DE2035772A1 - Luftventilvergaser mit temperatur kontrollierter Gemischzuführung fur Brenn kraftmaschinen - Google Patents

Description

!Patentanmeldung

!Eke Zenith Carburetter Company MmIted, Honeypot, lane, Stanmore, Middlesex; England

Luftventilvergaser ait temperaturkOntrollierter

Gremisehzuführung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser für Brenn·· kraftmaschinen, der bei konstantem Unterdruck arbeitet, mit einem Drosselventil im Ansaugkanal zur Steuerung des den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, mit einem stromaufwärts dazu in der Ansaugleitung angeordneten Luftventil, das sich beim Betrieb des 7ergasers selbsttätig entsprechend dem Unterdruck in der zwischen dem Drosselventil und dem luftventil befindlichen Kammer einstellt, wobei entsprechend der Stellung des Luftventils eine Durchtrittsöffnung unterschiedlichen Querschnitts zur Bemessung des Luftdurchflusses bestimmt wird und der Unterdruck in der genannten Kammer konstant gehalten wird, und mit einer sich zu der Iiuftdurchtrittsöffnung hin öffnenden Brennstoffver- · sorgungedüse, deren Austrittsquerschnitt mit der Bewegung einer Profilnadel veränderbar ist, wobei der Auetrittsquerschnitt der Böse parallel mit der öffnung des Luftventil β stanimat*

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In Vergasern dieser Art wird al©© I©r flüssige Brennstoff durch eine Düse im ÄssangkEaal dem Luftstrom zugsführt, wobei die effektive Aisstrittsöffnung dieser Mse durch die Bewegttag einer JProfilimdal vsrän&ert wird«. Di©se ' Profilnaiel ist Hit dem Luftventil -wBYhuaäBn, so daß die BreanstoffaiistrittsöffiißEg vm so größer wird, je weiter eie!i das Luftventil öffnet·

hat sieh nun in ier Praxis geseigtg, <ta§ fe®i aolchen, mit konst«atem IIateEfissels srüssiteaiea Tergssesm das Brennstoff-Luft-VarMltni© ies SaaisclieSs, äas im Leer«» lauf bei ©insr b@s'6i«atea Btellia zugeführt wirdρ iaeefesm ¥©a äer ist, ala d®r Bremst©ffsateil
menäer Brennstoff™ nai luttteapagatmi?

Der EiEflaß der Bresmstefftesperattt^ kmia weise auf di© femperatmrsfeMngigIssit i©E· •viskosität zarückgefülirt werden© ÜlslielieKfeise tritt der Brennstoff unvenaiseht sit Luft fiiarch iie Brenn« stoffdüse aus, und es Äat sieh zeigen lassen, daß unter Leerlaufbediagungen, d.h. wenn nur wenig Brennstoff durch die Brennstoffdüse flieSt, ler Bremistoffdurchfluß bei einer bestimmten Stellung der Profilnadel ven der Brennstofftemperatur abhängig ist. Diese Abhängigkeit beruht mit großer Wahrscheinlichkeit darauf, daß der Durchtritt des Brennstoffes durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Van« der Brennstoffdüse und der Profilnadel überwiegend in laminarer Strömung erfolgt, wobei besonders diese laminare Strömung viskotitätsabhängig ist·

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In Bezug auf die Wirkung der Lufttemperatur auf die Zusammensetzung des Gemisches läßt eich feststellen, daß bei einer gegebenen Stellung des Drosselventils der Massendurchsatz von Luft mit steigender Luftdichte zunimmt, wobei die Luftdichte temperaturabhängig ist. Dadurch wird bewirkt, daß das Me.ee*nverhältnis von Brennstoff zu Luft mit steigender Lufttemperatur zunimmt. Daraus ergibt sich, daß bei einer Brennstoffversorgung, die für den Leerlauf der kalten Brennkraftmaschine gerade ausreichend ist, bei hohen Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine einku reiches Gemisch entsteht, wodurch die Terbrennung unvollständig wird und ein unerwünscht hoher Anteil von Kohlenmonoxyd in den Auspuffgasen entsteht·

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Luftventilvergaser der genannten Art zu schaffen, bei dem der Brennstoffxufluß unter Leerlaufbedingungen weniger stark von der Temperatur abhängig ist, so daß, besonders auch in Besag auf die Emission von Kohlenmonoxyd- und Kohlenwasserstoffanteilen in den Auspuffgasen, bei hohen und niedrigen Betriebetemperaturen vergleichbare Leerlaufbedingungen vorliegen.

Srfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß in einer Seitenwand der Brennstoffdüse ein oder mehrere Zuführungen zur Erzeugung von Turbulenz unter Emulsionsbildung bei Einführung von Luft in den Zwischenraum zwischen der Seitenwand und der Profilnadel vorgesehen sind. Dabei ist die Profilnadel unsymmetrisch und unter Anlage an einer Seitenwand in der Brennstoffdüse beweglich und die Luftsuführungen sind an

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der gegenüberliegenden Seitenwand der Brennstoffdüse vorgesehen. Die Profilnadel liegt dabei an einer in Bezug auf die Sichtung des Luftdurchflueses durch den Ansaugkanal stromabwärts liegenden Seitenwand der Brennstoffdüse an.

Vorteilhafterweise sind bei dem Vergaser nach der Er·» findung die Luftzuführungen aur Brennstoffdüse in radialer Richtung zu derselben angeordnet, wobei die LuftZuführungen vom Ansaugkanal stromaufwärts vom Luftventil in Bezug auf die Durchflußrichtung ausgehen.

Zweckmäßigerweise wird bei einem Vergaser nach d@r Erfindung eine Steuereinrichtung für die Konstanthaltung der Lufttemperatur im Ansaugkanal vorgesehen. Dabei besteht diese Steuereinrichtung aus einem zwischen einem Ansaugkanal für relativ warme uni einem Ansaugkanal für relativ kalte Luft angeordneten, temperaturgesteuerten Ventil·

Vorteilhafterweise weist bei dem erfindiangsgamäßen Vergaser das temperaturgesteuert© Ventil ©in© an der Verbindungsstelle der beiden Ansaugkanäle angeordnete Klappe und eine teaperaturempfinälioh® Bimetallfeder auf, die die Klappe durch Federkraft^ itfelek© mit zunehmender Temperatur de® Bimetalls abnimmt₉ in schließender Stellung des Kaltluft-Ansaugkanals hält·

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Die Zeichnungen stellen im einzelnen beispielhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Vergasers dar.

Pig· 1 zeigt einen Aufriß, zum Teil im Längsschnitt, eines "bei konstantem Unterdruck arbeitenden Tergasers nach der Erfindung;

Pig« 2 zeigt in vergrößerter Form einen Aufriß eines Teils des Tergasers nach Pig, 1 im Schnitt?

Pig, 3 stellt einen Schnitt entlang der linie 3 - 3 in der Pig. 2 dar;

Pig· 4 zeigt das Schema einer Anordnung zur Temperatursteuerung der dem Vergaser zugeführten Luft nach der Erfindung,

.In Pig, 1 ist mit 10 ein Vergaserkörper bezeichnet, der einen mit 11 bezeichneten Ansaugkanal aufweist, durch den Luft aus der Atmosphäre beim Einlaß 12 eintritt und von seinem Auslaß 13 den Einlaßkanälen der Brennkraftmaschine zugeführt wird, Nahe dem Auslaß 13 ist eine Drosselklappe H im Ansaugkanal 11 angeordnet. Ein an sich bekannter Luftventilschieber 15 wirkt mit einer Brücke 16 im Ansaugkanal so zusammen, daß dadurch eine Durchtrittsöffnung mit unterschiedlichem Querschnitt bestimmt wird, wobei in an sich bekannter Weise die Stellung des Luftventilschiebers durch die Druckdifferenz zwischen dem Luftdruck gesteuert wird, der oberhalb

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und unterhalb einer in dem Gehäuse 17 des Vergaserkörpers befindlichen Membran besteht. Der Unterdruck, der in dem Teil des Ansaugkanals zwischen dem Luftventilschieber und der Drosselklappe H besteht, wirkt sich dabei so aus, daß das luftventil unter Vergrößerung der Durchtrittsöffnung angehoben wird, wobei die Einrichtung so getroffen ist, daß der Unterdruck in der genannten Kammer im wesentlichen konstant gehalten wird·

Mit dem Luftventilschieber 15 ist eine Profilnadel 20 verbunden, die sich über die Durchtrittsöffnung hinweg in eine Brennstoffversorgungsdüse 18 erstreckt, welche in üblicher Weise mit einer Brennstoffversorgungskanmer in Verbindung steht, in der mit Hilfe eines Schwimmerventils die Brennstofftillung auf einem konstanten Niveau gehalten wird»

Nach Pig· 2, die im Ausschnitt die unmittelbare Umgebung der Durchtrittsöffnung im Ansaugkanal des Vergasers zeigt, und insbesondere die Brennstoffversorgungseinrichtung, verläuft die Achse der Brennversorgungsdüse 18 koaxial mit der Achse des Luftventilschiebers 15 in einer zentralen Anordnung in der Brücke 16. Diese zentrale Anordnung wird durch zwei Buchsen 19 und 21 sichergestellt ₉ di© in die gekannte Öffnung eingepreßt sind, wobei durch Dichtungsringe 22 und 23» die üblicherweise O-Hinge darstellen, verhindert wirdj, daS Brennstoff as d®r Außenfläche der Düse 18 entlang fließt_o Dabei wird äer weiter unten angeordnete 0«Eing 23 von ©iner Manschette 24 gehalten, die in ihrer axialen Stellung dureh @ia@ mit Gewinde versehene fiümmgsMlse 25 festgehalten wird»

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Eine Feder 26 ist auf einer Schulter 27 der Manshhette gelagert und wirkt mit ihrer Kraft auf die Brennstoffdüse 18 in der Weise ein, daß diese gegen eine Stel 1-schraube 28 gedrückt wird, die sich in der Führungshülse 25 befindet, wodurch ein einstellbares Widerlager der Feder gebildet wird, mit dessen Hilfe die axiale Stellung der Düse 18 einstellbar ist· Der Brennstoff tritt durch radial angeordnete öffnungen der Führungshülse 25 und der Stellschraube 28 in die Düse 18 von der Schwimmerkammer her ein, durch die die Führungshülse 25 in senkrechter Richtung hindurchreicht, wobei ein Dichtungsrind 29 vorgesehen ist, der verhindern soll, daß aus der Schwimmerkammer Brennstoff um die Hülse 25 herum austreten kann.

Ein Stift 31f der in radialer Richtung in die Düse und in eine radial angeordnete Öffnung der Manschette 24 eingreift, verhindert eine Drehung der Düse 18, die zusätzlich durch einen weiteren Stift 32 gesichert wird, der exzentrisch und in Längsrichtung an der Manschette 24 angeordnet ist und in eine Öffnung im Vergaserkörper eingreift.

Die Düse 18 weist in der Mitte eine Durchbohrung 33 auf, die die-Düsenaustrittsöffnung darstellt und zwischen einem oberen und einem unteren Teil 34 bzw, 35, die beide einen größeren Durchmesser als die Bohrung 33 besitzen, gelegen ist.

Die Profilnadel 20 wird z.B. durch die in der britischen Patentschrift 1 144 405 der gleichen Anmelderin beschriebenen Mittel gegen die Seite der Düsenaustrittsöffnung 33 gedrückt, die in Bezug auf die

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Richtung dee Luftdurchflusses durch den Anssaugkanal stromabwärts liegt. Wie Pig« 3 zeigt, weist die gegenüberliegende Wand der Düse zwei radiale Durchführungen 36 auf» wobei bei verschiedenen Ausführungsformen auch eine oder mehr als zwei solcher Durchführungen vorgesehen werden können. An ihren äußeren Ende öffnen sich diese Durchführungen zu einer Ausnehmung 37 in der unteren Buchse 21 hin, die mit einem Kanal 38 im Vergaserkörper in Verbindung steht. Innerhalb dieses Kanals 38 befindet sich ein Staurohr 39» daß stromaufwärts von der Brücke 16 liegt. An seinem Ende verengt sich das Staurohr 39 zu einer Durchführung 41 mit engerem Querschnitt, die, wie auch die Durchführung 36, den Lufteintritt in iie Brennstoffaustrittsöffnung 33 einschränken. Anstelle des Staurohres 39 kann die Luftzufuhr zu der Brennstoffdüse auch durch eine Saugöffnung erfolgen, bei der der Luftdurchtritt vom statischen Druckgefälle abhängt«

Im Betrieb des Vergasers wird durch die Durchflußbehinderung in der Durchtrittsöffnung des Ansaugkanals 11 eine Druckdifferenz eingestellt, die auf die mit dem Luftventilschieber 15 verbunden© Membran einwirkt und den Luftventilechieber zusammen mit der Hadel 20 bis zum Erreichen der Gleichgewichtslage anhebt. Durch den Unterdruck an der Durchtritteöffnung entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem Düsenaustritt und der Schwimmerkammer, sowie zwi« sehen der Brennstoffauetrittsöffnung 33 und der Einlaßöffnung des Staurohres 39 oder der etatisch wirkenden Saugleitung, eo daß aus der Schwimmer» kammer durch die Düse hindurch Brennstoff in d®a

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Ansaugkanal gezogen wird, wobei gleichzeitig Lüften die Brennstoffaustrittsöffnung 33 eingesaugt wird. Dadurch wird die Luft unter Emulsionsbildung mit den Brennstoff gemischt, wobei diese Emulsion in den Luftstrom des Ansaugkanals eingeführt wird·

Die verengten Zuführungen 4-1 und 36 bestimmen die Luftmenge, die der Brennstoffaustrittsöffnung zugeführt wird und damit auch das Luft-Brennstoff-Verhältnis in dieser Austrittsöffnung, während die Geschwindigkeit, mit der der Maschine Brennstoff zugeführt wird, in der üblichen Weise vtn der Stellung der Hadel 20 bestimmt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäße Brennstoffversorgung praktisch unabhängig von der Brennstoffviskosität und damit auch von der Brennstofftemperatur ist, was sehr wahrscheinlich darauf zurückgeführt werden kann, daß 1« durch die Zuführung von Luft in die Brennstoffaustrittsdüse innerhalb dieser Düse eine turbulente Strömung verursacht wird, die in viel geringerem Maße als eine laminare Strömung von der Brennstoffviskosität beeinflußt wird; 2. durch die Einführung von Luft der auf den Brennstoff wirkende Unterdruck erniedrigt wird« Dadurch wird bewirkt, daß für einen bestimmten Brennetoffdurchfluß bei gleichzeitigem Luftzutritt zu der Brennstoffdüse die Durchtrittsöffnung zwischen der Brennstoffdüse und der Nadel einen größeren Querschnitt haben muß als er erforderlich ist, wenn allein Brennstoff durch die Düse austritt. Unter den Betriebsbedingungen führt diese Arbeitsweise dazu, daß das Verhältnis zwischen

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der Fläche der GrenzacMelrfc und der Durchtrittsfläche" rerringert wird, wodurch eine verbesserte Stabilität der Strömung resultiert.

Die Temperatur der dem Ans&ugkanal 11 des Vergasers zugeführten Luft kann nach dem Schema der Pig. 4 gesteuert werden. Darin ist bei 44· ein Teil der Brennkraftmaschine dargestellt, deren Ansaugkanäle bei 45 und deren Auspuffkanal© b©i 46 gezeigt sind» Ein Vergaser der vorbesehriebenen Art ist bei 47 mit der Drosselklappe 48 angedeutet. Die Luftzufuhr zum Vergasereinlaß erfolgt durch das Luftfilter 49 hinduroh, dem die Luft über den Kanal 51 zugeführt wird· Der Kanal 51 hat ein zur Atmosphäre offenes Einlaßende 52, das so angeordnet ist, daß die Lufttemperatur an dieser Stelle der Temperatur der umgebenden Atmosphäre entspricht* Bei 53 mündet in diesem Kanal eine Verzweigung 54₉ deren Einlaßende so angeordnet istj daß es sich nahe den Auspuffkanälen 46 befindet, se daß die in die Verzweigung 54 ©intretende Luft von den Auspuffkanalen her vorgewärmt wird. latürlieh 3sana gegeTbeafallg auch diese Verzweigung 54 mit einer Heizung Tarfeuadea werden^ die von d®a, Aus puffkanälen her Wärme augeführt erüält. An der Verbindungsstelle i@s Kanals 51 mit der Verzweigung 54 ist ©iE-llappsnir©atil 55 vorgesehen,, dessen Stellung durek ein® BimatsllgieSineekenfeder 56 bestiniit wird, die so auf öle Klappe 55 dinwirktj, daß" sie bei der temperatur €!©£· ragoTbeMen Jkift den Eaaal 51 verschließt imi ti© Torareigaiig 54 öffnet«, Di© Anordnung ist dabei @@ ge-treffen, daß äisse Wirkung mit zunehmen!©r gsmperatur abniaatj s© daß bei niedrigen IittftistaTCiisliiiSeiig, wie si© bei

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öffnung der Drosselklappe und bei niedrigen Temperaturen auftreten, die Klappe eine solche Stellung einnimmt, daß ein relativ großer Anteil der luft der Verzweigung entnommen wird. Bei zunehmendes Luftdurchsatz, sei es aufgrund einer entsprechenden Verstellung der Drosselklappe oder aufgrund einer Temperaturerhöhung, wird das Klappenventil in eine Stellung bewegt, in der der Anteil der über den Kanal 51 angesaugten Luft vergrößert wird.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die dem Vergaser zugeführte Luft eine ziemlich konstante Temperatur auch dann behält, wenn im Leerlaufbetrieb der Luftdurchsatz relativ gering ist, während bei hohem Luftdurchsatz unabhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine weitgehend Kaltluft zugeführt wird.

Es ist auch möglich, die durch die Verzweigung 54 zugeführte Luft anders als von den Auspuffkanälen her zu beheizen. Auch kann das Ventil, durch das die Anteile von Kalt- und Warmluft eingestellt werden, in jeder anderen geeigneten Weise als hier beschrieben ausgebildet sein. .

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   "!«!Vergaser für Brennkraftmaschinen ₉ äer bei koastaatem Unterdruck arbeitet, mit einem Drosselventil im Ansaugkanal zur Steuerung de© d©n Zylindern äer Brennkraftmaschin© sugeführtes G-emiaoteSj, mit ©inta stromaufwärts dasu in ä©r Msaagleitmag angeordneten luft» ventil₉ das. eich im B©tri©b des Yergssere selbst« tätig entsprechend
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   2_# Vergaser nach Anspruch 1 ₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnadel (20) unsymmetrisch und unter Anlage an einer Seitenwand in der Brennstoffdüse (33) beweglich ist» und, daB die LuftZuführungen (36) an der gegenüberliegenden Seitenwand der

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   Brennstoffdüse (33) vorgesehen sind.

   3. Vergaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnadel (20) an einer in Bezug auf die Richtung des Luftdurchflusses durch den Ansaugkanal (11) stromabwärts liegenden Seitenwand der Brennstoffdüse (33) anliegt.

   4. Vergaser nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungen (36) zur Brennstoffdüse (33) in radialer Richtung zu derselben angeordnet sind.

   5ο Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungen (36) vom Ansaugkanal (11) stromaufwärts vom Luftventil (15) in Bezug auf die Durchflußrichtung ausgehen. ■

   6β Vergaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinrichtungen für die Konstanthaltung der Lufttemperatur im Ansaugkanal vorgesehen sind«

   7ο Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus einem zwischen einem Ansaugkanal für relativ warme (54) und einem Ansaugkanal für relativ kalte Luft (52) angeordneten temperaturgesteuerten Ventil (55* 56) besteht.

   8» Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ias temperaturgesteuerte Ventil eine an der Verbindungsstelle (53) der beiden Ansaugkanäle

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   (52, 54·) angeordnet© Klapp© (55) und eine temperaturempfindliehe Bimetallfeder (56), die die Klapp» durch Federkraft, welche mit üunehm@nd@3? Temperatur des Bimetalls abnimmt; in schließender Stellung des Kalt»
   luft-Ansaugkanals (52) hält, aufweist«»

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