake of clarity, fastening devices in the intake duct 14 for the baffle plate 21 are not shown are. At 22 is a power supply line for the piezoelectric atomizer designated. The second power supply conductor, which is connected to the ground of the intake duct 14, is connected to 23

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zeichnet. Der Zerstäuber 17 liegt mit einem Anschluß, z.B. über seine Halterung 18, an dieser Masse des Luftkanals 14. Mit 24 ist insgesamt die elektronische Schaltung angegeben, von der die Anregungs-Wechselspannung für den Zerstäuber 17, mit z.B. 100 kHz-aus der Spannung U-o des Fahrzeugs, erzeugt wird. In der Schaltung 24 erfolgt außerdem auch die Umformung dieser Anregungs-Wechselspannung in bezüglich Zeitpunkt und Dauer Steuer- ■ bare Impulse. Über eine nur prinzipiell dargestellte Verbindung 25 erhält die Schaltung 24 Synchronsignale von der Nockenwelle 26 des Einlaßventils 27. Es kann auch eine entsprechende Synchronsteuerung von der Kurbelwelle vorgenommen werden, und zwar unter Berücksichtigung der Arbeitsfolge des 4-Takt-Frinzips. Grundsätzlich läßt sich die Erfindung auch entsprechend bei 2-Takt-Motoren verwenden. Mit 28 ist eine Zuleitung bezeichnet, über die ein Steuersignal der Schaltung 24 zugeführt wird, das der Gashebelstellung, d.h. dem vom Fahrer gewünschten Lastbetrieb des Motors, entspricht.draws. The atomizer 17 is connected to this mass of the air duct with a connection, for example via its holder 18 14. With 24 the electronic circuit is indicated overall, of which the excitation alternating voltage for the atomizer 17, with e.g. 100 kHz from the voltage U-o of the vehicle is generated. In the circuit 24 this alternating excitation voltage is also converted in pulses that are ■ controllable in terms of time and duration. About one only shown in principle Connection 25 receives the circuit 24 synchronizing signals from the camshaft 26 of the intake valve 27. It can a corresponding synchronous control of the crankshaft can also be carried out, taking into account the work sequence of the 4-stroke Frin principle. In principle, the invention can also be used accordingly Use 2-stroke engines. A feed line is designated by 28, via which a control signal of the circuit 24 which corresponds to the throttle position, i.e. the load operation of the engine desired by the driver.

Das über die Leitung 28 zugeführte Signal steuert im wesentlichen die Impulsbreite 29 des Impulses 30 der periodisch erzeugten Impuls-Anregungs-Wechselspannung •30. Der ImpulsZeitpunkt des Impulses 30 ist über die bereits erwähnte Verbindung 25 mit der Taktphase des Kolbens 12 im Zylinder 11 synchronisiert.The signal supplied via line 28 essentially controls the pulse width 29 of the pulse 30 of the periodically generated pulse excitation alternating voltage • 30. The pulse time of the pulse 30 is about the Already mentioned connection 25 is synchronized with the clock phase of the piston 12 in the cylinder 11.

Im Regelfall entfällt bei Anwendung der Erfindung die bisher übliche Drosselklappe eines Vergasermotors.As a rule, the previously common throttle valve of a carburetor engine is omitted when the invention is used.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die, daß mit dem Heruntergehen des Kolbens 12 während der Ansaugphase zunächst erst einmal reine Luft entsprechend den Strömungen 15 und 16 in das Zylindervolumen eingesaugt wird. Erst gegen Ende des Ansaugtaktes wird die Impulsspannung 30 dem Zerstäuber 17 zugeführt,The operation of the device according to the invention is that with the going down of the piston 12 during During the intake phase, first of all, pure air corresponding to the flows 15 and 16 into the cylinder volume is sucked in. Only towards the end of the intake stroke is the pulse voltage 30 fed to the atomizer 17,

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womit in der Zwischenzeit zwischen der Zerstäuberplatte 117 und der Prallplatte 21 akkumulierter Kraftstoff schlagartig von dieser Zerstäuberplatte 117 zu einem feinen Kraftstoffnebel zerstäubt wird, der dann von dem Luftstrom 16 mitgeführt wird. Da dies erst gegen Ende der Ansaugphase erfolgt, ist im wesentlichen nurcter obere Anteil 32 des gesamten Zylinder-Innenvolumens mit dem Kraftstaffnebel angereichert.with which in the meantime between the atomizer plate 117 and the baffle plate 21 accumulated fuel abruptly from this atomizer plate 117 to one fine fuel mist is atomized, which is then entrained by the air stream 16. Since this is only against At the end of the suction phase, it is essentially more severe upper portion 32 of the total cylinder internal volume enriched with the fuel mist.

In bezug auf das gesamte Zylinder-Innenvolumen liegt eine stark inhomogene Kraftstoff-Verteilung vor, wobei jedoch innerhalb des Teilvolumens 32, nämlich nahe dem Einlaßventil 27 und nahe der Zündkerze 127, ein homogenes Luft-Kraftstoff-Gemisch, und zwar mit optimaler Zusammensetzung, vorliegt. Das Teilvolumen 31 ist ein, wie bereits oben erwähnt, Luftpuffer, der zudem vorteilhaft wirksam ist.With regard to the entire internal volume of the cylinder, there is a highly inhomogeneous fuel distribution, with however, within the partial volume 32, namely near the inlet valve 27 and near the spark plug 127, a homogeneous one Air-fuel mixture, with an optimal composition, is present. The sub-volume 31 is a, as already mentioned above, air buffer, which is also advantageously effective.

Es ist zweckmäßig, den vorgesehenen Zerstäuber 17 in den Zeiten zwischen den Zerstäubungsvorgängen oder kurz vor Beginn des Zerstäubungsimpulses mit kleiner Amplitude schwingen zu lassen. Dies ermöglicht ein noch rascheres Anschwingen und Erreichen der Maximal-Amplitude des Zerstäubers. Diese "kleine" Amplitude ist so gering, daß sie nicht zu nennenswerter Kraftstoff-Zerstäubung führt und auch nicht die erwähnte Kraftstoff-Akkumulation in den Zwischenzeiten stört.It is useful to use the atomizer 17 in the times between the atomization processes or shortly before the start of the atomization pulse with a small amplitude to swing. This enables an even faster oscillation and reaching the maximum amplitude of the atomizer. This "small" amplitude is so small that it does not lead to significant fuel atomization and also not the aforementioned fuel accumulation bothers you in the meantime.

Ein mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteter Verbrennungsmotor arbeitet im Teillast-Be trieb undada im Leerlauf-Betrieb, für die die Erfindung in erster Linie vorgesehen ist, praktisch wie ein Motor mit erheblich kleinerem Zylindervolumen, der auf mehr oder weniger Vollast betrieben wird. Da jedoch die Impulsdauer 29, d.h. die Zeitdauer der Erzeugung eines Kraft-An internal combustion engine equipped with a device according to the invention works in partial load operation undada in idle mode for which the invention is primarily Line is provided, practically like an engine with a considerably smaller cylinder volume, which on more or less full load is operated. However, since the pulse duration 29, i.e. the duration of the generation of a force

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stoffnebels (bei entsprechend gesteigerter Kraftstoff-Zufuhr 20), steuerbar bis zur Gesamtlänge des Ansaugtaktes gedehnt werden kann, läßt sich mit der Erfindung auch ohne weiteres der Zustand erreichen, daß das Teilvolumen 32 mit homogen verteiltem Kraftstoffnebel einen wesentlichen Anteil des Gesamtvolumens des Zylinders bzw. sogar das Gesamtvolumen ausfüllt, was dem VoIl-Lastbetrieb des betreffenden Motors entspricht (der bezüglich der Kraftstoff-Yerteilung im Zylinder dann dem YoIl-Lastbetrieb eines üblichen bekannten Motors entspricht). Ein mit der Erfindung ausgerüsteter Verbrennungsmotor läßt sich somit auch im Teil-Lastbereich so betreiben, als wäre dies ein VoIl-Lastbetrieb eines Motors mit entsprechend kleinerem Volumen und entsprechend kleinerer Maxima1-Leistung.substance mist (with a correspondingly increased fuel supply 20), which can be controllably stretched up to the total length of the intake stroke, can be achieved with the invention also easily achieve the state that the partial volume 32 with a homogeneously distributed fuel mist essential portion of the total volume of the cylinder or even the total volume fills what the full load operation of the motor concerned (the one with regard to the fuel distribution in the cylinder then corresponds to the YoIl load operation of a conventional known engine). An internal combustion engine equipped with the invention can thus also be used in the partial load range operate as if this were a full-load operation of a Motors with a correspondingly smaller volume and a correspondingly smaller Maxima1 power.

Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß eine wie erfindungsgemäß vorgesehene mechanische Zerstäubung der Kraftstoff-Flüssigkeit bezüglich der Tröpfchen-Verteilung noch zusätzlich vorteilhaft ist.Merely for the sake of completeness it should be mentioned that a mechanical atomization as provided according to the invention the fuel-liquid is also advantageous with regard to the droplet distribution.

Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt es, den Zeitpunkt und/oder die Dauer des Zerstäubungsimpulses (in bezug auf die Phase der Kolbenbewegung) so zu legen, daß im Zusammenwirken mit entsprechend geformter Führung der Ansaugluft.im Ansaugkanal, am Einlaßventil und ; im Zylinder im Ergebnis im Zylinder eine wiederum erfindungsgemäß inhomogene Verteilung des Kraftstoffes vorliegt, bei der weitgehend kraftstoff-freie Luft im Bereich ,der Zylinderwandungen und des Eolbenbodens vorhanden ist, und das optimale Kraftstoff-Luftgemisch sich im Mittelraum des Zylinders (und im Bereich der Zündung) befindet. Die inaktive Luft im Bereich der Wände wirkt als ein wie schon oben in etwas anderem Zusammenhang beschriebenes Luftpolster, dasIt is also within the scope of the invention to set the point in time and / or the duration of the atomization pulse (in relation to the phase of the piston movement) so that in cooperation with appropriately shaped guidance of the intake air.in the intake duct, on the intake valve and ; In the cylinder, the result in the cylinder is again an inhomogeneous distribution of the fuel according to the invention, in which largely fuel-free air is present in the area, the cylinder walls and the Eolben base, and the optimal fuel-air mixture is in the central space of the cylinder (and in the area of the ignition ) is located. The inactive air in the area of the walls acts as an air cushion as described above in a somewhat different context, the

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rung solcher Druckmaxima dient, die zu Klopfen des Motors führen -würden. Fig. 2 zeigt eine hierzu prinzipielle Verteilung des Teilvolumens 132 mit optimaler Kraftstoff-Luftmischung und 131 mit weitgehend reiner Luft.tion of such pressure maxima is used, which leads to knocking of the engine would lead. FIG. 2 shows a basic distribution of the partial volume 132 with an optimal Fuel-air mixture and 131 with largely pure air.

Die Erfindung ist nicht nur ein wesentlicher Beitrag zur besseren Ausnutzung des Kraftstoffes, d.h. zur Kraftstoff-Einsparung, sondern sie bringt auch Vorteile im Hinblick auf den Umweltschutz. Die derzeit üblichen Yergasermotore haben den Nachteil, daß in ihnen im Leerlauf-Betrieb und auch im Schiebe-Betrieb, d.h. dann wenn bei relativ hoher Fahrzeuggeschwindigkeit der Gashebel zurückgenommen wird und die Drosselklappe geschlossen wird, eine nur sehr unvollständige und daher unsaubere Verbrennung vorliegt. Die passende Wahl des Zeitraumes der Brennstoff-Zufuhr während des jeweiligen Ansaugtaktes des Motors, zusammen mit optimaler Dosierung, verringert entscheidend den sonst üblichen Schadstoff-Anteil aus insbesondere unvollständig oder gar nicht verbrannten Kraftstoff-Anteilen. Außerdem läßt sich mit der Erfindung in sehr einfacher Weise eine vollständige Unterbrechung der Kraftstoff-Zufuhr durchführen, nämlich durch zeitweisen Wegfall der periodischen Zerstäubungsimpulse (bei entsprechend gedrosselter bzw. abgeschalteter Kraftstoff-Zufuhr 20), wie dies für Dieselmotore mit Motorbremse und bei entsprechenden Sonderausrüstungen gegen Nachdieseln bekannt ist.The invention is not only an essential contribution to better utilization of fuel, i.e. to fuel economy, but it also brings advantages in terms of environmental protection. The currently common Yergasermotore have the disadvantage that in them in idle mode and also in push mode, i.e. when at Relatively high vehicle speed, the throttle lever is withdrawn and the throttle valve is closed, an only very incomplete and therefore unclean combustion is present. The right choice of the fuel supply period during the respective intake cycle of the engine, together with optimal dosage, decisively reduces the otherwise usual proportion of pollutants in particular incompletely or not at all burned fuel components. In addition, with the invention perform a complete interruption of the fuel supply in a very simple manner, namely by temporary elimination of the periodic atomization pulses (with a correspondingly throttled or switched off fuel supply 20), as is the case for diesel engines Engine brake and with appropriate special equipment against re-diesel is known.

k Patentansprüche
2 Figuren k claims
2 figures

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Claims (4)

Patentansprüche;Claims; Vorrichtung zur Kraftstoff-Zerstäubung in einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet dadurch, daß zur zeitlich innerhalb eines Anteils des. Ansaugtak- tes steuerbaren Kraftstoff-Zufuhr im Ansaugkanal (14) für die Verbrennungsluft (15, 16) ein an sich bekannter, piezoelektrisch anzuregender Zerstäuber (17) vorgesehen ist, auf dessen Zerstäuberplatte (117) der zur Verbrennung vorgesehene Kraftstoff zugeführt (19, 20) wird, und daß eine Elektronikschaltung (24) vorgesehen ist, mit der eine Impulsfolge (30) der Anregungs-Wechselspannung für den Zerstäuber (17) zu erzeugen ist, die mit der Taktfolge des Motors synchronisiert (25, 26) ist, wobei mit der Schaltung (24) der jeweilige Impulszeitpunkt bezogen auf den Takt des Motors und die Länge (29) der Impulse dem geforderten Lastbetrieb des Motors entsprechend steuerbar einstellbar sind.Device for fuel atomization in an internal combustion engine, characterized in that at the time within a portion of the intake stroke controllable fuel supply in the intake duct (14) for the combustion air (15, 16) a known per se, Piezoelectrically excited atomizer (17) is provided, on the atomizer plate (117) for combustion provided fuel is supplied (19, 20), and that an electronic circuit (24) is provided, with which a pulse sequence (30) of the alternating excitation voltage for the atomizer (17) is to be generated, which with the clock sequence of the motor is synchronized (25, 26), the respective pulse time with the circuit (24) based on the cycle of the engine and the length (29) of the pulses according to the required load operation of the engine are controllably adjustable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zeitpunkt der Impulse (29) in den Zeitraum des-zEndes des Ansaugtaktes des Motors gelegt ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the time of the pulses (29) is placed in the period of the -ZEnd of the intake stroke of the engine is. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß von der Schaltung (24) eine Anregungs-Wechselspannung mit einer Impulsfolge (30) erzeugt wird, bei der diese Spannung zwischen den einzelnen Impulsen (29) einen vergleichsweise zur Spannungshöhe der Impulse geringeren Spannungswert für eine schwache Vor- bzw. Dauerschwingungs-Anregung des Zerstäubers (17) ohne wesentliche Zerstäubungswirkung desselben hat.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit (24) an excitation alternating voltage is generated with a pulse train (30), in which this voltage between the individual pulses (29) have a lower voltage value for one compared to the voltage level of the pulses weak pre-oscillation or continuous oscillation excitation of the atomizer (17) without a significant atomizing effect of the same Has. 13ÜÖ39/Q3SÖ13ÜÖ39 / Q3SÖ ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED -*Γ - 80 P 7 0 2 0 DE- * Γ - 80 P 7 0 2 0 DE 4. Torrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Zerstäuberplatte (117) in geringem Abstand τοη dieser eine Prallplatte (21) vorgesehen ist, wobei der Abstand zwischen Zerstäuberplatte (117) und Prallplatte (21) so gewählt ist, daß sich in dem dazwischen vorhandenen Zwischenraum eine Portion zugeführten Kraftstoffes während der Impulspausen hält bzw. ansammeln kann.4. Door direction according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in front of the atomizer plate (117) at a small distance τοη this a baffle plate (21) is provided, the distance between the atomizer plate (117) and baffle plate (21) is selected so that A portion of the supplied fuel is stored in the space in between during the pulse pauses holds or can accumulate. 13ÖÖ39/03S813ÖÖ39 / 03S8