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Vorrichtung zur Verbesserung der Verbrennung bei
Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbesserung der Verbrennung bei Brennkraftmaschinen mit einer Leitung, die den Einlassstutzen des Motors mit dem Inneren der Ventilhebelverkleidung zur Entnahme der Öldämpfe verbindet und die mit einem Rückschlagventil versehen ist, in dessen Gehäuse ein beweglicher Ventilkörper angeordnet ist, der gegen die Kraft einer Rückholfeder unter der Einwirkung des im Einlassstutzen herrschenden Unterdruckes steht.
Es ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei welcher der Ventilkörper des Rückschlagventils gegen die Kraft seiner Feder durch den Unterdruck im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine derart betätigt wird, dass bei einem Anwachsen des Unterdruckes der Durchströmquerschnitt des Ventils verringert wird. Zweck dieser bekannten Vorrichtung ist es, die sonst ungenutzt ins Freie entweichenden Öldämpfe als Kraftstoff zum Antrieb der Brennkraftmaschine auszunutzen. Um die Verbrennung bei Brennkraftmaschinen zu verbessern, ist es auch schon bekannt, aus dem Motorgehäuse entnommenes Öl in die Ansaugluft zu zerstäuben. Dabei müssen jedoch zahlreiche Schwierigkeiten überwunden werden, insbesondere um zu vermeiden, dass sich die Einspritzdüsen zum Zuführen des Öles verstopfen und unwirksam werden, ohne dass es bemerkt wird.
Ausserdem ist es mittels der bekannten Vorrichtungen nicht möglich, eine solche Dosierung von Öl und Luft sicherzustellen, dass bei allen Betriebszuständen des Motors gute Resultate erzielt werden.
Die Erfindung bezweckt nun die Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Ausführungen und die Schaffung einer Vorrichtung, durch die eine Verbesserung der Verbrennung bei Brennkraftmaschinen wirksam ermöglicht wird, insbesondere im Hinblick auf die Verringerung des Gehaltes an kohlensauren Anhydriden (cl.) und vor allem an Kohlenoxyd (CO) in den Auspuffgasen, so dass diese von schädlichen Bestandteilen weitgehend befreit werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Ventilkörper als axial durchbohrter Kolben ausgebildet und in einer Bohrung des zylinderförmigen Ventilgehäuses verschiebbar ist, das mehrere mit der Atmosphäre verbundene Einlassöffnungen aufweist, die in Achsrichtung des Ventilgehäuses versetzt sind und vom Kolben in einer mit dem Unterdruck im Einlassstutzen wachsenden Anzahl freigegeben werden.
Dadurch wird den Öldämpfen vor ihrem Eintritt in den Einlassstutzen der Brennkraftmaschine eine von dem dort jeweils herrschenden Unterdruck abhängige Menge an Frischluft beigemengt, wodurch eine gute Wirksamkeit bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist. Da durch die erfindungsgemässe Vorrichtung nur Öldampf angesaugt wird, können keine durch Öltröpfchen verursachte Verstopfungen auftreten. Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich daher ausser durch einfachen Aufbau auch durch grosse Betriebssicherheit aus.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen : Fig. 1 die Gesamtanordnung einer Vorrichtung gemäss der Erfindung an einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 einen Längsschnitt der Vorrichtung in grösserem Massstab, Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 eine graphische Darstellung des in den Auspuffgasen enthaltenden Kohlenoxydgehaltes in Abhängigkeit von der
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Geschwindigkeit eines bei Viertellast arbeitenden Motors.
Die in Fig. 1 mit A bezeichnete erfindungsgemässe Vorrichtung verbindet den Einlassstutzen B eines Verbrennungsmotors mit dem Inneren des Deckels C für die Ventilschwinghebel. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Ringflansch 11 (Fig. 2) auf, der zwischen den Flansch des Vergasers D und den Haupteinlassstutzen B eingelegt ist.
Die Vorrichtung A umfasst ein Rückschlagventil, dessen Ventilkörper als Kolben 1 ausgebildet ist, der längsweise im Inneren eines zylindrischen Ventilgehäuses 2 gleiten kann. Im Ventilgehäuse 2 sind radiale Einlassöffnungen für Luft ausgespart. die in Achsrichtung des Ventilgehäuses 2 in drei Stufen gegeneinander versetzt sind. Die erste Stufe besitzt ein einziges Loch 3 ; die zweite Stufe weist ebenfalls ein einziges Loch 4 auf, u. zw. auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilgehäuses; die dritte Stufe schliesslich umfasst vier Löcher 5, die alle in derselben Querschnittsebene des Ventilgehäuses 2 angeordnet sind.
Der Kolben 1 besitzt einen Fortsatz la, der durch eine ringförmige Auskehlung lb eingeschnitten ist. Die Auskehlung wird auf der einen Seite durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt Ic und auf der andern Seite durch einen zylindrischen Kragen oder ringförmigen Bund ld begrenzt. Auf den Fortsatz la ist eine Schraubenfeder 6 aufgesetzt, die sich auf der einen Seite gegen den Kolben 1 und auf der andern Seite gegen die Bodenfläche 2a der Bohrung des Ventilgehäuses 2 abstützt. Der Kolben ist mit einem axialen Kanal le versehen, der mit der Aussenseite des Kolbens 1 über zwei radiale Kanäle 1f in Verbindung steht. Die beiden radialen Kanäle 1f stehen sich diametral gegenüber und münden in die Auskehlung lb.
Das Ventilgehäuse 2 ist durch einen Abschlussdeckel 7 abgeschlossen, der mit einem Steckflansch 8 versehen ist. An seinem andern Ende weist das Ventilgehäuse 2 einen mit Gewinde versehenen Flansch 9 auf. Auf den Flansch 8 ist eine Gummileitung 10 aufgebracht, die an das Innere der Verkleidung C der Ventilhebel des Motors angeschlossen ist ; hiezu kann irgend eine an sich bekannte, dichtende Anschlussanordnung dienen, wie sie in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet ist. Der Flansch 9 ist in ein mit Innengewinde 11a versehenes Loch einer ausgebohrten Verlängerung lle des Ringflansches 11 eingeschraubt. Der Ringflansch 11 ist zwischen den Einlassstutzen B (Fig. 1) und den Stützflansch des Vergasers D eingespannt.
Die vordere Endfläche des Kolbens 1 oder der Boden 2a weist radiale Aussparungen lg in Form eines Kreuzes auf (Fig. 3), um den Durchtritt von Luft auch dann zu ermöglichen, wenn der Kolben am Boden 2a des Ventilgehäuses 2 anliegt.
Auf Grund dieser Anordnung werden Öldämpfe aus der Verkleidung der Ventilhebel über die Leitung 10 bis zum Flansch 8 und in das Innere des Ventilgehäuses 2 geführt. Die Dämpfe dringen dabei in das Innere des Kolbens 1 ein und verlassen denselben durch die Kanäle lf. Je nach dem vor dem Vergaser im Einlassstutzen herrschenden Unterdruck wird der Kolben 1 entgegen der Wirkung der Feder 6 mehr oder weniger verschoben ; dabei werden eine oder mehrere Lufteinlassöffnungen 3, 4,5 freigegeben. Die Luft vermischt sich hierauf mit den Öldämpfen, wobei das Gemisch auf Grund des ringförmigen Bundes Id, der am Ausgang der Kanäle lf einen heftigen Wirbel erzeugt, volkom- men homogen wird.
Die Mischung aus Luft und Öldämpfen wird in den Einlassstutzen eingesaugt und vermischt sich dort vor der Einführung in die Verbrennungskammer mit den Kraftstoffdämpfen. Auf Grund der vollkommenen Verbrennung, wie sie durch das Luft-Kraftstoff-Öldampf-Gemisch erzielt wird, sind die Auspuffgase des Motors nahezu vollständig von schädlichen Gasen befreit.
Es ist bekannt, dass die Auspuffgase von Motoren unter anderem CO und C02 enthalten und dass insbesondere bei abgedrosseltem Lauf des Motors das CO (dasjenige Gas, welches am schädlichsten ist) in beträchtlich grosser Menge vorliegt. Nun laufen aber in den Städten die Motoren ausserordentlich häufig gedrosselt und es kann gerade hier das CO am wenigsten leicht in die Atmosphäre entweichen, da hier im allgemeinen keinerlei Bewegung der Luftschichten herrscht. Infolgedessen erreicht das ausgeschiedene CO seine maximal schädigende Wirkung gerade an den volkreichsten Plätzen und es ist gerade in den abgedrosselten Laufbereichen des Motors am wichtigsten, eine maximale Reinigung zu erzielen. Die bisher bekannten Reinigungsvorrichtungen ergeben jedoch eine wirksame Reinigung nur dann, wenn der Motor in Bereichen mit beträchtlicher Leistung umläuft.
Als Beispiel zeigt Fig. 4 eine Darstellung des Gehaltes an CO in den Auspuffgasen eines Motors bei Viertellast in Volumsprozenten. Man erkennt daraus die Veränderung des prozentuellen Gehaltes an CO in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit in Umdr/min. Die durchgreifendste Reinigung erfolgt bei 1500 Umdr/min, wobei 2, 1lo an CO (Kurve B) vorhanden sind, wenn der Motor mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestattet ist, wogegen bei dem gleichen Motor ohne erfindungsgemässe
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Vorrichtung der CO-Gehalt 8, 60/0 (Kurve A) beträgt.
Die genauen Mengen an CO, wie sie durch empfindliche Versuche bei Viertellast des Motors festgestellt wurden, sind in nachstehender Tabelle aufgeführt.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Motorengeschwindigkeit <SEP> Angenäherte <SEP> Leistung <SEP> CO-Gehalt <SEP> der <SEP> Auspuffgase <SEP> (Vol. <SEP> -0/0) <SEP>
<tb> in <SEP> Umdr/min <SEP> (näherungs-des <SEP> Motors <SEP> in <SEP> PS <SEP> ohne <SEP> erfindung-mit <SEP> erfindungsgeweise) <SEP> gemässe <SEP> Vorrichtung <SEP> mässer <SEP> Vorrichtung
<tb> 1500 <SEP> 3 <SEP> 8, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 2000 <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP>
<tb> 2500 <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP>
<tb> 3000 <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 3500 <SEP> 7 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 4000 <SEP> 8 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 4500 <SEP> 9 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
Im abgedrosselten Lauf beträgt bei 500 Umdr/min der CO-Gehalt 3, 6%,
wenn keine erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet wird. Unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung liegt der CO-Gehalt bei 0, 80/0.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Verbesserung der Verbrennung bei Brennkraftmaschinen mit einer Leitung, die den Einlassstutzen des Motors mit dem Inneren der Ventilhebelverkleidung zur Entnahme der Öldämpfe verbindet und die mit einem Rückschlagventil versehen ist, in dessen Gehäuse ein beweglicher Ventilkörper angeordnet ist, der gegen die Kraft einer Rückholfeder unter der Einwirkung des im Einlassstutzen herrschenden Unterdruckes steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper als axial durchbohrter Kolben (1) ausgebildet und in einer Bohrung des zylinderförmigen Ventilgehäuses (2) verschiebbar ist, das mehrere mit der Atmosphäre verbundene Lufteinlassöffnungen (3,4, 5) aufweist, die in Achsrichtung des Ventilgehäuses versetzt sind und vom Kolben in einer mit dem Unterdruck im Einlassstutzen (B)
wachsenden Anzahl freigegeben werden.