DE1526640C3 - Als Mischkammer ausgebildete zylindrische Verteilerleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verteilerleitung von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.

Eine Verteilerleitung dieser Gattung ist bekannt (FR-PS 11 01 415). Bekannt ist auch eine nach dem gleichen Prinzip arbeitende Saugleitung an Brennkraftmaschinen (CH-PS 2 11 173), die jedoch nicht koaxial in die Verteilerleitung einmündet. Eine solche Anordnung, bei der der Luftansaugkanal koaxial in die Verteilerleitung einmündet, ist jedoch noch bei einer anderen Brennkraftmaschine bekannt (US-PS 23 82 244).

Bei einer Vergaserbrennkraftmaschine beschleunigt man dadurch, daß man die Drosselklappe öffnet. Die gewünschte beschleunigende Wirkung tritt jedoch nur dann ein, wenn die Drehzahl entsprechend hoch liegt und damit eine entsprechend große Luftmenge angesaugt wird. Tritt man jedoch bei niedriger Drehzahl das Gaspedal ganz durch und öffnet damit die Drossel vollständig, steigt der Druck stromabwärts der Drosselklappe sofort an. Damit sinkt das Druckgefälle im Luftansaugkanal. Die Brennkraftmaschine saugt nämlich noch nicht diejenige hohe Luftmenge an, die der voll geöffneten Drosselklappe entspricht. Das beim Durchtreten des Gaspedals entstehende niedrige Druckgefälle führt zu einer niedrigen Luftansauggeschwindigkeit. Dies verursacht wieder eine zu geringe Zerstäubung des Treibstoffes. Es bilden sich große Treibstofftröpfchen, die sich wegen der niedrigen Luftgeschwindigkeit an den Innenwänden von Luftansaugkanal und Verteilerleitung niederschlagen.

Die bekannten erläuterten als Mischkammer ausgebildeten Verteilerleitungen sind mit diesem Nachteil behaftet. Tritt der Fahrer bei niedriger Drehzahl das Gaspedal zu stark durch, beschleunigt die Brennkraftmaschine nicht in der gewünschten Weise. Die Brennkraftmaschine stottert oder es ergibt sich ein Loch in der Beschleunigung.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verteilerleitung so auszubilden, daß mit einfachen mechanischen Mitteln bei sämtlichen Betriebszuständen, d. h. auch bei einem plötzlichen Durchtreten des Gaspedals, der Brennstoff in Form von feinsten Tröpfchen immer gleichmäßig in die Luft eingemischt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung das im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannte Merkmal vorgesehen.

Mit diesem Merkmal werden das Druckgefälle im Luftansaugkanal und damit eine hohe Luftgeschwindigkeit auch bei plötzlichem Durchtreten des Gaspedals beibehalten. Die Treibstoffpartikel bleiben fein zerstäubt. Sie verbleiben in Schwebe im Luftstrom und werden sich nicht an den Innenwänden von Luftansaugkanal und Verteilerleitung niederschlagen. Dies gewährleistet eine bestmögliche Beschleunigung. Ebenso führt es zu einer vollständigen Verbrennung und damit zu einem hohen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Auch trägt das Merkmal dazu bei, die Abgase rückstandsfrei zu halten.

Sobald die Brennkraftmaschine hochgelaulcn ist und sich im Luftansaugkanal ein höheres Druckgefälle eingestellt hat, verliert die erfindungsgemäße Verstellung der Drosselklappe ihre Notwendigkeit und auch ihre Wirkung.

Als zweckmäßig hat sich herausgestellt, daß der Sollwert für den Mischkammerdruck einem Unterdruck von etwa 51 mm Quecksilbersäule entspricht.

Für die konstruktive Durchbildung ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die die Drosselklappe tragende Welle über ein Umlaufgetriebe durch dessen Sonnenrad mit einem Pedal und ein Zentralrad und ein Umlaufrad mit dem pneumatischen Stellglied verbunden ist.

Für das pneumatische Stellglied ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß dieses einen über eine Leitung an die Mischkammer angeschlossenen Faltenbalg aufweist, in dem Faltenbalg eine diesen auseinanderdrückende Feder angeordnet ist, das eine Ende des Faltenbalges feststeht und dessen anderes Ende über einen Lenker mit dem Umlaufrad verbunden ist.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine Ansicht, teilweise aufgeschnitten, einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1.

Die Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 enthält

einen Luftansaugkanal 3. Der Kanal 3 hat eine nach außen erweiterte Einlaßöffnung 4. Das andere Ende des Kanals 3 ragt in die Mischkammer 5. Gemäi3 der Darstellung in F i g. 1 ist der Durchmesser der Mischkammer 5 doppelt so groß wie der des Kanals 3 und seine Länge beträgt das Vierfache des Durchmessers des Kanals 3. Der Kanal 3 endet mit einer scharfen Kante. Das vordere Ende der Mischkammer 5 ist mit einer Stirnwand 6 verschlossen. Durch die tritt der Luftansaugkanal 3 durch. Das andere Ende der Mischkammer 5 mündet unmittelbar in eine zu den Zylindern führende Verteilerleitung 7.

In der Mischkammer 5 vergrößert sich der Strömungsquerschnitt für das Treibstoff-Luft-Gemisch plötzlich, so daß sie als Turbulenz- oder Wirbelkammer wirkt. Die Mischkammer 5 ist gemäß der Darstellung zylindrisch. Sie kann jedoch auch einen anderen Querschnitt haben, sofern sie nur für eine plötzliche Vergrößerung des Strömungsquerschnittes stromabwärts des Kanals 3 sorgt. Die Kammer 5 soll außerdem in Strömungsrichtung des Treibstoff-Luft-Gemisches eine Länge haben, die mindestens viermal so groß wie der Durchmesser des Luftansaugkanals 3 ist.

In den Luftansaugkanal 3 ragt eine Einspritzdüse 8. Sie ist an ein Schwimmergehäuse 9 angeschlossen, in dem ein Schwimmerventil 10 und ein Schwimmer 11 angeordnet sind. Stromabwärts der Einspritzdüse 8 ist im Kanal 3 eine Drosselklappe 12 angeordnet.

Im Betrieb fließt ein Luftstrom durch den Luftansaugkanal 3 an der Düse 8 vorbei und nimmt aus dieser Treibstoff mit. Das Treibstoff-Luft-Gemisch strömt an der Drossel 12 vorbei und tritt sofort in Gestalt von schnell bewegten Sprühstrahlen in den mittleren Teil der Mischkammer 5 ein. Ein großer Teil der kinetischen Energie der Treibstoff-Luft-Gemisch-Strömung wird durch die plötzliche Vergrößerung des Strömungsquerschnittes beim Eintritt in die Mischkammer in Turbulenz verwandelt. Die in der Mischkammer erzeugte starke Turbulenz zerbricht die großen Treibstofftropfen und verringert deren mittleren Durchmesser auf einen Wert unter 10 Mikron. Aus der Mischkammer 5 strömt das Treibstoff-Luft-Gemisch in die Verteilerleitung 7.

Das Luft-Treibstoff-Gemisch soll mit hoher Geschwindigkeit in die Mischkammer 5 eintreten. Dies wird nur erreicht, wenn der Druck in der Kammer 5 stromabwärts niedriger ist, als der atmosphärische Druck. Der Druckabfall in der Mischkammer 5 am Auslaßende des Luftansaugkanals 3 soll vorzugsweise mindestens 51 mm Quecksilbersäule betragen, um genügend Turbulenz zu erzeugen.

Die Drosselklappe 12 sitzt drehtest auf einer Welle 13 in Lagern 14. Die Welle 13 tritt durch ein Lager 14 durch und trägt hier ein Umlaufgetriebe, das aus einem Sonnenrad 15, einem Umlaufrad 16 und einem Zentralrad 17 besteht. Das Sonnenrad 15 dreht sich frei auf der Welle 13. Ein Umlaufsteg 18 dreht sich desgleichen frei auf der Welle 13 und trägt an seinem äußeren Ende einen Bolzen 19, um den sich das Umlaufrad 16 dreht. Dieses kämmt sowohl init dem Sonnenrad 15 wie auch mit dem Zentralrad 17, das auf der Welle 13 verkeilt ist.

Ein Steuerorgan für die Brennkraftmaschine (z. B. ein Gaspedal) ist über eine Stange 20 mit der Drosselklappe 12 verbunden. Die Stange 20 sitzt schwenkbar auf einem Ansatz 21, der vom Sonnenrad 15 nach außen ragt. Wenn die Stange 20 (in Fig. 1) nach rechts bewegt wird, öffnet sich die Drosselklappe 12 durch Drehung des Sonnenrades 15 in Uhrzeigerdrchrichuing, wobei auch das Umlaufrad 16 in gleicher Richtung gedreht wird, während sich das Zentralrad 17 entgegen der Uhrzeigerdrehrichtung dreht.

Die Stellung der Drosselklappe 12 wird auch von dem Druckgefälle zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Druck in der Mischkammer 5 beeinflußt. Dies wird durch einen Faltenbalg 22 bewirkt, der an beiden Enden geschlossen ist und in dem eine Feder 23 angeordnet ist, die bestrebt ist, ihn zu dehnen. Ein Rohr 24 verbindet das Einlaßende der Mischkammer 5 mit dem Inneren des Balgs 22. Die Stärke der Feder 23 ist so, daß, wenn das Druckgefälle zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck in der Mischkammer gleich oder größer als der vorbestimmte Minimalwcrt ist, der Balg 22 zusammengezogen ist. F i g. 1 zeigt dies. Das Rohr 24 hält das Ende 25 des Balgs fest, in das es mündet. Das andere Ende 26 des Balges trägt einen Ansatz 27, an dem ein Stellglied 28 schwenkbar befestigt ist. Dessen anderes Ende ist schwenkbar am Bolzen 19 befestigt.

Wenn der Unterschied zwischen Atmospharendnick und dem Druck in der Mischkammer 5 unter den vorbestimmten Minimalwert sinkt, dehnt die Feder 23 den Balg 22 aus und, da dessen Ende 25 ortsfest ist. bewegt sich das andere Ende 26 (in F i g. 1) nach rechts, so daß der Steg 18 in Uhrzeigerdrehrichtung um die Welle 13 bewegt wird. Der Steg 18 dreht wiederum das Umlaufrad 16 entgegen der Uhrzeigerdrehrichtung und das Zentralrad 17 in Uhrzeigerdrehrichtung, so daH die Drosselklappe 12 in Schließrichtung bewegt wird.

Ist der Balg 22 ganz zusammengezogen, kann das Stellglied 20 die Drosselklappe 12 von der Leerlaufstellung in die ganz offene Stellung drehen. Die Drosselklappe 12 kann jedoch nur dann ganz geöffnet werden, wenn der Balg 22 ganz zusammengezogen ist. Wenn die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine derart ist, daß bei einer weiten Öffnung die Druckdifferenz zwischen Atmosphäre und Innenraum der Mischkaiv'ier 5 unter den vorgeschriebenen Minimalwert sinkt, dehnt sich der Faltenbalg 22 aus. Es wurde bereits ausgeführt, daß die Drosselklappe 22 dadurch in Schließrichtung bewegt wird. Infolgedessen wird die Öffnungsweile der Drosselklappe 12 unabhängig von der Stellung der Stange 20 begrenzt. Bei keiner Motordrehzahl kann daher die Stange 20 die Drosselklappe 22 so weit öffnen. daß der vorgegebene Minimalwert des Druckgefälles zwischen Atmosphäre und Mischkammer 5 unterschritten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Als Mischkammer ausgebildete zylindrische Verteilerleitung für gemischverdichtende Vergaserbrennkraftmaschinen mit mindestens einem koaxial in sie einmündenden Luftansaugkanal, mit einer im Luftansaugkanal angeordneten, willkürlich betätigbaren Drosselklappe, mit einer stromaufwärts der Drosselklappe angeordneten Einspritzdüse und mit mindestens einem stumpf aus der Mischkammer abzweigenden Gemischausgang zum Zylindereinlaß der Brennkraftmaschine, wobei der Durchmesser der Mischkammer mindestens das Zweifache des Durchmessers und ihre Länge ein Vielfaches des Durchmessers des Luftansaugkanals beträgt, und die Drosselklappe unmittelbar in dem an die Mischkammer angeschlossenen Ende des Luftansaugkanals angeordnet ist und das in die Mischkammer hineinragende Ende des Luftansaugkanals strömungsaufwärts der zu den Zylindereinlässen führenden Gemischausgänge endet, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Druck in der Mischkammer (5, 29) gesteuertes pneumatisches Stellglied (22 bis 28) die Drosselklappe (12, 34) bei einem Ansteigen des Mischkammerdruckes über einen vorgegebenen Sollwert in Schließrichtung verstellt.

2. Verteilerleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert für den Mischkammerdruck einem Unterdruck von etwa 51 mm Quecksilbersäule entspricht.

3. Verteilerleitung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drosselklappe (12) tragende Welle (13) über ein Umlaufgetriebe durch dessen Sonnenrad (15) mit einem Pedal und ein Zentralrad (17) und ein Umlaufrad (16) mit dem pneumatischen Stellglied (22 bis 28) verbunden ist.

4. Verteilerleitung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Stellglied (22 bis 28) einen über eine Leitung (24) an die Mischkammer (5, 29) angeschlossenen Faltenbalg (22) aufweist, in dem Faltenbalg (22) eine diesen auseinanderdrückende Feder (23) angeordnet ist, das eine Ende (25) des Faltenbalges (22) feststeht und dessen anderes Ende (26) über einen Lenker (28) mit dem Umlaufrad (16) verbunden ist