DE835660C - Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes fuer Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen waehrend des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird - Google Patents

Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes fuer Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen waehrend des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird

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DE835660C
DE835660C DED2513A DED0002513A DE835660C DE 835660 C DE835660 C DE 835660C DE D2513 A DED2513 A DE D2513A DE D0002513 A DED0002513 A DE D0002513A DE 835660 C DE835660 C DE 835660C
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DE
Germany
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fuel
injection
valve
suction stroke
check valve
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Expired
Application number
DED2513A
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Wilhelm Glamann
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Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2720/00Engines with liquid fuel
    • F02B2720/15Mixture compressing engines with ignition device and mixture formation in the cylinder
    • F02B2720/152Mixture compressing engines with ignition device and mixture formation in the cylinder with fuel supply and pulverisation by injecting the fuel under pressure during the suction or compression stroke

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes für Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen während des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes für Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen während des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird.
  • Die bei der Kraftstoffeinspritzung in derartige Maschinen zu lösende Aufgabe besteht darin, möglichst jedem der durch die Einlaßventile in die Zylinder einströmenden Luftteilchen den für die Verbrennung notwendigen Kraftstoff mitzugeben. Diese allgemeine Aufgabe gliedert sich in folgende Teilaufgaben: a) Man muß über den Zylinderquerschnitt verteilt so einspritzen, daß man den eintretenden Luftstrom in seiner Breite vollständig erfaßt; b) man muß scharf und mit Durchschlagskraft einspritzen, um den Luftstrom auch in seiner Tiefe vollständig zu erfassen; c) man muß möglichst während der ganzen Dauer der Lufteinströmung einspritzen, um den Luftstrom auch in seiner Länge vollständig zu erfassen.
  • Bei dem bisher bekannten Einspritzverfahren hat man sich mit der Erfüllung der Forderungen a) und b) begnügt, indem man den Einspritzstrahl in der Breite möglichst weit aufteilte (Mehrlochdüsen) und genügend große Spritzquerschnitte wählte, um dem Einspritzstrahl eine ausreichende Durchschlagskraft zu sichern. Die Forderung c) ließ sich jedoch mit den bisherigen Mitteln nicht erfüllen, da man, um die Einspritzung der für eine Arbeitsperiode erforderlichen Brennstoffmenge zeitlich über den ganzen Saughub des Arbeitskolbens zu verteilen, so kleine Spritzquerschnitte hätte wählen müssen, daß die Forderung b) nicht mehr erfüllt sein würde. Durch die Erfindung werden alle drei Teilaufgaben gleichzeitig gelöst.
  • Die Erfindung besteht darin, daß die Einspritzung in einer Reihe von über den Saughub des Arbeitskolbens verteilten Einzelstößen durch eine an sich bekannte Mehrlochdüse in scharfen, geschlossenen Strahlen schräg zur Richtung der einströmenden Verbrennungsluft erfolgt.
  • In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des neuen Verfahrens geeignete Einrichtung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Abb. i den oberen Teil des Zylinders einer Einspritzbrennkraftmaschine mit Fremdzündung im Längsschnitt, Abb. 2 und 3 die Einspritzdüse im Längsschnitt, und zwar Abb. 2 in der Ruhestellung, Abb. 3 in der Spritzstellung, Abb. 4 ein Schaubild der Spritzzeiten bei der Anwendung des neuen Verfahrens im Vergleich mit der Spritzzeit bei dem bisherigen Einspritzverfahren.
  • In Abb. i ist 5 der einteilig mit dem Zylindermantel 6 hergestellte Zylinderdeckel, in dem die Einlaßventile 7 und die Auslaßventile 8 angeordnet sind. In der eingesetzten Zylinderlaufbüchse 9 gleitet der Arbeitskolben io, der in der dargestellten Lage gerade seinen nach unten gerichteten Saughub begonnen hat, wobei die Einlaßventile 7 (von denen in der Zeichnung nur eines sichtbar ist) geöffnet sind. Während des Saughubes des Arbeitskolbens wird der Kraftstoff in die durch die Einlaßventile in den Zylinder hineinströmende Verbrennungsluft eingespritzt, und zwar durch eine Düse ii an sich bekannter Bauart, die in einer Ecke des Zylinderraums so angeordnet ist, daß der durch die Ventile 7 in den Zylinder eintretende Luftstrom in seiner ganzen Breite und Tiefe von den aus der Düse austretenden Kraftstoffstrahlen bestrichen wird. Eine in der Zeichnung nicht mit dargestellte Einspritzpumpe bekannter Bauart, deren Druckleitung mit dem Anschlußnippel 12 der Düse verbunden ist, führt dieser den Kraftstoff im gewünschten Zeitpunkt unter dem erforderlichen Druck zu. Das im Zylinder während des Saughubes des Arbeitskolbens gebildete Kraftstoff-Luftgemisch wird beim darauffolgenden Aufwärtshub des Arbeitskolbens im oberen Teil des Zylinders verdichtet und im geeigneten Zeitpunkt durch die Zündkerze 13 zur Entzündung gebracht, um den Kolben io arbeitsleistend nach unten zu bewegen.
  • Die Einspritzdüse ii ist in an sich bekannter Weise mit einem durch eine Feder 14 belasteten Rückschlagventü versehen (Abb. 2 und 3), dessen Ventilkegel 15 in ebenfalls bekannter Weise zu einem in einer zylindrischen Führung 16 gleitenden Stufenkolben 17 ausgebildet ist. Diese Maßnahme dient dazu, ein möglichst schlagartiges Öffnen des Ventils zu erreichen, indem der von der Einspritzpumpe erzeugte Kraftstoffdruck p bei geschlossenem Rückschlagventil (Abb. 2) über die Zuführungsleitung 18 zunächst nur mit einer dem Querschnitt q dieser Leitung entsprechenden Kraft P = p - q auf den Ventilkegel 15 drückt und das Ventil zu öffnen beginnt, sobald die Kraft P die Federvorspannung P1 =- q überschritten hat. In diesem Augenblick wird aber auch der Ringraum i9 und damit die gesamte Stirnfläche F des Stufenkolbens 17 unter den in der Zuleitung 18 herrschenden Kraftstoffdruck pö gesetzt und, da,F annähernd zehnmal größer als q ist, das Rückschlagventil nunmehr mit einer entsprechend größeren Kraft P2 =- F plötzlich vollends aufgerissen (Abb. 3), so daß sich der Pumpendruck auch in den Raum 2o unter dem Rückschlagventil sowie in die Bohrung 21 fortpflanzt und der darin befindliche Kraftstoff durch die Spritzlöcher 22 in den Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
  • Dabei sinkt der Kraftstoffdruck in der Zuleitung 18 allmählich ab, da die Einspritzpumpe den Kraftstoff nicht so schnell nachfördern kann, wie dieser unter dem hohen Öffnungsdruck aus den Spritzlöchern ausspritzt. Trotzdem wird das Rückschlagventil für eine ausreichende Zeit offen gehalten, da der Kraftstoffdruck p" bei dem das Rückschlagventil schließt, erheblich niedriger liegt als der Öffnungsdruck pö, indem zum Schließen des Rückschlagventils die Spannung der Feder P1 nunmehr die Kraft p3 - F überwiegen muß.
  • Bei den bisher gebräuchlichen Einspritzverfahren sind nun die Hubkurve des den Kolben der Einspritzpumpe betätigenden Nockens das Veihältnis q/F und die Vorspannung der Feder 14 so aufeinander abgestimmt, daß sich das im Teil a der Abb. 4 dargestellte Spritzbild ergibt. Dort ist der jeweils vor den Spritzlöchern der Einspritzdüse herrschende Kraftstoffdruck p in Abhängigkeit von dem Kurbel-' winkel a der Kurbelwelle zwischen dem oberen und unteren Totpunkt des Saughubes dargestellt. Das Rückschlagventil 15 der Düse öffnet beim Erreichen des Drucks pö in der Zuleitung 18 und schließt, sobald der Pumpendruck den Wert p, unterschreitet. In dem schraffierten Bereich A erfolgt das Einspritzen des Kraftstoffes in den Zylinder mit einem Höchstdruck ph, der pö und p, weit übertrifft.
  • Der Teil b der Abb. 4 zeigt das Spritzbild einer gleichartigen Düse bei Anwendung der Erfindung. Hier ist die Vorspannung der Feder 14 so weit erhöht worden, daß sich , in Verbindung mit einer entsprechenden Hubkurve des Pumpennockens anstatt eines einzigen längeren Spritzstoßes wie im Teil e deren drei ergeben, wie durch die schraffierten Flächen B1, B, und B3 angedeutet. Diese drei Spritzstöße sind bereits weitgehend über den Saughub verteilt, so daß sich eine gleichmäßigere Durchmischung zwischen Kraftstoff und Verbrennungsluft ergibt als im Falle a. Der Höchstdruck ph = pö gibt aber dieselbe Durchschlagskraft wie im Falle u.
  • Eine noch weitergehende Verteilung über . den SaughLb des Arbeitskolbens der Maschine ergibt sich gemäß Teil c der Abb. 4, wenn außer einer höheren Vorspannung der Feder 14 die Hubkurve des Pumpennockens in ihrem maßgebenden Teil so flach gestaltet wird, daß nach dem jedesmaligen Schließen des Rückschlagventils eine größere Zeitspanne entsteht, bis der Pumpendruck den Wert pö wieder erreicht hat und das Rückschlagventil wieder zu einem neuen Spritzstoß geöffnet wird. Es ergeben sich also im Falle c drei gleichmäßig über den ganzen Saughub des Arbeitskolbens verteilte Spritzstöße Cl, CE, C3.
  • Die gleiche Wirkung wie durch eine flache Hubkurve des Einspritzpumpennockens kann auch durch die Anwendung eines Pumpenkolbens von im Verhältnis zu seinem Hub geringem Durchmesser erzielt werden, indem auch hierdurch die Einspritzpumpenförderzeit auf die gewünschte Dauer auseinandergezogen wird. Die Zahl der während der Gesamteinspritzung erfolgenden Einzelstöße läßt sich leicht dadurch beherrschen, daß man den Schließdruck des Rückschlagventils 15 um ein bestimmtes Maß kleiner wählt als den Öffnungsdruck, was lediglich von dem Verhältnis qIF abhängt. Ist der Unterschied gering, so erfolgen sehr viele Einspritzstöße, von denen jeder einzelne sehr kurz ist. Ist der Unterschied groß, so erfolgen wenige, je für sich länger andauernde Einspritzstöße.
  • Ein anderer Weg zur Durchführung des neuen Verfahrens ist der, die Einspritzdüse in der auch bisher verwendeten Ausführung zu belassen, die Pumpenförderzeiten in der oben angegebenen Weise zu verlängern und die Aufteilung in einzelne Stöße durch die Ausbildung des Druckventils in der Einspritzpumpe zu erzielen, das Druckventil muß zu diesem Zweck hoch vorgespannt sein. Die Beherrschung der Zahl der Einspritzstöße geschieht dann durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Unterschiedes zwischen Offnungs- und Schließdruck am Druckventil der Einspritzpumpe.

Claims (4)

  1. PATENT4,NSPROCHE: i. Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes für Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen während des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung in einer Reihe von über dem Saughub des Arbeitskolbens verteilten Einzelstößen durch eine an sich bekannte Mehrlochdüse in scharfen, geschlossenen Strahlen schräg zur Richtung der einströmenden Verbrennungsluft erfolgt.
  2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes, als Stufenkolben (17) ausgebildetes, federbelastetes Rückschlagventil (15) in der Pumpendruckleitung (18), wobei die Vorspannung der das Ventil belastenden Feder (14), der Unterschied zwischen dem Offnungs- und dem Schließdruck des Ventils und die Hubkurve des den Kolben der Einspritzpumpe antreibenden Nockens so zueinander abgestimmt sind, daß sich hinsichtlich der Anzahl der Einspritzstöße und ihrer Verteilung über den Saughub des Arbeitskolbens die jeweils gewünschten Verhältnisse ergeben.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (15) in der Einspritzdüse angeordnet ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (15) gleichzeitig das Druckventil der Einspritzpumpe bildet. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 614 5o8
DED2513A 1942-04-14 1942-04-14 Verfahren zum Einspritzen des Kraftstoffes fuer Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff im wesentlichen waehrend des Saughubes in die Zylinder der Maschine eingespritzt wird Expired DE835660C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE937445C (de) * 1953-01-08 1956-01-05 Andreas Stihl Zweitakt-Brennkraftmaschine
US3118611A (en) * 1963-02-04 1964-01-21 Martin J Berlyn Fuel injection nozzle
DE1275828B (de) * 1963-02-04 1968-08-22 Martin J Berlyn Lochduese fuer Brennstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR614508A (fr) * 1926-04-14 1926-12-16 Super Diesel Tractor Corp Procédé d'introduction du combustible, pour son mélange et sa combustion, dans les moteurs à combustion interne du type à injection

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