DE2011080A1

DE2011080A1 - Mit dem Vergaser einer Brennkraftmaschine verbundene Zündeinrichtung

Info

Publication number: DE2011080A1
Application number: DE19702011080
Authority: DE
Inventors: Edward F. Naperville; Berndt Wayne E. Lombard; 111. Fort (V.StA.). P
Original assignee: International Harvester Company, Chicago, IH. (V.StA.)
Priority date: 1969-03-12
Filing date: 1970-03-09
Publication date: 1971-09-23
Also published as: FR2038034A5; US3544082A; GB1298721A

Description

8 München 5, den 9. März 1970

Erhardtstraße 11

)n$. Catt O. SLoepke. Telefon 240675 l/W

Patentanwälte

International Harvester Company
401, North Michigan Avenue
Chicago, Illinois 60611 (V.St.A.)

Mit dem Vergaser einer Brennkraftmaschine verbundene

Zumeßeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zumeßeinrichtung für flüssigen Brennstoff bei mit Zündkerzen betriebenen Brennkraftmaschinen. Sie betrifft insbesondere eine Vergaserausbildung, die mit einer Regelkammer für die Zumeßung des Brennstoffes versehen ist, wobei der gesamte Brennstoff · durch eine Düse geleitet wird, die in der unterhalb der in der Luftzuführung angeordneten Drossel ausmündenden Abflußleitung angeordnet ist und die ermöglicht, der Brennkraftmaschine ein bei allen Belastungen der Maschine im wesentlichen gleichbleibendes Luft-Brennstoff-Gemisch zuzuführen und die es trotzdem zuläßt, daß die Maschine unter den gleichen Zufuhrbedingungen auch im Leerlauf arbeitet. Dies bedeutet, daß eine einzige Brennetoffzufuhrvorrichtung unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine wirksam ist, sowohl wenn diese unter Belastung umläuft, als auch wenn sie leerläuft.

Bekannt ist es, zwei Brennstoff-Zumeßvorrichtungen vorzusehen, von denen die eine wirksam ist, um Brennstoff oberhalb der Drosselklappe zuzuführen, wenn die Maschine unter Last arbeitet, während die zweite Vorrichtung den Brennstoff unterhalb der Drosselklappe zuführt, wenn die Maschine leerläuft.

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Eine solche Betriebsweise verlangt einen Übergang von der einen Vorrichtung auf die andere Vorrichtung, und diesen Übergang zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung. In der USA-Patentschrift 3 386 710 ist eine Brennetoff-Zumeßvorrichtung beschrieben, die mit einem Plussigkeitsverstärker arbeitet, in der der flüssige Brennstoff in zwei Ströme aufgeteilt wird, deren einer über eine Düse in die Luftzufuhrleitung oberhalb der Drosselklappe zugeführt wird, während der andere Strom den Brennstoff bis zu einem Brennstoffbehälter zum erneuten Umlauf führt; der Regelt druck im Flüssigkeitsverstärker dient hierbei dazu, den Brennstoff in die zwei Ströme zu unterteilen.

Demgegenüber soll die mit dem Vergaser verbundene Zumeßeinrichtung für den unterhalb der Drosselklappe einer mit Zündkerzen betriebenen Brennkraftmaschine zuzuführenden Brennstoff aus einem einzigen ZuIeitungssystem bestehen, das unter allen Betriebsbedingungen, also bei Leerlauf wie auch bei Vollast wirksam ist, das außer dem den Brennstoffeinlaß regelnden Schwimmer und der lagenveränderlichen Drosselklappe keine bewegbaren Teile enthält und mit einer Regelkammer arbeitet. Nicht nur wird ein übermäßiger Rückfluß an Brennstoff zum Brennstoffbehälter dadurch vermieden, W sondern es erübrigt sieh auch eine zweite Druckflüssigkeitsquelle oder ein zweites Leitungssystem für den Leerlauf der Maschine.

Die Verwendung eines einzigen Zuleitungssystems ermöglicht, Brennstoff in eine Zone verhältnismäßig hohen Unterdruckes, wie sie unterhalb der Drosselklappe vorhanden ist, zuzuführen, der dadurch gleichmäßiger mit dem Luftstrom vermischt wird und so eine gute Brennstoffverteilung auf die Zylinder sicherstellt. Eine solche gute Brennstoffverteilung auf die Zylinder ist wichtig, weil die Brennkraftmaschine mit einem mageren Brennstoff-Luft-Gemischverhältnis gleichmäßiger und stoßfreier läuft· Die Regelung des Brennstoffzuflufles zur

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Maschine wird grundsätzlich dadurch erreicht, daß die Menge an Brennstoff geregelt wird, die ohne Anwendung eines von außen wirkenden zusätzlichen Druckes einem einzigen Auslaß von einer Quelle zugeführt wird. _: . . .

Um mittels eines einzigen ZuIeitungssystems die gesamte oder wenigstens angenähert gesamte zugemessene Brennstoffmenge durch eine einzige Zuflußleitung dem mit den Ausstrahlöffnungen versehenen, unterhalb der Drosselklappe angeordneten Vergaserrohr zuleiten zu können, bedarf es einer besonders ausgebildeten Zündeinrichtung, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine solche Ausbildung der Luftzufuhrleitung, daß sich drei durch eine venturiartige Verengung und durch die in Stromrichtung dahinter vorgesehene Drosselklappe voneinander getrennte unterschiedliche Druckzonen ergeben, von denen die im Einlaufbereich der Luft befindliche Druckzone über einen Kanal mit der s ie auf eine entsprechende Druckhöhe haltenden Brennstoffkammer und die durch die Verengung gebildete Druckzone über eine Öffnung mit einer in der den Brennstoff aus der Kammer zu einem in der Druckzone unterhalb der Drosselklappe in der Luftzufuhrleitung angeordneten Vergaserrohr führenden Abflußleitung vorgesehenen Regelkammer in Verbindung steht, wobei die gemeinsamen, gewissermaßen integrierten Druckwerte in den Druckzonen die Zuflußmenge des Brennstoffes durch die Abflußleitung- und die darin befindliche Regelkammer regeln und mit dem zugeführten Luftstrom ein Luft-Brennstoff-Gemisch von im wesentlichen gleichbleibenden Luft-Brennstoff-Verhältnis erzeugen.

Für die Anordnung der erfindungsgemäß.wichtigen Regelkammer bestehen mehrere Möglichkeiten. Eine Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß in der Zuflußleitung zur Regelkammer benachbart zu dieser, eine Düse vorgesehen ist, die sich auf Abstand von einer an die Regelkammer anschließenden Abflußöffnung befindet. Hierbei ist zu beachten, daß der Abstand zwischen der vor der Regelkammer angeordneten Düse und der-in der.IfcftZUr fuhrleitung im Bereich der Druckzone befindlichen Öffnung

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nicht größer als die halbe Länge des Umfangea dieser Öffnung ist. Zweckmäßig ist hierbei zu berücksichtigen, daß der Gesamtquerschnitt der im Vergaserrohr vorgesehenen Ausstrahlöffnungen halb bis dreimal so groß wie der Querschnitt der Düse ist.

Eine zweckmäßige Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffkammer seitlich zur Luftzufuhrleitung angeordnet und mit einem Begrenzungsventil versehen ist, welches so eingestellt ist, daß es den Brennstoffpegel bis zu einer dicht unterhalb der durch die Regelkammer zu legenden horizontalen Ebene begrenzt.

Es kann die gemäß der Erfindung ausgebildete Zumeßeinrichtung aber auch so angeordnet sein, daß die Zuflußleitung quer durch die Luftzufuhrleitung geführt und die Regelkammer in der Mitte dieser Zufuhrleitung angeordnet ist.

Ausführungsformen des Vergasers in der erfindungsgemäßen Ausbildung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Ansicht des Vergasers von oben,

Figo 2 ein vertikaler Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ein Teilquerschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 ein horizontaler Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht,

Fig. 6 ein vertikaler Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5.

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Die Fig. 1-4 zeigen die eine Ausführung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten, allgemein mit 10 bezeichneten Vergasers. Dieser hat an der Oberseite eine mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehende Luftzufuhrleitung 11, die in üblicher Weise durch ein nicht veranschaulichtes luftfilter abgeschlossen ist. Das untere Auslaßende steht über entsprechende, nicht veranschaulichte ^erteilerrohre mit den Zylindern einer Brennkraftmaschine in Verbindung. Zur ßegelung der zuzuführenden Luftmenge ist eine mit einem Gestänge 13 verbundene Drosselklappe 12 vorgesehen.

Die Luftzufuhrleitung 11 weist eine Verengung 14 mit venturiartiger Wirkung auf, welche den statischen Druck der durchfließenden Luft verringert, um auf die i^v±enge der durchströmenden Luft ansprechende Drücke zu erzeugen, wie dies nachfolgend näher erläutert wird.

Der Vergaser ist mit einer allgemein mit 15 bezeichneten, zur Aufnahme von Brennstoff 23 bestimmten Kammer versehen. Ein darin angeordneter Schwimmer 16 wird von einem an einem Zapfen 18 angelenkten Arm 17 getragen, der mit einem mit einem Sitz 21 zusammenwirkenden Ventilkörper- 20 versehen ist. Für die Zuführung flüssigen Brennstoffes ist eine Leitung 22 vorgesehen. Die Kammer wird bis zu der in Fig. 2 und 6 vermerkten Höhe mit Brennstoff angefüllt. An den oberhalb des Flüssigkeitspegels 24 befindlichen Teil der Kammer schließt ein Kanal 31 an, dessen Öffnung 32 im oberen Teil der Luftzufuhrleitung 11 liegt.

Für die Abfuhr des Brennstoffes schließt an die Kammer 15 ein allgemein mit 25 bezeichnetes Leitungssystem an, dessen Verlauf aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist. An die mit der Kammer verbundene Auslaßleitung 28 schließt eine in Höhe der QuerschnittsVerengung 14 liegende und mit dieser durch eine öffnung 36 in Verbindung stehende Regelkammer an, die allgemein mit 25 bezeichnet ist. Diese Kammer besteht aus einem

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Querkanal 26, der zu einer in Pig. 4 erkennbaren Düse 27 verengt ist und an den über eine Öffnung 33 eine Auslaßleitung 34 anschließt, die zu einem im Innern des Vergasers unterhalb der Drosselklappe 12 angeordneten, am einen Ende geschlossenen Vergaserrohr 29 mit einem oder mehreren Strahlöffnungen 30 führt.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5> 6 liegt die Regelkammer, hier mit 25* bezeichnet, in der Mitte des Lufteinlasses und ist innerhalb eines diesen Lufteinlaß quer durchlau- ψ fenden Rohres 35 angeordnet. Der an die ■'Hislaßleitung 28' anschließende Querkanal 26' enthält auch bei dieser Ausführung eine Düsenverengung 27'. An die Heitelkammer, hier bezeichnet mit 25'» schließt über eine Öffnung 33' die Auslaßleitung 34* an, die den flüssigen Brennstoff zum Vergaserrohr 29* führt.

Wie in Pig. 2 und 6 gezeigt, ist die Kammer 15 gegenüber der Regelkammer 25 bzw. 25' so angeordnet, daß der mit

24 bezeichnete Flüssigkeitspegel gerade dicht unterhalb der durch die Düsenverengung 27 bzw. 27^f zu legenden horizontalen Ebene liegt. Steigt der Brennstoffpegel 24 bis

^ über die Düse 27 bzw. 27' an, fließt flüssiger Brennstoff während der Perioden, in denen die Maschine nicht arbeitet, aus der Kammer 15 in die Luftzufuhrleitung 11 über, was zu einem Verlust an Brennstoff führt und ein richtiges Anlaufen des l'iotors beeinträchtigt. Andererseits soll der Brennstoff pegel 24 nicht wesentlich unter die durch die Düse bzw. 27' zu legende horizontale Ebene absinken, da dann eine unnötig hohe Druckdifferenz erforderlich wäre, um Brennstoff durch die genannten Düsen fließen zu lassen.

Wie bereits bemerkt, steht der Querkanal 26 der Rege!kammer

25 über die Öffnung 36 mit der Luftzufuhrleitung 11 in Verbindung. Im idealen Fall sollte der Abstand zwischen der Düse 27 und der Öffnung 36 gleich Null sein. In praktischer

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Hinsicht kann dieser Abstand etwa gleich der Hälfte des benetzten Umfanges der Öffnung 36 sein. Würde dieser Abstand etwa 5 mm groß sein, wäre keine zufriedenstellende Wirkung mehr vorhanden, die hingegen sehr gut ist, wenn dieser Abstand etwa 1,5 mm groß ist. Die gleichen Erwägungen gelten für den Abstand zwischen der Düse 27^f und der Öffnung 36' in Pig. 6.

Auch der G-esarntquerschnitt der Strahlöffnungen 30 im 'Vergaserrohr 29 ist wichtig. Es wurde gefunden, daß der Gesamtquerschnitt der Öffnungen 30 zweckmäßig einhalb bis dreimal so groß wie der Querschnitt der Düsenverengung 27 oder 27' sein soll.

Aus Fig. 2 und 6 ergibt sich, daß die Luftzufuhrleitung 11 drei hauptsächliche Druckzonen aufweist, die mit X, Y und Z bezeichnet sind. Die Menge oder die Zumeßung an Brennstoff 23 aus der Kammer 15 durch die Regelkammer 25 bzw. 25' steht in direktem Verhältnis zu dem zusammengefaßten bzw. integrierten Effekt der während einer bestimmten Arbeitebedingung des Motors in den Zonen X, Y und Z herrschenden absoluten Druckhohe.no Es wurde gefunden, daß in der Zone X der absolute Druck dicht unter Atmosphärendruck liegt und bei allen Arbeitsvorgängen des Motors nur wenig schwankt,, daß in der Zone Y, also im Bereich der venturiartigen Verengung 14 der Luftzufuhrleitung 11 der absolute Druck seinen kleinsten Wert erreicht, wenn die Drosselklappe 12 ganz geöffnet ist, und er progressiv auf einen Höchstwert ansteigt, der etwas unter,der absoluten Druckhöhe in der Zone X liegt, wenn die Drosselklappe 12 fast ganz geschlossen ist, also in Zeiten, wenn der Motor leerläuft. In der Zone Z unterliegen die absoluten Druckwerte der weitesten Änderung. Im Leerlauf ist die absolute Druckhöhe in dieser Zone sehr niedrig; sie liegt sehr viel tiefer als in den Zonen X oder Y unter den Arbeitsbedingungen der Maschinee

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Wenn andererseits die Drossel 12 weit geöffnet ist, wenn also der Motor unter voller Last läuft, ist die absolute DrucKhÖhe in der Zone Z etwas gröier als die entsprechende Druckhöhe in ler Zone Y.

Hieraus ergibt sicn, dai die absolute Druckhöhe cei allen Arbeitsbedingungen der Brennkrafteaschine in der Zcne Z gröier ist als in der Zone Y oder in der Zone Z. Demzufolge treibt der in der Kammer 1; herrschende Luftdruck den flüssigen Brennstoff 23 durch die Düsenverengung 2 7 bzw. 27', die so angeordnet ist, dai der hindurcnfliegende Brennstoff zur Auslaiöffnung 33 bzw. 33' hin gerichtet ist, wonach, wenn die Regelkair.rr.er 25 bzw. 25' richtig angeordnet ist, die Brennstoffzufuhr in die Leitung 11 hinein unter allen Arbeitsbedingungen der Maschine ausscnlieilicn durch die Strahlöffnungen 3-C stattfindet. Arbeitet die Brennkraftmaschine andererseits bei ganz oder nahezu ganz geöffneter Drosselklappe, kann Brennstoff auch noch durch die öffnung 36 bzw. 36' in die Luftzufuhrleitung eintreten. Hat die Regelkaonier 25 bzw. 25' in: wesentlichen die in den Fig. 2 u. 6 wiedergegebene Ausbildung in bezug auf das Vergasergenäuse 10 bzw. 10', wird der gesagte Brennstoff durch die Öffnungen 30 ausgesprüht, ohne durch die Öffnung 36 bzw. 36* auszulaufen, und dies auch dann nicht, wenn die Maschine mit weitgeöffneter Drosselklappe arbeitet. Sin weiterer Vorteil des in der Zeichnung veranschaulichten Vergasers ist, daß er der Brennkraftmaschine, wenn diese unter Last arbeitet, also nicht ic Leerlauf, den Brennstoff in einem gleichbleibenden Luft-Brennstoff-Gemisch zuführt.

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Claims

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Patentansprüche

f I.JMit dem Vergaser einer Brennkraftmas chine verbundene Vw-/ Sinneΰeinrichtung, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Luftzufuhrleitung (11), daß sich drei durch eine venturiartige Verengung (14) und durch die in Stromrichtung dahinter vorgesehene Drosselklappe (12) voneinander getrennte unterschiedliche Druckzonen (X, Y', Z) ergeben, von denen die im Einlaufbereich der Luft befindliche Druckzone (X) über einen Kanal (31) mit der sie auf eine entsprechende Druckhöhe haltenden Brennstoffkammer (15) "iind die durch die Verengung (H) gebildete Druckzone (Y) über eine Öffnung (36) mit einer in der den Brennstoff aus der Kammer (15) zu einem in der Druckzone·(Z) unterhalb der Drosselklappe (12) in der luftzufuhrleitung (11) angeordneten Vergaserrohr (29) führenden Abflußleitung (26, 26. 24, 28', 26·, 24') vorgesehenen Regelkammer (25, 25') in Verbindung steht, wobei die gemeinsamen, gewissermaßen integrierten Druckwerte in den Druckzonen (X, Y, Z) die Zuflußmenge des Brennstoffes durch die Abflußleitung (28, 26, 24, 28', 26», 24') und die darin befindliche Regelkammer (25, 25') regeln und mit dem zugeführten Luftstrom ein Luft-Brennstoff-ffemiscn von im wesentlicnen gleichbleibenden Luft-Brennstoff-Verhältnis erzeugen.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuflußleitung (28, 28·) zur fiegelkammer (25, 25* benachbart zu dieser, eine Düse (27, 27¹) vorgesehen ist, die sich auf Abstand von einer an die Regelkammer (25) anschließenden Abflußöffnung (33) befindet.

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3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der vor der Hegeikacmer (25) angeordnexen Düse (2"^?, 21") und der in der Luftzufuhrleitung (11, ic> Bereich der Druckzone [Y) befindlichen Öffnung v36, 3g¹) nicht großer als die halbe Länge des Umfanges dieser öffnung ist.
4. Zuiießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aa3 der Gesamtquerseim: xt der i.i Vergaserrohr v2y) vergesehenen Aus strahl öffnungen (30) halb bis dreimal so groi " wie der Querschnitt der Düse (;.?, 27^s) ist.
5· Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff kanter (15) seitlich 2ur Luftzufuiirieitung (11/ angeordnet und mit einem Begrenzungsventii (20, 21) versehen ist, weiches so eingestellt ist, daß es den Brennstoffpegel bis zu einer dicht unterhalb der durch die Regelkamaier (25, 25*) zu legenden horizontalen Ebene begrenzt.
6. Zündeinrichtung nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuflui3ieitung (28^f ) quer durch die Luftzufuhrleituni h (11) geführt und die Regel-:ani,ir.er (25¹J in der Mitte dieser Zuführleitung angeordnet ist.

BAD ORJGlNAL

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