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Vorrichtung zur Einsparung von Kraftstoff
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bei Explosionsmotoren Die Erfindung betrifft eins Vorrichtung zur
Einsparung von Kraftstoff bei Explosionsmotoren mit Vergaser, bei dem in Richtung
der strömenden Luft hinter einem Luftfilter eins einen Lufttrichter mit Hauptdüse
am Ende einer Kraftstoffzuführleitung umschließende Zuleitung vorgesehen ist, in
die eine Nebenleitung für Zusatzluft mündet, und in der hinter dieser Mündungsstelle
eine verstellbare Drosseiklappe angeordnet ist.
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Bei den bekannten Explosionsmotoren, z. B. dem Vierzylinder-Otto-Motor,
sind die vier Takte 1. Ansaugen, 2. Komprimieren, 3. Zündung (Arbeit) und 4. Ausstoß
(verpufft ins Leere) - Auspuff -hinlänglich bekannt. Zu deren Betrieb wird z. B.
ein Vergaser verwendet, der ebenfalls bekannt ist. Zur Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches
im Zylinder des Motors ist Sauerstoff notwendig. Dieser strömt mit der vom Kolben
des Motors beim Rückgang angesaugten Luft (erster Takt) ein. Dabei muß die Luft
durch ein Luftfilter und ein Ansaugrohr strömen,
welches eingangs
als Zuleitung bezeichnet ist. Diese umschließt einen Lufttrichter mit einer Hauptdüse,
welche am Ende einer Kraftstoffzuführleitung angebracht ist. Ferner mündet in diese
Zuleitung für die Gase eine Nebenleitung, aus welcher Zusatzluft über die Leerlaufdüse
geführt und dann das Leerlaufgemisch in die Gemisch-Zuleitung hinter dem Lufttrichter
einführt. Im Lufttrichter ist die Zuleitung verengt, so daß die daran vorbeistreichende
Luftmenge eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit bekommt. An dieser Stelle sinkt
der statische Druck sehr stark ab, so daß gegenüber der Umgebung ein Unterdruck
entsteht. Dadurch wird das Benzin aus der Kraftstoffzuführleitung mit der Hauptdüse
teilchenförmig herausgerissen und zerstäubt. Die feinen Tröpfchen führt der Luftstrom
an der verstellbaren Drosselklappe vorbei zum Zylinder des Motors. Die Menge dieses
Kraftstoff-Luft-Gemisches wird durch die Drosselklappe eingestellt, die mit dem
Gaspedal verbunden ist.
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Wenn der Motor während der Fahrt im Gefälle oder beim Abbremsen keine
Arbeit leistet, wird über das in freigegebene Ruheposition befindliche Gaspedal
die Drosselklappe geschlossen, wobei jedoch noch eine kleine Restöffnung verbleibt.
Für den Leerlauf ist ein gesondertes System mit separatem Ansaugrohr für Kraftstoff,
Leerlaufdüse,und Leerlaufluftkanal vorgesehen. Im Betrieb wird über die Hauptdüse
bei Sperrstellung der Drosselklappe kein Luftstrom geleitet, so daß folglich auch
kein Kraftstoff angesaugt wird. Lediglich über die Leerlaufleitung der Leerlaufdüse
erfolgt eine Gemischabgabe. Das Ansaugen dieses Leerlaufgemisches bzw. das Herausreißen
von Benzinteilchen aus
der Leerlaufdüse arfolgt dadurch, daß bei
geschlossener Drosselklappe nur wenig Luft durch die Zuleitung strömen kanal. An
dem engen Spalt zwischen Drosselklappe und Vergasergehäuse tritt jedoch eine so
große Geschwindigkeitserhöhung dieser Zuluft ein, daß hinter der Drosselklappe ein
kräftiger Unterdruck entsteht, Dieser läßt auch im Leerlauf-Gemisch-Kanal einen
Unterdruck entstehen, wodurch der Kraftstoff aus dem Ansaugrohr für Leerlaufbenzin
abgesaugt wird. Beim Bergabfahren oder auch beim Bremsen oder im Stillstand vor
einer roten Ampel wird also in unnötiger Weise Kraftstoff verbraucht.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Einsparung
von Kraftstoff der eingangs genannten Art, mit welcher insbesondere bei der Talfahrt
des Fahrzeuges oder beim Bremsen und beim Stillstand im Stadtverkehr die Kraftstoffzufuhr
im wesentlichen vollständig abgeschaltet wird, so daß der Motor nur nochreine Luft
ansaugt, Energie gespart wird, und die Wärme- und Abgasentwicklung in den Straßen
erheblich verringert wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein zwischen
dem Luftfilter und der am Ende der Kraftstoffzuführleitung angebrachten Hauptdüse
einerseits sowie in Strömungsrichtung der Luft bzw. des Kraftstoff-Luft-Gemisches
hinter der Drosselklappe andererseits, in die Zuleitung einmündender, eine Umleitungsklappe
aufweisender Umleitungskanal vorgesehen ist und daß die Umleitungsklappe mit dieser
Drosselklappe derart
verbunden ist, daß sich die Umleitungsklappe
beim Öffnen der Drosselklappe schließt und umgekehrt. Parallel zur Vergaserzuführleitung,
in welcher - in Strömungsrichtung gesehen -vor dem Lufttrichter die reine Luft und
i inter das Kraftstoff-Luft-Gemisch strömen, wird erfindungsgemäß also ein Umleitungskanal
mit Umleitungsklappe, auch eine Art Drosselklappe, angebracht. Dieser Umleitungskanal
mündet einerseits in die Zuleitung an einer Stelle zwischen dem Luft filter und
der Hauptdüse und mündet andererseits an einer Stelle hinter der Drosselklappe.
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Mit anderen Worten wird hierdurch ein Luft-Kurzschluß oder auch Beipaß
geschaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, jeglichen Unterdruck an der Drosselklappe,
insbesondere für das Ansaugen des Leerlaufgasgemisches, auszuschalten. Im Stand
oder beim Bergabfahren, wenn der Fahrer das Gaspedal losläßt, schließt bekanntlich
die Drosselklappe. Dann wird zwar aus der Hauptdüse Benzin nicht mehr herausgezogen,
ein laufender Kraftstoffverbrauch ist aber in der oben beschriebenen Weise durch
das Leerlaufsystem gegeben. Um dessen Wirkung bei erwünschten Anwendungsfällen auszuschalten,
wird bei geschlossener Drosselklappe die Umleitungsklappe im Umleitungskanal geöffnet,
so daß die Luft, welche stets den geringsten Strömungswiderstand sucht, nur durch
den Umleitungskanal, nicht aber an der Engstelle neben der Drosselklappe vorbeiströmt.
Damit gibt es keine Stellen mehr, die Unterdruck erzeugen, und es Wird folglich
auch kein Kraftstoff mehr verbraucht.
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Der Motor saugt durch die erfinaungsgemäßen Maßnahmen lediglich reine
Luft an, wobei dieser Ansaugzustand beim Bergabfahren infolge der schiebenden Masse
solange andauert, bis das Fahrzeug zum Stillstand kommt, Die mit einer Kompression
von z, B. 8 oder 10 atü vom Motor in die Auspuffleitung gedrUckte reine Abluft kann
in vorteilhafter Weise aber in einem Luftsammelbehälter, z. B. einer Druckflasche
oder in den Rohrendes Chassis, mit dem Speicherdruck von 8 bis 10 atü gespeichert
werden. Während der nachfolgenden Fahrt kann man diese reine Druckluft nach entsprechendem
Drosseln auf geringeren Druck zum Aufladen des Motors direkt in diesen einführen.
Dieser Betrieb erlaubt eine Vereinfachung geganifber der am Auspuff vorgesehenen,
bekannten Turbine.
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Die Zündung des Kraftwagens braucht bei den oben beschriebenen erfindungsgemäßen
Merkmalen nicht abgeschaltet zu werden, denn der Motor wird schließlich mangels
Kraftstoffzufuhr im Stadtverkehr vor der roten Ampel; stehenbleiben. Soli dies z.
B. bei
kurzem Halt vor einem Verkehrshindernis, vermieden werden,
so kann erfindungsgemäß durch das Kennzeichen, daß die Umleitungsklappe über eine
zusätzliche Steuereinrichtung getrennt schließbar ist, die Umleitungsklappe vorübergehend
geschlossen werden. Dadurch ist die Kraftstoffzufuhr über die Leerlaufdüse und den
Leorlaufgemischkanal nicht mehr unterbrochen.
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Eine ähnliche Wirkung kann man gemäß der Erfindung ferner auM dadurch
erreichen, daß in der Kraftstoffzuführleitung ein Magnetventil eingebaut ist. Dieses
kann durch Zurücknehmen des Gaspedals einerseits in Schließstellung gebracht werden,
so daß sowohl die Kraftstoffzuführleitung als auch das separate Ansaugrohr für den
Kraftstoff in der Leerlaufdüse abgeschaltet werden. Der Motor saugt dann ebenfalls
nur Luft an, so daß er beim Halten an einer Ampel stehenbleibt oder bei der Bergabfahr
reine Luft ausgeblasen wird.
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Durch Uberschreiten des Druckpunktes beim Niederdrücken des Gaspedals
kann auch hier eine bestimmte Leitung im Magnetventil geöffnet werden und das Leerlaufsystem
in Betrieb kommen.
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Vorteilhaft ist es dabei gemäß der Erfindung ferner, wenn ein Fliehkraftregler
zur drehzahlabhängigen Aus- bzw. Einschaltung des Anlasserstromkreises vorgesehen
ist, in welchem ein mit der Drosselklappe gekoppelter Schalter angeordnet ist. Der
Fliehkraftregler schaltet den Stromkreis zum Anlasser ein oder
aus.
Nach dem Anhalten vor einer Ampel wird der Stromkreis z. B. geschlossen und erlaubt
damit bei erneutem Gasgeben das Einschalten des Anlassermotors, wobei gleichzeitig
das Ventil zum Vergaser geöffnet wird. Das gleiche Prinzip arbeitet selbstverständlich
auch bei angebautem Umleitungskanal, selbst wenn ein solches Magnetventil nicht
vorgesehen ist.
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Sobald der Motor die hinreichende Drehzahl erreicht hat, schaltet
der Fliehkraftregler den Strom zum Anlasser wieder dadurch aus, daß der Anlasserstromkreis
geöffnet wird.
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Es kann andererseits auch zweckmäßig sein, durch Magnetventile, Fliehkraftregler
oder Ringmagnete die Einspritzpumpe zu betätigen oder die Nockenwelle zu verschieben.
Beim- Verschi-eben der Nockenwelle in den energiesparenden Zustand werden Einlaß-
und Auslaßventile geschlossen, weil der Nocken auf der Welle dann nicht mehr arbeitet.
Folglich wird keine Luft angesaugt, und es wird dem Motor auch kein Kraftstoff zugeführt.
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Alle vorbeschriebenen Maßnahmen dienen der Verminderung der Luftverschmutzung,
der Einsparung von Energie, der Minderung der Wärmeentwicklung und der Verbesserung
des Bremseffektes.
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Beim Bergabfahren kann z. B. die aus den Auslaßventilen des Motors
ausgestoßene reine Luft in der Auspuffleitung gesperrt werden, so daß sich die Wirkung
einer Motorbremse, ähnlich wie im Lastwagenbetrieb, ergibt. Dadurch wird die Abnutzung
der üblichen, auf Reibung beruhenden Bremsaggregate vermieden.
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Bei den automatischen Gettieben wird der Schalthebel auf "Null"
oder
auf "N" gestellt, weil anderenfalls der Anlasser nicht eingeschaltet werden kann.
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Auf diese Weise kann mit Vorteil auch das Anlasserschloß eingespart
werden, weil die Betätigung mit dem Zündschlüssel entfällt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Vergaser mit Luftfilter, wie er ansich bekannt
ist, jedoch mit einem Magnetventil in der Kraftstoffzuführleitung, bei geöffneter
Drosselklappe, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 1, jedoch bei geschlossener
Drosselklappe und Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in den Figuren 1 und 2, wobei
anstelle des Magnetventiles jedoch ein Umleitungskanal mit einer Umleitungsklappe
vorgesehen ist.
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Im Schwimmergehäuse 1 befindet sich ein im Kraftstoff mindestens teilweise
eingetauchter Schwimmer 2, an welchem oben ein Nadelventil 4 angebracht ist,um die
Kraftstoffzufuhr aus der Leitung 3 zu öffnen, um auf diese Weise stets den Kraftstoffpegel
12 zu halten.
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Unten am Schwimmergohäuse 1 befindet sich der Auslaß, der durch ein
Magnetventil 13 steuerbar ist. Bei geöffnetem Ventil 13 steht sowohl in der Kraftstoffzuführleitung
14 als auch in dem separaten Ansaugrohr 15 Kraftstoff an. Am Ende der Kraftstoffzuführleitung
14 ist die Hauptdüse 9 angeordnet, während ion dem separaten Ansaugrohr 15 die Leerlaufdüse
8 eingebaut ist. Der insgesamt mit 16 bezeichnete Lufttrichter ist mit den bekannten
Verengungen versehen, die deshalb hier nicht näher beschrieben werden müssen.
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In Strömungsrichtung gesehen ist vor der Hauptdüse 9- das Luftfilter
7 angeordnet, während-in der Zuleitung 5 dahinter die Drosselklappe 6 drehbar angeordnet
ist. Links daneben befindet sich der Leerlaufgemiechkanal 17, der mit Luft aus der
Leerlaufleitung 10 versorgt wird.
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Im Betrieb arbeitet die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 wie folgt:
Im Normalbetrieb gemäß Figur 1, wenn die Drosselklappe 6 durch Herunterdrücken des
Gashebels offen ist, wird vom Motor Luft durch das Luftfilter 7 angesaugt, die an
der Kraftstoffzuführleitung 14 und der Hauptdüse 9 vorbeistreicht und hierbei durch
die im Lufttrichter 16 befindlichen Verengungen erreichte erhöhte Strömungsgeschwindigkeit
Kraftstoffteilchen mitreißt, so daß diese entsprechend der gestrichelten Darstellung
nach oben in die Zuleitung 5 und an der Drosselklappe 6 vorbei am Motor geführt
werden: Dies bei geöffnetem Magnetventil 13.
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Wenn das Magnetventil durch eine bewußte Ansteuerung, z. B.
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Oberwinden eines Druckpunktes am Gaspedal, geöffnet bleibt, obwohl
die Drosselklappe 6 in die in Figur 2 gezeigte fast geschlossene Stellung gedreht
wird, hat man den normalen Leerlaufbetrieb. Hierbei wird an der in Figur 2 links
neben der Drosselklappe 6 gezeigten Stelle in dem Bereich mit den gestrichelt gezeichneten
Bahnen ein Unterdruck erzeugt, der Kraftstoff durch die Leerlaufdüse 8 in das durch
die Leerlaufleitung 10 eingesaugte Luft einmischt, so daß dann das Leerlaufgemisch
durch den Kanal 17 zum Motor strömen kann.
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Beim Umschalten des Magnetventils auf die geschlossene Stellung hört
jegliche Kraftstoffzufuhr auf, so daß der Motor beim Stillstand des Fahrzeuges ebenfalls
zum Stillstand kommt oder bei der Bergabfahrtdes Fahrzeuges komprimierte reine Luft
ausstößt.
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Bei der Ausführungsform der Figur 3 sind gleiche Teile gezeigt, wobei
zusätzlich der Umleitungskanal 18 ein Stück weit parallel zur Zuleitung 5 vorgesehen
ist. An seinem unteren Ende mündet der Umleitungskanal 18 in der gezeigten Darstellung
der Figur 3 unter über dem Luftfilter 7 und/der Hauptdüse 9, die am Ende der Kraftstoffzuführleitung
14 angebracht ist. Andererseits mündet der Umleitungskanal 18 im oberen Bereich,
d. h. in Strömungsrichtung der Luft bzw. des Kraftstoff-Luft-Semisches hinter der
Drosselklappe 6 andererseits in die Zuleitung 5-ein. Zwischen den beiden MiiEdungsstellen
ist eine Umleitungsklappe 11 angebracht und durch eine nicht näher dargestellte
Elektrik derart mit der Drosselklappe
6 gekuppelt, daß beim Schließen
der Drosselklappe 6 die Umleitungsklappe geöffnet wird und umgekehrt und zwar nach
Uberschreiten des Druckpunktes des Gashebels beim Loslassen desselben.
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Durch den Aufbau gemäß Figur 3 ist diejenige Strecke der Zuleitung
5, welche den Lufttrichter 16 mit Hauptdüse 9 sowie Drosselklappe 6 aufweist, durch
den Umleitungskanal 18 überbrückt.
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Hierdurch ist für die Luftströmung prakt-isch ein Kurzschluß geschaffen.
Wenn also die Drosselklappe 6 geschlagen und die Umleitungsklappe 11 geöffnet ist,
strömt die vom Motor angesaugte Luft nicht über die Leerlaufdüse 10 oder die Hauptdüse
9 sondern ausschließlich vom Luftfilter 7 durch den Umleitungskanal 18. Dadurch
wird dem Motor kein mehr oder weniger starkes Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt,
sondern reine Luft. Auf diese Weise wird der Kraftstoff eingespart, der bei dem
bisher üblichen Normalbetrieb über die Leerlaufdüse 8 verbraucht wird.
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Bei dieser Anordnung braucht die Zündung nicht abgeschaltet zu werden.
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