DE2659439A1

DE2659439A1 - Variabler venturi-fallstrom- vergaser

Info

Publication number: DE2659439A1
Application number: DE19762659439
Authority: DE
Inventors: Clinton Lee Graybill
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1978-07-13

Description

Variabler Venturi-Fallstrom-Vergaser
Die Erfindung bezieht sich prinzipiell auf den Bereich der Vergasung für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Vergaser mit einer veränderlichen Venturi-Düse.
Die meisten vorliegenden Automobilvergaser sind mit einer festen Venturi-Düse versehen, um im Lufteinlaß zum Ansaugen von Brennstoff aus einem Brennstoffreservoir einen-Unterdruck zu erzeugen. Eine unveränderbare Venturi-Düse arbeitet mit hohem Wirkungsgrad über einen geringen Bereich der Motordrehzahlen. Weiterhin wird eine unterschiedliche Ausbildung der Venturi-Düse im allgemeinen für unterschiedliche Motorgrößen hinsichtlich der Leistungsanforderungen erforderlich. Selten wird ein Automobil nur in geringen Geschwindigkeitsbereichen betrieben, die für einen höchsten Betriebswirkungsgrad der festen Venturi-Düse gefordert werden. Folglich umfassen verschieden komplizierte Venturi-Anordnungen mehrere Venturi-Röhren, bzw. Venturi-Düsen, die für den Versuch in den Vergasern angeordnet sind, um den Vergaser für größere Bereiche der Betriebsbedingungen leistungsfähiger zu machen. Eine Venturi-Düse hat im allgemeinen den geringsten Wirkungsgrad bei niedrigen Geschwindigkeiten, bzw. niedrigen Drehzahlen, bei denen die Luftgeschindigkeit durch den Ansaugkanal minimal ist. Daher wurden in die Vergaser spezielle Leerlaufdüsen eingebaut, um das Problem zu lösen, bei niedrigen Drehzahl-en zusätzlichen Brennstoff in den Motor gelangen zu lassen. Bei höheren Drehzahlen wird der durch die spezielle Leerlaufdüse zugeführte Brennstoff nicht benötigt und schafft daher ein fetteres Gemisch als für diesen speziellen Drehzahlbereich erforderlich wäre. Dies resultiert in einem Brennstoffverlust durch ein überfettes Brennstoff-Luft-Gemisch. Dieser Brennstoffverlust ist insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und während der Motorbremsung, bzw. Verzögerung, besonders bezeichnend.
Zur Lösung der bei Vergasern mit festen Venturi-Düsen auftretenden Probleme hat man die Vergaser mit weiteren Einrichtungen versehen. Eines der eine Einschränkung der Vergaser mit fester Venturi-Düse bestehenden Probleme wurde erkannt, wenn der Vergaser bei niedrigen Motordrehzahlen in Betrieb ist. Wenn der Fahrer das Automobil schnell zu beschleunigen wünscht, bewirkt ein schnelles Herunterdrücken des Gaspedals, daß das Drosselventil plötzlich geöffnet wird. Dadurch können größere Luftmengen durch die Venturi-Düse strömen, bevor der Unterdruck bei einer höheren Drehzahl ansteigt, um zusätzlichen Brennstoff anzusaugen. Konsequenterweise ist es nicht selten, daß der Motor bei anfänglich magerem Gemisch aussetzt.
Um diese Einschränkung zu überwinden, hat man in die Vergaser Beschleunigungsbrennstoffpumpen eingebaut, die als Reaktion auf das Hinunterdrücken des Gaspedals reagieren, um zusätzlichen Brennstoff in die Mischkammer zu pumpen, wenn das Gaspedal plötzlich heruntergedrückt wird. Dieser Kompromiß resultiert jedoch in einem Brennstoffverlust, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt und die Beschleunigungspumpe zeitweilig abgestellt und dann wieder betätigt wird. Durch die Pumpen gelangt in den Motor zusätzlicher Brennstoff, der allerdings vergeudet wird, da die hohe Luftgeschwindigkeit durch die Venturi-Düse ohne das Erfordernis der Brennstoffpumpe ausreicht zur Erreichung des Zweckes, genügend Brennstoff in die Zylinder zu saugen.
Daraus ist ersichtlich, daß zusätzliche Einrichtungen an Vergasern mit fester Venturi-Düse häufig zusätzliche Nachteile und Unwirtschaftlichkeiten bedingen, die sich mit den Einschränkungen der festen Venturi-Düse selbst die Waage halten.
Die oben beschriebenen Einrichtungen und andere versuchen, die Unwirtschaftlichkeit der Venturi-Düse über den Gesamtbereich der Betriebsbedingungen und Drehzahlen zu kompensieren.
Idealerweise sollte ein Vergaser für ein Automobil mit hohem Wirkungsgrad über den gesamten Bereich der Motordrehzahlen und der Lastbedingungen arbeiten.
Herkömmliche Luftventil-Vergaser wurden mit dem Versuch benutzt, über eine Brennstoffdüsenöffnung eine konstante Luftgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten, und zwar unabhängig von der Drosselklappenstellung und der Motorgeschwindigkeit, bzw.
Motordrehzahl. Derartige Vergaser versuchen im allgemeinen den Querschnitt der Brennstoffdüse in Übereinstimmung mit der in den Vergaser gelangenden Luftmenge zu variieren, um somit das "Luft-Brennstoff-Verhältnis" zu korrigieren.
Motoren mit derartigen Luftventil-Vergasern sind im allgemeinen schwierig zu starten und bei Leerlaufdrehzahl zu betreiben.
Jede zusätzliche Kompensationseinrichtung, die über die Jahre an Vergasern angebracht wurde, gestaltete diese komplizierter und hinsichtlich eines Verstopfens anfälliger, so daß häufigere Reparaturen und Einstellungen erforderlich wurden. Hinzu kommt, daß die beweglichen Teile des Vergasers über die Jahre stark zugenommen haben, wodurch die Vergaser äußerst kompliziert und hinsichtlich ihrer Herstellung erheblich kostspieliger wurden.
Ein Hauptgrund dafür, daß Vergaser mit variablen Venturi-Düsen in der Vergangenheit nicht erfolgreich waren, bestand darin, daß eine geeignete Abmessung des Brennstoffes bei geringen Geschwindigkeiten, bzw. geringen Drehzahlen, nicht erzielbar war. Bei laufendem Motor entsteht in der Saugleitung ein hohes Vakuum, welches so groß ist, daß die bisherigen Vergaser mit variabler Venturi-Düse zuviel Brennstoff an den Motor abgeben würden. Daraus resultiert, daß der Motor zu leicht überflutet wurde und dadurch für den Betrieb bei niedrigen Drehzahlen unwirtschaftlich wurde.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Fallstrom-Vergaser mit veränderlicher Venturi-Düse vorgeschlagen, der gekennzeichnet ist durch einen hohlen Vergaserkörper mit einem nach oben gerichteten Lufteinlaßende und einem nach unten gerichteten, offenen Ende, mit dem der Vergaser auf eine Saugleitung eines Verbrennungsmotors befestigt werden kann, und mit einer Brennstoff-Luft-Mischkammer zwischen den Enden zur Aufnahme und zur Führung der Luft in einem stromabwärts gerichteten Fluß vom Einlaß durch das nach unten gerichtete, offene Ende in die Saugleitung, durch eine ringförmige Brennstoff-Verteileröffnung, die innerhalb des Körpers des Vergasers die Brennstoffmischkammer umgibt, durch eine Einrichtung zum Zuführen von Brennstoff zur Öffnung an einer Vielzahl winkelmäßig versetzten Stellen in Abhängigkeit vom Betrieb des Motors, durch ein erstes bewegliches Venturi-Glied, welches zentral innerhalb des Körpers entlang einer senkrechten Achse zur senkrechten Bewegung innerhalb der Mischkammer angeordnet ist, durch ein zweites die Brennstoff-Verteileröffnung bildendes Venturi-Glied, welches koaxial mit und radial neben dem ersten Venturi-Glied angeordnet ist, worin das erste und zweite Venturi-Glied zusammen einen verengten, ringförmigen Luftkanal bilden, und zwar nach unten gerichtet in der Nähe der Brennstoff-Verteileröffnung, und durch eine Drosseleinrichtung zur axialen Bewegung des ersten Venturi-Gliedes relativ zum zweiten Venturi-Glied zur Vergrößerung und Reduzierung des verjüngten Luftkanals und dabei zum Zunehmen und Abnehmen des Luft- und Brennstoff-Stromes durch die Mischkammer.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch die Mitte eines Vergasers, Fig. 2 eine vergrößerte, schematische Ansicht einer Betriebsstellung eines Vergaser, Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 mit einer anderen Betriebsstellung, Fig. 4 eine vergrößerte, bildlich bzw. perspektivische Ansicht der Aussengestaltung des Vergasers, Fig. 5 eine Teildraufsicht eines Teils des Vergasers, Fig. 6 ein Betätigungsdetail eines Drosselmechanismus, Fig. 7 eine bildliche bzw. perspektivische Ansicht eines ersten Venturi-Gliedes und des Drosselmechanismus, Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt des variablen Venturi-Gliedes in Vollgasstellung, Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in Fig. 1 und Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 1.
Ein variabler Venturi-Fallstrom-Vergaser entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im wesentlichen mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Der Vergaser 10 ist dazu bestimmt, in die Saugleitung einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine befestigt zu werden. Obwohl der dargestellte Vergaser als ein solcher Typ mit Einzel-Lufttrichter ausgebildet ist, können selbstverständlich Anpassungen vorgenommen werden, um diesen aufeinanderfolgend auf die vorliegenden Saugleiungen zu befestigen, die für einen herkömmlichen Vergasertyp mit zwei, drei oder vier Lufttrichtern vorgesehen sind.
Grundsätzlich weist ein Vergaser einen hohlen Vergaserkörper 11 auf, der einen von einem oberen offenen Ende 12 zu einem offenen unteren Ende 13 verlaufenden Luftkanal umfaßt. Der Körper 11 ist hohl ausgebildet, um Luft vom oberen offenen Ende 12 in eine zwischengeschaltete Mischkammer 14 und hinaus durch das untere Ende 13 in die Saugleitung der Verbrennungsmaschine (nicht dargestellt) zu leiten. Quer im offenen oberen Ende 12 ist eine herkömmliche Luftklappe 17 vorgesehen, um den Luftstrom in den Vergaser zur Herstellung eines reichen bzw. fetten Brennstoff-Luft-Gemisches für Startzwecke bei kaltem Wetter zu vermindern.
Eines der vornehmlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht in einer Brennstoff-Verteileröffnung 18, die ringförmig ausgebildet ist und die Mischkammer 14 vollständig umgibt. Die Öffnung 18 wird durch eine Brennstoffzuführeinrichtung 19 mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff versorgt. Weitere Merkmale vornehmlicher Bedeutung bestehen in einem ersten und einem zweiten Venturi-Glied 20 bzw. 21.
Die Venturi-Glieder 20, 21 sind koaxial innerhalb der Mischkammer zur Bildung eines verengten Luftkanals 22 angeordnet.
Entsprechend der Darstellung ist das zweite Venturiglied 21 einstückig mit dem Vergaserkörper 11 geformt und bildet die kreisringförmige Brennstoff-Verteileröffnung 18. Das erste Venturi-Glied 20 ist während der Betätigung einer Drosseleinrichtung 24 in der Mischkammer 14 entlang einer senkrechten Achse axial bewegbar.
Die Öffnung 18 weist eine obere oder stromaufwärts gerichtete Kante 27 und eine stromabwärts axial im Abstand davon angeordnete Kante 28 (Fig. 2) auf. Diese Kanten begrenzen den Bereich der Öffnung 18, der offen mit der Mischkammer 14 in Verbindung steht. Ein vergrößerter, ringförmiger Hohlraum 30 bildet ebenso einen integrierten Bestandteil der Öffnung 18 und ist offen mit der Brennstoffzuführeinrichtung verbunden.
Der Hohlraum 30 dient als ein erster bzw. anfänglicher Mischbereich für Luft und Brennstoff, bevor sich diese zwischen den Kanten 27 und 28 befinden und in den dazwischen befindlichen Luftstrom gelangen.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 und 8 wird die untere Fläche des Hohlraumes 30 und die Kante 28 von einem auswechselbaren Ring 31 gebildet, der als ein Teil des zweiten Venturi-Gliedes 21 ausgebildet ist. Der Ring 31 ist zur Erleichterung einer selektiven Einstellung des sich einengenden Luftkanalsitzes für verschiedene Funktionszwecke auswechselbar.
Hinsichtlich einer genaueren Betrachtung der Brennstoffzuführeinrichtung 19 wird insbesondere auf die Fig. 1, 9 und 10 Bezug genommen. Der Brennstoff wird durch eine Anordnung winkelmäßig im Abstand voneinander angeordneter Brennstoffzuführrohre 33 von einer Schwimmerkammer 44 in den Ringhohlraum 30 geleitet. Die Rohre 33 sind offen mit radialen Leitungen 32 verbunden, die mit ihren Enden an winkelmäßig im Abstand voneinander angeordneten Stellen in den Hohlraum 30 münden.
Die einzelnen Rohre 33, entsprechend der Darstellung in Fig. 1, weisen obere Enden 34 auf, die ein wenig über die Leitungen 32 hinausstehen. Die unteren Enden 35 dieser Rohre sind offen und ragen senkrecht und axial in die Schwimmerkammer 44. Jedes Rohr 33 befindet sich zentral in einer Brennstofftauchbohrung 38 (Fig. 1 und 9), die ebenso in die Schwimmerkammer 44 ragt.
Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um Luft in den Brennstoff zu leiten, der durch die Rohre 33 strömt. Diese Einrichtung besteht aus einer Gruppe vertikal versetzt angeordneter Löcher 36. Die Löcher 36 sind entlang der Rohre 33 angeordnet, so daß ein Teil derselben sich in den Luftraum oberhalb des Brennstoffniveaus in die Brennstofftauchbohrung 38 öffnet, wobei die verbleibenden Löcher unterhalb des Brennstoffniveaus angeordnet sind. Wenn Brennstoff durch die Rohre 33 angesaugt wird, so wird ebenfalls oberhalb des Brennstoffniveaus Luft durch die Löcher 36 angesaugt. Die Luft und der Brennstoff werden teilweise miteinander vermischt, bevor der Brennstoff in die Brennstoffverteilerkammer 30 übergeht.
Die Brennstofftauchbohrungen 38 sind in winkelmäßig versetzten Abständen in eine sich in die Schwimmerkammer 44 erstreckenden Randleiste 37 angeordnet. Die Bohrungen 38 erstrecken sich von in der Nähe der Oberseite der Schwimmerkammer 44 befindlichen oberen Enden zu den unteren offenen, sich unterhalb des Brennstoffniveaus befindlichen Enden. In der Nähe des oberen geschlossenen Endes jeder Bohrung 38 befindet sich im Abstand ein Paar Löcher 39. Dies sind Druckausgleichslöcher, durch die zum Ausgleich der unterschiedlichen atmosphärischen Drücke,zur teilweisen Regulierung des Brennstoffgemisches und für einen Luftstrom zur Öffnung 18 Luft von der Schwimmerkammer zu den Tauchrohren gelangen kann. Die Funktion der Bohrungen 38 und der Löcher 39 wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben.
Die Schwimmerkammer 44 wird mit Brennstoff beaufschlagt, wobei der Brennstoff in der Kammer durch einen Schwimmermechanismus 47 auf einem bestimmten Niveau gehalten wird.
Ein Luftraum 45 in der Schwimmerkammer 44 steht durch ein Ventilationsrohr 49 mit der atmosphärischen Luft in Verbindung. Das Rohr 49 steht offen über ein offenes Ende mit der atmosphärischen Luft in Verbindung, welches in den hohlen Innenraum des Vergasers oberhalb des sich verjüngenden Luftkanals vorsteht. Der Luftdruck innerhalb der Schwimmerkammer wird dadurch immer auf den Luftdruck der Aussenatmosphäre gehalten.
Neben den Löchern 36, durch die Luft in den Brennstoff gelangt, befinden sich im zweiten Venturi-Glied 21 eine Anzahl von Luftsauglöchern 51, um Luft in den Hohlraum 30 zu saugen. Die Sauglöcher 51 werden beide dazu verwendet, das Vormischen des Brennstoffes und der Luft zu unterstützen und dienen als eine Einrichtung zur Regulierung des Luftdrucks im Hohlraum 30.
Eine Justiereinrichtung 52 ist in Form einer Schraube 53 vorgesehen, mit der wahlweise der Betrag der durch die Löcher 51 gesaugten Luft gesteuert wird Die Schrauben 53 befinden sich in Schraubenlöchern, welche im Vergaserkörper 11 angeordnet sind und die Löcher 51 kreuzen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 sind mehrere derartige Schrauben vorgesehen, und zwar eine für jedes Luftsaugloch 51. Es können mehrere derartige Löcher vorgesehen werden, die sich im gleichen Abstand um die Mittelachse des -Vergasers befinden. Diese Löcher 51 spielern für ein gutes Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentliche Rolle. Dies wird später anhand einer Funktionsbeschreibung näher erläutert.
Nachfolgend wird insbesondere im Detail auf das erste Venturi-Glied 20 Bezug genommen. Dieses Glied ist im einzelnen in Fig. 1, 7 und 8 dargestellt. Das Venturi-Glied 20 ist glockenförmig ausgebildet, und zwar ausgehend von einem zentralen oberen reduzierten Ende 55. Von diesem erstreckt sich ein konkaves Teil 56 nach unten und radial nach außen. Das konkave Teil 56 endet in einer stromabwärts gelegenen Kante 57, an der sich ein axialer Rand 58 befindet. Der axiale Rand 58 ragt axial nach unten von der Kante 57 und endet in einer unteren Randkante 59. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 umfaßt das Gebilde ein konkaves Teil 56 und einen axialen Rand 58, die unabhängig vom restlichen Venturi-Glied 20 ausgebildet und vorgesehen sein können. Jedoch ist dies nicht entscheidend, so daß es absolut durchführbar ist, diese Teile mit den verbleibenden Teilen des Venturi-Gliedes 20 einstückig auszubilden.
Ein nach außen abgeschrägter Bereich 60 erstreckt sich nach unten und nach außen von der unteren Randkante 59 zu einem Punkt größeren Durchmessers von der Vergaserachse. Von diesem Punkt erstreckt sich ein nach innen abgeschrägter Bereich 61 stromabwärts und endet in einer Boden-Venturi-Kante.
Ein anderes wesentliches Merkmal besteht in der Anbringung einer Vielzahl von Sauglöchern 63, die durch das konkave Teil 56 dringen. Diese Löcher 63 stehen offen mit einer offenen Kammer 64 innerhalb des Venturi-Gliedes 20 in Verbindung. Die Löcher 63 befinden sich radial innerhalb des axialen Randes 58, um Luft von einer Stelle stromabwärts des sich verjüngenden Luftkanals 22 aufzunehmen und diese direkt in die Kammer 64 zu leiten. Innerhalb des axialen Randes 58 befinden sich mehrere Löcher 65 und eine Anzahl von Schlitzen 66, die in offener Verbindung mit der Kammer 64 stehen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2, 3, 7 und 8 befinden sich die Löcher 65 oberhalb der Schlitze 66. Diese Anordnung bildet wiederum wesentliche Merkmale hinsichtlich der Wirkungsweise und des Betriebes des Vergasers entsprechend der Erfindung und wird später im einzelnen beschrieben.
Das erste Venturi-Glied 20 ist entlang der Vergaser-Mittelachse über eine Drosseleinrichtung bewegbar. Innerhalb der Drosseleinrichtung 24 befindet sich ein zentraler Stützkörper 67, welcher gleitend ein nach unten sich öffnendes, topfförmiges Teil 67a des Venturi-Gliedes 20 aufnimmt. Dieses topfförmige Teil 67a weist die abgeschrägten Bereiche 60 und 61 auf Das hohle Teil 67a ist durch obere Löcher 71 belüftet, um den Luftdruck zu vermindern, während das Venturi-Glied 20 sich relativ zum Stützkörper 67 bewegt. Ein zentraler, senkrechter Schaft 68 erstreclct sich vom Glied 20 nach unten durch eine im Körper 67 ausgebildete geeignete Öffnung Dieser Schaft 68 steht gleitend mit einem Nocken 69 in Verbindung, der durch die Drosseleinrichtung 24 vorgesehen wird.
Dieser Nocken wird im einzelnen in Fig. 6 dargestellt.
Mit dem Nocken 69 ist eine Betätigungsstange 70 verbunden, die durch den Vergaserkörper ragt und dort in bekannter Form mit einem üblicherweise an Verbrennungskraftmaschinen angeordneten Gestänge verbunden ist. Der Schaft 68 ist drehbar im Vergaserkörper gelagert, damit der Nocken 69 sich zwischen den in ausgezogenen und unterbrockenen Linien in Fig. 6 dargestellten Stellungen bewegen kann Diese Bewegung des Nockens 69 resultiert in einer korrespondierenden Auf- und Abwärtsbewegung des ersten Venturi-Gliedes 20. Die relativen Stellung gen des Venturi-Gliedes 20 relativ zum zweiten Venturi-Glied 21 sind vergleichsweise aus den Fig 2, 3 und 8 ersichtlich.
Fig. 2 stellt dabei eine Leerlaufstellung und Fig. 8 eine Vollaststellung dar.
Wie vorher beschrieben, ist das zweite Venturi-Glied 21 einstückig mit dem Vergaserkörper 11 ausgebildet. Das Venturi-Glied 21 ist im Detail in den Fig. 1 und 8 dargestellt. Ein konkaves Teil 72 des Venturi-Gliedes 21 verläuft tangential nach unten von einer Kante oberhalb des verengten Luftkanals.
Dieser Teil 72 geht in einen konvexen Teil 73 über, wobei beide Teile tangential miteinander verbunden sind. Der konvexe Teil 73 verläuft nach unten zur oberen Öffnungskante 27.
Von der unteren Kante 28 verläuft ein zweiter axialer Rand 74. Der Rand 74 ist zusätzlich zum Rand 58 vorgesehen und im Durchmesser leicht größer ausgebildet, als der Rand 58 des ersten Venturi-Gliedes 20. Der Rand 74 verläuft nach unten in einen nach außen abgeschrägten Bereich 75,der in Ergänzung zum ersten abgeschrägten Bereich 60 des ersten Gliedes 20 vorgesehen ist. Die abgeschrägten Bereiche 60 und 75 bilden mit den Rändern 74 und 58 einen verengten Luftkanal, der sich während des Leerlaufs und hoher Leerlaufumdrehungen pro Minute, entsprechend der Darstellung in Fig. 2 und 3, in unmittelbarer Nähe der Öffnung 18 befindet. Vom abgeschrägten Bereich 75 erstreckt sich nach außen und nach unten ein trichterförmiger Bereich 76, der tangential in den verbleibenden Teil des Vergaserinneren übergeht.
Fig. 5 und 8 zeigen besondere Einzelheiten des zweiten Venturi-Gliedes 21 zwischen der unteren Öffnungskante 28 und der unteren Kante des nach außen abgeschrägten Bereiches 75.
In diesem Teil des zweiten Venturi-Gliedes 21 sind eine Vielzahl axialer Nuten 78 und Schlitze 82 vorgesehen. Die axialen Nuten 78 sind in gleichen Winkelabständen über die innere Peripherie des Venturi-Gliedes 21 versetzt und verlaufen von den oberen Kanten 79, die offen mit der Öffnung 18 in Verbindung stehen, bis zu den geschlossenen Bodenkanten 80. Die Kanten 80 enden an der Vereinigung des abgeschrägten Bereiches 75 und des trichterförmigen Bereiches 76.
Ebenso umfaßt der vorliegende Vergaser 10 einen Wassermantel 87. Der Wassermantel 87 erstreckt sich um die Peripherie des hohlen Vergasergehäuses in der Nähe der Brennstoff-Verteileröffnung 18. Der Mantel umfaßt eine Zuleitung 88 und einen Auslaß 89 zur Aufnahme eines Kühlmittels von einem Kühlsystem der Verbrennungskraftmaschine. Auf diese Weise wird durch Wärmeleitung der Bereich in der Nähe der Öffnung 18 erwärmt.
Der Wassermantel 87 verhindert ein Vereisen des Vergasers an den Punkten höchster Strömgeschwindigkeit in der Nähe der Öffnung 18. Wie festgestellt wurde, bedingt ohne eines solchen Mantels 87 die hohe Luftgeschwindigkeit bald ein Vereisen des Vergasers, wodurch sich ein verschlechterter Betriebswirkungsgrad -ergibt.
Aufgrund der vorstehenden technischen Ausführungen ist die Wirkungsweise des Vergasers der vorliegenden Erfindung verständlich. Vor der Inbetriebnahme wird der Vergaser zunächst mit dem unteren Ende 13 über der vorliegenden Vergaserbefestigungsfläche der Saugleitung am Motor befestigt. Sodann werden die Schwimmerkammer mit einer Brennstoffleitung sowie die Luftklappe 17 und die Drosseleinrichtung 24 mit den herkömmlichen Drossel- und Luftklappen-Betätigungseinrichtungen der Brennkraftmaschine verbunden.
Zum Start des Brennstoffmotors wird die Drossel-Betätigungseinrichtung zur Bewegung des ersten Venturi-Gliedes 20 in eine Stellung in der Nähe der Brennstoff-Verteileröffnung 18 entsprechend Fig. 1 und 2 betätigt. Unter dieser Bedingung bilden die konkaven und konvexen Bereiche der Venturi-Glieder 20 und 21 einen Lufttrichter von einer stromaufwärts befindlichen Lage nach unten in Richtung und durch die Öffnung 18. Der Motor zieht dann zunächst Luft und Brennstoff von der Brennstoffzuführeinrichtung 19 durch die Nuten 78. Dieses relativ fette Gemisch entspricht dem üblichen erforderlichen Gemisch für den Start des mit eigener Kraft laufenden Motors.
Sobald der Motor läuft wird das Vakuum innerhalb der Ansaugleitung so groß, daß übliche variable Venturi-Vergaser durch Abgabe eines außerordentlich fetten Brennstoff-Luft-Gemisches an den Motor reagieren würde. Der vorliegende Vergaser jedoch verhindert dieses Problem, indem dem Motor auf mehreren verschiedenen Wegen Luft zugeführt wird.
Unter Niedriggasbedingungen wird etwas Leerlaufluft in den Hohlraum 30 zwischen den Kanten 27 und 28 gelangen. Dies wird dadurch erreicht, daß durch die Sauglöcher 63 Luft aufgenommen und durch die Löcher 65 radial nach außen gerichtet wird, die im vorliegenden Fall mit der Öffnung 18 ausgerichtet sind.
Diese Anordnung dient im wesentlichen der Reduzierung des Vakuums innerhalb des Hohlraums 30 und steuert dadurch die Abgabe des Brennstoffs durch die Einrichtung 19.
Darüberhinaus wird Luft durch die innerhalb des zweiten Venturi-Gliedes 21 befindlichen Sauglöcher 51 in die Öffnung 18 gesaugt. Der niedrige Druck in dem Hohlraum 30 ist so, daß durch die Löcher 51 und in die Öffnung 18 Luft nach unten gezogen wird. Die Justiereinrichtung 52 erleichtert die Einstellung der Leerlauf-Luftzuführung zum Hohlraum 30. Dadurch wird die wahlweise Steuerung des Brennstoff-Luftgemisches in der Leerlaufstellung erleichtert.
Die Luftsauglöcher 51 und Löcher 63 und 65 beeinflussen aufeinanderfolgend den Einlaß des Brennstoff-Luft-Gemisches, während Brennstoff durch die einzelne ringförmige Brennstoff-Verteileröffnung 18 abgegeben wird. Daher werden der Brennstoff und die Luft an einem Punkt zusammengebracht, wo die Luft ihre höchste Geschwindigkeit erreicht. Dies dient einer vollständigen Vergasung und gleichzeitigen Vermischung des Brennstoffes und der Luft miteinander, um eine vollständig vermischte Ladung zur Abgabe an den Motorzylinder zu entwikkeln.
In der Leerlaufstellung wird Brennstoff teilweise durch das Motorvakuum und teilweise durch die zeitweilige, zwischen den Flächen 60 und 75 strömende Luft von der Öffnung 18 durch die senkrechten axialen Nuten 78 gezogen.
Zur Erhöhung der Drehzahl der Maschine von einer niedrigen Leerlauf- in eine hohe Leerlaufstellung wird die Drossel-Einrichtung betätigt, um das erste Venturi-Glied 20 axial innerhalb der Mischkammer 14 leicht nach unten zu bewegen.
Die nach unten gerichtete Kraft der Luft gegen das erste Venturi-Glied 20 erleichtert seine Bewegung nach unten ohne die Unterstützung von Federn oder eines jeglichen anderen Anlagemechanismus gegen die Drosselbetätigung.
Da das Venturi-Glied 20 sich höhenverstellbar nach unten bewegt, bewegt sich die Kante 57 der konkaven Fläche 56 in Richtung auf eine Ausrichtung der unteren Kante 28 der Öffnung 18 nach unten. Übermäßiger Brennstoff kann (da der Luftkanal 22 vergrößert ist) durch die Anordnung der konkaven Fläche 56 und der axialen Ausrichtung der Öffnungskante 2-7 und des Randes 58 nicht von der Öffnung 18 gesaugt werden. Unter diesen Bedingungen wird die Luft durch die konkave Fläche 56 radial in die Öffnung 18 geleitet, damit kein übermäßiges Abziehen von Brennstoff durch die Zuführeinrichtung 19 erfolgen kann.
Zur Erhöhung der Motordrehzahl über einen hohen Leerlauf wird das erste Venturi-Glied 20 wieder abgesenkt, so daß die Kante. 57 unter die untere Kante 28 der Öffnung 18 absinkt.
In dieser Position wird wiederum verhindert, daß übermäßiger Brennstoff in den Hauptluftstrom gelangen kann, da zusätzliche Luft direkt oberhalb der Schlitze 78 angesaugt wird.
Ein zusätzliches Anwachsen der Motordrehzahl bringt das erste Venturi-Glied 20 in die Stellung entsprechend Fig. 3. In dieser Stellung sind die axialen Nuten 78 nicht so wirksam, da sie beträchtlich wenigrLuft von der Öffnung 18 und mehr Luft von den Schlitzen 66 und den Löchern 65 abziehen. Das Brennstoff-Gemisch wird daran gehindert, zu mager zu werden, da die zeitweilige Beschleunigung des Luftstromes durch- die Öffnung 18 quer über die Öffnung einen niedrigen Druck schafft.
Dieser niedrige Druck dient dazu, ein Gemisch aus Brennstoff und Luft von der Zuführeinrichtung 19 in den Luftstrom zu saugen, der nun durch die Nuten 78 und die Schlitze 82 im zweiten Venturi-Glied 21 und die im ersten Venturi-Glied 20 vorgesehenen Löcher 65 und Schlitze 66 gelangt.
Wenn das erste Venturi-Glied 20 sich weiterhin nach unten bewegt, wird der Luftkanal 22 vergrößert und der Luftdruck wird weiterhin in der Öffnung 18 abgesenkt, um zusätzlichen Brennstoff anzusaugen, da die Luft sich mit erhöhter Geschwindigkeit vorbeibewegt.
Während des Vollast- oder Vollgasbetriebes ist die Kante 58 vertikal oder axial weg von der korrespondierenden Kante 74 verschoben. Unter diesen Bedingungen werden die Nuten 78 und Schlitze 82 für die Brennstoffzumessung unwirksam. Eine Vollgasstellung des ersten und zweiten Venturi-Gliedes 20, 21 ist in Fig. 8 dargestellt. In dieser Stellung richtet die konkav gekrümmte Fläche 56 die Luft direkt an der Öffnung 18 vorbei. Zuzüglich zum an der Öffnung 18 entstandenen niedrigen Druck wird eine Saugkraft erzeugt, wenn die Luft mit hoher Geschwindigkeit über die Saugöffnungen 51 entlang der konkaven Fläche 72 des zweiten Venturi-Gliedes 21 streicht.
Die hochbeschleunigte Luft, welche an diese- Öffnungen vorbeiströmt, schafft über ihrem Öffnungsquerschnitt einen niedrigen Druck, welcher auf den Hohlraum 30 übertragen wird. Dieser -zusätzliche niedrige Druck dient dazu, mehr Brennstoff durch die Zuführeinrichtung 19 zu ziehen, damit bei Vollgasstellung ein geeignet fettes Gemisch erzeugt wird.
Aufgrund des niedrigen Drucks innerhalb der Öffnung 18 ergibt sich folglich ein Druckabfall innerhalb der Brennstoff-Tauchbohrungen 38. Eine Funktion der Löcher 36 besteht darin, auf den Druckunterschied innerhalb der Öffnung 18 derart zu reagieren, daß entsprechende Mengen an Brennstoff und Luft aus der Schwimmerkammer 44 und aus den Brennstoff-Tauchbohrungen 38 gesaugt wird.
Die Bohrungen 38 dienen für jedes Rohr 33 als individuelle Brennstoff-Tauchgefäße. Wenn der Luftdruck in den Brennstoff-Tauchbohrungen 38 abfällt, wird das Brennstoffniveau ansteigen, um nacheinander mehr Sauglöcher 36 zu bedecken. Dadurch kann weniger Luft durch die Rohre 33 in den Brennstoff gesaugt werden. Diese liefern daher ein reicheres bzw. fetteres Brennstoff-Gemisch zur Öffnung 18.
Das Niveau, auf das der Brennstoff innerhalb der Bohrungen 38 ansteigen wird, wird durch die verbleibenden unbedeckten Löcher 36 innerhalb des Rohres 33 begrenzt. Der Brennstoff wird auf einem Niveau verbleiben, solange ein geeigneter Unterdruck aufrechterhalten wird. Dies gilt, weil das in die verbleibenden Löcher 36 gesaugte Luftvolumen durch Luft ersetzt wird, die durch die Löcher 39 in die Bohrungen 38 gezogen wird.
Das Brennstoffniveau in jeder Bohrung 38 wird schwanken, wenn der Druck innerhalb der Öffnung 18 schwankt. Außerdem schwankt das Brennstoffniveau innerhalb der Bohrungen 38 mit der Veränderung des atmosphärischen Drucks. Dadurch wird automatisch die richtige Menge Brennstoff in Abhängigkeit von der Höhenverhänderung bemessen.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. Variabler Venturi-Fallstrom-Vergaser für einen Verbrennungsmotor, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen hohlen Vergaserkörper (11) mit einem oben offenen Lufteinlaßende und einem nach unten offenen Ende (13) zur Befestigung auf eine Saugleitung eines Verbrennungsmotors und mit einer Brennstoff-Luft-Mischkammer (14) zwischen den Enden zur Aufnahme und Führung der Luft in einem stromabwärts gerichteten Strom vom Einlaß durch das nach unten offene Ende (13) in die Saugleitung, durch eine ringförmige Brennstoff-Verteileröffnung (18), die die Brennstoff-Mischkammer (14) innerhalb des Körpers (11) umgibt, durch eine Einrichtung zur Zuführung des Brennstoffs zur Öffnung (18) an einer Vielzahl winkelmäßig versetzten Stellen als Reaktion auf den Betrieb des Motors, durch ein erstes bewegliches Venturi-Glied (20), welches zentral innerhalb des Körpers (11) angeordnet und entlang einer senkrechten Achse innerhalb der Mischkammer (14) bewegbar ist, durch ein zweites Venturi-Glied (21), welches die Öffnung (18) bildet und koaxial mit und radial neben dem ersten Venturi-Glied (20) angeordnet ist, Indem das erste Venturi-Glied (20) und das zweite Venturi-Glied (21) zusammen einen verengten ringförmigen Luftkanal (22) bilden, der sich nach unten gerichtet neben der Brennstoff-Verteileröffnung (18) befindet und durch eine Drosseleinrichtung (24) zur axialen Bewegung des ersten Venturi-Gliedes (20) relativ zum zweiten Venturi-Glied (21) zur Vergrößerung und Reduzierung des verengten Luftkanals (22) und dadurch für die Zunahme und Abnahme des Luft- und Brennstoffstromes durch die Mischkammer (14).
2. Vergaser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das erste Venturi-Glied (20) im wesentlichen glockenförmig ausgebildet ist und ein reduziertes, auf das Einlaßende (12) gerichtetes Ende (55), einen vom reduzierten Ende (55) nach unten und nach außen gekrümmten, konkaven Bereich (56) mit stromabwärts liegender Kante (57) umfaßt, sowie einen ersten axialen Rand (58), der sich von der stromabwärts liegenden Kante (57) des konkaven Bereiches (56) stromabwärts erstreckt, und einen ersten sich stromabwärts vom ersten axialen Rand (58) erstreckenden, nach außen abgeschrägten Bereich (60) sowie einen stromabwärts von dem ersten nach außen abgeschrägten Bereich (60) nach innen abgeschrägten Bereich (61) umfaßt.
3. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zweite Venturi-Glied (21) mit dem Vergaserkörper (11) einstückig ausgebildet ist und einen eine stromaufwärts liegende Kante der Öffnung (18) bildenden und auf das offene Einlaßende (12) gerichteten konvexen Bereich (73), einen zweiten axialen Randbereich (74), der eine stromabwärts liegende Kante der Öffnung (18) bildet und ergänzend zum axialen Rand (58) des ersten Venturi-Gliedes (20) und radial nach außen im Abstand von diesem angeordnet ist, und einen zweiten nach außen abgeschrägten Bereich (75) umfaßt, der von dem zweiten axialen Rand (74) ergänzend zum ersten nach außen abgeschrägten Bereich (60) stromabwärts verläuft.
4. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des ersten Venturi-Gliedes (20) offene Luftkanäle (71) vorgesehen sind, die sich von stromaufwärts gelegenen Öffnungen innerhalb des konkaven Bereiches (56) zu stromabwärts gelegenen Öffnungen innerhalb des ersten axialen Randes (58) erstrecken.
5. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u -r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein zweiter konkaver Bereich (72) tangential in den konvexen Bereich (73) übergeht und sich stromaufwärts von diesem in Richtung auf das offene obere Ende (13) erstreckt und daß das zweite Venturi-Glied (21) weiterhin einen axialen Luftsaugkanal (51) aufweist, der von einem sich in die Brennstoff-Verteileröffnung (18) öffnenden Ende stromabwärts verläuft.
6. Vergaser nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Einstelleinrichtung zur wahlweisen Begrenzung der Luft-Strömungsmenge durch den axialen Luftkanal (51).
7. Vergaser nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das obere Ende des axialen Luftkanals (51) sich im zweiten konkaven Bereich (72) befindet.
8. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im zweiten Venturi-Glied (21) eine offene Axial-Nut (78) ausgebildet ist, die auf das erste Venturi-Glied (20) gerichtet ist und stromabwärts von einer oberen mit der Brennstoff-Verteileröffnung (18) in Verbindung stehenden Öffnung verläuft und stromabwärts des zweiten nach außen abgeschrägten Bereiches in ein geschlossenes Ende ausläuft.
9. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im zweiten Rand (74) und im zweiten nach außen abgeschrägten Bereich (75) des zweiten Venturi-Gliedes (21) ein offener Schlitz (82) ausgebildet ist, der axial vom stromabwärts gelegenen Ende der stromabwärts gelegenen Öffnungskante (28) verläuft und an einer Stelle entlang dem zweiten nach außen abgeschrägten Bereich (75) endet.
10. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Brennstoffzuführeinrichtung (19) eine ringförmige stromabwärts der Brennstoff-Verteileröffnung (18) angeordnete Schwimmerkammer (44), eine zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Brennstoffniveaus in der Schwimmerkammer mit einem darüber befindlichen Luftraum mit einer Brennstoffzuführquelle verbundene Reguliereinrichtung und eine Vielzahl senkrechter, axialer Brennstoff-Verteilerrohre (33) aufweist, die sich von oberen sich in die Brennstoff-Verteileröffnung (18) öffnenden Enden (34) zu den unteren unterhalb des vorgewählten Brennstoffniveaus befindlichen offenen Enden (35) erstrecken.
11. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Brennstoffzuführeinrichtung (19) eine Einrichtung (36) aufweist, um zum Vormischen der Luft mit Brennstoff in die Brennstoffzuführrohre (33) Luft zu saugen, bevor das Gemisch in die Brennstoffverteileröffnung (18) abgegeben wird.
12. Vergaser nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Luftsaugeinrichtung aus mehreren in jedem Rohr (33) befindlichen, entlang der Länge des Rohres im Abstand voneinander angeordneten Öffnungen (36) besteht, die teilweise in den freien Luftraum (45) und teilweise in den Bereich(44) unterhalb des Brennstoffniveaus münden.
13. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Vergaserkörper (11) eine Randleiste (37) aufweist, die eine Vielzahl axial nach unten offener Brennstoff-Tauchbohrungen (38) umfaßt, die von oberhalb des ausgewählten Brennstoffniveaus angeordneten Enden zu unterhalb des ausgewählten Brennstoffniveaus befindlichen Enden in die Schwimmerkammer (44) verlaufen, daß in der Nähe der geschlossenen Enden der Brennstoff-Tauchbohrungen (38) Löcher (39) vorgesehen sind, die durch die Randleiste (37) ragen und somit offen die Tauchbohrungen (38) mit dem Luftraum (45) innerhalb der Schwimmerkammer (44) verbinden, und daß die Brennstoffverteilerrohre (33) zentral innerhalb der Brennstofftauchbohrungen (38) angeordnet sind.
14. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Belüftungseinrichtung vorgesehen ist, um die Schwimmerkammer (44) mit dem Druck der Außenatmosphäre in Verbindung zu bringen.
15. Vergaser nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Belüftungseinrichtung ein Belüftungsrohr (49) aufweist, das offen die Vergaserbohrung mit dem Luftraum (45) in der Vergaserkammer (44) verbindet.