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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Kraftstoffversorgungssystem für einen Brennkraftmotor unter Benutzung eines
Ultraschallzerstäubers zum Mischen von Kraftstoff mit Luft. Das
System kann auf einen Funkenzündungsmotor angewendet werden,
wo es das durch einen Kraftstoff-Einspritzventil und mehrere
Zylinder erzeugte Kraftstoff/Luft-Gemisch verteilt, oder bei
einem Motor, der bei niedriger Temperatur schwierig zu
entzündenden Kraftstoff verwendet (wie Alkohol oder Kerosin)
und bei dem der Kraftstoff und die Luft durch einen
Ultraschallzerstäuber gemischt wird, um den Flüssig-Kraftstoff zu
zerstäuben.
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Ein System zum Zuliefern eines Kraftstoff/Luft-Gemisches für
Motoren ist bekannt, bei dem ein Ultraschallzerstäuber an
dem Einlaßrohr des Brennkraftmotors vorgesehen ist, und
Kraftstoff zerstäubt und mit der Einlaßluft gemischt wird.
Beispielsweise ist in JP-A-53-140416 vorgeschlagen, ein
Kraftstoff-Versorgungssystem und einen ringförmigen
Ultraschall-Oszillator in den Einlaßrohr-Durchlaß einzusetzen und
das Mischen von durch den ringförmigen
Ultraschall-Oszillator erhaltenen zerstäubten Kraftstoff mit der Einlaßluft zu
fördern.
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Bei dem genannten herkömmlichen System ist jedoch das
Kraftstoff-Versorgungssystem dicht an dem Motor in das Einlaßrohr
eingepaßt. Dementsprechend ist der Luftstrom nicht stabil
und die Einlaßluft und der zerstäubte Kraftstoff mischen
sich nicht gut und es wird oft Kraftstoff als ein Film an
der Rohrwand abgeschieden. In einem solchen Fall wird,
insbesondere bei einer Hochleistungsmaschine, die
Übertragungsgeschwindigkeit des Kraftstoff/Luft-Gemischs während des
Anlassens des Motors bei niedriger Außenluft-Temperatur und
zur Anlaßzeit bei rascher Beschleunigung von niederer
Drehzahl aus vermindert und die gewünschte Leistung kann so
nicht erreicht werden. Da ein ringförmiger
Ultraschall-Oszillator benutzt wird, wird Kraftstoff in den Knotenbereichen
der Schwingung nicht zerstäubt. So fällt der angehaltene
Kraftstoff aus und die Treibstoffversorgung wird instabil.
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Andererseits ist ein Ultraschallzerstäuber nach Fig. 16 als
Zerstäuber zum Zerstäuben von flüssigem Kraftstoff bekannt.
Er besteht aus einem Zylinder 101, einem Düsenkörper 102,
einem Oszillatorhorn 103 und einem elektroakustischen
Wandler 104. Ein Kraftstoff-Versorgungsdurchlaß 105 ist in dem
Zylinder 101 ausgebildet, und eine mit dem
Kraftstoff-Versorgungsdurchlaß 105 in Verbindung stehende Einspritzöffnung
106 ist an dem Düsenkörper 102 ausgebildet. Eine Vielzahl
von Einspritzbohrungen 106 ist um den Düsenkörper 102
ausgebildet und der von den Einspritzbohrungen 106 eingespritzte
Kraftstoff wird dem vibrierenden Oszillatorhorn 103
zugeführt und so zerstäubt.
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Bei diesem üblichen Ultraschallzerstäuber-Typ wird jedoch
die zerstäubte Menge bestimmt durch die von den
Einspritzbohrungen 106 zugeführte Kraftstoffmenge; deswegen kann das
Zerstäubungsmengenverhältnis (das Verhältnis der maximalen zu
der minimalen zerstäubten Menge) nicht vergrößert werden. Da
es auch schwierig ist, den Kraftstoff gleichmäßig in eine
Vielzahl von seitlich nebeneinander angeordneten
Einspritzbohrungen 106 zu verteilen, wird der Kraftstoff
ungleichmäßig zerstäubt. Weiter ist es schwierig, die Anzahl der
Einspritzbohrungen 106 zu erhöhen, um den Kraftstoff
gleichmäßiger zu verteilen. Auch können sich erhöhte
Fertigungskosten ergeben, weil die Einspritzbohrungen 106 schwierig
herzustellen sind. Da das Oszillatorhorn 103 die Form eines
Horns besitzt, dessen Außendurchmesser zum Ende hin zunimmt,
wird der Zerstäubungswinkel des zerstäubten Kraftstoffs
größer, wenn das Horn an einem Motor installiert ist, und
der zerstäubte Kraftstoff lagert sich an der Innenwand des
EInlaßrohrs ab.
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EP-A-0 202 381 beschreibt ein Kraftstoff-Versorgungssystem
für einen Brennkraftmotor entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, welches System enthält eine
Ultraschall-Einspritzdüse mit einer Kraftstoffeinlaßöffnung, einem
zentralen in der Zentralbohrung der Düse angebrachten Vibrator
(der durch einen Ultraschalloszillator beaufschlagt wird),
wobei sich das Ende des Vibrators ein wenig über das Gehäuse
hinaus erstreckt und einen geneigten Abschnitt besitzen
kann, der mit einem zylindrischen Ende mit einem
verringerten Durchmesser endet (s. dort Fig. 2). Kraftstoff von einer
oder mehreren Einspritzbohrung(en) wird der Oberfläche des
Vibrators gerade über diesem vibrierenden Ende zugeliefert,
wo er zerstäubt und nach außen in den Motor hinein
eingespritzt wird.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
angemessenen Zerstäubungswinkel aufrecht zu erhalten, ohne Rücksicht
auf die zugeführte Kraftstoffmenge, durch Verbessern der
Form der Oszillatorspitze des Ultraschallzerstäubers, und
auch ein gleichmäßiges Sprühen über den gesamten Umfang mit
einem höheren Zerstäubungsmengenverhältnis zu erreichen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein
Kraftstoff-Versorgungssystem für einen Brennkraftmotor zu schaffen,
welches einen Ultraschallzerstäuber umfaßt, durch welchen es
möglich ist, bei niedriger Außenluft-Temperatur die
Anlaßzeit zu verkürzen, und das Verbrennungsverhalten und die
Abgas-Eigenschaften bei einem funkengezündeten Motor bei
Benutzung eines Kraftstoffs, der bei niedriger Temperatur
schwierig zu entzünden ist, zu verbessern.
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Entsprechend dieser Erfindung schaffen wir ein Kraftstoff-
Zuführsystem für einen Brennkraftmotor, der mit einem
Kraftstoff-Einspritzventil
und einem Ultraschallzerstäuber am
Saugrohr des Motors ausgerüstet ist, wobei der
Ultraschallzerstäuber umfaßt:
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einen Oszillatorteil, der durch ein Ultraschall-Vibration-
Erzeugungsmittel in Ultraschall-Vibration versetzt werden
kann,
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einen an dem Außenumfang des Oszillatorteils vorgesehenen
Innenzylinder, einen an den Innenzylinder angelegten und daran
befestigten Außenzylinder, der einen ringförmigen
Kraftstoff-Versorgungsdurchlaß zwischen sich und dem
Innenzylinder bildet, wobei an dem Außenzylinder eine
Kraftstoff-Zuführöffnung ausgebildet ist und an dem Innenzylinder eine
Umfangsnut ausgebildet ist, die mit der
Kraftstoff-Versorgungsöffnung in Verbindung steht; die Spitzen des Innenzylinders
und des Außenzylinders eine sich verjüngende Form besitzen,
so daß ein ringförmiger Durchlaß, ein geneigter Durchlaß und
eine Öffnung zwischen dem Außenumfang der Spitze des
Innenzylinders und dem Innenumfang des Außenzylinders gebildet
sind, und weiter mit einem geneigten Abschnitt, der an der
Spitze des Oszillatorteils ausgebildet ist, und einem
Abschnitt mit reduziertem Durchmesser, der an der Spitze des
geneigten Abschnitts ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öf fnung des
Kraftstoff-Versorgungsdurchlasses so angeordnet ist, daß sie den
Kraftstoff auf den geneigten Abschnitt richtet.
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Die Erfindung erstreckt sich auf einen Brennkraftmotor, der
fähig ist, Alkohol oder Kerosin zu verbrennen und mit einem
Kraftstoff-Versorgungssystem der genannten Art versehen ist.
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Durch diese Erfindung ist es möglich, einen angemessenen
Zerstäubungswinkel ohne Rücksicht Kraftstoffversorgungsmenge
aufrecht zu erhalten durch Verbessern der Form der Spitze
des Oszillatorteils des Ultraschallzerstäubers, und den
Treibstoff in den Zylinder einzuführen, ohne daß sich
Treibstoff an der Innenwand des Einlaßrohrs abscheitet. Da auch
das Zerstäubungsmengenverhältnis vergrößert werden und sogar
Umfangszerstäubung erreicht werden kann, ist es möglich, den
Ultraschallzerstäuber im Normalbetrieb mit einem erhöhten
Zerstäuberfluß zu benutzen und den Aufbau zu vereinfachen,
da kein Vergaser mehr nötig ist.
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In den beigefügten Zeichnungen ist:
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Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung, die eine erste
Ausführung eines Ultraschallzerstäubers für
ein System nach dieser Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung nach der Linie
II-II der Fig. 1.
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Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 vergrößerte Teilansichten, die die
Form der Zerstäuberebene des Oszillatorteils
zeigen;
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Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung einer ersten
Ausführung des Kraftstoff-Versorgungssystems
nach dieser Erfindung für einen
Brennkraftmotor;
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Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten
Ausführung des Kraftstoff-Versorgungssystems
nach dieser Erfindung für einen
Brennkraftmotor;
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Fig. 10, 11 und 12 Schaubilder zur Erläuterung der
Versuchsergebnisse mit dem
Kraftstoff-Versorgungssystem nach Fig. 9;
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Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren
Ausführung eines Ultraschallzerstäubers zur
Verwendung nach dieser Erfindung;
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Fig. 14 eine Draufsicht auf die Umfangsnut längs
Linie X-X der Fig. 13;
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Fig. 15 Darstellungen weiterer Ausführungen eines
Ultraschallzerstäubers zur Verwendung bei
dieser Erfindung mit jeweiligen Draufsichten
auf die Umfangsnut nach Linie X-X der Fig.
13; und
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Fig. 16 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Typs eines Ultraschallzerstäubers.
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Nachfolgend werden die Ausführungen dieser Erfindung anhand
der Zeichnungen beschrieben.
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In Fig. 1 und Fig. 2 umfaßt der Ultraschallzerstäuber 1 ein
Oszillatorteil 10 mit einem Grundteil 2, einem Schacht 3 und
einem Zerstäuberbereich 4. Ein Innenzylinder 5 ist am
Außenumfang des Oszillatorteils 10 vorgesehen. Am Außenumfang der
Spitze 5a des Innenzylinders 5 ist ein Außenzylinder 6 mit
einem Innendurchmesser, der ein wenig größer als der
Außendurchmesser der Spitze 5a ist, angelegt und befestigt, und
ein Kraftstoffdurchlaß 9 ist zwischen der Spitze 5a des
Innenzylinders 5 und dem Außenzylinder 6 gebildet. Die Spitzen
des Innenzylinders 5 und des Außenzylinders 6 sind in
verjüngter Form ausgebildet. Dementsprechend ist ein
Ringdurchlaß 9a, ein geneigter Durchlaß 9b und eine Öffnung 9c
zwischen dem Außenumfang der Spitze 5a des Innenzylinders 5 und
dem Innenumfang des Außenzylinders 6 gebildet. Der
Innenzylinder ist an einer entsprechenden Position seines
Außenumfangs mit einer Umfangsnut 5b versehen, und der
Außenzylinder 6 ist mit einer Flüssigkraftstoff-Zuführöffnung 6a
versehen, die mit der Umfangsnut 5b und dem Durchlaß 9a in
Verbindung steht.
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Zu der Flüssigkraftstoff-Zuführöffnung 6a des Außenzylinders
6 wird flüssiger Kraftstoff von dem
Kraftstoff-Einspritzventil zugeführt und wird an den gesamten Umfang der Umfangsnut
5b des Innenzylinders 5 weitergeleitet. Der so der
Umfangsnut 5b zugeführte flüssige Kraftstoff wird durch den
Durchlaß 9a und den geneigten Durchlaß 9b zu der Öffnung 9c
geleitet
und erreicht den Zerstäuber-Ringbereich 4, wo er durch
die Ultraschallvibration des Oszillatorteils 10 zerstäubt
wird.
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Fig. 3 zeigt die Form der Spitze des Oszillatorteils 10 und
die Öffnung 9c. Die Spitze des Oszillatorteils 10 besteht
aus einem Abschnitt 10a mit vergrößertem Durchmesser, einem
geneigten Abschnitt 10b und einem Abschnitt 10c mit
reduziertem Durchmesser. Der Abschnitt 10a mit vergrößertem
Durchmesser spielt eine Rolle beim Vergrößern des
Versprühungsbereichs. Der geneigte Abschnitt 10b ist in solcher Weise
ausgebildet, daß er einen vorbestimmten Winkel zur Achse des
Oszillatorteils 10 einhält und der Abschnitt mit reduziertem
Durchmesser 10c hält den Winkel γ zur Achse des
Oszillatorteils 10 aufrecht. Das Oszillatorteil 10 dieser Ausführung
zeichnet sich dadurch aus, daß es mit einem Abschnitt 10a
mit vergrößertem Durchmesser versehen ist, der den Strom
zerstäubter Flüssigkeit aufrechterhält. Wenn es nicht notwendig
ist, einen hohen Strom aufrecht zu erhalten, besteht keine
Notwendigkeit, den Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
10a vorzusehen und es kann ein Abschnitt mit gleichem
Durchmesser benutzt werden.
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Ein Beispiel für die Abmessung jedes Bestandteils wird
nachstehend angegeben. Es wird angenommen, daß der Durchmesser D
des Abschnitts 10a mit vergrößertem Durchmesser des
Oszillatorteils 9 mm ist und daß die Axiallänge des geneigten
Abschnitts 10b 0,5 mm beträgt. Das Verhältnis L/D ist 1/10 bis
1/30, mehr bevorzugt etwa 1/18.
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Der Zerstäubungswinkel α wird auf 300 bis 45º festgesetzt.
Der Grund dafür ist, daß es beim Ausrüsten des Motors mit
dem Ultraschallzerstäuber wichtig ist, den Zerstäuberwinkel
in solchem Maße aufrecht zu erhalten, daß kein Treibstoff an
die Innenwand des Ansaugrohrs gebracht wird. Es ist jedoch
auch nötig, den Winkel in einem gewissen Ausmaß zu
verbreitern, um die Mischwirkung mit der Luft zu erhöhen.
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Der Winkel β zwischen der Spitze des
Kraftstoff-Versorgungsdurchlasses 9 und dem geneigten Abschnitt 10b sollte 5 - 45º
oder mehr bevorzugt 15º betragen, so daß der zerstäubte
Kraftstoff nicht verschwenderisch ausgelassen wird und sich
leicht an die Zerstäubungsfläche 10b anhängt.
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Der Winkel γ der Oberfläche des Abschnitts 10c mit
verringertem Durchmesser mit der Achse des Oszillatorteils 10 beträgt
0 - 90º oder mehr bevorzugt 40 - 50º. Fig. 4 zeigt ein
Beispiel mit γ = 90º und Fig. 5 ein Beispiel mit γ = 0º. Der
Zerstäubungswinkel α wird verbreitert, wenn der Winkel γ
verringert wird und wird enger, wenn der Winkel γ vergrößert
wird.
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Der Freiraum D1 zwischen der Öffnung 9c des
Kraftstoff-Versorgungsdurchlasses 9 und des Abschnitts 10a mit
vergrößertem Durchmesser des Oszillatorteils 10 ist auf 0,1 - 0,2
(D1/D = 0,01 - 0,02) festgesetzt. Der Grund dafür ist, daß
bei kleinerem Freiraum als der unteren Grenze der Spalt
zwischen der Spitze des Kraftstoff-Versorgungsdurchlasses 9 und
dem Oszillatorteil 10 zu eng ist und sie miteinander in
Berührung kommen können. Ist der Freiraum größer als die obere
Grenze, kann die Flüssigkeit abtropfen, ohne die Oberfläche
des geneigten Abschnitts 10b zu erreichen, wenn die
Flüssigkeitsströmung und der Druck niedrig sind.
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Der Abstand L1 von der Öffnung 9c des
Kraftstoff-Versorgungsdurchlasses 9 zu dem Abschnitt 10a mit vergrößertem
Durchmesser beträgt 0 bis 0,5 mm (L1/L = 0 - 1). Wenn der Abstand
L1 verringert und die Öffnung 9c näher an den Abschnitt 10a
mit vergrößertem Durchmesser herangebracht wird, ist es
schwierig, einen Flüssigkeitsfilm oder eine -Membran zu
bilden. Wenn sie enger an den Abschnitt 10c mit verringertem
Durchmesser herangebracht wird, geht der Auftreffwinkel ins
Minus und die Flüssigkeit läuft durch.
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Fig. 6 zeigt ein anderes Beispiel für die Spitze des
Oszillatorteils 10, bei dem der Abschnitt 10c mit reduziertem
Durchmesser
in zwei Schritte 10c' und 10c" aufgeteilt ist. Fig. 7
stellt noch ein weiteres Beispiel der Spitze des
Oszillatorteils dar, bei dem die Spitze 10e so bearbeitet ist, daß der
geneigte Abschnitt und der Abschnitt mit reduziertem
Durchmesser kontinuierlich mit einem Krümmungsradius R
ausgebildet sind.
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Fig. 8 ist eine Querschnittsdarstellung einer ersten
Ausführung des Kraftstoff-Versorgungssystems 31 für einen
Brennkraftmotor, das an einem Motor mit Funkenzündung und
mehreren Zylindern angebracht ist (MPI:
Mehrstellen-Einspritzung).
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In dieser Figur bezeichnet 21 einen Zylinder, 22 eine
Kolbenstange, 23 einen Kolben, 24 eine Brennkammer, 25 ein
Einlaßrohr, 26 ein Ansaug- oder Einlaßventil, 27 ein Auslaßrohr
und 28 ein Auslaßventil. An einer vorbestimmten Stelle des
EInlaßrohrs 25 ist eine Kraftstoff-Versorgungseinheit 31
vorgesehen, die einen Ultraschallzerstäuber 1 und ein
Kraftstoff-Einspritzventil 30 umfaßt, und die Zerstäubungsebene 4
an der Spitze des Ultraschallzerstäubers 1 ist so ausgelegt,
daß sie dem Ansaugventil 26 zugewendet ist. Kraftstoff wird
von dem Kraftstoff-Versorgungsdurchlaß 33 des
Kraftstoff-Einspritzventils 30 zu der Zerstäuberebene 4 geleitet, und hier
wird der Kraftstoff zerstäubt und in das Einlaßrohr 25
eingesprüht.
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Der Betrieb dieses Kraftstoff-Versorgungssystems nach dieser
Erfindung geschieht wie folgt.
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Flüssiger Kraftstoff erreich die Zerstäubungsebene 4 durch
die Umfangsnut 5b, den Durchlaß 9a, den geneigten Durchlaß
9b und die Öffnung 9c. In diesem Fall wird flüssiger
Kraftstoff der gesamten Umfangsebene des geneigten Abschnitts 10b
von der Öffnung 9c durch die Umfangsnut 5b zugeführt.
Während dieses Vorganges wird flüssiger Kraftstoff zu einer
Schicht von annähernd gleichmäßiger Dicke ausgebildet, und
erreicht den geneigten Abschnitt 10b. Nach Erreichen des
geneigten Abschnitts 10b wird flüssiger Kraftstoff durch
Ultraschall-Schwingungen des Oszillatorteils 10 zerstäubt und der
nicht genug zerstäubte Kraftstoff fließt hier in den
Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 10c, wo dann auch der
restliche Kraftstoff zerstäubt wird. Erfindungsgemäß ist es
möglich, einen angemessenen Zerstäubungswinkel α ohne
Rücksicht auf die zugeführte Kraftstoffmenge aufrecht zu
erhalten, und zwar durch Verbessern der Form der Spitze des
Oszillatorteils des Ultraschallzerstäubers, und auch den
Kraftstoff ohne Ablagerung des Kraftstoffs an der Innenwand des
Einlaßrohrs 25 in den Zylinder einzuführen. Da auch die
Zerstäubungsmengenspanne vergrößert werden kann und
gleichmäßiges Zerstäuben über den gesamten Umfang erreicht wird, kann
der Sprühstrom erhöht werden und der Ultraschallzerstäuber
kann auch bei Normalbetrieb benutzt werden. Der Mechanismus
des Gesamtsystems kann durch Weglassen des Vergasers
vereinfacht werden.
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Fig. 9 ist eine Querschnittsdarstellung einer Kraftstoff-
Versorgungseinheit nach der vorliegenden Erfindung, die an
dem Einlaßverteiler eines Motors vom Funkenzündtyp mit einem
Einpunkt-Einspritzsystem (SPI) angebracht ist, bei dem das
durch das Kraftstoff-Versorgungssystem erzeugte
Kraftstoff/Luft-Gemisch an mehrere Zylinder verteilt wird.
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In dieser Figur sind für die einzelnen Bestandteile wieder
die gleichen Bezugszeichen wie in der Ausführung nach Fig. 8
verwendet.
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Bei dieser Ausführung ist der Ultraschallzerstäuber 1 in der
Mitte des Einlaßrohres 25 zustromseitig von einem
Drosselventil 35 vorgesehen, das mit dem Gaspedal verbunden ist. Das
Kraftstoff-Einspritzventil 30 ist innerhalb des Einlaßrohrs
25 angebracht, welches dem Ultraschallzerstäuber 1
Treibstoff zuführt. Der Zerstäuber 1 ist zustromseitig von der
Drosselklappe 35 vorgesehen. Dementsprechend strömt die Luft
während des Anlaßbetriebs, wenn die Öffnung der
Drosselklappe gering ist, gleichmäßig in das Ansaugrohr. So wird das
Mischen
des zerstäubten Kraftstoffs gefördert, und die
Anlaßzeit des Motors verkürzt.
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Die Ergebnisse der Untersuchungen der Erfinder dieses
Kraftstoff-Versorgungssystems sind in Fig. 10, 11 und 12
angegeben.
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Das Verhalten eines Motors mit Einzelstellen-Einspritzung
(SPI) wurde untersucht an einem handelsüblichen
4-Zylinder-Motor mit 1,8 l Hubraum. Der
SPI-Motorkraftstoff-Einspritzer wurde etwas über dem Drosselklappen-Gehäuse
angebracht. Der Kraftstoff wurde von einem zentral angeordneten
Einspritzer zersprüht und an jeden Zylinder verteilt.
Luft/Kraftstoff-Verteilung an die Zylinder
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Die Kraftstoffverteilung an jeden Zylinder wurde bei der
Entwicklung eines entsprechenden Zerstäubers für den SPI-Motor
am meisten berücksichtigt. Fig. 10 zeigt die
K/L-(Kraftstoff/Luft-)Verteilung bei zunehmender
Motorkühlmittel-Temperatur an die einzelnen Zylinder. Es ist allgemein anerkannt,
daß kein stabiler Motorbetrieb möglich ist, solange die
Differenz von K/L zwischen den Zylindern größer als 2,0 ist.
Die K/L-Verteilung bei niedrigen Temperaturen neigt dazu,
sich durch Kraftstoff-Überversorgung zu verschlechtern. Der
Ultraschallzerstäuber kann jedoch eine konstante
Kraftstoffverteilung im ganzen Temperaturbereich aufrecht erhalten,
wie in Fig. 10 gezeigt.
Verhalten des kalten Motors
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Die Vorteile bei niedrigen Temperaturen wurden auch in den
Kaltanlaßtests klar. Die Versuche wurden ausgeführt bei
einer Umgebungstemperatur von -10ºC. Um das
Kaltanlaßverhalten zu bestimmen, wurden die Untersuchungen ohne
Kaltstartdüsen untersucht. Fig. 11 zeigt die erforderliche Anlaßzeit
und die Zeit mit rauhem Leerlauf bei einer
Umgebungs-Temperatur von -10ºC, wobei erstere die Zeit vom Drehbeginn des
Anlassers bis zum Beginn der vollständigen Verbrennung
bedeutet, und die letztere eine Zeitlänge instabiler
Motorvibration bezeichnet. Diese wurde gemessen mit einem
Beschleunigungsmesser an dem Motorkopf, der die Vibrationen des Motors
überwacht. Diese Figur zeigt, daß der Zerstäuber die
Anlaßzeit mit dem üblichen Injektor reduzieren kann. Auch die
Rauhleerlaufzeit beim mit Ultraschallzerstäubern
ausgerüsteten Motor war beträchtlich niedriger als bei üblicherweise
ausgerüsteten Motoren. Diese Vorteile beim
Kaltanlaß-Verhalten können durch die Auswirkungen des hohen
Zulieferansprechens und des überlegenen Zerstäubens erklärt werden.
Ansprechen auf Änderungs - und Übergangsvorgänge
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Es wurden auch Untersuchungen des Ansprechens auf Übergänge
oder rasche Veränderungen ausgeführt, um das
Kraftstoff-Zulieferungs-Ansprechen zu ermitteln. Fig. 12 zeigt die
Beziehungen zwischen dem Bremsdrehmoment-Ansprechen, der
K/L-Änderung und dem Unterdruckverlauf. Aus diesen Ergebnissen ist
zu sehen, daß der übliche Injektor das Magerspitzen- und das
Drehmoment-Abfallphänomen nach schneller
Drosselklappenöffnung zeigt. Diese Eigenschaften beeinträchtigen das
Ansprechen bei Beschleunigungsvorgängen. Der Ultraschallzerstäuber
reduziert, wie gezeigt, diese unerwünschten Phänomene.
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Fig. 13 und 14 stellen eine andere Ausführung des genannten
Ultraschallzerstäubers 1 dar. In der Figur sind auch hier
wieder die gleichen Bezugszeichen wie in der Ausführung nach
Fig. 1 benutzt.
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Bei dieser Ausführung ist eine Umfangsnut 5b am Außenumfang
des Innenzylinders 5 des Ultraschallzerstäubers vorgesehen,
die exzentrisch zu dem Umfang des Innenzylinders 5 liegt,
wie in Fig. 14 zu sehen. Die Tiefe der Umfangsnut 5b ist in
Richtung auf die Kraftstoff-Zuführöffnung 6a am größten und
die Tiefe der Nut 5b vermindert sich zu der Richtung hin,
die von der Kraftstoff-Zuführöffnung 6a abgewendet liegt.
Dementsprechend wird auch dann, wenn Flüssigkeit unter Druck
zugeführt wird, nicht übermäßig Kraftstoff auf der der
Kraftstoff-Zuführung gegenüber liegenden Seite zugeführt. So wird
die von der Düse 9c dem Zerstäubungsbereich 4 des
Oszillatorteils 10 zugeführte Flüssigkeit gleichmäßig über den ganzen
Umfang verteilt. (Das Rechteck 4 stellt dabei die gleichen
Teile wie im unteren Teil des Oszillators in Fig. 1 dar.) Es
ist deshalb möglich, den Kraftstoff gleichmäßig über den
gesamten Umfang des Zerstäubungsbereichs 4 des Oszillatorteils
10 zu verteilen, und der Kraftstoff kann gleichmäßig über
den ganzen Umfang gesprüht werden. Durch Ändern der Tiefe
der Umfangsnut 5b ist es möglich, für gleichmäßiges Sprühen
zu sorgen, und die Dichte des Sprühstrahls über den Umfang
für jeden Anwendungszweck zu ändern.
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Als nächstes wird eine Beschreibung einer weiteren
ausführung dieser Erfindung in Verbindung mit Fig. 15 gegeben.
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Bei dieser Ausführung ist die Umfangsnut 5b am Außenumfang
des Innenzylinders 5 des Ultraschallzerstäubers mit einem
Winkel von jeweils 15, 45 oder 90º vorgesehen, wie in Fig.
15 (a) bis (c) dargestellt, wobei der Rest des Umfangs
ungestört gelassen wurde. Da die Umfangsnut 5b an der der
Treibstoff-Zuführöffnung 6a gegenüberliegenden Seite nicht
vorgesehen ist, wird nicht zu viel Flüssigkeit an der
gegenüberliegenden Seite zur Flüssigkeits-Zuführöffnung verteilt,
auch wenn Flüssigkeit unter Druck zugeführt wird.
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In den Ausführungen nach Fig. 8 bis 15 besitzt das
Oszillatorteil vorzugsweise eine Form, wie sie in Fig. 3 bis 7
dargestellt ist. Es ist auch wirksam, eine hornartige Form
vorzusehen, bei der der Außendurchmesser zu der Spitze des
Oszillatorteils hin erhöht wird.