-
Einrichtung zum Nachvergaser von Vergaser-Brennstoffluftgemischen.
Um beim Vergasen flüssiger Brennstoffe mittels Spritzvergaser den Übelstand zu beseitigen,
daß bei höheren Umdrehungszahlen des Motors das Primärgemisch übersättigt ist, hat
man vorgeschlagen, in den zwischen der Gemischdrossel und dem Einlaßventil liegenden
Teil der Ansaugeleitung Zusatzluft einzuführen, jedoch nicht die gewünschte Beseitigung
dieser Übersättigung oder wenigstens kein vollkommenes Gemisch erzielt. Die bisherigen
Versuche, dem bei höheren Drehzahlen mit Brennstoff übersättigtem Gasgemisch Luft
zuzusetzen, mußten so lange unvollkommen gelingen, als die Wirkungsweise dieser
Zusatzluft nicht darauf gerichtet war, den im Primärgemisch enthaltenen, grob zerstäubten
und vernebelten (also urvergasten) Brennstoff zur Vergasung und Durchmischung mit
der zur völligen Verbrennung nötigen Luft zu bringen. Das erstrebte Ziel wird erst
erreicht, wenn die im übersättigten Primärgemisch enthaltenen Brennstoffteilchen
hinter der nie voll geöffneten Gemischdrossel mit Hilfe eines kräftigen und besonders
beschleunigten Luftstrahles, der infolgedessen Vergasungsarbeit zu leisten vermag,
zum Verdunsten gebracht werden, bevor das Gemisch in den Zylinder tritt.
-
Dieses ist nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in die Ansaugeleitung
hinter der nie voll geöffneten Drossel für das Primärgemisch eine langgestreckte,
an ihrem offenen Ende durch eine zweite Drossel gesteuerte Strahlluftleitung unter
möglichst spitzem Winkel einmündet, welche erheblich enger als die Ansaugeleitung
ist; daß an der Mündung der beiden Leitungen weder in der einen noch in der anderen
eine Drosselstelle (Einschnürung) vorgesehen ist, die beiden Drosselkörper aber
derart eingestellt sind, daß die Strahlluftleitung in wesentlich geringerem Maße
als die Primärgemischleitung gedrosselt wird, alles in der Weise, daß in dem Mischraum
hinter der Mündungsstelle (in einem Raum hohen Unterdruckes) die Strahlluft dauernd
mit erheblich größerer Geschwindigkeit in das langsamer strömende Primärgemisch
unter Wirbelbildung an der gemeinsamen Berührungsfläche eindringt. Da die Ansaugeleitung
hinter der Mündungsstele der Strahlluftleitung in an sich bekannter Weise einen
längeren Mischraum bildet, findet die Strahlluft hinreichend Zeit, die zur Tropfenbildung
führende Übersättigung des Primärgemisches zu beseitigen und eine vollkommenere
Verteilung des vergasten Brennstoffes in der Verbrennungsluft herbeizuführen (Nachvergasung).
-
Das als Rohgas anzusehende Primärgemisch wird auf diese Weise in ein
völlig gleichmäßiges Feingas umgewandelt, das hochexplosive Zündfähigkeit und größte
Verbrennungsgeschwindigkeit bei dem geringsten möglichen Luftüberschuß besitzt.
Die besondere Anordnung und Regelung der Luftleitung verhütet zuverlässig Fehlzündungen
sowie Rückzündungen in den Vergaser.
-
Für die zu leistende Nachvergasung ist es wesentlich, daß die Drossel
für das Primärgemisch nie voll geöffnet wird, und daß der Strahlluftstrom mit einer
Geschwindigkeit auf den Primärgasstrom stößt, welche die Geschwindigkeit des Primärgasstromes
erheblich
überste=gt. Hierdurch ist eine Überführung der zerstäubten
und vernebelten Brennstoffteilchen in den gasförmigen Zustand und eine besonders.
gleichmäßige Vermengung des Primärgasgemisches und des Strahlluftstromes gewährleistet.
-
Die höhere Geschwindigkeit des Strahlluftstromes wird dadurch erreicht,
daß die Strahlluftleitung wesentlich enger als die Ansaugeleitung ist, die Luftdrossel
aber stets im Verhältnis stärker geöffnet wird als die Gemischdrossel. Abweichend
von bekannten Vorrichtungen, bei denen Zusatzluft in ein Primärgemisch eingeführt
wird, ist, wie bereits erwähnt, die Ansaugeleitung an der Mündungsstelle der Strahlluftleitung
nicht verengt, ebensowenig die Strahlluftleitung an ihrer Einmündung in die Ansaugeleitung
: Primärgemisch und Zusatzluft erfahren also kurz vor ihrer Vermischung keineBeschleunigung
mit Hilfe von Drosselstellen (Einschnürungen), wie sie bei den bekannten Vorrichtungen
gewählt sind.
-
Zur dauernden Aufrechterhaltung der höheren Geschwindigkeit der Strahlluft
ist die Strahlluftleitung vorteilhaft langgestreckt. Die in dieser Leitung strömende
Luftsäule hat dann ein Beharrungsvermcgen, durch das auch bei Unterdruckschwankungen
in der Ansaugeleitung eine gleichmäßig hohe Geschwindigkeit des Strahlluftstromes
gesichert ist.
-
Die vorteilhafte Wirkung der höheren Geschwindigkeit des Strahlluftstromes
kommt nur dann voll zur Geltung, wenn beide Ströme auf längerem Wege parallel .gerichtet
sind, wenn also die Luftleitung unter möglichst spitzem Winkel in die Ansaugeleitung
einmündet, da dabei die Strahlluft mit dem Primä~gemischstrom eine längere Berührungsfläche
gemeinsam hat und eine stetige Schubkraft auf ihn ausübt. Dis beiden sich gegeneinander
verschiebenden Ströme rufen an ihrer gemeinsamen Berührungsfläche Wirbel hervor,
die die Nachvergasung leisten.
-
Die beiden Drosselorgane können unabhängig voneinander von Hand eingestellt
werden oder auch miteinander gekuppelt sein. Dabei ist aber anzustreben, die Luftdrossel
bei hohen Drehzahlen der Maschine möglichst voll zu öffnen.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die beiden Drosseln
derartig zu steuern, daß bei Übergang von Leerlauf auf Belastung die Gemischdrossel
zunächst allein geöffnet wird und erst, nachdem sie teilweise geöffnet ist, die
Luftdrossel mitnimmt und damit die Strahlluftleitung im Sinne einer Nachvergasung
(Oberflächenvergasung) zu steuern beginnt, während die Gemischdrossel auch bei weiterem
Öffnen der Luftdrossel in ihrer teilweise geöffneten Lage festgehalten wird.
-
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung mit einer
Steuerung der beiden Drosselkörper in der eben angegebenen Art im Längsschnitt dargestellt.
-
Am unteren Teile der Ansaugeleitung i ist in bekannte: Weise ein Spritzvergase-
3 angebracht, dessen Düse 2 ,an einer Drosselstelle für die Primärluft in die Ansaugeleitung
i hineinragt. Die Länge der Ansaugeleitung i von ihrem unteren Ende bis zum Einlaßventil
q. des Motors 5 ist die in, de: Praxis allgemein übliche. Oberhalb der Düse 2 befindet
sich in der Ansaugeleitung i die übliche Gemischdrosselklappe 7.
-
In die Ansaugeleitung i mündet hinter der Gemischdrossel 7 an einer
vom Einlaßventil q. entfernt gelegenen Stelle eine Leitung io für die Zuführung
von Strahlluft, und zwar in der Strömungsrichtung des Gasluftgemisches des Vergasers
3 im spitzen Winkel zur A :-saugeleitung. Die Leitung io hat eir_en Querschnitt
von ein Sechstel bis höchstens ein Viertel des -Querschnitts der Ansaugeleitung
i und ist verhältnismäßig langgestreckt. Zweckmäßig ist diese Leitung länger als
die Ansaubeleitung i, so daß ihre untere Öffnung tiefer als die der Ansaugeleitung
liegt.
-
An der Mündungsstelle der Luftleitung io hat die Ansaugeleitung i
bei der dargestellten Ausführungsform den gleichen Durchmesser wie an der Gemischdrossel
7. Der Raum der Ansaugeleitung i zwischen der Mündungsstelle und dem Einlaßventil
q. des Motors 5 bildet den Mischraum 13.
-
Am unteren Ende ist die Strahlluftleitung io mit einem Drosselkörper
g versehen, der z. B. als Rundschieber ausgebildet sein kann. Die Luftdrossel steht
durch eine Steuerstange 6 mit der Gemischdrossel 7 in Verbindung, die unter Einschaltung
einer Feder 12 an die Stange 6 angeschlossen ist, wobei - zwischen beiden Drosselkörpern
ein Leerlauf vorgesehen ist. Zu diesem Zwecke greift der Arm der Luftdrossel in
einen Längsschlitz -ii der Stange 6 ein. Der Hub der Gemischdrossel 7 ist durch
einen einstellbaren Anschlag 8 begrenzt, und die Luftdrossel g öffnet sich erst
nach einem gewissen Hub der Gemischdrossel 7, wenn die Stange 6 um die Länge des
Schlitzes ix verschoben ist.
-
Vom Spritzvergaser 3 wird in der bekannten Weise ein grob zerstäubtes
Primärgasluftgemisch erzeugt. Dieses Primärgemisch, das als Rohgas bezeichnet werden
kann, fließt durch die nie voll geöffnete Drossel 7, wird also stark gedehnt und
verdichtet (aber auf einen niederen als den Anfangsdruck) und vereinigt sich an
der Einmündungsstelle der Strahlluftleitung mit der aus dieser mit wesentlich höherer
Geschwindigkeit frei hervorschießenden Strahlluft. Das aus Primärgemisch und Strahlluft
hervorgehende Gemisch, das als Feingas bezeichnet werden kann., tritt durch
das
Einlaßventil q. in den Zylinder des Motors 5.
-
Es sind folgende Wirkungen zu beobachten Die Strömungsgeschwindigkeit
des Primärgemisches zwischen Gemischdrossel ,7 und der Mündungsstelle der Leitung
io ist hauptsächlich abhängig von dem Querschnitt der Ansaugeleitung i und der Stellung
der Drossel 7, aber auch von der primären Vergasungsarbeit, dem Verbrauch an Strömungsenergie,
welcher beim erstmaligen Aufeinanderprallen von Brennstoff und Luft eintritt, ferner
von den Strömungswiderständen, vor allem dem Widerstand, den die strömende Luft
an der zur primären Vergasung notwendigen starken Einschnürung des Ansaugerohres
und an der Gemischdrossel 7 erfährt. Schließlich wird auch die Geschwindigkeit des
Primärgemisches durch das gegenüber reiner Luft höhere spezifische Gewicht des _
mit Brennstoff übersättigten Rohgemisches im primären Vergasungsraum beeinflußt.
-
Das Primärgemisch gelangt daher mit einer verhältnismäßig kleinen
Strömungsgeschwindigkeit an die Einmündungsstelle der Strahlluftleitung io, wo die
Geschwindigkeit auch nicht zunimmt, da die Ansaugeleitung i an dieser Stelle nicht
eingeschnürt ist.
-
In der Strahlluftleitung io ist demgegenüber die Strömungsgeschwindigkeit
des Luftstromes erheblich größer, da der Durchgangsquerschnitt wesentlich kleiner
ist, es sich um nicht mit Brennstoff beschwerte Luft handelt und insbesondere auch
deshalb, weil in den Hauptbetriebszeiten die Luftdrossel zum Unterschied von der
Gemischdrossel ganz geöffnet ist. An' der Einmündungsstelle der Leitung io schießt
daher die Strahlluft frei in die Ansaugeleitung i hinein.
-
Dadurch, daß die Strahiluft dauernd mit größerer Strömungsgeschwindigkeit
auf das weniger beschleunigte, aus grob zerstäubtem Brennstoff und Luft bestehende,
insbesondere bei höheren Umdrehungszahlen des Motors stark mit Brennstoff übersättigte
Primärgemisch auftrifft, findet auf dem Wege -von der Vereinigungsstelle der beiden
Ströme ab bis zum Einlaßventil im, Mischraum 13 eine weitgehende N achvergäsung
statt, indem die Strahlluft den Primärgemischstrom erfaßt, an der gemeinsamen Berührungsfläche
(Vergasungsfläche) Wirbel hervorruft und nach und nach vollständig in dem Primärgemischstrom
aufgeht. Die im Primärgemisch enthaltenen zerstäubten und vernebelten Brennstoffteilchen
werden auf diese Weise vergast, und das Ergebnis dieser Nachvergasung (Oberflächenvergasung)
ist das Feingas.
-
Durch die langgestreckte Ausbildung der Leitung io ist erreicht, daß
die Strahlluft eine strömende Luftsäule mit großem Beharrungsvermögen bildet, durch
die auch bei Unterdruckschwankungen in der Ansaugeleitung i gewährleistet ist, daß
die Geschw:ndigkeit des Strahlluftstromes stets größer ist als die des Primärgemisches.
-
Bei der Regelung mittels der Steuerstange 6 öffnet sich zuerst die
Gemischdrossel 7, bis sie an dem Anschlag 8 anstößt. Dieser Anschlag ist so eingestellt,
däß bei dieser Öffnung der Drossel 7 der Brennstoffverbrauch am niedrigsten ist.
Dann erst wird bei weiterer Verschiebung der Steuerstange 6 nach rechts infolge
des Leerlaufs ii die Luftdrossel 9 geöffnet, und zwar für gewöhnlich sofort völlig
geöffnet, so daß der Luftstrahl in der Leitung io zur Entfaltung seiner höchsten
Geschwindigkeit gelangt. Die Drossel 7 bleibt dabei in ihrer teilweise geöffneten
Lage: Der Brennstoffverbrauch wird dann, besonders bei den höheren Umdrehungszahlen
des Motors sehr günstig.
-
Es können auch schwervergasende Brennstoffe und Benzol, auch Schwerbenzin,
verwendet werden, und zwar ohne Vergaserumstellungen und- ohne daß Verrußungen der
Zündkerzen- und der Ventile eintreten, da durch die Nachvergasung auch diese Brennstoffe
in Feingas verwandelt werden. Es braucht nur die Schraube des Anschlags 8 entsprechend
verstellt zu werden.
-
Die Einrichtung eignet sich für alle Wagen-, Flugzeug- und ortsfesten
Motoren.