DE3007905A1

DE3007905A1 - Vergaser fuer fluessigen brennstoff

Info

Publication number: DE3007905A1
Application number: DE19803007905
Authority: DE
Inventors: Manfred 6204 Taunusstein Lonzick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-01
Filing date: 1980-03-01
Publication date: 1981-09-17

Description

Vergaser für flüssigen Brennstoff
Die sogenannten Vergaser dienen bekanntlich dazu, dem vom Mo-tor angesaugten Luftstrom die gerade richtige Brennstoffmenge zuzuteilen. Der Luftstrom wird mittels einer Drosselklappe an einer Düse vorbeigelenkt, wobei bei erhöhter Luftgeschwindigkeit mehr Brennstoff aus der Düse angesaugt wird als bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten. Dieser Vorgang ist jedoch nicht linear, so daß es nicht möglich ist, für alle Betriebsbedingungen das beste Mischungsverhältnis zu erhalten. Durch die Anordnung der Drosselklappe wird ferner eine asymmetrische Luftströmung erzeugt, welche dazu führt, daß der mitgerissene Brennstoff sich teilweise an den Wandungen des Vergasers bzw. des anschließenden Saugrohres niederschlägt und in Strömungsbändern zum Motor wandert. Aufgrund dieser Tatsache ist das vom Motor angesaugte Gemisch unterschiedlich reich in seinen unterschiedlichen Schichten. Dies kann zu einer unzureichenden Ausnützung des Brennstoffes führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser für flüssige Brennstoffe, insbesondere fur Otto-Motore, zu schaffen, mit dem sich eine gleichmäßige Gemischbildung erzielen läßt.
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst und im Zusammenhang mit den Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.
Bei der Erfindung wird eine weitgehend symmetrische Luftstromung erzielt, in deren Achsmitte der Brennstoff zugegeben wird. Dadurch ist es möglich, den Brennstoff gleichmäßig zu versprühen und in dem Luftstrom zu verteilen. Die Gefahr des Niederschlages des Brennstoffes an den Wänden azs Saugrohres wird dabei weitgehend vermieden.
Außer der Zuführung von Brennstoff-Luft-Gemisch bei Brennkraftmaschinen kann die Erfindung auch bei der Brennstoffzufuhr zu Feuerungen angewendet werden, wenn durch eine Streuscheibe oder dergleichen dafür gesorgt wird, daß die Flamme nicht zu dem Vergaser zurückschlägt.
Ein AusfUlrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Vergaser; Fig. 2a, 2b eine Brennstoffdüsennadel Fig. 3 eine weitere Brennstoffdüsennadel und Fig. 4 eine Einzelheit.
Ein rohrförmiger Luftzuführungskanal 1 bildet gleichzeitig das Vergasergehäuse. Im Luftzuführungskanal 1 ist ein Ring 2 eingeschraubt, dessen Querschnitt trapezförmig so ist und/infolge einer Konus fläche 2a eine trichterförmige Verengung 4 in dem Luftzuführungskanal bewirkt. Der Ring 2 ist an der Wandung des Luftzuführungskanals 1 befestigt, kann jedoch durch einen geeigneten Antrieb in seiner axialen Lage verstellt werden. Im Bereich der trichterförmigen Verengung 4 ist ein teilweise konischer Drosselkolben 5 geführt, und hierzu dient ein Führungsrohr 6, dessen oberes Ende 6a in einer Querstrebe 7 des Luftzuführungskanals verankert ist, während das andere Ende 6b als Düsenmund ausgebildet ist. Eine Brennstoffleitung 8 mündet in der Nähe des Endes 6a in das Führungsrohr hinein, dessen Ende 6a beispielsweise durch einen Schraubstopfen 9 verschlossen ist.
Der Drosselkolben 5 weist eine äußere, konische Fläche 5a auf, die mit der Konusfläche 2a des Ringes 2 übereinstimmt.
Der Drosselkolben 5 weist ferner eine zentrale Bohrung Sb auf, in welcher das Führungsrohr 6 in Gleitführung angeordnet ist. Ein Drosselkolbenantrieb 10 ermöglicht es, den Drosselkolben 5 im Sinne des Pfeiles ?Oa anzutreiben, und eine Rückholfeder 11 drängt den Drosselkolben 5 in Richtung auf seinen Sitz auf den Konusflächen 2a des Ringes 2. Als Antrieb 10 kann ein Hebelgestänge dienen, welches über Lenker 12 mit dem Kolben 5 verbunden ist; es können auch andere Arten von Antrieben eingesetzt werden, welche die Einstellung des Drosselkolbens. 5 im bestimmten Abstand über der trichterförmigen Verengung 4 ermöglichen.
Am un-teren Ende des Drosselkolbens 5 ist ein bügelförmiger Düsennadelhalter 15 angebracht, der mit einer Feder 18 zur Einspannung einer Brennstoffdüsennadel 16 dient. Die Brennstoffdüsennadel 16 weist einen Führungsabschnitt 16a, einen konischen Abschnitt 16b und in der Nähe des Konusendes einen Einspannabschnitt 16c auf. Im Führungsabschnitt 16a sind Kanäle 16d (Fig. 2a, 2b) bzw. 16e (Fig. 3) vorgesehen, welche den im Führungsrohr 6 zugeführten Brennstoff in den Bereich des Düsenmundes 6b leiten. Der Düsenmund 6b kann als gesondertes, ringförmiges Teil ausgebildet sein (Fig. 2a) und weist eine trichterförmige Verengung auf, die einen Ringspalt 17 zu dem konischen Abschnitt 16b der Düsennadel bildet.
Je nach der axialen Stellung der Düsennadel 16 und damit ihres konischen Abschnittes 16b ist der Ringspalt 17 breiter oder enger und damit der Durchfluß querschnitt des Kraft stoffes Die ankerung der Weite des Ringspaltes 17 mit der Änderung der Lage des Drosselkolbens 5 hängt von dem !;onuswinkel des Abschnittes 16b ab. Der Konuswinkel des Abschnittes 16b wird deshalb so gewählt9 daß immer die passende Brennstoffdüsenweite angetroffen wird, wie sie für die Luftdurchtrittsmenge zwischen Drosselkolben 5 und Ring 2 erwünscht ist. Mit anderen Worten, das Verhältnis zwischen Brennstoff und Luft bleibt auch für unterschiedlich eingestellte Luftdurchsatzströme konstant.
Zur Bereitstellung der Leerlaufluft können Kanäle 19 im Drosselkolben 5, außen am Drosselkolben 5 oder im Ring 2 vorgesehen sein. Konische Einstellschrauben (nicht dargestellt) dienen zur Einstellung der Kanalveite und damit der Leerlaufluft. Durch axiale Verstellung des Ringes 2 im Sinne des Pfeiles 2b wird der Drosselkolben 5 angehoben und dadurch der Ringspalt 17 vergrößert (Einstellung eines fetteren Gemisches zur Kaltstarthilfe).
Beim Casgeben wird die Brennstoffdüsennadel 16 relativ zu dem Führungsrohr 6 verschoben und verdrängt eine zusätzliche Brennstoffmenge, die beim Düsenmund 6b austritt (zusätzliche Brennstoffinjektion für Beschleunigungsvorgänge). Zur Verbesserung dieser Wirkung kann ein Rückschlagventil 20 (Klappenventil oder Kugelventil) vorgesehen sein, welches die Rückströmung des Brennstoffes sperrt.
In Fig. 4 ist ein weiterer Antrieb des Drosselkolbens 5 darstellt. Auf dem Führungsrohr 6 ist ein Zahnrad 25 drehbar, aber unverschieblich gelagert und treibt eine Spindel 26 an, die an dem Zahnrad 25 befestigt ist und ebenfalls auf dem Führungsrohr 6 gelagert ist. Das Zahnrad 25 ist durch eine Zahnstange 27 antreibbar, die selbst in Antriebsverbindung mit dem Gaspedal steht. Der Drosselkolben 5 weist im Bereich der Bohrung 5b eine Verschraubung 28 auf, in welche die Schraubgänge der Spindel 26 eingreifen. Wenn demnach das Zahnrad 25 und die Spindel 26 gedreht werden, wird je nach Drehungsrichtung der Drosselkolben 5 gemäß Pfeil 10a angehoben oder abgesenkt.
Da der durchgesetzte Luftstrom des Vergasers nicht nur von der Weite des Ringspaltes zwischen der trichterförmigen Verengung 4 und dem Drosselkolben 5 abhängt, sondern auch von dem Druckgefälle, kann zur Korrektur des Mischungsverhältnisses die Sogwirkung des Luftstromes ausgenutzt werden.
In diesem Falle wird der Düselulltuld 6b in Verlängerung der Konusfläche 2a angeordnet, so daß der Luftstrom tangential an dem Düsenmund 6b vorbeistreicht und entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger Brennstoff zusätzlich ansaugt.
Anstelle der Steuerung der Weite der Brennstoffdüse durch die unmittelbare Bewegung des Drosselkolbens ist es auch möglich, in den Drosselkolben eine elektronisch gesteuerte Brennstoffdüse einzubauen. In diesem Falle wird die Brennstoffmenge entsprechend den elektronisch erfaßten Betriebsumständen eingestellt.
Auch eine Regelung der Brennstoffpumpe entsprechend dem Saugrohrunterdruck oder der Motordrehzahl kann vorgesehen sein. Entsprechend dem erhöhten Druckgefälle für die Luft wird ein entsprechend erhöhtes Druckgefälle für den Brennstoff geschaffen, so daß der durch die Brennstoffdüse austretende Brennstoff proportional zun Luftstrom bleibt.
Außer der dargestellten Haupt-Brennstoffdüse können weitere Hilfs-Brennstoffdüsen im Bereich des Ringes 2 vorgesehen sein, um zusätzlichen Kraftstoff zuführen zu können, etwa zur Kaltstarthilfe oder bei Beschleunigungsvorgängen. Der gleiche Effekt kann durch entsprechende Steuerung der Brennstoffpumpe erzielt werden.

Claims

Patentansprüche Vergaser für flüssigen Brennstoff, insbesondere für Otto-Motoren, mit einem Luitzuführungskanal, mit einer darin eingebauten Drossel, mit einem BrennstoffzuSührkanal und mit einer Brennstoffdüse, gekennzeicirnet durch folgende Merkmale: die Drossel wird durch eine trich-terförmige Verengung (4) des LuStzu.führungskanals (i) und einen teilweise konischen Drosselkolben (5) gebildet, der in und aus der trichterförmigen Verengung (4) bewegbar ist und dabei zur Wand (2a) der trichterförmigen Verengung einen wechselnd großen, einstellbaren Ringspalt freigibt, durch den die Luft dem Verbrennungsraum zufließt; die Weite der Brennstoffdüse (17) ist in hbhängigkeit der Stellung des Drosselkolbens (5) einstellbar.
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 die Brennst;offdüse von einem Ringspalt (17) zwischen einem Düsenmund (6b) und einer darin geführten, konischen Brennstoffdüsennadel (16) gebildet wird, die mit der Bewegung des Drosselkolbens (5) so gekoppelt ist, daß bei Vergrößerung des Luftdurchlaß-Ringspaltes eine proportionale Vergrößerung des Brennstoffdüsen-Ringspaltes (17) einher geht.
3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Geschlossen-Stellung des Drosselkolbens (5) zwischen trichterförmigen Verengungen (4) und Drosselkolbens (5) zwischen trichterförmigen Verengungen (4) und Drosselkolben (5) Kanäle (19) für die Leerlaufluft freibleiben.
4. Vergaser nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c Ii g e k e n n z e i c h n e t daß die trichterförmige Verengung (4) durch einen Ring (2) gebildet wird, der in axialer Richtung des Luftzuführmngskanals (1) verstellbar ist und so durch Beeinflussung der Grundstellung des Drosselkolbens (5) das Mischverhältnis Luft/Brennstoff beeinflußt (Kaltstarthilfe).
5. Vergaser nach einem der Anspruche 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 eine rohrförmige Drosselkolbenführung (6) vorgesehen ist, deren Rohrinneres die Brennstoffzuführung darstellt und an deren äußerem binde der Düsenmund (6b) angebracht ist.
6. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , t daß die konische Brennstoffdüsennadel (16) einen Pührungsabscirnitt (16a) aufweist, der mit Brennstoffzufuhrkanälen (16d, 16e) versehen ist, die auf den Umfang des konischen Abschnittes (16b) einmünden.
7. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Brennstoffdüsennadel (16) in der Nähe des Konusendes einen Einspannabschnitt (16c) aufweist, mit welchem sie an dem Drosselkolben (5) gehalten ist.
8. Vergaser nach Anspruch 7, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Einspannabschnitt federnd (18) mit einem Bügel (>5) verbunden ist, der an dem Drosselkolben (5) befestigt ist.
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 Brennstoffzuführkanal (6) ein Rückschlagventil (20) vorgesehen ist, welches die Rückströmung des Brennstoffes sperrt.
10. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e .1 c h-n e t daß zum Antrieb des Drosselkolbens (5) eine rohrförmige Spindel (26) dient, die in ein Schraubgewinde (28) des Drosselkolbens (5) eingreift.
11. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 ti-s -10, d a d u r c h g e k e n n z e i 0 h -n e t da. dem Vergaser eine Brennstoffpumpe zugeardnet ist, deren Förderstrom in Abhängigkeit von dem Saugrohrunterdruck oder der Motordrehzahl gesteuert ist.