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DE102005044098A1 - Engine`s air fuel ratio increasing method for car, involves providing air to fuel injection mechanism by engine fan, and adjusting speed by alternator`s tension so that air by fan is based on degree of depression of accelerator pedal - Google Patents

Engine`s air fuel ratio increasing method for car, involves providing air to fuel injection mechanism by engine fan, and adjusting speed by alternator`s tension so that air by fan is based on degree of depression of accelerator pedal Download PDF

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DE102005044098A1
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Ching-Yu Yang
Chin-Fu Chang
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Chang Chin-Fu Liu Kui
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Chang Chin-Fu Liu Kui
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Abstract

The method involves providing air to a fuel injection mechanism (2) by an engine fan (63), where the mechanism is connected to an air current accelerator (6) which has a case (61) fixed to a controller (7), an air storage cylinder (62), the fan and a filter (64). Speed of the fan is adjusted by tension produced by an alternator of a car so that corresponding air provided by the fan is based on degree of depression of an accelerator pedal of the car. An independent claim is also included for a device permitting to increase an air-fuel ratio of an engine.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

(a) Bereich der Erfindung(a) Field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses bei einem Verbrennungsmotor, insbesondere ein solches, bei dem die Spannung eines Generators dazu verwendet wird die Luftmenge eines Luftbeschleunigers so zu steuern, daß die geforderte Luftmenge zur rechten Zeit zur Verfügung steht und so das Luft-/Brennstoffverhältnis erhöht wird.The The invention relates to an apparatus and a method for increasing the Air-fuel ratio in an internal combustion engine, in particular one in which the Voltage of a generator is used to the amount of air To control the air accelerator so that the required amount of air available at the right time stands and so the air / fuel ratio is increased.

(b) Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik(b) description of the current State of the art

Das Luft-Brennstoffverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Treibstoffmenge und der zu ihrer Verbrennung innerhalb des Motors notwendigen Luftmenge. Für eine vollständige Verbrennung ist dieses Verhältnis theoretisch 15.1 : 1. Bei einem herkömmlichen Einspritzmotor, wie er in 1 dargestellt ist, enthält das System zur Zuführung von Luft und Brennstoff vor dem Zylinder (1) einen Einspritzmechanismus (2), der über das Rohr (3) mit dem Luftfilter verbunden ist. Wenn, wie in 2 dargestellt mehr Kraftstoff verbrannt werden soll, muß die Drosselklappe (21) weiter geöffnet werden, um mehr Verbrennungsluft zuzuführen. Das Brennstoff-/Luft-Gemisch wird im Zylinder gezündet und treibt so den Motor an. Die angesaugte Luftmenge wird mittels des Luftmengenmessers (31) festgestellt und vom Einspritzkontrollsystem dazu verwendet die optimale Brennstoffmenge einzuspritzen. Bei Betrieb in großen Höhen kann über die Drosselklappe nicht mehr genügend Luft zugeführt werden, um das Luft-Brennstoffverhältnis aufrechtzuerhalten. Dies führt zu unvollständiger Verbrennung des Brennstoffs und damit zu einem Leistungsverlust des Motors. Zur Abhilfe werden Turbolader eingesetzt. Die für die Turbolader verwendeten Abgase enthalten jedoch wenig Sauerstoff und das Luft-Brennstoffverhältnis bleibt bei 9 1, da die Zylinder sonst den Verbrennungsdruck nicht aushalten könnten. In Anbetracht der obigen Umstände ist es daher das Ziel der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses bei einem Verbrennungsmotor zu entwickeln, das die obigen Nachteile vermeidet und die Leistung des Motors erhöht.The air-fuel ratio is the ratio between the amount of fuel and the amount of air necessary for its combustion within the engine. For complete combustion, this ratio is theoretically 15.1: 1. In a conventional injection engine, as in 1 shows the system for supplying air and fuel in front of the cylinder ( 1 ) an injection mechanism ( 2 ), over the pipe ( 3 ) is connected to the air filter. If, as in 2 shown more fuel to be burned, the throttle must ( 21 ) are opened further to supply more combustion air. The fuel / air mixture is ignited in the cylinder and thus drives the engine. The sucked air quantity is determined by means of the air flow meter ( 31 ) and used by the injection control system to inject the optimum amount of fuel. When operating at high altitudes, the throttle valve can no longer supply enough air to maintain the air-fuel ratio. This leads to incomplete combustion of the fuel and thus to a power loss of the engine. As a remedy, turbochargers are used. However, the exhaust gases used for the turbocharger contain little oxygen and the air-fuel ratio remains at 9 1, otherwise the cylinders could not withstand the combustion pressure. In view of the above circumstances, therefore, the object of the invention is to develop an apparatus and a method for increasing the air-fuel ratio in an internal combustion engine, which avoids the above disadvantages and increases the performance of the engine.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Hauptziel der Erfindung ist ein Verfahren das Luft-Brennstoffverhältnis eines Motors mittels eines Lüfters, der von der Spannung der Lichtmaschine versorgt wird zu erhöhen, bei dem die Drehzahl des Lüfters von der Gaspedalstellung abhängt, wodurch das Luft-Brennstoffverhältnis erhöht wird und der Motor mit maximalem Wirkungsgrad arbeitet.main goal In the invention, a method is the air-fuel ratio of Motor by means of a fan, which is powered by the voltage of the alternator to increase at the speed of the fan depends on the accelerator pedal position, whereby the air-fuel ratio elevated and the engine is operating at maximum efficiency.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses eines Motors, die ein Gehäuse und einen Luftstrombeschleuniger enthält und dadurch gekennzeichnet ist, daß sich auf der Vorderseite des Gehäuses ein Luftspeicher mit einem Filter, der mittels einer Passage, an der ein Lüfter angebaut ist mit dem Gehäuse verbunden ist, befindet. Der Lüfter wird von einem Steuergerät entsprechend der Drehzahl des Motors gesteuert.One Another object of the invention is a device for increasing the Air-fuel ratio a motor, a housing and an air flow accelerator and characterized is that yourself on the front of the case an air reservoir with a filter, by means of a passage to the one fan is attached to the housing is connected. The fan is from a control unit controlled according to the speed of the motor.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses eines Motors, bei dem je nach Hubraum des Motors im Luftstrombeschleuniger einer oder mehrere Lüfter angebracht sind.Yet Another object of the invention is a device for increasing the Air-fuel ratio an engine, in which, depending on the displacement of the engine in the air flow accelerator one or more fans are attached.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung bei der der Luftstrombeschleuniger aus einem Gehäuse mit einem Lüfter besteht und der normale Luftfilter des Fahrzeugs zur Filterung der Luft dient.Yet Another object of the invention is an apparatus in which Air flow accelerator consists of a housing with a fan and the vehicle's normal air filter is used to filter the air.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 Darstellung eines herkömmlichen Lufteinlaßsystems eines Motors 1 Representation of a conventional air intake system of an engine

2 Schematische Darstellung der Wirkungsweise eines herkömmlichen Lufteinlaßsystems eines Motors 2 Schematic representation of the operation of a conventional air intake system of an engine

3 Schematische Darstellung des Lufteinlaßsystems eines Motors entsprechend der vorliegenden Erfindung 3 Schematic representation of the air intake system of an engine according to the present invention

4 Explosionsdarstellung des Luftstrombeschleunigers entsprechend der vorliegenden Erfindung aus 3 4 Exploded view of the air flow accelerator according to the present invention 3

5 Schematische Darstellung der Wirkungsweise eines Lufteinlaßsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung 5 Schematic representation of the operation of an air intake system according to the present invention

6 Eine weitere bevorzugte Ausführung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung 6 Another preferred embodiment in accordance with the present invention

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungdetailed Description of the preferred embodiment

3 zeigt eine Vorrichtung zur Erhöhung des Luft-/Brennstoffverhältnisses eines Motors, bei dem vor dem Einspritzmechanismus (2) ein Luftstrombeschleuniger (6) angebracht ist. Der Luftstrombeschleuniger (6) enthält ein Gehäuse (61), an dem ein Steuergerät (7) befestigt ist, einen Luftspeicher (62), einen Lüfter (63) und einen Filter (64). Über ein Rohr (3) ist er mit dem Einspritzmechanismus (2) verbunden. An seiner Eingangsseite befindet sich ein Luftansaugrohr (8). Der Filter (64) kann zur Reinigung herausgenommern werden. Die Lüfter (63) werden vom Steuergerät (7) angesteuert, ihre Anzahl hängt vom Hubraum des Motors ab. 3 shows an apparatus for increasing the air / fuel ratio of an engine, in which before the injection mechanism ( 2 ) an air flow accelerator ( 6 ) is attached. The air current accelerator ( 6 ) contains a housing ( 61 ) on which a control unit ( 7 ), an air reservoir ( 62 ), a fan ( 63 ) and a filter ( 64 ). About a pipe ( 3 ) it is with the injection mechanism ( 2 ) connected. On its input side is an air intake pipe ( 8th ). The filter ( 64 ) can be removed for cleaning. The fans ( 63 ) are transmitted from the control unit ( 7 ), their number depends on the displacement of the engine.

Wie in 3 dargestellt kommt vor dem Einspritzmechanismus (2) ein Luftspeicher (62) entsprechend 4. Die beiden sind über ein Ansatzstück (65) an der Öffnung (624) des Luftspeichers (62) verbunden. Die beiden Enden des Gehäuses (61) sind offen und in seinem freien Raum befinden sich Lüfter, deren Anzahl vom Hubraum des Motors abhängt. Der Luftspeicher (62) hat oben eine Öffnung (621) durch die ein Filter (64) eingebracht werden kann. Ein Deckel (622) verschließt die Öffnung (621). Die einlaßseitige Öffnung (623) des Luftspeichers (62) ist mit dem Gehäuse (61) verbunden. Das Ansatzstück (65) besteht aus einer Platte (651) mit einem zentralen Rohrstutzen (652) in dem eine Lochplatte (66) angebracht ist, die so konstruiert ist, daß sie den Druck der hindurchgehenden Luft erhöht und Fremdkörper am Eindringen hindert. Das Steuergerät (7) wird auf der Oberseite des Gehäuses (61) befestigt und die eingangsseitige Öffnung des Gehäuses (61) wird über das Rohr (5) mit dem Luftansaugrohr (8) des Fahrzeugs verbunden.As in 3 shown comes before the injection mechanism ( 2 ) an air storage ( 62 ) corresponding 4 , The two are about an extension ( 65 ) at the opening ( 624 ) of the air reservoir ( 62 ) connected. The two ends of the housing ( 61 ) are open and in its free space are fans whose number depends on the engine displacement. The air storage ( 62 ) has an opening at the top ( 621 ) through which a filter ( 64 ) can be introduced. A lid ( 622 ) closes the opening ( 621 ). The inlet side opening ( 623 ) of the air reservoir ( 62 ) is connected to the housing ( 61 ) connected. The extension ( 65 ) consists of a plate ( 651 ) with a central pipe socket ( 652 ) in which a perforated plate ( 66 ) designed to increase the pressure of the passing air and prevent foreign matter from entering. The control unit ( 7 ) is placed on top of the housing ( 61 ) and the input-side opening of the housing ( 61 ) is passed over the pipe ( 5 ) with the air intake pipe ( 8th ) of the vehicle.

Man kann davon ausgehen, daß sich ein Verbrennungsmotor innerhalb von 20 s nach dem Start aus eigener Kraft weiterdreht und keine Energie mehr aus der Batterie bezieht. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt. Die Drosselklappe (21) des Einspritzmechanismus (2) ist geschlossen und der Motor läuft im Leerlauf. Die Lichtmaschine gibt in diesem Zustand auch nur eine geringe Spannung ab und die Lüfter (63) drehen sich deshalb nur langsam. Wegen des geringen Drucks kann die Luft die Drosselklappe (21) nicht passieren und wird daher in der Speicherkammer (625) des Luftspeichers (62) eingeschlossen. Bei Betätigung des Gaspedals wird die Drosselklappe (21) mehr oder weniger geöffnet (siehe 5), die Luft aus der Speicherkammer (625) gelangt in die Zylinder und die Drehzahl des Motors und damit auch die Spannung der Lichtmaschine steigt. Das Steuergerät (7) kann die Drehzahl der Lüfter (63) weiter erhöhen. Die von dem Luftansaugrohr (8) kommende Luft wird dann zusammen mit dem Brennstoff den Zylindern zugeführt und dort komprimiert. Da die zugeführte Luft kühl ist, enthält sie mehr Sauerstoff und es wird eine höhere Leistung erzeugt. Da die Verbrennung vollständig ist, entstehen auch keine Kohlenstoffablagerungen in den Brennräumen.It can be assumed that an internal combustion engine continues to turn on its own within 20 seconds after starting and no longer draws any energy from the battery. This condition is in 3 shown. The throttle valve ( 21 ) of the injection mechanism ( 2 ) is closed and the engine is idling. The alternator gives in this state even a low voltage and the fan ( 63 ) therefore turn only slowly. Because of the low pressure, the air can block the throttle ( 21 ) does not happen and is therefore in the storage chamber ( 625 ) of the air reservoir ( 62 ) locked in. When the accelerator pedal is pressed, the throttle valve ( 21 ) more or less open (see 5 ), the air from the storage chamber ( 625 ) gets into the cylinders and the speed of the engine and thus the voltage of the alternator increases. The control unit ( 7 ), the speed of the fan ( 63 ) further increase. The of the air intake pipe ( 8th ) incoming air is then fed together with the fuel to the cylinders and compressed there. As the supplied air is cool, it contains more oxygen and produces more power. Since the combustion is complete, there are no carbon deposits in the combustion chambers.

Da die Drehzahl der Lüfter von der Lichtmaschinenspannung abhängt, stellen sie die Luft im richtigen Moment abhängig von der Gaspedalstellung zur Verfügung. Es gibt keinen Zeitversatz zwischen Luft und Brennstoff und damit keinen Verzug beim Beschleunigen. Gangwechsel erfolgen sanft.There the speed of the fans depends on the alternator voltage, they set the air in the right one Moment dependent from the accelerator pedal position available. There is no time offset between air and fuel and thus no delay during acceleration. Gear changes are gentle.

In großen Höhen ist zwar der Sauerstoffgehalt der Luft niedriger, aber da mit zunehmender Motordrehzahl die Lichtmaschinenspannung zunimmt, sorgt das Steuergerät (7) dafür, daß durch die Lüfter (63) genug Luft zugeführt wird, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten.Although at high altitudes, the oxygen content of the air is lower, but as the alternator voltage increases with increasing engine speed, the control unit ( 7 ) that through the fan ( 63 ) is supplied with sufficient air to maintain engine performance.

6 zeigt eine andere bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung. Hier wird das Gehäuse (61) mit den Lüftern zwischen Luftfilter (4) und Einspritzmechanismus (2) angebracht. Das Rohr (3) dient dabei als Luftspeicher. Die Wirkung ist wie oben beschrieben. 6 shows another preferred embodiment of the present invention. Here is the case ( 61 ) with the fans between the air filter ( 4 ) and injection mechanism ( 2 ) appropriate. The pipe ( 3 ) serves as an air reservoir. The effect is as described above.

Claims (4)

Ein Verfahren zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses eines Motors, das die folgenden Schritte umfaßt: Einblasen von Luft in das Einspritzsystem mittels vorgeschalteter Lüfter; Einstellen der Lüfterdrehzahl entsprechend der Spannung der Lichtmaschine, so daß der Luftstrom davon abhängt, wie weit das Gaspedal getreten ist; mit dem Ergebnis, daß das Luft-Brennstoffverhältnis vergrößert wird und der Motor mit bestem Wirkungsgrad läuft.A method for increasing the air-fuel ratio an engine comprising the following steps: Blowing in air in the injection system by means of upstream fan; Setting the fan speed according to the voltage of the alternator, so that the air flow of it depends how far the accelerator has gone; with the result that the air-fuel ratio is increased and the engine is running with the best efficiency. Eine Vorrichtung zur Erhöhung des Luft-Brennstoffverhältnisses eines Motors, die ein Gehäuse und einen Luftstrombeschleuniger enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßseite des Gehäuses einen Luftspeicher mit einem eingebauten Filter darstellt, der über eine Passage mit dem Gehäuse verbunden ist, in dem Lüfter montiert sind, deren Drehzahl durch ein Steuergerät entsprechend der Motordrehzahl reguliert wird.A device for increasing the air-fuel ratio a motor, a housing and an air-flow accelerator, characterized that the outlet of the housing an air reservoir with a built-in filter, which has a Passage with the housing connected in the fan are mounted, their speed by a control unit accordingly the engine speed is regulated. Die Vorrichtung entsprechend Anspruch 2, bei der die Anzahl der Lüfter vom Hubraum des Motors abhängt.The device according to claim 2, wherein the number of fans depends on the engine displacement. Die Vorrichtung entsprechend Anspruch 2, bei der der Luftstrombeschleuniger ein Lüfter mit einem Gehäuse ist und die Luft durch den serienmäßigen Luftfilter gereinigt wird.The device according to claim 2, wherein the airflow accelerator a fan with a housing and the air is cleaned by the standard air filter becomes.
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