<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Brennstoff-bzw. Gemischzufuhr zum Motor eines Fahrzeuges od. dgl. bei wechselndem Betrieb, insbesondere während der Zeit, während welcher der Motor in Leerlaufeinstellung durch das Fahrzeug angetrieben wird, wie bei Fahrtverlangsamung, Talfahrt od. dgl.. durch die hiebei in der Saugleitung des Motors auftretende Druckänderung.
Die vorliegende Erfindung verwertet nun zur selbsttätigen Regelung der Brennstoffzufuhr bei wechselnden Betriebsverhältnissen den Druck, der durch den dynamischen Effekt eines aus einem Raum mit jeweils annähernd konstantem Druck (Atmosphäre oder Auspuffraumdruck) durch eine Düse od. dgl. in einen Unterdruckraum austretenden Gas-oder Luftstroms auf eine in die Strömung gelegene Fläche hervorgerufen wird, welcher Unterdruck dem den wechselnden Betriebsverhältnissen entsprechend sich ändernden Unterdruck in der Saugleitung des Motors entspricht ; mithin eine Lösung, welche die Nachteile der bisherigen rein mechanischen Lösungen (Reibung von aneinander beweglichen Teilen, Einfluss der Abnutzung auf die Wirkung usw.) vermeidet.
Bekanntlich ist der dynamische Druck, den ein aus einer Rohrmündung od. dgl. austretender Luftstrom auf eine senkrecht zu seiner Strömungsrichtung gestellte Fläche, Platte oder Öffnung od. dgl. ausübt, theoretisch gleich der Druckdifferenz, die die Geschwindigkeit der Strömung verursacht. Zur Veranschaulichung dieser Beziehungen mögen die Fig. 1-3 dienen, in denen ganz schematisch das Saugrohr eines Motors im Querschnitt und im Längsschnitt dargestellt ist.
In Fig. 1 ist angenommen, dass der im Raume I herrschende Druck p1 kleiner ist als der ausserhalb dieses Raumes an der Stelle I1 herrschende atmosphärische Druck ps. Demzufolge tritt aus der Mündung 3 der Luftstrom mit einer solchen Geschwindigkeit aus, dass der dynamische Druck auf die Fläche 4, welche die Mündung eines Rohres 5 bildet, theoretisch gleich p2-p1 ist. Es wird also der resul-
EMI1.2
der Stromquersehnitt, in welchem sich die Mündung J befindet, von der Mündung-3 entfernt gelegen ist.
Der dynamische Effekt auf die Fläche 4 wird also vermindert, wenn die Entfernung p zwischen den Mündungen 3 und 4 vergrössert wird. Der Einfluss der Reibung undWirbelung ist um so grösser, je kleiner die Geschwindigkeit der Strömung ist. Der Druck in der Mündung 4 hängt also von der absoluten Grösse des Druckes pi und von der Entfernung f zwischen den MÜndungen : 3 und 4 ab.
Die Verwertung dieser Beziehungen zur Regelung der Brennstoffzufuhr erfolgt nun gemäss der Erfindung in folgender Weise : In Fig. 2 ist das Drosselventil 8 des Saugrohres 7 in die für den Leerlauf entsprechende Stellung gebracht. Die Luft strömt in der Pfeilrichtung 9 aus dem Raum. 11, in welchem
EMI1.3
Der Motor wird durch die Leitung 5 mit Brennstoff (gegebenenfalls mit Luft gemischt) versorgt, welcher vom Raume I durch die Öffnung 23 ion das Saugrohr strömt. Bei kleinen Umdrehungszahlen des Motors
<Desc/Clms Page number 2>
entsteht im Saugrohr und daher auch im Raume 1 ein kleinerer Unterdruck als bei grossen Umdrehung- zahlen.
Die Form des Raumes 1 und die Abmessungen der Rohre 7C und 5 sowie die Entfernung e werden so gewählt. dass bei einer im voraus bestimmten Umdrehungszahl bzw. bei dem dieser Umdrehungszahl
EMI2.1
iatmosphärische Druck auftritt. Die Einstellung der Entfernung e kann während des Ganges des Motors durch die Verstellung des Rohres 5 erfolgen. Eine Regelung der Umdrehungszahl bzw. des Unterdruckes. bei welchem der dynamische Effekt die Brennstoffzuführung einstellt, kann auch dadurch bewirkt werden. dass die Verbindungsöffnung 2.' ! ; welche den Raum 1 mit dem Saugrohr 7 verbindet, vergrössert bzw. verkleinert wird. In der Fig. 3 kann dies durch Verschiebung des Schiebers 12 mittels der Schraube z I durehgeführt werden.
Die an Hand der Fig. 1-3 dargestellte Art der Regelung hat noch den Nachteil, dass der Übergang von dem Zustand, in dem der Brennstoff dem Leerlauf entsprechend gefördert wird, zu dem
Zustand, in dem die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird, ein ganz allmählicher ist und bei den Drehzahlen während dieser Übergangsperiode eine ungenügende Menge von Brennstoff in den Motor gelangt, wo- durch dessen Lauf ein unregelmässiger wird.
EMI2.2
zufuhr gemäss der Erfindung derart erfolgen, dass der dynamische Effekt durch eine Hilfsregelvorrichtung erst bei bestimmten Druckverhältnissen im Saugrohr des Motors od. dgl. zur vollen Wirkung oder überhaupt zur Wirkung gelangen kann.
Dies kann auf die einfachste Weise, wie Fig. 1 zu zeigt, durch eine Absperrung der äusseren Öffnung des Einströmrohres 10 mittels eines Ventils 30 od. dgl. bewirkt werden. Das Ventil 30 ist mit einer Membrane 7. ?" verbunden, welche unter dem Einfluss des im Saugrohr 7 herrschenden und durch das Röhrchen 26 weitergeleiteten Unterdruckes steht. Erst wenn der übermässige Unterdruck das Ventil ss öffnet, strömt Luft durch die Öffnungen 11 und durch das Rohr 10 in den Raum 1, und der dynamische Effekt auf die Mündung 4 des Rohres 5 kommt zur Wirkung und stellt die Brennstoffzufuhr so lange ab. bis der Unterdruck im Saugrohr wieder den normalen, dem Leerlauf entsprechenden Wert erreicht hat.
Die in den Fig. 4-10 veranschaulichten Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung haben den Vorteil, dass keine Ventile od. dgl.. die ein gutes Dichten erfordern, zur Verwendung kommen, so dass allen infolge der Undichtheit eines solchen Ventils etwa auftretenden Betriebsstörungen vorgebeugt ist.
In dem in den Fig. 4-6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Mündungen 3 und- ein beweglicher Schirm 14 angeordnet, welcher durch einen Arm 16 um einen Zapfen 21 drehbar gelagert ist und durch eine Feder 22 nach oben gedrückt wird. Dieser Schirm verdeckt in seiner obersten Lage
EMI2.3
nicht übersehreitet, befindet sieh der Schirm in der in Fig. 4 gezeichneten Stellung und verhindert die Auswirkung des dynamischen Effektes auf die Mündung 4. Wenn aber der Unterdruck im Raume 2-1 eine gewisse Grösse überschreitet, wird die Membrane gegen den Federdruck nach unten ausgebogen. und der Anschlag 20 drückt den Arm 16 und den Schirm 14 nach unten bis in die strichpunktierte Lage in der Fig. 5 bzw. in die in Fig. 6 gezeichnete Lage.
Der dynamische Effekt des Luftstromes auf die Mündung kommt dadurch voll zur Wirkung, und der Brennstoffeintritt durch das Rohr 5 wird sicher unterbunden.
Um die Umstellung des Schirmes 14 von einer Lage in die andere noch zu unterstützen bzw. möglichst ruckweise zu gestalten, kann der Lufstrom dazu benutzt werden, eine Kraft auf den Schirm auszuüben, welche die Umstellung, wenn dieselbe einmal eingeleitet ist, beschleunigt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen beispielsweise eine solche Ausführungsform gemäss der Erfindung, bei der der Schirm 14'die Form einer Turbinenschaufel hat. Bei der gewöhnlichen Stellung des Schirmes während des normalen Laufes (Fig. 7) strömt die Luft über die Schaufelfläche des Schirmes in der Pfeilrichtung 26'und übt dadurch eine Kraft Pi auf die Schaufel aus, die diese in der oberen Lage festzuhalten hilft. Der Brennstoff (bzw. das überreiche Leerlaufgemiseh) strömt in der Pfeilrichtung 26 zu und übt auf die Schaufel eine waagrechte Kraft aus, welche keine Komponente in der Richtung der
EMI2.4
<Desc/Clms Page number 3>
In der in den Fig. 7 und 8 strichpunktiert eingezeichneten untersten Stellung des Schirmes hindert der Schirm den Luftstrom überhaupt nicht, den dynamischen Effekt auf die Mündung J auszuüben.
Nimmt der Unterdruck wieder ab und geht infolgedessen die Membrane wieder nach oben zurück. so wird der Schirm 14' aus seiner untersten Stellung durch die Feder 22 nach oben gedrückt, wobei seine
EMI3.1
Kante 27 vor die Mündung 3 gelangt, da diese Kraft nun rasch von Null ansteigt.
Die ruckweise Umstellung des Schirmes kann gemäss der Erfindung weiters noch dadurch unterstützt werden, dass in dem Augenblick, in dem der Schirm durch die Membrane verstellt wird, der Unterdruck im Raume 1 ruckweise geändert wird.
In den Fig. 9 und 10 ist ein solches Ausführungsbeispiel dargestellt. Die mit der Membrane 15 verbundene Stange 19 ist mit einem Ventil 29 oder einem Ventil 29'versehen, das die Öffnung 23'und damit die Verbindungsöffnung 23 zwischen dem Raum 1 und dem Saugrohr 7 vergrössert bzw. verkleinert. Weder im Falle der Verwendung des (punktiert gezeichneten) Ventils 29 noch in dem der Verwendung des (voll gezeichneten) Ventils 29'wird die Öffnung 2J'ganz abgesperrt, so dass also von diesen Ventilen kein dichtes Abschliessen verlangt wird.
Die ruckweise Umstellung des Schirmes kann auch dadurch bewirkt werden, dass die vom Unterdruck beeinflusste Membrane J. J nur als Servomotor verwendet wird, indem durch die Deformation dieser Membrane irgendein Kraft ausübendes Mittel entsprechend beeinflusst, z. B. in dem in den Fig. 1 t und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel der im Raume I'entstehende Unterdruck verändert und infolge dieser Druckveränderung durch den im Raume J"herrschenden konstanten (atmosphärischen) Druck die entsprechende ruckweise Verstellung eines Regelorgans bewirkt wird. In den Fig. 11 und 12 ist die Membrane 15 mit einer Öffnung 2. 3" versehen, welche mit dem am mit Löchern 35 versehenen Boden eines Zylinders 41 angeordneten Kegelventil 36 zusammenwirkt.
Wenn die Membrane 15 durch
EMI3.2
druck vergrössert wird. Der durch die Feder 34 nach oben gedrückte Kolben : 38 wird infolgedessen durch den auf den Kolben von oben im Raume 1'' herrschenden a tmosphärischen Druck in seine in Fig. 1] dargestellte unterste Lage ruckweise verstellt. In dieser Lage wird die durch das Rohr 10 eintretende Luft, durch den im Kolben 38 befindlichen Kanal 31 strömend, auf die Öffnung 4 des Rohres 5 den dynamischen Effekt ausüben.
Wenn hingegen infolge der Verminderung des Unterdruckes im Raume 2 : J (/
EMI3.3
druck im Raume 7'infolgedessen ebenfalls verringert, so dass der Kolben 38 durch den Druck der Feder M ruckweise in die oberste Lage verstellt wird, in welcher die Rohrmündung 3 mit dem Loch 32 und die Mündung 4 mit dem Loch. 32' in der Wandung des Kolbens : 18 verbunden ist und der Schirm. 33 desselben die Auswirkung des dynamischen Effektes verhindert.
Zur ruckweisen Unterbrechung und Wiederherstellung der Brennstoffzufuhr kann ferner auch die Einwirkung der kritischen Ausflussgesehwindigkeit auf den dynamischen Effekt ausgenutzt werden. wie in den Fig. 13-17 veranschaulicht ist.
Sinkt der Druck P1 in einem Raume 1 (Fig. 13), in den Luft aus einem Räume 77. in dem der Druck P2 herrscht, einströmt, unter die Hälfte des Druckes p2 (genau unter 0'a3p), so wird-wenn keine Lavaldüse angewendet wird-der Druck an der Mündung 3 des Einströmrohres 10 stetig 0#53 p2 betragen, und es wird die Ausflussgeschwindigkeit der Luft aus dieser Mündung, unabhängig vom Druck im Raume I. stets gleich der Schallgeschwindigkeit sein. Daher wird der dynamische Druck auf eine in den Weg des Luftstromes gestellte Fläche, Platte oder Öffnung od. dgl. immer der gleiche bleiben, solange der Druck im Räume 1 weniger als 0'53 P2 beträgt.
Wenn also bei einer Anordnung, wie sie in Fig. 13 schematisch dargestellt ist, Luft durch das Rohr 10 aus dem Raum Il in den Raum 1 einströmt, durch das Rohr 5 hingegen (da der mit diesem verbundene Raum 111 abgeschlossen ist) keine Strömung stattfindet, so wird der Druck im Raume III durch zwei sich summierende Drücke bestimmt : 1. durch den statischen Druck P1 im Raume I und 2. durch den dynamischen Druck des Luftstroms p/.
Aus den Darlegungen in der Einleitung der Besehreibung und im vorhergehenden Absatz ergibt sich, dass bei Anwachsen des Unterdruckes im Räume 7 (also bei Sinken des Druckes P1) der Druck im Raume III (Pa) den in Fig. 14 dargestellten Verlauf haben wird : Infolge der Reibung und Wirbelung
EMI3.4
<Desc/Clms Page number 4>
ein grösserer Unterdruck als eine halbe Atmosphäre entsteht, verbunden ist. so kann durch die Ver- änderung des Querschnittes des Verbindungskanals 23 der im Raume 1 entstehende Unterdruck verschieden eingestellt werden.
Demzufolge wird im Raume 1 der absolute Druck 0#53 P2 beim Ansteigen des Unterdruckes im Saugrohr früher oder später eintreten, je nachdem der Verbindungsquerschnitt 23 grösser oder kleiner ist. Wenn also, wie in der Fig. 14, der Unterdruck im Raume III als Funktion des im Saugrohr herrsehenden Unterdruekes dargestellt wird, so erhält man-je nach dem Verbindungsquerschnitt 23-den Druckverlauf )3 oder p3' oder J3" usw. Der Unterdruck im Saugrohr, bei welchem die sprungweise Änderung des Druckes p3 eintritt, kann somit geregelt werden.
Dieses ruckweise An- steigen des Unterdruckes im Raume III wird dadurch zur Regelung des Brennstoffzuflusses ausgenutzt. dass der Raum III durch eine Membrane, Kolben od. dgl. abgeschlossen wird. Der ruckweise ansteigende Unterdruck biegt die Membrane aus oder verstellt den Kolben od. dgl., wodurch die Brennstoffzufuhr beeinflusst werden kann.
In den Fig. 1ó--17 sind unter Verwertung dieser Beziehungen Ausführungsbeispiele dargestellt. bei denen eine Vergaseranordnung verwendet ist, die eine Hauptdüse 54 für den Betrieb und eine beson-
EMI4.1
öffnung 5S ist in der gewöhnlichen Weise ausgeführt.
In Fig. 15 ist der Raum III durch eine Membrane 1. 5' abgeschlossen, die mit ansteigendem Unter- druck ein Ventil J0 schliesst und dadurch den Zufluss des durch das Steigrohr 51 strömenden Brennstoffes absperrt. Es kann also durch die Leerlaufleitung 52 kein Brennstoff in das Saugrohr 7 strömen.
In Fig. 16 schliesst der im Raume III ruckweise ansteigende Unterdruck durch die Membrane 15' das Ventil J9, durch welches hindurch der atmosphärische Luftdruck durch den Kanal 58 in den oberen
EMI4.2
Der Unterdruck im Saugrohr, bei welchem der doppelt ausgenutzte dynamische Effekt zur Wirkung kommt. kann durch die Veränderung des Verbindungsquerschnittes 2 : ; - was in irgendeiner geeigneten Weise erfolgen kann-wunschgemäss geregelt werden.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur selbsttätigen Regelung der Brennstoffzufuhr zum Motor eines Fahrzeuges od. dgl. bei wechselndem Betrieb, insbesondere während der Zeit, während welcher der Motor (in Leerlaufeinstellung) durch das Fahrzeug angetrieben wird, wie bei Fahrtverlangsamung, Talfahrt od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung bzw. Drosselung der Unterbrechung der Brennstoff- bzw.
Gemisch- zufuhr zum Motor selbsttätig durch den Druck bewirkt wird. der durch den dynamischen Effekt eines aus einem Raum mit jeweils annähernd konstantem Druck (Atmosphäre, Auspuffraum) durch eine Düse od. dgl. in einen rnterdruckraum austretenden Gas-oder Luftstrom hervorgerufen wird, welcher Unterdruck dem den wechselnden Betriebsverhältnissen entsprechend sieh ändernden Unterdruck in der Saugleitung des Motors entspricht.