DE1021637B - Druckvergaser fuer Brennkraftmaschinen mit verfluessigtem Petroleumgas - Google Patents

Description

• Druckvergaser für Brennkraftmaschinen mit verflüssigtem Petroleumgas Bekanntlich setzen die in Brennkraftmaschinen meistens zur Anwendung gelangenden Vergaser für verflüssigtes Petroleumgas eine Erniedrigung des Druckes des Flüssiggases bis zur Erreichung eines Druckes voraus, der etwas geringer als der atmosphärische Druck ist. Es handelt sich also um Unterdruckvergaser, deren Betrieb unter anderem der Gefahr unterliegt, die Eichung infolge der natürlichen Schwankungen des atmosphärischen Drucks einzubüßen.
• Es ist ein Vergaser zum Betrieb von Fahrzeugmotoren mit drucklosem kälteverflüssigtem Methan bekannt, bei welchem einerseits bei Leerlauf das im Brennstoffbehälter über dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Gas in Form eines unveränderten Gasstrahls der Ansaugleitung zugeführt und andererseits bei Arbeitsbetrieb durch eine vom Boden des Brennstoffbehälters ausgehende Leitung der flüssige Brennstoff unmittelbar dem Brennstoffbehälter entnommen wird. Hierbei ist vor der Einführung in den Ansaugstutzen eine restlose Vergasung des flüssigen Methans vorgesehen.
• Die Einspritzung des Flüssiggases in den Ansaugstutzen im flüssigen Zustand ist nun bekanntlich wesentlich günstiger als die vorherige Vergasung. Durch die Einspritzung wird nämlich eine starke Abkühlung der Saugluft und damit eine bedeutend bessere Füllung des Zylinderraumes herbeigeführt. Auf diese Weise lassen sich auch Verdichtungsendwerte erzielen, die größer sind als jene, die unter gleichen Verhältnissen bei der Speisung mit Benzin oder mit Flüssiggas nach vorheriger Vergasung erreicht werden können.
• Die bisher angestellten Versuche zur Einspritzung von Petroleumgas im flüssigen Zustand in die Ansaugleitungen der Maschine haben zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt. Die Schwierigkeiten der Anwendung der bekannten gesteuerten Einspritzventile oder Einspritzpumpen bei einem Vergaser der oben angegebenen Art liegen vor allem darin, daß gegenüber der natürlichen Dampfspannung des Kraftstoffes ein Unterdruck vorhanden ist. Der flüssige Kraftstoff tritt nämlich zwar unter Überdruck gegen den Atmosphärendruck, aber unter Unterdruckgegenüber seinem natürlichen Dampfdruck aus, unter welchem er sich im Behälter und in den Leitungen befindet.
• Bei Anwendung einer normalen Einspritzpumpe od. dgl. treten teilweise spontane Verdampfungen auf, die äußerst starke Kühlwirkungen hervorrufen. Dadurch, daß die an der Auslaßöffnung der Düse stets vorhandene Feuchtigkeit gefriert, wird die Wirkung derselben geändert oder unterbrochen.
• Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist erfindungsgemäß eine durch zwei Elektromagnete sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen zwangläufig bewegte Düsennadel vorgesehen, welche die in der Düse sich bildenden Eiszapfen fortwährend bricht. Derartige elektromagnetische Schnatterventile mit regelbaren Teilöffnungszeiten sind zwar an sich bekannt, wurden jedoch für den vorliegenden Zweck noch nie herangezogen.
• Demgemäß kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Druckvergaser der oben angegebenen Art dadurch, daß bei Arbeitsbetrieb der flüssige, unter seinem eigenen Überdruck stehende Brennstoff durch ein in bekannter Weise im Maschinentakt betätigtes Schwingventil mit veränderbarer relativer öffnungsdauer in ebenfalls bekannter Weise ohne vorherige Vergasung in die Ansaugleitung der Maschine eingespritzt wird, wobei das Schwingventil mit einer Absperrnadel versehen ist, die sich unter der Wirkung von zwei abwechselnd erregten Elektromagneten periodisch öffnet und schließt.
• Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckvergasers geht die Absonderung des gasförmigen Teiles des Brennstoffes von dem flüssigen Teil im Brennstoffbehälter oder in einem besonderen Zwischengefäß vor sich, und der flüssige Teil wird der Ansaugleitung unmittelbar durch das periodisch geöffnete Ventil zugeführt, während der gasförmige Teil, wie bekannt, allein im Leerlauf oder in einem regelbaren Mischungsverhältnis unter vorheriger Erwärmung und vollständiger Vergasung der Ansaugleitung zugeführt wird. Der erfindungsgemäße Druckvergaser ist beispielsweise in den Zeichnungen veranschaulicht, in welchen Fig.l schematisch den erfindungsgemäßen Vergaser darstellt und Fig, '/'- eine schematische Ansicht einer Abällderuiig der Erfindung ist, bei der sowohl die Entnahme ini verdampften Zustand als auch die Entnahme im flüssigen Zustand unmittelbar vom Behälter aus erfolgen.
• Der erfindungsgemäße Druckvergaser ist in Fig. 1 der Zeichnungen veranschaulicht. Der voll der Leitung 1 kommende Betriebsstoff gelangt in ein GefäLi 30, in dem sich oben etwaige gasförmige Anteile ansammeln, während sich unten der Betriebsstoff in verflüssigtem Zustand niederschlägt. Dieser durchströmt die Leitung 33' bis zu einer Schwingdüse 38 mit periodisch veränderlicher Schlitzbreite, durch die er im verdunsteten Zustand in den Vergaser gespritzt wird. Die Düse 38 ist mit einer Öffnungsnadel 39 versehen, die als Verdampfer wirkt und über ein Gestänge 41 mittels einer Elektroniagneteneinrichtung A und B abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Eine Feder 42 dient zum Ausüben eines anfänglichen leichten Schließungsdrucks. Eine Schraube 43 ist zum Kalibrieren des Vergasers bestimmt, um die Einstellung des Höchstausschlags des Ankers oder Gestänges 41 ein für allemal zu ermöglichen. Stromimpulse durchfließen in wechselweisen Zeitabschnitten die beiden Elektromagnete A und B, die durch einen Drehumschalter betätigt werden, der auf der durch die Maschine getriebenen Achse 50 angebracht ist. Der Drehumschalter ist mit einem Nocken 51 finit Zentrifugale erstellung versehen, der mit dem an den platinierten Stiften 53 zur Anlage kommenden Kontaktarm 52 in Berührung tritt. Die Lage des Kontaktarms 52 wird durch jene des Drosselventils 40 des Vergasers bestimmt, das über die Hebel 54 und 55 den Abstand des Kontaktarms vom Nocken und damit die Berührungszeit der platinierten Stifte 53 einstellt. Eine durch den Unterdruck in der Saugleitung 49 pneumatisch betätigte Membran 56 ist imstande, den Hebelarm des Kontaktarms und damit im geeigneten Augenblick den Fettheitsgrad des Gemisches zu ändern.
• Die im oberen Teil des Gefäßes 30 angesammelten gasförmigen Anteile fließen dagegen durch das Rohr 33 und gelangen über ein Reduzierventil R zu dem mit dem Hahn 35 versehenen Verdampfer 34. Das einstellbare Reduzierventil R setzt den Druck in dem Gefäß 30 bis auf einen annehmbaren Wert, vorzugsweise bis auf 0°,5 Atmosphären über dem Raumdruck herab. Der Verdampfer 34 ist an einem warmen Teil der Maschine befestigt oder wird auf andere Weise erwärmt und ist dazu bestimmt, die Verdampfung des Betriebsstoffes zu vervollständigen, der durch ein Ventil 36 mit gesteuerter Öffnung dem Vergaser mittels der Düse 37 zugeführt wird. Je nach der Bedeutung, die der Speisung mit flüssigem Betriebsstoff gegeben werden soll, weicht die Ausführung der Steuervorrichtung für das Ventil 36 entsprechend ab.
• Soll daher die Speisung mit gasförmigem Betriebsstoff auf den Leerlauf der Maschine beschränkt werden. dann kann das Ventil 36 als einfaches Ventil ausgeführt werden, dessen öffnungs- und Schließungsvorgänge durch die finit Feder 47 versehene Membran 46 gesteuert werden, die durch die an der Stelle 49 des Vergasers vorhandene Unterdruck-Saugwirkung betätigt wird, wobei diese Membran mittels des Gestänges 44 auch die Düse 38-39 entsprechend absperren kann. Wie in der Zeichnung schematisch veranschaulicht, öffnet sich das Ventil 36 in der Druckrichtung, erforderlichenfalls kann es aber in der Druckrichtung auch zum Schließen gebracht werden, was bei der Anwendung gewöhnlicher Verdampfer oder zum Ausgleich der auf Druckveränderungen im Betriebsstoff zurückzuführenden Folgen vorteilhaft sein kann.
• Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 erfolgt die Entnahme des verflüssigten Petroleumgases sowohl im flüssigen als auch im gasförmigen Zustand unmittelbar volle Treibstoffbehälter der Maschine aus.
• Bei dieser Anordnung führen zum Behälter zwei Rohre, voll welchen das finit Eililaßfilter 61 versehene Rohr 62 sich im Behälter nach unten erstreckt, zur 1---ntnalime voll verflüssigtem Gas im flüssigen Zustand, mährend das oben in den Behälter ragende Rohr 63 das verflüssigte Gas in gasförmigem Zustand entnimmt. Die Stelle 64 zeigt den Flüssigkeitsstand des verflüssigten Gases ini Innern des Behälters all. Im Einlaßrohr 63 für den gasförmigen Betriebsstoff ist ein Umschalter C vorgesehen, mit dessen Hilfe dein auf der abgebenden Seite vorgesehenen Druckminderer R sowohl Flüssigkeit als auch Dampf oder beide in den verschiedenen Proportionen zugeführt werden können, wobei der Umschalter C mit dem Einlaßrohr 62 für die Flüssigkeit durch ein Zusatzrohr 67 in Verbindung steht. Wie bereits erwähnt, ist im Rohr 63 auf der abgehenden Seite. des Behälters und des Unischalters C ein Druckminderer R vorgesehen. durch den infolge der Druckminderung eine Kühlung des gasförmigen Betriebsstoffes herbeigeführt wird, und diese Kühlung ist um so größer. je höher der Anteil des durch den Unischalter C zugeführten flüssigen Brennstoffes ist. Nach der Anschlußstelle des Verbindungsrohres 67 zum Rohr 62 zur Entnahme des Betriebsstoffes in flüssigem Zustand und nach der Befestigungsstelle des Druckminderers R am Rohr 63 zur Entnahme des Betriebsstoffes in gasförmigem Zustand dringt das Rohr 62 in das Rohr 63 bis zum Mischer ein. Da infolge dieser Maßnahme die Flüssigkeitsleitung 65 voll dem gasförmigen, vom Druckminderer kommenden und in das größere Rohr 66 fließenden Betriebsstoff getroffen wird, wird die Abkühlung des flüssigen Betriebsstoffes ermöglicht, der in den Mischer mit einer Temperatur gelangt, die niedriger als die Siedetemperatur in bezug auf den eigenen Druck ist. Damit wird die Bildung von Dampfbläschen vermieden und die Einschaltung eines Druckminderers ermöglicht, der den Druck der Flüssigkeit auf einen konstantere Wert. unabhängig voll der Raumtemperatur, herabsetzt. d. h. auf einen Wert, der geringer als jener ist, welcher der geringsten Raumtemperatur entspricht oder diesem Wert gleichkoinnit. Auf diese Weise kann eine gleichmäßigere und beständigere Kalibrierung des nachfolgenden Mischers erreicht werden.
• Die obige Maßnahme kommt nicht nur dem Rohr 62 zur Entnahme des Betriebsstoffes in flüssigem Zustand zugute, sondern diese besondere Vorrichtung ermöglicht auch die Beseitigung von Flüssigkeitsteilchen aus dein ini Zwischenraum zwischen den beiden Rohren umlaufenden Dampf, welche Teilchen dadurch. daß sie Wärine sowohl von außen als auch von dem inneren Rohr erhalten, auf dein Wege nach dem Mischer verdampfen.
• Es ist darauf hinzuweisen, daß die erläuterte Einrichtung entweder als Ganzes nutzbar gemacht werden oder nur mit einigen ihrer Glieder in Tätigkeit treten kann. unter eventueller Einschränkung der Anwendung des Kreislaufes auf die flüssige Vergasung. Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtun - auch zur Vergasung von Flüssigkeiten, wie Benzin, geeignet, vorausgesetzt, daß sie durch eine entsprechende Speisepumpe in die Leitung gedrückt werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Druckvergaser zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit verflüssigtem Petroleumgas, bei welchem einerseits bei Leerlauf nur das im Brennstoffbehälter über dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Gas in Form eines unveränderten Gasstrahls der Ansaugleitung zugeführt und andererseits bei Arbeitsbetrieb durch eine vom Boden des Brennstoffbehälters ausgehende Leitung der flüssige Brennstoff unmittelbar dem Brennstoffbehälter entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Arbeitsbetrieb der flüssige, unter seinem eigenen Überdruck stehende Brennstoff durch ein in bekannter Weise im Maschinentakt betätigtes Schwingventil mit veränderbarer relativer Öffnungsdauer in ebenfalls bekannter Weise ohne vorherige Vergasung in die Ansaugleitung der Maschine eingespritzt wird, wobei das Schwingventil (38) mit einer Absperrnadel (39) versehen ist, die sich unter der Wirkung von zwei abwechselnd erregten Elektromagneten (A, B) periodisch öffnet und schließt.
2. 2. Druckvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absonderung des gasförmigen Teils des Betriebsstoffes von dem flüssigen Teil im Brennstoffbehälter oder in einem besonderen Zwischengefäß (3ü) vor sich geht und der flüssige Teil der Ansaugleitung unmittelbar durch das periodisch geöffnete Ventil (38) zugeführt wird, während der gasförmige Teil wie bekannt allein im Leerlauf oder in einem regelbaren Mischungsverhältnis unter vorheriger Erwärmung und vollständiger Vergasung der Ansaugleitung zugeführt wird.
3. 3. Druckvergaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen im Zufluß des Betriebsstoffes in das Ventil (38) durch in bekannter Weise mehr oder weniger häufiges Öffnen und Schließen des Ventils selbst und durch Einstellen der Öffnungsdauer im Verhältnis zur Schließungsdauer erreicht werden.
4. 4. * Druckvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (A, B) durch einen in bekannter Weise mit der Maschine umlaufenden Nocken. (51) betätigt werden, wobei der Kontakthebel (52) in bekannter Weise von der Stellung des Drosselventils des Vergasers beeinflußt wird.
5. 5. Druckvergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehnocken (51) in bekannter Weise mit Zentrifugalverstellung ausgeführt ist, so daß er eine wirksame, je nach seiner Drehgeschwindigkeit veränderliche Winkelweite erreicht, wobei die Öffnungszeit des Kontakthebels (52) zum zweckmäßigen Ändern der Fettigkeit des Gemisches durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine durch den Unterdruck der Maschine betätigte Membran (56) eingestellt wird.
6. 6. Druckvergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr (63) zur Entnahme von Betriebsstoff in gasförmigem Zustand auf der abgehenden Seite des Umschalters (C) ein Druckminderer (R) vorgesehen ist, der mit der Druckerniedrigung des gasförmigen Betriebsstoffs gleichzeitig auch die Abkühlung desselben herbeiführt, und daß die beiden Entnahmerohre ineinander angeordnet sind, wobei das Rohr (62, 66) zur Entnahme von Betriebsstoff in flüssigem Zustand bis zur Herstellung der Verbindung mit der Ansaugleitung im Innern des Rohres (63, 65) zur Entnahme von Betriebsstoff in gasförmigem Zustand verläuft. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 505 974, 668 115, 830130, 703 244, 740151, 700 399, 696 012, 695 834, 622 756; schweizerische Patentschrift Nr. 219 476; französische Patentschrift Nr. 339 124; britische Patentschrift Nr. 143 306.