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Spritzvergaser für Brennliraftmaseliinen.
Bei den gewöhnlichen Vergasern fitr Brennkraftmaschinen wird die Zerstäubung des flüssigen
Brennstoffes und seine Mischung mit Luft durch den Unterdruck beim Ansaugen des Motors bewirkt.
Da dieser Unterdruck genügend niedrig sein soll, wenn man die Motorleistung bei grossen Eröffnungen der Drosselklappe nicht vermindern will, ergeben sich für eine einwandfreie Misehuug in allen Fällen, insbesondere bei plötzlichem Anlaufen, erhebliche Schwierigkeiten.
Diese Schwierigkeiten treten in noch verstärktem Masse auf, wenn der Versuch gemacht wird, den üblichen Leichtbrennstoff (Benzin) durch einen schwereren Brennstoff, z. B. durch Brennöle, zu ersetzen. Die Zerstäubung erfolgt bei starken Unterdrücken nur mit Schwierigkeit und wird bei sehwaehen
Unterdrücken ganz ungenügend, so dass das Arbeiten des Motors bei langsamem Lauf vollkommen unmög- lich wird. Man muss daher Abhilfe durch geeignete Verwendung eines leichten Hilfsbrennstoffes (Benzin) schaffen, um bei kleinen Eröffnungen der Drosselklappe (niedriger Leistung, Langsamlauf und Leerlauf) die Speisung des Motors in vollem Umfange oder zum grössten Teil sicherzustellen. Der Verbrauch an diesem, im allgemeinen kostspieligen Hilfsbrennstoff ist daher ziemlich hoch.
Es wurde versucht, die Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes durch einen Hilfsdruek sicherzustellen, der entweder zwecks starker Zerstäubung des Brennstoffes durch die Spritzdüsen direkt auf denselben wirkt, oder aber auf ein Hilfsgas, wie Luft oder Auspuffgas, das mechanisch auf die Spritzdüse für den flüssigen Brennstoff in bei Zerstäubern an sieh bekannter Weise einwirkt. Diese Anordnung zeigt jedoch den Mangel, dass die Brennstoffmenge in erster Linie bloss vom Wert des Hilfsdruckes abhängt, nicht aber von der Geschwindigkeit der vom Motor angesaugten Gase. Einem bestimmten Hilfsdruck entspricht daher bloss eine einzige richtige Motorgeschwindigkeit.
Wenn somit der Motor zufolge der Belastung das Bestreben hat, eine grössere oder kleinere als diese Geschwindigkeit anzunehmen, ist eine Korrektur der Austrittsmenge des Brennstoffes erforderlich, wofür komplizierte, empfindliche und kost- spielige Einrichtungen vorgeschlagen wurden, die keinen Eingang in die Praxis finden konnten.
Gemäss der Erfindung werden die genannten Mängel dadurch beseitigt, dass das Mitreissen und Zerstäuben des Brennstoffes durch die vereinigte Wirkung des beim Ansaugen des Motors in einem stromaufwärts vom Gasregelorgan liegenden Diffusor auftretenden Unterdruckes und eines Hilfsdruckes bewirkt wird, dessen Wert in unmittelbare Abhängigkeit von der Stellung des Gasregelorgans gebracht ist.
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aus geeigneten Düsen selbsttätig zerstäubt ; er kann auch auf ein Hilfsgas wirken, das die Flüssigkeit auf mechanische Weise mitreisst und sie in bekannter Weise zerstäubt.
In letzterem Falle kann als Hilfsgas zweckmässig ein gasförmiger Brennstoff verwendet werden, welcher die Entzündung des explosiblen Gemisches in den Motorzylinder erleichtert und regelt.
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schematisch im Schnitt eine Zerstäubungsvorrichtung unter Wirkung eines auf ein Hilfsgas ausgeübten
Hilfsdruckes ; die Fig. 3 und 4 zeigen im Schnitt Regelorgane für den Druck des Hilfsgases ; Fig. 5 zeigt im Schnitt eine Zündkerze, die mit einer Einrichtung zur Aufnahme von verdichtetem Gas versehen ist ; Fig. 6 zeigt im Schnitt einen Vergaser gemäss der Erfindung, bei dem der Hilfsdruek auf den üüssigen Brennstoff ausgeübt wird ; Fig. 7 zeigt in Seitenansicht, teilweise abgebrochen, einen Vergaser gemäss der Erfindung, bei dem der Hilfsdruck auf ein Hilfsgas wirkt ; Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 ;
Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 ; Fig. 10 ist eine Vorderansicht und teilweiser Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8 und 9 : Fig. 11 ist eine Druntersicht in verkleinertem Massstab ; die Fig. 12 und 13 sind zwei zueinander senkrechte Längsschnitte durch den Reglerhahn für den Hilfsdruck ; die Fig. 14-16 sind Querschnitte durch diesen Hahn in drei Stellungen ; Fig. 17 zeigt in Ansicht eine andere Ausführungsform des Vergasers nach der Erfindung, bei dem der Hilfsdruck auf ein Gas wirkt ; Fig. 18 ist ein Längsschnitt von Fig. 17 und Fig. 19 ist eine Ansicht des Zerstäuberkopfes in vergrössertem Massstab.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 speist ein Behälter 1 mit konstantem Flüssigkeitsspiegel ein Rohr 2, das von einem zweiten, konzentrischen Rohr 3 umgeben ist und das Gas unter Druck über einen Hahn 4 oder ein sonstiges Regelorgan erhält. Beide Rohre 2 und 3 münden in passende konzentrische Düsen, wobei die Mündung für die Flüssigkeit ein wenig oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 1 liegt.
Die aus beiden Rohren bestehende Einheit ist derart angeordnet, dass sie in einen Diffuser. 5 einmündet, der hinter der Drosselklappe 6 für das Gas in der Einlassleitung 7 des Motors liegt.
Das Hilfsgas erreicht den Reglerhahn 4 unter einem konstanten, verhältnismässig schwachen Druck, z. B. von einigen 100 Der Der Hahn 4 steht durch einen beliebigen (nicht dargestellten) Me- chanismus in Abhängigkeit von der Akzeleratorsteuerung, die auf die Drosselklappe 6 wirkt.
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Die Wirkungsweise ist die folgende : Jeder bestimmten Stellung der Akzeleratorsteuerung entspricht ein bestimmter Öffnungswinkel der Drosselklappe 6 und des Hahnes 4 sowie ein bestimmter Wert des Druckes des Hilfsgases hinter den Austrittsdüsen der Rohre 2 und 3. Das Gas reisst beim Austritt die Flüssigkeit mit und zerstäubt sie fein in der Leitung 7, indem es sie mit der vom Motor angesaugten Luft innig mischt.
Das Mitreissen und Zerstäuben der Flüssigkeit wird in der Hauptsache durch den Druck des Hilfsgases bewirkt, so dass auch bei langsamem Lauf, selbst bei schweren Brennstoffen, ein feiner Nebel von unmerklich kleinen Tröpfchen erhalten wird, die in der vom Motor angesaugten Luft gleichfölmig verteilt sind, so dass ein einwandfreies Arbeiten des Motors gesichert ist.
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Unterdruck ebenfalls in merkbarer Weise auf die Düse des Rohres 2 einwirkt. Hieraus folgt, dass für die gleiche Stellung der Akzeleratorsteuerung die Ausflussmenge des flüssigen Brennstoffes mit wachsender Motordrehzahl steigt. Die Ausflussmenge hängt somit gleichzeitig von der Stellung der Akzeleratorsteuerung und von der Motordrehzahl ab.
Bei einem plötzlichen Anlaufen bei niedriger Drehzahl gewährleistet das unter Druck stehende
Gas einen augenblicklichen Austritt von fein zerstäubter Flüssigkeit, so dass der Motor von selbst ohne Verzögerung der Akzeleratorsteuerung folgen kann.
Das verwendete Hilfsgas kann Luft oder irgendein andres Gas sein. In gewissen Fällen ist die Verwendung eines gasförmigen Brennstoffes, z. B. Stadtgas, Azetylen, Butan, Wasserstoff usw., von Vorteil. Auf diese Weise wird in den Motor ein leicht entzündbares Gemisch von gasförmigem Brennstoff und Luft eingeführt, das das Anfahren und den Langsamlauf in den schwierigsten Fällen gewährleistet.
Der Druck des gegebenenfalls verwendeten Gases muss vor seinem Gebrauch durch ein geeignetes manometrisches Druckminderventil geregelt und reduziert werden.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Zerstäubervorrichtung, bei der das Rohr 2 zum Rohr 3 senkrecht steht.
Fig. 3 zeigt ein Nadelventil zur Regelung des Gasdruckes. Gemäss Fig. 4 wird die Regelung durch ein kleines Ventil 8 erzielt, dessen Spindel 9 durch einen Hebel 10 betätigt wird. Eine biegsame Membran 11 sichert einerseits das Anheben der Spindel 9 und bildet anderseits einen dichten Abschluss unter Vermeidung jeglicher Stopfbüchse.
Fig. 5 zeigt die beispielsweise Verwendung einer Zündkerze 12 zur Bildung des als Hilfsgas dienenden Druckgases. Der unter dem Körper der Zündkerze angeordnete hohle Ring 13 ist mit dem Innern der Kerze durch eine Öffnung 14 verbunden. Eine durch eine Feder 16 unter Druck gehaltene Kugel 15 bildet ein selbsttätiges Ventil.
Man kann auch einen Kompressor, eine Druckflasche usw. verwenden.
Der Hilfsdruck kann auch auf den Brennstoff selbst zur Wirkung gebracht werden. Gemäss Fig. 6 gelangt der Brennstoff unter konstantem Druck in einen Behälter 17, in dem eine Zwischenwand 18 liegt, deren Mündung von einem Membranventil beherrscht wird, das ähnlich jenem nach Fig. 4 ausgebildet ist und dessen Teile die gleichen Bezugsziffern tragen. Von hier gelangt die Flüssigkeit in ein Rohr 19, das in eine Zerstäuberdüse 20 endigt, welche mit einer Zerstäubervorriehtung, z. B. einem System 21 von Schraubenrillen, versehen ist.
Die Achse der in Abhängigkeit von der Akzeleratorsteuerung stehenden Drosselklappe 6 trägt eine Nocke 22, die auf das Ende des das Ventil 8 betätigenden Hebels 10 wirkt. Auf diese Weise ist die
Eröffnung dieses Ventils seinerseits in Abhängigkeit von der Akzeleratorsteuerung gebracht.
Wie in den Fällen der Fig. 1 und 2 wird das Mitreissen und Zerstäuben der Flüssigkeit in der Haupt- sache durch den Hilfsdruck der Flüssigkeit hinter der Düse 20 bewirkt, jedoch wirkt der Unterdruck im Diffusor 5 in gleicher Weise, so dass für die gleiche Stellung der Akzeleratorsteuerung die Austritts- menge der Flüssigkeit sich mit der Motordrehzahl ändert.
Die Fig 7-11 zeigen eine Ausführungsform eines mit einem Hilfsgas arbeitenden Vergasers nach
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endigen in einen Querkanal 27 und können durch Nadelventile 28, 29, die normalerweise durch Federn 30, 31 angehoben werden, abgeschlossen werden. Ein bei 34 angelenkter und durch eine Stange 35 betätigter Schwinghebel 32,33 kann das eine oder andre der Nadelventile 28, 29 senken.
Eine vom Kanal 27 gespeiste Spritzdüse 36 ist senkrecht zur Achse der Saugleitung 3'1 angeordnet und mündet in der Mitte eines Diffusors 38 (Fig. 8,9). Die Gasdrosselklappe 39 ist stromabwärts vom Diffusor angeordnet.
Das Druckgas tritt bei 40 ein, durchfliesst das Küken 41 eines Reglerhahnes und gelangt in ein Rohr 42, das als Düse in der Achse der Leitung 37 gegenüber der Spritzdüse nach der Anordnung der Fig. 2 mündet. Das Küken 41 ist mit einem Steuerhebel43 (Fig. 9, 11) versehen, der durch eine Stange 44 mit einem auf der Achse 46 der Drosselklappe 39 aufgekeilten Hebel 45 verbunden ist. Die Drosselklappe ist durch einen Hebel 47 direkt an die Akzeleratorsteuerung angeschlossen.
Diese Achse 46 ist hohl (Fig. 8, 9) und dreht sich auf einer ortsfesten Hohlachse 48, die in einen kleinen Hilfsdiffusor 49 (Fig. 8,7) mündet, der die vom Benzinbehälter 23 gespeiste Langsamdüse ? umgibt. Die ortsfeste Achse 48 und bewegliche
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'und 13 zeigen das Küken in Ansieht und Seitenansicht, die Fig. 14-16 sind Schnitte durch den Hahn in geschlossener, halboffener und ganz offener Stellung.
Die allgemeine Arbeitsweise geht aus den Erläuterungen zu Fig. 1 hervor. Beim Anfahren in kaltem Zustand oder bei Ölmangel gestattet die Umschaltvorrichtung für die Nadelventile 28, 29 das
Arbeiten mit Benzin, solange dies erwünscht ist. Bei besonders langsamem Lauf oder bei Leerlauf, wenn also der Hahn 41 fast geschlossen ist, wäre die Zerstäubung ungenügend. Die Fenster 51, 52 sind jedoch dann in Deckung, und es ist dann die mit Benzin gespeiste HilfsdÜse50, die den Lauf des Motors aufrecht- erhält, selbst wenn die Drosselklappe vollkommen geschlossen ist. Der Verbrauch an Benzin ist unbe- deuten, da er nur bei besonders langsamem Lauf stattfindet.
Wenn das Hilfsgas brennbar ist, kann der Langsamlauf mit Benzin entbehrlich sein, da er durch das Gas selbst aufrechterhalten wird, wenn der Hahn 41 bei fast geschlossener Drosselklappe 39 eine genügende Austrittsmenge durehlässt.
Die Fig. 17-19 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Vergasers, der mit einem unter Druck befindlichen Hilfsgas arbeitet. Der Ölbehälter 24 speist einen Kanal 54, der in der Achse einer mit der
Saugleitung 56 gleichachsigen Spindel 55 angeordnet ist. Letztere besitzt einen neben der Achse liegenden, weiteren Kanal 57, der über ein federbelastetes Nadelventil 5 mit Druckgas gespeist wird. Die Spindel 55 endigt in einem Kopf 59 (Fig. 19), der mit einer axialen Bohrung 60 und geneigten Bohrungen M ver- sehen ist, welch letztere nahe dem Austritt der ersteren münden. Die Bohrungen 61 erhalten Gas von einer Ringkammer 62, in die der Kanal 57 mündet. Der Kopf 59 befindet sich in einem Diffusor 63 in der Leitung 56.
Die Leitung 56 besitzt seitliche Lufteinlassöffnungen, z. B. 64, von Tropfenform, die von einem
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Der Kolben wird von einem Winkelhebel165, 166 (Fig. 17) betätigt, der bei 167 angelenkt und durch eine Stange 70 an die Akzeleratorsteuerung angeschlossen ist. Der Winkelhebel165, 166 ist mit einer Nocke 71 fest verbunden, die auf den Arm 72 eines Winkel hebels 72,'13 wirkt, der bei 74 angelenkt ist und unter der Wirkung einer Rückzugfeder 75 steht. Dieser Winkelhebel betätigt seinerseits das Nadelventil 58.
Im Diffussor 65 liegt eine Hilfsspritzdüse 76, die aus dem Behälter 23 mit Benzin gespeist wird.
Die Arbeitsweise ergibt sich aus den vorstehenden Angaben. Die Spritzdüse 76 sichert den Langsamlauf. Sobald der Kolben 66 genügend gesenkt ist, wird diese Düse zufolge der Form der Öffnungen 64 ausser Betrieb gesetzt. Man kann übrigens auch ein Nadelventil zum Abschluss der Benzinzufuhr zur Düse 76, sobald sieh der Kolben ein wenig senkt, anwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Spritzvergaser für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitreissen und Zerstäuben des flüssigen Brennstoffes durch die vereinigte Wirkung des beim Ansaugen des Motors in einem stromaufwärts vom Gasregelorganliegenden Diffusor auftretenden Unterdruckes und eines Hilfsdruckes bewirkt wird, dessen Wert in unmittelbare Abhängigkeit von der Stellung des Gasregelorgans gebracht ist.