DE3144440C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für einen Ultraschall­ zerstäuber in einem Saugrohr stromab des Vergasers einer Brennkraftmaschine.

Es sind verschiedene Wege vorgeschlagen worden, um die Vergasung des Kraftstoffes in einer Brennkraftmaschine und dadurch den Lauf sowie die Leistung der Brennkraftmaschine zu verbessern. So geht aus der US-PS 39 55 545 bzw. der US-PS 40 38 348 eine Vorrichtung zur Zerstäubung des Luft/Kraftstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine hervor, bei der ein Ultraschallzerstäuber zwischen dem Saugrohr und dem Vergaser der Brenn­ kraftmaschine angeordnet ist. Es muß also ein zusätzliches Zwischen­ stück zwischen dem Vergaser und dem Saugrohr für die Aufnahme des Ultraschallzerstäubers vorgesehen werden.

Bei der Vorrichtung nach der US-PS 40 38 348 dient als Ultraschall­ zerstäuber ein Zylinder aus piezoelektrischem, polykristallinem Mate­ rial, der durch nicht näher dargestellte Mittel in dem Zwischenstück ge­ halten wird. Bei der Vorrichtung nach der US-PS 39 55 545 ist der scheibenförmige Ultraschallzerstäuber mit einer zylindrischen Halterung verschraubt.

Schließlich geht aus der US-PS 39 77 383 ein Ultraschallzerstäuber her­ vor, der in eine Wand des Saugrohrs stromab des Vergasers einer Brenn­ kraftmaschine integriert ist. Dies bedeutet jedoch, daß hier nur spe­ zielle Saugrohre verwendet werden können, so daß bspw. der nachträg­ liche Einbau eines solchen Ultraschallzerstäubers mühsam und umständ­ lich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrich­ tung für einen Ultraschallzerstäuber in einem Saugrohr stromab des Ver­ gasers einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine problemlose Umrüstung der Brennkraftmaschine ermöglicht, ohne daß Änderungen am Vergaser und/oder am Saugrohr vorgenommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Haltevorrichtung werden durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß der Ultra­ schallzerstäuber mehrere Federdrähte aufweist, die zu seiner Halterung im zentralen Bereich des Saugrohres dienen. Jeder Kraftfahrzeug-Me­ chaniker, aber auch jeder begabte "Autobastler" kann den Ultraschall­ zerstäuber mittels dieser Federdrähte montieren, so daß kein aufwendi­ ger Umbau der Brennkraftmaschine erforderlich ist und auch bereits zu­ gelassene Kraftfahrzeuge noch nachgerüstet werden können, um die Zer­ stäubung, damit auch die Verbrennung und schließlich die Leistung der Brennkraftmaschine zu verbessern.

Eine besonders einfache Montage ergibt sich, wenn zwei U-förmige Feder­ drähte durch Öffnungen im Ultraschallzerstäuber verlaufen und die freien Enden der Federdrähte unter Federspannung an der Saugrohrwand fixiert sind. Dann muß nur noch das Saugrohr geöffnet und der Ultraschallzerstäuber so angeordnet werden, daß die Federdrähte die erforderliche Federspannung für die Fixierung des Ultraschallzerstäubers liefern.

Eine weitere Verbesserung der Halterung des Ultraschallzerstäubers ergibt sich dann, wenn die Federdrähte auf dem Boden des Saugrohres aufliegen, da selbst bei starken Schwingungen des Saugrohres der Ultra­ schallzerstäuber nicht nach unten abrutschen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 den Grundaufbau einer Brennkraftmaschine mit einem Ultraschallzerstäuber im Saugrohr stromab des Ver­ gasers einschließlich der Schaltungsanordnung für die Speisung des Ultraschallzerstäubers,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht des im zentralen Bereich des Saugrohrs montierten Ultra­ schallzerstäubers,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallzer­ stäubers mit den Federdrähten, und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Federdrähte für die Halterung des Ultraschall­ zerstäubers.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist ein Ultraschallzerstäuber 10 im Saug­ rohr 12 einer Brennkraftmaschine stromab eines Vergasers 18 einer Brennkraftmaschine 14 angeordnet; über dem Vergaser 16 befindet sich ein Luftfilter 18.

Der Ultraschallzerstäuber 10 ist auf der Innenseite des Saugrohrs 12 unter dem Vergaserrohr unmittelbar oberhalb der "heißen" Stelle des Saugrohrs vorgesehen. Sowohl das Saugrohr als auch der Vergaser haben den üblichen Aufbau, d. h. es sind keine Modifikationen erforderlich.

Der Ultraschallzerstäuber 10 ist über eine Zuleitung 20 mit einer elektrischen Schaltung 22 verbunden. Die elektrische Schaltung 22 weist einen Oszillator 26, einen Leistungsverstärker 27 und einen Modulator 28 auf, der über einen Zündschalter 30 an eine Batterie 29 angeschlos­ sen ist. Ferner ist in der Schaltung eine Sicherung 31 vorgesehen. Die­ se Bauteile sind in einem einzigen Gehäuse untergebracht, welches durch eine Verbindung mit dem Metallchassis des Fahrzeugs geerdet ist.

Die elektrische Schaltung 22 erzeugt die hochfrequente Energie für den Ultraschallzerstäuber, die in akustische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Energie und folglich auch die akustische Energie wird nicht ständig sondern vielmehr in kurzen Impulsen von etwa 50% des Arbeits­ zyklus an den Ultraschallzerstäuber 10 angelegt. Durch diese Lösung wird außer einer Einsparung von 50% der elektrischen Primärenergie, die durch die elektrische Schaltung 22 der Batterie entnommen wird, auch noch eine wirksamere Zerstäubung des Kraftstoffes an der Ober­ fläche des Ultraschallzerstäubers 10 erreicht.

Wenn der Zündschalter 30 geschlossen wird, gibt die Fahrzeugbatterie 29 Energie an den Oszillator 26 ab, der den Leistungsverstärker 27 speist. Die Grundfrequenz des Oszillators 26 wird durch den Leistungs­ verstärker 27 auf die Systemanforderungen, nämlich mindestens 1 000 000 Hz und vorzugsweise 1 300 000 Hz erhöht. Zur Inbetriebnahme wird der Zündschalter 30 geschlossen und das Gaspedal ein- oder zwei­ mal betätigt. Der Kraftstoff, der den Zerstäuber 10 erreicht, wird zer­ stäubt. Der Zündschalter 30 wird gedreht, um die Maschine in üblicher Weise anzulassen. Sie springt dann sofort an, selbst wenn es kalt ist.

In Fig. 2 ist der Ultraschallzerstäuber 10 im einzelnen dargestellt. Der Zerstäuber 10 weist einen Resonator 40, mit dem ein Schwingquarz 42 wirksam verbunden ist, und einen hitzebeständigen Isolator 44 auf. Der Resonator 40, der Schwingquarz 42 und der Isolator 44 sind beispiels­ weise durch ein Epoxidharz miteinander verklebt oder fest miteinander verbunden. Der Resonator 40 ist aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium hergestellt. Der Schwingquarz 42 besteht aus Bariumtitanat.

Eine Kammer 46 ist zwischen der Unterseite des Schwingquarzes 42 und dem Isolator 44 ausgebildet. Die Kammer 46 wird über Öffnungen 48 ent­ lüftet, um die Schwingung des Schwingquarzes 42 zu verbessern.

Der Zerstäuber 10 weist vier Federdrähte 50 auf, welche an der Wan­ dung des Saugrohrs 12 anliegen, um den Zerstäuber 10 an der sogenannten "heißen" Stelle des Saugrohrs 12 zu halten. Die vorzugsweise aus Stahl hergestellten Federdrähte 50 erstrecken sich durch den Zerstäuber 10; ihre unteren Teile können am Boden des Saugrohrs 12 anliegen, um so den Zerstäuber 10 in einem vorgegebenen Abstand vom Boden des Saugrohrs zu halten. Das Stück, um welches die unteren Teile der Federdrähte 50 von dem Boden des Zerstäubers 10 vorstehen, kann geändert werden, um die Lage des Zerstäubers 10 entsprechend einzustellen.

In einigen Anwendungsfällen können die Federdrahtverlängerungen an der Unterseite des Zerstäubers 10 auch entfallen. Dies gilt dann, wenn ein Zwischenraum wichtig ist, oder wenn das Anliegen der oberen Enden der Federdrähte 50 in der Öffnung des Saugrohrs ausreicht, um den Zerstäu­ ber 10 in der vorgesehenen Lage zu halten. Weiterhin können die oberen Enden der Federdrähte 50 abgeschnitten werden, um so den Zerstäuber bei unterschiedlich großen Saugrohren in die richtige Lage zu bringen. Bei Bedarf lassen sich die Enden der Federdrähte 50 mit einer Zange oder einem ähnlichen Werkzeug umbiegen, um den Ultraschallzerstäuber in einer gewünschten Stellung zu halten.

Durch das Anliegen der Metall-Federdrähte an der Wandung des Saugrohrs wird der Ultraschallzerstäuber 10 elektrisch geerdet. Der Zuleitungs­ draht 20 kann in einer Nut oder einem Einschnitt in einer Dichtung 21 zwischen dem Vergaser 16 und dem Saugrohr 12 untergebracht sein.

In Fig. 3 ist ein modifizierter Zerstäuber 110 dargestellt. Dieser Zer­ stäuber 110 weist einen (ringförmigen) Haltering 111, einen Resonator 140, einen Schwingquarz 142, einen Isolierkörper 144, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, eine Grundplatte 149 und Federdrähte 150 auf. Der Resonator 140 wird auf die Frequenz des Schwingquarzes 142 abgestimmt. Ein Zuleitungsdraht 120 ist mit dem Schwingquarz und der elektrischen Schaltung zum Erregen des Schwingquarzes verbunden, um diesen mit einer Frequenz von mindesten 1 000 000 Hz und vorzugsweise von mindestens 1 300 000 Hz in Schwingung zu versetzen. Der Zuleitungs­ draht 120 ist mit Polytetrafluorethylen überzogen.

Wichtig bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist, daß der Resonator 140 und der Schwingquarz 142 nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern durch eine wellenförmige, als Kompensationsfeder dienende Unterlegscheibe 144.

In dem Zerstäuber 110 sind Öffnungen 148 vorgesehen, um die Unterseite des Schwingquarzes 142 auf normalen Luftdruck zu bringen, und dadurch das Ansammeln von Kraftstoff in der Kammer 146 zu vermeiden.

Eine weitere Abwandlung ist in Fig. 4 dargestellt. Ein Zerstäuber 210 weist einen Halter 211, einen Resonator 240, einen Schwingquarz 242, ein Gehäuse 244, einen Zuleitungsdraht 220 und Federdrähte 250 auf. Der Zerstäuber 210 wird durch Schrauben oder Niete zusammengehalten, durch die der Haltering 211 mit dem Gehäuse 244 verbunden ist. Der Resonator 240 ist mit dem Ring 211 und dem Gehäuse 244 verbunden, während der Schwingquarz 244 nur am Rand gehalten ist, so daß der mittlere Teil frei schwingen kann, wenn Energie zugeführt wird.

Die Federdrähte 250 weisen einen U-förmigen Bereich auf, der durch Löcher in den Zerstäuber 210 eingesetzt ist. Die Enden der Drähte 250 können auf die gewünschte Länge geschnitten werden, um den Zerstäuber 210 in dem Saugrohr an der richtigen Lage zu halten und die Enden der Drähte 250 können dann durch eine Zange oder ein entsprechendes Werkzeug umgebogen werden.

Claims (3)

1. Haltevorrichtung für einen Ultraschallerzeuger in einem Saug­ rohr stromab des Vergasers einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall­ zerstäuber (10; 110; 210) durch mehrere Federdrähte (50; 150; 250) im zentralen Bereich des Saugrohrs (12) gehalten wird.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei U-förmige Federdrähte (250) durch Öffnungen im Ultraschall­ zerstäuber (210) verlaufen, und daß ihre freien Enden unter Feder­ spannung an der Saugrohrwand fixiert sind.

3. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federdrähte (50; 150; 250) auf dem Boden des Saugrohrs (12) aufliegen.