DE3044889A1

DE3044889A1 - Einrichtung zur gemischverwirbelung

Info

Publication number: DE3044889A1
Application number: DE19803044889
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr.-Ing. Emmenthal; Detlef 3180 Wolfsburg Pickert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1982-07-01

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg
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Unsere Zeichen: K 3OOI
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Einrichtung zur Gemischverwirbelung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verwirbelung der in die Arbeitsräume einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine angesaugten Gemischladung.

Es ist bereits bekannt, durch Verwirbelung der in die Arbeitsräume einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine angesaugten Gemischladung eine wesentliche Verbesserung des Verbrennungsverlaufs und des Wirkungsgrades der Verbrennung dadurch herbeiführen zu können, daß ohne die Gefahr des Klopfens höhere Verdichtungsenddrücke zugelassen werden können. Die. Erhöhung des Verdichtungsenddruckes bringt dabei insbesondere Vorteile im !Peillastverbrauch. Die Verwirbelung der Gemischladung wurde bei bekannten Ausführungen durch die Zuführung von Zusatzluft oder Zusatzgemisch kurz vor den Einlaßventilen erreicht, wobei diese zusätzliche Gemisoh- oder Luftzuführung im allgemeinen auf den Teillastbereich beschränkt war.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine günstige Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine in allen Lastbereichen zu erzielen, wobei durch Verwirbelung der Gemischladung im Brennraum relativ hohe Verdichtungsenddrücke ohne die Gefahr des Klopfens, das heißt bei Aufrechterhaltung günstiger Vorzündungswerte, erreicht werden.

Voriitzendor Vorstand: Toni Schmücker, VofSiUer.drr Ha'l-He'r: l-.nsni · Prof. Dr. tochp. E'ns! Fiala · D'- jur r-cer Frerk

Ö»l Atilllchlini»; 1> jur Weisung I¹ H«bh»l · GuMf r Ho··.·.- '· H-. ·;' Mi. .·■■(· pr.n·'pol Wc·"'«'P'"!rhniiti! · Pirf.D' for.pol Fneii'irMnr.r,₍,„

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dabei wird durch die Anordnung einer solchen zusätzlichen, eine Förderpumpe aufweisenden Hilfseinblasevorrichtung sichergestellt, daß die Gemischverwirbelung nicht nur bei Teillast, sondern insbesondere infolge der vorgesehenen Förderpumpe auch im Vollastbereich wirksam wird, so daß auch in diesem Betriebszustand eine effektive Verbrennung mit gutem Wirkungsgrad erzielt wird. Dabei ist es zweckmäßig^ wenn die den einzelnen Brennräumen zugeordneten Zweigleitungen der HilfseinblaBevorrichtung mit ihren Austrittsöffnungen auf die in den Arbeitsräumen angeordneten Zündkerzen ausgerichtet sind. Dabei besteht die Möglichkeit, die Ansaugöffnung der Hilfseinblasevorrichtung entweder vor oder hinter der Eraftstoffzumeßstelle in der Ansaugleitung anzuordnen. So kann bei Anordnung der Ansaugöffnung vor der Kraftstoffzumeßstelle durch Steuerung der Drehzahl der Pumpe eine Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses ( \,-Regelung) erreicht werden. Bei einer Absaugung hinter der Kraftstoffzumeßstelle ergibt sich weiter die Möglichkeit, die Ansaugöffnung vor oder hinter der Drosselklappe anzuordnen, wobei in beiden Fällen es zweckmäßig ist, die Ansaugöffnung an einer Stelle der Ansaugleitung anzuordnen, an der ein nach Möglichkeit sehr armes Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Zeitverhalten der Förderpumpe zusammen mit den vor- und nachgeschalteten Leitungen auch im instationären Betrieb der Brennkraftmaschine keinen Einfluß auf den Verbrennungsverlauf in den Arbeitsräumen nimmt. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den weiteren Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist anhand eines schematischen Längsschnittes durch einen Brennraum einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine die Erfindung näher dargestellt. Dabei ist mit 1 die Brennkraftmaschine insgesamt, mit 2 ein Zylinder und mit 3 ein darin gleitender Kolben angedeutet, der gegenüber einem Zylinderkopf 4 einen im Volumen veränderlichen Arbeitsraum 5 begrenzt. In diesen Arbeitsraum 5 mündet ein Einlaßkanal 6 ein, der von einem Einlaßventil 7"'steuerbar ist. Der Einlaßkanal 6 kommt von einer allen Zylindern der Brennkraftmaschine 1 gemeinsamen Ansaugleitung 8; in der vor einer willkürlich mittels einer Drosselklappenwelle 12 verstellbaren Drosselklappe 11 eine Vergaser-

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vorrichtung angeordnet ist, die durch ein in eine Venturivorrichtung 9 einmündendes Kraftstoffzumeßsystem 10 gebildet ist.

Mit 13 ist eine Förderpumpe zur Förderung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches angegeben, das über ein Ansaugleitungsstück I4 angesaugt und über eine Druckleitung I5, die in den einzelnen Arbeitsräumen der Brennkraftmaschine 1 zugeordnete Zweigleitungen übergeht, in die Ansaugkanäle 6 wieder zurückgeführt wird. Die mit 17 bezeichneten Austrittsöffnungen der einzelnen Zweigleitungen 15 münden dabei jeweils unmittelbar vor dem Einlaßventil 7 in den Ansaugkanal und zwar derart, daß ihre Austrittsöffnung I7 hei geöffnetem Einlaßventil 7 auf die in dem Arbeitsraum 5 angeordnete Zündkerze 18 ausgerichtet ist. Mit 19 ist in der Zeichnung der von dem Arbeitsraum 5 ausgehende Auslaßkanal bezeichnet, der mittels eines Auslaßventils 20 steuerbar ist.

Die Ansaugöffnung 16 der aus dem Ansaugleitungsstück I4» der Förderpumpe 13 iind der Druckleitung I5 mit den zu den Austrittsöffnungen I7 führenden Zweigleitungen bestehenden Hilfseinblasevorrichtung ist bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel hinter der Drosselklappe 11 angeordnet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Ansaug-Öffnung 16 an einer Stelle der Ansaugleitung 8 liegt, an der ein nach Möglichkeit armes Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist. Dies wird hier dadurch erreicht, daß die Ansaugöffnung 16 im Windschatten der die Drosselklappe 11 betätigenden, quer durch die Ansaugleitung 8 führenden Drosselklappenwelle 12 angeordnet ist und zwar in der Weise, daß das Saugleitungsstüok in diesen Bereich in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches abgebogen ist, so daß die Ansaugöffnung 16 in Strömungsrichtung zeigt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß ein relativ armes Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt wird, das auch unter Berücksichtigung der relativ langen Transportzeit durch die Saugleitung I4» die Pumpe 13 und die Druckleitung I5 selbst bei instationären Betriebszuständen keine Veränderungen des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum verursacht.

Abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung könnte die Ansaugöffnung 16 aber auch vor der Drosselklappe angeordnet sein, wobei auch hier die Anordnung so getroffen sein sollte, daß die Ansaugöffnung

in Richtung der durch Pfeile angedeuteten Gemischströmung weist. Da bei einer Ansaugung des Gemisches vor der Drosselklappe eine spürbare Druckdifferenz zwischen der Ansaug- und der Austrittsöffnung vorhanden ist, könnte hier die Pumpenleistung reduziert werden, ohne daß der Verwirbelungseffekt verringert wird. Schließlich wäre es auch möglich, die Ansaugöffnung 16 vor der Kraftstoffzumeßstelle 9» 10 anzuordnen, wodurch die Möglichkeit gegeben wäre, durch Regelung der Pumpendrehzahl Einfluß auf das Kraftstoff -Luft-Verhältnis zu nehmen, was einer A/-Regelung des Systems entspricht.

In jedem Fall ergibt sich durch das Ausblasen der durch die Hilfseinblasevorrichtung geförderten Luft-Gemisch-Menge an der Austrittsöffnung der Druckleitung 15 eine Verwirbelung der Gemischströmung schon aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz der Strömungen an dieser Stelle. Durch diese Verwirbelung der Gemischladung können höhere Verdichtungsenddrücke erreicht werden, ohne daß Klopfen entsteht, ohne daß also die Zündwinkel nach spät verstellt werden müßten. Dies sichert eine günstige Verbrennung mit guten Wirkungsgraden.

Claims

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

TJnsere Zeichen: K 3001

we-;jä 27. Nov. 1980

ANSPRÜCHE

/iJ Einrichtung zur Verwirbelung der in die Arbeitsräume einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine angesaugten Gemischladung, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Förderpumpe (I3) enthaltende Hilfseinblasevorrichtung (I4, I5) vorgesehen ist, die über Zweigleitungen (15) Jeweils unmittelbar vor den den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine (1) zugeordneten Einlaßventilen (7) in die Ansaugkanäl-e (6) einmündet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitungen (15) der Hilfseinblasevorrichtung (I4» 15) mit ihren Austrittsöffnungen (17) auf die in den Arbeitsräumen (5) der Brennkraftmaschine (1) angeordneten Zündkerzen (18) ausgerichtet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung der Hilfseinblasevorrichtung in der Ansaugleitung vor der Kraftstoffzumeßstelle angeordnet ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) der Hilfseinblasevorrichtung (I4, I5) in der Ansaugleitung (8) hinter der Kraftstoffzumeßstelle (9, 10) angeordnet ist.

Vorsitzender Vorstand: Ton' Sctimüdter, Vcrs>!7e^rd»r · Kail-Heinz Briam . Pror. Dr. techn. Errst FiaPo · Dr. jur. Peler Frerk

dej AufsicMjral! rir .,,'\"~··~»~~ - j.hhei . r--.-i~· .j·.·· . .->> . u...iu:!«<». " ■
5< Einrichtung naoh Anspruoh 4» daduroh gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) der Hilfseinblasevorrichtung (14, I5) an einer Stelle der Ansaugleitung (β) angeordnet ist, an der ein relativ armes Kraftstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung der Hilfseinblasevorrichtung vor der Drosselklappe angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) der Hilfseinblasevorrichtung (I4» 15) hinter der Drosselklappe (11) angeordnet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (16) der Hilfseinblasevorrichtung (I4» 15) im Windschatten der die Drosselklappe (11) betätigenden Welle (12) angeordnet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Eilfseinblasevorrichtung (14» 15) ein in die Ansaugleitung (δ) hineinragendes Ansaugleitungsstück (14) aufweist, das derart in Strömungsrichtung abgebogen ist, daß seine Ansaugöffnung (16) in die Rieh-

tung der Arbeitsmittelströmung ausgerichtet ist.