DE2158849A1

DE2158849A1 - Vergaser fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2158849A1
Application number: DE2158849A
Authority: DE
Inventors: Max Pasbrig
Original assignee: Lacrex Brevetti SA
Current assignee: Lacrex Brevetti SA
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-06-07
Also published as: SE379084B; US3826235A; FR2165897A1; ATA988072A; CA962906A; AT367171B

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

C 5447

Lacrex Brevetti SA, Via G.Motta, 6648 Minusio / Schweiz

Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen, bei dem zur Verbesserung des Gemisches auj Luft und Brennstoff eine Zerstäuberbuchse im Ansaugkanal hinter der Drosselklappe angeordnet ist.

Es ist bekannt, daß nicht der gesamte von den Düsen des Vergasers eines Otto-Motors zerstäubte Kraftstoff in Form eines homogenen Kraftstoff-Luft-Gemisches in die Verbrennungsräume des Motors gelangt, sondern zum Teil an der Wandung des Vergasers und des Ansaugkanales als Kon-

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densat niedergeschlagen wird. Dieser unerwünschte Niederschlag tritt vor allem im Bereich der Drosselklappe des Vergasers auf und hat zur Folge, daß die Homogenität des Gemisches aus Luft und Kraftstoff beeinträchtigt wird. Die Folge ist, daß der Kraftstoff nur teilweise verbrannt wird, denn eine vollkommene Verbrennung kann nicht erreicht werden. Dies wiederum führt zu den bekannten Abgasproblemen, zu einer Leistungsminderung und zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.

Zur Verbesserung der Gemischbildung und Verbrennung wurden deshalb schon die verschiedensten Vorschläge gemacht, ohne daß es bisher gelungen wäre, eine befriedigende Lösung mit einfachen Mitteln zu finden. So wurde z.B. vorgeschlagen (Offenlegungsschrift 1 751 784), in einem bestimmten Abstand hinter der Drosselklappe einen ringförmigen Zwischenflansch im Ansaugkanal anzuordnen, der dazu dienen soll, mittels einer Abreißkante das an der Wandung entlang laufende Kraftstoffkondensat abzuheben, aufzulösen und dem Hauptansauggemischstrom zuzuführen. Der Hauptnachteil dieser zwar recht einfachen Anordnung besteht darin, daß, abgesehen von der äußeren ringförmigen Wandströmung des Gemisches der Hauptstrom im wesentlichen unbeeinflußt bleibt durch den Zwischenflanscheinsatz, der im wesentlichen nur aus einem glatten Ring besteht, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Ansaugrohres.

Eine gewisse Beeinflussung der Haupt- und Kernströmung des Gemisches kann durch einen anderen bekannten Einsatz (Offenlegungsschrift 2 001 299) erzielt werden, der aus einer Zerstäuberbuchse besteht, die in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe im Ansaugkanal angeordnet ist. Diese Zerstäuberbuchse ist mit radial nach innen ragenden Rippen versehen, die in Richtung der Längsachse der Buchse unter einem bestimmten Winkel verlaufen und das Gemisch möglichst fein zerstäuben sollen. Gegen

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diese bekannte Zerstäuberbuchse, die am Einlaß oder am Auslaß des Vergasers angeordnet ist, ist vor allem einzuwenden, daß in dem vor allem kritischen Raum unmittelbar hinter der Drosselklappe die Strömung und Gemischbildung nicht beeinflußt wird, denn eine zusätzliche Verwirbelung kann erst in einem bestimmten Abstand hinter der Drosselklappe erzielt werden. Außerdem erscheint das Ausmaß der zusätzlichen Verwirbelung verbesserungsbedürftig, da sich die Rippen nicht über den gesamten Strömungsquerschnitt erstrecken, so daß nach wie vor eine mehr oder weniger unbeeinflußte Kernströmung in der Mitte des Ansaugkanales verbleibt, wenn auch eine gewisse Verbesserung gegenüber dem eingangs genannten Zwischenflanscheinsatz erzielt wird, der keinerlei Einbauten aufweist und nur aus einem glatten Ring besteht.

Ausgehend von der eingangs genannten Problemstellung und von dem vorgenannten Stand der Technik liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Homogenität des Gemisches noch weiter zu verbessern und eine möglichst vollkommene Verbrennung zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zerstäuberbuchse unmittelbar hinter der Drosselklappe angeordnet und mit Prallelemente und Durchgangs Öffnungen aufweisenden Leitblechen versehen ist, die sich im wesentlichen über den gesamten Einsaugströmungsquerschnitt erstrecken und im Abstand voneinander angeordnet sind und daß die Zerstäuberbuchse an ihrer der Drosselklappe benachbarten Stirnseite mit einer kalottenförmigen Ausnehmung versehen ist, deren Formgebung genau dem Raum entspricht, der beim Öffnen der Drosselklappe von der einen Drosselklappenhälfte überstrichen wird.

Erfindungsgemäß wird somit gerade in dem besonders kritischen Raum unmittelbar hinter der Drosselklappe die Gemischbildung verbessert, denn die erfindungsgemäße Zerstäuberbuchse schließt ohne Abstand unmittelbar an die Drosselklappe an, so daß etwaige tote Räume vermieden werden.

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Gleichwohl wird hierdurch die Verschwenkbarkeit der Drosselklappe nicht beeinträchtigt, denn die erfindungsgemäße Zerstäuberbuchse ist an ihrer der Drosselklappe benachbarten Stirnseite mit einer kalottenförmigen Ausnehmung versehen, deren Formgebung genau dem Raum entspricht, den die eine Drosselklappenhälfte, die in Richtung auf die Zerstäuberbuchse verschwenkt wird, einnimmt, wenn die Drosselklappe geöffnet wird.

Abgesehen von dem unmittelbaren Anschluß der erfindungsgemäßen Zerstäuberbuchse an die Drosselklappe trägt zur Verbesserung der Gemischbildung ferner bei, daß die erfindungsgemäße Zerstäuberbuchse mit Leitblechen für das Gemisch versehen ist, die sich über den gesamten Einsaugströmungsquerschnitt erstrecken, so daß eine innige Vermischung und Verwirbelung des gesamten Gemischstromes einschließlich der Kernströmung erreicht wird. Diese innige Vermischung wird noch weiter gefördert durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Prallelemente und Durehgangsöffnungen, die die Leitbleche, die vorzugsweise in äquidistanten Abständen voneinander angeordnet sind, aufweisen.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäuberbuchse herausgestellt, die mindestens eine mit der Atmosphäre verbundene Luftansaugöffnung zum Ansaugen von Zusatzluft in den Innenraum der Zerstäuberbuchse aufweist.

Die axiale Länge der erfindungsgemäßen Zerstäuberbuchse beträgt bevorzugt etwa das 1,5-^Faehe des Durchmessers des Ansaugrohres. Da somit die Zerstäuberbuchse relativ kurz ist, wird der Strömungswiderstand praktisch nicht erhöht, so daß eine etwaige Beeinträchtigung des Füllgewichtes der Zylinder des Motors vermieden wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die in der Zeichnung schematisch ' dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch den die Zerstäuberbuchse aufnehmenden Teil des erfindungsgemäßen Vergasers;

Fig. 2 Querschnitte durch zwei bevorzugte Ausführungsformen

^un einer erfindungsgemäßen Zerstäuberbuchse längs den Linien II-Π und IH-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Leitbleche

einer erfindungsgemäßen Zerstäuberbuchse gemäß Ausschnitt IV in Fig. 1.

Von dem erfindungsgemäßen Vergaser ist nur der im Rahmen der Erfindung allein interessierende Teil im Bereich der Drosselklappe in Fig. 1 schematisch und im Längsschnitt dargestellt, während sämtliche übrigen Teile weggelassen sind. Wie hieraus zu entnehmen, ist unmittelbar hinter einer Drosselklappe 1, die in üblicher Weise drehbar in einem zylindrischen Vergaserauslaßkanal 2 angeordnet ist, eine den Kern der Erfindung bildende Zerstäuberbuchse 3 angeordnet, die sich mit einem Teil ihrer axialen Länge in einen an den Kanal 2 angeflanschten Ansaugkanal 4 erstreckt, der zu dem oder den Zylindern eines ebenfalls nicht dargestellten Otto-Motors führt.

Die Zerstäuberbuchse 3 nimmt, wie ohne weiteres ersichtlich, den gesamten Cuerschnitt der Kanäle 2 und 4 ein und hat somit, wenn diese kreiszylindrisch ausgebildet sind, ebenfalls eine kreiszylindrische Form und Gestalt. Der gesamte Einsaugquerschnitt der Zerstäuberbuchse 3 ist mit Leitblechen 5 versehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind und radiale;
iPrällelemente 6 und Durchgangs öffnungen 7 aufweisen, die gleichmäßig über die Fläche eines jeden Leitbleches verteilt sind. Diese Prallelemente 6 und Durchgangsöffnungen 7 werden am einfachsten derart hergestellt, daß die Leitbleche an den gewünschten Stellen durch einen stanzähnlichen Arbeitsvorgang quer zu ihrer Ebene aufgebogen werden. Durch diese aufgebogenen Elemente werden nämlich sodann die Prallelemente und die

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Durchgangsöffnungen zugleich in einem einzigen Arbeitsvorgang hergestellt und es ergibt sich eine Anordnung, die im Aussehen einem bekannten Reibblech ähnlich ist, wie es z.B. zum Reiben von Äpfeln und Kartoffeln benutzt wird (siehe insbesondere auch Fig. 4 unten links).

Eine weitere Verbesserung der durch die Leitbleche erzielten Verwirbelung und Vernebelung kann dadurch erreicht werden, daß die Zerstäuberbuchse 3 mit mindestens einer Luftansaugöffnung 8 versehen ist, die mit der freien Atmosphäre verbunden ist und zum Ansaugen von Zusatzluft in die Zerstäuberbuchse dient. Der Durchtrittsquerschnitt der zweckmäßigerweise unmittelbar hinter der Drosselklappe angeordneten Luftansaugöffnung 8 wird im Regelfall in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung geregeltjUnd zwar derart, daß beim Öffnen der Drosselklappe gleichzeitig der Querschnitt vergrößert wird. Diese Regelung kann in verschiedener Weise erfolgen. Besonders einfach ist eine Regelung, bei der ein mit der Drosselklappe fest verbundener Schieber vorgesehen ist, der beim Öffnen der Drosselklappe die Luftansaugöffnung mehr oder weniger abdeckt.

Wie Fig. 1 zu entnehmen, ist die erfindungsgemäße Zerstäuberbuchse 3 unmittelbar hinter der Drosselklappe 1 angeordnet. Streng genommen gilt dies an und für sich nur bezüglich der einen Hälfte der Zerstäuber buchse 3, die der Drosselklappenhälfte gegenüber liegt, welche sich beim Öffnen der Drosselklappe von der Zerstäuberbuchse 3 weg dreht. Um die Schwenk- und Drehbewegung der Drosselklappe nicht zu beeinträchtigen, ist nämlich die andere Hälfte der Stirnseite der Zerstäuberbuchse 3 mit einer kalottenförniigen Ausnehmung 9 versehen, deren Formgebung genau dem Raum entspricht, den die andere Drosselklappenhälfte überstreicht, wenn die Drosselklappe geöffnet wird. Hierbei handelt es sich um die Drosselklappenhälfte, die sich in Richtung auf die Zerstäuberbuchse bewegt.

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Wie die vorstehenden Darlegungen zeigen, ist somit im Rahmen des technisch überhaupt Möglichen die erfindungsgemäße Zersiänberbuchse 3 unmittelbar an die Drosselklappe 1 angeschlossen, so daß Im Rahmen des Möglichen jegliche Toträume im Bereich hinter der Drosselklappe vermieden werden und eine sehr innige und homogene Gemischbildung erzielt wird.

Bezüglich der Verteilung der Leitbleche über den Einsaugquersehnitt der Zerstäuberbuchse 3 bestehen keine näheren Vorschriften, vorausgesetzt, daß die Leitbleche weitgehend gleichmäßig über den Stromungsquersehnitt verteilt sind. So können z.B. die Leitbleche in gleichmäßigen Abständen und parallel zueinander angeordnet werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Gegebenenfalls kann quer zu dieser Anordnung gemäß Fig. 2 noch eine weitere Leitblechanordnung vorgesehen werden, so daß sich Im Querschnitt ein gitterartiges Muster ergibt, Je nachdem wie die Erfordernisse im Einzelfall sind, können hierbei die Leitbleche direkt bis zur äußeren Ringwandung der Zerstäuberbuchse geführt werden, so daß mehrere voneinander getrennte Kanäle entstehen, die nur noch über die Durciigangsöffnungen 1 miteinander verbunden sind. Eine derartige Anordnung kann z.B. dann von Vorteil sein, wenn vor allem im Teülastbereich eine Verbesserung der Gemischbildung erzielt werden soll. Bei der im Teülastbereich nur wenig geöffneten Drosselklappe ergibt sich nämlich im Bereich der Drosselklappe eine Gemischströmung, die im Querschnitt die Form eines schmalen Ringkanales hat. Wenn diese Ringkanalströmung nun ohne Querschnittsvergrößerung zunächst einmal auch durch die Zerstäuberbuchse weitergeführt wird, kann eine unvermindert hohe Geschwindigkeit aufrechterhalten werden, die die Vermischung und Vernebelung begünstigt. Zumindest zunächst einmal wird nämlich die Ringkanalströmung nur innerhalb des äußersten Ringkanales der Zerstäuberbuchse geführt, der weitgehend von den inneren Pingkanälen getrennt ist. Hierbei ist eine Ausbildung und Anordnung der Leitbleche gemäß der Darstellung nach Fig. 3 von Vorteil. Diese

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Anordnung ist auch herstellungsmäßig von Vorteil, da die verschiedene Ringkanäle bildenden Leitbleche durch ein einziges spiralförmig gewundenes Leitblech gebildet sind. Stattdessen können auch mehrere konzentrische Leitbleche vorgesehen sein, wobei aber der Herstellungsaufwand etwas größer ist.

Die Verbindung der Leitbleche untereinander und mit der äußeren Ringwandung 3'derZerstäuberbuchse kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Abstandshalter und Stege 10 erfolgen.

Die Ausbildung und Anordnung der Durchgangsöffnungen und der radialen Prallelemente kann beliebig sein.

Wie Messungen gezeigt haben, ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Vergaser eine entscheidende Reduzierung der Abgase, was vor allem bezüglich des CO-Gehaltes gilt. Außerdem wird die Motorleistung unter gleichzeitiger Absenkung des Kraftstoffverbrauches erhöht. Von großem Vorteil ist ferner, daß alle diese Vorteile mit einer denkbar einfachen Anordnung erzielt werden, die im übrigen auch sogar noch nachträglich in bestehende Vergaser eingebaut werden kann. Die erfindungsgemäße Zerstäuberbuchse kann nämlich ohne weiteres und sehr einfach auch noch nachträglich in bestehende Vergaser eingesetzt werden, wobei es von Bedeutung ist, daß es sich um einen Vergaser beliebiger Art handeln kann.

Demzufolge ist auch der erfindungsgemäße Vergaser, der schon bei der Herstellung mit der Zerstäuberbuchse versehen wird, nicht auf eine bestimmte Vergaserart, wie Fallstromvergaser u.dgl. beschränkt.

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Claims

Patentansprüche

\1J Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen, bei dem zur Verbesserung " des Gemisches aus Luft und Brennstoff eine Zerstäuberbuchse im Ansaugkanal hinter der Drosselklappe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberbuchse (3) unmittelbar hinter der Drosselklappe (1) angeordnet und mit in etwa radiale Prallelemente (6) und Durchgangsöffnungen (7) aufweisenden Leitblechen (5) versehen ist, die sich im wesentlichen über den gesamten Einsaugströmungsquerschnitt erstrecken und im Abstand voneinander angeordnet sind und daß die Zerstäuberbuchse (3) an ihrer der Drosselklappe (1) benachbarten Stirnseite mit einer kalottenförmigen Ausnehmung (9) versehen ist, deren Formgebung genau dem Raum entspricht, der beim Öffnen der Drosselklappe (1) von der einen Drosselklappenhälfte überstrichen wird.
2. Vergaser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberbuchse (3) mindestens eine mit der Atmosphäre verbundene Luftansaugöffnung (8) zum Ansaugen von Zusatzluft in die Zerstäuberbuchse (3) aufweist.
3. Vergaser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5) gleichmäßig über den gesamten Innenraum der Zerstäuberbuchse (3) verteilt und in äquidistanten Abständen voneinander angeordnet sind.
4. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitblechemach Art eines an sich bekannten Reibbleches ausgebildet sind.
5. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Zerstäuberbuchse (3) in etwa das 1, 5-Fache ihres Durchmessers beträgt.

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6. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5) zumindest in dem der Drosselklappe (1) benachbarten Teil der Zerstäuberbuchse (3) voneinander abgeschlossene und insbesondere ringförmig ausgebildete Kanäle bilden, die nur über die Durchgangsöffnungen (7) miteinander in Verbindung stehen.
7. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallelemente (6) und die Durchgangsöffnungen (7) gleichmäßig über die gesamte Fläche eines jeden Leitbleches (5) verteilt sind.
8. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5) rechteckförmig ausgebildet und parallel zur Längsachse des Vergaserauslaßkanales (2) angeordnet sind.
9. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (5) durch ein einziges spiralförmig gewundenes Leitblech gebildet sind.
10. Vergaser gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt der Luftansaugöffnung (8) in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung regelbar ist.

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