Motor für Kraftfahrzeuge. Eine Eigentümlichkeit deg bisher allge mein im Motorwagenbau verwendeten Explo sionsmotors besteht darin, dass derselbe nur bei höheren Umdrehungszahlen günstigste Kolbenmitteldrücke liefert und dass auch nur für diese Umdrehungszahlen der Ver gaser wirtschaftlich, d. h. mit möglichst ge ringem Brennstoffverbrauch arbeitet.
Um trotzdem mit dem von dem Motor angetrie benen Fahrzeug auch langsam fahren oder grössere Widerstände, insbesondere Steigun gen, überwinden zu können, musste man ein mehrstufiges Geschwindigkeitswechselgetriebe verwenden, welches sich hinsichtlich der Her stellungskosten, der Bedienung, der Abnüt zung und des Geräusches als ein äusserst lästi ges Glied des Motorwagens erwies.
Die Erfindung betrifft nun einen Fahr zeugmotor, bei welchem dieses mehrstufige Wechselgetriebe wesentlich vereinfacht, bei spielsweise nur mit zwei Stufen ausgerüstet oder auch ganz fortgelassen werden kann. Die zweite Stufe verbleibt lediglich zum An fahren und für ausnahmsweise grosse Stei- gungen, bezw. als Reserve zur Überwindung abnormaler Widerstände. Hierdurch werden ganz ausserordentliche Vorzüge erzielt, näm lich: grösste Einfachheit in der Bedienung des Kraftfahrzeuges, Kraftersparnis, Ge- räuscblosigkeit und geschmeidiges stossfreies Fahren.
Gemäss der Erfindung wird ein Motor mit übermässig grossem Hubvolumen im Verhält nis zu seiner Leistung und mit übermässig hoher Kompression verwendet, dessen Hub volumen jedoch nur bei geringen Umdrehungs zahlen voll ausgenutzt wird, so dass die Maxi malleistung des Motors im Betriebe wesent lich unterhalb derjenigen bleibt, die der Mo tor bei voller Ausnutzung abgeben könnte, mit andern Worten, der Motor wird für die in dem Fahrzeug zu leistende Arbeit zu gross ge wählt. Anderseits aber werden -die Dreh momente bei geringeren Drehzahlen zur Ver meidung des Wechsels im Geschwindigkeits getriebe voll ausgenutzt.
Dies wird dadurch erreicht, dass ein Registervergaser verwendet wird, dessen grösster Durchflussquerschnitt für die normale Umdrehungszahl des Motors zu klein ist, d. 1i. dessen Querschnitte so ge wählt sind, dass bei geringen Umdrehungs zahlen der Motor ein maximales, seinem Hub volumen entsprechendes Drehmoment abgibt, während bei zunehmender Drehzahl das Drehmoment des Motors langsam abfällt, bis bei der normalen Umdrehungszahl der Motor durch den engen Vergaser so weit gedrosselt wird, dass derselbe trotz seines grossen Hub volumens nur für die normale Geschwindig keit des Wagens erforderliche Leistung ab zugeben vermag.
Die beiliegenden Zeichnungen v eranschau- lichen einige Ausführungsbeispiele der Regu lierungseinrichtung, sowie den Vergaser für den Motor gemäss der Erfindung.
Fig. 1 bis 5 stellen die Reguliereinrich tung mit einem Vergaser mit drei Mischungs kammern und drei Drosselklappen dar; Fig. 6 zeigt dieselbe Einrichtung mit einem Vergaser und drei Mischungskammern und sechs Drosselklappen; Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zur zwangs läufigen Begrenzung der höchstzulässigen Motordrehzahl.
Bei dem in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Aus führungsbeispiel sind die drei iHischungskam- mern des Registervergasers mit 1, ?, 3 be zeichnet und deren Drosselklappen mit 4, 5, 6. Diese Drosselklappen werden durch ein Stängchen 7 betätigt, in dem Schleifen 8, 9 und 10 derart angeordnet sind, dass die Dros selklappen durch ihre Hebel 11, 12 und 13 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander ent gegen der Zugwirkung ihrer Federn 14, 15 und 16 geöffnet und ebenfalls nacheinander durch diese Federn nach Massgabe der sich zurückbewegenden Schleifen geschlossen wer den.
Der von der Umdrehungszahl des Motors beeinflusste Zentrifugalregler 17 wirkt durch den mit irgend einer, nicht gezeichneten Selbsthemmung (z. B. Spiralkeil) versehenen Winkelhebel 17a auf das Stängchen 7, und zwar in der Weise, dass bei steigender Um drehungszahl der Hebel 17a des Reglers sich nach links, bei fallender Umdrehungszahl nach rechts bewegt und dementsprechend im ersten Falle die drei Drosselklappen durch Vermittlung des unter Federdruck stehenden Stä ngchens 7, der Schleifen 8, 9, 10 und der Hebel 11, 12,
13 allmählich nacheinander ge öffnet werden können. Damit die Hebel 11 und 12 nach völliger Öffnung ihrer Klappen bis zur gänzlichen Öffnung der Drosselklappe 6 ohne Nachteil der weiteren Bewegung des Stängcliens 7 folgen können, sind die Drossel klappen 4 und 5 unter Zwischenschaltung einer Federung an den Hebeln 17. und 12 be festigt. Um die Skizzen nicht zu überlasten, ist diese nicht gezeichnet.
Am rechten Ende des Stängchens 7 befin det sich eine Hülse 18 mit einem Federteller 1.9; in der Hülse ist das Stängchen 20 ver schiebbar angeordnet, an dessen rechtem Ende sieh ebenfalls ein Federteller 21 befindet. Zwischen den Federtellern 19 und 21 ist die Druckfeder \?? angeordnet, welche das Stäng- chen 20 aus der Hülse 18 herauszuziehen ver sucht, bis sich der Anschlag 23 an den Dek- kel 24 der Hülse 18 anlegt. Die Feder ?2 ist mit so viel Spannung eingesetzt, dass die drei Klappenfedern 14, 15, 16 überwunden werden, ohne dass sieh dieselbe weiter zu sammendrückt.
Das freie Ende des Stäng- chens 20 ist an den Gashebel 25 angelenkt, 26 ist die übliche Leerlaufdüse.
Die Lage und die Wirkungsweise der einzelnen Organe ist in den Fig. 1 bis 5 in den verschiedenen Zuständen der Ruhe, des Anlassens, des Leerlaufe., der Steigerung, der Belastung, der maximalen Motorleistung, der Abdrosselung beim Befahren von Steigungen und Gefällen dargestellt.
In der auf Fig. 1 gezeichneten Lage be findet sich der Motor und das Fahrzeug in Ruhe. Der Motor kann so ohne weiteres an gelassen werden. Die Lage der einzelnen Or gane ist hierbei folgende: Gashebel 25 rechts auf Schlussstellung, Druckfeder 22 entspannt, Stängehen 7 in Stellung am weitesten nach rechts, also in Schlussstellung, so dass alle drei Drosselklappen unter Einwirkung der Federn 14, 15, 16 geschlossen sind; nur die Leerlaufdüse 26 ist bereit zum Anlassen; der Winkelhebel 17a des Reglers steht am wei- testen nach rechts und liegt am Stängchen 7 an.
Sobald der Motor angelassen, also Kom pression und Zündung gegeben worden ist, be wegt sich der Hebel 17a unter dem Einfluss der Leerlaufumdrehungszahl etwas nach links von dem Ende des Stängchens 7 weg.
In Fig. la ist diese Leerlaufstellung dar gestellt, alle übrigen Organe sind in ihrer Lage noch umverändert.
In Fig. 2 wird nun vom Leerlauf ohne effektive Leistung zur Leistungsabgabe ein gestellt: Gashebel 25 wird etwas nach links geschoben, Stängchen 7 bewegt sich bis zum Hebel 17a, dieser leistet infolge seiner Selbst hemmung Widerstand, infolgedessen wird die Feder 22 etwas zusammengedrückt, da bei spielsweise der Weg des Stängchens 20 grösser ist als der Zwischenraum zwischen Stängchen 7 und Hebel 17a. Durch die Bewegung des Stängchens 7 wird aber die erste Drossel klappe 4 etwas geöffnet, wodurch die Mi schungskammer 1 in Betrieb kommt.
Die Um drehungszahl wächst, der normale Kolben druck. wird erreicht, der vom Regler 17 be- einflusste Hebel 17a bewegt sich nach links, das noch unter dem Druck der Feder 22 ste hende Stängchen 7 folgt, öffnet die erste Drosselklappe weiter usf., bis die Druckfeder 22 ganz enstpannt ist.
Soll die Leistung weiter gesteigert wer den, so ist der Gashebel 25 entsprechend wei ter nach links zu stellen; das beschriebene Spiel wiederholt sieh, wobei sich dann auch die zweite Drosselklappe 5 allmählich öffnet.
In Fig. 3 ist die erste Drosselklappe 4 ganz, die zweite 5 zur Hälfte und die dritte 6 noch nicht: geöffnet; der Motor läuft also etwa mit einer mittleren Belastung auf ebener Strecke.
In Fig. 4 liefert der Motor seine maximale Leistung und grösste Geschwindigkeit auf ebener Strecke, der Gashebel 25 ist ganz nach links gestellt auf volle Öffnung, die Feder 22 ist bereits bis auf ihre Vorspannung wieder entspannt, das Stängehen 7 in seiner weite sten Linkslage, und dementsprechend sind alle drei Drosselklappen ganz geöffnet; der Reglerhebel 17a steht in seiner äussersten Linksstellung.
In Fig. 5 ist der Augenblick dargestellt, in welchem der Motor von Volleistung auf etwa die halbe Leistung abgedrosselt wird. Der Gashebel 25 ist auf die Mittelstellung ge bracht, die- Feder 22 ist bis auf ihre Vorspan- nung entspannt, Stängchen 7 in seiner Mittel stellung und damit die Gesamtvergaseröff- nung auf etwa die Hälfte verringert, indem Klappe. 4 noch ganz offen, Klappe 5 noch halb geöffnet und Klappe 6 ganz ge schlossen ist;
infolge der noch vollen Um drehungszahl nimmt Hebel 17a noch seine äusserste Linksstellung ein, es ist somit zwi schen ihm und dem auf mittlerer Stellung be findlichen Stängchen 7 ein Zwischenraum entstanden, der aber mit der jetzt abnehmen den Umdrehungszahl sich verringert und ver- sehwindet.
Läuft der Motor auf ebener Strecke halb gedrosselt und kommt ein Gefälle, so ergibt sich eine Stellung der einzelnen Organe nach Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, dass der Hebel 17a sich in der in Fig. 5 gezeichneten Stellung, also in einiger Entfernung vom Stängchen 7, befindet, weil wohl der Motor noch rasch läuft, jedoch ohne wesentliche Be lastung.
Kommt der Motor, der beispielsweise mit mittlerer Belastung auf der Ebene läuft (Fug. 3) in Steigung und lässt hierbei die Um drehungszahl trotz vollständigem Öffnen des Gashebels nach, so wird der Hebel 17a sich nach rechts bewegen und unter Überwindung der Feder 22 .das Stängehen 7 nach rechts schieben. Infolge Einwirkung der Federn 14, 15, 16 und der Schleifen 8, 9, 10 schliessen sich die Drosselklappen allmählich der Reihe nach immer mehr, wodurch trotz der kleiner werdenden Saugwirkung. die günstigste Luft geschwindigkeit an den Düsen beibehalten wird und damit die normalen Mitteldrücke und. das normale Drehmoment.
Ein Umschal ten am Geschwindigkeitswechselgetriebe auf die kleinere Stufe ist nur dann erforderlich, wenn das normale Drehmoment des Motors nicht mehr genügt, um die Steiltang zu über- winden. Lässt die Steigung nach, so gibt der Regler selbsttätig wieder eine grössere Ver gaseröffnung frei.
Nach dem, vollständigen Abstellen des AZo- tors durch Schieben des Gashebels 25 in die rechte Schlussstellung und Ausschaltung der Zündung befinden sich die Organe wieder in der in Fig. 1 dargestellten Lage.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass für jede praktisch " orkominende Umdrehungszahl nur die der selben entsprechende Vergaseröffnung selbst- hitig vom Regler freigegeben .bezw. begrenzt ,wird, und dass es unmöglich-ist, etwa durch plötzliches Stellen des Gashebels 25 auf die volle Offenstellung eine augenblicklich grö ssere Vergaseröffnung herzustellen, wodurch entgegengesetzt der beabsichtigten Wirkung das Drehmoment des Motors plötzlich abfallen würde; dagegen kann in jedem Augenblick der Motor beliebig weit und beliebig schnell abgedrosselt werden.
An Stelle des elastischen Zwischengliedes, das in Fig. 1 bis 5 beispielsweise als eine Druckfeder angenommen war, kann aber auch die Beeinflussung der Gesamtvergaseröffnung durch den Gashebel 25 unabhängig von der des Reglers dadurch erfolgen, dass wie in dem in Fig. G dargestellten Ausführungsbeispiel zwei voneinander unabhängige, hintereinander geschaltete Drosselklappengruppen in der preise angewandt sind, dass die erste Gruppe 4, 5, 6 (Fig. 6)
unter Vermittlung der bei der erstbeschriebenen Ausführungsform be reits erläuterten Organ 7-16 durch den von der Umdrehungszahl des Motors beeinflussten Regler 17 mittelst des Winkelhebels 17a be tätigt wird, dagegen die zweite Drosselklap- pengruppe 27, 28, 29 unabhängig von der ersten durch den Gashebel 25 unter Vermitt lung der entsprechenden Organe 30-38.
Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und es dürfte sich daher erübrigen, nochmals für alle Be triebszustände des Motors und Fahrzeuges die verschiedenen Stellungen der einzelnen Organe abzubilden und zu beschreiben. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann mit dem Gashebel 25 keine grössere Gesamtver- gaseröffnung hergestellt werden, als die vom Regler der jeweiligen Umdrehungszahl ent sprechende grösste und günstigste, wohl aber jederzeit eine beliebig kleinere zwecks Ab drosselung.
Bisher hatte man eine selbsttätige Regu lierung bei Fahrzeugmotoren nur angewendet, um eine unzulässig hohe Umdrehungszahl des Motors zu vermeiden. Aus diesem Grunde wird bei solchen Motoren bei Überschreitung der höchstzulässigen Drehzahl die Drossel klappe des Vergasers durch den Regler etwas, zugedreht. Es soll also lediglich ein Durch gehen des Motors, besonders bei Leerlauf, vermieden werden.
Bei einem Motor nach der vorliegenden Erfindung kann diese be kannte Regulierungseinrichtung nicht nur neben der erfindungsgemässen angewendet werden, sondern man kann sie sogar vor züglich mit ihr kombinieren, insofern, als für beide Zwecke derselbe Regler samt seinen Zwischengliedern ohne weiteres Verwendung finden kann, indem nur noch ein Organ er forderlich wird, welches, sobald auf den Regler eine die höchstzulässige Umdrehungs zahl des Motors überschreitende einwirkt. eine Rückbewegung des Winkelhebels 17a und damit eine Drosselung der Gesamtver- gaseröffnung bewirkt.
Dies geschieht bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weise, dass der Regler 17 mit einer Zahnstange 44 versehen ist, welche mittelst Zahnrades 45 eine Kurvenscheibe 46 in Dre hung versetzt, welche den wiederum mit Selbsthemmung versehenen Winkelhebel 17 durch die Laufrolle 47 betätigt. Sobald die höchstzulässige Umdrehungszahl des Motors überschritten und damit die Laufrolle 47 den höchsten Punkt der Kurvenscheibe erreicht hat, bewegt sich der Winkelhebel 17a wieder nach rechts zurüek und bewirkt, dadurch eine Abdrosselung des Vergasers. Der Motor kann somit niemals eine grössere als die höchstzu lässige Umdrehungszahl beibehalten.