DE1576584B2 - Vergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem den Ansaugkanal stromauf der willkürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe radial durchsetzenden Luftkolben, der mit einem pneumatischen Stellmotor zusammenwirkt, dessen Steuerdruckraum von einer den Luftkolben in Schließstellung bewegenden Feder durchsetzt mit dem zwischen Hauptdrosselklappe und Luftkolben liegenden Abschnitt des Ansaugkanals und dessen Bezugsdruckraum mit der Atmosphäre verbunden sind, und bei dem der Luftkolben mit einem Dosierglied für Brennstoff zusammenwirkt, das in einen im Bereich des durch den Luftkolben veränderlichen Querschnitts (Regelquerschnitts) in den Ansaugkanal mündenden Meßquerschnitt für den Brennstoff ragt.

Bekannte, auch als »Gleichdruckvergaser« bezeichnete Vergaser dieser Art, bei denen infolge der Steuerung des Luftkolbens in Abhängigkeit von dem durch die Hauptdrosselklappe beeinflußten Ansaugunterdruck im Regelquerschnitt praktisch konstanter Unterdruck herrscht, und der Meßquerschnitt für den Brennstoff im gleichen Sinne wie der Regelquerschnitt verändert wird, bewirken die dadurch angestrebte

. mengenproportionale Brennstoffeingabe in den jeweils angesaugten Luftstrom jedoch nur bei relativ großen Regelquerschnitten. Bei kleineren, insbesondere kleinsten Regelquerschnitten haben sie jedoch den Nachteil, daß beträchtliche Teile der aus dem Meßquerschnitt angesaugten Brennstoffmengen nicht in den angesaugten Luftstrom überführt werden, sondern in flüssiger Form teils als geschlossener Strahl dem Luftkolbenboden zugeführt, teils unmittelbar aus dem Auslaß des Meßquerschnitts an den benachbarten Ansaugkanalwänden entlang weiterbewegt werden. Das ist um so mehr der Fall, je näher die Ausmündung des Meßquerschnitts der ihr benachbarten Ansaugkanalwand liegt. Aber auch wenn man - wie gleichfalls bekannt - den Auslaß des Meßquerschnitts versenkt am Boden einer Vorkammer anordnet und darin durch Eingabe von Zusatzluft in den angesaugten Brennstoff ein Vorgemisch erzeugt, ist nicht zu vermeiden, daß flüssige Brennstoffteile an der Vorkammerwand und an dem diese Kammer durchset-

zenden Dosierglied entlang bis zu den den Ansaugkanal begrenzenden Flächen aufsteigen und an diesem als Film weiterbewegt werden.

Darüber hinaus haben eingehende Versuche ergeben, daß auch in den angesaugten Luftstrom luftfrei oder in einem Vorgemisch übergeführter Brennstoff darin nicht ausreichend fein zerstäubt und gleichmäßig verteilt, vielmehr freischwebend in Form von Strähnen oder Tropfen weiterbewegt wird, um sich früher oder später an den Wandungen des Ansaugkanals niederzuschlagen. Es entsteht also auch insoweit kein Brennstoff-Luftgemisch, in dem der zugeführte Brennstoff vollständig und gleichmäßig verteilt enthalten ist. Infolgedessen ist auch die Brennstoffverteilung auf die einzelnen Zylinder ungleichmäßig, und Leistung sowie Verbrauch des Motors sind entsprechend unbefriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei den eingangs genannten Gleichdruckvergasern die Brenngemischaufbereitung dadurch über den gesamten Betriebsbereich des Motors weiter zu verbessern, daß besonders im Bereich des Regelquerschnitts anfallender flüssiger Brennstoff in ein Brennstoff-Luftgemisch übergeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einem etwa unter Atmosphärendruck stehenden Abschnitt des Ansaugkanals verbundener Bypaßkanal zum Regelquerschnitt unmittelbar stromab des Regelquerschnitts über mindestens eine Öffnung in einen Querschnittbereich des zwischen Luftkolben und Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitts des Ansaugkanals mündet, in dem flüssiger Brennstoff vorhanden ist.

Durch jede solche Mündungsöffnung wird der Kriechweg für an der Ansaugkanalwand entlang fließenden Brennstoff unterbrochen, der bis zu ihr vorgedrungene Brennstoff in der durch den Bypaß angesaugten Luft zerstäubt und mit dieser in Form von Nebel mit der durch den Regelquerschnitt angesaugten Luft vermischt. Außerdem bewirkt die zusätzlich angesaugte Luft infolge ihrer quer zur Hauptströmung gerichteten Strömung eine weitere Auflösung und Verteilung des im Hauptstrom bereits enthaltenen Brennstoffs.

Durch geeignete Ausgestaltung und Anordnung der Mündungsöffnungen können die Unterteilung des flüssigen Brennstoffs und dessen Verteilung in der angesaugten Luft sehr weit getrieben werden. Durch die erfindungsgemäßen Weiterbildungen gemäß den Unteransprüchen können die Wirkung der durch die Mündungsöffnungen des Bypasses angesaugten Luft noch weiter gesteigert werden und andererseits etwa durch die Zuführung zusätzlicher Luft bewirkte Störungen in der mit Hilfe des Luftkolbens bewirkten Luftzumessung vermieden oder wieder ausgeglichen werden.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Vergaser mit einer Ausbildungsform eines Bypaßkanals,

Fig. 2 einen Detailschnitt mit einer Dosiervorrichtung für einen Bypaßkanal,

Fig. 3 einen Schnitt mit einer weiteren Bypaßkanalausbildung,

Fig. 4 einen Schnitt mit einer weiteren Dosiervorrichtung für einen Bypaßkanal,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Dosiervorrichtung für einen Bypaßkanal.

Der in Fig. 1 dargestellte Vergaser besteht in üblicher Weise aus dem Vergasergehäuse 1 mit dem Einlaß la des Ansaugkanals, dem Gehäusedeckel Ic und der Schwimmerkammer Id. Die stromauf der im Anschlußstutzen 6 für das Ansaugrohr gelagerten willkürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe 20 liegende verengte Stelle des Ansaugkanals wird hier nicht wie bei Vergasern mit unveränderlichem Luftdurchlaß von einer konzentrischen Einschnürung der Trichterwand gebildet, sondern durch den von einer Seite her den Ansaugkanal radial durchsetzenden Luftkolben 2 sowie eine dem Kolbenboden gegenüberliegende dammartige Erhöhung der Ansaugkanalwand, der sogenannten Vergaserbrücke Ib. Der als Hohlkolben ausgebildete Luftkolben 2 ist mit seinem Außenumfang in einer Durchbrechung der Gehäusewand und zusätzlich mit einem zentrischen Hohlzapfen 2a in einem zylindrischen Ansatz Ie am Vergaserdeckel Ic geführt und gegenüber dem Vergasergehäuse 1 durch eine Membran 23 abgedichtet. Diese Membran 23 trennt den Raum unter dem Gehäusedeckel Ic und den gegen ihn offenen Hohlraum des Luftkolbens 2 von dem Gehäuseraum If. Der Raum 1/ steht durch eine Bohrung 3 mit der Außenluft in Verbindung, während die auf der anderen Membranseite gelegenen Räume durch eine Bohrung 22 im Boden des Kolbens 2 mit dem zwischen Kolben 2 und Drosselklappe 20 gelegenen Teil des Lufttrichters la in Verbindung stehen. Der von einer den Luftkolben 2 in Schließstellung bewegenden Feder 24 durchsetzte und mit dem zwischen Hauptdrosselklappe 20 und dem Luftkolben 2 liegende Abschnitt des Ansaugkanals verbundene Hohlraum bildet zusammen mit dem Deckelraum den Steuerdruckraum eines auf den Luftkolben 2 wirkenden Stellmotors, dessen Bezugsdruckraum aus dem mit der Atmosphäre verbundenen Hohlraum 1/ besteht. Während des Motorlaufs im Ansaugkanal stromab des Luftkolbens 2 auftretender Unterdruck setzt sich durch die Bohrung 22 in den Steuerdruckraum des Stellmotors fort und dieser hebt den Kolben 2 gegen die Kraft der Feder 24 aus seiner Leerlaufstellung an, so daß der Regelquerschnitt unter dem Kolben jeweils im Verhältnis der hinter ihm im Ansaugkanal la gegenüber der Außenluft auftretenden Druckchwankungen vergrößert oder wieder verkleinert wird.

In Abhängigkeit von den Bewegungen des Luftkolbens 2 und den dadurch bewirkten Veränderungen des Regelquerschnitts wird im gleichen Sinne auch der Meßquerschnitt 11 für den Brennstoff verändert, der aus einer dem Luftkolben gegenüberliegenden Düse im auswechselbaren und axial verstellbaren Düsenstock 12 und einer am Luftkolben 2 befestigten und in die Düse eintauchenden konischen Düsennadel 4 besteht. Dieser durch Brennstoffkanäle 13 im Düsenstock 12 und seiner Führung 14 an die Schwimmerkammer Id angeschlossene Meßquerschnitt mündet beim gezeichneten Beispiel in eine mit ihrem vollen Querschnitt gegen den Regelquerschnitt offene Vorkammer 5, in die mehrere quer gegen die Düsennadel 4 gerichtete düsenartige Öffnungen 9 aus einer durch einen Kanal 10 mit dem Einlaß des Ansaugkanals la verbundenen, die Wand der Vorkammer 5 umgebenden Luftkammer 8 münden.

Aus der somit als Emulgiereinrichtung wirkenden Vorkammer 5 gelangt der aus der Schwimmerkammer Id angesaugte und im Meßquerschnitt dosierte Brennstoff teils mit durch den Kanal 10 angesaugter

Luft vermischt in den durch den Regelquerschnitt angesaugten Luftstrom, teils aber auch in flüssiger Form als Film an der Düsennadel und an der Wand der Vorkammer 5 entlang an die im Bereich des Meßquerschnitts den Ansaugkanal begrenzenden Flächen.

Bei dem insoweit bekannten Vergaser nach Fig. 1 bildet erfindungsgemäß ein von der Luftkammer 8 ausgehender und in den zwischen Luftkolben 2 und Drosselklappe 20 liegenden Bereich des Ansaugkanals mündender Kanal 30 zusammen mit der Luftkammer 8 und dem Kanal 10 einen Bypaß zum Regelquerschnitt. Die Ausmündung des Kanals 30 besteht aus einem quer gegen die Strömungsrichtung der durch den Regelquerschnitt angesaugten Luft gerichteten Düsenspalt, der den Kriechweg für aus dem Meßquerschnitt in Form eines Films über die Oberseite der Vergaserbrücke Ib bis zu ihm gelangten oder aus dem kraftstoffreichen Vorgemisch auf dieser Fläche niedergeschlagenen Brennstoff unterbricht.

Die durch den Düsenspalt 30 angesaugte Luft bläst den bis zu ihm gelangten Brennstoff in den zwischen Luftkolben 2 und Vergaserbrücke Ib angesaugten Luftstrom und bewirkt überdies eine Durchwirbelung dieses Luftstroms sowie eine weitere Zerteilung des von ihm mitgeführten Brennstoffs.

Ablösung und Zerstäubung durch die zusätzlich angesaugte Luft werden dadurch erleichtert und verbessert, daß die untere Wand des Regelquerschnitts stromab in eine vorspringende scharfe Kante 31 ausläuft, in deren Bereich sich die Mündungsöffnung 30 des Bypaßkanals 7 befindet.

Wie in F i g. 2 veranschaulicht, kann die Mündungsöffnung des Bypaßkanals statt aus einem hinter der Brücke Ib angeordneten geraden Spalt 30 aus einem die Brückenfläche unterbrechenden bogenförmigen Düsenspalt 16 bestehen, der, von einer scharfen Abreißkante 16a begrenzt, die Mündung der Vorkammer 5 mindestens in einem stromab ihrer Mündung liegenden Umfangsbereich konzentrisch umschließt.

F i g. 3 zeigt einen weiteren parallel zur Ansaugluftströmung verlaufenden, in gleicher Weise wirkenden Bypaßkanal, der im Bodenbereich des hier unmittelbar gegen das Vergasergehäuse durch eine Ringdichtung 49 abgedichteten Luftkolbens 2 oder des Luftkolbens 2 nach Fig. 1 angeordnet sein kann und beispielsweise aus einer den Kolbenboden in Richtung der Ansaugkanalachse durchsetzenden Bohrung 34 bestehen, die in den unmittelbar stromauf der Drosselklappe 20 gelegenen Abschnitt des Ansaugkanals la in Form eines Düsenspalts 33 mündet.

Auch hier wird die Ablösung des Brennstoffs von Luftkolbenwand und Luftkolbenboden durch eine im Bereich des Austritts des Bypaßkanals 34 befindliche scharfe, gegen die Drosselklappe 20 weisende Kante oder Nase 32 begünstigt.

Damit im Leerlauf- und Übergangsbereich, d.h. wenn der Luftkolben 2 oder 2' mit der Vergaserbrücke Ib den Regelquerschnitt bis auf einen engen, relativ wenig Luft durchlassenden Spalt verengt, das eingestellte Verhältnis von Brennstoff/Verbrennungsluft nicht durch über die Bypaßkanäle 7 und 34 in den Raum zwischen Luftkolben 2 und Drosselklappe 20 angesaugte Luft gestört wird, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Vorkehrungen getroffen, durch die im genannten Betriebsbereich die Zuführung zusätzlicher Luft herabgesetzt oder völlig unterbrochen wird.

Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Bypaßkanal 7 stromauf des Meßquerschnitts 11 in einen zur Vorkammer 5 führenden Kanalarm und einen zur Öffnung 16 gehenden Kanalarm 19 verzweigt, und in dessen Verlauf eine Dosiereinrichtung für die Zusatzluft vorgesehen, die aus einem Schieber 17 im Durchgang zum Kanalarm 19 besteht, dessen in den Regelquerschnitt ragender Schaft 18 als Anschlag für den Luftkolben 2 dient,

ίο über den der Schieber 17 von dem sich in Leerlaufstellung bewegenden Luftkolben gegen die Kraft einer Feder 17a in eine den Luftzutritt zur Öffnung 16 sperrende Stellung verschoben wird.

In entsprechender Weise kann die zusätzliche Zuführung von Luft durch den im Boden des Luftkolbens 2 angeordneten Bypaß 34 verringert oder unterbrochen werden.

Das wird - wie F i g. 3 zeigt - dadurch erreicht, daß auf der den Meßquerschnitt 11 aufweisenden, mit dem Luftkolben 2 den Regelquerschnitt bestimmenden Vergaserbrücke 16 als Regelglied für den Bypaßkanal 34 ein Zapfen 36 angeordnet ist, der bei sich in Leerlaufstellung bewegendem Luftkolben 2 in eine den Bypaßkanal 34 kreuzende Bohrung 35 eindringt und den Bypaßkanal 34 zunehmend absperrt.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Bypaßkanal 7 über den Luftraum der Schwimmerkammer Id mit konstantem Brennstoffniveau 15 und über ein einstellbares Dosierglied 37,37a zur öffnung 21 geführt ist, durch die er in den zwischen Luftkolben 2 und Hauptdrosselklappe gelegenen Teil des Ansaugkanals mündet. Außerdem ist in den Eingang des Bypasses 7 in die Brennstoffkammer eine feste Düse 7a eingesetzt.

Der Querschnitt des Dosiergliedes 37, 37a ist in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors veränderlich, z. B. indem die Ventilnadel 37a gemeinsam mit dem Drosselklappengestänge verstellbar oder mit einem unter der Einwirkung des stromab der Drosselklappe 20 herrschenden Drucks stehenden pneumatischen Stellmotor verbunden ist. In diesem Falle gelangt durch die öffnung 21 in den Raum unmittelbar stromauf der Drosselklappe 20 mit verdampftem Brennstoff angereicherte Luft, während zugleich der Abfluß flüssigen Brennstoffs durch den Meßquerschnitt 11 verringert wird.

F i g. 5 zeigt ein anderes Dosierglied für Zusatzluft mit einem von dem stromab der Drosselklappe im Ansaugkanal herrschenden Druck beeinflußten pneumatischen Stellmotor, der auch für die Düsennadelverstellung beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4 Verwendung finden kann.

Hier sind die Düse 37 und die Düsennadel 37a des in Fig. 4 dargestellten Dosiergliedes für die Zusatzluft durch einen hohlen Kolbenschieber 43 ersetzt, der über den Bypaßkanal 7 zur Atmosphäre hin offen und mit dem stromab eines in der Kolbenwand angeordneten, als Keilschlitz ausgebildeten Regelquerschnitts 43 a über eine Ringnut 44 in der Wand der Kolben-

führung mit der öffnung 30 oder 21 verbunden sein kann. Am Boden des Kolbenschiebers 43 greift über ein Gestänge die Membran 40 des pneumatischen Stellmotors an, dessen Bezugsdruckraum mit der Atmosphäre, und dessen von einer den Kolbenschieber 43 in Schließstellung haltenden Rückstellfeder 41 durchsetzter Steuerdruckraum 42 mit einem stromab der Hauptdrosselklappe 20 liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist.

Dem unmittelbar stromauf der Hauptdrosselklappe 20 gelegenen Abschnitt des Ansaugkanals kann damit unter Umgehung des von der Stellung des Luftkolbens 2 abhängigen Regelquerschnitts bei bestimmten Betriebszuständen eine kleinere oder größere Menge zusätzlicher Luft zugeführt werden, die das Mi-

schungsverhältnis im angesaugten Brennstoff-Luftgemisch verändert.

Auch der Ventilkolben 43 kann statt durch einen pneumatischen Stellmotor in gleicher Weise wie die Düsennadel 37a durch ein Drosselklappengestänge verstellbar sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einem den Ansaugkanal stromauf der willkürlich verstellbaren Hauptdrosselklappe radial durchsetzenden Luftkolben, der mit einem pneumatischen Stellmotor zusammenwirkt, dessen Steuerdruckraum von einer den Luftkolben in Schließstellung bewegenden Feder durchsetzt mit dem zwischen Hauptdrosselklappe und Luftkolben liegenden Abschnitt des Ansaugkanals und dessen Bezugsdruckraum mit der Atmosphäre verbunden sind, und bei dem der Luftkolben mit einem Dosierglied für Brennstoff zusammenwirkt, das in einen im Bereich des durch den Luftkolben veränderlichen Querschnitts (Regelquerschnitts) in den Ansaugkanal mündenden Meßquerschnitt für den Brennstoff ragt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem etwa unter Atmosphärendruck stehenden Abschnitt des Ansaugkanals (la) verbundener Bypaßkanal (7, 10) zum Regelquerschnitt unmittelbar stromab des Regelquerschnitts über mindestens eine öffnung (30, 16, 21) in einen Querschnittsbereich des zwischen Luftkolben (2) und Hauptdrosselklappe (20) Hegenden Abschnitts des Ansaugkanals mündet, in dem flüssiger Brennstoff vorhanden ist.

2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Wand des Regelquerschnitts stromab in eine vorspringende scharfe Kante (31, 16a) übergeht und im Bereich dieser Kante die Öffnung (30, 16, 21) des Bypaßkanals (7, 10) liegt.

3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) die in den Regelquerschnitt mündende Öffnung einer den Meßquerschnitt (11) enthaltenden Vorkammer (5) mindestens in einem stromab ihrer Mündung liegenden Umfangsbereich konzentrisch umschließt.

4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Bypaßkanal (34) parallel zur Ansaugluftströmung im Bodenbereich des Luftkolbens (2) angeordnet ist.

5. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkolben (2) im Bereich des Austritts des zweiten Bypaßkanals (34) eine scharfkantige Nase (32) aufweist.

6. Vergaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ansaugkanalwandung einer mit dem Luftkolben (2) den Regelquerschnitt bestimmenden Brücke (Ib) ein Zapfen (36) als Verschlußglied für den zweiten Bypaßkanal (34) angeordnet ist, der bei sich in Leerlaufstellung bewegendem Luftkolben (2) in eine in dessen Boden angebrachte Bohrung (35) eindringt und den Bypaßkanal (34) absperrt.

7. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßkanal (7) über den Luftraum der Brennstoffkammer mit konstantem Brennstoffniveau geführt ist und über ein einstellbares Dosierglied (37, 37a) durch die Öffnung (21) in den Ansaugkanal mündet.

8. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierglied von einem hohlen Kolbenschieber (43) gebildet ist, der zur Atmosphäre hin offen und mit dem stromab eines in der Kolbenwand angeordneten Regelquerschnitts (43 a) mit der Öffnung (30) verbindbar ist, wobei am Kolbenboden über ein Gestänge ein pneumatischer Stellmotor angreift, dessen Bezugsdruckraum mit der Atmosphäre und dessen, von einer den Kolbenschieber (43) in Schließstellung haltenden Rückstellfeder (41) durchsetzter Steuerdruckraum (42) mit einem mit einem stromab der Hauptdrosselklappe (20) liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist.

9. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßkanal (7) stromauf des Meßquerschnitts (11) in einen zu der als Emulgiereinrichtung dienenden Vorkammer (5) führenden Kanalarm und einen zur öffnung (30,16, 21) gehenden Kanalarm verzweigt ist, und die Dosiereinrichtung von einem Schieber (17) gebildet ist, der über einen Anschlag (18) von dem sich in Leerlaufstellung bewegenden Luftkolben (2) gegen die Kraft einer Feder (17a) in eine den Luftzutritt zur Öffnung (30, 16, 21) sperrende Stellung verschoben wird.