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Vorrichtung zur Zuführung von Vergasergemisch zu Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft die Zuführung von Vergasergemisch zu Verbrennungsmotoren
und zielt auf eine gute Variation der Leistung in Punktion der Drehzahl des Motors,
auf eine wirtschaftliche Verbrennung und einen geringen (oder sogar vernachlässigbaren)
Gehalt an Giftstoffen in den Abgasen.
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Zu diesem Zweck sind bereits Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei
denen eine dosierte Menge von Zusatzlutt in das Vergasergemisch eingeleitet wird.
Die Dosierung dieser Zusatzluft wird dabei durch die kombinierte Wirknung der Öffnung
der Vergaser-Drosselklappe und dem Unterdruck hinter dem Vergaser auf einen Nocken
geregelt, der eine überlagerte Bewegung ausführen kann.
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Bei anderen bekannten Vorrichtungen werden ausser der Einleitung der
Zusatzluft noeh weitere Mßrahmen getroffen, beispielsweise kontrollierte Erwärmung
di. ser Luft durch die Motorab6ase, Laminierung des Versasergemisches durch Einführung
entsprechender Zusatzluft durch Einblasen oder automatische Begrenzung der schließung
dar Vergaser-
Drosselklappe .
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Im allgemeinen sind die Einrichtungen zum Einführen und zur Regelung
der Zusatz luft oder zur Begrenzung der Schließung der Drosselklappe in einer Einheit
gruppiert und nahe dem Vergaser und dessen Verbindung mit der Einlaßleitung zum
motor angeordnet. Eine solche Anordnung ist aust Gründen platzmässiger Behinderung
und schwieriger Zugänglichkeit schwer realisierbar.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
Einleitung der Zusatzluft, die mit dem Vergaser vereinigt oder an diesen angesetzt
ist, von der Einrichtung zur automatischen Steuerung durch Nocken mit zusammengesetzter
Bewegung getrennt ist, wobei letztere in ihrem gesamten Umfang frei von dem Rotor
oder nahe bei diesemangeordnet ist.
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Der Nocken, der sowohl auf die Drehung der Vergaser-Drosselklappe
als- auch auf den Unterdruck in der Einlaßleitung anspricht, umfasst ein Bauteil,
das axial verschiebbar und um die gleiche Achs. drehbar igt. Dieser Nocken ist leicht
herstellbar, bequem montierbar und ist sehr betriebssicher.
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Die Erfindung ist in der ZeiGhaung beispiels weise vranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung baschrieben
Figur
1 zeigt eine schematische Ansicht der Anordnung.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch das Zwischenstück zwischen dem Vergaser
und der Einlaßleitung.
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Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die durch Unterdruck steuerbare
Vorrichtung mit ihrem Nocken.
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Figur 4 zeigt einen Schnitt durch den Nocken längs der Linie IV-IV
aus Figur 3.
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In der schematischen Zeichnung der Figur 1 ist das Auslaßrohr 10 des
Vergasers, in dem eine Drosselklappe 11 vorgesehen ist, und die Einlaßleitung 12
zum Motor für das vergaste Gemisch dargestellt. Um zu vermeiden, daß in den Abgasen
Giftstoffe enthalten sind, ist bei 13 am Ausgang des Vergasers ein Einlaß für zusätzliche
Luft in das Yergaser;Gemisch vorgesehen. Diese Menge von zusätzlicher Luft, die
bei 13 durch eine Leitung 14 eingeführt wird, wird durch eine entsprechende Vorrichtung
15, die als Ventil oder vorzugsweise als Ausgleichsklappe ausgebildet sein kann,
gesteuert.
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Um dem beabsichtigten Effekt zu entsprechen, nämlich die Abgabe von
Giftgas zu unterdrücken, wird die Steuereinrichtung 15 in bekannter Weise/Xem Mechanismus
betätigt, der sowohl auf die Drehung der Drosselklappe 11 des Vergasers als auch
auf den Unterdruck in der
Einlaßleitung 12 anspricht. Der Unterdruck
betätigt dabei über eine Leitung 16 einen Faltenbalg 17, der vorzugsweise mit einer
inneren Druckfeder versehen ist. Der Faltenbalg 17 nimmt bei der Verschiebung einen
Nocken 18 mit, der gleichzeitig eine Drehbewegung erhalten kann, die über eine Verbindung
20 mit der Achse 21 der Drosselklappe 11 auf die Nockenachse 19 übertragen wird.
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Der Nocken 18, dessed Bewegungen sowohl mit der Drehung der Drosselklappe
11 als auch mit dem Unterdruck bei 12 verbunden sind, ist so eingerichtet, daß er
über eine entsprechende Ubertraguagseisrichtarng 22. die Drosselklappe 15 zur Zuführung
von zusätzlicher Luft steuert.
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Während bei bekannten Yorrichtungen alle oben erwähnten Einrichtungen
in einer Konstruktion zusammengefasst werden, die zwischen dem Vergaser und dem
Einlaßrohr angeordnet ist, trennt die erfindungsgemässe Vorrichtung diese von struktion
in zwei Elemente A und B, die voneinander unterschieden und unabhängig voneinander
angeordnet sind.
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Das Element A, das die Zuführung 13 von zusätzlicher Luft umfasst,
ist integrierender Bestandteil des Vergasers oder ist zwischen den Vergaser und
die Einlaßleitung eingebaut.
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Das Element B dagegen, das den Faltenbalg 17, den Nocken 18 und/%
öreinrichtungon umfasst, ist von dem Element A getrennt und
an irgendeinem
vom Motor freigelassenen Platz A unabhängig von dem Element/ angeordnet .
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Der Nocken 18 kann ausser der Steuerung der Klappe 15 weitere Funktionen
haben, die dem beabsichtigen Resultat dienen. Er kann insbesondere über eine Ubertragung
23 den Vorschub der Zündvorrichtung 24 des Motors steuern. Uber eine andere Übertragung
25 kann der Nocken eine weitere Steuerung vornehmen, die dem guten Arbeiten des
betrachteten Motors dienlich ist, beispielsweise die Steuerung eines Ventils, das
in den Lufterwärmungskreislauf oder die FrischluStzufuhr zum Motorgehäuse geschaltet
ist, oder die Steuerung der Klappen, die in bekannter Weise die Abkühlung des Kühlers
steuern, oder eine Steuerung, die auf den Schritt des schraubenförmigen Ventilators
wirkt, usw.
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Der zu der Anordnung B gehörende Faltenbalg 17 ist mit einem weiteren
Faltenbalg 27 verbunden, der ebenfalls vorzugsweise mit einer Druckfeder versehen
ist, die unter der Wirkung des Unterdrucks bei 16 über eine Ubertragung 28 und eine
Betätigungseinrichtung 29 die Drosselklappe 11 wieder öffnet, wenn der Unterdruck
einen bestimmten Wert überschreitet.
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In dieser Vorrichtung bilden die Antriebseinrichtungen der verschiedenen
Steuerungsmittel, obgleich diese von dem in dem Vergaser und der Einlaßleitung integrierten
Teil A entfernt sind, eine Einheit B, das aufgrund seiner Anordnung und Kompaktheit
leicht montierbar ist.
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Das Bauteil 13, welches das Element A verkörpert, kann entsprechend
Figur 2 ausgebildet sein und weist nur einen geringen Platzbedarf auf.
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Beispielsweise kann es die Form einer Platte aufweisen, die an der
Oberseite 31 und der Unterseite 32 eben ausgebildet und zwischen dem Ansatz 33 des
Vergasers und dem Einlaßrohr 34 angeordnet ist. Dieses Bauteil 30 ist somit an der
Stelle einer gewöhnlichen dichten Verbindung angeordnet, die den Vergaser und das
Einlaßrohr trennt.
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Das Teil 30 ist senkrecht zu seinen Flächen mit so vielen Bohrungen
35 zum Durchgang des aus dem Vergaser kommenden Gemisches versehen, wie dieser selbst
Auslaßöffnungen 36 aufweist, wobei die Bohrungen 35 des Teiles 30 und die Auslaßöffnungen
36 den gleichen Durchmesser aufweisen. Um jede Bohrung 35 ist eine Ringleitung 37
vorgesehen, die über symmetrisch verteilte enge Durchgänge oder Spalte 38 mit der
jeweiligen Bohrung 35'in Verbindung steht. Die Ringleitungen 37 sind mit einer Außenleitung
39 zur Zuführung von zusätzlicher Luft verbunden.
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Die Einrichtungen zur automatischen Steuerung der zusätzlichen Luft
Bnd an einer von dem Bauteil 30 entferf; liegenden Stele 3 angeordnet, und zwar
dort, wo der nötige Platz vorhanden ist, ohne die anderen Elemente des Motors zu
stören.
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In den Figuren 3 und 4 ist eine Ausführungsform des Elementes B dargestellt.
Diese ist an einem Sockel 41 befestigt und umfasst einen
aus zwei
Teilen 42 und 43 bestehenden Faltenbalg, der über eine Leitung 44 mit der Zuführungsleitung
in Verbindung steht und auf deren Unterdruck anspricht (Teile 16 und 17 in Figur
1). Der Faltenbalg 42, 43 ist mit inneren entgegenwirkenden Federn 45 und 46 versehen,
die vorzugsweise ungleichmässige Steifigkeiten aufweisen. Das dem Sockel gegenüberliegende
Ende 47 des Faltenbalgs ist an der Lagerung 48 des Nockens 49 befestigt, und zwar
mit einer Einrichtung, wie einer Schraube, durch die der Nocken frei drehbar ist.
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Die Lagerung 48 wird auf einer Achse 50 getragen, damit sie unter
der Wirkung des Faltenbalgs 42, 43 auf dieser verschoben werden kann. Die Lagerung
48 und der Nocken 49 werden von einem Finger 51 mitgenommen, der von einem Rad 51
a getragen wird. Das Rad selbst wird über einen Fernantrieb 20, 20a gedreht, der
mit der Drehung der Drosselklappe des Vergasers gekoppelt ist (Verbindung 20 aus
Figur 1).
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Der Nocken 49 ist in der Weise tailliert, daß aufeinanderfolgende
Profile entstehen, beispielsweise drei an der Zahl, 52, 53 und 54, auf denen sich
drei Taster 55, 56 bzw. 57 abstützen (Figur 4).
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Der Taster 55, der über einen Hebel 58 um eine Achse 59 schwenkbar
ist, betätigt eine Stange 60, die eine fest mit der kleinen Drosselklappe 15 verbundene
Kurbel 61 antreibt, wobei die
Drosselklappe 15 die Menge der Zusatzluft
in der Leitung steuert, durch die die Zusatzluft hinter den Vergaser geführt wird
(Teile 13 und 14 aus Figur 1 oder Teile 30 und 39 aus Figur 2).
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Der Taster 56 steuert über eine entsprechende Ubertragung die Einstellung
der Zündvorrichtung (Verbindung 23, 24 aus Figur 1).
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Der Taster 57 steuert über eine entsprechende Übertragung jeden beliebigen
zur Funktionsfähiceit des Motors nötigen Faktor, der von der Nockenstellung abhängig
gemacht werden soll (Verbindung 25 aus Figur 1).
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Der Faltenbalg, der auf den Unterdruck anspricht, besteht vorzugsweise
aus zwei Teilen 42 und 43, die entgegenwirkende Federn 45 bzw. 46 enthalten. Diese
Federn weisen unterschiedliche Kräfte auf. Die erste Feder 45 ist so ausgelegt,
daß sie sich bei einem in der Leitung 16 (Figur 1) hezschenden,genügend kleinen
Unterdruck von beispielsweise weniger als 100 g/cm² zusammenzieht. Die zweite Feder
46 wird nur bei ausreichend grossen Unterdrücken in der Grössenordnung von 600 bis
700 g/cm2 völlig zusammengedrückt.
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An dem Sockel 41 ist ein Unterdruck-Hilfsantrieb befestigt, beispielsweise
ein Faltenbalg 62, der durch den in der Leitung 63 herrschenden Unterdruck betätigt
wird, wobei die Leitung 63 mit der Leitung 16 unter Zwischenschaltung eines Steuerschiebers
64 verbunden ist. Der Faltenbalg 62 begrenzt über einen um eine Achse
66
schwenkbaren Hebel 65 und eine Stange 67 die Schließung der Drosselklappe 11 des
Vergasers. Der Steuerschieber 64 sitzt auf einer Stange 68, deren Ende 69 sich gegen
eine fest mit dem Nocken 49 verbundene Scheibe 70 abstützen kann.
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Es ist zu sehen, dass, wenn der Unterdruck in dem doppelten Faltenbalg
42, 43 einen erheblichen Wert annimmt, die Scheibe 70 den Kopf 69 der Stange 68
zurückstösst, Die Stange 68 öffnet den Steuerschieber 64, so dass der Faltenbalg
62 mit der Leitung 16 in Verbindung steht und mit dem in der Einlaßleitung 12 herrschenden
Unterdruck beaufschlagt wird.
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Unter der Wirkung dieses Unterdrucks betätigt der Faltenbalg die Einrichtung
65 bis 67, die die Begrenzung der Verschiebung der Drosselklappe 11 des Vergasers
sichert.
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Die Leitung zur Zuführung von Zusatzluft kann direkt mit freier Luft
gespeist werden. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, diese mit aufgeheizter Luft
zu speisen, wobei gleichzeitig das Motorgehäuse entgast werden kann.
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Wenn der Motor normal läuft, d.h., wenn er den Wagen antreibt oder
wenn er langsam leerläuft, weisen die Öffnung der Drosselklappe 15 des Vergasers
und der Unterdruck, der in der Zuführungsleitung hinter dem Vergaser herrscht, gut
vorherbestimmte Werte für jeden Betriebszustand des Motors auf, wobei den Werten
eine
gleichfalls gut vorherbestimmb Position des Teiles mit dem Nocken 49 entspricht.
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Es genügt, in Vorversuchen auf einem gewöhnlichen Prüfstand oder dem
Rollenprüf stand die Öffnung der Drosselklappe 15 zur Regelung der Menge der zusätzlichen
Luft und die Einstellung des Zündverteilers 26 bestimmt zu haben, die für jeden
Betriebe zustand des Motors in Bezug auf die Leistung, den spezifischen Verbrauch
und die Abgabe giftiger Verbindungen durch den Motor die zufriedenstellendeten Ergebnisse
liefern, wobei jeder der Nocken 52, 53 und 54 das gewollte Profil erhält, damit
die entsprechenden Taster die optimale Regelung bewirken, die in den Versuchen ermittelt
worden sind. Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt; daß die Vorrichtung automatisch
und jederzeit die experimentell als am zuiriedenstellendsten ermittelten Bedingungen
der Vergasung und Frühzündung verwirklicht.
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Wenn der Motor durch den Wagen (oder durch seine eigene Trägheit)
angetrieben wird, neigt jegliche zu starke Schließung der Drosselklappe des Vergasers
dazu, in der Einlaßleitung einen übermässigen Unterdruck zu schaffen (auf jeden
Fall stärker als bei Verzögerung im Leerlauf). Durch diesen Unterdruck wird das
mit dem Nocken versehene Teil ziemlich weit mitgenommen, damit die auf dessen Ende
sitzende Scheibe 70 den Steuerschieber 64 des Hilfeantriebe 62 betätigt, so dass
der Hilfsantrieb in der Richtung arbeitet, bei der die Drosselklappe geöffnet wird
(oder zumindest gehindert wird, sich
völlig zu schliessen).
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Durch diesen Mechanismus verhindert die erfindungsgemässe Vorrichtung,
dass der in der Einlaßleitung herrschende Unterdruck auf einen zu geringen Wert
abfällt, bei dem eine gute Verbrennixng nicht mehr garantiert ist, und vermeidet
dadurch, daß mit den Abgasen Eohlenwasserstoffe abgegeben werden.
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Ferner und unter denselben Bedingungen verschiebt der Nocken 49, der
auf den Zündverteiler 26 wirkt (oder auf einen zweiten Hilfsantrieb, der aurch den
selben Steuerschieber wie die Drosselklappe des Vergasers versorgt wird), diesen
Verteiler in Richtung späterer Zündung, so dass einer störenden Verminderung der
Bremsung durch den Motor entgegengewirkt wird.
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In der vorangehenden Beschreibung und in Figur 4 ist der Nocken 43
aus drei Teilen 52, 53 und 54 bestehend, dargestellt, wobei jeder der Teile einen
Sektor von etwas weniger als 1200 einnimmt. Wenn der Nocken nur zwei Taster betätigen
soll, ist seine Drehung auf 1800 beschränkt. Wenn nur ein Taster vorgesehen ist,
kann der Nocken eine volle Drehung von etwas weniger als 3600 ausführen.
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Es kann jedoch auch mit zwei oder drei Rastern eine volle Drehung
von 3600 erzielt werden, indem die Taster 55, 56 und 57 über die Länge des Nockens
49 verschoben werden, wobei jedem der Taster eine entsprechende Länge auf dem
Nocken
zugeordnet ist (siehe Figur 1).
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- Patentanspruche -