Vergaser für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brennkraftmaschinen, bei dem eine oder mehrere Kraftstoffaustrittsbohrungen in den Luftansaugweg der Brennkraftmaschine münden, in dem sich ein oder mehrere Membranventile befinden, wobei die Kraftstoffaustrittsbohrungen mit Kraftstoffzumessein- richtungen in Verbindung stehen und wobei eine Vorrichtung vorhanden ist,
die eine willkürliche Querschnittsverkleinerung an einer beliebigen Stelle des Luftansaugweges zum Zwecke der Regelung der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Es sind Brennkraftmaschinen bekannt, die einen Vergaser der üblichen Bauart aufweisen und bei denen zwischen Vergaser und Brennkraftmaschine Membranventile angeordnet sind, um den Einlassvor- gang zu steuern. Diese Konstruktionen sind sehr auf wandreich, da Vergaser und Membranventil zwei verschiedene Bauelemente sind. Der Vergaser ist im allgemeinen als Schieber oder Drosselklappenver- gaser ausgebildet.
Dieser Vergaser hat den grossen Nachteil, dass die Luftgeschwindigkeit in dem Quer schnitt, der die Kraftstoffaustrittsbohrungen aufweist, nicht konstant ist, sondern sich, abhängig vom Mo tordrehmoment und Motordrehzahl, ändert. Das er gibt bei verschiedenen Betriebszuständen ein Gemisch mit verschiedenem Luftverhältnis, das einen ein wandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine nicht ge währleistet. Um diesem Mangel abzuhelfen, sind die Vergaser üblicher Bauart mit zusätzlichen Steuerungs möglichkeiten für das Luftverhältnis, z. B. Leerlauf bohrungen, konischer Düsennadel und dergleichen, ausgerüstet. Diese zusätzlichen Einrichtungen kom plizieren den Vergaser erheblich, machen ihn stör anfällig und im Betrieb empfindlich.
Es ist weiterhin eine Vergaserkonstruktion be kanntgeworden, die aus einer Kombination einer Drosselklappe und einem vom Saugrohr unterdruck- betätigten Schieber besteht. Die Unterdrucksteuerung des Schiebers soll den Querschnitt an der Stelle der Kraftstoffaustrittsbohrung automatisch in Abhängig keit von Drehmoment und Drehzahl der Brennkraft maschine steuern und, auf diese Weise eine möglichst gleichbleibende Luftgeschwindigkeit erreichen. Der Nachteil dieser Konstruktion ist ebenfalls ihr hoher Bauaufwand, denn der unterdruckbetätigte Schieber muss genau bearbeitet und geführt sowie gut abge dichtet werden.
Im Betrieb ist diese Konstruktion sehr staubempfindlich, den schon geringe Verun reinigung beeinträchtigt die Leichtgängigkeit des Schiebers und damit die Regelung der Luftgeschwin digkeit. Nutzt sich der Schieber ab, so geht die Ab dichtung verloren und ein einwandfreies Arbeiten ist ebenfalls nicht gewährleistet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vergaser für Brennkraftmaschinen zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Bauarten vermeidet, einfach und billig im Aufbau und unempfindlich im Betrieb ist sowie bei allen Betriebszuständen ein Brennstoffluftgemisch mit etwa dem gleichen Luft verhältnis liefert, und der in einfacher Weise die Kombination mit einem Drehzahlregler ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe setzt einen Vergaser voraus, der in den Luftansaugkanal ausmündende Kraftstoffaustrittsbohrungen aufweist und bei dem an die Ausmündungen der Bohrungen Membran ventile angeschlossen sind. Zudem ist bei diesem Vergaser eine Verbindung der Kraftstoffbohrungen mit einer Kraftstoffdosiereinrichtung und eine Ver- stelleinrichtung zur Querschnittsveränderung des Luftansaugkanals vorgesehen.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass mindestens eine Kraftstoffaustrittsbohrung in einen, unabhängig vom Öffnungsgrad des Membranventiles die annähernd gleiche Luftströmungsgeschwindigkeit aufweisenden Bereich, nämlich unmittelbar neben dem beweglichen Ventilkörper des Membranventiles ausmündet.
Der Vergaser dieser Art liefert bei allen Betriebs zuständen ein Brenstoffluftgemisch mit etwa glei chem Luftverhältnis. Dabei können ohne weiteres der Vergaser für die Zerstäubung des Kraftstoffes und das Membranventil zur Steuerung des Einlassvorgan- ges zu einem Bauteil vereinigt werden. Dieser Bauteil ist in den Gestehungskosten gering und wenig raum beanspruchend.
Das stets gleiche Brennstoff-Luft-Verhältnis ist darauf zurückzuführen, dass die Luftgeschwindigkeit in dem Ventilquerschnitt, in dem ja die Kraftstoff austrittsbohrung angeordnet ist, bei allen Betriebs zuständen annähernd konstant ist, da die Membran ventilfeder, abhängig von den Druckverhältnissen, verschieden grosse Durchtrittsquerschnitte freigibt. Die Druckverhältnisse, die die Grösse des Durchtritts- querschnittes beeinflussen, sind aber von der Füllung und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ab hängig.
Durch die etwa konstant bleibende Luftge schwindigkeit bei allen Betriebszuständen wird die Zerstäubungsgüte auch bei niedrigen Drehzahlen we sentlich verbessert, wodurch die Brennkraftmaschine ein günstiges Laufverhalten auch im Gebiet der nied rigen Drehzahlen erhält. Der erfindungsgemässe Ver gaser weist ausser den Ventilfedern keine zusätzlichen Bauteile zur Beeinflussung des Luftverhältnisses auf, so dass diese Anordnung im Betrieb sehr zuverlässig arbeitet und die Einstellung des Vergasers ausseror dentlich einfach ist.
Zweckmässig ist es, die Kraftstoffaustrittsbohrung so anzuordnen, dass sie bei geschlossenem Membran ventil von der Membranventilfeder gegen den Zylin der der Brennkraftmaschine abgesperrt ist. Dadurch wird erreicht, dass bei geschlossenem Membranventil kein Brennstoff in die Brennkraftmaschine gelangt, und eine überfettung des in die Brennkraftmaschine gelangenden Kraftstoffluftgemisches wird sicher ver mieden.
Die Vorrichtung zur willkürlichen Querschnitts verkleinerung zum Zwecke der Regelung der Brenn- kraftmaschine kann entweder aus einer drehbaren Drosselscheibe, die durch ihre Bewegung Öffnungen im Luftansaugweg verschliesst bzw. freigibt, oder aus einer verstellbaren Hubbegrenzung für die Membran ventilfeder bestehen. Weiterhin ist es möglich, die regelbare Hubbegrenzung für die Membranventilfe- dern als Blattfedern auszubilden. Durch diese Aus bildung kann eine besonders einfache konstruktive Ausführung des Erfindungsgegenstandes erreicht wer den.
Falls eine automatische Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine erwünscht ist, wird die Vor richtung zur willkürlichen Querschnittsverkleinerung mit einem Drehzahlregler verbunden. Diese Anord nung gestattet besonders dann, wenn der Vergaser direkt an das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeflanscht wird, eine sehr einfache Regleranord- nung, da der Antrieb für den Regler von der Kurbel welle abgenommen wird bzw. der Regler selbst sich auf der Kurbelwelle befindet.
Daraus ergibt sich eine sehr einfache Gesamtanordnung, ohne dass viele L7bertragungsglieder erforderlich sind, und der Reg ler samt den übertragungsteilen kann auf konstruk tiv sehr einfache Art in das Gehäuse der Brenn- kraftmaschine einbezogen werden.
Es kann sich als zweckmässig erweisen, im Luft ansaugweg der Brennkraftmaschine mehrere Mem- branventile parallel anzuordnen. Diese parallel zu einander angeordneten Membranventile können mit Blattfedern versehen werden, die voneinander ab weichende Kennlinien aufweisen. Es lässt sich so auf einfache Weise eine Registeranordnung erreichen, bei der in einem bestimmten Betriebsbereich nur ein Membranventil geöffnet und erst beim Verlassen dieses Betriebsbereiches das zweite Membranventil dazugeschaltet wird.
Durch diese Massnahme ist es möglich, noch etwa auftretende geringe Schwankun gen des Luftverhältnisses des Brennstoffluftgemisches auszugleichen und auch verschiedene Luftverhält nisse für verschiedene Betriebszustände zu erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten ergeben sich aus der Beschreibung der Figuren. Die Figuren stellen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dar. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 einen. Längsschnitt durch den erfindungs gemässen Vergaser, der in diesem Fall direkt an das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine ange flanscht ist (die Teile 8 und 9 sind dabei um 90 nach unten gedreht gezeichnet), Fig. 2 eine Ansicht A der Fig. 1, Fig.3 eine Teilansicht des Vergasers entspre chend der Fig. 1 von der Ventilseite, Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch einen Verga ser,
der zum Unterschied gegenüber der Fig. 1 eine verstellbare Hubbegrenzung für die Membranventil- federn aufweist, Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des Vergasers gemäss der Er findung; hier ist der Vergaser mit einem auf der Kurbelwelle sitzenden Regler gekoppelt, Fig. 6 einen Schnitt C-D durch die Fig. 5.
Der Aufbau der Vergaseranordnung entsprechend den Fig. 1 bis 3 ist folgender: An dem Flansch 5 des Kurbelgehäuses 18 ist der Vergaser direkt befestigt. Der Vergaser besteht in diesem Fall aus der Ventilplatte 1 und dem An saugstutzen 6, der einen Flansch 7 trägt, mittels dem die Ventilplatte am Flansch 5 des Kurbelge häuses 18 befestigt ist. Der Flansch 7 des Ansaug stutzens 6 setzt sich nach einer Seite als Teil 8 fort. Die Ventilplatte 1 setzt sich in gleicher Richtung als Teil 9 fort. Zwischen dem Teil 8 und dem Teil 9 ist eine flexible Membrane 10 angeordnet, die zusam men mit den Aussparungen in den Teilen 8 und 9 einen mit Brennstoff gefüllten Raum 13 und einen mit der Aussenluft über die Bohrung 12 in Verbin dung stehenden Raum 11 bildet.
Auf der Ventil- platte 1 sind die Membranventilfedern 2 zusammen mit der Hubbegrenzung 3 für diese Federn befestigt. Die Membranventilfed'ern 2 decken die zwei Boh rungen 4 ab, die sich in der Ventilplatte 1 befinden.. Der Kraftstoffkanal 16 erstreckt sich innerhalb der Ventilplatte 1. Er ist mit dem Raum 13 verbunden und tritt in der Nähe der Membranventilfedern 2 in den Luftansaugweg aus. Der Austritt befindet sich in diesem Fall genau an dem membranventilfedersei- tigen Ende der Bohrung 4.
Im Kurbelgehäuse 18 ist zur willkürlichen Querschnittsverkleinerung beispiels weise eine Platte 17 angeordnet, die durch ein Ge stänge 22 verschoben wird. Der Kraftstoffzufluss zum Raum 13 erfolgt über die Leitung 15 und wird durch das Kugelventil 14 geregelt. Innerhalb des Kurbel gehäuses 18 ist die Kurbelwelle 19 der Brennkraft- maschine gelagert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Bohrungen 4 in der Ventilplatte 1 ange ordnet. Es kann jedoch auch eine beliebig andere Anzahl vorgesehen werden.
Aus der Fig. 3 ist zu er sehen, dass bei diesem Beispiel die Membranventil- federn 2, die zwei Bohrungen 4 abdecken, verschie den ausgebildet sind. Die Membranventilfeder 2', die in der Mitte die Einschnürung aufweist, hat eine flachere Federkennlinie und öffnet früher als die Membranventilfeder mit konstanter Breite.
Die Wirkungsweise der Vergaseranordnung er gibt sich aus dem Nachfolgenden: Durch die Drehung der Kurbelwelle 19 ergibt sich eine Hubbewegung des Kolbens und bei nach oben bewegtem Kolben dadurch im Kurbelgehäuse 18 ein Unterdruck, der eine Öffnung der Membran ventilfeder 2 bewirkt. Durch den Ansaugstutzen 6 und die Bohrung 4 wird Luft in das Kurbelgehäuse 18 angesaugt. Diese Luft reisst bei ihrem Durchtritt durch den von der Membranventilplatte 1 und der Membranventilfeder 2 gebildeten Querschnitt Brenn stoff aus dem Kraftstoffkanal 16. Dieser Brennstoff wird zerstäubt und mit der eintretenden Luft ver mischt.
Will man eine Änderung der Füllung der Brennkraftmaschine erreichen, so muss die Platte 17 über das Gestänge 22 von aussen verstellt werden. Der Öffnungsquerschnitt zwischen Membranventil- platte 1 und Membranventilfeder 2 wird von der Grösse des im Kurbelgehäuse 18 auftretenden Unter drucks beeinflusst. Bei grossem Unterdruck ergibt sich ein grosser Öffnungsquerschnitt, bei kleinem Unterdruck ein kleiner Öffnungsquerschnitt.
Da auch die geförderte Luftmenge dem Unterdruck im Kurbel gehäuse proportional ist, ergibt sich durch diese Än derung des freien Querschnitts an dieser Stelle eine etwa gleichbleibende Luftgeschwindigkeit bei allen Betriebsverhältnissen. Damit ergibt sich in a11 diesen Fällen ein etwa gleichbleibendes Luftverhältnis, was für den Betrieb der Brennkraftmaschine sehr vorteil haft ist. Die Regelung des Brennstoffzuflusses in dem Raum 13 erfolgt durch das von der Membrane 10 betätigte Kugelventil 14.
Die Membrane 10 ist auf der einen Seite über die Bohrung 12 vom Aussen luftdruck beaufschlagt, während sie auf der Seite des Raumes 13, der mit Brennstoff gefüllt ist, über die Kraftstoffbohrung 16 von dem im Luftansaugweg auftretenden Unterdruck beaufschlagt wird. Die Re gelung des Kraftstoffzuflusses erfolgt also ebenfalls in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine.
Die Anordnung entsprechend der Fig. 4 unter scheidet sich nur durch einen andersartigen Austritt der Kraftstoffbohrung 16 und durch die verstellbare Hubbegrenzung 20 für die Membranventilfedern 2 von der Ausführung entsprechend den Fig. 1-3. Hier befindet sich der Austritt der Kraftstoffbohrung 16 innerhalb einer in der Bohrung 4 angeordneten Nase 30 und wird bei geschlossenem Membranventil 2 voll kommen von diesem abgedeckt.
Die regelbare Hub begrenzung 20 für die Membranventilfedern 2 ist als Blattfeder ausgebildet, die an ihrem Ende einen abgewinkelten Fortsatz 21 aufweist, in den das Ver- stellgestänge 22 eingreift.
Die Wirkungsweise der Anordnung entsprechend der Fig. 4 ist im wesentlichen die gleiche wie die nach den Fig. 1-3. Lediglich wird hier die Regelung der Brennkraftmaschine nicht durch eine Platte 17, son dern durch eine Verstellung der Hubbegrenzung 20 mittels des Verstellgestänges 22 erreicht.
In den Fig. 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem der Vergaser mit einem an sich bekannten Regler baulich vereinigt- ist und somit eine Anordnung ergibt, die eine automa tische Drehzahlregulierung der Brennkraftmaschinen gestattet. Der Aufbau des Vergaserteiles ist hierbei im wesentlichen der gleiche wie der Aufbau des Ver gasers nach der Ausführungsform der Fig. 1-3.
Le diglich ist für den Austritt der Kraftstoffbohrung 16 eine weitere Variationsmöglichkeit gezeigt, denn hier tritt diese Kraftstoffbohrung 16 direkt in die Bohrung 4 der Membranventilplatte 1 aus. Im Kurbelgehäuse 18 ist weiterhin eine mit Durchbrechungen versehene Scheibe 23 angeordnet, in deren Nabe 24 eine Achse 26 gelagert ist, die fest mit einer ebenfalls mit Durch brechungen versehenen Scheibe 25 verbunden ist und an ihrem inneren Ende eine Abkröpfung 27 aufweist.
Diese Abkröpfung liegt an der Reglerschale 28 eines auf der Kurbelwelle 19 angeordneten Reglers an. Die Reglerschale 28 wird durch die Kugeln 31 gegen den Druck einer Feder 32 bei Steigen der Drehzahl be wegt.
Aus diesem Aufbau ergibt sich in einfacher Weise die Wirkung dieses Ausführungsbeispiels gemäss den Fig. 5 und 6. Der Vergaser arbeitet, wie schon bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 1-3 beschrieben. Hier erfolgt jedoch die Querschnittsver- änderung zum .Zwecke der Regelung der Brennkraft- maschine nicht über das Gestänge 22 von Hand, son dern über die Scheibe 23, 25 und die Achse 26 durch die Reglerschale 28.
Steigt die Drehzahl der Brenn- kraftmaschine über den gewünschten Wert hinaus, so wird durch die Bewegung der Kugeln 31 und die dadurch bewirkte Verschiebung der Reglerschale 28 über die Abkröpfung 27 und die Achse 26 die Scheibe 25 verdreht und der Querschnitt für das An saugen verkleinert. Diese Verkleinerung erfolgt so lange, bis die Drehzahl der Brennkraftmaschine wie der auf den gewünschten Wert gefallen ist.
Fällt die Drehzahl unter den gewünschten Wert, so spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, d. h. die Reglerschale wird durch die Kraft der Druckfeder 32 entgegenge setzt verschoben und der Ansaugweg durch Verdre hung der Scheibe 25 gegenüber der Scheibe 23 weiter geöffnet. Dadurch steigt die Drehzahl der Brenn- kraftmaschine wieder auf den gewünschten Wert an.
Weitere Variationen in der Ausführung sind da durch möglich, dass die Kraftstoffaustrittsbohrung bzw. -bohrungen an der Seite der Bohrung 4 in der Ventilplatte 1 angeordnet sind, an der die Membran ventilfedern an der Ventilplatte befestigt sind. Da durch kommt die Kraftstoffaustrittsbohrung an die Stelle zu liegen, die beim Öffnen der Membranventil- feder den geringsten Durchflussquerschnitt zwischen Ventilplatte und Membranventilfeder 2 aufweist.
Es ergibt sich dadurch eine sehr gute Aufbereitung des angesaugten Kraftstoffs.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dar gestellten Ausführungsformen; vielmehr kann sie kon struktiv innerhalb dem grundliegenden Erfindungs gedanken weitgehend abge'wand'elt werden.