DE1932659C3 - Membranvergaser für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Membranvergaser für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktbrennkraftmaschinen, mit einem Ansaugkanal, der vom Einlaufquerschnitt konvergent zu einem Engquerschnitt hinführt und unmittelbar stromab des Engquerschnitts einen rückspringenden, eine Ringnut bildenden Absatz zur Querschnittserweiterung aufweist, der über einen divergenten Abschnitt des .<\nsaugkanais / πι Querschnitt des stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe anschließenden Ansaugrohrs führt, und bei dem die Brennstoffhauptspritzdüse im Bereich des Engquerschnitts in den Ansaugkanal ausmündet.

Ein solcher Vergaser ist bekannt aus der US-PS _4S 1 797 165, allerdings als Schwimmervergaser ausgebildet. Bei diesem bekannten Vergaser sind die konvergierenden und divergierenden Vergaserabschnitte im Ansaugkanal kegelstumpfförmig ausgebildet, und die Mündung der Brennstoffhauptspritzdüse liegt im Bereich des kleinsten Querschnitts bzw. des Vcnturi-Bereichs vor der Querschnittserweiterung selbst, so daß sich bestimmte, nicht optimal ausnuizbare Strömungsverhältnisse ergeben.

Ausbildungen von Saugkanälen bei Vergasern, die in ihrer Querschnittskontur kreisbogenförmig konvergierend bzw. divergierend ausgebildet sind, lassen sich der IDT-PS 830 265, der OE-PS 97 804 sowie der GB-PS (663 173 entnehmen. Die abgerundeten Einlaufe der Strömungskanäle bei diesen bekannten Vergasern dienen zur Lösung des Problems, Strömungsverluste zu vermindern, wobei allerdings bei der DT-PS 830 265, wo die Abrundung im gesamten Verlauf des Ansaugkanals am deutlichsten ausgeprägt ist, ein gesteuerter Verlängerungszapfen komplementärer Formgestaltung bis weit über den divergierenden Ansaugbereich in den Ansaugkanal hineinreicht.

Bei der GB-PS 663 173 ist nur der äußerste Einlaufbereich trompetenförmig nach außen geöffnet, während die auf den Engquerschnitt des Ansaugkanals zulaufenden Querschnittsbereiche kegelstumpfförmige Form haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr kleinen Meinbranvergaser für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Zweitaktbrennkraftmaschine!! zu schaffen, tier trotz seiner kompak:en Abmessungen in der Lige ist, ein großes Volumen eines nutzbaren Brennsioffiuftgemisches zu erzeugen. Hier ist insbesondere die lageinäßige Anordnung der Mündung der Hauptspritzdüse von Bedeutung.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem Membranvergaser der eingangs genannten bekannten Art und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Mündung der Hauptspritzdüse in der Wandung der von dem rückspringenden Absatz gebildeten Ringnut lieet.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß sich eine bessere Gemischverteilung über den gesamten Ansaugluftstrom erzielen läßt, da der aus der Spritzdüse austretende PrJmärgemischstrom nicht ausschließlich in einen bestimmten Bereich des Ansaugquerschnitts gesaugt wird, sondern sich infolge der von dem rückspringenden Absatz, «bildeten Ringnut über den gesamten Ansaugluftstrom verteilt. Dabei wird ein Teil des aus der Spritzdüse austretenden Brennstoffes in den zentralen Bereich des Ansaugluftstromes gesaugt, ein anderer Teil wandert jedoch über die Ringnut und benäßt den gesamten Ansaugkanalwandungsbereich in diesem Querschnitt, wodurch er auch in die Randzonen des Ansaugluftstromes eingemischt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind dann noch die Kontur der Wandung des Ansaugkanals im Längsschnitt im Einlaufbereich bis /um Engquerschnitt durch einen ersten Kreisbogen und die Kontur des stromab der Ringnut anschließenden divergierenden Abschnitts von einem zweiten Kreisbogen gebildet, wodurch sich weiterhin verbesserte Strömungsverhältnisse ergeben, die insgesamt auch bei sehr kleinen Membranvergasern für eine ausreichende Gemischauf bereitung sorgen.

Ein solcher Membranvergaser eignet sich insbesondere für den Antrieb von mittels Zweitaktmotoren betriebenen Kettensägen, Rasenmähern, Außenmotoren ti. dgl., wo ein geringes Gewicht gefordert wird.

Im folgenden werden an Hand der Figuren auf Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher eingegangen. Dabei zeigt

F i g. 1 einen vergrößerten Querschnitt durch die Längsachse des Ansaugkanals des Membranvergasers und

F i g. 2 einen weiteren Querschnitt durch das Membransystem des Vergasers.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Membranvergasers besitzt ein Vergasergehäuse 36, das vorzugsweise aus im Spritzgußverfahren bearbeitetem Metall besteht und im wesentlichen von kubischer Form ist. In den F i g. 1 und 2 ist der Membranvergaser in beträchtlich vergrößertem Maßstab dargestellt, seine tatsächlichen Abmessungen sind etwa wie folgt: Länge 2,8 cm, Höhe 2,8 cm und Breite 3,3 cm ohne die Ansätze 79 in F i g. 2, die zum Befestigen des Membranvergasers dienen.

Der Ansaugkanal ist mit 38 bezeichne', und weist in seinem unteren zylindrischen Teil die Hauptdrosselklappe 58 mit zugeordneter Betätigungswelle 56 auf. Die besondere Form des Ansaugkanals 38 ist in F i g. 1

dargestellt; der Ansaugkanal besteht aus einem von der ebenen Fische 94 ausgehenden, zum Engquerschnut konvergierenden Einiaufbereieh, aus dem eigentlichen Engquerschnitt und aus einem sich an den Engquerschnitt anschließenden divergierenden Abschnitt. Die > den Einlaufbereich 40 des Ansaugkanals bildende Kontur 43 hat die Form eines Drehkörpers (Torus) und begünstigt eine gleichmäßige Strömung der Lui: in den Ansaugkanal, so daß die Kapaziidt insgesamt erhöht wird. Die Form der Kontur 43 kann auch ais Umdre- ι α hungsfläche bezeichnet werden, und /wir mit dem Radius 93 um eine kreisförmige Linie in der Ebene A-A senkrecht zur Längsachse ß-ßdes Ansaugkanals. Zur Erleichterung des Anlassens des Motors ist dem F.inlaufbereich noch ein Abdeckelement 72 zugeordnet, is daß willkürlich geschlossen werden kann.

An die Kontur 43 schließt sich dann der Engquerschnitt 95 des Ansaugkanals an, dessen Durchmesser mit dem Bezugszeichen % angegeben ist und bei dem Ausführungsbeispiel etwa 9 mm beträgt. Dieser Durch messer kann ohne Änderung der Vergaserabmessungen selbst je nach den Erfordernissen :iwa im Bereich zwischen 7, 5 bis I! mm variiert werden. Die Breite des Engquerschnittes in Strömungsrichtung betragt nach Ausführungsbeispiel etwa 1,5 mm; der Engquerschnitt endet an der Querebene 97. Die sich daran anschließende stromabv,artige Kontur 100 ist wiederum eine Umdrehungsfläcüe mit einem Radius 109. bilde; also einen Kreisbogen um einen Punkt in der Querebene 97, wobei in der Querebene 97 die erste Kontur 43 des Ein- 3c laufbereichs in die zweite Kontur 100 hinter dem Engquerschnitt übergeht. Das stromabwanige Ende der Kontur 100 geht dann in die zylindrische Fläche 110 des Vergaserauslasses 42 über, und zwar über eine kegelstumpfföimige Fläche 112, deren Schriigungswinkel tetwa 45° zur Längsachse B-B des Ansaugkaiutls 38 beträgt. Wesentlich ist, daß der kleinste Durchmesser der Kontur 100 an der Querebene 97 etwas größer ist als der Durchmesser 96 des Engquerschnittes 95 bzw. des Endbereichs der Kontur 43. Auf diese Weise wird von dem rückspringenden Absatz stromabwärts de¹-. Engquerschnittes 95 eine Ringnut 102 gebildet, die an die Querebene 97 angrenzt und deren Tiefe durch das Bezugs/eichen 104 angegeben ist und etwa zwischen 0.125 mm bis 0,2 mm und vorzugsueise bei 0,15 mm liegt. In dieser am Übergang des Engquerschnitts in die Kontur 100 gebildeten Ringnut 102 bildet sich ein Unterdrück aus, und in diese Ringnut öffnet sich auch die Mündung 106 der Hauptspritzdüse 107. Die Brennstoffzufuhr bei no; malen und hohen Drehzahlen des Motors so erfolgt daher durch die Mundung 106 der 1 latiplspritzdüse 107 in die Ringnut 102 unter reduziertem Druck, so daß auf diese Weise die Bildung eines homogeneren Gemisches aus Brennstoff und Luft begünstigt wird. Durch den Unterdruck in der Ringnut 102 wird der aus der Mündung 106 austretende Brennstoff veranlaßt, in der Ringnut etwa kreisförmig herumzulaufen, gleichzeitig wird die Tendenz des Brennstoffes, lediglich zur Mitte des durch den Engquerschnitt 95 strömenden Lufistromes zu fließen, reduziert und auf ein Minimum herabgedrückt. Durch Untersuchungen ergab sich, daß diese Tendenz des Brennstoffes, sich entlang der Ringnut 102 auszubreiten, zu einer besseren Mischung des Brennstoffes mit der durch den Ansaugkanal strömenden Luft führt, so daß man ein homogeneres und gleichmäßiger brennendes Gemisch erzielt. Es gelingt durch die Einführung i'es Brennstoffes in die unter Un !erdrück stehende Ringi'.u' die Leistungsfähigkeit des Motors beträchtlich ju si-jigern.

Auch auf Grund der siromabwärtigen divergierend gekrümmten Kontur 100 des Ansaugkanals 38 wird die Leistungsfähigkeit des durch den Ansaugkanal strömenden Gemisches weiter verbessert. Da die Kontur 100 eine Umdrehungsfläche um einen Kreismittelpunkt in der Querebene 97 ist, strömt das Brennstoffluftgemisch gleichmäßig entlang und in Kontakt mit der Kontur 100, und zwar ohne daß bei Ausdehnung des den Engquerschnitt 95 passierenden Gemisches Turbulenzen eitstehen.

Wesentlich ist, daß sich die Mündung 106 der Hauptspritzdüse 107 stromabwärts der den Engquerschnitt 95 begrenzenden Querebene 97 öffnet, jedoch so nahe an dieser Qut-rebene. wie dies aus praktischen Gründen möglich im, um die vorteilhafte Unterdruckzoiie auszunutzen, durch welche der Brennstoff in der durch den Engquerschnitl 95 strömenden Luft verteilt und ausgebreitet wird.

im folgenden wird mit Bezug auf F i g. 2 in Verbindung mit F i g. 1 noch genauer auf den weiteren Aufbau des dargestellten Ausführungsbeispiels eines Membranvergasers eingegangen. Das Vergasergehäuse umfaßt noch eine kreisförmige Brennstoffkammer 115, deren eine Wand von einer flexiblen Membran 117 gebildet ist. Über der Membran ist eine Abdeckung 119 angeordnet, die eine Entlüftungsöffnung 120 aufweist.

Beim Betrieb des Membranvergasers ergibt sich über die Hauptspni/.düse 107 und eine Bohrung 157 in der Brennstoffkammer 115 ein Unterdruck, was zu einer Bewegung der Membran 117 und zur Freigabe weiteren Brennstoffzuflusses von der Brennstoffpumpe 128 über ein Nadelventil 144 in die Brennstoffkammer 115 führt. Durch Einstellung des Nadelventils 177 läßt sich das Ausmaß der Brennstoffzuführung regulieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Membranvergaser für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktbrennkraftmaschine^ mit einem Ansaugkanal, der vom Einlaufquerschnitt konvergent zu einem Engquerschnitt hinführt und unmittelbar stromab des Engquerschnitts einen rückspringenden, eine Ringnut bildenden Absatz zur Querschnittserweiterung aufweist, der über ir. einen divergenten Abschnitt des Ansaugkanals zum Querschnitt des stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe anschließenden Ansaugrohrs führt, und bei dem die Brennstoffhauptsprilz düse im Bereich des Engquerschiiitts in den Ansaugkanal ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (106) der Hauptspritzdüse (107) in der Wandung der von dem rückspringenden Absatz gebildeten Ringnut (102) liegt.

2. Membranvergaser nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (43) der Wandung des Ansaugkanals im Längsschnitt im Einiaufbereich bis zum Engquerschnitt (95) durch einen Kreisbogen mit einem ersten Radius (93) und die Kontur (100) des stromab der Ringnut (102) anschließenden divergierenden Abschnitts von einem Kreisbogen mit einem zweiten Radius (109) gebildet sind.