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Luftzuführungssystem für Brennkraftmaschinen.
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Die Erfindung betrifft ein Luftzuführungssystem für Brennkraftmaschinen,
bei dem die Luft von auBen durch einen Luftkanal in den Ansaugstutzen geführt wird,
wobei sie erwärmt und komprimiert werden kann und bei dem ein Steuerventilmechanismus
im Luftkanal sich entsprechend den Betriebsbedingungen der Maschine einstellt.
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Die vorliegende erfindung betrifft allgemein Brennkraftmaschinen,
und insbesondere ein Luftzuführungssystem zur vollständigen Verbrennung des Kraftstoffes
in einer Brennkraftmaschine.
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Bei den bekannten Brennkraftmaschinen wird das Eraftstoff-Luftgemisch
durch einfaches Einspritzen des flüssigen sraftstoffs in der Ansaugphase erzeugt
und durch den Unterdruck im Maschinenzyllnder in diesen gesaugt. Die so erreichte
Mischung von Kraftstoff und Luft ist nicht ausreichend, was einen geringen Wirkungsgrad
und Unvollständigkeit der Verbrennung zur Folge hat. Der Grad der Vergasung wird
stark beeinflußt von den pltzlichen Änderungen der Ansauggeschwindigkeit de Gemisches
und
der Umgebungstemperatur, weswegen es bisher schwierig war, den Grad der Vergasung
unabhängig von diesen Änderungen konstant zu halten. flas Kraftsto£f-Luftverhäitnis
wird jedoch geeignet für den Luftzustrom des Vergasers gewählt. Ist dieses Verhältnis
für Beerlaut eingestellt, überigt deshalb zwangsläufig der Kraftstoff, und unverbrannter
Kraftstoff wird ausgestoßen, sobald der Motor sich unter Last erwärmt, d.h., wenn
die hohe Temperatur die Vergasung begünstigt. Ist das Verhältnis den Bedingungen
unter Last angepaßt, so kann es passieren, daß der Motor im Leerlauf stehenbleibt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optimale Verbrennung
des Kraftstoffs in Brennkraftmaschinen mit Hilfe des BuStzuführungssystems zu erreichen,
wobei die Luftzufuhr den Betriebsbedingungen der Maschine entsprechend gesteuert
oder die Vergasung durch Vordrmen und Komprimieren der zugeführten Luft verbessert
wird.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Luftzuführungssystem
für Brennkraftmaschinen, bei dem die Luft in den Ansaugstutzen des Motors geführt
wird, wobei der Luftzustrom gesteuert wird durch eine willkürlich betätigte Drosselklappe
und eine Vordrosselklappe, die von einem Bimetall, entsprechend der Motortemperatur,
gesteuert wird.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist ein Luftzuführungssystem,
bei dem ein Luftzuführungsrohr in den Ansaugstutzen führt, das mit wärmeabgebenden
Teilen der Maschine verbunden ist und bei dem komprimierte und durch diese l'eile
erwärmte Luft durch dieses Luftrohr in den Vergaser geleitet wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Luftzuführungssystem,
bei dem komprimierte und durch diese wärmeabgebenden Teile erwärmte Luft in einen
Venturiabschnitt des Auspuffs des Motors gerührt wird, um die vollständige Verbrennung
zu fördern.
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Die übrigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklären
die folgende detaillierte Beschreibung und die Ansprüche in Vcruindung mit den beigefügten
Zeichnungen, bei denen Fig. 1 eine Seitenansicht eines Luftzuführungssystems einer
J3rennia£tmachine darstellt; Fir. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Haupttail
von Fig. 1 darstellt; iig. 3 einen Schnitt darstellt, der die Verbindung von einem
Vergaser und einem Stromgenerator zeigt; Fig. 4 perspektivisch die Verbindung von
einem Gebläse und einem Kühler darstellt; Fig. 5 einen Längaschnitt durch Fig. 4
darstellt; Fi. 6 die verbindung von Kühler, Kühlerventilator, Vergaser und Ki'ait£aiirzeugtleizung
in teilweise geschnittener Darsteliung zeigt.
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In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 einen Luftfilter und 11 einen Vergaser,
der 80 konstruiert ist, daß er den Kraftstoff entsprechend der Durchströmungsgeschwindigkeit
der Luft durch den Vergaser in Kraftstoff-Luftgemisch verdampft. Der Ansaugstutzen
12 befindet sich oberhald eines Auslaßventils zur leichteren Vergasung infolge der
Warme des Auspuffs. Er ist so geformt, daß das Gemisch leicht durch ein Einlaßventil
in die Zylinder gesaugt wird. 13 stellt eine Brennkraftmaschine dar. Das eine Ende
14' des Luftkanals 14 ist mit dem Ansaugstutzen 12 verbunden, das. andere 14" durch
den Luftfilter 10 mit der Außenluft.
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Im Kanal 14 befindet sich ein Steuerventilmechanismus 15, dessen Details
Fig. 2 zeigt. Dieser Ventilmechanismus besteht aus einer willkürlich betätigten
Drosselklappe 16 und einer Vordrosselklappe 17, die sich öffnet, wenn sich der Motor
13 erwärmt.
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Die Vordrosselklappe 17 kann bei 17' drehbar gelagert sein und z.B.
über einen Verbindungsarm 18 durch die Bewegung des Bimetalls 19 betätigt werden,
das sich in einem vom Auspuffgas des Motors durchströmten Rohr 20 befindet. Beim
Starten des Motors ist die bimetallgesteuerte Vordrosselkiappe 17 geschlossen und
läßt keine Luft durch den Kanal 14 in den Motor, selbst
wenn die
Drosselklappe 16 geöffnet wird. Ist der Motor im Leerlauf warmgeworden und bereit
zur Belastung, setzt sich das Bimetall 19 in Tätigkeit und öffnet die Vordrosselkiappe
17 allmählich. Öffnet man die Drosaelklappe 16 unter Last, gelangt Luft durch den
Kanal 14 in den Motor. In diesem Fall gelangt infolge der zu geringen Öffnung der
Vordrosselklappe durch das Bimetall nicht viel Luft hinein, solange der Motor nicht
genügenA warm ist. Die Vordrosselklappe öffnet aber ganz, wenn der Motor warm ist
und stellt so die richtige Vergasung ein.
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Da die Luft durch den Luftkanal strömt, entsprechend dem Warmwerden
und den Betriebsbedingungen des Motors, unabhängig von der Luft durch den Vergaser
11, wird der Venturieffekt des Verglasers nicht nachteilig beeinflußt, solange der
Strömungsquerschnitt des Vergasers 11 groß ist gegen den des Kanals 14. Wenn im
Leerlauf ein geeignetes Kraftstoff-Luftverhältnis von z.B.
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15:1 geliefert wird, würde sonst unter Last Luft fehlen, wenn die
Vergasung durch den Temperaturanstieg verbessert wird, aber die Luftzufuhr durch
den Kanal 14 gleich den Luftinangel aus und ermöglicht dadurch die vollständige
Verbrennung. Dadurch wird der CO-Gehalt in den Auspuffgasen geringer. Im Experiment
wurde festgestellt, daß der Gehalt von 8% CO im Auspuffgas bei geschlossenem Luftkanal
14 auf 0,2 bis 0,3% bei offenem Kanal 14 reduziert wird, ohne die Motorleistung
zu verringern. Ebenso wurde durch Messung unter Last festgestellt, daß es möglich
ist, 20% Kraftstoff zu sparen.
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In Pig.3 bezeichnet 21 einen fest eingebauten Vergaser, 22 seine Hauptdroselklappe
und 23 seine Vordrosseiklappe. Eine Xraftstoffdüse 24 spritzt den Kraftstoff entaprechend
dem Luftstrom an der Spitze der Dilse ein und schickt Gemisch von konstantem Mischungsverhältnis
über eine Verzweigung in den Ansaugstutzen 25 und dann durch das, Einlaßventil zu
den Zyl indern der Kraftmaschine. Um die Außenluft erwärmt und komprimiert einzuleiten,
ist anstelle des üblichen Luftfilters 27 ein Rohr 26 mit der EiXlaßseite 21' des
Vergasers 21 verbunden.
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Ber Stromgenerator 28 einer üblichen Anlage besitzt einige elektrische
Teile, die Wärme erzeugen, wie Stator 28' und Rotor 28". Die Welle 29' des Rotors
29 wird über das Antriebsrad 30 von der Motorkurbelwelle angetrieben. Bin Kühlventilator
31, der mit einem Gehäuse 32 auf der Welle 29 sitzt, saugt Luft und Ozon an der
Vorderseite des Generators ein und führt sie durch seine Zwischenräume zu einer
rückwärtigen Kammer 33. Die durch den Ventilator 31 eingesaugte Luft und das Ozon
werden in gewissem Grad komprimiert. Jias Gehäuse 34 der rückwärtigen Kammer ist
an das Verbindungsrohr 26 und dieses dann an die Einlaßseite 211 des Vergasers 21
angeschlossen. So kann der Vergaser 21 erwärmte und komprimierte Luft in genügender
Menge vom Kühiventilator 31 erhalten, und die Variationen des 02-Gehwlts der aufgenommenen
Luft werden ausgeglichen, während gleichzeitig die Verbrennung, z.B. von Benzin
und flüssigem Propangas, bis zum Optimalwert verbessert wird.
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In Fig. 4 und 5 befindet sich ein Gebläse 35 auf der Achse 36 einer
Wasserpumpe, die zum üblichen Zubehör der Brennkraftmaschine gehört. nas Gehäuse
37 des Gebläses 35 besitzt Ansaugöffnungen 38 auf der Seite des kühlers 39 und eine
Ausströmöffnung 40 zum Verbindungsrohr 26. Der Kühler 39 des Motors erwärmt die
vorbeistreichende Luft, die durch die Ansaugöffnungen 38 in das Gebläse gesaugt
wird. Diese Luft wird im Gehäuse 34 weiter erwärmt, gelangt zur Einlaßseite 21'
des Vergasers 21 und dann unter Druck in die'Maschinenzylinder.
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In Fig. 6 sind gleiche Teile wie in den Fig. 3 bis 5 mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet und nicht beschrieben. Ein Kühler 41 mit Ventilator 42
befindet sich in einem Gehäuse 43, das mit einem Ende des Verbindungsrohres 26 verbunden
ist. Ein áutomatiaches Druckregelventil 44 am Gehäuse 43 hält den Druck in diesem
konstant. Das andere Ende des Verbindungsrohrs 26 und die Binlaßseite des Vergasers
sind mit einem Ventil 45 serbund«nt das eine Eingangaseite 46 und Ausgangsseiten
47 und
48 besitzt. Das Ventil 45 wird durch eine Membran 49 betätigt,
die auf den Unterdruck im Ansaugstutzen 25 anspricht, mit dem die Membran durch
ein Prüfrohr 50 verbunden ist. @immt der Druck im Ansaugstutzen 25 ab, wird der
Weg von der Eingangsseite 46 zur Ausgangsseite 47 geschlossen, und die Luft wird
durch eine Leitung 51 direkt in den Ansaugstutzen gesaugt. Rine Schraube 52 reguliert
den Durchfluß in der Leitung 51. Die komprimierte Luft vom Verbindungsrohr 26 kann
z.B. bei Kraftfahrzeugen auch durch eine Leitung 53 am Ausgang 48 zur Wagenhei.-zung
54 gelangen, die Wärme vom Kühler 41 liefert. Die komprimierte und erwärmte Luft
kann außerdem an einem Venturiabschni-tt 56 in den Auspuff geliefert werden.
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Aus dem Vorangehenden ist klar, daß das erfindungsgemäße BuStzuführungssystem
den für die vollständige Verbrennung geeigneten Luftzustrom liefern kann, entsprechend
den Betriebsbedingunen der Maschine, d.h. Leerlauf oder Last. Das beschriebene Luftzuführungssystem
liefert komprimierte Luft in den Vergaser, verbessert dadurch die Vergasung und
die Verbrennung im Zylinder des Motors. Weiter kann das Luftzuführungssystem Wärme
sammeln, die vom Kühler, dem Stromgenerator usw. nutzlos abgegeben wird, und in
den Vergaser liefern, um die Vergasung und die Warmeausnutzung zu verbessern. Das
Luftzuführungssystem bewirkt eine dem Unterdruck im Ansaugstutzen angepaßte Luftzufuhr.