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Vergaser für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Verbesserung der Gemisch-Aufbereitung und -Verteilung für Brennkraftmaschinen
mit zwei in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches hinter dem Lufttrichter
angeordneten Drosse Iklappen.
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Durch die bisher üblichen Vergaser von Brennkraftmaschinen konnte
beim Kaltstart wie beim Leerlauf und ím Teillastbereich keine ordentliche Gemisch-Aufbereitung
erzeugt werden, so daß bei Nehrzylindermotoren insbesondere bei magerer Vergasereinstellung
nicht jedem Zylinder ein zündfähiges Gemisch zugeleitet werden konnte. Bisher war
es nämlich beispielsweise bei einem Vierzylindermotor so, daß der Kraftstoff beim
Kaltstart mit einer Drosselklappenanstellung von ca. 15° an der engsten Stelle des
Drosselklappenspaltes konzentriert wurde. Dadurch und infolge der Massenkräfte floß
das Kraftstoff-Luft-Gemisch auf der einen Seite der Rohrbogen der Saugrohrwand entlang
und gelangte so in konzentrierter Form hauptsächlich zu einem der Zylinderpaare,
während das andere Zylinderpaar nur ein zu mageres Gemisch erhielt. Dadurch konnte
insbesondere bei kaltem Wetter trotz theoretisch richtigem Nischungsverhältnis,
nämlich einem fetten Gemisch, beim Kaltstart der Motor nicht in Gang gesetzt werden,
weil beispielsweise die Zylinder I und IV ein zu fettes und die Zylinder II und
III ein zu mageres Gemisch erhielten. Auf
diese Weise. war also
keiner der Zylinder mit einem zündfähigen Gemisch versorgt. Bei Verwendung eines
Flachstromvergasers war es im Leerlauf bis jetzt so, daß die Eraftstoffemulsion
größtenteils an der Außenkrümmung der Rohrwand entlangfloß und dadurch nicht nur
die Gemischbildung, sondern auch die Verteilung des Gemisches über den Querschnitt
des Saugrohres hinweg mangelhaft war. In den Teillaststellungen war die Geschwindigkeit
am Drosselklappenrand infolge der verschiedenen Querschnitte des für den Durchgang
des Kraftstoff-Luft-Gemisches freien Spaltes unterschiedlich groß. Dadurch wurde
das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Richtung der größten Geschwindigkeiten gedrängt
und gelangte so im wesentlichen zu den an dieser Stelle zunächst gelegenen Zylindern.
Außerdem trat hinter der Drosselklappe durch das Einströmen des Kraftstoff-Luft-Gemisches
auf nur einem Teil des gesamten Saugrohrquerschnitts ein Wirbel ein, so daß sich
dort teilweise starke Verzögerungen hinter der Drosselklappe ergaben und sogar Kraftstoff
entgegen der Saugrichtung in einem Wirbel zurückfloß.
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Aufgabe der'Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, ein gutes
Gemisch aufzubereiten und dadurch jedem Zylinder eines Mehrzylindermotors das gleiche
zündfähige Gemisch zuzuführen, um gute Fahreigenschaften zu erhalten. Weiter-, hin
ist es Aufgabe der Erfindung, das Kaltstartverhalten durch gleichmäßige Gemischverteilung
günstig zu beeinflussen, den Kraftstoffverbrauch zu senken und last not least durch
eine bessere Gemischverteilung eine bessere Verbrennung herbeizuführen und dadurch
die Abgase weitgehend zu entgiften.
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Diese AUfgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
zweite, vorzugsweise zwischen -Vergaser und Saugrohreintritt angeordnete Drosselklappeo
mit einer größeren Anzahl von Löchern versehen ist. In weiterer. zweckmäßiger Ausgestaltung
der Erfindung können die Löcher über die
gesamte Fläche der Drosselklappe
gleichmäßig verteilt sein.
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Dabei ist vorteilhaft, wenn die Art und die Anzahl der Löcher dem
Querschnitt des Saugrohres, der Art und der Größe des Vergasers und dem Volumen
des Motors angepaßt werden.
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So könnte die Drosselklappe beispielsweise als Sieb ausgebildet sein,
damit bei entsprechend hoher Geschwindigkeit das I(raftstoff-Luft-GemiscE homogenisiert
und in gleichgerichteter Strömung in das Saugrohr eintritt. Weiterhin kann die zweite
Drosselklappe vom Unterdruck in der Saugleitung derart gesteuert werden, daß sie
erst bei größerer Teillaststellung der ersten Drosselklappe zu öffnen beginnt und
erst bei Vollast ganz geöffnet ist. So kann das Öffnen der zweiten Drosselklappe
mechanisch durch die erste Drosselklappe dadurch gesteuert werden, daß diese mit
einem schwenkbaren Hebel verbunden ist, der in der vorgesehenen Teillaststellung
gegen einen entsprechenden Hebel an der zweiten Drosselklappe anstößt und diese
öffnet. Dieser mit der ersten Drosselklappe verbundene Hebel kann beispielsweise
durch eine Gelenkverbindung einstellbar sein, so daß sich der Offnungsbeginn der
zweiten Drosselklappe den jeweiligen Gegebenheiten anpassen läßt.
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Weiterhin kann die gelochte Drosselklappe in ihrer geschlossenen Stellung
längs ihrer gesamten Peripherie gut abgedichtet sein. Dies geschieht leicht dadurch,
daß die zweite Drosselklappe in einem aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, vorzugsweise
Gummi, hergestellten Zwischenstück angeordnet ist. Eine in einem solchen Zwischenstück
angeordnete zweite Drosselklappe kann leicht so ausgebildet werden, daß sie dichtend
ringsum an den Wänden des Zwischenstücks anliegt, ohne daß die Gefahr einer Verklemmung
besteht. Die Gefahr einer Verklemmung besteht auch nicht, wenn die zweite Drosselklappe
in geschlossenem Zustand in dem nachgiebigen Zwischenstück senkrecht steht, während
doch die erste Drosselklappe üblicherweise, um Verklemmungen zu
vermeiden,
so ausgebildet ist, daß sie in geschlossenem Zustand eine Schrägstellung von etwa
80 aufweist.
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Zur Abdichtung.kann auch jeweils halbkreisförmig zu beiden Seiten
der Achse der zweiten Drosselklappe und beidseitig derselben ein leistenartiger
Vorsprung vorgesehen sein, an dem die Drosselklappe in geschlossener Stellung dichtend
anliegt. Die Vorteile einer solchen Ausführung bestehen darin, daß nicht nur die
Peripherie der Drosselklappe in ihrem geschlossenen Zustand ringsum gut abgedichtet
ist, sondern daß bei ihrem Öffnen das Kraftstoff-Luft-Gemisch um den leistenartigen
Vorsprung herümströmen muß und dabei durch Verwirbelung vermischt wird.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
die zweite Drosselklappe vorzugsweise von durch ihre hohle Achse hindurchgeleiteten
Abgasen erwärmt wird, um insbesondere beim Kaltstart das den Zylindern zugeführte
Gemisch noch leichter zündbar zu machen. Hierzu kann die hohle Drosselklappenachse
aus zwei aufeinander gelegten Hälften zusammengesetzt sein. Diese Hälften kannen
zur Verbesserung des Wärmeübergangs mit Waffelmustern versehen sein und außerdem
kann die hohle Drosselkiappenåchse Öffnungen aufweisen, durch die ein Teil der zur
Erwärmung der Drosselklappe dienenden Abgase dem vorbeiströmenden Kraftstoff-Luft-Gemisch
zugeführt wird.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere EinreLheiten der
Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine gemäß
der Erfindung ausgebildete Einrichtung beim Kaltstart,
Fig. 2 einen
Schnitt durch das Zwischenstück mit einer Drosselklappe, essig. 3 das Zwischenstück
mit der erfindungsgemäßen Drosselklappe, das an den Saugrohreintritt eines verzweigten
Saugrohrs angeschlossen ist.
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Der in der Zeichnung dargestellte Vergaserteil 1 für Brennkraftmaschinen
ist mit zwei in Strömungsrichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches hinter dem Luft
trichter 2 angeordneten Drosselklappen 3 und 4 versehen. Die zweite Drosselklappe
ist zwischen dem Vergaserteil 1 und dem Eintritt 5 des in zwei Arme 6 und 7 verzweigten
Saugrohres 8 in einem Zwisc,henstück 9 auf einer verschwenkbaren Welle 11 befestigt.
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Die aus Messingblech gefertigte Drosselklappe 4 ist mit vielen Löchern
12 versehen, die einen Durchmesser von 2 mm haben. Anstelle der aus Messingblech
gefertigten Drosselklappe kann auch eine solche verwendet werden, die aus Siebmaterial,
beispielsweise aus einem feinen Drahtblech, hergestellt ist. Dic Löcher 12 sind
über die gesamte Fläche der Drosselklappe 4 gleichmäßig verteilt.
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Um die zweite Drosselklappe 4 vom Unterdruck in der Saugleitung so
zu steuern, daß sie erst bei größerer Teillaststellung der ersten Drosselklappe
3 zu öffnen beginnt und erst bei Vollast ganz geöffnet ist, -ist an der Achse -13
der ersten Drosselklappe 3 ein mit dieser verschwenkbarer hebel 14 angeordnet, der
in der vorgesehenen Teillaststellung gégen'einen entsprechenden Hebel 15 an der
zweiten Drosselklappe anstößt und diese öffnet. Um den Öffnungsbeginn einstellen
zu können, ist am hebel 14 ein Zusatzhebel 16 gelenkig befestigt, dessen Lage also
im ifinblick auf den IIebel 15 eingestellt werden kann. Der Zusatzhebel 16 ist mit
dem Hebel 14 durch eine Schraube 17 verbunden.
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Der Durchmesser der gelochten Drosselklappe 4 ist genau so groß wie
der Innendurchmesser des aus Gummi hergestellten Zwischenstücks 9. Deshalb liegt
die Peripherie der Drosselklappe 4 an der Innenwand des Zwischenstücks 9 dichtend
an.
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Dadurch, daß das Zwischenstück 9 elastisch nachgiebig ist, kann die
Drosselklappe 4 auch in eine Stellung gebracht werden, in der ihre Haupterstreckungsebene
in einer Querschnittsfläche des Zwischenstücks liegt und dabei dichtend anliegt,
ohne daß mit einer Verklemmung der Drosselklappe 4 gerechnet werden muß. Die Drosselklappe
4 kann deshalb leichter hergestellt werden als die Drosselklappe 3, die wegen der
Verklemmungsgefahr an den zugehörigen Rohrquerschnitt so genau angepaßt werden muß,
daß sie in einer Schräglage von etwa 8° an der Innenfläche des zugehörigen Querschnitts
des Lufttrichters dichtend anliegt.
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Andererseits können zu beiden Seiten der Achse 11 der Drosselklappe
4 leistenförmige Vorsprünge 18 und 19 mit jeweils etwa halbkreisförmiger Erstreckung
vorgesehen sein. In geschlossener Stellung der Drosselklappe liegt diese an den
genannten Vorsprüngen dann dichtend an. Der in der Zeiclmung (Fig. 2) oben dargestellte
halbkreisförmige Vorsprung 18 ist hierzu in Strömungsrichtung der Abgase vor und
der in der Zeichnung unten dargestellte Vorsprung 19 hinter der Drosselklappe im
Inneren des Zwischenstücks vorgesehen. Wird die Drosselklappe nun geöffnet, so tritt
nicht das ein, was üblicherweise an den dadurch entstehenden Spalten eintritt, daß
nämlich an der engeren Stelle des Spaltes eine höhere Strömungsgeschwindigkeit eintritt
und deshalb der Kraftstoff hauptsächlich in die Zonen der höheren Geschwindigkeit
gebracht wird, sondern es tritt an diesen Vorsprüngen eine Verwirbelung ein, die
zu einer gleichmäßigen Durchmischung von Luft und Kraftstoff beiträgt.
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Zur leichteren Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffs kann man
insbesondere beim Kaltstart wesentlich dadurch beitragen, daß die zweite Drosselklappe
erWärmt wird. Als weitere Folge davon ergibt sich, daß sich durch die Erwärmung
der
Kraftstoff leichter mit der vorbeiströmenden Luft vermischt und in dieser verdampft
wird. Zur Erwärmung der Drosselklappe 4 wird ihre Welle 11 hohlförmig ausgebildet.
Die Drosselklappe ist aus zwei Teilen zusammengesetzt und weist im Inneren zur Erhöhung
des Wärmeübergangs waffelförmige Muster 20 auf. Die Abgase werden der zu erwärmenden
Welle 11 durch die Leitung 21 zugeführt und durch die Leitung 22 wieder abgeleitet.
Außerdem ist die Welle 11 mit Öffnungen 23 versehen, durch die ein Teil. der durch
sie hindurchgeführten Abgase dem vorbeiströmenden Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt
und durch die Erwärmung des Gemisches die Verdampfung des Kraftstoffs erleichtert
wird. Außerdem werden hierdurch die NO-lderte im Abgas verringert.
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Mit den dieser Erfindung zugrunde liegenden Gedanken wird gegenüber
den unvollkommenen früheren Einrichtungen eine wesentlich günstigere und preiswertere
Konstruktion mit nie erreichter Gemischaufbereitung und Gemischverteilung erzielt.
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Dabei wird nicht nur durch die bessere Gemischverteilung der Kraftstoffverbrauch
gesenkt, sondern auch eine vollkommenere Verbrennung erzielt, die zur Abgasentgiftung
beiträgt.