DE2701906C2 - Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einem in einem Gehäuse angeordneten, gradlinigen Luftstromkanal, der von einem quer zum Luftstrom verstellbaren Plattenschieber verschließbar ist, und mit einer quer zum Luftstrom angeordneten Kraftstoffzufuhreinheit, die mehrere in Längsrichtung angeordnete Austrittsöffnungen für den Kraftstoff aufweist, wobei eine profilierte Düsennadel zusammen mit dem Plattenschieber relativ zu einem feststehenden Kraftstoffrohr bewegt wird, und gleichzeitig die in Längsrichtung angeordneten Austrittsöffnungen des Kraftstoffrohres nach Maßgabe des Ansaugluftstromes mehr oder weniger verschlossen oder freigegeben werden.

Herkömmliche Vergaser weisen Eintrittsöffnungen mit Lufttrichter auf und sind mit Drosselklappenventilen versehen, um den Luftstrom durch den Lufttrichter zu regulieren. Kraftstoff wird am Lufttrichter angesaugt und gelangt durch eine Düse fein zerstäubt in den Ansaugkanal. Üblicherweise sind mehrere Kraftstoffsysteme vorgesehen, um das erforderliche Luft-Kraftstoffverhältnis für alle Motorbedingungen bereitzustellen. Es ist bekannt, daß das Zerstäuben und Mischen des Kraftstoffes nicht in allen Arbeitspunkten einer Brennkraftmaschine zufriedenstellend erfolgt was zu erhöhter Schadstoffemission führt

to Ein typisches Problem bei der Gemischbildung in Vergasern ist auf die sogenannten Flachpunkte zurückzuführen, die auftreten, wenn der Motor aus dem Leerlauf heraus beschleunigt wird und der Kraftstoffdurchfluß von einem Kraftstoffsystem auf das andere übergeht, beispielsweise vom Leerlaufsystem zum Last- und Beschleunigersystem. Eine solche Flachpunktsituation wirkt sich als Diskontinuität im Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ansauggemisches aus. Zu deren Verringerung oder Vermeidung wurden komplizierte Vorrichtungen entwickelt

Aus der US-PS 38 22 058 ist ein Vergaser mit einem Plattenschieber bekannt, der aus einer Gleitplatte mit einer mit dem Vergaserstutzen ausrichtbaren öffnung besteht Eine in Lage fixierte Dosiernadel wirkt mit einer Dosieröffnung für Kraftstoff am Ende eines Kraftstoffrohres zusammen, das mit der Gleitplatte bewegbar ist Bei dieser Ausführung eines Vergasers ist die Kraftstoffverteilung im Gemisch nicht homogen. Es ist keine zufriedenstellende Zerstäubung sichergestellt und das Kraftstoff-Luftgemisch ist örtlich unterschiedlich.

Ferner beschreibt die US-PS 38 55 366, einen Vergaser mit Plattenschieber, bei dem nur eine einzige Gleitplatte vorgesehen ist, die einen V-förmigen Innenbereich aufweist, der nicht der Seitenwand des Vergasers entspricht. Durch die Bewegung der Gleitplatte werden zusätzliche Öffnungen im Kraftstoffrohr freigegeben, aber nur von einer Seite des Stutzens her und die Verteilung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist wegen der Anordnung der Öffnungen nicht symmetrisch. Ein gleichmäßiges Vormischen von Kraftstoff und Luft erfolgt nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vergaser der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei guter Zerstäubung und Mischung von Kraftstoff und Luft mechanisch einfach ausgelegt ist und nur ein Kraftstoffsystem für die verschiedenen Motorbetriebszustände erfordert.

Diese Aufgabe wird durch einen Vergaser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Plattenschieber aus zwei symmetrisch angeordneten Platten gebildet wird, die synchron und gegensinnig bewegbar sind, und die Düsennadel mit einer der Platten bewegbar ist, die Kraftstoffzufuhr durch eine dem Kraftstoffrohr zugeordnete in einem DUseneinsatz vorgesehene Ki aftstoffdüse erfolgt, die zur Dosierung des Kraftstoffs mit der Düsennadel zusammenwirkt, der Düseneinsatz mit dem Kraftstoffrohr eine als Verteilerkammer dienende Mantelkammer bildet, in die einerseits in der Wand des Kraftstoffrohrs angeordnete Lufteintrittsbohrungen und andererseits eine Bohrung für den Eintritt von Kraftstoff münden und das in der Verteiierkammer gebildete reiche Luft- und Kraftstoffgemisch über die Austrittsöffnungen dem Ansaugluftstrom als Luftkraftstoffemulsion zugeführt wird.

Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteran-Sprüchen gekennzeichnet.

Beim erfindungsgemäßen Vergaser wird der Kraftstoff gleichmäßiger zerstäubt, so daß die Verbrennung gegenüber bekannten Vergasern homogener wird. Es

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wird aus einer Kraftstoff-Luftgemischquelle für alle Motorbetriebszustände, das heißt für den Leerlauf bis zur Vollast eine Luft-Kraftstofferaulsion, zur Verfügung gestellt, ohne daß mehrere Düsen erforderlich sind, die getrennten Kraftstoffsystemen zugeordnet werden müssen. Eine verbesserte Kraftstoffzerstäubung wird dadurch erreicht, daß zunächst ein fettes Primärgemisch innerhalb eines Mischrohres hergestellt und dann in den Vorzerstäuber gesaugt wird. Hier wird es weiter mit Luft gemischt, um das gewünschte magere Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Ein Teil des Luftstromes wird durch Lufteintrittsbohrungen in das Kraftstoffrohr eingebracht Dieser Anteil an Luft mischt sich zunächst mit einer dosierten Kraftstoffmenge, um ein relativ fettes Vorgemisch zu bilden. Der Kraftstoff wird dabei vor dem Mischen entsprechend der Stellung des Plattenschiebers dosiert Diese sogenannte Kraftstoffemulsion wird durch die Hauptdüsen angesaugt und mischt sich mit der Luft im Ansaugkanal, wodurch das gewünschte magere Gemisch gebildet wird. Die Kraftstoffverteilung erfolgt symmetrisch. Anders als bei herkömmlichen Vergasern mit einer Hauptaustrittsöffnung wird die Kraftstoffemulsion in den Luftstrom durch zahlreiche kleine Austrittsöffnungen angesaugt, die entlang des Kraftstoffrohres vorgesehen sind. Diese öffnungen oder Bohrungen werden je nach dem Lastbedarf der Brennkraftmaschine allmählich freigegeben.

Abgesehen von diesen funktionstechnischen Vorteilen sind aufgrund der einfachen Konstruktionsteile auch mechanische Vorteile gegeben. So kann die Düsennadel aus dem Vergaser leicht herausgezogen und genau so leicht wieder eingesetzt werden, ohne daß der Vergaser aus dem Motor entfernt oder in irgendeiner Weise auseinandergenommen werden muß. Auf diese Weise kann in kürzester Zeit und mit geringstem Aufwand durch einfachen Austausch der Düsennadel beispielsweise von Winter- auf Sommerkraftstöff umgestellt und dabei weitgehend ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch beibehalten werden.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 Betätigungsvorrichtung für die Platten des Plattenschiebers in offener Stellung;

F i g. 2 vereinfachte Schnittansicht, entlang der Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 Platten des Plattenschiebers in geschlossener Stellung;

F i g. 4 vereinfachte Schnittansicht, entlang der Linie 4-4 in F i g. 1;

F i g. 5 perspektivische Ansicht der Platten des Plattenschiebers jenseits der weit offenen Stellung;

F i g. 6 perspektivische Ansicht der zusammenwirkenden Platten des Piattenschiebers in einer teilweise offenen Stellung;

F i g. 7 Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in F i g. 2.

Der Vergaser 10 (F i g. 1 bis 3) besteht aus einem Gehäuse 12, mit einem Ansaugkana! 13 für die Luft Ein Kraftstoffrohr 16 verläuft quer durch den Ansaugkanal 13 und ist an einem Ende mit einem Einlaß 17 und am gegenüberliegenden Ende mit einem Verschlußkörper 19 versehen. Durch dieses Kraftstoffrohr 16 wird über Bohrungen 93 Kraftstoff in den Ansaugkanal 13 gesaugt.

Quer zum Ansaugkanal 13 ist ein Plattenschieber 20 angeordnet, welcner durch eine Zugeinrichtung 24 betätigt wird.

Der Plattenschieber 2Ü besteht aus zwei symmetrisch angeordneten, flächig aufeinander gleitend verschiebbaren Platten 25 und 26 und einer diesen Platten zugeordneten Führung 27, in denen die Platten zwischen einer offenen (F i g. 2) und einer geschlossenen Stellung (Fig.3) verschiebbar sind. Jede Platte 25 bzw. 26 weist einen inneren Abschnitt 31 bzw. 32 mit konkaven Innenkanten 33 bzw. 34 auf, die symmetrisch um die Achse 21 des Plattenschiebers angeordnet sind und mit der Wandung des Ansaugkanals 13 fluchten, wenn sie in der voll to geöffneten Stellung sind. Die konkaven Innenkanten 33 und 34 der Platten ragen in der Teillaststellung ;n den Ansaugkanal 13 und erzeugen durch ihre scharfen Kanten im Luftstrom eine Turbulenz, wodurch das Durchmischen des Kraftstoffes mit der Luft verbessert wird. Das feststehende Kraftstoff röhrchen 16 durchdringt die beiden Plattenhälften 25,26.

Die Platten 25 und 26 sind in der Führung 27 gegenläufig, d. h. gegenüberliegend angeordnet, so daß eine Oberseite und eine Unterseite der entsprechenden Platten einander berühren.

Zwei Getriebezahnräder 65 und **> (F i g. 4) sind an . Zapfen 67 und 68 drehbar gelagert, die nach innen von der Führung 27 abstehen. Die Getriebezahnräder 65 und 66 kämmen mit den einander gegenüberliegenden Zahnstangen 46 und 61 sowie 47 und 62 der Platten 25 bzw. "2fs. Diese bewegen automatisch die Platten aufeinander zu bzw. voneinander weg. Die Bewegung der Platten in bezug auf den Ansaugkanal ist symmetrisch, im Gegensatz zu einem Einplattenschieber. Die beiden Platten 25, 26 werden durch einen Eowden-Zug verstellt

Entlang des Kraftstoffrohres 16 sind im Abstand zahlreiche Lufteintrittsbohrungen 91 vorgesehen (Fig.7), die im wesentlichen stromaufwärts zum Lufteinlaß gerichtet sind (Pfeil 15). Das Kraftstoffrohr 16 ist ferner mit zahlreichen Austritisöffnungen 93 versehen, die im Abstand voneinander angeordnet und dem Sog der um das Kraftstoffrohr fließenden Luft ausgesetzt sind. Unter gewissen Bedingungen kann Sog auch du;ch den Luftstrom um die inneren Teile 31 und 32 der Platten erzeugt werden, wodurch der durch die um das Kraftstorfrohr fließende Luft hervorgerufene Sog vergrößert wird. Die Lufteintrittsbohrungen 91 und die Austrittsöffnungen 93 sind in Reihen zwischen gegenüberliegenden Teilen der Seitenwand des Ansaugkanals 13 im gleichen Abstand angeordnet Die Lufteintrittsbohrungen 91 sind größer, im weiteren Abstand entfernt und in geringerer Zahl vorgesehen als die Austrittsöffnungen 93. Die Luftaustrittsöffnungen 93 sind am Umfang des Kraftstoffnohres 16 in etwa 45° zur Hauptrichtung des Luftstromes angeordnet (Fig.4), in einer Stellung, in der Sog erzeugt wird, wenn Luft am Kraftstoffrohr 16 vorbeifließt. Vorzugsweise soll die größte Menge der in die Uifteintrittsbohrungen 91 eintretenden Luft nicht unmittelbar durch die Austrittsöffnungen 93 entweichen und daher sind die Austrittsöffnungen mit am Lufteintrittsbohrungen versetzt angeordnet.

Beim Schließen des Plattenschiebers bewegen sich die Platten gegeneinander und die Lufteintrittsbohrungen 91 und die Austrittsöffnungen 93 werden nach und nach geschlossen, Wenn sich also die Platte 25 nach innen bewegt, verschließt die Überlappung d<;r Platte 25 die den Austrittsöffnungen 93 vorausliegenden Lufteintrittsöffnungen 91. In ähnlicher Weise verschließt an der anderen Seite die s'ch nach innen bewegende Platte 26 die von Austrittsöffnungen 93 vorausliegenden Lufteintrittsbohrungen 91. Ein Düseneinsatz 97 ist fest in die Zentralbohrung 95 eingepaßt. In die Bohrung 59 des

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Düseneinsatzes 97 wird in Richtung des Pfeiles 100 Kraftstoff gesaugt. Die Bohrung 99 des Düseneinsatzes 97 weist eine Verengung 101 auf, die eine Kraftstoffdüse 102 begrenzt, die an der vom Kraftzufluß 17 abgekehrten Seite der Verengung 101 mit einer Kammer 104 kommuniziert. Am inneren Ende 98 des Düseneinsatzes 97 ist eine umlaufende Ringnut 106 vorgesehen, die mit einem Teil des Außenmantels 96 der Zentralbohrung 95 und einander gegenüberliegenden Schultern der Ringnut innerhalb des Kraftstoff roh res 16 eine ringförmige Verteilerkammer 107 begrenzt. Die Verteilerkammer 107 erstreckt sich zwischen den stromauf und den stromab liegenden Bereichen der Zentralbohrung 95 und entlang des Kraftstoffrohres 16 zwischen extrem äußersten Stellungen der Lufteintrittsbohrungen und Austrittsöffnungen und verbindet diese Bohrungen und öffnungen. Eine durch die Innenwand 110 der Verteilerkammer 107 führende Bohrung 109 verbindet die Kammer 104 mit einem stromab liegenden Bereich der Verteilerkammer 107 und ist in bezug auf die Lufteintrittsbohrungen 91 so gelagert, daß sie von dem direkten in diese Lufteintrittsbohrungen eintretenden Luftstrom im wesentlichen abgeschirmt ist. Die Bohrung 109 ist in der Achse 18 des Eintrittskanals 13 angeordnet und durch diese Mittelstellung der Bohrung 109 wird eine zentrale Verteilung des Kraftstoffes in der Verteilerkammer 107 sichergestellt. Der Kraftstoff fließt entlang der Bohrung 99, durch die Kraftstoffdüse 102, in die Kammer 104, durch die Bohrung 109 und dann im wesentlichen gleichmäßig in die Verteilerkammer 107. Luft tritt durch die Lufteintrittsbohrungen 91 in die Verteilerkammer 107, strömt um die Ringnut 106 und mischt sich mit dem aus der Bohrung 109 kommenden Kraftstoff. Hier entsteht im wesentlichen relativ fettes Primärgemisch, eine sogenannte Luft-Kraftstoff-Emulsion, die dann durch die Austrittsöffnungen 93 in den Hauptluftstrom zerstäubt wird. Der Gesamtbereich der Lufteintrittsbohrungen 91 ist vorzugsweise größer als derjenige der Austrittsöffnungen 93. so daß eine entsprechende Luftmenge geliefert wird, um den Emulgiervorgang einzuleiten. Die Austrittsöffnungen 93 bestehen aus relativ feinen öffnungen, um die Zerstäubung zu verbessern. Folglich dienen die Lufteintrittsöffnungen 91. die Bohrung 109, die Verteilerkammer 107 und die Austrittsöffnungen 93 als Kraftstoffzerstäuber 111.

Eine Düsennadel 112 für Kraftstoff weist ein sich verjüngendes äußeres Ende 113 auf, das sich durch die Kraftstoffdüse 102 erstreckt. Die Basis 115 der Düsennadel 112 ist über einen Arm 116 mit der Platte 26 verbunden. Wenn die Plane 26 zwischen der offenen und geschlossenen Stellung bewegt wird, bewegt sich die profilierte Düsennadel 112 durch die Kraftstoffdüse 102 und dient dabei als Dosiervorrichtung 121 für den Kraftstoff. Der Längsschlitz 120 ist so bemessen, daß seine Länge mindestens dem Gesamthub einer Platte entspricht, um eine volle Bewegung dieser Platte zwischen zwei äußeren Stellungen zu ermöglichen. Ein O-Ring 124, der um einen einen zylindrischen Querschnitt aufweisenden Teil der Düsennadel 112 angeordnet ist, dichtet diese in bezug auf die Kammer 104.

Der Vergaser arbeitet wie folgt:

Ein Teil der in den Ansaugkanal des Vergasers eintretenden Luft gelangt durch die Lufteintrittsbohrungen 91 in das Kraftstoffrohr 16. fließt durch die Verteilerkammer 107 und verläßt das Kraftstoffrohr durch die Austrittsöffnungen 93. Dieser Anteil der Luft mischt sich gleichzeitig mit dem dosierten Kraftstoff, der durch die Bohrung 109 fließt und bildet ein relativ fettes Primärgemisch eine sogenannte Kraftstoffemulsion in der Verteilerkammer 107. Diese Kraftstoffemulsion wird durch die Austrittsöffnungen 93 gesaugt und mit dem Ansaugluftstrom gut vermischt und bildet das gewünschte magere Luft/Kraftstoffgemisch für die Verbrennung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

27 Ol 906 Patentansprüche:

1. Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit einem in einem Gehäuse angeordneten, gradlinigen Luftstromkanal, der von einem quer zum Luftstrom verstellbaren Plattenschieber verschließbar ist, und mit einer quer zum Luftstrom angeordneten Kraftstoffzufuhreinheit, die mehrere in Längsrichtung angeordnete Austrittsöffnungen für den Kraftstoff aufweist, wobei eine profilierte Düsennadel zusammen mit dem Plattenschieber relativ zu einem feststehenden Kraftstoffrohr bewegt wird, und gleichzeitig die in Längsrichtung angeordneten Austrittsöffnungen des Kraftstoffrohres nach Maßgabe des Ansaugluftstromes mehr oder weniger verschlossen oder freigegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenschieber (20) aus zwei symmetrisch angeordneten Platten (25, 26) gebildet wird, die synchron und gegensinnig bewegbar sind, und die Düsennadel (112) mit einer der Platten bewegbar ist, die Kr&f !Stoffzufuhr durch eine dem Kraftstoffrohr (16) zugeordnete in einem Düseneinsalz (97) vorgesehene Kraftstoffdüse (102) erfolgt, die zur Dosierung des Kraftstoffs mit der Düsennadel (112) zusammenwirkt, der Düseneinsatz (97) mit dem Kraftstoffrohr (16) eine als Verteilerkammer (107) dienende Manteikammer bildpt, in die einerseits in der Wand des Kraftstoffrohrs angeordnete Lufteintrittsbohrungen (91) und andererseits eine Bohrung (109) für den Eintritt von Kraftstoff münden und das in der Verteilerkammer (107) gebildete reiche Luft-Kraftstoffgenisch über die Austrittsöffnungen (93) dem Ansaugluftstrom i>ls LuftV>-aftstoffemulsion zugeführt wird.

2. Vergaser nach Anspruch ¹ dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (25, 2b) des Plattenschiebers (20) flächig aufeinander gleitend verschiebbar sind und ihre einander zugekehrten Randkanten mit je einer konkaven Ausnehmung (33 bzw. 34) versehen sind, die je nach Stellung der Platten (25,26) den Ansaugquerschnitt bestimmen.

3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gleitflächen der Platten (25,21) je eine Nut (44, 45) vorgesehen ist, die zusammen einen Durchgang (45; 53) für das Kraftstoffrohr (16) bilden.