DE3343797C2

DE3343797C2 - Vorrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in den Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3343797C2
Application number: DE3343797A
Authority: DE
Inventors: Fredi 5630 Remscheid Pommer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-03
Filing date: 1983-12-03
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE3343797A1; JPS60233360A; ZA849205B

Abstract

Die Erfindung betrifft, wie die Fig. 5 zeigt, einen Mischer (17) und einen Regler (50) sowie einen Sekundärluft-Abgriff durch die Verbindungsleitung (24) zwischen Luftleitung (21) und Regler (50). Ziel der besonderen Bauart des Reglers durch einen Hohlsteg (10), der als Mischdüse ausgebildet ist, wobei ein mit Schlitzen versehenes Dreieckprofil angeordnet, und dessen Schrägflächen (13, 14) mit Schlitzen (11) versehen sind, ist eine beachtliche Einsparung von Kraftstoffen. Wesentliches Merkmal bei der Verwendung des Kraftstoffspargerätes ist der Abgriff der Sekundärluft aus der Zuluftleitung zum Kurbelgehäuse. Mit diesem Abgriff werden im Mischer (17) besonders wirkungsvolle Mischverhältnisse im Hinblick auf eine günstige Nachaufbereitung des Brennstoff-Luft-Gemisches erzielt.

Description

dieser, aus dem Kurbelgehäuse zugeführten Atmosphäre handelt es sich um öldämpfe, ölnebel, Ölpartikel, Kondenswasser usw., d. h. ein Gemisch, das mit nichtbrennbaren Partikeln angereichert ist Durch Zuführung dieses Gemisches in einem aufbereiteten Zustand über den Verteiler in den Ansaugkanal wird eine besonders wirksame Abmagerung des in die Brennkraftmaschine eingeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches und somit eine besonders große Reduzierung der im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen schädlichen Bestandteile (NO,, CO und CH) erreicht.

Die durch die Zuströmleitung und den Hohlsteg fließende Zusatzluft enthält somit weitaus trägere Öldämpfe, Ölpartikel usw., zu deren Vermischung mit dem Ansaugluftstrom es besonderer Maßnahmen bedarf. Hierzu wurde als Verteiler ein Hohlsteg geschaffen, der die schlitzförtnigen Ausströmöffnungen aufweist. Der Hohlsteg weist am Eingang eine Verengung auf, wodurch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Zusatzluft erreicht und sichergestellt wird, daß auch die mitgeführten trägeren Bestandteile einwandfrei aus den Ausströmöffnungen herausgeführt und mit dem Ansaugluftstrom vermischt werden. Durch die Ausbildung der Ausströmöffnungen als Schlitze ergibt sich die Möglichkeit einer gezielten Einleitung der Zusatzluft in den Ansaugluftstrom. Hierdurch wird eine besonders gute Verwirbelung, die für die mitgeführten trägeren Partikel unerläßlich ist, erreicht, wodurch eine einwandfreie Mischung sichergestellt wird.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-GM 66 06 241 verwiesen. Aus dieser Veröffentlichung ist eine Luftreinigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der zu Reinigungszwecken die im Kurbelwellengehäuse der Maschine entwickelten Dämpfe über eine Saugleitung in das Luftfilter geführt werden. Dabei zweigt ein Rohr von der Saugleitung ab und führt von dem Kurbelwellengehäuse ausgehende Dämpfe unmittelbar zu einem Saugverteiler unterhalb des Vergaser; der Brennkraftmaschine. Während des Betriebes der Maschine transportiert der im Saugverteiler aufgebaute Unterdruck die Gase vom Kurbelwellengehäuse zum Vergaser, von wo sie mit der eingeführten Luft den Zylindern zugeführt und verbrannt werden. Es erfolgt hierbei jedoch keine Vermischung der Dämpfe des Kurbelv-.ellengehäuses mit Zusatzluft, und die Einführung der Dämpfe in den Saugverteiler geschieht über keinen Verteiler der erfindungsgemäßen Art.

Zum Erfindungsgegenstand gehört ferner das speziell ausgebildete Regelorgan, das an die vom Ansaugkanal zum Zündverteiler führende Leitung angeschlossen ist und somit dv.rch Abgriff des Unterdruckes im Ansaugkanal den freien Querschnitt der Zuströmleitung für die Zusatzluft in Abhängigkeit von den jeweiligen Lastbedingungen (Leerlaur, Teillast, Vollast) steuert. Erfindungsgemäß läßt sich somit in bezug auf die jeweilige Lastbedingung eine optimale Menge an Zusatzluft dem Ansaugkanal zuführen. Darüber hinaus kann hierbei am Regelorgan eine Bypassregelung vorgesehen sein, über die der dem Zündverteiler zugeführte Unterdruck moduliert und somit eine Verstellung des Zündzeitpünktes erreicht werden kann.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein mit einem Hohlsteg versehenes Verteilerzwischenstück, Fig.2 einen Vertikalschnitt durch das Verteilerzwischenstück der Fig. 1,

F i g. 3 den in F i g. 1 gezeigten Hohlsteg in der Draufsicht,

ä F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch den Hohlsteg der Fig. 3,

F i g. 5 eine schematische Gesamtansicht der Vorrichtung,

F i g. 6 einen Schnitt durch ein Regelorgan, ίο F i g. 7 eine Seitenansicht des Regelorgans der F i g. 6 und

F i g. 8 einen weiteren Schnitt durch das Regelorgan. In den F i g. 1 —4 ist der als Hohlsteg 10 ausgebildete Verteiler dargestellt, der an einem Verteilerzwischenstück befestigt ist. Der Hohlsteg 10 ist im Bereich des Ansaugkanals mit schlitzförmigen Ausströmöffnungen 11 versehen. Besonders aus Fig.4 ist ersichtlich, daß der Hohlsteg 10 Schrägflächen 13, 14 aufweist, die miteinander einen Winkel bilden, wobei das gebildete Dreieck eine Halbrundbasis aufweist. Auf ;>.n Schrägflächen 13, 14 sind Schlitzgruppen vorgesehen, deren Schlitze winklig zueinander angeordnet sind (nicht gezeigt). Der Hohlsteg 10 bildet eine Mischkammer 18. Die Luftzuführung zum Hohlsteg 10 ist kurz vor der Mischkammer verengt, so daß sich an dieser Stelle eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit ergibt.

Anhand der F i g. 5 wird das Zusammenwirken der Mischkammer mit dem Luftfilter 20, dem Vergaser 30, einem Zündverteiler 40,42 und einem speziell ausgebildeten Regelorgan 50 für die Zusatzluft erläutert: Über das Luftfilter 20 wird die Luft angesaugt und die gefilterte Luft wird in den Vergaser 30 eingeführt, in dem eine übliche Drosselklappe 31 angeordnet ist. Das Luftfilter 20 ist zur Belüftung des Kurbelgehäuses 60 mit diesem über eine Rohrleitung 21 verbunden. Zwischen der Rohrleitung 21 und einer Zuströmleitung 22 für die Zusatzluft besteht eine Verbindung über eine Rohrleitung 24. Vom Vergaser 30 selbst führt eine Unterdr uckleitung 23 zum Reg Morgan 50 und mittels eines T-Stükkes c^;ne weitere Unterdruckleitung 41 zum Zündverteiler 40,42.

In der Leitung 21 herrscht beim Niedergang der Kolben der Brennkraftmaschine Unterdruck und beim Aufwärtsgang Überdruck. Dieser Vorgang wird nutzbar gemacht, um die Leitung 21 zur Entnahme von Zusatzluft anzuzapfen. Dies geschieht durch die Leitung 24, die eine direkte, im Querschnitt vergleichsweise engere Verbindungsleitung zwischen der Leitung 21 und der Zuströmleitung 22. die vom Luftfilter 20 zum Regelorgan 50 führt, bildet.

Das durch die Anordnung dieser Verbindungsleitung

24 gewonnene Ergebnis ist überraschend. Bei Testversuchen mit Fahrzeugen der Firma Citroen ergab sich eine Kraftstoffersparnis von durchschniul^:ch 15 bis 20%.

Es ergaben sich ferner Minderungen des Schadstoffausstoßes bei NO, um 30%, CH 45% und CO um 70%.

Der pulsierende '.uftstrom zwischen Kurbelgehäuse 60 und Rohrleitung 21 enthält öldämpfe in Form eines Nebels. Das erklärt auch die bekannte Erscheinung des Verölens von Teilen des Filters 20.

Dieser Niederschlag des ölnebels hört nach Installation der Verbindungsleitung 24 auf oder geht stark zurück. Das kann nur bedeuten, daß die Verbindungsleitung 24 beachtliche Teile des Ölnebels in die zum Regelorgan 50 führende Zuströmleitung 22 überführt. Von dort gelangt das so angereicherte und entstandene Luftgemisch in die Mischkammer 18. d. h. daß die Mischung

von erstaufbereitetem Vergaserkraftstoff mit einer Mischung von Reinluft aus dem Filter und ölnebelangereicherter Luft aus der Vcrbindungsleitung 24 ein hochaufbcreitetcs Kraftstoffgemisch entstehen läßt, das die Verbrennung günstiger ablaufen läßt. 5

Das Regelorgan 50 für die Zusatzluft weist, wie die Figurengruppe 6 bis 8 zeigt, eine Bypaßregelung 51, eine Leerlaufregelung 52, eine Druckregelung 53 für den Reglerkolben 55 und eine Zuleitung 54 zum Hohlsteg 10 auf. Der Kolben 55 ist als Gleitkolben mit einem inneren in Dreieckskörper 56 ausgebildet. Das Regelorgan hat eine Membrankammer 57. Die Membran 58 ist federbelastet.

Der Verteiler 17 und der Zündverteiler 40, 42 arbeiten so zusammen, daß im Lastbetrieb der Zündverteiler eine Zündzeitpunktverstellung in Richtung auf magere Einstellung erhält.

riif» A^rKiMtcvL^ici» des Verteilers !7 ist durch ssne Doppelwirkung nach zwei Seiten gekennzeichnet. Die beiden Strömungsflügel aus den Schlitzgruppen treffen auf das irn Ansaugkanal strömende Gas. So wird auf kleinstem Raum höchste Turbulenz erzeugt. Diese hohe Turbulenz macht die hier in Rede stehende Vorrichtung für die Aufbereitung von Gasen besonders geeignet. Offensichtlich ist es so. daß die bisherigen Mischkammern nach dem Stand der Technik keine ideale Vermischung von Gas und Luft mit sich bringen, so daß der Einsatz des Verteilers 17 beachtliche Verbesserungen nicht nur im Hinblick auf eine bessere Ausnutzung des Kraftstoffes, sondern auch im Hinblick auf eine beachtliehe Verminderung der Schadstoffe mit sich bringt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

60

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in den Ansaugkanal einer mit einem Vergaser, einem Luftfilter, einer Verbindungsleitung zwischen Luftfilter und Kurbelgehäuse und einer vom Ansaugkanal zum Zündverteiler führenden Leitung versehenen Brennkraftmaschine stromab der Drosselklappe mit einem im Ansaugkanal angeordneten rohrflanschartigen Verteilerzwischenstück, einer Zuströmleitung für die Zusatzluft, die an das Luftfilter angeschlossen und der ein Regelorgan für die Zusatzluft zugeordnet ist, und einem im Verteilerzwischenstück angeordneten und an die Zuströmleitung angeschlossenen Verteiler, der eine Vielzahl von in den Ansaugkanal mündenden schlitzförmigen Ausströmöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichne i . daß die Zuströmleitung (22) für die Zusatzluft zusätzlich an die Verbindungsleitung (21) zwischen Luftfilter (20) und Kurbelgehäuse (60) angeschlossen ist, daß das Regelorgan (50) mit der vom Ansaugkanal zum Zündverteiler (40) führenden Leitung (41) verbunden ist, daß der Verteiler ein Hohlsteg (10) ist, dessen Längsachse mit einem Durchmesser des Ansaugkanals zusammenfällt, und daß am Eingang des Hohlsteges (10) eine Verengung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS der Hohlsteg (10) zwei winklig zur Strömungsrichtung im Ansaugkanal angestellte Schrägflächen (13, 14) aufwe-.st, auf denen jeweils eine Reihe der schlitzföi migen Ausströmöffnungen (11) angeordnet ist, wobei die Ausströmöffnungen (11) auf beiden Schrägflächen (13, 14) in der Draufsieht schiefwinklig zur Hohlstegachse angestellt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Ausströmöffnungen (11) der einen Reihe mit den schlitzförmigen Ausströmöffnungen (11) der anderen Reihe einen Winkel bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlsteg (10) hälftig derart unterteilt ist, daß die eine Hälfte eine Schrägfläche (13) und die andere Hälfte eine weitere Schrägfläche (14) bildet.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Hohlsteges (10) mit der Achse der Drosselklappe (31) einen Winkel von 20° bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlsteg (10) eine die beiden Schrägflächen (13, 14) miteinander verbindende Halbrundbasis aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (50) eine durch eine Membran (58) begrenzte Steuerkammer (57), die mit der vom Ansaugkanal zum Zündverteiler (40) führenden Leitung (4i) in Verbindung steht, und einen mit der Membran (58) verbundenen, den Querschnitt der Zuströmleitung (22) variierenden Reglerkolben (55) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (50) eine Bypassregelung(51),eine Leerlaufregelung(52)und eine Druckregelung (53) für den Reglerkolben (55) aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in den Ansiugkanal einer mit einem Vergaser, einem Luftfilter, einer Verbindungsleitung zwischen Luftfilter und Kurbelgehäuse und einer vom Ansaugkanal zum Zündverteiler führenden Leitung versehenen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung zum Zuführen von Zusatzlmi in den Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 23 61 505 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist in einem Verteilerzwischenstück ein Hohlsteg vorhanden, der eine Reihe von kreisförmigen Bohrungen als Ausströmöffnungen für die Zusatzluft aufweist. Als Zusatzluft findet hierbei Außenluft Verwendung, die über zwei ein Regelorgan darstellende Kugelventile dem Hohlsteg zugeführt wird. Diese Kugelventile werden durch den Luftdruck der angesaugter. Zusatzluft aus ihrer Schließstellung herausbewegi und geben so den Luftdurchtrittsquerschnitt mehr oder weniger frei. Das erste Kugelventil öffnet sich beim. Anlauf der Brennkraftmaschine mit einer geringen Verzögerung, während sich das zweite Kugelventil zusätzlich beim Erreichen einer Motordrehzahl von etwa 2000 UpM öffnet Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Steuerungsmöglichkeiten der einzuführenden Zusatzluft unzureichend sird und daß nur eine unzureichende Verwirbelung der Zusatzluft mit dem im Ansaugkanal befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisch erreicht wird.

Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-OS 23 21 065 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Zuströmleitung an das Luftfilter der Brennkraftmaschine angeschlossen, so daß gefilterte Umluft sowie die gefilterten öldämpfe aus dem Kurbelgehäuse als Zuatzluft Verwendung finden. Der Verteiler ist bei dieser Ausführungsform als Ringdüse ausgebildet, an deren Innenseite sich schräggestellte schlitzförmige Ausströmöffnungen befinden. Das Regelorgan für ,Hie Zusatzluft wird hierbei durch eine mechanische Steuerung gebildet, die in Verbindung mit der Drosselklappe und dem Gaspedal steht Auch diese bekannte Vorrichtung weist nur eine unzureichende Steuerungs- bzw. Regelungsmöglichkeit der Zusatzluft in bezug auf die tatsächlichen Lastzustände der Brennkraftmaschine auf und ist in bezug auf die erreichte Vermischung und Verwirbelung der Zusatzluft verbesserungswürdig.

Es kommt nämlich bei derartigen Vorrichtungen darauf an, durch die Einführung von Zusatzluft in den Ansaugkanal ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch sowie eine bessere Verteilung dieses Gemisches in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zu erreichen. Hierdurch kann der Anteil der Schadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine reduziert und Kraftstoff gespart werden.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schadstoffreduzierung und Kraftstoffersparnis noch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird als Zusatzluft nicht reine Außenluft bzw. ein gefiltertes Gemisch aus Außenluft und der aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine stammenden Atmosphäre verwendet, sondern die aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine stammende Atmosphäre wird direkt in die Zuströmleitung für die Zusatzluft eingeführt. Bei