DE3142885A1 - Mixture-forming system for internal combustion engines - Google Patents

Mixture-forming system for internal combustion engines

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DE3142885A1 DE19813142885 DE3142885A DE3142885A1 DE 3142885 A1 DE3142885 A1 DE 3142885A1 DE 19813142885 DE19813142885 DE 19813142885 DE 3142885 A DE3142885 A DE 3142885A DE 3142885 A1 DE3142885 A1 DE 3142885A1
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Abstract

The invention relates to a mixture-forming system for internal combustion engines with an air feed line, which feeds combustion air to the point or points of fuel injection and/or mixture formation and to combustion chambers of the internal combustion engine and has devices for producing a rotary movement of at least a partial flow of the combustion air. In order to improve and perform by simpler means the mixture formation and/or the fuel combustion process, it is proposed that a plurality, but at least three separate guide devices be arranged in series in the direction of flow in the air feed line, which in addition to the direction of flow impart a rotary movement to all the combustion air or the fuel-air mixture.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gemischbildungssystem für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Luftzuführungsleitung, die Verbrennungsluft zur Stelle bzw. zu Stellen der Kraftstoffeinspritzung und/oder Gemischbildung sowie zu Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine führt und Einrichtungen zur Erzeugung einer Drehbewegung zumindest eines Teilluftstromes der Verbrennungsluft aufweist.The invention relates to a mixture formation system for internal combustion engines with an air supply line, the combustion air at the point or at points of the fuel injection and / or mixture formation and combustion chambers of the internal combustion engine leads and has devices for generating a rotary movement of at least a partial air flow of the combustion air.

Durch die DE-OS 28 03 533 ist ein Gemischbildungssystem bekannt geworden, bei dem die Luftzuführungsleitung je Brennraum der Verbrennungskraftmaschine in zwei Kanäle aufgeteilt ist. Der eine Kanal weist dabei vor Eintritt in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine einen schneckenförmigen Verlauf auf, durch den dem diesen Kanal durchströmenden Teilluftstrom eine Drehbewegung erteilt wird. Der zweite Kanal führt möglichst geradlinig in den Brennraum, so daß dem diesen Kanal durchströmenden Teilluftstrom keine Drehbewegung erteilt wird. Diese Einzelkanäle schließen sich an eine Luftzuführungsleitung an, und sie sind dort über einen Klappenmechanismus so gesteuert, daß in Abhängigkeit bestimmter Kenngrößen die Verbrennungsluft entweder durch den einen Kanal oder durch den anderen Kanal strömen kann. Dieses Gemischbildungssystem ist wegen der doppelten Kanalführung und des Klappenmechanismus sehr aufwendig, zumal eine solche Drallerzeugungseinrichtung jedem Brennraum zugeordnet werden muß.From DE-OS 28 03 533 a mixture formation system has become known in which the air supply line per combustion chamber of the internal combustion engine is divided into two channels. One of the channels points in front of the entry into the combustion chambers of the internal combustion engine a helical course, through which the partial air flow flowing through this channel is given a rotary motion. The second channel leads as straight as possible into the combustion chamber, so that the partial air stream flowing through this channel does not rotate is granted. These individual channels are connected to an air supply line, and they are there via a flap mechanism controlled that, depending on certain parameters, the combustion air either through the one channel or through the other channel can flow. This mixture formation system is very good because of the double ducting and the flap mechanism expensive, especially since such a swirl generating device must be assigned to each combustion chamber.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Gemischbildungssystem für Verbrennungskraftmaschinen so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln eine bessere Verbrennung bzw. Gemischaufbereitung erfolgt. Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß in der Luftzuführungsleitung mehrere, mindestens jedoch drei, in Strömungsrichtung hintereinander und voneinander unabhängige Leiteinrichtungen angeordnet sind, die der gesamten Verbrennungsluft bzw« dem Kraftstoff— Luftgemisch zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung er-" teilen.The object of the present invention is to improve a mixture formation system for internal combustion engines so that with simple Means a better combustion or mixture preparation takes place. The object of the invention is achieved in that in the air supply line several, but at least three, arranged one behind the other in the flow direction and independent of one another guide devices are that of the entire combustion air or «the fuel" Air mixture in addition to the direction of flow a rotary movement share.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen, die für den üblichen Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, es nicht ausreicht, wenn an einer Stelle eine Drehbewegung erzeugt wird, sondern daß es vorteilhaft ist, wenn dies an mehreren Stellen, vorzugsweise gleichsinnig, erfolgt. Weiter hat es sich gezeigt, daß es von besonderem Vorteil ist, wenn nicht nur einem Teil, sondern der gesamten Verbrennungsluft diese Drehbewegung erteilt wird, so daß der bauliche Aufwand und die erforderliche Steuerung für mehrere Kanäle und die Aufteilung der Verbrennungsluft in Teilluftströme entfallen kann. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine erhebliche Kraftstoffeinsparung bzw. Leistungssteigerung erreicht, wobei gleichzeitig der CO-Gehalt im Abgas verringert wird.It has been shown that especially in internal combustion engines, intended for normal driving in motor vehicles are, it is not sufficient if a rotary movement is generated at one point, but that it is advantageous if this is done at several Places, preferably in the same direction, takes place. It has also been shown that it is of particular advantage if not only a part but the entire combustion air is given this rotary motion so that the structural effort and the necessary control for several channels and the division of the combustion air into partial air flows can be omitted. This configuration according to the invention achieves a considerable saving in fuel or an increase in performance, with the CO content in the exhaust gas being reduced at the same time will.

Vorteilhaft ist es, wenn bereits an der Stelle des Eintritts der Verbrennungsluft in die Luftzuführungsleitung eine Leiteinrichtung vorgesehen ist, die der Verbrennungsluft zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilt. It is advantageous if a guide device is provided at the point where the combustion air enters the air supply line is provided, which gives the combustion air a rotary motion in addition to the direction of flow.

Eine Gruppe von Leiteinrichtungen ist dabei in vorteilhafter Weise an den Verzweigungsstellen der Luftzuführungsleitungen zu den einzelnen Gemischbildungsstellen und/oder Verbrennungsräumen vorgesehen. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei Verbrennungskraftmaschinen mit Gemischaufbereitung durch Vergaser sowohl die LufttrichterA group of guiding devices is advantageous here at the branch points of the air supply lines to the individual Mixture formation points and / or combustion chambers provided. It is also advantageous if in internal combustion engines with mixture preparation by carburetor as well as the air funnel

der Vergaser mit Leiteinrichtungen versehen sind als auch in kurzem Abstand hinter dem Vergaser bzw. den Vergasern Leiteinrichtungen zur Erzeugung einer Drehbewegung eingebaut sind. Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung von erfindungsgemäßen Leiteinrichtungen vor Eintritt der Verbrennungsluft in die Luftzuführungsleitungen, im Vergaser, hinter dem Vergaser und an den Verzweigungsstellen der Luftzuführungsleitung insgesamt und in ihrer besonderen Anordnung eine sehr gute Verbesserung der Gemischaufbereitung ergeben, wobei durch die Drehbewegung der gesamten Verbrennungsluft entlang der Luftzuführungsleitungen ungünstige rückwirkende Pulsationswirkungen vermieden werden, so daß eine gute Füllung in dem für Kraftfahrzeuge wichtigen Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine erreicht wird.the carburetor are provided with guiding devices as well as in a short time Distance behind the carburetor or the carburetors guide devices for generating a rotary movement are installed. It has shown, that the arrangement of guide devices according to the invention before entry the combustion air in the air supply lines, in the carburettor, behind the carburetor and at the branch points of the air supply line overall and in their special arrangement result in a very good improvement in the mixture preparation, whereby through the rotary movement of the entire combustion air along the air supply lines unfavorable retroactive pulsation effects are avoided, so that a good filling in the for motor vehicles important speed range of the internal combustion engine is reached.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es auch vorteilhaft sein, daß bei Vergasermotoren die Leiteinrichtungen innerhalb des Strömungsquerschnitts des Vergasers derart angeordnet sind, daß sich ihre Anfangskanten in Höhe des Austritts der Hauptdüse des Vergasers befinden.According to a further preferred embodiment of the invention, can It can also be advantageous that, in the case of carburetor engines, the guide devices are within the flow cross-section of the carburetor are arranged so that their starting edges are at the level of the outlet of the main nozzle of the carburetor.

Weiterhin wurde festgestellt, daß im engen Zusammenhang mit den Leiteinrichtungen auch ein bogenförmiger Einschnitt in der Drosselklappe eines Vergasers im Bereich der Leerlaufdüse besondere Vorteile bringt; dadurch wird bei einer Luftzuführungsleitung mit den erfindungsgemäßen Leiteinrichtungen eine stabile Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine erreicht. Vorzugsweise hat der bogenförmige Einschnitt eine Kreiskontur, dessen Durchmesser etwa ein Fünftel des Durchmessers des Strömungsquerschnitts an der Drosselklappe beträgt.It was also found that in close connection with the Baffles also include an arcuate cut in the throttle valve a carburetor in the area of the idle nozzle brings particular advantages; as a result, with an air supply line the guide devices according to the invention a stable Reached idle speed of the internal combustion engine. The arcuate incision preferably has a circular contour, the diameter of which is approximately one fifth of the diameter of the Flow cross-section on the throttle valve.

Die Wirkung der Leiteinrichtung wird weiter dadurch verbessert, daß diese in düsenartigen Verengungen nach Art einer Venturidüse eingebaut sind, da in diesen Bereichen die Axialströmung durch die Luftzuführungsleitung am größten ist und daher in diesem Bereich in vor—The effect of the guide device is further improved in that these are installed in nozzle-like constrictions in the manner of a Venturi nozzle, since in these areas the axial flow through the air supply line is the largest and therefore in this area in

teilhafter Weise eine wirksame Umlenkung erfolgen kann. Die Leiteinrichtungen können als räumlich ebene Schaufeln ausgebildet sein und mit dem Düsenkörper eine Baueinheit bilden, die auch in vorhandenen Luftzufuhrungsleitungen von im Einsatz befindlichen Verbrennungskraftmaschinen nachträglich eingebaut werden können. Die Schaufeln haben dabei in vorteilhafter Weise einen Anstellwinkel von 35 «an effective deflection can take place in a beneficial way. The control facilities can be designed as spatially flat blades and form a structural unit with the nozzle body, which also exist in existing Air supply lines from internal combustion engines in use can be retrofitted. The shovels advantageously have an angle of attack of 35 "

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichungen verwiesen, in denen eine Luftzuführungsleitung einer Verbrennungskraftmaschine mit den erfindungsgemäßen Leiteinrichtungen dargestellt ist. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the drawings, in which an air supply line of an internal combustion engine is shown with the guide devices according to the invention. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Luftzuführungsleitung mit Teilschnitten im Bereich des Vergasers und des Luftfiltereinlaufs,1 shows a side view of an air supply line with partial sections in the area of the carburetor and the air filter inlet,

Fig. 2 einen Schnitt durch die LuftzufUhrungsleitung gemäß Figo 1 nach der Linie II - II,FIG. 2 shows a section through the air supply line according to FIG after line II - II,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung mit Düse und3 shows a section through a guide device according to the invention Nozzle and

Fig. 4 und 5 Ansichten der Leiteinrichtungsdüse gemäß Fig. 3 in den Richtungen X und Y.4 and 5 are views of the guide nozzle according to FIG. 3 in FIGS Directions X and Y.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 allgemein eine Luftzuführungsleitung bezeichnet, die sich entsprechend der Zylinderzahl (im vorliegenden Fall vier Zylinder) auf insgesamt vier Luftzuführungsleitungen aufteilt. Mit 2 ist ein üblicher, nicht näher dargestellter, Luftfilter bezeichnet, in dessen Einlauf 3 eine Leiteinrichtung 4 eingebaut ist. Im Anschluß an den Luftfilter 2 ist ein mit 5 bezeichneter Vergaser vorhanden, dessen Luftdüse 6 ebenfalls mit einer Leiteinrichtung 4 ausgestattet ist. Die Luftklappe 7 des Vergasers 5 hat dabei einen bogenförmigen Einschnitt 8 im Bereich der Leerlaufdüse 9« Der bogenförmige Einschnitt 8 hat vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 8 bis 12 mm je nach Größe des Vergasers, wobei die Fläche des Einschnitts vorzugsweise kleiner als die Hälfte eines Kreises mit dem genannten Durchmesser ist.In Figs. 1 and 2, 1 is generally an air supply line referred to, which is divided into a total of four air supply lines according to the number of cylinders (in this case four cylinders). 2 with a conventional, not shown, air filter is designated, in the inlet 3 of which a guide device 4 is installed is. Following the air filter 2 is a designated 5 carburetor, the air nozzle 6 also with a guide device 4 is equipped. The air flap 7 of the carburetor 5 has an arcuate incision 8 in the area of the idle nozzle 9 «The arcuate incision 8 preferably has a diameter of about 8 to 12 mm depending on the size of the carburetor, the area of the Incision is preferably smaller than half of a circle with said diameter.

Wie Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, ist im Anschluß an den Vergaser 5 eine weitere Leiteinrichtung 4 vorgesehen. Zusätzlich zu diesen Leiteinrichtungen ist, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, auch vor der Verteilung der Luftzuführungsleitung zu den einzelnen Zylindern wieder je eine Leiteinrichtung 4 eingebaut.As can also be seen in FIG. 1, the carburetor is connected to it 5 a further guide device 4 is provided. In addition to these guide devices, as can be seen from FIG. 2, also before the Distribution of the air supply line to the individual cylinders again one guide device 4 each installed.

Wie aus den Fig. 3 bis 5 hervorgeht, besteht eine Leiteinrichtung 4 in vorteilhafter Weise aus einem Düsenkörper 10 und aus ebenen FLügeln 11, die in den Düsenkörper 10 eingesetzt sind. Jeder Düsenkörper weist vorzugsweise drei ebene Flügel 11 auf, die um 120 versetzt eingebaut sind. Die Schrägstellung der ebenen Flügel 11 beträgt in vorteilhafter Weise etwa 35 zur Strömungslängsrichtung bzw. zur Längsrichtung des Düsenkörpers 10. Die Leiteinrichtung muß dem jeweiligen Luftdurchsatz der Verbrennungskraftmaschine und dem jeweiligen Luftdurchsatz an den verschiedenen Stellen der Luftzuführungsleitung angepaßt sein. Eine Leiteinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine von etwa 1 600 ecm im Bereich des Vergasers und des Einlaufe des Lufttrichters hat folgende Düsenkörpermaße: Länge 80 mm, Durchmesser außen 60 mm, Durchmesser an der engsten Düseneinschnürung 30 mm, Abstand der Düseneinschnürung vom oberen Rand 15 mm und Radius der Düseneinschnürung 8 mm.As can be seen from FIGS. 3 to 5, there is a guide device 4 advantageously from a nozzle body 10 and from flat vanes 11 which are inserted into the nozzle body 10. Any nozzle body preferably has three flat wings 11 which are installed offset by 120. The inclination of the flat wings 11 is advantageously about 35 to the longitudinal direction of the flow or to the longitudinal direction of the nozzle body 10. The guide device must the respective air throughput of the internal combustion engine and the respective air throughput at the different points of the air supply line be adjusted. A control device for an internal combustion engine of about 1,600 ecm in the area of the carburetor and the inlet of the air funnel has the following nozzle body dimensions: Length 80 mm, outside diameter 60 mm, diameter at the narrowest nozzle constriction 30 mm, distance of the nozzle constriction from the upper edge 15 mm and radius of the nozzle constriction 8 mm.

Claims (14)

Gemischbildungssystem für Verbrennungskraftmaschinen AnsprücheMixture formation system for internal combustion engines Expectations j 1.1 Gemischbildungssystem für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Luftzuführungsleitung, die Verbrennungsluft zur Stelle bzw. zu Stellen der Kraftstoffeinspritzung und/oder Gemischbildung sowie zu Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine führt und Einrichtungen zur Erzeugung einer Drehbewegung zumindest eines Teilluftstromes der Verbrennungsluft aufweist, j 1.1 Mixture formation system for internal combustion engines with an air supply line that leads combustion air to the point or points of fuel injection and / or mixture formation as well as to combustion chambers of the internal combustion engine and has devices for generating a rotary movement of at least a partial air flow of the combustion air, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftzuführungsleitung mehrere, mindestens jedoch drei, in Strömungsrichtung hintereinander und voneinander unabhängige Leiteinrichtungen angeordnet sind, die der gesamten Verbrennungsluft bzw. dem Kraftstoff-Luftgemisch zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilen·characterized in that several, however, at least three guide devices that are independent of one another and one behind the other in the direction of flow are arranged, which additionally supply the entire combustion air or the fuel-air mixture give a rotary motion to the direction of flow 2. Gemischbildungssystem nach Anspruch 1,2. mixture formation system according to claim 1, gekennzeichnet durch Leiteinrichtungen, die der gesamten Verbrennungsluft bereits bei Eintritt in die Luftzuführungsleitung zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilen.characterized by guiding devices that add to the entire combustion air as soon as it enters the air supply line give a rotary movement to the direction of flow. 3. Gemischbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verzweigungsstellen der Luftzuführungsleitungen zu den einzelnen Gemischbildungsstellen und/oder Verbrennungsräumen Leiteinrichtungen angeordnet sind, die der gesamten Verbrennungsluft bzw. dem Kraftstoff-Luftgemisch zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilen.3. Mixture formation system according to claim 1 or 2, characterized in that at the branch points of the air supply lines to the individual mixture formation points and / or Combustion chambers guide devices are arranged that the entire combustion air or the fuel-air mixture in addition to Rotate the direction of flow. 3U28853U2885 4. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 1-3,4. Mixture formation system according to one of claims 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vergasermotoren in kurzem Abstand in Strömungsrichtung nach dem Vergaser Leiteinrichtungen angeordnet sind, die dem gesamten Kraftstoff-Luftgemisch zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilen.characterized in that in carburetor engines in a short distance Direction of flow after the carburetor guide devices are arranged, which the entire fuel-air mixture in addition to the direction of flow give a rotary motion. 5. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vergasermotoren die Leiteinrichtungen innerhalb des Strömungsquerschnitts des Vergasers derart angeordnet sind, daß sich ihre Anfangskanten in Höhe des Austritts der Hauptdüse des Vergasers befinden.5. mixture formation system according to any one of claims 1-3, characterized in that the carburetor engines Guide devices are arranged within the flow cross-section of the carburetor such that their starting edges are at the level of the The outlet of the main jet of the carburetor. 6. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vergasermotoren die Hauptdüse des Vergasers von Leiteinrichtungen umgeben ist, die der gesamten Verbrennungsluft bzw. dem Kraftstoff-Luftgemisch zusätzlich zur Strömungsrichtung eine Drehbewegung erteilen, und die Drosselklappe an der Seite des Austritts der Leerlaufdüse einen bogenförmigen Einschnitt von im Vergleich zur Außenkontur der Drosselklappe kleinem Durchmesser aufweist.6. mixture formation system according to any one of claims 1-5, characterized in that the main nozzle of the carburetor engines Carburetor is surrounded by guide devices that control the entire combustion air or the fuel-air mixture in addition to the direction of flow give a rotary movement, and the throttle valve on the side of the outlet of the idle jet an arcuate incision has a small diameter compared to the outer contour of the throttle valve. 7. Gemischbildungssystem nach Anspruch 6,7. mixture formation system according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Einschnitt eine Kreiskontur hat, dessen Durchmesser etwa ein Fünftel des Durchmessers des Strömungsquerschnitts an der Drosselklappe beträgt.characterized in that the arcuate incision has a circular contour, the diameter of which is about one fifth of the Diameter of the flow cross-section at the throttle valve. 8. Gemischbildungssystem nach Anspruch 6,8. mixture formation system according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des bogenförmigen Einschnitts zwischen etwa 8 bis 12 mm beträgt·characterized in that the diameter of the arcuate cut is between about 8 to 12 mm 9. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des bogenförmigen Einschnitts kleiner als die Hälfte eines Kreises mit dem angegebenen Durchmesser ist.9. mixture formation system according to one of claims 7 or 8, characterized in that the surface of the arcuate incision smaller than half of a circle with the specified diameter is. 3Ί428853Ί42885 10. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 9S dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen Querschnitten der Luftzuführungsleitung bzw. des Vergasers, in denen sich Leiteinrichtungen befinden, düsenartige Verengungen ausgebildet sind ο10. Mixture formation system according to one of claims 1 - 9 S, characterized in that nozzle-like constrictions are formed ο in those cross sections of the air supply line or of the carburetor in which there are guide devices 11. Gemischbildungssystem nach Anspruch 10,11. Mixture formation system according to claim 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen räumlich eben sind und in Aussparungen eines oder mehrerer düsenartiger Verengungen eingesetzt sind.characterized in that the guide devices are spatially flat and are used in recesses of one or more nozzle-like constrictions. 12. Gemischbildungssystem nach Anspruch 11,12. Mixture formation system according to claim 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einer düsenartigen Verengung wenigstens drei räumlich ebene Leiteinrichtungen eingesetzt sind»characterized in that at least three spatially flat guide devices are used in a nozzle-like constriction » 13. Gemischbildungssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die düsenartigen Verengungen als Düsenkörper ausgebildet sind und mit den Leiteinrichtungen eine Baueinheit bilden.13. Mixture formation system according to claim 11 or 12, characterized in that the nozzle-like constrictions as Nozzle bodies are formed and form a structural unit with the guide devices. 14. Gemischbildungssystem nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Leiteinrichtungen mit der Strömungsachse einen Winkel von etwa 35 einschließen.14. Mixture formation system according to one of claims 11-13, characterized in that the flat guide devices with the Enclose an angle of about 35 flow axis.
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