DE3614145A1 - Vergaser - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser und insbesondere auf einen Vergaser, der besonders vorteilhaft in Verbindung mit Mehrzylinder-Fahrzeug-Motoren einsetzbar ist.

Bei zahlreichen Serien-Brennkraftmaschinen wird der Brennstoff in einem Vergaser mit Luft vermischt, bevor eine Einführung in den Verbrennungszylinder erfolgt. Ein Vergaser führt eine vorbestimmte Brennstoffmenge in die Luftströmung ein, je nach dem Leistungsbedarf des Motors. Bei typischen Vergaserausbildungen wird Brennstoff in versprühter Form in die Einlaßluft aus einer Brennstoff-Strahldüse eingespritzt .

Um eine maximale Verbrennungswirksamkeit zu erzielen und alle Motorzylinder gleichmäßig zu belasten, ist es zweckmäßig, daß der Brennstoff in der Luftströmung so fein als möglich versprüht wird. Die übliche Art dies zu erlangen, geschah bei bekannten Vergasern dadurch, daß man den Unterschied zwischen Luft- und Brennstoffdruck und die Geschwindigkeitsunterschiede an der Sprühdüse ausnutzte. Ein Teil des Brennstoffs wird verdampft, wenn er in die Luftströmung eingespritzt wird. Weiterer Brennstoff wird verdampft, wenn das Brennstoff-Luftgemisch nach den Motorzylindern strömt, jedoch ist in vielen Fällen die Verdampfung nicht vollständig. Demgemäß kann eine maximale Ausnutzung des Brennstoffs nicht erreicht werden und die Zylinder sind nicht gleichmäßig beaufschlagt.

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Außerdem werden bei zahlreichen Brennkraftmaschinen Mehrzylinder-Anordnungen benutzt, beispielsweise 6 oder 8 Zylinder. Bei bekannten Ausbildungen können die Zylinder in V-6, V-8 Form angeordnet sein, oder als 6-Zylinder-Reihenmotoren. Wenn bei derartigen Ausbildungen ein einziger Vergaser benutzt wird (was oft der Fall ist), kann er nicht in gleichen Abständen zu jedem Zylinder angeordnet werden. Bei einem V-8 Motor liegt der Vergaser an einer mittleren Stelle zwischen den beiden Zylinderreihen. An dieser Stelle liegt der Vergaser näher an den mittleren Zylindern jeder Reihe als an den Endzylindern jeder Reihe. Wenn das Brennstoff-Luftgemisch, das den unvollständig verdampften Brennstoff enthält, in den Motor angesaugt wird, dann tritt mehr Brennstoff in die Mittelzylinder ein als in die äußeren Zylinder. Demgemäß ist die Arbeitsweise der äußeren Zylinder gegenüber der Arbeitsweise der Mittelzylinder unterschiedlich und dies führt zu einer verminderten Motorleistung. Die den Endzylindern zugeführte Mischung kann zu mager sein, während die Mischung, die den mittleren Zylindern zugeführt wird, zu reich sein kann. Die Motorbeschleunigung ist daher nicht maximal. Die optimale Leistung für eine bestimmte Brennstoffmenge wird dann nicht von jedem Zylinder angesaugt, und der Verbrennungswirkungsgrad sinkt ab, was zu höheren Abgas-Emissionen und einem verringerten Triebwerks-Wirkungsgrad und einer verminderten Lebensdauer des Auspuff systems führt. Außerdem steigt der Brennstoffverbrauch und es ergeben sich

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erhöhte Wartungserfordernisse und Wartungskosten.

Es wäre daher vorteilhaft, einen Vergaser zur Verfügung zu haben, der so viel Benzin als möglich im Vergaser selbst verdampft. Danach wäre die Brennstoff-Luftmischung im wesentlichen insgesamt gasförmig. In einer solchen Form würde das Brennstoff-Luftgemisch mehr oder weniger gleichförmig jedem Zylinder zugeführt. Die Zylinder würden deshalb mehr oder weniger gleichförmig arbeiten und abgenutzt werden. Die maximale Leistung könnte bei einer gegebenen Brennstoffmenge abgenommen werden. Außerdem würde die saubere Verbrennung verbessert und dies führt zu einem verbesserten Motor-Wirkungsgrad und einem verbesserten Brennstoffverbrauch mit verminderten Abgasemissionen und einer verbesserten Lebensdauer des Auspuffsystems sowie geringeren Wartungserfordernissen und Wartungskosten.

Ein weiteres Problem ergibt sich aus der Bewegung des Fahrzeuges, wobei die Beschleunigung zu einer Unterversorgung der Zylinder vor dem Vergaser und eine Überversorgung mit Brennstoff bei den hinteren Zylindern ergibt. Dies rührt von der Tatsache her, daß der Luftstrom und der eingesaugte Brennstoff vom Vergaser in die Einlaßleitungen einströmen müssen.

Die Einlaßleitung ist längs der Bewegungsachse des Fahrzeugs ausgerichtet. Infolgedessen wird die Konzen· tration der Brennstofftropfen in der Brennstoff-Luft-

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strömung in Vorwärtsrichtung vermindert und in Rückwärtsrichtung vergrößert. Dieses Phänomen tritt auch im Gehäuse des Vergasers auf. Brennstofftropfen tendieren dazu, in Rückwärtsrichtung des Gehäuses abgelenkt zu werden, auch wenn sie aus den Vergaserdüsen ausgespritzt werden.

Um die vorerwähnten Vorteile zu erreichen und die genannten Nachteile zu vermeiden, sieht die Erfindung einen Vergaser zur Benutzung in Verbindung mit flüssi· gern Brennstoff vor, der folgende Teile umfaßt: ein Gehäuse, welches eine Bohrung aufweist, die längs einer zentralen Vergaserachse verläuft, wobei das Gehäuse ein stromaufwärtiges Ende und ein stromabwärtiges Ende und eine Einschnürung aufweist, die eine Drosselstelle bildet; einen Verteiler und Verdampferkörper, der koaxial zur Vergaserachse gelagert ist und einen Brennstoff-Verdampfungskanal durch das Gehäuse bildet, wobei der Verdampferkörper komplementär zu der Einschnürung geformt ist und wobei entweder das Gehäuse oder der Verdampferkörper relativ zu dem anderen Teil beweglich sind; ein Bewegungsantrieb zur Bewegung der Einschnürung oder des Verdampferkörpers, wodurch ein Luftkanal zwischen der Einschnürung und dem Verdampferkörper gebildet wird; und eine Brennstoffleitung, die den Brennstoffverdampferkanal mit der BrennstoffZuführungseinrichtung verbindet.

Die Erfindung erreicht die oben genannten Vorteile durch die folgenden allgemeinen Prinzipien.

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Ein Gehäuse von allgemein kreisförmigem Querschnitt liefert einen Luftkanal, in dem koaxial ein Verdampferkörper angeordnet ist. Eine Einschnürung bildet eine Venturi-Anordnung innerhalb des Gehäuses.

Der Verdampferkörper oder die Einschnürung sind beweglich, so daß sie relativ zueinander verschoben werden und dies geschieht durch ein Drosselgestänge, durch das der betreffende Teil nach oben und nach unten verschoben werden kann. Luft wird durch das Gehäuse zwischen der venturiartigen Oberfläche und dem Verdampferkörper angesaugt. Der Brennstoff wird durch mehrere radiale Kanäle in dem Verdampferkörper zugeteilt. Dieser Brennstoff wird von dem Ringkanal im Verdampferkörper durch den negativen Druck abgezogen, der an der Einschnürung auftritt. Wenn der Brennstoff die äußere Oberfläche des Verdampferkörpers erreicht, erfolgt eine Verdampfung oder eine Abscherung durch den schnell fließenden Luftstrom über dem Umfang des Verdampferkörpers. Überschüssiger flüssiger Brennstoff kann einen dünnen Film auf der Oberfläche des Verdampferkörpers bilden. Eine Verdampfung oder ein Mitreißen des Brennstoffs erfolgt aus diesem dünnen Film. Daraus resultiert eine feine im wesentlichen gasförmige Brennstoff-Luftmischung, die gleichmäßig über den Querschnitt im Inneren des Gehäuses verteilt wird. Das Vorhandensein größerer Brennstofftropfen wird beträchtlich vermindert, da der Brennstoff in die Luft in der kreisringförmigen Einschnürungszone ringsum die Wandung des Verdampferkörpers eingesaugt wird.

Die Brennstoff-Luftmischung wird beim Eintritt in die Einlaßleitung in gleicher Weise in den nach stromauf gerichteten Pfad und den stromab gerichteten Pfad aufgeteilt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugmotors, an dem ein erfindungsgemäßer Vergaser angebaut ist;

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Teils des erfindungsgemäßen Vergasers;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des erfindungsgemäßen Vergasers;

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 gemäß Fig. 3, wobei das Armkreuz ersichtlich ist;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisch einen Vergaser gemäß der Erfindung, angebaut an eine Brennkraftmaschine 10. Diese Maschine 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel

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ein V-8 Motor mit acht Zylindern 12. Jeder Zylinder hat einen Einlaß 14, der das Brennstoff-Luftgemisch über eine Leitung 16 erhält. Die Zylinder 12 definieren zwei Zylindergruppen B1 und B2. Eine Leitung 16 versorgt jeweils eine Gruppe B1 und B2.

Die Leitungen 16 sind mit dem Vergaser 18 gemäß der Erfindung verbunden und empfangen von diesem das Brennstoff-Luftgemisch.

Obgleich ein V-8 Motor dargestellt ist, kann der erfindungsgemäße Vergaser bei jedem Motor mit jeder Zahl von Zylindern Anwendung finden. Die Benutzung eines Vergasers gemäß der Erfindung ist insbesondere vorteilhaft bei Mehrzylindermaschinen, bei denen die Zylinder nicht sämtlich gleichförmig relativ zum Vergaser angeordnet werden können. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Erfindung auf eine spezielle Fahrzeugmotor-Ausbildung zu beschränken. Stattdessem soll die Erfindung sämtliche Motor-Anordnungen umfassen, wo ein Vergaser gemäß der Erfindung benutzt werden kann.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Vergaser mit Gemischabzug von unten her, jedoch kann der Vergaser auch so aufgebaut sein, daß ein seitlicher Abzug erfolgt oder auch ein Abzug von oben her, wobei der Vergaser dann seitlich am Zylinderblock anzuordnen wäre. Die Bezeichnungen "Abzug von unten oder von oben" sind daher nicht beschränkend aufzufassen. Es soll hierdurch nur das Ausführungsbeispiel der Erfindung

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deutlicher gekennzeichnet werden.

Gemäß Figur 2 und 3 besitzt der Vergaser 18 ein stromaufwärtiges Einlaßende 18a und ein stromabwärtiges Auslaßende 18b. Das Auslaßende 18b ist mit den Leitungen 16 verbunden. Das stromaufwärtige Ende 18a ist an den Luftfilter 20 angeschlossen. Demgemäß wird Luft durch den Luftfilter 20, durch den Vergaser 18 und durch die Leitung 16 durch das Vakuum in den Zylindern 12 angesaugt. Wie weiter unten erwähnt, verdampft die durch den Vergaser 18 strömende Luft den Brennstoff und verteilt diesen, der dann in die Zylinder 12 mit der Luft eingesaugt und darin verbrannt wird.

Der Vergaser 18 weist ein Außengehäuse 22 auf, das an den Leitungen 16 und am Motor 10 festgelegt ist. Am stromaufwärtigen Ende 18a ist der Rand des faßartigen Behälters 22 glatt nach außen radial abgebogen, um den Luftwiderstand zu vermindern und hierdurch einen Druckabfall und eine daraus resultierende Verschlechterung des Ansaugens nach dem Vergaser 18 zu vermeiden. Das zylindrische Gehäuse 22 definiert eine zentrale Vergaserachse und eine zentrale Bohrung 23, die vorzugsweise zylindrisch ist.

Ein Verdampferkörper oder ein Blockkörper 28 liegt koaxial innerhalb des Gehäuses 22 und wird von einem geeigneten Träger abgestützt, der nach dem Ausführungsbeispiel von einem Armkreuz 24 gebildet wird. Das Armkreuz ist am Boden der Innenwand des Gehäuses 22 benachbart zum Auslaßende 18b festgelegt. Das Armkreuz 24 kann jede Zahl von Armen 24a, 24b aufweisen,

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die sich radial von der Achse des Vergasers 18 nach dem Gehäuse 22 erstrecken. Es haben sich jedoch vier Arme als zweckmäßig erwiesen, und diese ergeben eine optimale Abstützung im Verhältnis zu ihrem Luftwiderstand und es läßt sich in Verbindung hiermit eine zweckmäßige Ventilanordnung vereinigen, wie weiter unten beschrieben wird. Es ist jedoch klar, daß auch andere Mittel benutzt werden können, um den Verdampferblock 28 koaxial abzustützen .

Der Verdampferblock 28 ist in der Mitte des Armkreuzes 24 koaxial zu dem Gehäuse 22 abgestützt. Vorzugsweise ist der Verdampferblock 28 symmetrisch um die Vergaserachse herum und definiert einen kreisrunden Umfang am maximalen Durchmesser, und er weist eine rotationssymmetrische Gestalt in Form eines Tropfens oder einer Birne auf. Der Körper definiert eine Längsachse mit mehr oder weniger scharfen Spitzen an den oberen und unteren Enden der Achse und einen vergrößerten Mittelabschnitt, der im Querschnitt kreisförmig ist. Die äußere Oberfläche des Verdampferblocks 28 definiert eine glatte, aerodynamisch gestaltete venturiartige Oberfläche 28a.

Zur Vereinfachung der Herstellung, des Zusammenbaus und der Wartung kann der Verdampferblock 28 aus mehreren, miteinander verbundenen Bauteilen bestehen. Am Armkreuz 24 kann ein zentraler Zapfen 30 befestigt sein. Ein unterer Venturiblock 32, der eine zentrale Bohrung 32a besitzt, ist über den Zapfen 30 geschoben. Das untere Ende des unteren Venturiblocks 32 kann

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gegen eine Schulter 30a anstoßen, die im Unterteil des Zapfens 30 vorgesehen ist.

Ein allgemein scheibenförmiger Zumeßblock 34 definiert eine zentrale Bohrung 34a. Der Zumeßblock 34 wird über den Zapfen 30 und über den unteren Venturiblock 32 geschoben.

BrennstoffVerteilerkanäle einschließlich Radialkanäle 35 sind im Zumeßblock 34 ausgebildet. Ein Brennstoffverteilerrand 36 läuft um den Block 34 um und steht mit den Enden der Kanäle 35 in Verbindung. Der obere Venturiblock 37, der eine zentrale Bohrung 36a aufweist, ist seinerseits auf den Zapfen 30 über den Zumeßblock 34 aufgeschoben. Der obere Venturiblock 37 definiert eine flache untere Oberfläche.

Der untere und der obere Venturiblock 32 und 37 und der Zumeßblock 34 sind so bemessen, daß die obere Oberfläche des Zumeßblocks 34 dicht benachbart und nach dem Ausführungsbeispiel etwas über der Stelle mit dem größten Durchmesser des Verdampferblocks liegt. Die verschiedenen Bauteile des Blocks 28, nämlich der untere Venturiblock 32, der Zumeßblock 34 und der obere Venturiblock 37 werden auf dem Zapfen durch geeignete Befestigungsmittel 38 zusammen gehalten .

Ein Einschnürkörper 40 ringförmiger Gestalt ist auf der Innenseite des Gehäuses 22 angeordnet. Der Einschnürungskörper 40 definiert eine innere glatte

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aerodynamisch verlaufende venturiartige Oberfläche 40a. Die Oberfläche 28a des zentralen Körpers 28 und die Oberfläche 40a definieren einen venturiartigen Luftkanal bzw. einen Ringkanal 23 dazwischen, der eine Einschnürungsöffnung 23a aufweist.

Der Rand 40 ist innerhalb des Gehäuses 22 beweglich. Durch eine Bewegung der Einschnürung nach unten wird die Oberfläche 40a in Berührung mit der Oberfläche 28a gebracht, so daß durch die Abwärtsbewegung die Luftströmung durch den Vergaser 18 verringert wird. Die Einschnürung 40 ist nach oben bis zu einer vorbestimmten maximalen Öffnungsstellung verschieblich, wodurch der Luftkanal 23 in die Stellung mit größter Querschnittsfläche überführt ist und eine maximale Luftströmung durch den Vergaser 18 fließt. Die Einschnürung 40 kann in jede Zwischenstellung überführt werden, wodurch die Luftströmung zwischen einer minimalen und einer maximalen Menge eingestellt werden kann. Die Einschnürung 40 ist mit einem Gashebelgestänge verbunden, welches allgemein mit 42 bezeichnet ist und wodurch die Einschnürung 40 je nach den Leistungserfordernissen des Motors 10 nach oben oder unten bewegt wird.

Die Einschnürung 40 definiert eine relativ kleine Leerlaufschlitzöffnung 44 auf einer Seite. Die Leerlauföffnung 44 ist so bemessen, daß dann wenn die Einschnürung in der Schließstellung gegenüber dem Verdampferblock 28 gehalten ist, eine vorbestimmte minimale Luftströmung durch die LeerlaufÖffnung 44 hindurch-

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strömen kann.

Brennstoff F strömt von einer nicht dargestellten Brennstoffleitung durch ein Schwimmer-Nadelventil 46 in eine Brennstoffkammer 48. Ein Schwimmer 50 schwimmt auf dem Brennstoff F innerhalb der Kammer 46, wodurch der Brennstoffpegel F innerhalb der Kammer 48 auf einem konstanten Wert gehalten werden kann .

Ein Brennstoffrohr 52 verbindet den Bodenteil der Kammer 48 mit einem Arm 24a des Armkreuzes. Der Arm 24a hat eine Innenbohrung 25, die mit dem Brennstoffrohr 52 in Verbindung steht (Fig. 3 und 4).

Der untere Teil des Zapfens 30 definiert eine zentrale Bohrung 34b und eine Querbohrung 30c, so daß die Bohrung 25 des Armes 24a mit der Bohrung 30b in Verbindung steht.

Ein Arm 24b des Armkreuzes, der dem Arm 24a diametral gegenüberliegt, definiert eine Mittelbohrung 27. Die Bohrung 27 nimmt ein Ventil 54 auf. Dieses Ventil 54 steuert die Brennstoff strömung aus der Bohrung 25 nach der Bohrung 30c. Das Ventil 54 ist seinerseits an eine Drosselsteuerung angeschlossen. Die Drosselsteuerung kann mit dem Gashebelgestänge 42 verbunden sein, so daß die Stellungen der Einschnürung 40 und des Drosselventils 56 in entsprechender Beziehung zueinander gesteuert werden. Mit einer solchen Verbindung dazwischen kann die Brennstoff strömung nach dem Motor gleichzeitig mit der Luftströmung nach dem Motor vergrößert werden,

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wodurch eine größere Motorleistung erhalten werden kann. Stattdessen kann das Drosselventilgestänge 56 unabhängig von der Einschnürung 42 eingestellt werden.

Der Zapfen 30 weist zusätzliche Öffnungen 3Od auf, wodurch die Bohrung 30b mit Kanälen 35 .des Zumeßblocks 34 in Verbindung gelangt.

In Fig. 2 ist der Zumeßblock 34 in weiteren Einzelheiten dargestellt. Die obere Oberfläche des Zumeßblockes 34 definiert mehrere radial verlaufende Kanäle 35. Wenn der Vergaser 18 am Motor 10 so montiert wird, daß die Kanäle 35 nicht in einer Horizontal ebene liegen, kann die Schwerkraft den Anteil der Brenn stoff strömung in jedem Kanal 35 beeinflussen. Um die Wirkung der Schwerkraft auszugleichen, können daher die Kanäle 35 geneigt sein. Wenn der Motor 10 auf einem sich bewegenden Fahrzeug montiert ist, können mehrere solcher Kanäle 35a so in Gruppen angeordnet werden, daß sie sich in einer Vorwärtsrichtung, d.h. in jener Richtung, in der das Fahrzeug am wahrscheinlichsten einer Beschleunigung unterworfen wird, erstrecken und wenigere Kanäle 35g verlaufen in Rückwärtsrichtung. Andererseits wenn der Motor primär stationär arbeiten soll und die Kanäle im wesentlichen in einer Horizontalebene liegen, dann können die Kanäle 35 mehr oder weniger gleichförmig um den Zumeßblock herum 34 angeordnet sein. Die Kanäle 35 erstrecken sich radial von der iMittelbohrung 34a nach

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außen, aber sie enden kurz vor der äußeren Venturioberfläche 28a.

Wenn der Zumeßblock 34 an Ort und Stelle montiert ist, definieren der Rand 36 und die untere Oberfläche des oberen Venturiblocks 37 eine relativ schmale ,*aber tiefe Ringnut 58. Die Nut 58 liegt vorzugsweise etwas stromauf des breitesten Abschnitts des Körpers 28.

Eine mehr oder weniger herkömmliche Leerlaufstrahleinrichtung 60 erstreckt sich vom Boden der Kammer 48 nach einer Leerlaufdüse 62, die unter der Leerlauföffnung 44 liegt. Der Rand 40 definiert eine geeignete Leerlauf Strahlöffnung 64, wodurch Brennstoff von der Leerlaufdüse 62 in den Luftkanal unter der Leerlauföffnung 44 abgezogen werden kann, ohne Störung durch den Rand 40.

Im Betrieb sind Leerlaufstrahlvorrichtung 60 und Ventildrossel 56 so eingestellt, daß die erwünschten Motorbetriebscharakteristiken beim Leerlauf bzw. hohen Geschwindigkeiten erreicht werden.

Bei geringen Geschwindigkeiten oder bei Leerlauf und Bedingungen mit geringem Leistungsbedarf bringt das Drosselgestänge 42 den Rand 40 in seine Schließstellung. Die Oberfläche 40a berührt die Oberfläche 28a des Verdampfers 28 und schließt im wesentlichen den Vergaser 18 für die Luftströmung ab. Eine geringe Menge von Luft strömt jedoch weiter durch die Leerlauf·

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Öffnung 44 und durch die Düse 62. Der Brennstoff F strömt von der Kammer 48 durch die Leerlaufdüse 60 und die Düse 62 in den Luftkanal 23. Die Luftströmung durch die LeerlaufÖffnung 44 saugt den Brennstoff, der durch die Düse 62 abgezogen ist, an und verdampft diesen wenigstens teilweise, und das Brennstoff-Luftgemisch strömt in die Leitungen 16 und von dort nach den Zylindern 12. In der Leerlaufstellung sind die Betriebscharakteristiken des Vergasers 18 im wesentlichen die gleichen wie bei einem herkömmlichen Vergaser.

Wenn es erwünscht oder erforderlich ist, den Leistungsausgang des Motors 10 zu erhöhen, müssen die Mengen von Brennstoff und Luft, die nach den Zylindern 12 strömen, vergrößert werden. Um demgemäß die Luftströmung zu erhöhen, wird das Drosselgestänge 42 betätigt, um die Einschnürung 40 nach oben zu bewegen und dadurch den Luftkanal 23 zwischen dem Verdampferblock 28 und der Einschnürung 40 zu vergrößern. Das Ventil 54 wird mehr oder weniger gleichzeitig ebenfalls geöffnet, so daß Brennstoff F aus der Kammer durch das Rohr 52 und die Bohrungen 25, 30c, 30b und 3Od nach den Kanälen 35 und nach der Ringnut 58 strömen kann. Der Brennstoff tritt aus jedem der Kanäle 35 in die Ringnut 58 aus. Beim Eintritt in die Nut 58 kann der Brennstoff sowohl radial als auch in Umfangsrichtung strömen, um die Nut 58 im wesentlichen auszufüllen. Der Brennstoff strömt von der Nut 58 nach der venturiartigen Oberfläche 28a.

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Wegen der venturiartigen Form der Oberflächen 28a und 40a strömt Luft mit einer relativ hohen Geschwindigkeit benachbart zur Nut 58. Diese mit hoher Geschwindigkeit strömende Luft schert einen Großteil des Brennstoffs, der aus der Nut 58 austritt, ab und verteilt diesen auf der Oberfläche 28a. Überschüssiger Brennstoff, der nicht augenblicklich abgesaugt wird, bildet einen dünnen Film, der stromab von der Ringnut 58 über die Oberfläche 28a abfließt.

Die Luft strömt weiter über der Oberfläche 28a und verdampft zusätzlichen Brennstoff aus dem Brennstoff-Film und schert diesen ab und saugt ihn an. Im wesentlichen sämtlicher Brennstoff wird verdampft oder vom Block 28 auf diese Weise abgeschert.

Durch die Vergrößerung der Gesamtabmessungen des Gehäuses und durch Einschnürung des Mittelabschnitts ist die Luftströmung auf einen Ringbereich mit einer wirksamen Breite beschränkt, die kleiner ist als der Durchmesser des Gehäuses eines herkömmlichen Vergasers. Dadurch wird der Venturieffekt verbessert und gleichzeitig wird eine richtige Querschnittsfläche für eine ausreichende Ventilation geschaffen, unter Berücksichtigung der Motorkapazität.

Hierdurch wird eine wirksamere Brennstoff-Verdampfung und eine bessere Verteilung des Brennstoffs auf alle Zylinder erreicht.

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Der Brennstoff wird durch die Luft in feinverstäubter Form angesaugt, und zwar wegen der relativ großen Oberfläche des Blocks 28, über die der Brennstoff dispergiert wird. Die feinverstäubten Tropfen des Brennstoffs bewirken eine verbesserte Verdampfung des Brennstoffs. Die feinen Tropfen selbst verhalten sich wiederum ähnlich wie der Brennstoffdampf im Motor 10, und dies führt zu einem verbesserten Wirkungsgrad.

Weil die Einschnürung 40 bzw. die die Einschnürung bildende Wulst und der Verdampferblock 28 zwischen sich keinen theoretisch perfekten Venturieffekt dazwischen schaffen können, ergibt sich eine gewisse Luftturbulenz benachbart zu dem unteren Venturiblock 32. Diese Turbulenz kann die Verdampfung des Brennstoffs aus dem Brennstoff-Fi Im unterstützen. Zusätzlich kann die Turbulenz im Vergaser 18 erforderlichenfalls durch geeignete Mittel, die dem Fachmann bekannt sind, erhöht werden.

Das Brennstoff-Luftgemisch, welches so im Vergaser gebildet wird, nähert sich mehr als bisher dem gasförmigen Zustand. Eine solche Mischung ist in der Lage, relativ gleichförmig nach jedem der Zylinder des Motors 10 durch die Leitungen 16 zu gelangen, was eine verbesserte Arbeitsweise des Motors 10 zur Folge hat.

Wenn die Leistungsanforderungen und die Motordrehzahl ansteigen, dann wird die Einschnürungswulst 40 durch das Drosselgestänge 42 nach oben bewegt. Mehr oder

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weniger gleichzeitig öffnet das Ventil 54 durch das Drosselventilgestänge 56, um die Brennstoffströmung F nach der Ringnut 58 zu erhöhen.

Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Luftfilter 20 im Winkel angestellte oder spiralförmige Schaufeln aufweisen, um eine Wirbelbewegung auf die Luft auszuüben, wenn sie in den Vergaser 18 eintritt. Daraus können sich zusätzliche Verbesserungen der Brennstoffansaugung und Verdampfung ergeben.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verdampferblock 28 koaxial drehbar innerhalb des Gehäuses 22 gelagert sein. Die Drehung des Verdampferblocks 28 während des Betriebs führt zu einer zusätzlichen Bewegung des Brennstoffs auf der Blockoberfläche relativ zur Luftströmung, wodurch sich weitere Verbesserungen im Hinblick auf die Brennstoff ansaugung und Verdampfung ergeben, möglicherweise auf Kosten der Betriebssicherheit und Einfachheit.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen können unterschiedliche Trägerarmkreuze benutzt werden, um den Verdampferblock 28 zu tragen. In gleicher Weise können andere Ventile 54 benutzt werden. Beispielsweise könnte der Brennstoff durch ein geeignetes Rohr von oben her statt von unten her dem Verdampferblock 28 und dem Kanal 58 zugeführt werden .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung, die schematisch in Figur 5 angedeutet ist, kann die Einschnürungswulst

relativ zum Gehäuse 22 fixiert sein und die Einschnürungswulst 40 kann sogar einen Teil des Gehäuses 22 bilden. Das Gehäuse 22 kann die schmale Einschnürung definieren. In diesem Fall ist der Verdampferblock 28 relativ zu dem Gehäuse 22 und zu der Einschnürungswulst 40 über das Drosselgestänge 66 beweglich.

Die Erfindung sieht demgemäß vor, daß entweder die Einschnürungswulst oder der Verdampferkörper beweglich ist, um die Einschnürung zu öffnen oder zu schließen. Die Einschnürung umfaßt eine im wesentlichen ringförmige Zone veränderbaren Querschnitts. Der Brennstoff wird der Einschnürung bei jeder Querschnittsform zugemessen.

Die Erfindung schafft somit einen Vergaser mit einem Gefäß mit einem Durchmesser, der größer ist als bei einem herkömmlichen Vergaser, da der Verdampferkörper gemäß der Erfindung immer die Gesamtquerschnittsfläche vermindert, die für die Luftströmung verfügbar ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und es können Abwandlungen im Rahmen der Erfindung vorgesehen werden.

Claims (13)

Patentanwälte Dip!.-Ing. Curt Wallach Eu.opäische Patentvertreter Dipl.-lng. Günther Koch European Patent Attorneys Dlpl.-Phys. Dr.TinO Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 25. April 1986

1.RICHARD E.G.ROBSON Unser Zeichen: 18 283 - K/Ap

Avondale Boulevard
Bramalea, Ontario
L6T 1J4 / Canada

2.Or. J.WILSON WHITE
P.O. Box 427
Deer Park, California
94576 / USA

Vergaser

Patentansprüche:

Vergaser (18) zur Benutzung in Verbindung mit flüssigem Brennstoff,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Gehäuse (22) vorgesehen ist, welches eine von einer Bohrung (23) definierte Innen· wand und eine Mittelachse sowie ein stromoberseitiges Ende und ein stromabwärtiges Ende aufweist,

daß eine Einschnürungswulst (40) in dem Gehäuse (22) angeordnet ist,

- daß ein Verdampferkörper (28) in Gestalt eines birnenartigen Rotationskörpers vorgesehen ist, dessen Querschnitt komplementär zu der Einschnürung ist, wobei dieser Verdampfungskörper koaxial zur Vergaserachse gelagert ist,

daß Brennstoffkanäle (35) in dem Verdampferkörper (28) angeordnet sind, um Brennstoff

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nach der äußeren Oberfläche dieses Körpers gelangen zu lassen,

daß die Einschnürungswulst und der Verdampferkörper relativ zueinander beweglich sind,

daß ein Antrieb (42) wenigstens einen der Teile (Einschnürungswulst (40) oder Verdampferkörper (28)) bewegt, wodurch ein Ringluftkanal zwischen der Einschnürungswulst und dem Verdampferkörper geschaffen wird, und

daß eine Brennstoff-Zuführungsleitung (52) mit den Brennstoffkanälen (35) verbunden ist, um den flüssigen Brennstoff zuzuführen.

2. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (42) die Einschnürungswulst (40) oder den Verdampferkörper (28) zwecks Herstellung der Relativbewegung längs der Vergaser-Mittelachse verschiebt.

3. Vergaser nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß Trägerarme (24) in die Bohrung einstehen, und daß der Verdampferkörper auf den Trägerarmen gelagert ist, und daß das Gehäuse (22) eine Außenwand und eine innere Einschnürungswulst (40) aufweist, welch letztere relativ zur Außenwand beweglich ist.

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4. Vergaser nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (23) zylindrisch ist, und daß die Einschnürungswulst (40) von einem Ringkörper gebildet wird, und daß der Verdampferkörper (28) symmetrisch zur Vergaserachse angeordnet ist.

5. Vergaser nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungswulst (40) und der Verdampferkörper (28) äußere Oberflächen definieren, die venturiartig gestaltet sind, und daß die Oberflächen miteinander derart zusammenwirken, daß ein einstellbarer venturiartiger Ringspalt (23a) dazwischen gebildet wird .

6. Vergaser nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungswulst (40) einen Leerlauf-Luftkanal (44) definiert und eine Leerlaufdüse (60) stromab des Leerlauf-Luftkanals angeordnet ist.

7. Vergaser nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Brennstoffventil (54) in der Brennstoffleitung vorgesehen ist, welches die Brennstoff strömung nach den Brennstoff-Zuführungskanälen (35) steuert.

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8. Vergaser nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Zuführungskanäle (35) eine zentrale Bohrung (30) aufweisen, die teilweise durch den Verdampferkörper hindurchsteht, und daß hieran anschließend mehrere radiale Kanäle (35) von der zentralen Bohrung radial nach außen verlaufen.

9. Vergaser nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffkanäle (35) außerdem einen Ringkanal (58) aufweisen, der sich um den Umfang des Verdampferkörpers in Verbindung mit allen radialen Kanälen (35) erstreckt, und daß die radialen Kanäle sich von der Mittelbohrung (30) nach der äußeren Oberfläche des Verdampferkörpers (22) erstrecken.

10. Vergaser nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (58) dicht benachbart zu dem breitesten Abschnitt des Verdampferkörpers (22) erstreckt.

11. Vergaser nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser einer Beschleunigung einschließlich Schwerkraft in einer vorbestimmten Richtung unterworfen ist, und daß mehrere der radialen Kanäle (35) sich weiter in Richtung weg von der Beschleunigung als in Beschleunigungsrichtung erstrecken.

12. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Drosselträger (66) mit dem Verdampferkörper (22) verbunden sind, die den Verdampferkörper (22) längs der Vergaserachse relativ zu dem Gehäuse verschieben .

13. Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungswulst (40) an dem Gehäuse (22) festgelegt ist,