NL9401807A - Brandstofdoseringssysteem voor het sequentieel toevoeren van brandstof aan de cilinders van een verbrandingsmotor. - Google Patents

Description

Titel: Brandstofdoseringssysteem voor het sequentieel toe voeren van brandstof aan de cilinders van een verbrandingsmotor .

De uitvinding heeft betrekking op een brandstofdoseringssysteem voor het vanuit een opslagreservoir toevoeren van brandstof aan de cilinders van een verbrandingsmotor voorzien van een brandstofaanvoereenheid en een verdeelinrichting die ten minste een in afhankelijkheid van de rotatieve positie van een krukas van de verbrandingsmotor aangedreven rotor omvat waarbij de brandstofaanvoereenheid brandstof vanuit het opslagreservoir aan de verdeelinrichting toevoert en waarbij de verdeelinrichting afhankelijk van de rotatieve positie van de rotor brandstof sequentieel aan de cilinders van de verbrandingsmotor toevoert.

Het sequentieel toevoeren van brandstof door middel van een verdeelinrichting is bijvoorbeeld bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP 0.361.199. Deze publikatie beschrijft een brandstofdoseringssysteem met een samenstel van een elektromagnetische doseerklep en een verdeelklep dat in hoofdzaak betrekking heeft op het toevoeren van vloeibare brandstoffen. Hierbij wordt brandstof uit een brandstofreservoir door middel van een pomp naar een doseerklep gevoerd, die afhankelijk van de omwentelingssnelheid van de krukas en van motorparameters, zoals krukashoek, toerental, smoorklepstand, temperaturen, etc., een verdeelruimte van de verdeelklep gedoseerd en discontinu van brandstof voorziet. De verdeelklep wordt door middel van een synchroonmotor aangedreven en verdeelt de gedoseerde brandstof over de verschillende cilinders van de verbrandingsmotor. De synchroonmotor is aan de omwentelingssnelheid van de krukas gekoppeld. De brandstoftoevoer wordt derhalve bepaald door de openingstijd en de open-dicht frequentie van de doseerklep.

Dit brandstofdoseringssysteem heeft echter het nadeel dat het samenstel van de doseer- en verdeelklep omslachtig in op- bouw is en aanzienlijke kosten bij de inbouw van een dergelijk brandstofdoseringssysteem met zich meebrengt. Bovendien is de elektromagnetische doseerklep en de bijbehorende besturing gevoelig voor storingen. Tevens is de elektromagnetische doseerklep minder geschikt voor gasvormige brandstoffen. Een gasvormige brandstof bezit vergeleken met een vloeibare brandstof een relatief lage energiedichtheid per volume-eenheid, zodat voor eenzelfde massa- of energiestroom een veel hogere volumestroom geleverd moet worden, hetgeen voor de elektromagnetische doseerklep betekent dat of de diameter van de kern en de slag van de kern of de aan te bieden druk moeten worden verhoogd. Beide alternatieven zijn echter aan grenzen gebonden en kunnen door middel van gebruikelijke doseerkleppen niet eenvoudig worden gerealiseerd.

De uitvinding beoogt hiervoor een oplossing te bieden en heeft als kenmerk, dat de brandstof continu aan de verdeel-inrichting wordt toegevoerd.

Door de maatregelen van de uitvinding wordt een brand-stofdoseringssysteem verschaft met een aantal verrassende voordelen ten opzichte van de bekende stand der techniek.

Ten opzichte van het conventionele brandstofdoseringssysteem is een eerste voordeel dat de verdeelinrichting de brandstof niet alleen verdeelt maar ook doseert, zodat de elektromagnetisch aangedreven doseerklep kan worden weggelaten, hetgeen het voordeel biedt dat het onderhavige brand-stofdoseringssysteem niet alleen geschikt is voor vloeibare brandstoffen, maar in het bijzonder ook voor gasvormige brandstoffen.

In een eerste bijzondere uitvoeringsvorm van het brand-stofdoseringssysteem verdeelt en doseert het systeem de brandstof afhankelijk van de omwentelingssnelheid van de krukas.

Een aanpassing van de brandstofstroom aan de belasting van de motor geschiedt hierbij door middel van een drukverandering via de brandstofaanvoereenheid.

Bij een tweede bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstof doseringssysteem volgens de uitvinding is het systeem voorzien van een stromingsweerstandelement, bijv. een smoor- klep, dat of afzonderlijk of geïntegreerd in de verdeelinrich-ting in het systeem is aangebracht. Een verandering van de brandstofstroom geschiedt dan via het stromingsweer-standelement en/of de brandstofaanvoereenheid. Een bijzonder eenvoudig en goedkoop te produceren brandstofdoseringssysteem wordt hierbij verkregen wanneer het stromingsweerstandelement direct, bijvoorbeeld mechanisch met een smoorklep voor de verbrandingslucht van de motor wordt verbonden en de rotor van de verdeelinrichting direct aan de krukas van de verbrandingsmotor wordt gekoppeld.

Bij een derde bijzondere uitvoeringsvorm van het brandstofdoseringssysteem volgens de uitvinding wordt het veranderen van de brandstofdoorstroom gerealiseerd door een dynamische variatie van de omwentelingssnelheid van de rotor, hetgeen in combinatie met drukregeling en/of brandstofdoorstroom-regeling door middel van een stromingsweerstandelement het voordeel van een bijzonder groot regelbereik biedt.

De uitvinding zal in het hiernavolgende nader worden toe-gelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de tekening. Hierin toont: figuur 1 een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding; figuur 2 een blokschema van een eerste bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding met een sequentieel werkende verdeelinrichting; figuur 3 een doorsnede in lengterichting van een eerste uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting geschikt voor toepassing in het systeem volgens figuur 2; figuur 4 a,b een voor- en bovenaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting volgens figuur 3 met instroomopeningen in een rijvormige opstelling; figuur 5 a,b een voor- en bovenaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting volgens figuur 3 met instroomopeningen in een V-vormige opstelling; figuur 6 een doorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting geschikt voor toepassing in het systeem volgens figuur 2; figuur 7 een blokschema van een tweede bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding met een sequentieel werkende verdeel-inrichting die is voorzien van een stromingsweerstandelement; figuur 8 een doorsnede in lengterichting van een derde uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting met een ingebouwd stromingsweerstandelement; figuur 9 een dwarsdoorsnede van een vierde uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting met een ingebouwd stromingsweerstandelement ; figuur 10 een blokschema van een derde bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding met een sequentieel werkende verdeel-inrichting die dynamisch wordt aangedreven; figuur ll een dwarsdoorsnede van een vijfde uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting; figuur 12 een diagram waarin de rotorpositie afhankelijk van de tijd wordt weergegeven voor een brandstofdoseringssysteem volgens figuur 10; figuur 13 een diagram waarin verschillende doorstroom-vlakken als functie van de rotorpositie zijn weergegeven voor een brandstofdoseringssysteem volgens figuur 10; figuur 14 een diagram waarin de open- en dichtkarakteris-tieken afhankelijk van de tijd zijn weergegeven voor de verschillende brandstofdoseringssystemen volgens de figuren l-ll.

In de figuren zijn gelijke onderdelen aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers. Figuur 1 toont schematisch een uit-voeringsvoorbeeld van een brandstofdoseringssysteem volgens de uitvinding. Het systeem is voorzien van een brandstofaanvoer-eenheid 1 met behulp waarvan brandstof uit een reservoir 2 via respectievelijk een leiding 3 en verdeelinrichting 4 aan cilinders 6 van een verbrandingsmotor 8 wordt toegevoerd. De verdeelinrichting 4 verdeelt de door de brandstofaanvoer-eenheid 1 via leiding 3 continu aangevoerde brandstof over in dit voorbeeld vier leidingen 10.1-1,0.4 voor toevoer naar de cilinders 6. Bij vloeibare brandstoffen bestaat de brandstof -aanvoereenheid l bijvoorbeeld uit een brandstofpomp. Bij gas-vormige brandstoffen kan bijvoorbeeld een drukregelaar, die hierna als Fuel Pressure Control Unit (FPC) zal worden aangeduid, worden toegepast. Omdat het brandstofdoserings-systeem volgens de uitvinding in het ,bijzonder geschikt is voor gasvormige brandstoffen, wordt in de hiernavolgende beschrijving er van uit gegaan dat de brandstofaanvoereenheid bestaat uit een FPC. Met nadruk wordt erop gewezen dat dit slechts een uitvoeringsvoorbeeld is, zodat andere uitvoeringen van brandstofaanvoereenheid denkbaar zijn.

Verbrandingslucht wordt via een op zich bekend regelbaar weerstandelement, zoals een smoorklep 12, aan de cilinders 6 van de verbrandingsmotor 8 toegevoerd. Voor het besturen van de verdeelinrichting 4 en/of de brandstofaanvoereenheid (FPC) 1 kan het systeem verder nog zijn voorzien van een controle-eenheid 14, die op zich bekend is onder de naam Fuel Control Unit (FCU) en die bijvoorbeeld afhankelijk van de omwentelingssnelheid van een krukas 16 en/of'de belasting van de verbrandingsmotor 8 de brandstofaanvoereenheid l en/of de verdeelinrichting 4 bestuurt. Hiertoe wordt de FCU 14 op op zich bekende wijze voorzien van informatie over bijvoorbeeld de omwentelingssnelheid van de krukas en belasting van de motor, hetgeen respectievelijk schematisch met leidingen 18 en 20 is getoond. Natuurlijk kunnen eveneens andere motorparameters, zoals de temperatuur van de motor en een signaal afkomstig van een Lambda-sonde aan de FCU 14 worden toegevoerd voor besturing van de brandstofaanvoereenheid l en/of de verdeelinrichting 4. Genoemde informatie wordt door de FCU 14 verwerkt voor het sturen van respectievelijk de FPC 1 en/of de verdeelinrichting 4, hetgeen respectievelijk schematisch met leidingen 22 en 24 is getoond. De verdeelinrichting 4 kan echter ook direct, bijvoorbeeld mechanisch, met de krukas 16 zijn verbonden. Deze verbinding is schematisch weergegeven met leiding 26.

Figuur 2 toont een blokschema voor een eerste bijzondere uitvoeringsvorm van het brandstofdoseringssysteem volgens de onderhavige uitvinding. De sequentieel werkende verdeelinrich-ting 4 is van een type waarbij de verdeling van de toegevoerde brandstof over de leidingen 10.1-10.4 direct is gekoppeld aan de rotatieve positie van de krukas 16 van de verbrandingsmotor 8. Een dergelijke verdeelinrichting 4 zal hiernavolgend als een SFD (Sequential Fuel Distributor) worden aangeduid.

Het brandstofdoseringssysteem met de SFD 4 wordt per definitie hoeksynchroon met de procescyclus van de verbrandingsmotor 8 aangedreven, hetgeen betekent dat de openingshoek van de SFD 4, dat wil zeggen de pulsbreedte van de brandstof-toevoer, per cilinder 6 uitgedrukt in krukasgraden constant is. De openingstijd (pulsbreedte) van de SFD 4 per cilinder 6 is dus omgekeerd evenredig met het toerental van de verbrandingsmotor 8. Bij een toenemend toerental blijft de openingshoek (in krukasgraden) constant terwijl de openingsduur van de SFD 4 evenredig kleiner wordt. De belasting van de verbrandingsmotor 8 heeft aldus noch invloed op de openingshoek noch op de openingsduur van de SFD 4. Voor een juiste brandstof-dosering als funktie van het toerental en de belasting van de verbrandingsmotor 8 moeten dus één of meer regelparameters worden ingevoerd. Omdat het principe van de SFD 4 geen variatie van de openingshoek en/of van de openingsduur toelaat, wordt hier een door de SFD 4 stromende brandstofstroom Q als regelparameter gekozen. De brandstofstroom Q is gelijk aan de som van de brandstofstromen Qi door respectievelijk de leidingen 10.i (i = 1, 2, ... n). Omdat de brandstofstroom Q afhankelijk is van het drukverschil over de SFD 4 en de druk in leiding 3, de stromingsweerstand van de leiding 3 en de dichtheid van de brandstof, kunnen deze grootheden worden gevarieerd voor het regelen van de brandstofstroom Q. Bij het brandstofdoseringssysteem volgens figuur 2 is de brandstofdruk P de enige parameter die wordt gevarieerd voor het regelen van de brandstofstroom. Hierbij wordt de SFD in het geval dat deze via leiding 26 niet direct door de krukas 16 wordt aangedreven, door middel van de FCU 14 ten opzichte van de krukas 16 gesynchroniseerd. Hiertoe wordt via de leidingen IS en 20 aan de FCU 14 respectievelijk een extern referentie-hoeksignaal toegevoerd en een signaal dat de belasting van de verbrandingsmotor 8 representeert, zodat de FCU 14 via de FPC l de brandstofstroom Q door een aanpassing van de brand-stofdruk P verandert. De FCU 14 kan daarbij bijvoorbeeld van mechanische, elektrische, pneumatische en/of hydraulische aard zijn.

Figuur 3 toont een eerste uitvoeringsvorm van de verdeel-inrichting 4 die in het systeem volgens figuur 2 als SFD kan worden gebruikt. Deze verdeelinrichting 4 omvat een in een stator 30 gelegerde rotor 32 en een aandrijfmechanisme 34, dat in het geval dat de rotor 32 niet direct met de krukas 16 is verbonden, de rotor 32 op een andere op zich bekende wijze, zoals bijvoorbeeld mechanisch, elektrisch, pneumatisch of hydraulisch aandrijft. De rotor 32 is voorzien van uitstroom-openingen 34, die sequentieel in doorstroomverbinding worden gebracht met instroomopeningen 36 van de stator 30.

De brandstof wordt via een toevoeropening 38 van de ver-deelinrichting 4 continu aan de binnenruimte·40 van de rotor 32 toegevoerd. Door middel van de met de krukas 16 hoek-synchrone aandrijving worden de uitstroomopeningen 34 van de rotor 32 sequentieel in verbinding gebracht met de corresponderende instroomopeningen 36 van de stator 30, een en ander zodanig dat de brandstof sequentieel via de leidingen 10.1-10.4 aan de cilinders 6 van de verbrandingsmotor 8 wordt toegevoerd.

De figuren 4a,b en 5a,b tonen respektievelijk het voor-en bovenaanzicht van twee varianten voor de opstelling van de instroomopeningen 36 en leidingen 10.l en van de stator 30 voor een 4-cilinder motor. Het spreekt voor zich, dat er nog vele opstellingsmogelijkheden zijn, bijvoorbeeld het stervormige plaatsen van instroomopeningen 36 in één vlak waarbij de rotor 32 nog maar één uitstroomopening 34 bezit.

Figuur 6 toont een tweede uitvoeringsvorm van de verdeel-inrichting 4 volgens figuur 2 die als SFD kan worden gebruikt. Figuur 6 toont slechts één deel van de verdeelinrichting 4 dat wordt gebruikt voor het toevoeren van brandstof door leiding 10.l. Voor de leidingen 10.2-10.4 wordt een vergelijkbare inrichting toegepast. In het bijzonder worden deze inrichtingen gestuurd door een en dezelfde rotor. De in figuur 6 getoonde rotor 32 vormt slechts een besturingselement waarbij de brandstof naar bijvoorbeeld een op zich bekende 2/2-klep 42 wordt geleid, welke klep 42 twee standen en twee aansluitingen bezit. De rotor 32 kan de klep 42 op bijvoorbeeld mechanische, elektrische, hydraulische of pneumatische wijze bedienen. In de onderhavige uitvoeringsvorm is in een hydraulische besturing voorzien. De 2/2-klep 42 wordt hierbij door een veerbelaste monostabiele klep met gesloten nulstand gevormd. De 2/2-klep 42 opent zodra een stuurfluïdum 44 vanuit de centrale kamer 40 in de rotor 32 door de uitstroomopening 34 in de instroomopening 36 van een stuurleiding 46 van de 2/2-klep 42 stroomt. Zodra de stuurleiding 46 met een zich tussen de rotor en stator bevindende afvoerruimte 39 wordt verbonden kan het stuurfluïdum 44 in een reservoir 48 terugstromen en wordt de 2/2-klep 42 gesloten. Het stuurfluïdum 44 wordt bijvoorbeeld door een pomp 50 naar de centrale kamer 40 van de rotor 32 gevoerd. Het zal duidelijk zijn dat de openingshoek van de 2/2-klep wordt bepaald door de afmeting van de uitstroomopening 34. Ook bij deze uitvoeringsvorm kan de rotor 32 op verschillende wijzen worden aangedreven en vormt de brandstof druk P de enige regelparameter. Daarnaast kunnen ook andere kleppen zoals bijvoorbeeld een 3/2-klep worden toegepast.

Figuur 7 toont een tweede bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de uitvinding waarbij het systeem is voorzien van een variabele stromingsweerstand 60 die vervolgens met FMV (Fuel Metering Valve) zal worden aangeduid. Met de FMV 60 wordt de brandstofdoorstroom Q veranderd die aan de SFD wordt toegevoerd waarbij afhankelijk van de uitvoering van de FMV 60 de brandstofdruk P variabel of constant is. De SFD volgens figuur 7 kan bijvoorbeeld worden gevormd door de bijzondere uitvoeringsvormen hiervan zoals deze in relatie met figuren 2-6 zijn besproken. Ook de FMV 60 kan mechanisch, elektrisch, hydraulisch of pneumatisch worden aangedreven en wordt of door de FCU 14 bestuurd of is direct met de smoorklep 6 voor de verbrandingslucht verbonden, in het geval dat de FMV 60 bijvoorbeeld direct door middel van een op zich bekende Throttle to Throttle Link (TTL) met de smoorklep 12 volgens figuur 1 is verbonden en de verdeelinrichting 4 mechanisch door middel van de krukas 16 wordt aangedreven wordt een bijzonder eenvoudige en goedkope uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens de uitvinding verkregen. Tevens bestaat natuurlijk ook de mogelijkheid de brandstofdruk P door middel van de FPC l en de brandstofstroom Q door middel van de FMV 60 te regelen, hetgeen het voordeel van een groter regelbereik biedt (zie ook figuur 14).

De stromingsweerstand 60 kan ook in verdeelinrichting 4' worden geïntegreerd. Deze vorm van verdeelinrichtingen 4’ wordt hierna met SFM (Sequential Fuel Metering) aangeduid, omdat de SFM 4' niet alleen de brandstof sequentieel verdeelt, zoals de SFD, maar ook doseert.

Figuur 8 toont een eerste uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting 4' die als SFM kan worden gebruikt waarbij een afsluitelement 62, dat is voorzien van doorstroomopeningen 63 in de stator 30 van de verdeelinrichting 4 uit figuur 3 is aangebracht. Het afsluitelement 62 wordt door middel van een verstelmechanisme 28 bestuurd zodat de brandstofstroom Qi tussen de uitstroomopeningen 34 en de instroomopeningen 36 instelbaar is.

Figuur 9 toont een dwarsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting 4', die als SFM kan worden gebruikt, waarbij de brandstof niet door een rotor stroomt, maar waarbij de rotor 32 op dezelfde wijze als de rotor 32 in figuur 6 een besturingselement vormt, dat een aantal kleppen 64 voor de brandstoftoevoer naar de verschillende cilinders 6 bedient. De verdeelinrichting 4' is in dit voorbeeld mechanisch uitgevoerd, maar het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de kleppen 64 ook op elektrische, hydraulische of pneumatische wijze kunnen worden bestuurd. Het aan- tal kleppen 64 komt overeen met het aantal cilinders 6 van de verbrandingsmotor 8. Op de rotor 32 zijn een met het aantal kleppen 64 overeenkomend aantal nokschijven 66 aangebracht die samenwerken met nokvolgers 68 van de klep 64. Veerelementen 67 houden de nokvolgers 68 tegen de nokschijven 66 aangedrukt zodat de nokvolgers 66 door een verdraaiing van de rotor 32 en de nokschijven 66 lineair kunnen worden verplaatst. De verdeel inrichting 4' is tevens voorzien van een als afsluit -element fungerende stromingsweerstandring 70. De te doseren en te verdelen brandstof stroomt via een binnen de weerstand-ring 70 gelegen centrale toevoerleiding 72 door een opening 74 van de stromingsweerstandring 70 in de klep 64 die afhankelijk van de rotor 32 de verbinding naar de desbetreffende cilinder 6 vrijgeeft.

Figuur 10 toont een blokschema van een derde bijzondere uitvoeringsvorm van een brandstofdoseringssysteem volgens figuur 1 welk systeem is voorzien van een sequentieel werkende verdeelinrichting 4" die dynamisch wordt aangedreven en afhankelijk van de inputsignalen van de FCU 14 de brandstof doseert en verdeelt. Bij deze dynamisch werkende verdeelinrichting 4", die hierna met DSFM 4" (Dynamic Sequential Fuel Metering) zal worden aangeduid, wordt de doseerfunctie gerealiseerd door middel van een dynamische variatie van de rotorpositie waarbij de mechanische constructie van de verdeelinrichting 4" in hoofdzaak overeen kan komen met de alle eerder genoemde ver-deelinrichtingen volgens figuren 3-9. De rotor 32 van de verdeelinrichting 4" wordt in tegenstelling tot de bovengenoemde uitvoeringen van verdeelinrichtingen niet hoeksynchroon met de krukas 16 aangedreven maar in plaats hiervan opeenvolgend versneld en vertraagd in zijn rotatieve beweging. Voor de variatie van de brandstofstroom wordt hierbij derhalve de puls-breedte als regelparameter gekozen, zodat bijvoorbeeld de in-stroomopeningen 36 van de stator 30 uit figuur 3 of geopend of gesloten zijn. Door de verhouding van de tijden waarin de in-stroomopeningen 36 geopend dan wel gesloten zijn te veranderen kan de gemiddelde brandstofstroom Q worden geregeld.

Essentieel is dat rotor van de verdeelinrichting 4" in ieder geval binnen de openingsfase van inlaatkleppen (niet getoond) van de cilinders 6 de brandstof Qi blijft toevoeren, waardoor het sequentiële karakter behouden blijft. Het blokdiagram van een brandstofdoseringssysteem volgen het DSFM-principe in figuur 10 komt aldus functioneel overeen met het blokdiagram uit figuur 7.

In figuur 11 wordt een alternatieve uitvoeringsvorm van een verdeelinrichting 4" getoond die als DSFM 4" kan worden gebruikt. Hierbij wordt bijvoorbeeld een bistabiele 2/2 klep 80.1, dat wil zeggen een klep die een stabiele openstand en een stabiele dichtstand bezit, elektrisch bestuurd. De in figuur 11 getoonde inrichting regelt de brandstofdosering voor leiding 10.l. Voor de overige leidingen 10.2-10.4 worden hier niet-getoonde zelfde kleppen 80.2-80.4 gebruikt Voor het openen dichtzetten van de 2/2-kleppen 80.1-80.4 worden twee rotoren 32, 32' toegepast, waarop telkens een met het aantal 2/2 kleppen 80.1-80.4 overeenkomstig aantal pulsschijven 82.1-82.4, 82.1'-82.4' is aangebracht. Opneemelementen 84.1-84.4, 84.1'-84.4' registreren een of meer uitsparingen 86 in de pulsschijven en zetten vervolgens de 2/2-kleppen 82.1-82.4 in de open- of dichtstand. Doordat elke 2/2-klep 82.1 is verbonden met twee rotoren 32, 32' die via de FCU 14 bestuurd worden, een en ander zodanig dat het faseverschil tussen twee pulsschijven 82.1 en 82.i' (i = l, 2, 3, 4 ... n) variabel is, laat zich een bijzonder eenvoudige pulsbreedteregeling realiseren.

De grafieken in de figuren 12 en 13 tonen de dynamische aandrijving van de DSFM 4". Voor de eenvoud zijn hier grafieken voor een twee-cilindermotor getoond. Het zuiver hoeksynchrone verloop wordt in figuur 12 beschreven door middel van de lijn A. Hierbij wordt bijvoorbeeld een eerste cilinder 6 bij een rotorpositie van 45’ geopend en bij een rotor positie van 135* gesloten. De minimale opentijd tmin ontstaat door de geopende stand van de verdeelinrichting 4" met maximale snelheid te doorlopen (lijn B) en een maximale opentijd tmax wordt bereikt door de gesloten stand (lijn C) met een maximale snelheid te doorlopen. Het zal duidelijk zijn dat de opentijd van de verdeelinrichting 4" tussen deze grenzen kan worden ingesteld door de FCU 14. Een tweede regelparameter is beschikbaar wanneer de openingskarakteristiek van de DSFM 4" in plaats van een zuiver open/dicht karakter een bepaald verloop wordt gegeven. Figuur 13 laat drie mogelijke openingskarakteristieken zien. Oppervlakdiagram l is de geïdealiseerde open/dicht karakteristiek. Verder zijn als voorbeelden een symmetrische driehoek (diagram 2) en een zaagtand (diagram 3) getoond, waarbij de zaagtand met eventueel vlakke en/of minder variabele hellingshoeken voor deze toepassing het meest geschikt lijkt te zijn. Om het regelbereik van de DSFM te verhogen kan ook nog de brandstofdruk P door middel van de FCU 14 via de FPC 1 worden geregeld, hetgeen echter niet noodzakelijk is.

Ter illustratie van de genoemde uitvoeringsvormen zijn in figuur 14 de geïdealiseerde tijdsdiagrammen van de aan de motor 8 toegevoerde hoeveelheid brandstof volgens de hiervoor besproken verschillende brandstofdoseringssystemen weergegeven. Een hoge brandstoftoevoer is door een stippellijn aangegeven en een in verhouding lagere brandstoftoevoer is door een streeplijn aangegeven, A toont de maximale door de openingshoek van inlaatklep begrensde pulsbreedte waarin brandstof aan een cilinder N kan worden toegevoerd, waarbij het motortoerental uit een periode T volgt zoals in figuur 14 is getoond. De verhouding van de open- en dichttijden van de inlaatkleppen van de cilinders is vast en wordt bepaald door de krukas. De duur van de open- en dichttijden is omgekeerd evenredig afhankelijk van het motortoerental. B toont het brandstofpulsdiagram van de SFD en SFM. De verhouding tussen open- en dichttijden van de SFD/SFM is constant, omdat geen pulsbreedteverandering mogelijk is en omdat zij onafhankelijk van de periode T is. De hoogte van de brandstofpulsen, dat wil zeggen de hoeveelheid brandstof die aan de cilinders wordt toegevoerd is afhankelijk van de motorbelasting. Bij de SFD wordt deze ingesteld door middel van de FPC en/of de FMV en bij de SFM door middel van het geïntegreerde stromings-weerstandelement, al dan niet in combinatie met de FPC. C en D

tonen karakteristieken van de DSFM, waarbij in diagram C de brandstof met een constante druk aan de DSFM wordt toegevoerd en in D het regelbereik wordt vergroot doordat de brandstofdruk kan worden gevarieerd. De verhouding van de open- en dichttijden zijn echter in beide gevallen niet constant. Afhankelijk van de te leveren brandstofhoeveelheid wordt de open-tijd van de DSFM ingesteld. Uit de periode T volgt dan de resulterende dichttijd.

Het zal duidelijk zijn, dat het systeem volgens de uitvinding voor een motor met een willekeurig aantal cilinders kan worden toegepast.

Claims (21)

1. Brandstofdoseringssysteem voor het vanuit een opslag-reservoir toevoeren van brandstof aan de cilinders van een verbrandingsmotor voorzien van een brandstofaanvoereenheid en een verdeelinrichting die ten minste een in afhankelijkheid van de rotatieve positie van een krukas van de verbrandingsmotor aangedreven rotor omvat waarbij de brandstofaanvoereenheid brandstof vanuit het opslagreservoir aan de verdeelinrichting toevoert en waarbij de verdeelinrichting afhankelijk van de rotatieve positie van de rotor brandstof sequentieel aan de cilinders van de verbrandingsmotor toevoert, met het kenmerk, dat de brandstofaanvoereenheid continu brandstof aan de verdeelinrichting toevoert.

2. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van een stroomafwaarts van de brandstofaanvoereenheid gelegen regelbare stromingsweerstandelement voor het regelen van de grootte van de brandstofstroom in het systeem.

3. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het regelbare stromingsweerstandelement deel uit-maakt van de verdeelinrichting.

4. Brandstofdoseringssysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van middelen voor het versnellen en vertragen van de rotatieve beweging van de rotor ten opzichte van de rotatieve beweging van de krukas voor het variëren van een openingshoek waarin brandstof aan een cilinder wordt toegevoerd.

5. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de rotor, in gebruik, binnen de openingshoeken van inlaatkleppen van de cilinders brandstof door de verdeelinrichting laat lopen.

6. Brandstofdoseringssysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van een controle-eenheid (FCU) die de rotatieve beweging van de rotor afhankelijk van motorparameters zoals bijvoorbeeld de motorbelasting en/of de rotatieve beweging van de krukas stuurt.

7. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 2, 3 of 6, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van een controle-eenheid (FCU) die de stromingsweerstand van het stromingsweerstandelement afhankelijk van motorparameters zoals bijvoorbeeld de motorbelasting en/of de rotatieve beweging van de krukas regelt.

8. Brandstofdoseringssysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verdeelinrichting voorts is voorzien van ten minste een stator waarbij de ten minste ene rotor is voorzien van een toevoeropening voor de brandstof en van ten minste een uitstroomopening, de stator is voorzien van ten minste een instroomopening die door rotatie van de rotor ten opzichte van de stator sequentieel in verbinding kan worden gebracht met de ten minste ene uitstroomopening van de rotor en waarbij de uitstroomopening van de stator in verbinding staat met een cilinder van de motor.

9. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de rotor is voorzien van een cilindervormig hol lichaam dat de genoemde toevoeropening omvat en waarvan een cilinderwand de uitstroomopening omvat waarbij brandstof via de toevoeropening in het cilindervormige holle lichaam van de rotor kan worden gebracht; en dat de stator is voorzien van een cilindervormig hol lichaam waarin zich de rotor bevindt waarbij een cilinderwand van de rotor is voorzien van een aantal instroomopeningen die ieder in verbinding staan met een cilinder van de motor.

10. Brandstofdoseringssysteem volgens een der voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de verdeelinrichting verder is voorzien van ten minste een brandstoftoevoerklep waarvan een ingang is verbonden met de brandstofaanvoereenheid en waarvan een uitgang is verbonden met een cilinder van de motor en van middelen voor het afhankelijk van de rotatieve positie van de rotor openen en/of sluiten van de brandstof-toevoerklep.

11. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de brandstoftoevoerklep van het monostabiele type is waarbij de klep een stabiele en instabiele toestand omvat waarin de klep respectievelijk is gesloten of geopend en waarbij de rotor de klep van de stabiele toestand in de instabiele toestand brengt voor het openen of sluiten van de klep.

12. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de klep twee toestanden omvat waarin de klep respectievelijk is geopend of gesloten waarbij de verdeelinrichting is voorzien van een eerste en tweede rotor en middelen voor het afhankelijk van de rotatieve positie van de eerste rotor openen van de klep en voor het afhankelijk van de rotatieve positie van de tweede rotor sluiten van de klep.

13. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusies 4 en 12, met het kenmerk, dat het systeem is voorzien van middelen voor het variëren van het faseverschil tussen de eerste en tweede rotor voor het variëren van een openingshoek waarin brandstof aan een cilinder wordt toegevoerd.

14. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusies 6 en 13, met het kenmerk, dat genoemde middelen de controle-eenheid omvatten.

15. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusies 3 en 8, met het kenmerk, dat het stromingsweerstandelement een afsluit-element omvat voor het variëren van de grootte van een door- voeropening in het stromingspad van de brandstof door de verdeelinrichting.

16. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusies 3 en 10, met het kenmerk, dat het stromingsweerstandelement een afsluit- element omvat voor het variëren van de grootte van een door- voeropening waardoorheen brandstof stroomt die naar de * brandstoftoevoerklep toe of van de brandstofklep af stroomt.

17. Brandstofdoseringssysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rotor mechanisch, elektrisch, pneumatisch of hydraulisch is aangedreven.

18. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, ll, 12, 15 of 16, met het kenmerk, dat de rotor mechanisch is verbonden met de krukas van de motor.

19. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 2, 3, 15 of 16, met het kenmerk, dat een regelbaar weerstandelement in het verbrandingsluchtinlaatsysteem van de motor het stromingsweerstandelement stuurt.

20. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusies 18 en 19.

21. Brandstofdoseringssysteem volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de verdeelinrichting ten minste een doorstroomoppervlak omvat waardoorheen de brandstof stroomt en waarvan de effectieve grootte een functie is van de rotatieve positie van de rotor.