DE2407640A1

DE2407640A1 - Vergaser fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2407640A1
Application number: DE19742407640
Authority: DE
Inventors: Frederic J Chester; Richard P Krygowski
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1974-02-18
Publication date: 1974-09-12
Also published as: AU471017B2; ES424047A1; US3872849A; JPS49124426A; AU6203873A; GB1423098A; JPS5339937B2; CA993292A

Description

Ford-Werke Aktiengesellschaft Verwaltung Köln-Deutz

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Telex: 8 88 483 Telegramme: fordwerke koeln

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	Patentanmeldung

Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Ansaugkammer, durch die das Luft-Kraftstoff gemisch vom Vergaser .zum Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist.

Es sind Konstruktionen bekannt, bei denen Teile des Abgassystems in Kontakt kommen mit Teilen des Ansaugsystems der Verbrennungskraftmaschine. Dadurch sollen Kraftstoffteile, die in flüssigem Zustand in das Ansaugsystem gelangen, verdampft werden und eine bessere Aufbereitung des Gemisches erreicht werden.

Derartige Konstruktionen verwenden jedoch für die Führung der Abgase sowie für die Weiterleitung des Luft-Kraftstoffgemisches gegossene Leitungen, die bezüglich des Wärmeüberganges eine relativ große Trägheit aufweisen. Ein Beispiel einer solchen Anlage ist in der US Patentschrift Nr 1 998 636 dargestellt.

Bei den bekannten Konstruktionen hat die getroffene Maßnahme jedoch den Nachteil, daß ein relativ langsamer Wärmeübergang von den Abgasen zum angesaugten Luft-Kraftstoff gemisch besteht.

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Sitz der Gesellschaft: Köln ■ Registergericht Köln, HRB 84 ■ Vorsitzender des Aufsichtsrates: Max lieber · Vorstand: Hans Schaberger, Vorsitzender Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Charles W. Flynn ■ Gordon A. Guthrie · Wilhelm Inden · Alfred Langer Stellvertretend: Klaus-Dieter Banzhaf ■ Horst Bergemann ■ Paul A. Guckel ■ Hans-Joachim Lehmann

Das.ist im wesentlichen auf die relativ ungünstigen thermischen Eigenschaften des verwendeten Gußmaterials zurückzuführen. Auch ist es erforderlich, relativ große Massen erst aufzuheizen, bevor eine Aufheizung des Luft-Kraftstoffgemisches erfolgt.

Wird die Verbrennungskraftmaschine jedoch abgestellt, insbesondere bei heißem Wetter, so findet eine relativ große, unerwünschte Nachheizung statt, da ein beträchtlicher Wärmestau vorhanden ist. Das führt dazu, daß noch Kraftstoffmengen verdampfen und in die Atmosphäre gelangen, die innerhalb des Kraftstoffsystems bleiben würden, wenn eine solche Nachheizung nicht stattfinden würde.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, einen Vergaser vorzuschlagen, der die Nachteile bekannter Anlagen vermeidet und eine rasche, einfache Aufheizung des Luft-Kraftstoffgemisches vorsieht, ohne daß in unerwünschter Weise bei abgestelltem Motor eine Nachheizung stattfindet.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Ansaugkammer von einem dünnwandigen Wärmetauscherrohr durchdrungen wird, durch das Abgase der Verbrennungskraftmaschine leitbar sind. In Ausgestaltung der Erfindung kann das Wärmetauscherrohr aus einem dünnwandigen Blechrohr bestehen. Weiterhin ist möglich, die Konstruktion so auszubilden, daß das Wärmetauscherrohr zumindest im Mittelabachnitt einen Querschnitt aufweist, der in Richtung des ausströmenden Luft-Kraftstoffgemisches eine ^einere Erstreckung aufweist als in Querrichtung.

Weiterhin kann das Wärmetauscherrohr in der Erstreckung quer zum anströmenden Luft-Kraftstoff gemisch eine Ausdehnung haben, die zumindest in etwa der Breite des Luft-Kraftstoff-Stromes entspricht.

Erfindungsgemäß können zur Zuleitung des Luft-Kraftstoffgemisches auf das Wärmetauscherrohr im Vergasergehäuse Rohreinsätze vorgesehen sein, die auf dem dem Wärmetauscherrohr zugewandten Ende ein konisches Mundstück mit einwärts gebogenen Kanten aufweisen.

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Es ist vorteilhaft, wenn das Wärmetauscherrohr ziehharmonikaartig ausgebildete Wände aufweist. Es ist jedoch auch möglich, das Wärmetauscherrohr so auszubilden, daß es eine doppeltrompetenförmige Gestalt aufweist.

Gemäß der Erfindung kann die dem anströmenden Luft-Kraftstoffgemisch zugewandte Wand des Wärmetauscherrohres eine flüssige Bestandteile im Luft-Kraftstoff gemisch auffangende, tellerförmige Oberfläche aufweisen.

Zum Ausgleich der Wärmeausdehnungen kann das Mittelteil des Wärmetauscherrohres auch mit wellenförmigen Abbiegungen versehen sein.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung; Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Anordnung nach Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Anordnung nach Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Teils des erfindungsgemäßen Gegenstandes;

Fig. 6 einen anders gelagerten Schnitt einer anderen Ausführungsform eines Teiles der erfindungsgemäßen Anordnung.

In denFiguren istzmit 10 ein Vergaser bezeichnet, wie er üblicherweise verwendet wird. Er besitzt einen Luftansaugstutzen 12, ein Hauptgehäuse 14 und ein Drosselklappengehäuse 16. In üb^rlicher Weise ist der Luft-Kraftstoffkanal 18 im Endbereich 20 an einen hier nicht näher dargestellten Luftfilter angeschlossen.

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Der.Luftkraftatoffkanal 18 besitzt Bereiche, die mit entsprechenden Venturirohren 24 zusammenarbeiten.

Der Eintritt von Luft und kraftstoff durch den Luftkraftstoffkanal 18 wird durch zwei Drosselklappen 26 gesteuert, die auf Wellen 28 schwenkbar angeordnet sind.

Das Drosselklappengehäuse 16 ist durch Flansche mit dem oberen Teil des Ansaugkanals 30 verbunden, der aus Gußeisen besteht. Der Ansaugkanal 30 enthält eine Kammer mit zwei vertikal verlaufenden Rohreinsätzen 34, die koaxial mit den Luft-Kraftstoffkanälen 18 verlaufen.

Die Rohreinsätze 34 haben die Aufgabe, das Luft-Kraftstoffgemisch in die Ansaugkammer 36 zu leiten. Der untere Bereich der Ansaugkammer 36 ist, wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, mit acht Zuführkanälen 38 verbunden, die zu einzelnen Zylindern einer achtzylindrigen Verbrennungskraftmaschine führen. Aus den Figuren geht hervor, daß dabei eine Umlenkung des Luft-Kraftstoff gemisches um 90 von der Vertikalrichtung erfolgt, so daß die Zuleitung des Gemisches zu beiden Seiten des Vergasers erfolgt.

Das Auspuffsystem, das Teil ist des Zylinderkopfes, ist zum Teil dargestellt und mit 39 bezeichnet. Es enthält einen Querkanal 40. Die heißen Abgase passieren nun das Abgassystem direkt unterhalb der Ansaugkammer 36 an den Rohreinsätzen 34 vorbei und sorgen für eine Verdampfung des Kraftstoffes.

Dabei besteht der Querkanal 40 aus einem dünnwandigen Metallrohr, das als Wärmetauscherrohr mit 42 bezeichnet ist. Das Wärmetauscherrohr besitzt ein konisches Mundstück im Endstück 43, das mit einem Mittelteil 44 verbunden ist. Das Endstück 43, das sich auf jeder Seite des Wärmetauseherrohres 44 befindet, besitzt weiterhin, wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, einen ringförmigen Flansch 46, der eingegossen sein kann. Die Endstücke 43 verjüngen sich in Richtung auf das Mittelteil 44, das selbst in Longitudinalrichtung gesehen mit Abkhickungen versehen ist.

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Der Mittelteil 44 besitzt einen Querschnitt, der im wesentlichen, wie aus der Fig. 3 hervorgeht, rechteckig ist. Dieser Querschnitt besitzt eine größere Achse 48 und eine kleinere Achse 50. Die größere Achse erstreckt sich quer zur Fließrichtung des Luft-Kraftstoff gemisches und besitzt etwa die Erstreckung des Durchmessers der Rohreinsätze 34. Die obere Fläche des Ansaugkanales 30 ist mit Einschnitten versehen, in denen Schultern 52 aufgenommen werden können. Gegen die Schulter in jeder Bohrung drückt auf einen Dichtring 53 ein Flansch 54 eines dünnen Metallrohres 56. Letzteres erstreckt sich nach unten in den Ansaugkanal hinein zu einem Punkt, der benachbart dem Wärmetauscherrohr 42 ist. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoffgemisch gegen das Wärmetauscherrohr 52 gerichtet.

Der untere Bereich jedes Rohres 56 ist mit einem konisch verlaufenden Mundstück 58 versehen, das die flüssigen Bestandteile im Luft-Kraftstoffgemisch, die die Wände des Rohres entlanglaufen, in die Mitte des Stromes lenken. Daraufhin spritzen die flüssigen Partikel gegen das Wärmetauscherrohr 42 und legen sich ebenso um das Rohr herum, wodurch eine Verdampfung auch dieser Teile erreicht wird.

Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, daß die heißen Abgase ihre Wärme sehr leicht auf die Oberfläche 60 des Wärmetauscherrohres 42 abgeben. Weiterhin wird deutlich, daß die mit einer sehr großen Oberfläche ausgestattete Fläche des Wärmetauscherrohres 42 insbesondere im Mittelteil die Wärme gut verteilt auf den Luft-Kraftstoff strom überträgt und daß insbesondere Krafts toffρ artikel, die auf das Wärmetauscherrohr 42 gelangen, rasch verdampft werden. Durch die erfindungsgemäße Anlage kann ein üblicherweise angeordnetes System zur Anreicherung des Luft-Kraftstoffgemisches mit Kraftstoff, wie es üblicherweise bei kalten Motoren verwendet wird, entfallen. Dadurch wird es möglich, die Emission von unverbrannten Kohlenwasserstoffen weiter zu reduzieren. Schon Sekunden nach Start des Motors wird auf diese Weise eine gute Verdampfung des Kraftstoffes und damit das erforderliche Mischungsverhältnis, was für einen runden Lauf des Motors erforderlich ist, erreicht.

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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß von dem Wärmetauscherrohr 42 nach Abstellen des Motors keine übermäßige Wärmeausstrahlung mehr ausgeht. Bei be- · kannten Einrichtungen, in denen die Wärmeübertragungsmittel vorzugsweise aus Gußeisen bestehen, ist die in diesen Einrichtungen gespeicherte Wärme so groß, daß nach Abstellen des Motors noch eine erhebliche Aufheizung und damit überflüssige Verdampfung von Kraftstoff eintritt. Während bei bekannten Anlagen ein Starten des Motors nach Abstellen des heißen Motors, ohne daß eine ausreichende Zeit zum Abkühlen vergangen ist, Schwierigkeiten mit sich bringt, ist bei einer Anlage gemäß der Erfindung diese Schwierigkeit nicht vorhanden. Das ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß das Wärmetauscherrohr 42 nur aus einem dünnwandigen Material besteht, was bei weitem nicht die Fähigkeit hat, Hitze zu speichern, wie bei Anlagen bekannter Konstruktionen.

In den Figuren 5 und 6 sind Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt; das Wärmetauscherrohr 42 besitzt eine andere Gestalt. Das Mitteilteil 44 ', siehe Fig. 6, ist in Längsrichtung und in Querrichtung nach innen gebogen, so daß die Flüssigkeitspartikel, die auf die Oberseite gelangen, wie in einem Teller auf der Oberfläche stehenbleiben und dort einer Verdampfung zugeführt werden. Weiterhin kann diese Oberfläche auch mit Abbiegungen versehen sein, die in der Fig. 6 mit 61 dargestellt sind.

Bei dieser Ausführungsform können auch die Endbereiche 43' mit Abschnitten 62 versehen sein, die weiterhin dafür sorgen, daß Wärmeausdehnungsschwierigkeiten der Einrichtung nicht zu einer ungewöhnlichen Verformung der Einrichtungen führen.

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Claims

Patentansprüche

Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Ansaugkammer, durch die das Luft-Kraftstoff gemisch vom Vergaser zum Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkammer (36) von einem dünnwandigen Wärmetauscherrohr (42) durchdrungen wird, durch das Abgase der Verbrennungskraftmaschine leitbar sind.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr (42) aus einem dünnwandigen Blechrohr besteht.
3. Vergaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr (42) zumindest im Mittelabschnitt einen Querschnitt aufweist, der in Richtung des ausströmenden Luft-Kraftstoff gemisches eine ^elnere Erstreckung aufweist als in Querrichtung.
4. Vergaser nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr (42) in der Erstreckung quer zum ausströmenden Luft-Kraftstoffgemisch eine Ausdehnung hat, die zumindest in etwa der Breite des Luft-Kraftstoffstromes entspricht.
5. Vergaser nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuleitung des Luft-Kraftstoffgemisches auf das Wärmetauscherrohr (42) im Vergasergehäuse Rohreinsätze (34) vorgesehen sind, die auf dem dem Wärmetauscherrohr (42) zugewandten Ende ein konisches Mundstück (58) mit einwärts gebogenen Kanten aufweist.
6. Vergaser nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr (42) ziehharmonikaaritg ausgebildete Wände aufweist (Fig. 2).
7. Vergaser nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherrohr eine doppeltrompetenförmige Gestalt (Fig. 5) aufweist.

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8. Vergaser nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem anströmenden Luft-Kraftstoff gemisch zugewandte Wand des Wärmetauscherrohres eine flüssige Bestandteile im Luft-Kraftstoff gemisch auffangende tellerförmige Oberfläche aufweist.
9. Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (44') des Wärmetauscherrohres mit wellenförmigen Abbiegungen (61) versehen ist.

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