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Vergaser Die Erfindung betrifft einen dampffreien Vergaser, besonders
einen eine Membrankammer und eine Membransteuerung eines Brennstoffeinlaßventiles
aufweisenden Vergaser. Eines der Probleme beim Betrieb von Brennkraftmaschinen,
wie sie beispielsweise bei Schneefahrzeugen verwendet werden, besteht in der Ansammlung
von Dampf im Vergaser, welche soweit fortschreiten kann, daß die Brennstoffzufuhr
unterbrochen wird, was die Funktion des Vergasers und den Lauf des Motors beeinträchtigt.
Dieser Zustand wird auf gewissen Fahrzeugen durch die Tatsache verstärkt, daß der
Motor und der Vergaser eng zusammengefaßt und an einer Schutzhülle- befestigt sind,
welche nicht gut ventiliert oder durchlüftet ist. Wärme deS Motors kann sich infolgedessen
innerhalb desbeschränkten Bereiches der Hülle aufbauen und kann durch Wärmeleitung
auf den Vergaser übertragen werden. Dies führt dazu, daß die Verdampfung des Brennstoffes
in Teilen des Vergasers beschleunigt wird, in welchen die Steuerung vom flüssigen
Zustand des Brennstoffes abhängt.
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Brennkraftmaschinen werden auch in großen Höhen, also in Bergen benutzt,
wo der atmosphärische Druck geringer als üblich ist, ein
Zustand,
welcher zur Dampfbildung im Vergaser beiträgt.
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In der US-PS 3 235 238 wird vorgeschlagen, Dampf aus einer gewölbten
Brennstoffkammer zu entnehmen, indem dieser in die Mischkammer eingesogen wird.
In der genannten Druckschrift ist das Problem geeigneter Flüssigkeitsregulierung
unter Anwesenheit von Dampf bereits erläutert und erkannt. Die der Patentschrift
zu entnehmende Lösung ist jedoch als unzureichend anzusehen, da die Öffnung für
Dampfentnahme die Eichung oder Einstellung des Vergasers zerstört und die Bedingungen
bei geringem Gas nicht ausreichend gehandhabt oder bestimmt werden können.
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ivon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anlage
zu schaffen, welche verhindert, daß der Dampf durch das Bemessungssystem für den
Brennstoff gelangen kann. Um zu einer wirksamen Steuerung der Flüssigkeit zu gelangen,
bedient man sich eines wirksamen Entnahmesystems, welches auf den gesamten Geschwindigkeitsbereich
des Motors besser anspricht. Es soll eine Zusatz-Dampfpumpe zur Entnahme des Dampfes
geschaffen werden, welche sich in einem Vergasergehäuse befindet und durch Impuls
stöße der Brennkraftmaschine betätigt werden soll.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines AusfGhrungsbeispieles unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 ist eine Ansicht eines verhältnismäßig einfachen Membran-Vergasers
unter Darstellung der Verwendung einer getrennten Pumpe zur Entnahme des Dampfes;
Fig.
2 ist eine Schnittansicht eines eine Brennstoffpumpe und eine Dampfpumpe enthaltendenMembranvergasers;
Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Membransteuerplatte.
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In Fig. 1 ist ein Vergasergehäuse 10 mit einem Mischkaflal 12 dargestellt,
in welchem sich eine auf einer Welle 16 befindliche Luft-oder Starterplatte 14 und
eine auf einer Welle 20 angebrachte Drosselklappe 18 befinden. Eine Membrankammer
30 ist im Vergaser-Gehäuse vorgesehen und ist an der Basis durch eine Membran 32
geschlossen, an welcher ein Dichtungsring 34 aufliegt. Die Membran |wird durch eine
dazwischenliegende Gehäuseplatte 36 gehalten.
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Von der Kammer 30 erstreckt sich eine durch ein-Nadelventil 39 gesteuerte
Hauptbrennstoffdüse 38 nach oben und ist über eine ge-, eignete Einweg-Klappe 40
mit der Membrankammer vebunden. Eine Brennstoffzwischenöffnung 42 stellt die Verbindung
mit einer kleinen Brennstoffkammer 44 her welche über die Hauptdüsenöffnung gespeist
und gleichfalls an eine Auslaßöffnung 46 angeschlossen ist.- Mehrere Leerlauföffnungen
48, 50 und 52 stehen mit einer Brennstoffkammer 54 und von dieser über eine kurze
Öffnung 56 mit der KammEr 3O in Verbindung;- die oeffnung 56 wird durch ein Leerlaufnadelventil
58 gesteuert. Der Mittelteil 60 der Membran 32 liegt an einem Hebel 62 an, welcher
bei 64 verschwenkbar gelagert ist und an einem Ende ein Brennstoffeinlaßventil 66
trägt.
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Eine Feder 68 drückt den Hebel in eine das Ventil 66 schließende silage.
Die Feder 68 befindet sich in einer Ausnehmung-70 an der Oberseite der Membrankammer
30. Das Jntil 66 ist in einer Bohrung
72 geführt, welche an ihrem
oberen Ende einen Kanal 74 aufweist.
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Der Kanal 74 stellt einen geeigneten Sitz dar und weist eine Verbindung
mit einem vertikalen Brennstoffkanal 76 auf. Der Kanal 76 setzt sich vom Gehäuse
10 in einen Kanal 78 der Zwischenplatte 36 fort. Der Kanal 78 ist mit dem Auslaß
80 einer kleinen Brennstoffpumpe verbunden, welche mix liner pulsierenden Membran
82 in einer Kammer 84 ausgestattet ist. Die obere Seite der Membran ist an einen
Impulskanal 86 angeschlossen. Ein Brennstoffeinlaß 88 führt den Brennstoff aus einem
geeigneten Behälter durch einen Filter 90 ein, so daß der Brennstoff in einen Pumpeneinlaßkanal
92 gelangt. Pumpklappen 94 und 96 sind gleichfalls als Bestandteil der Pumpmembran
vorgesehen.
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innerhalb des Vergasergehäuses, jedoch in getrennter Ansicht wiedergegeben,
wird eine Dampfpumpmembran 100 zwischen zwei Teilen A und B geeigneter Gehäusekörper
mit Einlaß - und Auslaßklappen 102 und 104 gehalten. Im Gehäuseteil B befinden sich
ferner ein Einlaß; kanal 106 und ein Auslaßkanal 108. Der Einlaßkanal 106 ist über
einen Kanal 110 mit der Oberseite der Ausnehmung 70 verbunden, während der Auslaß
der Pumpe 100 über einen Kanal 112 mit dem Brennstoffbehälter verbunden ist.
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Eine Impulsöffnung 114 im Pumpengehäuse A löst fluktuierende Belwegungen
der Pumpmembran 100 aus und erzeugt einen Unterdruck in der Ausnehmung 70, wo sich
der Dampf am Hochpunkt der Membrankammet 30 sammelt. Durch konstante Betätigung
der Pumpe 100 wird der Dampf infolgedessen aus der Membrankammer abgezogen; es besteht
eine geeignete Einstellung bzw. Kalibrierung des eingestellten Kanals
116,
um zu verhindern, daß ein unerwünschter Unterdruck in der Kammer 30 entstehen kann.
Wenn der Kanal 86 und der -Kanal 114 beispielsweise an das Kurbelgehäuse eines mit
dem Vergaser bestückten Motors angeschlossen sind, wird die Membran bzw. Brennstoffpumpe
82 pulsiert, um flüssigen Brennstoff in die Kanäle 78 und 76 gelangen zu lassen.
Die Dampfpumpe 100 wird gleichfalls pulsiert, so daß der Dampf an der Oberseite
des Kanals 76 aus der Ausnehmung 70 abgezogen wird. Zu starke Schwingungen des Motors
infolge hoher Geschwindigkeit oder rauhen Laufes im Gelände, eine Ursache der Schäumung
oder Dampfbildung des Brennstoffes, können infolgedessen nicht das System flüssigen
Brennstoffes be- -j einflussen, welches durch die Membran 32 und das Brennstoffeinlaßventil
66 gesteuert ist.
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In Fig. 2 ist das Gehäuse 120 eines Vergasers mit einem Mischkanal
122, einer Starter- oder Luftklappe 124 und einer Drosselklappe 126 dargestellt.
Ein durch-ein Nadelventil 132 gesteuerter Brennstoffhauptkanal 130 führt in eine
Brennstoffkammer 134, welche an ein ohr 136a angeschlossen ist. Das Rohr führt nach
oben durch den enturiteil des Mischkanales. Das Rohr weist mehrere Auslässe 138al
rür Brennstoff auf. Die Bohrung bzw, Kammer 134 ist ferner mit seinem Lufteinlaß
136 und einer Eingangsöffnung 138 versehen,welche 1.
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in eine dazwischenbefindliche Brennstoffvorratskammer 140 führt.
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ie Kammer 140 ist mit geeigneten Kanälen 142 ausgestattet. Eine Leerlaufkammer
146 steht über einige Leerlaufkanäle 146 mit dem und mischkanal in Verbindung/ist
an eine Hauptleerlauföffnung 148 angeschlossen, welche durch ein Nadelventil 150
gesteuertvist.
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An der Basis des Gehäuses 120 befindet sich eine durch eine ,Membran
162 geschlossene Membrankammer 160. Die Membran wirkt an einem Ende eines Hebels
164, der an ein Gehäuse gelagert ist und 'an seinem anderen Ende ein Brennstoffeinlaßventil
166 aufweist.
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Das Brennstoffeinlaßventil 166 wirkt in einem geeigneten Gehäusesitz
168, welcher an der Oberseite eine in eine Ausnehmung 170 sich öffnende Öffnung
aufweist. Ein kleiner flexibler Körper 172 stellt eine Entnahme-bzw. Ablaßrückschlagklappe
174 für den Eintritt des Brennstoffes in den Brennstoffhauptkanal 130 dar. Der flexible
Körper 172 ist fernerhin mit einer kleinen Öffnung 176 versehen, welche den Brennstoff
aus der Membrankammer in die Leerlaufkammer 144 gelangen läßt. Die Membran 162 wird
durch eine erste Platte 178 in ihrer Position gehalten; die erste Platte 178 ist
unterhalb der Membran 162 mit einer an der Oberseite befindlichen Ausnehmung 180
und mit einer darunter befindlichen Ausnehmung 182 versehen, welche als Bestandteil
einer Pumpkammer oberhalb einer Membran 184 wirkt. Die Membran 184 wird in ihrer
Bewegung durch einen Blattfederkörper gesteuert, welcher einen pfannen- oder scheibenförmigen
Auflageteil 186 und einen seitlich sich erstreckenden Verankerungsteil 188 aufweist.
Der Teil 188 ist mit zur Befestigung dienenden Ansätzen 190 bestückt, welche gegenüber
der Basis des Gehäuses 178 mit Hilfe einer zweiten Zwischenplatte 192 des Gehäuses
festgeklemmt sind. Die Pumpkammer 189 wird durch die Membran 184 und die schmale,
darunter in der Platte 192 beendliche Öffnung gebildet.
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Die Feder bzw. Platte 186 und die seitliche Verlängerung 188 weisen
ausreichende Elastizität auf, so.daß sich der über der Membran 184 liegende schalen-bzw.
pfannenförmige Teil 186 (Fig. 3) zusammen mit der Membran 184 nach oben und nach
unten bewegen kann.
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Der Membrankörper 184 ist fernerhin mit einer Platte 196 ausgestattet,
gegen welche eine geeignete Schraubenfedeodrückt, um einen nachfolgend beschriebenen
Kanal zu steuern.
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Am linken Teil der Einrichtung gemäß Fig. 2 ist eine Pumpmembran 200
zwischen Ausnehmungen einer Platte 178 und einer zweiten Zwischenplatte 192 vorgesehen.
Es handelt sich um eine sekundäre Dampfpumpe, welche ein scheibenförmiges Einlaßventil
202 und eine Auslaßklappe 204 aufweist. Die Membrankörper 184 und 200 werden über
eine Leitungsverbindung 206 durch Takte bzw. Impulse des Motors betätigt; zu diesem
Zweck führt die Leitung 206 von einer Kurbelgehäuseverbindung einer Brennkraftmaschine
zur Kammer 285 und von dort in einen zur Membran 200 führenden Kanal 208.
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Die Unterseite der Zwischenplatte 192 ist mit zwei flachen Ausnehmungen
210 und 212 versehen, welche mit gegenüberliegenden Ausnehmungen 214 und 216 in
einer dritten Zwischenplatte 220 als ,Bestandteile von Förder- oder Pumpkammern
dienen. Die Platte 220 hält einen Membrankörper 222 in Position zwischen diesen
entsprechenden Kammern. Der Membrankörper 222 bildet außerdem eine Klappe 224 für
die Pumpmembran 186. An der Basis der dritten Zwischenplatte 220 befindet sich eine
Kammer 226, welche zusammen mit einer ringförmigen Kammer 228 eine Einlaßkammer
bildet. Die I Kammer 228 umgibt einen Brennstoffeinlaß 230, welcher zu einem
Behälter
T führt.
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Ein Filtersieb 232 dient zum Filtern des in die Kammer 226 gehangenden
Brennstoffes, bevor der Brennstoff durch die Klappe 224 gelangt. Der normale Strom
des Brennstoffes für das Vergasersystem beginnt am Behälter T, verläuft durch den
Kanal 230 und das Filter sieb 232 und gelangt entsprechend der Betätigung der Membran
184 durch die Klappe 224. Der Brennstoff fließt durch Kanäle, welche zur Klappe
196 führen; von dort wird der Brennstoff durch einen nach oben sich erstreckenden
Kanal 240 gefördert, welcher in der, Ausnehmung 170 an der Oberseite des Brennstoffeinlaßventiles
endet Der Brennstoff bewegt sich durch das Brennstoffeinlaßventil 166 entsprechend
Betätigung durch den Hebel 164 und der Membran 162, so daß er über die Einwegklappe
174 sowohl der Hauptdüse als auch der Zwischenkammer 140 und der Leerlaufkammer
144 zur Verfügung steht. Der Brennstoffdcann also entsprechend der Einstellung der
Luftklappe und der Drosselklappe in die Mischkammer gelangen.
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Impulskammern, welche durch die entsprechend schmalen Taschen oder
Ausnehmungen 210-214 und 212-216 gebildet sind, dienen zur Verstärkung des Brennstoffstromes.
Es ist erkennbar, daß die Kammern 2.14 und 212 an die Atmosphäre bzw. Außenluft
angeschlossen sind; die Kammer 210 ist an den Brennstoffkanal 240 angeschlossen,
während die Kammer 216 mit der Kammer 226 verbunden ist.
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Das Dampfentnahmesystem des Vergasers arbeitet unter Steuerung der
Pumpmembran 200 und ihrer entsprechenden Ventile bzw. Klappen 202 und 204. Das Einlaßventil
202 ist über einen Kanal 242 ange-
'schlossen, welche direkt nahe-des
Ventils 166 in die Membrankammer, 1160 mündet. Diese Position entspricht einem Hochpunkt
im Brennstoff, 'behalter oberhalb der Membran. Infolgedessen werden durch die Strömung
des Brennstoffes und durch die Schwingungen-des Vergasers entstehender Dampf und
Schaum in der Membrankammer durch das Einlaßventil 202 abgesogen und werden zur
Auslaßklappe 204 gedrückt. Diese führt in einen nach unten gerichteten Kanal 244,
welcher die Platten 192, 220 und die Basisplatte 250 durchsetzt.
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Der Kanal weist einen Auslaß 252 auf, welcher an einen Brennstoffbehälter
T anschließbar ist. So trägt die Ausströmung aus der Dampfpumpe in den Kanal 244
den Dampf aus der Oberseite der Membrankammer 160 zum Behälter. Die Membran 162
und das zugeordnete Einlaßventil 166 werden also nur zur Regulierung des flüssigen
Brennstoffes benutzt,es wird also verhindert, daß stich Dampf bilden kann, welcher
das System zum Transport des flüssigen Brennstoffes beeinträchtigt.
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Da die Pumpe 200 durch Druckimpulse bzw. Druckstöße des Motors betätigt
wird, pumpt sie am stärksten bei Teillauf- oder Leerlaufbedingungen der Drossel,
d.h. dann, wenn die Impulse des Kurbelgehäuses länger und stärker sind. Da dies
zu dem Zeitpunkt stattfindet, während welchem die geringste Brennstoffmenge durch
den Vergaser gesogen und die geringste Kühlung in der Kammer des Motors vollzogen
wird, ist die Entstehung der Wärme im Bereich des Vergasers am größten, was zur
Verdampfung beiträgt. Die Pumpe 200 ist also am wirksamsten, wenn sie am meisten
benötigt ist.