DE820819C - Spatial needling of liquid fuel in the machine cycle for internal combustion engines, with fuel delivery characteristics adapted to the operating conditions - Google Patents

Description

Räumnadelförderung von flüssigem Brennstoff im Maschinentakt für Brennkraftmaschinen, mit einer den Betriebsverhältnissen angepaßten Brennstoffliefercharakteristik Bei Brennstofförderung im Maschinentakt für Brenrikraftmaschinen werden meist Brennstoffpumpen verwendet. Bei Ottomotoren hat sich diese Brennstofförderung nicht durchsetzen können, da nach Ansicht vieler Fachleute die für solche Pumpen zwecknotwendige, außerordentlich hohe Präzision die Brennstoffpumpen sehr verteuert und auch eine höhere Störanfälligkeit gegenüber dem gebräuchlichen Vergaserbetrieb zu erwarten ist. Nun kann die Brennstoffzufuhr in Brennkraftmaschinen vielfach ohne große Gegendrucküberwindung vorgenommen werden und die Brennstoffzerstäubung und Aufbereitung vorteilhaft durch Luftströmung und Wärmeeinwirkung bewerkstelligt werden. Ein Brennstoffördergerät hierzu soll wirksam, einfach, billig, und zuverlässig sein, seine Einzelteile sollen ohne allzu große Präzision und genaue Passung gefertigt werden können.Broach conveying of liquid fuel in the machine cycle for internal combustion engines, with a fuel delivery characteristic adapted to the operating conditions Fuel pumps in the machine cycle for combustion engines are mostly fuel pumps used. In the case of gasoline engines, this fuel subsidy has not been able to prevail, since, in the opinion of many experts, the one necessary for such pumps, extraordinary high precision makes fuel pumps very expensive and also a higher susceptibility to failure is to be expected compared to the usual carburetor operation. The fuel supply can now be started in internal combustion engines are often made without overcoming large back pressure and fuel atomization and conditioning advantageously by air flow and The effect of heat can be brought about. A fuel feed device for this should be effective simple, cheap, and reliable, its individual parts are designed to be without being overly large Precision and exact fit can be manufactured.

Vorliegende Erfindung, die man mit Räumnädelförderung bezeichnen kann, bringt Vorschläge, eine solche Brennstofförderung zu ermöglichen.The present invention, which can be referred to as broaching promotion, makes proposals to enable such a fuel delivery.

Fig. i erläutert die Wirkungsweise der Erfindung; Fig.2 zeigt eine Zeichenhilfe zur angenäherten Berechnung des Fülldruckes einer Räumnadelnut; Fig. 3 zeigt eine Ausbildungsform der Erfindung; Fig.,4 zeigt eine Möglichkeit der Umlaufbrennstoff betätigung; Fig. 5 zeigt den Beschleunigungsgeber.Fig. I explains the mode of operation of the invention; Fig.2 shows a Drawing aid for the approximate calculation of the filling pressure of a broach groove; Fig. 3 shows an embodiment of the invention; Fig. 4 shows one possibility of circulation fuel activity; Fig. 5 shows the acceleration sensor.

In Fig. i liegt links von der Trennwand 2 die Brennstoffbedarfstelle, rechts der Brennstoffvorratsrauen. Eine mit Ventilkopf versehene Räumnadel i steuert die Böhsung, welche beide Räume verbindet. Findet keine Brennstofförderung statt, so verschließt der Ventilkopf der Räumnadel i die Bohrung der Trennwand 2. Wird die Räumnadel i nach links bewegt, so wird mit ihr der in ihren Nuten befindliche Brennstoff aus dem Brennstoffvorratsraum in die Brennstoffbedarfstelle gebracht, dort abgeschleudert und vom Luftstrom erfaßt. Bei Rückgang der Räumnadel i gelangt nun in den Nuten befindliche Luft aus der Brennstoffbedarfstelle in den Brennstoffvorratsraum, wird dort mit Unterstützung von in den Nuten verbliebenen Restbrennstoffmengen abgeschüttelt, vom Brennstoff verdrängt und vom umlaufenden- Brennstoffstrom erfaßt und nach oben gerissen. Die Mengenregelung des zu fördernden Brennstoffes erfolgt hier durch Regelung des Hubes der Räumnadel i. Die dem Ventilkopf der Räumnadel. i benachbarten Teillastnuten sind weniger tief eingestochen, als die entfernteren Vollastnuten. Bei Vollast und hoher Drehzahl hat der Brennstoff nicht genügend Zeit, die Vollastnuten vollständig zu füllen, das Gemisch wird ärmer. Bei Vollast und niederer Drehzahl des Motors werden die Vollastnuten stärker gefüllt, das Gemisch wird reicher. Reiches Gemisch bei Vollast und niederer Drehzahl ist zur Vermeidung von Motorenklopfen notwendig. Die Nuten können auch die Form eines Gewindes annehmen oder an ihre Stelle können auch in die Nadel eingearbeitete Vertiefungen treten, doch sind diese Formen nicht so vorteilhaft. _ Fig. 2 bringt einen vereinfachten Beweis der in vorhergehenden Erläuterungen gemachten Behauptungen. Bei Räumnadelbeschleunigung darf sich kein Brennstoff aus der Nut lösen, solange sich diese im Brennstoffvorratsraum befindet. Ph ist die horizontal wirkende Kraft eines Flüssigkeitssäulchens von Nutlänge, welche bei Beschleunigung der Räumnadel i auftritt. PS ist die senkrecht wirkende Kraft einer Flüssigkeitssäule, welche Ph verhindert, Flüssigkeit aus der Nut zu treiben. Besitzen beide Säulen gleichen Querschnitt, so muß, zur Vermeidung eines Flüssigkeitsaustrittes aus der Nut P, gleich oder größer Ph sein. Für PS = Ph wird ms # g = Mh # bh oder O-Fs-1.,-g=e-Fh-Ih-bh und da FS=Fh ist, wird l1 = (lh- bh)/g; zum Beispiel wird für lh= I mm; g=104 (mm/sec2); und bh= i8' Ios (mm/sec2) 1s = 180 mm.In Fig. I, the fuel demand point is to the left of the partition wall 2, and the fuel storage area is to the right. A broach equipped with a valve head controls the boom, which connects the two rooms. If there is no fuel delivery, the valve head of the broach i closes the hole in the partition 2. If the broach i is moved to the left, the fuel in its grooves is brought with it from the fuel storage space to the fuel requirement point, where it is thrown off and captured by the air flow . When the broach i decreases, the air in the grooves from the fuel requirement point into the fuel storage space is shaken off there with the support of residual amounts of fuel remaining in the grooves, displaced by the fuel and caught by the circulating fuel flow and torn upwards. The quantity of fuel to be conveyed is regulated here by regulating the stroke of the broach i. The valve head of the broach. i neighboring part-load grooves are cut less deep than the more distant full-load grooves. At full load and at high engine speed, the fuel does not have enough time to completely fill the full load slots, and the mixture becomes poorer. At full load and at a low engine speed, the full load slots are filled to a greater extent and the mixture becomes richer. A rich mixture at full load and low speed is necessary to avoid engine knocking. The grooves can also take the form of a thread or they can be replaced by indentations machined into the needle, but these shapes are not so advantageous. Fig. 2 provides a simplified proof of the assertions made in the previous explanations. When the broach is accelerated, no fuel must come out of the groove as long as it is in the fuel storage space. Ph is the horizontally acting force of a column of liquid the length of the groove, which occurs when the broach i is accelerated. PS is the vertical force of a column of liquid which prevents Ph from driving liquid out of the groove. If both columns have the same cross-section, then Ph must be equal to or greater than P to prevent liquid from escaping from the groove. For PS = Ph, ms # g = Mh # bh or O-Fs-1., - g = e-Fh-Ih-bh and since FS = Fh, l1 = (lh-bh) / g; for example, for lh = I mm; g = 104 (mm / sec2); and bh = i8 'Ios (mm / sec2) 1s = 180 mm.

Zur Füllung einer Nut mit neuem Brennstoff steht bei Fallbenzinförderung nur die Schwerkraft zur Verfügung. Für eine Füllzeit von z. B. 1/15o sec wird die maximal mögliche Fülltiefe einer Nut s = gt2/2 oder s = 0,22 mm. Werden nun die Nuten tiefer gestochen, als berechnet wurde, so werden sie wohl bei niederer Drehzahl voll gefüllt, nicht mehr aber bei hoher Drehzahl des Motors. Die Füllung des Motors mit Frischluft ist der Wurzel aus dem Fülldruck proportional, das gleiche gilt für die Füllung der Nut mit Brennstoff. Da die Nutbreite ungefähr 2omal so groß ist als die Nuttiefe, so dürften Reibungsverluste bei der Nutfüllung eine untergeordnete Rolle spielen. In Fig. 3 ist mit i wiederum die Räumnadel, mit 2 die Trennwand bezeichnet. Die Ziffer 3 trägt die Reguliermuffe, 4 ihren Verstellliebel, 5 den mittels einer Welle angetriebenen Antriebshebel der Räumnadel 1, 6 die Zutrittsöffnung für das Umlaufbenzin und 7 dessen Austrittsöffnung. Die Mecigenregelung des Brennstoffverbrauches erfolgt hier nicht durch Regelung des Hubes der Räumnadel i, welche hier einen konstanten Brennstofförderhul> besitzt, sondern durch Verschiebung der Reguliermuffe 3 längs der Räumnadel i. In Rechtslage der Reguliermuffe 3 kann der Umlaufbrennstoff ungehindert die Nuten der Räumnadel i füllen, ebenso kann die aus der Brennstoffbedarfstelle in den Brennstoffvorratsraum eingeschleppte Luft hier ungehindert aus den Nuten entweichen; dies ist bei Linkslage der Reguliermuffe 3 nicht der Fall. Hier sind der Luftaustritt und der Brennstoffzutritt sehr erschwert; bei Muffenlinkslage fördert das Gerät ungefähr für den Leerlauf genügende Brennstoffmengen.For filling a groove with new fuel, there is a case of falling gasoline pumping only gravity available. For a filling time of z. B. 1 / 15o sec is the maximum possible filling depth of a groove s = gt2 / 2 or s = 0.22 mm. Will now the Grooves cut deeper than calculated, so they will probably be at a lower speed full, but no longer at high engine speed. The filling of the engine with fresh air the root of the filling pressure is proportional, the same is true for the filling of the groove with fuel. Because the groove width is about 20 times as large than the groove depth, friction losses during the groove filling are likely to be of minor importance Role-play. In Fig. 3, i again denotes the broach, and 2 denotes the partition. The number 3 carries the regulating sleeve, 4 her Verstellliebel, 5 the means of a Shaft driven drive lever of the broach 1, 6 the access opening for the Circulating gasoline and 7 its outlet. The Mecigen regulation of the fuel consumption does not take place here by regulating the stroke of the broach i, which is constant here Fuel delivery hul> possesses, but by shifting the regulating sleeve 3 lengthways the broach i. In the legal position of the regulating sleeve 3, the circulation fuel can be unhindered fill the grooves of the broach i, as can the one from the fuel requirement point Air brought into the fuel storage space unhindered from the grooves here escape; this is not the case when the regulating sleeve 3 is positioned to the left. Here are the air outlet and the fuel access are very difficult; promotes when the socket is on the left the device has approximately enough fuel for idling.

Eine Fördermengenregelung mittels Regelung des Hubes der Räumnadel i und eine solche mittels Verschiebung der Reguliermuffe 3 kann auch kombiniert werden.A flow rate control by regulating the stroke of the broach i and one by means of shifting the regulating sleeve 3 can also be combined will.

Die etwas klobigen Spülkanäle 6 und 7 können auch in die Trennwand 2 eingegossen und nur die Räumnadel i mit ihrem Gehäuse auswechselbar in der Trennwand 2 befestigt werden.The somewhat bulky flushing channels 6 and 7 can also be inserted into the partition 2 and only the broach i with its housing can be exchanged in the partition 2 are attached.

Die Betätigung und Steuerung der Räumnadel i erfolgt am besten mechanisch ähnlich wie im Brennstoffpumpen- und Brennkraftmaschinenbau. Bei Ventilmotoren z. B. kann die Antriebsbewegung der Räumnadel i mit derjenigen des Ventilmechanismus gekoppelt werden. Bei Zweitaktmotoren kann der periodisch auftretende Unterdruck im Kurbelgehäuse zur Räumnadelbetätigung ausgenutzt werden. Die zweckmäßigste Wahl ergibt die Rechnung. Auf alle Fälle ist es ratsam, die Kraftschlüssigkeit zwischen der Räumnadel i und ihrem Antriebsmechanismus bei Motorstillstand zu unterbrechen, damit der Ventilkopf der Räumnadel i die Bohrung der Trennwand 2 mittels Federkraft fest verschließt. Diese Kraftschlüssigkeit wird erstens mittels z. B. des Gaspedals oder der Zündungseinschaltung oder eines Zentrifugalregulators wiederhergestellt, sobald der Motor wieder in Betrieb gesetzt wird. Am besten dürfte es sein, in die Motoransaugleitung ein Venturirohr einzuschalten und dessen dynamischen Unterdruck zur Betätigung eines Unterdruckgebers auszunutzen, welcher die Kraftschlüssigkeit wiederherstellt.The actuation and control of broach i is best done mechanically similar to fuel pumps and internal combustion engine construction. In valve motors z. B. the drive movement of the broach i can match that of the valve mechanism be coupled. In two-stroke engines, the periodically occurring negative pressure can be used in the crankcase to actuate the broach. The most expedient choice results in the calculation. In any case, it is advisable to use the force fit between to interrupt the broach i and its drive mechanism when the engine is at a standstill, so that the valve head of the broach i the bore of the partition 2 by means of spring force tightly closed. This frictional connection is firstly by means of z. B. the accelerator pedal or the ignition switch-on or a centrifugal regulator is restored, as soon as the engine is started up again. It would be best to go to the Engage a venturi in the engine intake line and its dynamic negative pressure to operate a vacuum transducer, which the force fit restores.

Fig.4 erläutert das Wegschwemmen von Luft und Brennstoffschaum aus der Umgebung der Räumnadel i durch den Umlaufbrennstoff. Unten ist die Räumnadel i gezeichnet. Ihr vom Brennstoff bespülter Teil sitzt in einem genügend querschnittsweiten U-Rohr, dessen beide Enden in den. Brermstofftank münden. Die Strömungsrichtung des Brennstoffes zeigen Pfeile an. Luftblasen sind durch Ringe bezeichnet. Im linken U-Rohrschenkel mündet die Luftdüse, aus .der Athmosphärenluft in den linken U-Rohrschenkel tritt, nach oben aufsteigt und den Brennstoff mitreißt und somit den Brennstoffumlauf verursacht. Die Luft kommt nun in den Luftraum des Brennstofftankes, strömt durch das Abscheidungsrohr, an dessen Prallflächen (am besten :Metallspäne) der in ihr enthaltene Brennstoff kondensiert, und wird durch das Venturirohr in den :Motor gesaugt.Fig. 4 explains the washing away of air and fuel foam the surroundings of the broach i through the circulating fuel. Below is the broach i drawn. Your part flushed by the fuel sits in a sufficiently large cross-section U-tube, both ends of which in the. Open fuel tank. The direction of flow of the fuel are indicated by arrows. Air bubbles are indicated by rings. In the left U-tube leg opens the air nozzle, from .the atmospheric air into the left U-tube leg occurs, rises upwards and carries the fuel with it and thus caused the fuel circulation. The air now comes into the air space of the fuel tank, flows through the separation pipe, on whose impact surfaces (best: metal chips) the fuel contained in it condenses and is passed through the venturi in the: engine sucked.

In Fig. 5 wird, um bei raschem Gasgeben eine sehr reiche Brennstoffzufuhr zu erzielen, der Hub der Räumnadel i oder die Verschiebung der Reguliermuffe 3 kurzzeitig über das normale Größtmaß hinaus erhöht. Der Gashobel 8 ist mit dem Regulierhebel 9 zur Räumnadelhuliregelung oder Reguliermuffenverstellung durch das Gestänge io und den Beschleun.igungsgeber i i verbunden. Die Kraftschlüssigkeit wird durch die Feder 12 gesichert. Wird .der Gashebel 8 rasch nach unten gestoßen, so kann das Stoßübertra,gungsmittel (Luft oder Flüssigkeit) nicht so rasch entweichen. Der Regulierliehel 9 wird stärker betätigt als bei langsamem Gasgelen, bei dem das Gestänge io die Regulierhcil>ell>etätiguiig allein übernimmt, da nunr mehr .das Stoßübertragungsmittel aus dem Druckraurn des 13eschleunigungsgeber.s i1 entweichen kann.In Fig. 5, in order to achieve a very rich fuel supply when the gas is applied rapidly to achieve the stroke of the broach i or the displacement of the regulating sleeve 3 briefly increased beyond the normal maximum. The gas plane 8 is with the regulating lever 9 for broaching needle adjustment or adjusting sleeve adjustment through the linkage io and the accelerator i i connected. The frictional connection is through the Spring 12 secured. If the throttle lever 8 is pushed down quickly, it can Shock transmission medium (air or liquid) does not escape as quickly. The Regulierliehel 9 is actuated more strongly than with slow gas gels, in which the linkage io die Regulierhcil> ell> etätiguiig alone takes over, since now more .the shock transmission medium can escape from the pressure space of the 13 acceleration sensor.s i1.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: i. Räumnadelförderung von flüssigem Brennstoff im Maschinentakt für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffbewegung von abgemessenen Brennstoffmengen vom Brennstoffvorratsraum zur Brennstoffheciarfstelle so gesteuert wird, daß zunächst der Brennstoff die Quernuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen einer Räumnadel i im Brennstoffvorratsraum füllt, danach durch eine axiale Räumnadelverschiebung durch die Bohrung der Trennwand 2 hindurch in die Brennstoffliedarfstelle gebracht und dort abgeschleudert wird,wonach sich dieQuernutenbzw. Gewindegänge oder Vertiefungen der Räumnadel i mit Luft aus der Brennstoffbedarfstelle füllen, und daß nach Rückzug der Räumnadel i in den Brennstoffvorratsraum die aus der Brennstoffhe:darfstelle eingeschleppte Luft abgeschüttelt und vom Umlaufbrennstoff abgeschwemmt wird und daß die Nuten von neuem mit Brennstoff gefüllt werden. PATENT CLAIMS: i. Broaching of liquid fuel in the machine cycle for internal combustion engines, characterized in that the fuel movement of measured amounts of fuel from the fuel storage space to the fuel storage unit is controlled in such a way that the fuel first fills the transverse grooves or threads or depressions of a broach i in the fuel storage space, then by means of an axial broach displacement the bore of the partition wall 2 is brought through into the fuel storage area and is thrown off there, after which the transverse grooves or. Fill the threads or depressions of the broach i with air from the fuel requirement point, and that after the broach i has withdrawn into the fuel storage space, the air that has been brought in from the fuel tank is shaken off and washed away by the circulating fuel and that the grooves are refilled with fuel. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregelung des flüssigen Brennstoffes durch Hubregelung der Räumnadel i vorgenommen ist. 2. Arrangement according to claim i, characterized in that the delivery rate control of the liquid fuel by regulating the stroke of the broach i. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregelung des flüssigen Brennstoffes durch Axialverschiebung der Reguliermuffe 3 auf der Räumnadel i vorgenommen ist. 3. Arrangement according to claim i and 2, characterized in that the delivery rate control of the liquid fuel is made by axial displacement of the regulating sleeve 3 on the broach i. 4. Anordnung nach Anspruch i -bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumnadel i mit einem Ventilkopf versehen ist. 4. Arrangement according to claim i -to 3, characterized in that the broach i is provided with a valve head. 5. Anordnung nach. Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillastnuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen, welche dem Ventilkopf benachbart sind, weniger tief in die Räumnadel i eingearbeitet sind als die entfernteren Vollastnuten bzw. Gewindegänge oder Vertiefungen. 5. Arrangement according to. Claim i to 4, characterized characterized in that the partial load grooves or threads or depressions, which are adjacent to the valve head, are less deeply worked into the broach i than the more distant Vollastnuten or threads or depressions. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumnadel i als Hohlkörper ausgebildet ist. 6. Arrangement according to claims i to 5, characterized in that the broach i is a hollow body is trained. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Motorstillstand durch einen Augklinikmechanismus die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Räumnadel i und deren Antrieb unterbrochen wird. B. 7. Arrangement according to claim i to 6, characterized in that when the engine is at a standstill, the non-positive connection is provided by an eye clinic mechanism between the broach i and its drive is interrupted. B. Anordnung nach Anspruch i bi-s 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Motorbeschleunigung ein das normale Größtmaß überschreitender Räumnadel'hub oder eine Reguliermuffenverschiebung durch den Beschleunigungsgeber kurzzeitig erzielt wird. Arrangement according to Claims i to s 7, characterized in that a normal for engine acceleration Broach stroke exceeding the largest dimension or a regulating sleeve displacement the acceleration sensor is achieved briefly. 9. Anordnung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, @daß die Spülkanäle 6 und 7 in die Trennwand 2 eingegossen, sind und nur die Räumnadel i mit ihrem Gehäuse auswechselbar in der Trennwand 2 befestigt ist. to. Anordnung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß .die Umlaufbewegung des Brennstoffes im Brennstoffvorratsraum durch den Auftrieb in ihn eingeführter Luftbewerkstelligt wird.9. Arrangement according to claim i to 8, characterized in that the flushing channels 6 and 7 are cast into the partition 2, and only the broach i with its housing can be exchanged in the partition 2 is attached. to. Arrangement according to Claims i to 9, characterized in that .the orbital movement of the fuel in the fuel storage space due to the buoyancy air introduced into it.