DE2045358C3

DE2045358C3 - Oberflächenvergaser für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2045358C3
Application number: DE2045358A
Authority: DE
Inventors: Harvey Ernest Runcorn Cheshire Postlethwaite (Grossbritannien)
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1969-09-15
Filing date: 1970-09-14
Publication date: 1975-11-13
Also published as: BE756184A; ES383647A1; ZA706092B; US3695593A; SU362544A3; DE2045358A1; NL7013470A; DE2045358B2; SE360707B; FR2061392A5; GB1317895A

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf einen Oberflächenvergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Ansaugkanal. in den ein Oberflächenverdampfungskörper eingebaut ist, der den gesamten Ansaugquerschnitt überdeckt und an den an einer Seite ein den Ansaugquersjhnitt zur Festlegung der Last der Brennkraftmaschine steuernder willkürlich beiätigbarer Drosselschieber entlanggleitet und die Brennstoffzufuhr in der Zone des Oberflächenverdampfungskörpers vorgesehen ist, die beim Schließen des Drosselschieber zuerst abgedeckt wird.

Es ist ein Oberflächenvergaser dieser Art bekannt (britische Patentschrift 195 269), bei dem der Oberflä- ₅„ chenverdampfungskörper als Plattenverdampfungskörper ausgebildet ist, der aus einem mittleren Stapel von in gegenseitigem Abstand stehenden untereinander angeordneten dachkantförmige.) Platten besteht, denen zu beide·. Seiten jeweils ein entgegengesetzt gerichtetes Plattenpaket aus im Abstand stehenden Platten zugeordnet ist, wobei die Ränder der Dachkantplatten sich mit den benachbarten Rändern der Plattenpaketc überlappen, so daß sich in Durchflußrichtiing der Ansaugluft zickzackförmige Kanäle bilden und der an der ^₀ obersten Dachkantplatte zugeführte Brennstoff an dieser abläuft, dann auf die obersten Platten der Plattenpakcte trifft, von diesen auf die nächstfolgende Dachkantplatte geleitet wird usw. Ein solcher Oberflächenverdampfungskörper ist zwangläufig durch die Vielzahl gj von Einzelplatten in der Herstellung verhältnismäßig kompliziert und hat darüber hinaus den Nachteil, daß der Brennstoff stets im wesentlichen auf den Mittelteil dieses Verdampfungskörpers konzentriert bleibt und dadurch sowie durch die zwangläufig parallele Ausrichtung der Luftströtne zu einer nur geringen Durchwirbelung und Vermischung von Luft und Brennstoff führt, so daß keine optimale Aufbereitung des Brennstoffgemisches erreicht wird.

Es ist ein anderer Oberflächenvergaser bekannt, bei dem stromauf einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe im Ansaugkanal ein etwa trichterförmiger Oberflächenverdampfungskörper aus porösem Material angeordnet ist, dessen Trichterspitze stromauf weist und von einer axial bewegbaren Abdeckhaube überdeckt ist wobei der Verdampfungskörper mit einer sich an seine Basis anschließenden Schürze aus gleichem Material in einen Brennstoffvorratsbehälter eintaucht, aus dem der Brennstoff durch Kapillarwip kung nach oben zur Spitze hin angesaugt wird. Die Ansaugluft wird hierbei durch den Teil des porösen Körpers hindurchgesaugt, der zwischen der Abdeckhaube und der Schürze frei liegt. Diese Anordnung ist insofern ungünstig, als der unter der Abdeckhaube befindliche Teil des Verdampfungskörpers austrocknet, da zu ihm kein Brennstoff gesaugt werden kann, weil der zwischen der Abdeckhaube und dem Brennstoffbehälter befindliche Teil während des ganzen Betriebs der Brennkraftmaschine von Luft durchströmt ist. Dies bedeutet, daß beim Übergang von niedriger Last auf höhere Last, wenn man zusätzlichen Brennstoffbedarf durch eine Vergrößerung der Verdampfungsfläche dekken will, der benötigte Brennstoffbedarf nicht zur Verfügung steht. Ein einwandfreier Betrieb der Brennkraftmaschine ist daher mit einer derartigen Vergasereinrichtung nicht in allen Betriebsphasen möglich, wobei bei Verbrauch des gegebenenfalls unterhalb der Abdeckhaube im porösen Körper ansammelnden Brennstoffs dieser nicht wieder aufgefüllt werden kann. Im übrigen ist in diesem bekannten Fall die Ausbildung verhältnismäßig kompliziert, da für die Steuerung nicht nur eine Drosselklappe, sondern zusätzlich eine Abdeckhaube zu betätigen sind und darüber hinaus der Oberflächenverdampfungskörper eine relativ komplizierte Gestalt besite.t.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Oberflächenvergaser der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, der einen einfacheren Aufbau ermöglicht und gleichzeitig eine optimale Brennstoffaufbereitung und Bereitstellung bei allen Betriebsarten gewährleistet.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Drosselschieber auf der stromab gelegenen Seite des von einem porösen Körper gebildeten, durch Kapillarwirkung mit Brennstoff benetzten Oberflächenverdampfungskörper angeordnet ist.

Die Verwendung eines solchen porösen Körpers bringt gegenüber einem Plattenverdampfungskörper den Vorteil einer besseren Brennstoffverteilung innerhalb des Körpers und einer besseren Durchwirbelung und Vermischung mit Ansaugluft mit Rücksicht auf die zwangläufig komplexere Gestalt der wirksamen Oberflächen und durchgehenden Kanäle. Gegenüber der bekannten Anordnung mit porösem Körper ergibt sich, daß der Drosselschieber sowohl die Aufgabe der Abdeckhaube als auch der Drosselklappe übernimmt, wobei durch die Anordnung des Drosselschiebers auf der stromab vom porösen Körper gelegenen Seite erreicht wird, daß nur jeweils der sich unmittelbar stromauf des freigelegten Ansaugquerschnitts befindende Abschnitt des porösen Körpers von der Ansaugluft durchströmt wird, während der restliche Teil des Körners als

Wicherkörper für den Nachschub von Brennstoff 1V-1V in F i g. 3;

a ent, der ja auf der Seite des porösen Körpers züge- F i g. 5 ist eine Draufsicht auf den Vergaser nach den

rhrt wird, die beim Schließen des Drosselschieber Fig.3und4.

iprst abgedeckt wird, so daß bei einem plötzlichen Gemäß den Fig.l und 2 wurde ein zylindrisches

ftffnen des Drosselschiebers sofort djr bis daher noch 5 Rohr 10 aus Poly(4-methyipenten-1) mit einer 1 '/2 ZoII-

• ht freigelegte Abschnitt des porösen Körpers als Zu- Bohrung mit einem porösen Körper 11 in Form eines

" ./volumen zur Verfügung steht, dessen Füllung stets Blockes aus geschäumtem, ofienzelligem flexiblem Vo-

währleistet ist, da das Füllen nicht über den vom lyurethan versehen, der so geschnitten war, daß er den

f iftstrom geschlossenen Körperquerschnitt erfolgt. Querschnitt des Rohrs 10 ausfüllte; der Block wurde nv Anordnung des Drosselschiebers auf der stromab io mit Hilfe von Epoxyharz an die Wände angeklebt uas

iP<Tenen Seite des porösen Körpers hat dabei noch Rohr 10 wurde ferner mit einer Brennstoffzuführung u.

f η Vorteil daß der Brennstoff völlig ungestört im und einem Verschluß in Form eines Drosselschiebers

^rhutze des Drosselschiebers nachströmen kann, und 13 aus Poly(4-methylpenten-1) Flachmatenal versehen,

ar unter Kapillarwirkung, wobei jedoch die den der (gemäß den unterbrochenen Linien in H&i) m

Brennstoff nachziehende Hauptkraft der Sog im Ver- 15 einem Schlitz 14 des Rohrs 10 mit parallelen _ Seilen

IZ ist Der Drosselschieber muß dabei nicht von verschiebbar ist. Der untere Rand des Drosselschiebers

■ Iv ebenen Platte gebildet sein, sondern kann alterna- 13 war gekrümmt wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist, so

ine Irisblende oder ein Drehschieber sein. Auch ist daß diese beim vollen Einsetzen mit der Innenwand des

« moelich den Drosselschieber mit gestaffelter. Öff- Rohrs 10 bündig abschließt. Bei diesem Vergaserproto-

^n zu versehen, die progressiv in und aus dem *o typ saß der Drosselschieber mit dichtem Sitz ·π dem

S rom bewegt werden können. Schlitz 14, wodurch infolge der natürlichen Nachg.eb.g-

^G Der ideale Axialabstand des Drosselschiebers von keit des Materials des Rohrs 10 «"^J^fX*

,^abzuschirmenden Fläche des porösen Körpers (ge- dichte Abdichtung erhalten wurde Selbstverständlich

tssenTnd™ Gesamtrichtung des Gasstroms) hängt können zugehörige Dichtungse.nnchtungen ohne

η Si reichen Ausgestaltungsparametern des Verga- a₅ Schwierigkeiten im Bedarfsfall vorgesehen werden.

S ow e einer von'den Bedingungen ab, unter denen Bei der Anwendung wurde Js dem Drosselschiebe

verwendet wird. Der Abstand kann jedoch ohne 13 am nächsten gelegene Ende des Rohrs 10 an die

SftwSSten experimentell ermittelt wer**. Als Ansaugleitung eines Viertakt-Benz.nmotors mn

SeReBeI wird bevorzugt, daß der Abstand zwi- 250 ecm Inhalt angeschlossen, und es wurde Benzin ge-

SStniKsselschicber un'd der abgeschirmten F.ä- 30 liefert, um die Zuführung 12 über eine Schw-mm^m-

ohP nicht erößer als ein Viertel der Maximalabmessung mer und eine Zumeßöffnung (nicht gezeigt)

der abschirmten Fläche ist. Es ist jedoch am zweck- die aus einem variablen Nadelventil bestand

aei uufcvov. _. . 1 u- ...:~ _,<.„!.« ,„!.„!,!„kor 11 u/iirHp in eine ZWI

- ss

ten Konzentration des Gasstroms zu erreicnen. stem, im c» mug··..·· *,„,,„.,

Vorteilhaft wird die verdampfbare Flüssigkeit mit bers 13 so einzustellen, daß der Motor stetig im Lcer-

Hilfe eines Speichers mit konstantem Niveau zugeführt, lauf ist. Rasche Bewegung des Drosselschiebers 13 aus

z.B. mit Hilfe einer Schwimmerkammer, wie sie bei dem Rohr 11 wurde durch schnelles und steuerbares

herkömmlichen Vergasern verwendet wird. ₄o Ansprechen der Motorgeschwindigkeit beantwortet.

Ferner wird es bevorzugt, daß das Flüssigkeitsniveau Ohne Beabsichtigung einer Festlegung wird angein dem Speicher an oder nahe unter dem Punkt gehal- nommen, daß dieses schnelle Ansprechen, aus einer ten wird, bei der die Flüssigkeit in den porösen Körper kurzzeitigen Anreicherung des Benzin-Luft-Gemisches eingeführt wird wenn sich dieser in normaler Arbeits- bedingt ist, die sich daraus ergibt, daß sich der vorher in stellung befindet, so daß der Flüssigkeitsstrom nicht un- 45 einer stagnierenden Zone des porösen Körpers, durch ter Schwerkraftwirkung erfolgt, sondern lediglich die Benzin hindurchgedrungen ist, befindende Luftdurch den Druckabfall eingeleitet wird, der durch den strom plötzlich frei wird. Diese kurzzeitige Anreiche-Gasstrom durch den porösen Körper verursacht wird. rung kann bei gewissen Umständen erwünscht sein.

Obwohl es wesentlich ist, daß verdampfbare Flüssig- Ein weiteres erwünschtes Merkmal bei erfindungsge-

keit zu dem Teil des porösen Körpers geführt wird, der 50 mäßen Vergasern ist der hohe Vermischungsgrad, der

zuerst abgeschirmt wird, ist es möglich und manchmal durch die Turbulenz hervorgerufen wird, die durch den erwünscht, den porösen Körper in zwei Bereiche auf- Luftstrom durch den porösen Körper erzeugt wird.

--"■—■^r-··-¹ ,-.....„«_ niet aiht Anlaß zu gutem Kaltstart ohne oder mit ge-

Langsamlaufkennwene zu verbessern. nnwiocnauuv.., „„. ,

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemati- Brennstoffverbrauchs und die Möglichkeit einer Abscher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen nähme des Ausstoßes giftiger Abgase vom Motor mit näher erläutert. sich bringt.

F i g. 1 ist eine Schnittansicht für einen erfindungsge- 60 Gemäß den F i g. 3,4 und 5 besitzt der Metallkörper

mäßen Vergaser mit seitlichem Zug; 14 einen rechtwinkligen Block aus Metall, der mit zwei

F i g. 2 ist eine Endansicht desselben Vergasers bei allgemein zylindrischen sich schneidenden Bohrungen

Betrachtung in Richtung der Pfeile 11-11 in Fig. 1; 15 und 16 versehen ist. Die Bohrung 15 verläuft in

F i g. 3 ist eine Schnittansicht durch einen erfindungs- Längsrichtung durch den Hauptteil des Körpers 14, gemäßen Vergasers mit Zug nach unten bei Betrach- 65 während die Bohrung 16 am inneren Ende der Bohrung

tung in Richtung der Linie Ul-III in F i g. 4; 15 quer durch den Körper läuft, wo sie die Bohrung

F i g. 4 ist eine weitere Schnittansicht des Vergasers schneidet. Die Bohrung 16 ist an einem Ende mit ko-

narh F ί β. 3 bei Betrachtung in Richtung der Linie axialen Metallhülsen 17, 18 versehen, die ineinander

fassen und so zusammenarbeiten, daß sie einen Ringraum 19 begrenzen, der mit diametral entgegengesetzten öffnungen 20, 21 als Brennstoffzuführungen verbunden ist, welche in die Hülse 18 eingearbeitet sind. Der Ringraum 19 steht mit der zylindrischen Öffnung 22 in Verbindung, die an eine Schwimmerkammer (nicht gezeigt) anschließbar ist, in der der Benzinpegel auf gleicher Höhe oder unterhalb der Auslässe der öffnungen 20 und 21 gehalten wird. Poröse Körper 23, 24 bestehen aus gekräuselten Polyamin-Monofilamenten, die willkürlich in den Raum eingepackt sind, der durch die Innenoberfläche der Hülse 18 begrenzt wird, wobei die Packungsdichte im Körper 24 größer ist. Die porösen Körper 23, 24 sind durch einen gekrümmten Metallstreifen 25 voneinander getrennt, wobei die öffnungen 20 und 21 jeweils in die Körper 24 bzw. 23 öffnen. Der Drosselschieber 26 besteht aus einem zylindrischen Block aus Metall, aus dem ein Längssegment herausgearbeitet worden ist, um eine flache Stirnfläche 27 zu erhalten, die sich über einen Teil seiner Länge er- ao streckt. Der sich in Längsrichtung erstreckende zylindrische Raum 28 erstreckt sich über einen Hauptanteil der Länge des Drosselschiebers 26. Der Drosselschieber 26 sitzt mit Gleitsitz in der Bohrung 16 des Körpers 14, so daß die flache Stirnfläche 27 über die unteren Stirnflächen der porösen Körper 23, 24 schiebbar ist. Der Drosselschieber 26 wird unter der Reaktion der Druckfeder 29 gegen die Endplatte 30 federnd nachgiebig in die voll eingesetzte Stellung gedruckt und kann gegen die Federwirkung durch Anlegen einer Zugkraft an das Kabel 31 nach außen bewegt werden, dessen eines Ende an der Endfläche 32 des Drosselschiebers 26 verankert ist. Die Hülsen 17, 18 werden durch eine Deckplatte 33 in ihrer Lage gehalten. Das angeflanschte Rohr 34, das in Fluchtung mit der unteren Öffnung der Bohrung 16 an der unteren Stirnfläche des Körpers 14 mit Bolzen befestigt ist, führt zur Ansaugleitung (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors.

Der in den F i g. 3,4 und 5 dargestellte Vergaser arbeitet in ähnlicher Weise wie derjenige nach den F i g. 1 und 2, so daß beim Herausziehen des Drosselschiebers 26 zur Freilegung der porösen Körper 23 und 24 (entsprechend den Pfeilen) unter dem durch den Umlauf des Motors erzeugten Unterdruck Luft durch sie hindurchgezogen wird, wobei der sich ergebende Druckabfall das Einsaugen von Benzin in die porösen Körper aus den öffnungen 20 und 21 verursacht.

Bei normalem Betrieb verhält sich der poröse Körper 23 in derselben Weise, wie es für den porösen Körper 11 in F i g. 1 beschrieben wurde; es ist jedoch die Anordnung so getroffen, daß dann, wenn sich der Dros selschieber 26 in eine nahezu geschlossene Stellung be wegt, in der lediglich der poröse Körper 24 dem Luft strom ausgesetzt ist, d. h., der Motor sich im Leerlaul befindet. Benzin nahezu ausschließlich über die öffnung 20 aus dem porösen Körper 24 angesaugt wird Um den Betrieb in dieser Weise zu erleichtern, kann e; erwünscht sein, die öffnungen zu graduieren, die die jeweiligen Zonen der porösen Körper versorgen. Zurr Beispiel hatten bei der zweiten Ausführungsform di< öffnungen 20 und 21 einen Durchmesser von 0,033 cn bzw. 0,15 cm. Die vorerwähnten unterschiedlichen Pak kungsdichten der Körper 23 und 24 wurden ebenfall: so gewählt, daß der erwünschte Ausgleich zwischer normalem Lauf und Leerlauf erhalten wird. Messungei erbrachten, daß über den gesamten Bereich von Schie berstellungen die Änderungen des Benzin-Luft-Ver hältnisses zwischen 12 :1 und 14 :1 gehalten wurden.

Der in den F ig. 3,4 und 5 dargestellte Vergasei wurde an dem Motor eines normalen Serienfahrzeug! mit 1600 ecm montiert. Das Fahrzeug lief für mehren tausend Kilometer zufriedenstellend und mit einer Lei stung unter einem Brennstoffverbrauch, wie sie dei Werten vergleichbar sind, die bei Verwendung eine: herkömmlichen Vergasers am Fahrzeug erhalten wer den.

Obwohl die zweite Ausführungsform nach der Erfin dung im wesentlichen aus Metall bestand, können ande re Materialien, z. B. Kunststoffe, ohne Schwierigkei statt dessen verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

\. Oberflächenvergaser für Brennkraftmaschinen mit einem Ansaugkanal, in den ein Oberflächenverdampfungskörper eingebaut ist, der den gesamten Änsaugquerschnitt überdeckt und an den an einer Seite ein den Ansaugquerschnitt zur Festlegung der Last der Brennkraftmaschine steuernder willkürlich betätigbarer Drosselschieber entlanggieite; und die Brennstoffzufuhr in der Zone des Oberflachenverdampfungskörpers vorgesehen ist, die beim Schließen des Drosselschiebers zuerst abgedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber (13; 26) auf der stromab gelegenen Seite des von einem porösen Körper (11; 23) gebildeten, durch Kapillarwirkung mit Brennstoff benetzten Oberflächenverdampfungskörpers angeordnet ist.
2. Oberflächenvergaser nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffversor- ao gung aus einem Speicher mit konstantem Niveau erfolgt, das gleich ist oder tiefer liegt als die Einmündungsstelle im Bereich der Brennstoffzuführung am Oberflächenverdampfungskörper.
3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn- _Λζ zeichnet, daß der Oberflächenverdampfungskörper in zwei Bereiche (23, 24) aufgeteilt ist. die mit eigenen Brennstoffzuführungen (20,21) ausgerüstet sind, von denen einer bei Leerlauf durch den Drosselschieber abgedeckt ist.
4. Vergaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenverdampfungskörpcr in den einzelnen Bereichen unterschiedliche Dichte aufweist.