DE1299932B - Device for processing a fuel-air mixture - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels gasförmiger Brennstoffe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit einer zwei über ein Gestänge miteinander verbundene, durch eine Feder in Schließstellung bewegte, aus jeweils einem Ventilkörper und einem Ventilsitz bestehende Ventile betätigenden, auf den Unterdruck im Ansaugkanal ansprechenden Steuermembran, wobei das eine Ventil zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr und das andere zur Steuerung der Brennstoffzufuhr dient und beide Ventile relativ zueinander einstellbar sind.The invention relates to a device for processing a fuel-air mixture by means of gaseous fuels for feeding internal combustion engines with a two connected to each other by a linkage, moved into the closed position by a spring, each consisting of a valve body and a valve seat actuating valves, control diaphragm responding to the negative pressure in the intake duct, with one valve to control the combustion air supply and the other to control the fuel supply is used and both valves are adjustable relative to each other.
Derartige Einrichtungen zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Bei einer solchen Einrichtung sind die Ventilkörper der beiden Ventile zur Steuerung der Verbrennungsluftzufuhr und .der Brennstoffzufuhr auf einer gemeinsamen Betätigungsstange befestigt, die durch eine Steuermembran verstellt werden kann, welche auf den Unterdruck im Ansaugkanal anspricht. Beide Ventilkörper sind auf dieser Stange aufgeschraubt und damit relativ zueinander einstellbar, jedoch in ihrer endgültigen Einstellage auf der Stange und damit gegenüber ihren zugeordneten Ventilsitzen fixiert. Die Einstellung der Ventilkörper ist bei der bekannten Einrichtung außerdem verhältnismäßig schwierig, denn es muß sichergestellt sein, daß das Brennstoffventil geschlossen werden kann, unabhängig davon, ob das Luftventil geschlossen ist oder nicht.Such devices for processing a fuel-air mixture are known in numerous designs. In such a facility, the Valve body of the two valves to control the combustion air supply and Fuel supply attached to a common operating rod, which is through a Control diaphragm can be adjusted, which responds to the negative pressure in the intake duct. Both valve bodies are screwed onto this rod and therefore relative to one another adjustable, but in their final position on the rod and thus opposite fixed their associated valve seats. The setting of the valve bodies is at the known device also relatively difficult, because it must be ensured be that the fuel valve can be closed, regardless of whether the Air valve is closed or not.
Aus der deutschen Patentschrift 549 014 ist eine Anordnung bekannt, bei der auf der Spindel des den Gaszufluß zu dem Mischraum steuernden Ventils ein mit diesem bewegtes Hilfsventil elastisch befestigt ist.From the German patent specification 549 014 an arrangement is known, at the one on the spindle of the valve controlling the gas flow to the mixing chamber with this moving auxiliary valve is elastically attached.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Aufbereitung eines Brennstoff-Luft-Gemisches zu schaffen, die eine flexible Einstellung des Luftventils sowie eine leichte Einstellbarkeit der Ventilkörper des Luft- und Brennstoffventils zueinander ermöglicht.The invention is based on the object of a device for processing to create a fuel-air mixture that allows flexible adjustment of the air valve and easy adjustability of the valve body of the air and fuel valve allows each other.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Verbrennungsluft steuernde Ventilkörper auf einem Trägerkörper zentriert und axial gegen eine Federkraft beweglich gelagert ist.According to the invention, this object is achieved in that the Combustion air controlling valve body centered on a support body and axially is mounted movably against a spring force.
Durch diesen auf einem Trägerkörper zentrierten und axial gegen eine Federkraft beweglich gelagerten Ventilkörper wird eine leichte Einstellung der beiden Ventile gewährleistet und außerdem werden Ungenauigkeiten in der Ventileinstellung ausgeglichen. Dabei ist berücksichtigt, daß das Brennstoffventil unabhängig von der Einstellage des Luftventils dicht geschlossen werden kann. In der Leerlaufstellung des Brennstoffventils wird vom Luftventil auf Grund der flexiblen Verbindung ein ausreichender Querschnitt freigegeben, um den Leerlaufluftbedarf zu decken.By this centered on a support body and axially against a Spring force movably mounted valve body is an easy adjustment of the two Valves guaranteed and also inaccuracies in the valve setting balanced. It is taken into account that the fuel valve is independent of the setting position of the air valve can be tightly closed. In the idle position the fuel valve is connected to the air valve due to the flexible connection Sufficient cross-section released to cover the idle air requirement.
Der Ventilkörper ist vorzugsweise als Ventilplatte ausgebildet. Es ist zweckmäßig, die Ventilplatte und den Ventilsitz ringförmig zu gestalten.The valve body is preferably designed as a valve plate. It it is advisable to make the valve plate and the valve seat ring-shaped.
Die Ausführung wird vorzugsweise so getroffen, daß der Trägerkörper des Luftventils einen stromab sich erstreckenden Strömungskörper bildet, der einen zum ventilgesteuerten Brennstoffeinlaß hin offenen Innenraum umschließt, der über Öffnungen mit dem Ansaugkanal stromab des den Luftdurchgang steuernden Ventils verbunden ist.The execution is preferably made so that the carrier body of the air valve forms a downstream extending flow body, the one to the valve-controlled fuel inlet encloses open interior, which about Openings connected to the intake passage downstream of the valve controlling the air passage is.
Wenn die Brennkraftmaschine über einen der Gasmischeinrichtung nachgeschalteten Vergaser für flüssige Brennstoffe betrieben werden soll, kann diese Einstellung über Gestänge erreicht werden, über die die Ventile für Luft und Gas einen Luftdurchgang freigebend angehoben sind. Die Gestänge bestehen vorzugsweise aus einer mit dem Ventilsitzkörper verbundenen Flanschplatte und mindestens einem an dieser angreifenden mit mindestens einer Schrägplatte eines Hebels zusammenwirkenden, in Schließstellung des Luftdurchgangs durch eine Feder behaltenen Bolzen.If the internal combustion engine is connected downstream via one of the gas mixing device Carburetor for liquid fuels is to be operated, this setting can be used can be reached via rods through which the valves for air and gas provide an air passage are raised releasingly. The linkage preferably consists of one with the Valve seat body connected flange plate and at least one acting on this cooperating with at least one inclined plate of a lever, in the closed position the air passage through a spring retained bolt.
Die Erfindung wird anschließend an Hand .der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will then be based on the drawings of an exemplary embodiment explained in more detail.
Fig.1 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform; F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch die Einrichtung; F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch die Gasmischeinrichtung in der Stellung für den Vergaserbetrieb mit flüssigem Brennstoff.Figure 1 is a side view of a preferred embodiment; F. i g. Figure 2 is a longitudinal section through the device; F i g. 3 is a longitudinal section by the gas mixing device in the position for the gasifier operation with liquid Fuel.
Die Einrichtung ist in einem Gehäuse 10 mit einer Grundplatte 11 angeordnet. An der Grundplatte 11 ist ein Zwischenring 16 befestigt; dieser Ring ruht auf einem Flansch 18 eines aufrecht stehenden Rohrstückes 19, das einen Teil eines üblichen Vergasers 20 bildet. Eine gebräuchliche Drosselklappe 21 ist im Rohrstück 19 vorgesehen und wird auf übliche Weise betätigt. Der Vergaser steht mit einer Ansaugleitung 22 einer Brennkraftmaschine in Verbindung.The device is arranged in a housing 10 with a base plate 11. An intermediate ring 16 is attached to the base plate 11; this ring rests on a flange 18 of an upright pipe section 19 which forms part of a conventional carburetor 20 . A common throttle valve 21 is provided in the pipe section 19 and is operated in the usual way. The carburetor is connected to an intake line 22 of an internal combustion engine.
Die Grundplatte 11 ist mit drei aufrecht stehenden, zu ihrer Mittelöffnung 23 a symmetrisch angeordneten Ansätzen 23 versehen. Ein Abstandsring 12 ruht auf diesen Ansätzen, während eine Deckplatte 13 auf dem Abstandsring liegt. Befestigungsschrauben 24 halten diese Teile zusammen.The base plate 11 is provided with three upright lugs 23 arranged symmetrically to its central opening 23 a. A spacer ring 12 rests on these lugs, while a cover plate 13 rests on the spacer ring. Fastening screws 24 hold these parts together.
Eine biegsame, ringförmige Membran 25 ist an ihrem äußeren Umfang zwischen der Deckplatte 13 und dem Abstandsring 12 eingeklemmt und besitzt eine Mittelöffnung 26, durch .die ein in der Mitte gelegener Vorsprung 27 der Deckplatte 13 herabführt. Der innere Teil der Membran 25 ist mit einer aufliegenden Gegenplatte 30 und Befestigungsschrauben 31 an einer oberen Fläche 28 (F i g. 3) eines Trägerkörpers 29 festgeklemmt. Dieser Trägerkörper 29 bewegt sich mit dem inneren Abschnitt der biegsamen Membran 25 vertikal und wird dabei von einem in der Mitte gelegenen, in Achsrichtung verlaufenden Stift 32 geführt. Dieser Stift ist durch ein Gewinde 33 mit dem Trägerkörper verbunden und weist einen Ansatz 34 auf, der im Gleitsitz von einer vertikalen Bohrung 35 aufgenommen wird. Die Bohrung 35 befindet sich innerhalb eines Ansatzes 36, der in einem Kniestück 14 untergebracht ist. Ein zentraler Teil des Kniestücks ist an der Deckplatte 13 festgeschraubt. Vorsprung 27 der Deckplatte 13 weist eine in der Mitte gelegene Durchgangsöffnung 38 für den Brennstoff auf. Ein Brennstoffventil39 enthält eine Mittelöffnung, die den Stift 32 im Gleitsitz aufnimmt; eine Schraubenfeder 40 drückt das Brennstoffventil gegen eine Zwischenscheibe 41 und den Ansatz 34 des Stiftes. Das Brennstoffventil 39 wirkt mit der Durchgangsöffnung 38 zusammen und begrenzt die Brennstoffströmung aus einem Raum 42 des Kniestücks in den Innenraum 43 des Trägerkörpers 29. Das Brennstoffventil 39 ist an seiner ausgebauchten Außenfläche mit mehreren im gleichen Abstand gegeneinander versetzten, in Achsenrichtung verlaufenden Einschnitten 39 a (F i g. 3) versehen. Die Fori;_ der Teile ist derart gewählt, .daß die Brennstoffströmung zunehmend gedrosselt wird, wenn sich das Brennstoffventil 39 gegenüber dem Vorsprung 27 nach unten bewegt.A flexible, annular membrane 25 is clamped on its outer circumference between the cover plate 13 and the spacer ring 12 and has a central opening 26 through which a centrally located projection 27 of the cover plate 13 descends. The inner part of the membrane 25 is clamped to an upper surface 28 (FIG. 3) of a carrier body 29 with a counter-plate 30 and fastening screws 31 lying thereon. This carrier body 29 moves vertically with the inner section of the flexible membrane 25 and is guided by a pin 32 located in the middle and running in the axial direction. This pin is connected to the carrier body by a thread 33 and has a shoulder 34 which is received in a sliding fit by a vertical bore 35. The bore 35 is located within an extension 36 which is accommodated in an elbow 14. A central part of the elbow is screwed to the cover plate 13. Projection 27 of cover plate 13 has a centrally located through opening 38 for the fuel. A fuel valve 39 includes a central opening which slidably receives the pin 32; a coil spring 40 presses the fuel valve against a washer 41 and the shoulder 34 of the pin. The fuel valve 39 interacts with the through-opening 38 and limits the flow of fuel from a space 42 of the elbow into the interior 43 of the support body 29. The fuel valve 39 is provided on its bulged outer surface with several axially offset incisions 39 a ( Fig. 3) provided. The shape of the parts is chosen such that the fuel flow is increasingly throttled when the fuel valve 39 moves downward relative to the projection 27.
Ein Auflagering 45 umgibt den Trägerkörper 29 und ist mit einer in der Mitte gelegenen, zylindrischen Bohrung 46 versehen. Dieser Auflagering 45 weist drei radiale Arme 47 auf; am Ende dieser Arme 47 ist je ein vertikaler Bolzen 48 vorgesehen, der im Gleitsitz in einer vertikalen Öffnung der Grundplatte 11 geführt ist. Während des normalen Betriebes der Vorrichtung ruht die untere Seite des Auflagerings 45 auf der Grundplatte 11. Die Bolzen 48 dienen einer Ausrichtung der zylindrischen Öffnung 46 im Auflagering 45 gegenüber der Abgabeöffnung 23 a in der Grundplatte 11. Eine weitere Funktion der Bolzen 48 wird später beschrieben.A support ring 45 surrounds the carrier body 29 and is provided with a cylindrical bore 46 located in the middle. This support ring 45 has three radial arms 47; at the end of these arms 47 a vertical bolt 48 is provided, which is guided in a sliding fit in a vertical opening of the base plate 11 . During normal operation of the device, the lower side of the support ring 45 rests on the base plate 11. The bolts 48 serve to align the cylindrical opening 46 in the support ring 45 with respect to the discharge opening 23 a in the base plate 11. Another function of the bolts 48 will be described later .
Ein flacher Ventilring 52 liegt lose auf einer ringförmigen Schulter 53 des Trägerkörpers. Der Ventilring 52 kann auf einer Fläche 54 am oberen Ende des Auflagerings 45 aufliegen, wenn sich der Trägerkörper 29 in seiner tiefsten Lage befindet. Eine Schraubenfeder 55 umgibt den Vorsprung 27 und liegt zwischen der Gegenplatte 30 und der Deckplatte 13. Diese Feder 55 bewegt normalerweise die Membran 25 und den Trägerkörper 29 nach unten und bringt dadurch den Ventilring 52 mit dem Auflagering 45 in Eingriff. Die Stärke der Feder 55 ist so gewählt daß sie den gewünschten Druck am Auflagering 45 erzeugt.A flat valve ring 52 lies loosely on an annular shoulder 53 of the carrier body. The valve ring 52 can rest on a surface 54 at the upper end of the support ring 45 when the carrier body 29 is in its lowest position. A helical spring 55 surrounds the projection 27 and lies between the counter plate 30 and the cover plate 13. This spring 55 normally moves the diaphragm 25 and the carrier body 29 downwards and thereby brings the valve ring 52 with the support ring 45 into engagement. The strength of the spring 55 is selected so that it generates the desired pressure on the support ring 45.
Der Trägerkörper 29 besitzt mehrere am Umfang gegeneinander versetzte Auskragungen 56 und eine Außenfläche 57, die zwischen den Auskragungen liegt. Die Auskragungen haben je eine nach unten führende Öffnung 58, die eine Verbindung von dem Innenraum 43 des Trägerkörpers 29 zu einem Raum 59 in der Grundplatte 11 herstellen. Der Mittelabschnitt des Trägerkörpers 29 ist am unteren Ende von einer Bodenwand 60 verschlossen. Die gekrümmte Fläche 57 und die Wand des Bodens 60 bilden eine gleichmäßig gekrümmte Außenfläche zwischen den Auskragungen 56. Wenn der Trägerkörper 29 nach oben in die durch strichpunktierte Linien in F i g. 2 angegebene Lage angehoben wird, ist der Ventilring 52 vom Auflagering 45 abgehoben; auf diese Weise entsteht ein Durchgang für die Luft vom Raum oberhalb des Auflagerings 45 nach innen in den Raum 59, wie durch einen Pfeil 69 angegeben ist. Die innerhalb des Auflagerings 45 nach unten führende Luftströmung wirkt ansaugend auf den gasförmigen Brennstoff, der aus dem Innenraum 43 durch die öffnungen 58 nach unten strömt.The support body 29 has a plurality of projections 56 offset from one another on the circumference and an outer surface 57 which lies between the projections. The projections each have a downwardly leading opening 58 which establish a connection from the interior 43 of the support body 29 to a space 59 in the base plate 11. The middle section of the support body 29 is closed at the lower end by a bottom wall 60 . The curved surface 57 and the wall of the base 60 form a uniformly curved outer surface between the projections 56. 2 is raised position indicated, the valve ring 52 is lifted from the support ring 45; In this way, a passage is created for the air from the space above the support ring 45 inwards into the space 59, as indicated by an arrow 69 . The air flow leading downward within the support ring 45 has a suction effect on the gaseous fuel, which flows downward from the interior 43 through the openings 58.
Während des Betriebs der Einrichtung wird die Zufuhr von Leichtbenzin zum Vergaser 20 unterbrochen und der gasförmige Brennstoff, z. B. Butan, unter Atmosphärendruck durch eine Leitung 65 zugeführt; er tritt in den Raum 42 innerhalb des Kniestücks 14 ein. Durch den Unterdruck in der Ansaugleitung 22 wird der Druck im Rohrstück 19 oberhalb der Drosselklappe und im Raum 59 vermindert. Die Außenluft tritt durch ein Filter 66 ein und gelangt in einen Raum 67 außerhalb des Auflagerings 45. Durch den Druck der Außenluft entsteht unterhalb der biegsamen Membran 25 eine nach oben gerichtete Kraft auf die Membran, die größer als die nach unten gerichtete Kraft der Feder 55 und der Schwerkraft infolge des Gewichtes der beweglichen Teile ist, weil ct Raum 68 oberhalb der Membran 25 mit dem Raum 59 über den Innenraum 43 und die Öffnung 58 in Verbindung steht. Der Druck oberhalb der Membran 25 ist in jedem Falle niedriger als der Druck unterhalb dieser Membran, wenn die Maschine läuft; durch die Membran 25 soll der Trägerkörper 29 relativ zum Auflagering 45 angehoben werden, so daß eine Luftströmung vom Raum 67 in Richtung des Pfeils 69 in das Innere des Auflagerings 45 freigegeben wird. Die Luftströmung, die an den gekrümmten Flächen 57 vorbei nach unten in die Öffnung 23 a und das Rohrstück 19 hineingeht, bewirkt einen Unterdruck, von dem der gasförmige Brennstoff durch die Öffnungen 58 angesaugt wird. Der Brennstoff ist mit der einströmenden Luft völlig durchmischt, wenn er aus der Mischeinrichtung austritt und in das Rohrstück 19 gelangt.During operation of the device, the supply of light gasoline to the gasifier 20 is interrupted and the gaseous fuel, e.g. B. butane, supplied under atmospheric pressure through line 65; it enters the space 42 within the elbow 14. Due to the negative pressure in the suction line 22, the pressure in the pipe section 19 above the throttle valve and in space 59 is reduced. The outside air enters through a filter 66 and enters a space 67 outside the support ring 45. The pressure of the outside air creates an upward force on the membrane below the flexible membrane 25, which is greater than the downward force of the spring 55 and the force of gravity is due to the weight of the moving parts, because the space 68 above the membrane 25 is in communication with the space 59 via the inner space 43 and the opening 58. The pressure above the membrane 25 is in any case lower than the pressure below this membrane when the machine is running; the support body 29 is to be raised relative to the support ring 45 by the membrane 25 , so that an air flow is released from the space 67 in the direction of the arrow 69 into the interior of the support ring 45. The air flow, which goes down past the curved surfaces 57 into the opening 23 a and the pipe section 19, causes a negative pressure from which the gaseous fuel is sucked in through the openings 58. The fuel is completely mixed with the incoming air when it emerges from the mixing device and enters the pipe section 19 .
Wenn sich der Trägerkörper 29 hebt, hebt er auch das kegelförmige Brennstoffventil 39 hoch und vermindert den Querschnitt der Durchgangsöffnung 38, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Brennstoffs zunimmt. Dementsprechend dient die Bewegung des Trägerkörpers 29 nach oben dazu, sowohl die Strömungsgeschwindigkeit der Luft als auch die des gasförmigen Brennstoffs im richtigen Verhältnis zueinander zu steigern. Die Wirkung der Membran 25 besteht darin, daß die Strömung des brennbaren Gemisches zur Maschine gesteigert wird, wenn die Drosselklappe 21 stärker geöffnet wird. Die Druckverminderung im Rohrstück 19 oberhalb der Drosselklappe 21 nimmt zu, wenn sich die Drosselklappe öffnet, wobei eine entsprechende Vergrößerung des Hubs der Membran 25 stattfindet.When the support body 29 rises, it also lifts the conical fuel valve 39 and reduces the cross-section of the passage opening 38, so that the flow rate of the gaseous fuel increases. Accordingly, the upward movement of the carrier body 29 serves to increase both the flow velocity of the air and that of the gaseous fuel in the correct ratio to one another. The effect of the membrane 25 is that the flow of the combustible mixture to the engine is increased when the throttle valve 21 is opened more strongly. The pressure reduction in the pipe section 19 above the throttle valve 21 increases when the throttle valve opens, with a corresponding increase in the stroke of the diaphragm 25 taking place.
Das Plattenventil 52 ist vorgesehen, damit das Brennstoffventil 39 dicht anliegen kann und die gesamte Strömung des gasförmigen Brennstoffs unterbricht, wenn sich die Membran 29 in ihrer tiefsten Lage befindet.The plate valve 52 is provided so that the fuel valve 39 can fit tightly and interrupt the entire flow of the gaseous fuel when the membrane 29 is in its lowest position.
Wenn die Brennkraftmaschine mit flüssigem Brennstoff (z. B. mit Leichtbenzin) betrieben werden soll, werden Vorrichtungen betätigt, die die Mischeinrichtung außer Betrieb setzen und die Teile derart einstellen, daß eine freie Luftströmung unmittelbar vom Luftfilter 66 in das Rohrstück 19 erfolgen kann. Diese Vorrichtung enthält einen Führungsmechanismus, der den Auflagering 45 in die außer Betrieb befindliche Lage anhebt.If the internal combustion engine is to be operated with liquid fuel (e.g. light petrol), devices are actuated which put the mixing device out of operation and adjust the parts in such a way that a free air flow can take place directly from the air filter 66 into the pipe section 19. This device includes a guide mechanism which lifts the support ring 45 into the inoperative position.
Ein Führungsring 80 kann sich in einer Vertiefung 82 der Grundplatte 11 neben dem Zwischenring 16 frei drehen. Der Führungsring 80 ist außerdem mit mehreren nach unten ragenden, gebogenen Hebeln 82 a versehen, die Führungsflächen 83 für Köpfe 84 aufweisen, die an dem unteren Ende der Bolzen 48 ausgebildet sind. Ein Betätigungsarm 85 ist ebenfalls an dem Führungsring 80 befestigt und kann mittels eines Kabels 86 bewegt werden. Wenn das Kabel betätigt wird, wird der Führungsring 80 geschwenkt, um die Hebel 82 a aus ihrer unwirksamen Lage in die Betriebsstellung zu bringen. Bei dieser Betätigung werden die Bolzen 48 und der Auflagering 45 in die Lage nach F i g. 3 entgegen der Wirkung von Federn bewegt. In dieser Stellung strömt Luft aus dem Raum 67 unter dem Auflagering 45 hindurch in den Raum 59 und in das Innere des Rohrstücks 19. Wenn sich der Auflagering 45 in der angehobenen Stellung nach F i g. 3 befindet, arbeitet die Maschine mit flüssigem Brennstoff, der durch den Vergaser auf übliche Weise hindurchgeht.A guide ring 80 can rotate freely in a recess 82 in the base plate 11 next to the intermediate ring 16. The guide ring 80 is also provided with several downwardly projecting, curved levers 82 a, which have guide surfaces 83 for heads 84 which are formed at the lower end of the bolts 48 . An actuating arm 85 is also attached to the guide ring 80 and can be moved by means of a cable 86. When the cable is operated, the guide ring 80 is pivoted in order to bring the lever 82 a from its inoperative position into the operating position. During this actuation, the bolts 48 and the support ring 45 are in the position according to FIG. 3 moves against the action of springs. In this position, air flows from the space 67 under the support ring 45 into the space 59 and into the interior of the pipe section 19. When the support ring 45 is in the raised position according to FIG. 3, the engine operates on liquid fuel that passes through the carburetor in the usual way.
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