DE2137235A1

DE2137235A1 - Vergaser fur Verbrennungskraft maschinen

Info

Publication number: DE2137235A1
Application number: DE19712137235
Authority: DE
Inventors: Laszlo Dearborn Heights Mich Hideg (V St A )
Original assignee: Ford Werke AG, 5000 Köln
Priority date: 1970-08-14
Filing date: 1971-07-26
Publication date: 1972-02-17
Also published as: CA947160A; FR2104325A5; GB1341424A; US3679186A; JPS533008B1

Description

Ford-Werke Aktiengesellschaft

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		Patentanmeldung
	Vergaser für	Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen, enthaltend einen Ansaugkanal mit anschliessendem, eine Drosselklappe enthaltenden Venturirohr sowie eine Kraftstoffkammer, die über Leitungen mit einer Kraftstoff-Zumesseinrichtung verbunden ist.

Durch die US Patentschrift 3 49? 186 sind Vergaser bekannt, die in einem System sowohl die Kraftstoffzufuhr für den Leerlauf als auch für den Hauptbetrieb des Fahrzeuges enthalten. Die Verwendung nur eines Systems macht es möglich, dass Schwierigkeiten in der Kraftstoffzumessung insbesondere in der Übergangsphase zwischen Leerlaufund Fahrbetrieb vermieden werden. Weiterhin ist es möglich, die Verhältnisse bezüglich der Kraftstoff zufuhr im gesamten Fährbetrieb au verbessern»

Eine gute Kraftstoffzufuhr kann beeinträchtigt werden durch die Oberflächenspannung des Kraftstoffes, durch das Vorhandensein von Luft- oder Gasblasen im Kraftstoff sowie durch Vorhandensein von Turbulenzerscheinungen an unerwünschten Stellen innerhalb des Systems.

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Nachdem der Vergaser gemäss der obengenannten US Patentschrift schon weitgehend Schwierigkeiten dieser Art vermeiden konnte, wird durch die erfindungsgemässe Anordnung eine weit grössere Stabilität des Vergasers bei Betrieb erreicht.

Entsprechend ist es das Ziel der Erfindung,einen Vergaser vorzuschlagen, der die geschilderten Nachteile bekannter Konstruktionen vermeidet und einfacher und unaufwendiger in der Konstruktion ist.

Dieses Ziel wird durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

(a) Die Kraftstoffkammer ist durch einen Kanal mit dem Eingang des Ansaugkanals verbunden;

(b) die Kraftstoffkammer ist über eine Verstelldüse mit der Zumesscünrichtung verbunden;

(c) die Zumesseinrichtung ist über einen Kanal mit einer Zumessdüdc verbunden, die im Venturirohr des Vergasergehäuses angeordnet ist;

(d) die Zumess ein richtung mündet in das Venturirohr des Verräters unterhalb der Drosselklappe;

(e) die Zufuhr von Kraftstoff an die Zumesseinrichtung erfolg durch ν im Kraftstoff zuführeinrichtung, die so angeordnet ist, dass durch bie Kraftstoff im wesentlichen in der Mittelachse des Luft-Kraftstotj"-kanals einbringbar ist.

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Besondere Bedeutung besitzt dabei die Form der Kraftstoff zuführeinrichtung.

Erfindungsgemäss kann diese die Form eines Rohres haben, dessen Ende durch einen quer zur Mittellängsachse des Rohres veiiaufenden Längsschnitt die Form eines Troges besitzt, wobei .das Ende des Troges eine Spitze trägt.

Es ist aber auch möglich, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung an ihrem Ende die Form eines Troges besitzt, dessen Grundfläche im Querschnitt V-förmi g ausgebildet ist.

Weiterhin kann die Zumesseinrichtung eine Nadel, die mittig angeordnet ist, enthalten, wobei der Aussendurchmesser der Nadel kleiner ist als der Innendurchmesser der Zumess einrichtung und die Nadel einen Konusteil mit an» schliessender Spitze besitzt, wobei der Konusteil teilweise in ein Rohr hineinragt. Dieses Rohr leitet dann den Kraftstoff dem Vergaser zu.

Erfindungsgemäss kann im Bereich der Zumessdüse eine zweite Düse, gegen die einströmende Luft gerichtet ist, angeordnet sein, wobei diese Düse mit dem Ansaugkanal verbunden ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.

Durch die Merkmale gemäss der Erfindung wird erreicht, dass sowohl ein Drucksignal, ausgehend von der in den Vergaser einströmenden Luft vor Eintritt in das Venturirohr, als auch ein Drucksignal, ausgehend von dem Druck im Venturirohr, miteinander gemischt werden und einen Steuerdruck ix\ eier Brennstoffkammer bilden.

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Die Differenz zwischen dem Steuerdruck und einem Bezugsdruck, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Kraftstoffkammer herrscht, dient als Mass für die Zufuhr von Kraftstoff.

Die Erfindung wird näher erläutert anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen;

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungs gemäss en Vergaser;

Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der Zuinesseinrichtung gemäss der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Einzelheit der Anordnung gemäss Fig. 2; Fig, 4 eine Frontansicht einer Einzelheit der Anordnung gemäss Fig. 2?

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Einzelheit der Anordnung nach. Fig. 2;

Fig, 6 eine Frontansicht der Anordnung nach Fig. 5; Fig. 7 eine andere Ausführungsform einer Anordnung nach Fig. 2.

Wie insbesondere aus der Fig. 1 hervorgeht, ist ein Vergasergehäuse mit 10 bezeichnet. Das Vergasergehäuse enthält einen Einlasskanal 12, der einmündet in einen Ansaugkanal 14. Ein Venturirohr ist mit 16 bezeichnet; eine Wand des Venturirohres trägt die Bezeichnung 18.

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Der untere Bereich des Venturirohres ist mit 20 bezeichnet. Der Bereich der Einschnürung des Venturirohres ist beträchtlich länger als normalerweise üblich; im Venturirohr ist eine Drosselklappe 22, drehbar auf einer Welle 24, befestigt. Eine Luftklappe 26 ist drehbar im Ansaugkanal 14 auf einer Welle 28 angeordnet. Am unteren Rand des Vergasers befindet sich ein Flansch 30, mit dem das Vergasergehäuse 10 auf dem Ansaugstutzen 32 einer Verbrennungskraftmaschine befestigt ist. Die Luftklappe wird durch temperaturabhängige Mittel, die im einzelnen nicht dargestellt sind, gesteuert.

Eine Kraftstoffkammer 34 ist im Vergas er gehäuse 10 neben dem Einlasskanal 12 angeordnet, Die Kraftstoffkammer 34 enthält in üblicher Weise eine Einrichtung, die den Kraftstoffstand in der Kraftstoffkammer steuert. Ein Kanal 35 erstreckt sich von der Spitze der Kraftstoffkammer zum Ansaugkanal 14, wo der Kanal entgegen dem Strom der einströmenden Luft geöffnet ist.

Das Vergasergehäuse 10 enthält weiterhin eine Zumesskammer 36, die zwischen dem Einlasskanal 12 und der Kraftstoffkammer 34 angeordnet ist. Die Zumesskammer 36 liegt von dem Einlasskanal des Vergasers getrennt und ist mit diesem durch ein Rohr 38 verbunden, das einen Luftkraft stoffkanal 39 bildet. Das Rohr 38 ragt in den Einlasskanal 12 hinein und bildet einen nach unten geneigten Winkel mit der Mittelachse des Vergasers. Das Rohr endet etwas neben der Mittellinie des Einlasskanales, und zwar unterhalb der Drosselklappe 22. Das Ende des Rohres wird durch eine Platte 40 abgeschlossen. Die Platte 40 liegt vorzugsweise parallel zu der Mittelachse des Einlasskanales 12, Eine Bohrung 41 ist in die untere Fläche des Rohres gebohrt, und zwar in der Weise, dass die Achse der Bohrung etwa auf der Mittellinie des Einlasskanales liegt.

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Der Boden der Kraftstoffkammer 34 enthält eine Verstelldüse 42, die die Kraftstoffkammer mit einem Kraftstoffkanal 44 verbindet. Eine Messnadel 43 ist konisch ausgebildet und ist innerhalb der Verstelldüse 42 beweglich angeordnet. Der Kraftstoffkanal 44 verbindet eine Zumesseinrichtung 46 mit einer Zumesskammer 36. Die Zumesseinrichtung 46 ist direkt an der Zumesskammer 36 angeordnet, und zwar in der Nähe des Rohres 38. wobei die Mittelachse der Zumesseinrichtung 46 zusammenfallt mit der Mittelachse des Rohres 38. Eine Kraftstoffzuführeinrichtung 48 ist einstückig mit der Zu- ψ messeinrichtung 46 ausgeführt und erstreckt sich durch die Zumesskammer

36 gegen den Eingang des Rohres 38.

Ein Ventil 50 ist in einer zweiten Öffnung auf dem Boden der Kraftstoffkammer 34 angeordnet. Das Ventil 50 steht unter der Spannung einer Feder 52 und wird von dieser in der oberen, also Schliessposition gehalten. Direkt oberhab des Ventiles 50 ist eine Platte 54 befestigt, die an einer kleinen Vakuumservoeinrichtung 56 angeordnet ist. Die Platte 54 ist mit einem Kolben 58 in der Vakuumservoeinrichtung 56 verbunden. Der Kolben 58 ist federbelastet und wird in die untere Position durch eine Feder 60 gedrückt. Der obere Bereich der Vakuumservoreinrichtung 56 ist über eine Leitung 62 mit dem Ansaug- W stutzen 32 der Verbrennungskraftmaschine verbunden.

Ein Gestänge, das die Drosselklappe 22 mit der Messnadel 43 verbindet, enthält einen Hebel 64, der aus serhalb des Vergasers mit der Welle 24 verbunden ist. Eine Stange 66 verbindet den Hebel 64 mit einem Arm eines Gestänges 67, dessen anderer Arm mit der Messnadel 43 verbunden ist. Das Gestänge 67 ist drehbar am Vergasergehäuse 10 befestigt und schwenkt um eine Schwenkachse 68.

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Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Meßsignals in der Zumesskammer 36 enthält einen Kanal 70, der eine Verbindung zu einer kleinen Bohrung 72 schafft. Eine Zumessdüse 74 verbindet die Bohrung 72 mit der Einschnürung 18 oberhalb der Drosselklappe in der geschlossenen Position. Eine Düse 75, die bei hohen Geschwindigkeiten der Luft wirksam wird, verbindet die Bohrung 72 mit dem oberen Bereich der Venturidüse, und zwar an der Stelle, an der die.einströmende Luft voll auf die Düse trifft.

Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine strömt Luft durch die Zumessdüse 74, die Bohrung 72, den Kanal 70 und die Zumesskammer sowie das Rohr 38 in den Ansaugstutzen. Der Strom der fliessenden Luft ist relativ gross bei geringer Belastung des Motors und nimmt ab mit steigender Belastung des Motors. Entsprechend wird der Druck an der Zumessdüse 74 reduziert. In der Zumesskammer existiert nun ein Drucksignal, das eine Funktion des Unterdrucks im Ansaugstutzen und im Venturirohr ist. Dazu kommt, bei geringerer Belastung, die Wirkung der Zumessdüse 74. Die Differenz zwischen dein Drucksignal und dem Druck, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kraftstoffs in der Kraftstoffkammer 34 existiert letztere ist ein Bezugsdruck für den Druck im Ansaugkanal 14 weitergegeben durch den Kanal 35 - beeinflusst die Zumessung von Kraftstoff.

Im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine und bei niedriger Belastung ist der Druck im Ansaugstutzen relativ gering und der Unterdruck im Venturirohr relativ hoch. In diesen Betriebs zuständen fliessen beträchtliche Luftmengen durch den Kanal 70, so dass die Zumessdüse 74 nur ein schwaches Signal für das Einfliessen von Kraftstoff in die Zumesskammer auslöst. Bei grosser en Belastungen sinkt der Unterdruck im Venturirohr ab und der Luftstrom durch den Kanal 70 nimmt ebenso ab. Die Drosselung durch die Zumessdüse 74 wird ebenso sanft mit geringerem Luftstrom verringert.

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Die Messnadel 43 wird aus der Verstelldüse 42 zurückgezogen entsprechend der Öffnung der Drosselklappe, so dass Kraftstoff entsprechend den Bedürfnissen der Verbrennungskraftmaschine in die Zumesskammer einfliessen kann.

Wenn die Verbrennungskraftmaschine ein angereichertes Luftkraft stoff ger misch während einer starken Beschleunigung benötigt, bewirkt der hohe Druck im Ansaugkrümmer, dass der Kolben der Vakuumservoeinrichtung entgegen der Wirkung der Feder den Kolben 54 in Kontakt mit dem Ventil 50 bringt. Dadurch wird das Ventil geöffnet und es fliesst zusätzlicher Kraftstoff in den Kraftstoffkanal 44. Bei hohen Geschwindigkeiten des Motors und hohen Belastungen sorgt die Düse 75 dafür, dass der Druck entsprechend modifiziert wird, um eine unerwünschte Anreicherung zu vermeiden.

Wie insbesondere aus den Fig, 2, 3 und 4 hervorgeht, besteht die Zumesseinrichtung 46 im wesentlichen aus einem im Querschnitt kreisförmigen Rohr, ε?. dessen Spitze ein Teil des Rohres weggeschnitten ist. Dadurch entsteht ein flacher Trog, der als Einrichtung zur Übergabe des Kraftstoffes dient. Die Form dieses Troges ist sehr wichtig bezüglich der Erreichung eines stabiles Betriebes des Vergasers bei den verschiedenen Betriebszuständen des Motors.

Bei der dargestellten Konstruktion ist der obere Bereich desRohres entfernt. Dazu ist zunächst ein Halbschnitt 80 vorgenommen worden; dieser Halbschnitt 80 liegt im wesentlichen in einer Ebene, wobei diese Ebene im eingebauten Zustand der Einrichtung um + 15 zu einer Vertikalebene geneigt ist. Der untere Teil, also der Trog, bleibt mit der Zumesseinrichtung 46 verbunden und bildet den offenen Trog 82, der sich nach unten vom Halb schnitt 80 aus erstreckt. An der Spitze des Troges 82 ist das Material ebenfalls weggeschnitten, so dass sich eine Spitze 84 in diesem Bereich ergibt.

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Diese Spitze 84 ist der tiefste Punkt des Troges 82. Die Spitze 84 befindet sich innerhalb des Rohres 38, und zwar am Eingang des Rohres; sie kann auch weiter innerhalb des Rohres 38 angeordnet sein. Die Zumesseinrichtung 46 besteht vorzugsweise aus Messing oder aus einem anderen Material, das leicht von Kraftstoff benetzbar ist.

Wenn grosse Kraftstoffmengen die Zumess einrichtung durchflies sen, so strömt ein dicker Strahl aus dem Halbschnitt 80 und dem Trog 82. Wenn kleine Kraftstoffmengen eingebracht werden sollen, etwa im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine, so fliesst eine dünne Schicht Kraftstoff durch den Trog 82. Die Oberflächenspannung des Kraftstoffes benetzt die Innenseite des Troges 82, wobei sich ein relativ stabiler Strom innerhalb des Troges bildet, der etwa die Form des Kraftstoffes 86 in der Fig. 4 hat. Am Eingang des Rohres 48 herrscht während aller Betriebs zu stände der Verbrennungskraftmaschine eine hohe Luftgeschwindigkeit, die zur Folge hat, dass der dort eingebrachte Kraftstoff stark zerstäubt wird, wobei alle Kraftstoffmengen, die am Ende des Troges 82 auftreten, entsprechend zerstäubt werden.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Figuren 5 und 6 dargestellt. Der Trog ist dort mit 82' bezeichnet und im Querschnitt V-förmig gestaltet. Die trogförmige Gestaltung erstreckt sich dabei bis zum Halb schnitt 80 und geht von dort aus sanft in eine kreisförmige Gestalt über.

Der Kraftstoffstand in dieser Mulde ist in der Fig. 6 mit 86' bezeichnet. Aus dieser Darstellung geht hervor, dass der Flüssigkeitsstand eine kompaktere Form besitzt, was zur Folge hat, dass die Strömungsverhältnisse für den Kraftstoff durch diese Form des Troges weiter stabilisiert werden.

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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 ist die Zumesseinrichtung 46' senkrecht zu ihrer Mittelachse abgeschnitten, wobei jedoch eine dünne Nadel 90 konzentrisch innerhalb der Zumesseinrichtung 46' angeordnet ist. Die Nadel 90 erstreckt sich in die Zumesskammer 36 hinein und verläuft weiter zum Rohr 38. Die Spitze der Nadel 90 kann einen Konusteil 92 tragen, der in eine Spitze 94 mündet. Die Nadel 90 besitzt einen Durchmesser, der etwa dem halben Durchmesser oder weniger des Durchmessers der Zumess einrichtung 46' entspricht. Der Kraftsoff tritt durch den Ringraum W um die Nadel herum aus und läuft entlang der Nadel, wo er zerstäubt wird.

Der zerstäubte Kraftstoff und Luft tritt durch den Luftkraftstoffkanal 39 in den Einlasskanal 12 ein, und zwar durch eine Bohrung 41. Da der Kraftstoff bereits zerstäubt ist und teilweise mit Luft vermischt wurde, tritt eine weitere Vermischung mit zusätzlicher Luft im divergierenden Teil 20 ein. Die Tatsache, dass die Bohrung 41 etwa auf der Mittellinie des Vergasers angeordnet ist, begünstigt eine gleichmässige Vermischung und Verteilung.

Die Achsen der Zumesseinrichtung sowie der Kraftstoffzuführeinrichtung liegen im wesentlichen auf einer gemeinsamen Linie; es ist jedoch auch ^ möglich, dass zwischen diesen beiden Achsen ein Winkel vorhanden ist.

In diesen Fällen ist es empfehlenswert, wenn die Spitze der Kraftstoff zuführeinrichtung, also die Spitze 84 oder die Spitze 94 auf der Mittelachse des LuItkraftstoffkanales 39 oder in der Nähe der Mittelachse liegt.

Das Ventil 50 kann auch entfallen; in diesem Fall ist das Gestänge, das die Drosselklappe mit der Messnadel 43 verbindet, entsprechend zu modifizieren, so dass ein Zurückziehen der Messnadel bei grossen Beschleunigungen erreicht wird. Auch ist es möglich, die Abschrägung an der Messnadel 43 für diese Fälle entsprechend zu vergrössern und damit grössere Durchflussquerschnitte zu schaffen.

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Die Stellung der Messnadel 43 kann auch teilweise oder vollkommen abhängig gemacht werden vom Druck im Ansaugkrümmer der Verbrennungskraftmaschine.

Durch die Erfindung wird ein Vergaser geschaffen, der während aller Betrieb szustände des Motors eine stabile-Zufuhr von Kraftstoff, insbesondere auch bei Teillastbetrieb des Fahrzeuges, ermöglicht. Der Vergaser mischt das vom Druck im Venturirohr ausgehende Drucksignal mit dem Drucksignal aus dem Ansaugkrümmer und gibt einen Druck in die Kraftstoffzumesskammer, der als entsprechendes Drucksignal eine stabile Kraft stoffzufuhr durch alle Betriebszustände des Motors zur Folge hat.

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Claims

Patentansprüche

Vergaser für Verbrennungskraftmaschine^ enthaltend einen Ansaugkanal mit anschliessendem, eine Drosselklappe enthaltenden Venturirohr sowie eine Kraftstoffkammer, die über Leitungen mit einer Kraftstoff-Zumesseinrichtung verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

(a) Die Kraftstoffkammer (34) ist durch einen Kanal (35) mit dem Eingang des Ansaugkanales (14) verbunden;

(b) die Kraftstoffkammer (34) ist über eine Verstelldüse (42) mit der Zumesseinrichtung (46) verbunden;

(c) die Zumesseinrichtung (46) ist über einen Kanal (70) mit einer Zumessdüse (74) verbunden, die im Venturirohr (16) des Vergasergehäuses (10) angeordnet ist;

(d) die Zumess einrichtung (46) mündet in das Venturirohr (16) des . Vergasers unterhalb der Drosselklappe (22);

* (e) die Zufuhr von Kraftstoff in die Zumesseinrichtung (46) erfolgt

durch eine Kraftstoffzuführeinrichtung (48), die so angeordnet ist, dass durch sie Kraftstoff im wesentlichen in der Mittelachs« des Luft-Kraftstoffkanals (39) einbringbar ist.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffzuführeinrichtung (48) die Form eines Rohres hat, dessen Ende durch einen quer zur Mittellängsachse verlaufenden Halb schnitt (80) sowie einen in einer Mittellängsachse des Rohres verlaufenden Längsschnitt die Form eines Troges (82) besitzt, wobei das Ende des Troges eine Spitze (74) trägt.

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3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoff zuführeinrichtung (48) an ihrem Ende die Form eines Troges besitzt, dessen Grundfläche im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist.
4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch geke nn ζ e i c hne t, dass in der Zumesseinrichtung (46' ) eine Nadel (90) mittig angeordnet ist, wobei der Aussendurchmesser der Nadel (90) kleiner ist als der Innendurchmesser der Zumess einrichtung (46') und die Nadel (90) einen Konusteil (92) mit anschliessender Spitze (94) besitzt, wobei der Konusteil (92) teilweise in das Rohr (38) hineinragt.
5. Vergaser nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (72) durch eine zweite Düse (75), die gegen die einströmende Luft gerichtet ist, mit dem Ansaugkanal (14) verbunden ist.
6. Vergaser nach Anspruch 1 bis 5, d adurch gekennzeichnet, dass die Verstelldüse (42) aus einer Messnadel (43) besteht, die mechanisch gesteuert von der Stellung der Drosselklappe (22) verschieden tief in einer Düsenöffnung eintaucht.
7. Vergaser nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kraftstoffkanal (44) ein vom Unterdruck im Ansaugkrümmer (32) der Verbrennungskraftmaschine betätigbares Ventil (50) vorgesehen ist, durch das bei Betätigung zusätzlicher Kraftstoff in den Kraftstoffkanal (44) leitbar ist.

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