DE19612401A1

DE19612401A1 - Internal combustion engine air and fuel gas feed

Info

Publication number: DE19612401A1
Application number: DE19612401A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dietrich
Original assignee: ENSERV ENERGY INDUSTRY SERVICE
Current assignee: ENSERV ENERGY INDUSTRY SERVICE
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-08-14

Abstract

The fuel mixture feed system, for an internal combustion engine, uses concentric poppet valves for separate control of air and fuel gas. The air control (19), fuel gas control (40) and the mixer (24) are integrated in a single unit (10), and in a single housing (11). The flow channels (23,42) for the fuel gas (16) and the combustion air (15) are accommodated within the unit or housing (11). Their cross-sections, at least at the entry (31) in a mixing zone (24), are of circular symmetry and concentric to each other.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zufüh rung eines Luft/Brenngasgemisches für Gasmotoren mit einem Brenngasregler und einem Verbrennungsluftmengen-Regler (im folgenden Luftregler genannt) sowie mit einem Luft-Brenn gas-Mischer.The invention relates to a feed device tion of an air / fuel gas mixture for gas engines with one Fuel gas controller and a combustion air volume controller (in called the following air regulator) and with an air burner gas mixer.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art, wie sie beispielsweise für Ottogasmotoren verwendet werden, bestehen aus drei Tei len, nämlich einem Venturimischer, einem als Drosselklappe ausgebildeten Luftregler und einem Brenngasregler, der von einem Stellmotor und einer Lambdasonde angesteuert wird. Das mengengeregelte Brenngas wird im Venturimischer von dem Luftstrom mitgerissen und durch Turbulenzen mit der Luft gemischt. Bei der Luftregelung ist der Durchströmquer schnitt durch die um eine Mittelachse schwenkbare Schme tterlingsventilklappe geometrisch unregelmäßig, was zu ört lich unterschiedlichen Strömungen und Turbulenzen führt. Hierdurch wird die Regelung und Vermischung der Gase beeinträchtigt.Known devices of this type, for example used for gasoline engines consist of three parts len, namely a Venturi mixer, one as a throttle valve trained air regulator and a fuel gas regulator by an actuator and a lambda sensor is controlled. The volume-controlled fuel gas is in the Venturi mixer from the Air flow entrained and caused by turbulence with the air mixed. The flow cross is for air control cut through the Schme pivotable about a central axis Butterfly valve flap geometrically irregular, which leads to localization different currents and turbulence. This will regulate and mix the gases impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die fertigungs technisch einfach ist und eine regelungstechnische Opti mierung ermöglicht. The invention has for its object a device of the type mentioned at the beginning to develop the manufacturing is technically simple and a control technology opti enables.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features of Claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Luft- und Brenngasmengenregelung zusammen mit der Mischeinheit in einer Baueinheit oder einem Gerät integriert. Damit läßt sich eine einfache und robuste Vorrichtung zur Aufbereitung geregelter Luft/Brenngasmischungen für stationäre oder mo bile Gasmotoren herstellen. Durch Wegfall von Zuleitungen ist die Vorrichtung außerdem weniger anfällig.In the device according to the invention, the air and Fuel gas quantity control together with the mixing unit in integrated into a unit or device. So that leaves a simple and robust device for processing regulated air / fuel gas mixtures for stationary or mo manufacture cheap gas engines. By eliminating supply lines the device is also less susceptible.

Alle drei Aufgaben, nämlich die Brenngas- und Luftmengen regelung sowie der Mischvorgang können dabei auch funk tionell in einer Einheit ausgebildet werden. So ist es z. B. denkbar, daß über einen Stellmotor und nur ein Stellglied die gesamte Regelung des Brennstoffgemisches für einen Gas motor, insbesondere für stationäre Ottogasmotoren, erfolgt. Durch eine Voreinstellung eines grundsätzlichen Luft/Brenn gas-Mischungsverhältnisses erfolgt nur die Regelung der Luft. Durch die Luftmengenveränderung in der Strömung paßt sich dann automatisch die Brenngasmenge im vorher einge stellten Verhältnis an.All three tasks, namely the fuel gas and air quantities control and the mixing process can also be radio be trained in one unit. So it is z. B. conceivable that via an actuator and only one actuator the entire regulation of the fuel mixture for a gas engine, especially for stationary gasoline engines. By presetting a basic air / burning gas mixing ratio is only the regulation of Air. Due to the change in air volume in the flow then the amount of fuel gas is automatically switched on beforehand started relationship.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Vor richtung ein Gehäuse, das vorzugsweise einen kreissymme trischen Innenraum hat, in dem mindestens ein koaxial an geordneter, kreissymmetrischer Drosselschieber oder ein Ventil vorgesehen ist, der bzw. das zur Mengenregelung axial verschiebbar gelagert ist.According to one embodiment of the invention, the front contains towards a housing, preferably a circular symme trical interior, in which at least one coaxial orderly, circularly symmetrical throttle valve or a Valve is provided, which or for volume control is axially displaceable.

Durch die Kreissymmetrie läßt sich ein gleichmäßiger Strö mungsquerschnitt, z. B. ein Ringspalt, realisieren, dessen Symmetrie auch in extremen Regelungsstellungen erhalten bleibt. Damit kann eine den Wirkungsgrad des Motors anhe bende homogene Luft/Brenngasmischung erzeugt werden. Der Vermischungsgrad ist über die gesamte Regelung gleich hoch.The circular symmetry allows a uniform flow mungsquerschnitt, z. B. realize an annular gap whose Preserve symmetry even in extreme control positions remains. This can increase the efficiency of the engine homogeneous air / fuel gas mixture. Of the The degree of mixing is the same across the entire control system.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem annähernd konusförmigen Drosselschieber, der axial innerhalb eines annähernd kegel-, kugel- oder halbkugel förmigen Raumes bewegbar ist und einen ringförmigen Regel spalt für die Luft- bzw. Brenngasmenge bildet. Bei einem derartigen Regelspalt wird die Spaltbreite, aber nicht die Konfiguration des Regelspaltes im Regelprozeß verändert, so daß immer eine gleichmäßige Strömung entsteht, die eine homogene Vermischung gewährleisten kann. Für eine optimale Gasmengenregelung können die Winkel der den Regelspalt bil denden Wandungen, nämlich die des Konus und der ihm gegen überliegenden Raumwandung, herangezogen und entsprechend ausgelegt werden.A preferred embodiment of the invention consists in an approximately conical throttle valve, the axial within an approximately conical, spherical or hemisphere shaped space is movable and an annular rule gap for the amount of air or fuel gas. At a Such a control gap becomes the gap width, but not that Configuration of the control gap in the control process changed, see above that there is always a steady flow, the one can ensure homogeneous mixing. For an optimal Gas flow control can adjust the angle of the control gap end walls, namely those of the cone and against it overlying wall, used and accordingly be interpreted.

Ein homogener Gasaustritt aus dem Regelspalt kann zusätz lich dadurch unterstützt werden, daß die Gasströmung be reits vor dem Regelspalt die kreissymmetrische Form annimmt. A homogeneous gas outlet from the control gap can additionally Lich supported by the fact that the gas flow be The circular symmetrical shape is already in front of the control gap assumes.

Für Motoren, bei denen eine Nachregelung des Mischungsver hältnisses, z. B. bei einer Lambdaregelung, gefordert wird, werden zwei konzentrisch ineinander liegende Drosselschie ber verwendet. Dieses kann in einer baulich kompakten Aus gestaltung der Erfindung dadurch geschehen, daß für das Brenngas und die Luft je ein annähernd konischer Drossel schieber vorgesehen wird. Die beiden Drosselschieber sind konzentrisch ineinander und konzentrisch zum Innenraum des Gehäuses angeordnet.For engines in which the mixing ratio is readjusted ratio, e.g. B. is required in a lambda control, become two throttling valves concentrically one inside the other used over. This can be done in a structurally compact way shaping the invention done in that for Fuel gas and the air each have an approximately conical throttle slide is provided. The two throttle valves are concentric with each other and concentric with the interior of the Housing arranged.

Zur Bildung von kreissymmetrischen Gasströmungen vor den Regelspalten kann jeder Konus mit einem Stößel versehen sein, wobei einer ein Hohlstößel ist. Die Stößel sind ebenfalls konzentrisch ineinander angeordnet. Zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Stößel und zwischen diesem und dem inneren Stößel wird jeweils ein Ringkanal für die Gase gebildet, die über radiale Öffnungen des Gehäuses in die Ringkanäle einströmen. Über die Länge und Breite der Ring kanäle läßt sich die Strömungscharakteristik beeinflussen.For the formation of circularly symmetrical gas flows before the Each cone can be equipped with a tappet for control gaps be, one of which is a hollow plunger. The pestles are also arranged concentrically one inside the other. Between the Housing and the outer plunger and between this and the inner plunger is an annular channel for the gases formed over the radial openings of the housing in the Flow ring channels. Over the length and width of the ring channels, the flow characteristics can be influenced.

Für eine Regelung mit einem voreingestellten Luft-Brenn gas-Mischungsverhältnis wird der Ringspalt für das Brenngas entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis fest ein gestellt. Hier wird nur der Konus zur Regelung der Luft betätigt.For control with a preset air burner gas mixing ratio becomes the annular gap for the fuel gas according to the desired mixing ratio posed. Here only the cone is used to regulate the air operated.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ebenfalls für eine Feinregelung verwendbar, bei der eine konstante Luft-Brenn gasmischung, wie z. B. bei einer Lambdaregelung, absolut genau eingehalten werden muß. Hierzu werden die beiden Drosselschieber angesteuert, und zwar getrennt voneinander. Über einen Stellmotor wird der äußere Drosselschieber, ggf. in Zusammenwirkung mit einer Rückstellfeder, zum Regeln der Luftmenge in axialer Richtung bewegt. Die Brenngasmengen regelung erfolgt vorzugsweise mit dem inneren Drosselschie ber, der mittels eines anderen Stellmotors dreh- oder axial bewegbar innerhalb des ersten Drosselschiebers gelagert ist. Die Regelstelle kann dabei ein Ringspalt eines Konus oder ein aus Ringnuten gebildeter Kolbenschieber sein.The device according to the invention is also for a Fine control can be used in which a constant air burning gas mixture, such as B. with a lambda control, absolutely must be followed exactly. To do this, the two Throttle valve controlled, separately from each other. The outer throttle valve, if necessary in cooperation with a return spring to regulate the Air volume moved in the axial direction. The amount of fuel gas regulation is preferably done with the internal throttle valve About the rotary or axial by means of another servomotor movably mounted within the first throttle valve is. The control point can be an annular gap of a cone or a piston valve formed from ring grooves.

Zur Optimierung der Luft/Brenngas-Gemischbildung werden die Ringspalte so angeordnet, daß die aus dem einen Ringspalt heraus tretende Luft durch Abriß an einer Austrittskante das aus dem anderen Ringspalt heraus tretende Brenngas zu umwir beln vermag. Dieses erfolgt beispielsweise durch eine er findungsgemäße Ausgestaltung, bei der die konzentrischen Ringspalte in Strömungsrichtung auf etwa gleicher Höhe zu liegen kommen. Der Ringspalt für die Luft umgibt vorzugs weise den Ringspalt für das Brenngas. Damit läßt sich eine baulich einfache Konstruktion mit günstigen Strömungsver hältnissen herstellen, bei der sich eine bestmögliche Ver mischung der Gase erreichen läßt, die zu einer optimierten Verbrennung führen kann.To optimize the air / fuel gas mixture formation, the Annular gaps arranged so that the one annular gap air coming out through tearing at a trailing edge to circulate fuel gas emerging from the other annular gap beln This is done for example by a he design according to the invention, in which the concentric Annular gaps in the direction of flow at about the same height come to lie. The annular gap for the air preferably surrounds have the annular gap for the fuel gas. So that one structurally simple construction with favorable flow rate Establish relationships in which the best possible Ver Mixing of gases can be achieved, which leads to an optimized Can cause combustion.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown schematically. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und Fig. 1 shows a first embodiment and

Fig. 2 und 3 je eine Variante eines Details aus Fig. 1. Fig. 2 and 3 depending on a variation of a detail in FIG. 1.

Die Vorrichtung 10 zur Zuführung eines geregelten Luft/ Brenngasgemisches zu einem nicht dargestellten Gasmotor hat ein Gehäuse 11 mit einer Längsbohrung 12 und mit zwei radial dazu angeordneten Anschlußstutzen 13, 14 für die Verbrennungsluft- bzw. Brenngaszufuhr 15 bzw. 16.The device 10 for supplying a regulated air / fuel gas mixture to a gas engine (not shown) has a housing 11 with a longitudinal bore 12 and with two connecting pieces 13 , 14 arranged radially thereto for the combustion air or fuel gas supply 15 or 16 .

Innerhalb der Längsbohrung 12 befinden sich die Bauteile für die Regelung der Gasmengen sowie für die Vermischung des Brenngases mit der Verbrennungsluft. Dazu ist ein erster Drosselschieber 17 bestehend aus einem Rohrstößel 18, dessen eines Ende einen hohlen Konus 19 bildet, vorge sehen. Am in der Zeichnung dargestellten oberen Bereich ist der Rohrstößel 18 in einer Gleithülse 20, die in der Längs bohrung 12 verankert ist, axial verschiebbar gelagert. Das obere Ende des Rohrstößels 18 ragt aus dem Gehäuse 11 heraus und wird mit einer als Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 21 beaufschlagt. Der Rohrstößel 18 steht in Zusammenwirkung mit einem nicht dargestellten Stellmotor.The components for regulating the gas quantities and for mixing the fuel gas with the combustion air are located within the longitudinal bore 12 . For this purpose, a first throttle valve 17 consisting of a pipe tappet 18 , one end of which forms a hollow cone 19 , see easily. At the upper region shown in the drawing, the pipe tappet 18 is axially displaceably mounted in a sliding sleeve 20 , which is anchored in the longitudinal bore 12 . The upper end of the tappet 18 protrudes from the housing 11 and is acted upon by a return spring 21 designed as a compression spring. The pipe tappet 18 interacts with a servomotor, not shown.

Die Längsbohrung 12 des Gehäuses 11 bildet um das untere Ende des Rohrstößels 18 einen Ringkanal 23 für die Luft zufuhr 15. Im Bereich des Hohlkonus 19 erweitert sich die Längsbohrung 12 zu einem den Hohlkonus 19 umgebenden, an nähernd kugelförmigen Raum, nämlich einem Mischraum 24, in dem der Hohlkonus 19 in Zusammenwirkung mit der Wandung 30 des Mischraumes 24 einen ringförmigen Regelspalt 31 für die Luft bildet.The longitudinal bore 12 of the housing 11 forms an annular channel 23 for the air supply 15 around the lower end of the tubular tappet 18 . In the region of the hollow cone 19, the longitudinal bore 12 extends a the hollow cone 19 surrounding, on approaching spherical space, namely a mixing space 24, in which the hollow cone 19 forms in cooperation with the wall 30 of the mixing chamber 24 an annular control gap 31 for the air.

Der Mischraum kann auch andere Konfigurationen haben. In Fig. 2 ist ein Mischraum 24′ gezeigt, bei dem die den Regel spalt 31′ begrenzende Wandung 30′ im Gegensatz zur kugeli gen Wandung 30 nach Fig. 1 kegelförmig ausgestaltet ist. In allen Fällen wird der Regelspalt 31, 31′ mit dem Außenumfang 32 des Hohlkonus 19 und der gegenüberliegenden Wandung 30 bzw. 30′ des oberen Bereichs des Mischraumes 24 bzw. 24′ gebildet. Mit der Spaltbreite, die durch axiale Verschie bung des Drosselschiebers 17 veränderbar ist, wird die Luftmenge geregelt.The mixing room can also have other configurations. In Fig. 2, a mixing chamber 24 'is shown, in which the rule gap 31 ' delimiting wall 30 'in contrast to the kugeli gene wall 30 of FIG. 1 is conical. In all cases, the control gap 31 , 31 'with the outer circumference 32 of the hollow cone 19 and the opposite wall 30 or 30 ' of the upper region of the mixing chamber 24 or 24 'is formed. With the gap width, which can be changed by axial displacement of the throttle valve 17 , the amount of air is regulated.

Die den Regelspalt 31, 31′ begrenzenden Wandungen 30, 30′, 32 sind so ausgelegt, daß der Luftstrom 34 an der Austritts- oder Abrißkante 35 des Hohlkonus 19 eine starke Verwirbe lung 36 erfährt. Hierauf wird weiter unten nochmals näher eingegangen. Die Winkel der den Regelspalt 31, 31′ bildenden Wandungen können zur Auslegung der Regelfunktion herangezo gen und entsprechend ausgelegt werden.The regulating gap 31 , 31 'bounding walls 30 , 30 ', 32 are designed so that the air flow 34 at the trailing or tear-off edge 35 of the hollow cone 19 experiences a strong swirling 36 . This will be discussed in more detail below. The angle of the control gap 31 , 31 'forming walls can be used to interpret the control function and be interpreted accordingly.

Die Vorrichtung ist bezüglich der Regelfunktionen in unter schiedlicher Art anwendbar. Bei einer Voreinstellung eines bestimmten Luft/Brenngas -Mischungsverhältnisses beispiels weise wird die Vorrichtung nur zur Regelung der Luftmenge ausgebildet. The device is regarding the control functions in below different types applicable. With a default certain air / fuel gas mixture ratio, for example the device is only used to regulate the air volume educated.

Dazu ist beispielsweise die vorstehend beschriebene Vor richtung geeignet, bei der ein mengengeregelter Luftstrom aus dem ringförmigen Regelspalt 31 in den Mischraum 24 hineinfließt und dabei eine Brenngasmenge entsprechend dem eingestellten Verhältnis mitreißt, die beispielsweise aus einem inneren Bereich des Regelungskonus 19 heraustritt. Für den Brenngasaustritt können viele, regelmäßig in einem Kreis verteilte (in der Zeichnung nicht dargestellte) Aus trittsöffnungen in einem Luft-Regelkonus vorgesehen werden. Die Verwendung eines zweiten Konus 53, der innerhalb des Hohlkonus 19 angebracht wird, ermöglicht die Bildung eines Ringspaltes 50 für das Brenngas, der nahe an den Austritt der Luft angeordnet werden kann. Die Breite des Ringspalts 50 zwischen den beiden Konussen 19 und 53 wird entsprechend dem gewünschten Luft-Brenngas Mischungsverhältnis fest ein gestellt. Über den Drosselschieber 17 wird die Luftmenge geregelt. Die Brenngasmengenregelung ist abhängig von der Luftmengenregelung. Durch die Luftmengenveränderung in der Strömung paßt sich die Gasmenge automatisch im gewählten Verhältnis an. Der zweite Konus 53 kann, wie in Fig. 1 ge zeigt ist, von einem mit dem Drosselschieber 17 fest ver bundenen, zentralen Schaft 52 getragen werden. Es ist aber auch möglich, nur einen Konus 53 zu verwenden, der im un teren Bereich des Drosselschiebers 17 zur Bildung des un veränderbaren Spalts 50 befestigt ist. Die Brenngasführung bis zu den Austrittsöffnungen oder dem Ringspalt erfolgt über den Stutzen 14 und den koaxialen Kanal 42 im Rohr stößel 18. For this purpose, the above-described device is suitable, for example, in which a volume-controlled air flow flows out of the annular control gap 31 into the mixing chamber 24 and entrains a fuel gas quantity corresponding to the set ratio, which, for example, emerges from an inner region of the control cone 19 . For the fuel gas outlet many, regularly distributed in a circle (not shown in the drawing) from openings in an air control cone can be provided. The use of a second cone 53 , which is fitted within the hollow cone 19 , enables the formation of an annular gap 50 for the fuel gas, which can be arranged close to the air outlet. The width of the annular gap 50 between the two cones 19 and 53 is fixed according to the desired air-fuel gas mixing ratio. The amount of air is regulated via the throttle slide 17 . The fuel gas volume control depends on the air volume control. Due to the change in the amount of air in the flow, the amount of gas adapts automatically in the selected ratio. The second cone 53 can, as shown in Fig. 1 ge, by a fixed to the throttle valve 17 ver connected central shaft 52 carried. But it is also possible to use only one cone 53 which is attached in the lower region of the throttle valve 17 to form the un-variable gap 50 . The fuel gas flow to the outlet openings or the annular gap takes place via the connector 14 and the coaxial channel 42 in the pipe tappet 18th

Die Brenngasmenge kann gemäß einer anderen Lösung unter Nutzung des Rohrstößels 18 des Drosselschiebers 17 einge stellt werden. Hierzu ist, wie in Fig. 1 gezeigt, der Rohr stößel 18 im Bereich der Gleithülse 20 als Kolbenschieber 40 ausgebildet. Der Kolbenschieber 40 hat radiale Öffnungen 41 im Rohrstößel 18, die einerseits in den Kanal 42 und andererseits in eine Ringnut 45 im Rohrstößel 18 münden, wobei die Ringnut 45 mit einer zweiten Ringnut 43 in der Gleithülse 20 zur Regelung der Durchflußmenge zusammen wirkt. Durch entsprechende Auslegung des Kolbenschiebers 40 bzw. der Ringnuten 43, 45 und des Luft-Regelspalts 31 kann ein Luft-Brenngas-Mischungsverhältnis eingestellt werden, das bei der Mengenregelung durch Axialbewegungen des Drosselschiebers 17 konstant gehalten werden kann. In die sem Beispiel ist der in Fig. 1 innerhalb des Drosselschie bers 17 gezeigte zweite Drosselschieber 51 nicht nötig.The amount of fuel gas can be adjusted according to another solution using the pipe tappet 18 of the throttle valve 17 . For this purpose, as shown in Fig. 1, the pipe plunger 18 is formed in the region of the sliding sleeve 20 as a piston valve 40 . The piston slide 40 has radial openings 41 in the tubular tappet 18 , which on the one hand open into the channel 42 and on the other hand into an annular groove 45 in the tubular tappet 18 , the annular groove 45 interacting with a second annular groove 43 in the sliding sleeve 20 to regulate the flow rate. By appropriately designing the spool 40 or the annular grooves 43 , 45 and the air control gap 31 , an air / fuel gas mixing ratio can be set, which can be kept constant in the quantity control by axial movements of the throttle valve 17 . In this example, the second throttle slide 51 shown in FIG. 1 within the throttle slide valve 17 is not necessary.

Die Vorrichtung kann aber auch als Nachmischer ausgebildet werden, indem zusätzlich zur Luftmengenregelung eine davon unabhängige Feinregelung der Brenngasmenge, z. B. für eine Lambdaregelung, erfolgt.The device can also be designed as a post-mixer be one of them in addition to the air volume control independent fine control of the amount of fuel gas, e.g. B. for a Lambda control.

Fig. 2 zeigt in Verbindung mit Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel dazu. Konzentrisch innerhalb des ersten Drosselschiebers 17 befindet sich ein zweiter, ebenfalls axial verschiebbarer Drosselschieber 51 mit einem massiven Stößel 52, der den zweiten Konus 53 trägt. Der zweite Drosselschieber 51 wird mittels eines mit dem oberen Ende des Stößels 52 wirkenden, als Drehspindel ausgebildeten Stellmechanismus 22 betätigt, der die Brenngassteuerung von einem Stellmotor auf den zweiten Drosselschieber 51 überträgt. Über den im ersten Drosselschieber 17 verbleibenden Ringkanal 42′ strömt das Brenngas zum konischen Austrittsspalt 50′, der in diesem Fall in seiner Breite veränderbar ist. Der Austrittsspalt 50′ wird durch die konische Innenfläche 56 des Hohlkonus 19 und die Umfangs fläche 57 des brenngasregelnden Konus 53 ge bildet. Diese beiden konischen Flächen 56, 57 haben unter schiedliche Winkel, die entsprechend für die Brenngasmen genregelung ausgelegt werden. Durch stellmotorgesteuerte, relative axiale Verschiebungen der beiden Drosselschieber 17 und 51 wird die Brenngaszufuhr zum Mischraum geregelt, während die Verschiebung des ersten Drosselschiebers 17 relativ zum Gehäuse 11 die Luftmenge regelt. FIG. 2 shows an exemplary embodiment in connection with FIG. 1. A second, likewise axially displaceable throttle slide 51 with a solid tappet 52 , which carries the second cone 53 , is located concentrically within the first throttle slide 17 . The second throttle slide 51 is actuated by means of an actuating mechanism 22 , which acts as a rotating spindle and acts on the upper end of the tappet 52 and which transmits the fuel gas control from an actuator to the second throttle slide 51 . About the remaining in the first throttle valve 17 ring channel 42 ', the fuel gas flows to the conical outlet gap 50 ', which is variable in its width in this case. The outlet gap 50 'is formed by the conical inner surface 56 of the hollow cone 19 and the peripheral surface 57 of the fuel gas regulating cone 53 ge. These two conical surfaces 56 , 57 have different angles, which are designed accordingly for the Brenngasmen gene control. The fuel gas supply to the mixing chamber is regulated by actuator-controlled, relative axial displacements of the two throttle slides 17 and 51 , while the displacement of the first throttle slide 17 relative to the housing 11 regulates the air quantity.

Bei einer wie vorstehend beschriebenen Variante ist, wie in Fig. 3 gezeigt, anstelle des Kolbenschiebers 40 am Hohl stößel 18′ eine Ringnut 45′ vorgesehen, die breiter ist als die Ringnut 43 in der Gleithülse 20, um den freien Brenn gasdurchfluß in den Ringkanal 42′ trotz axialer Verschie bungen des ersten Drosselschiebers 17 sicherzustellen.In a variant as described above, as shown in Fig. 3, instead of the piston valve 40 on the hollow plunger 18 'an annular groove 45 ' is provided, which is wider than the annular groove 43 in the sliding sleeve 20 to the free fuel gas flow in the annular channel 42 'to ensure despite axial displacements of the first throttle valve 17 .

Die Bildung von konzentrischen Ringspalten 31 bzw. 31′ und 50 bzw. 50′ für die Luft- und Brenngasaustritte in den Mischraum 24, 24′ hat den Vorteil, daß eine gute Vermischung der beiden Gase sichergestellt werden kann. Dazu wird die weiter oben beschriebene Verwirbelung 36 der in den Mischraum 24 eintretenden Luft genutzt, und zwar in Verbindung mit dem zweiten Ringspalt 50, aus dem das Brenngas kreissymmetrisch und möglichst nahe der Abrißkante 35 der Luftströmung heraustritt, so daß das Brenngas aufgrund des im Wirbelzentrum erzeugten Unterdrucks mitgerissen und verwirbelt wird. Die Verwirbelung kann durch eine gekrümmte und/oder in Strömungsrichtung konver gierende Wandung 37, 37′ in der unteren Hälfte des Misch raumes 24, 24′ unterstützt werden.The formation of concentric annular gaps 31 and 31 'and 50 and 50 ' for the air and fuel gas outlets in the mixing chamber 24 , 24 'has the advantage that good mixing of the two gases can be ensured. For this purpose, the swirling 36 of the air entering the mixing space 24 described above is used, in connection with the second annular gap 50 , from which the fuel gas emerges in a circle-symmetrical manner and as close as possible to the tear-off edge 35 of the air flow, so that the fuel gas due to the in the vortex center generated negative pressure is entrained and swirled. The swirling can be supported by a curved and / or in the flow direction converging wall 37 , 37 'in the lower half of the mixing chamber 24 , 24 '.

Ein weiterer Faktor, der zur guten Vermischung der Gase beiträgt, ist, daß beim Hoch- und Niederfahren des Drossel schiebers 17 im Gegensatz zu den bekannten Drosselklappen unterschiedliche, aber immer symmetrisch bleibende Quer schnitte für die Luftzufuhr freigegeben werden, womit eine gleichmäßige Turbulenz und ein gleichmäßiges Ansaugen des Brenngases erfolgt. Das führt in Verbindung mit den vor stehenden Merkmalen zu einer hohen Homogenität der Mischung, die für eine optimale Nutzung des Gemisches im Motorbrennraum wichtig ist und für die Entflammbarkeit magerer Gemische überhaupt entscheidend sein kann. Es sind somit mehrere Faktoren, die dazu beitragen, eine gleich mäßige Regelung und optimierte Gasvermischung zu gewähr leisten und damit zu einen hohen Motorwirkungsgrad führen.Another factor that contributes to the good mixing of the gases is that when the throttle slide 17 is raised and lowered, in contrast to the known throttle valves, different but always symmetrical cross sections are released for the air supply, which means a uniform turbulence and a uniform suction of the fuel gas takes place. In connection with the above features, this leads to a high homogeneity of the mixture, which is important for optimal use of the mixture in the engine combustion chamber and can be decisive for the flammability of lean mixtures. There are therefore several factors that help to ensure uniform control and optimized gas mixing and thus lead to high engine efficiency.

Das Gehäuse 11 ist zweckmäßigerweise im wesentlichen zylin drisch ausgestaltet, womit ein drei Funktionen erfüllendes, sehr kompaktes Gerät geschaffen ist.The housing 11 is expediently designed substantially cylin drical, whereby a three-function, very compact device is created.

Die Ausgestaltung eines die Regelung der beiden Gase und deren Vermischung integrierendes Gerät kann unterschiedlich sein, wesentlich dabei ist die Einhaltung der kreissymme trischen Drosselung oder Dosierung sowie der kreissymmetri sche Eintritt der Gase in den Mischraum.The design of a regulation of the two gases and their mixing integrating device can vary It is essential that the circular symmetry is adhered to trical throttling or dosing and circular symmetry the gases enter the mixing room.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungen ist die Luft strömung außen und die Brenngasströmung innen geführt. Die Umkehrung ist selbstverständlich auch möglich. Wichtig ist, daß die in diesem Fall innerhalb des ringförmigen Brenngas stromes heraustretende Luft so geführt wird, daß sie im Mischraum das Brenngas zu umwirbeln vermag.In the embodiments described above, the air flow outside and the fuel gas flow inside. The Reversal is of course also possible. Important is, that in this case within the annular fuel gas current escaping air is guided so that it in Mixing room can whirl the fuel gas.

Claims

1. Device for supplying a regulated air / fuel gas mixture for gas engines with a combustion air volume controller (hereinafter called air controller), a fuel gas controller and an air / fuel gas mixer, characterized in that the air controller ( 19 ), the fuel gas controller ( 40 , 53 ') and the mixer ( 24 , 24 ') are integrated in one device ( 10 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the air control ( 19 ), the fuel gas control ( 40 , 53 ') and the mixing process ( 24 , 24 ') take place in a common housing ( 11 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that within the device or the housing ( 11 ) flow channels ( 23 , 42 , 42 ', 31 , 31 ', 50 , 50 ') for the fuel gas ( 16 ) and Combustion air ( 15 ) is provided, the cross sections of which are at least in the inlet area ( 31 , 31 ', 50 , 50 ') in a mixing chamber ( 24 , 24 ') circularly symmetrical and concentric to one another.

4. The device according to claim 3, characterized in that the housing ( 11 ) has a circularly symmetrical interior ( 12 , 24 , 24 ') which is at least partially as a flow channel ( 23 ) for the combustion air ( 15 ) and / or for the fuel gas ( 16 ) serves and the mixing chamber ( 24 , 24 ') and means ( 17 , 51 ) for regulating the two gas quantities.

5. The device according to claim 4, characterized in that at least one throttle valve ( 17 , 51 ) is provided as means for regulating the gas quantities, which is axially displaceably mounted coaxially in the interior ( 12 ) of the housing ( 11 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that a control cone ( 19 , 53 , 53 ') is provided as a throttle slide ( 17 , 51 ), which, if necessary, on a in a sliding bush ( 20 ) mounted hollow or full plunger ( 18 , 52 , 52 ') is attached.

7. Apparatus according to claim 4 and 6, characterized in that the mixing space ( 24 , 24 ') is approximately spherical, conical, hemispherical or double-conical, and that at least one control cone ( 19 , 53 , 53 ') in Mixing chamber is arranged such that an annular control gap ( 31 , 31 ') is formed between the control cone ( 19 ) and the wall ( 30 , 30 ') of the mixing space ( 24 , 24 ').

8. The device according to claim 7, characterized in that an annular inlet ( 50 ) in the mixing chamber ( 24 , 24 ') for the other gas is provided concentrically with the annular control gap ( 31 , 31 ') of the one gas.

9. The device according to claim 8, characterized in that the annular inlet for the other gas also forms a variable control gap ( 50 ').

10. Device according to one of claims 1-8, characterized in that a throttle slide ( 17 , 19 , 40 ) is provided, with which the amount of both the fuel gas and the combustion air can be regulated.