DE1751063C3 - Vergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einer willkürlich einstellbaren, der Lastregelung dienenden Hauptdrosselklappc, stromauf der als Vordrosselorgan im Ansaugkanal lotrecht verschiebbar ein rotationssymmetrisch ausgebildeter, stromab konvergierender Verdrängerkörper angeordnet ist. Dieser Verdrängerkörper ist mit einem Luftdurchsatz abhängig steuernden, pneumatischen Stellglied verbunden und vergrößert bei steigendem Luftdurchsatz einen Meßquerschnitt, der zwischen dem Außenmantel des Verdrängerkörpers und der Wandung des Ansau^kanals gebildet ist, wobei sich der Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals in bezug auf den Meßquerschnilt stromauf stetig erweitert und stromab konstant '.veiter ist a.'s der Meßquerschnitt. Im Bereich des Meßquerschnitts sind Brennstoffeintrittsöffnungen über den Umfang der Ansaugkanalwandung gleichmäßig verteilt, die über einen Ringkanal und eine Brennstoffzumeßdüse mit einer Schwimmerkammer in Verbindung stehen. Der Brennsloffzumeßquerschnitt in der Brennstoffzumeßdüse wird von einem mit dem Verdrängerkörper des Vordrosselorgans zusammenwirkenden Drosselglied gesteuert.

Bei einem solchen Vergaser bewirkt der Unterdruck, der im Meßquerschnitt zwischen dem Verdi ängerkörper und der Wand des Ansaugkanals auftritt, daß der Verdrängerkörper eine Stellung einnimmt, die der vom Motor verlangten Luftmenge entspricht. Proportional dazu wird der Zufluß an Brennstoff geregelt, der im Ansaugkanaf zerstäubt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zerstäubungsgrad des in den Ansaugkanal eingeführten Brennstoffs und die Homogenität seiner Verteilung über den gesamten Lastbereich zu verbessern.

Das wird erfindangsgemäß dadurch erreicht, daß die Wandung des Ansaugkanals stromab des Meßquerschnitts im Längsschnitt eine konkav gewölbte Kontur zeigt, die bis zu einer Abreißkante vorspringt, stromab derer eine: kontinuierliche Erweiterung des Ansaugkanals auf den Nenndurchmesser eintritt und die Birennstoffcintrittsöffnungen in den zwischen Meßquerschnitt und Abreißkante liegenden Abschnitt der Ansaugkanalwandung münden.

Stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe eine Abreißkante in der Wand des Ansaugkanals vomisehen, ist bekannt. Sie soll den Brennstoff wieder mit der Luft vermischen, die sich an der Wand des Ansaugkanals niedergeschlagen hat und dieser entlang fließt. Die Erfindung sieht die Abreißkante statt dessen im Bereich der Brennstoffzufuhr und des Vordrosselorgans an der Stelle der größten Verengung und der höchsten Strömungsgeschwindigkeit der Luft vor.

Die Erfindung ist nachstehend unUi Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Vergaser im Teil-Schnili;

F i g. 2 zeigt eine Einzelheit der Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig.3 ist ein Schnitt längs der I.in·? HI-III der Fig. 2.

Die Erfindung ist nachstehend in ihrer Anwendung auf einen Fallstromvergaser für Kraftfahrzeuge erläutert. Dieser Vergaser enthält einen sich nach oben erweiternden Lufteinlauf 1 mit Kreisquerschnitt und gleichachsig zu diesem ein Vordrosselorgan, welches durch einen Verdränger- oder Drosselkörper 2 gebildet wird, welcher in dem eingeschnürten Abschnitt 3 des Lufteinlass verschieblich ist.

Stromab vom Vordrosselorgan befindet sich ein Abschnitt des Ansaugkanals 4, welcher mit einem von dem Fahrer betätigbaren Hauptdrosselorgan, der Drosselklappe 5 versehen ist, und der stromab der Drosselklappe 5 liegende Abschnitt des Ansaug-Kanals4 ist mit der nicht dargestellten Einlaßleitung des Motors verbunden. Schrauben? halten den Ansaug-Kanal 4 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 55 an dem Hauptkörper 6.

Der das Vordrosselorgan bildende Drosselkörper 2, welcher die in Fig. 1 sichtbare verjüngte Form hat, weist in seiner Mitte einen hohlen Stab 8 auf, welcher in einer Bohrung 9 α gleitet, weiche in einem einem Deckel 10 angehörenden rohrförmigen Teil 9 ausgebildet ist. Diese Bohrung ist oben durch eineii Stöpsel Il verschlossen. Der Deckel 10 ist an einer gewissen Zahl von dem Körper 6 angehörenden Fortsätzen 12 durch Schrauben 13 befestigt, welche durch seitlich an dem Umfang des Deckels 10 vorspringende Laschen 10 a treten. Einer der Fortsätze 12 enthält noch einen Kanal 14, welcher unten in eine Ausnehmung mündet, weiche stromab dem eingeschnürten Teil J liegt und diese Zone des Ansaugkanals 4 mit einer Kammer 15 verbindet, von welcher der Deckel 10 eine Wand bildet. Gegebenenfalls ermöglicht eine kalibrierte öffnung 16 die örtliche Begrenzung des Querschnitts dieses Kanals 14.

Am Umfang des Deckels 10 ist e'ne Membran 17 aus einem biegsamen undurchlässigen Werkstoff befestigt, wie Gummi oder gummierte Leinwand. In dem mittleren Abschnitt der Membran ist eine durch Schrauben 19 an dem oberen Teil des Verdrängerkörpers 2 befestigte Blechscheibe 18 eingespannt.

Aus Sicherheitsgründen wird die Membran 17 an dem Deckel 10 durch einen Blechteil 21 gehalten, welcher, wie dies deutlich aus Fig. 1 hervorgeht, die Form eines Umdrehungskörpers hat und mit der inneren Form des Körpers 6 so zusammenwirkt, daß er die von außen durch eine seitliche öffnung 32 kommenden Luftstromfäden der Mitte der Vorrichtung und ganz allgemein dem eingeschnürten Abschnitt 3 zuführt. Eine z.B. den Stab8 und den Teil9 umgebende Feder 23 drängt den Drosselkörper 2 in Schließstellung. Der Verdrängerkörper 2 trägt noch einen regelbaren Anschlag 24, welcher mit einem in dem Körper 6 vorgesehenen Anschlag 25 zusammenwirkt, um die Abwärtsbewegung des Drosselkörpers 2 zu begrenzen.

In dem oberen Abschnitt des Lufleinlaufs 1 weist der Körper 6 einen ringförmigen ebenen Flansch 26 auf, an welchem der Blechflansch 27 einej Luftfilters angebracht ist, welcher z. B. eine ringförmige durch einen anderen oben angebrachten Flansch 29 in ihrer Stellung gehaltene Patrone 28 enthält.

Der Drosselkörper 2 besitzt einen Arm 34, welcher in eine Gabel ausläuft, welche in eine Nut eines zylindrischen Stabes 35 eingreift, welcher unten eine Nadel 36 trägt. Dieser Stab bewegt sich in einer Führung 37, welche in den Körper 6 eingegossen und parallel zu dem rohrförmigen Teil 9, d. h. lotrecht, angeordnet ist. Die Führung 37 triit durch den B'echteil 2! durch eine öffnung 21 a.

Die Nadel 36 verändert durch ihre lotrechte Bewegung den Ringquerschnitt des Brennstoffdurchlasses 38, welcher durch die kalibrierte öffnung bestimmt wird, welche sich in dem oberen Teil eines rohrförmigen Teils 39 befindet, welcher in einen dem Körper 6 angehörenden Fortsatz 40 eingeschraubt ist und in einen Schwimmerbehälter 52 bis unter den normalen Brennstoff pegel W eintaucht. Dieser Teil 39 steht mit dem Schwimmerbehälter 52 durch eine in seinem unteren Teil angebrachte kalibrierte öffnung 53 in Verbindung und ist oben durch eine Dichtung 41 abgedichtet, welche nur eine Brennstoff-Strömung durch den Durchlaß 38 zuläßt. Ein Kanal 42 setzt den über dem Durchlaß 38 liegenden inneren Abschnitt des Fortsatzes 40 mit der zwischen dem Drosselorgan 5 und dem eingeschnürten Abschnitt 3 liegenden Zone des Ansaug-Kanals4 in Verbindung.

In den inneren Abschnitt des Fortsatzes 40 mündel ein Luftkanal 43, welcher mit einer kalibrierten öffnung 44 versehen ist und seine Luft in dem HauptlufteinJauf 1 entnimmt, um den aus den Durchlaß 38 austretenden Brennstoff zu emulgieren.

ίο Der Schwimmerbehälter 52 enthält einen Schwimmer 45, welcher in der üblichen Weise mit einem nicht dargestellten Nadelventil zusammenwirkt, welches die Brennstoffzufuhr aus einer z. B. mit einer Benzinpumpe verbundenen Leitung 46 regelt. Der

Schwir.jmerbehälter ist durch ein Loch 56 mit dem Luftfilter 27, 28, 29 verbunden.

Der obige Vergaser arbeitet folgendermaßen: Der in dem am stärksten eingeschnürten Abschnitt 3 des Ansaugkanals 4 auftretende Unterdruck bewirkt, daß durch den Kanal 42 der durch den ringförmigen Durchlaß 38 dosierte Brennstoff ausgespritzt wird. Ferner wird der Unterdruck durch den Kanal 14 auf die Kammer 15 übertragen und wirkt auf die Membran !7, derart, daß der Drosselkörper 2 entgegen

der Wirkung seines Gewichts und der Feder 23 angehober, wird. Hierdurch wird der freie Querschnitt des eingeschnürten Abschnitts vergrößert, wobei gleichzeitig die Nadel 36 parallel zu dem Drosselkörper 2 angehoben wird. Infolgedessen nimmt der ringförmige Durchlaß 38 gleichzeitig mit dem den Luftdurchlaß bildenden freien Querschnitt zu.

Diese Vergrößerung des Luftdurchtritts erfolgt, bis der stromab dem eingeschnürten Abschnitt 3 herrschende Unterdruck abnimmt, was durch den Kanal 14 auf die Kammer IS übertragen wird und die Aufwärtsbewegung des Drosselkorpers 2 und der Nadel 36 anhält. Der Drosselkörper 2 nimmt also eine Stellung ein weiche im wesentlichen von der von dem Motor verlangten Luftmenge abhängt, so daß der Luftdurchtrittsquerschnitt an der Stelle des eingeschnürten Abschnitts 3 und der Querschnitt für den Brennstoffdurchtritt 38 sich parallel entsprechend dem Bedarf des Motors ändern.

In dem obigen Vergaser ist es wesentlich, daß der Brennstoff nicht nur an der Stelle zerstäubt wird, an welcher er in den Ansaug-Kanal4 gespritzt wird, sondern daß er auch gleichmäßig auf den ganzen Umfang der ringförmigen Zone verteilt wird, in welcher er in den Kanal eingespritzt wird, um ein endgültiges gut homogenes Gemisch zu schaffen.

Hierfür wird, wie in Fig. 2 und3 dargestellt, das von dem Kanal 42 gelieferte Primärgemisch durch eine öffnung eingeführt, welche über einer (in der Strömungsrichtung des Gemisches, d. h. von oben nach unten) konkaven ringförmigen Zone 60 liegt, welche strömungsabwärts durch eine scharfe Kante 61 begrenzt wird, welche so ausgebildet ist, daß die in dieser Zone rieselnden Stromfäden des flüssigen Brennstoffs beim Verlassen dieser Kante etwa senkrecht zu den über diese Kante strömenden Luftstromfäden liegen. Die konkave Zone 60 hat zweckmäßig die Form einor Kugelzone. Jenseits der Kante 61 hat der Ansaug-Kanal 4 zunächst eine nach unten erweiterte konische Form (siehe Fig. 1) und hierauf an der Stelle des Hauptdrosselorgans 5 eine zylindrische Form.

Die öffnung zur Zufuhr des Primärgemischs wird durch einen ringförmigen Spalt 62 gebildet, welcher

innen eine Ringnut 63 einfaßt, in welche der Kanal oder die Kanäle 42 münden. Die Nut 63 ist aus zwei Teilen gebildet, welche in nebencinanderliegcnden Teilen ausgebildet sind, nämlich einem Teil 63 a in dem Körper 6 und einem Teil 63 h in dem den Ansaug-Kanal 4 bildenden Teil. Beim Einsetzen dieser beiden Teile ineinander, wie'in Fig. 1 und 2 dargestellt, bilden die beiden Teile 63 α und 63 h die Nut 63, und da die Teile an ihren inneren Rändern nicht aneinanderstoßen, bildet der freie Raum zwischen diesen Rändern den Spalt 62. Aus den nachstehend erläuterten Gründen kann der hohle Teil 63 b fortfallen. Der Kanal 14 kann in die Nut 63 münden.

Die Ausbildung ist so getroffen, daß der Ringquerschnitt zwischen der Mündung des Spalts 62 und dem Drosselkörper 2 etwa gleich dem Ringquerschnitt zwischen der Kante 61 und dem Drosselkörper ist, d. h., daß die Spalt 62 und die Kante 61 in Zonen des Ansaug-Kanals liegen, in welchen praktisch gleiche Druckverhältnisse herrschen.

An Stelle des in einer Radialebene liegenden Kanals 42, oder außer diesem, können schräge Kanäle 42 α und 42 ft (Fi g. 3) vorgesehen werden, um die Verbindung zwischen dem Durchlaß 38 und der Nut 63 zu erleichtern und so die Schnelligkeit des Ansprechens der Lieferung des Primärgemisches bei einer Änderung des freien Querschnitts des Dosierungsdurchlasses 38 zu erhöhen.

Das durch den zwischen den Drosselorganen 2 und 5 herrschenden Unterdruck angesaugte Primärgemisch kommt durch den Kanal 42 an und erfüllt die Nut 63, von wo aus es sich kreisförmig etwa gleichmäßig über die ganze Länge dieser Nut verteilt.

Ein Teil dieses Gemisches wird unmittelbar durch den Spalt 62 ausgespritzt und von dem Luftstrom im Ansaugkanal mitgenommen. Ivlan stellt jedoch fest, daß ein großer Teil des Brennstoffs des Primärgemisches in flüssigem Zustand bleibt und die Neigung hat, in einem dünnen Stromfaden an der Zone 60 cntlangzuslrömen. Die konkave Form derselben ίο führt die Flüssigkeitsfäden in eine zu den Luftstromfäden c'wa senkrechte Richtung zurück, so daß die Flüssigkeitsteilchen abgerissen und von dem Luftstrom mitgenommen werden. Bei ihrer Ankunft an der Kante 61 bilden die Flüssigkeitsfäden, welche an der konkaven Zone 60 entlanggeströmt sind, einen Winke! zu der Richtung der an der Kante 61 vorbeiströmenden Luftsliomfädcr. Diese Lage begünstigt das Abreißen der Flüssigkeitsteilchen, welche von dem Luftstrom in Form eines äußerst feinen Nebels mitgenommen werden.

Da diese Erscheinung auf dem ganzen Umfang des Systems zur Einführung des Primärgemisches auftritt, erhält man ein vollkommen homogenes Luft-Flüssigkeitsgemisch auf dem ganzen Umfang und somit in dem ganzen stromab der Kante 61 liegenden Abschnitt des Ansaug-Kanals.

Wenn der stromab des Spalts 62 liegende Teil 63 b der Nut 63 fortfällt, so daß die Gesamtheit der Nui durch den oberen Teil 63 a gebildet wird, wird hier· durch die Ansammlung der Flüssigkeit in dem Nut abschnitt 63/) verhindert, welche insbesondere beirr Stillstand des Motors bei der Erwärmung des Vcrga sungssystems schädlich sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Vergaser für Brennkraftmaschinen mit einer willkürlich einstellbaren, der Lastregclung dienenden Hauptdrosselklappe, stromauf der ein koaxial im Ansaugkanal lotrecht verschiebbar angeordneter, stromab konvergierender rotationssymmetrisch ausgebildeter Verdrängerkörper als Vordrosselorgan angeordnet ist, der mit einem Luftdurchsatz abhängig steuernden pneumatischen Stellglied verbunden, bei steigendem Luftdurchsatz einen Meßquerschnitt vergrößert, der zwischen dem Außenmantel des Verdrängerkörpers und der Wandung des Ansaugkanals gcbildet ist, wobei der Strömungsqjerschnilt des Ansaugkanals sich in bezug auf den Meßquerschnit« stromauf stetig erweitert und stromab konstant weiter ist als der Meßquerschnitt, sowie mit im Bereich des Meßquerschnittes über den Umfang der Ansaugkanalwandung gleichmäßig verteilt angeordneten Brennstoffeintrittsöffnungen, die über einen Ringkanal und eine Brennstoffzumeßdüse mit einer Schwimmerkammer in Verbindung stehen, wobei ein mit dem Verdrängerkörper des Vordrosselorgan' zusammenwirkendes Dosierglicd den Brennstoffmeßquerschnitt in der Brennstoffzumeßdüse steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkanalwandung stromab des Meßquerschnitts (3) im Längsschnitt '30 eine konkav gewölbte Kontur zeigt, die bis zu einer Abreißkante (61) vorspringt, stromab derer eine kontinuierliche Erweiterung des Ansaugkaniils auf den Nenndurchmesser eintritt und die Brennstofi'emtrittsöffnungen (62) in den zwischen Meßqucrschnitt (3) und Abrtißkante (61) liegenden Abschnitt der Ansaugkanalwandung münden.
2. 2. Vergaser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Eintrittsöffnur.gen (62) in eine Ringspaltöffnung zusammengefaßt sind.
3. 3. Vergaser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Mantels des Verdrängerkörpers (2) und des Ansaiigkanalabschnittes im Bereich der Brennstoffeintrittsöffluingen (62) und der Abreißkante (61) derart ausgebildet ist, daß gleicher radialer Abstand zwischen den den Strörnungsquerschnilt bestimmenden Wandungsteilen besteht.