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Spritzvergaser für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung betrifft
einen Spritzvergaser für Verbrennungsmotoren und bezweckt, ein konstantes Verhältnis
von Luft und Brennstoff aufrechtzuerhalten: und die bestmöglichen Betriebsverhältnisse
des Motors zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung mit der Schwimmerkammer
eine Pitot-Röhre und einer den flüssigen Brennstoff liefernden Hilfskammer eine
Darcy-Röhre verbunden, wobei diese beiden Röhren an ihren freien Enden in den Einlaß
der Luftsaugleitung münden, während die Schwimmerkammer mit der Hilfskammer durch
eine tiefliegende Brennstoffdüse verbunden ist und der Brennstoff durch ein in die
Hilfskammer tauchendes Rohr weitergeleitet wird.
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Auf -der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Vergasers nach
der ErfIndung dargestellt.
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Abb. i ist ein schematisch dargestellter Längsschnitt durch eine Ausführungsform
des Vergasers und veranschaulicht seine Verbindung mit dem Motor. Abb. z zeigt einen
Querschnitt, der bei einer Abänderungsform durch die Achse der Drosselklappe gelegt
ist, Abb.3 die Ansicht eines mit dem Vergaser versehenen Motors, Abb.4 eine weitere
Ausführungsform mit Pitot- und Darcy-Röhre und Abb. 5 eine Abä;nderungsform, mit
deren Hilfe eine gute Vergasung bei jeder Gangart des Motors gesichert ist.
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Die Ausführungsform nach Abb. i ist, um das Verhältnis von Luft und
Brennstoff genau konstant zu halten, wie folgt ausgebildet In dem Schwimmergehäuse
i ist ein Schwimmer a beliebiger Bauart vorgesehen, und in der Decke des Gehäuses
liegt die Mündung 3 einer Pitot-Röhre 4, deren andere Mündung 5 in der Mündung der
Saugleitung 6 des Motors liegt. Die Ebene der Rohrmündung 5 steht senkrecht zu der
Richtung, in welcher die Luft zuströmt, also die Richtung des in Abb. i eingezeichneten
Pfeiles F.
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Das Gehäuse i steht durch eine öffnung 7 mit einem .Raum 8 in Verbindung,
der durch eine Scheidewand 9 von einer Hilfskammer i i abgetrennt ist, aber durch
eine bestimmt bemessene öffnung, ein Brennstoffkaliber io in der Scheidewand 9,
mit der Kammer i i in Verbindung steht. Über der Scheidewand 9 mündet das Ende i
i eines Saugröhrchens 12, das zu dem Verteilungsrohr 13 führt, das entweder unmittelbar
oder durch Zwischenleitungen mit den einzelnen Ventilkästen 14 des Motors in Verbindung
steht.
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Die Ventilkästen 14 stehen mit der Verteilungsleitung 15 in Verbindung,
die sich von der Saugleitung 6 abzweigt. Der Saugzug wird in dieser Saugleitung
mittels der Drosselklappe 16 geregelt.
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In der Mündung der Saugleitung 6 liegt ferner das Ende einer Darcy-Röhre
17. Deren Ende hat die entgegengesetzte Richtung wie das mit der Mündung 5 versehene
Ende der Pitot-Röhre 4. Durch die Röhre 17 ist die Mündung der Saugleitung 6 mit
dem oberen Teile der Hilfskammer i i verbunden.
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Bei dieser Einrichtung des Vergasers wird dem Rohre 12, durch das
der Brennstoff aus der Hilfskammer i i abgesaugt werden kann, bis sich .der Brennstoffspiegel
auf die unter dem Spiegel im Schwimmergehäuse i liegende Höhe x'-y' gesenkt hat,
durch die Darcy-Röhre 17 Luft zugeführt, welche die das untere Ende des Rohres 12
abdeckende Flüssigkeitsschicht durchströmt. Im Rohr 12 befindet sich .daher eine
sehr feine Emulsion aus Luft und Brennstoff, dessen Menge durch die Brennstoffdüse
io bestimmt ist. Die Emulsion wird durch. das Rohr 12 und den Verfeiler
13
abgesau:gt und den verschiedenen Ventilkästen i zugeführt.
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Die Mündungen der Pitot-Röhre .4 und die Darcy-Röhre 17 liegen
in der Mündungsebene der Saugleitung 6. Durch die Röhre q. wird ein Druck erzeugt,
der proportional dem Quadrat der Luftgeschwindigkeit an der Mündung dieses Rohres
ist, wobei dieser Druck nach Maßgabe des durch die Saugwirkung der Luft ,an diesem
Punkt erzeugten Unterdruckes iunimmt. Die Darcy-Röhre 17 erzeugt im Saugraum 8 einen
Unterdruck, der auch proportional dem Quadrat der Luftgeschwindigkeit ist (wie bei
der Pitot-Röhre) und in dem Maße wächst, wie der Überdruck in der Pi:o:-Röhre zunimmt.
Infolgedessen ist während des Betriebes des Motors zwischen den beiden freien Flüssigkeitsoberflächen
im Schwimmergehäuse i und in der Hilfskammer i i ein Höhenunterschied, der gleich
dem doppel-en Unterdruck ist, welcher durch die Saugwirkung der Luft in der Saugleitung
6 erzeugt wird.
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Die Durchgangsquerschnitte der Saugleizung 6 und der öffnung io müssen
so gewählt werden, daß das Brennstoff- und Luftgewicht in dem richtigen Verhältnis
zueinander stehen.
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Bei langsamem Lauf des Motors wächst das Verhältnis von Brennstoff
und Luft, weil die über dem Flüssigkeitsstand r'-y' liegende Brennstoffschicht abgesaugt
wird. Hierdurch erhält man eine zusätzliche Ladung, die bei hoher Gesch«@ndigke_t
belanglos ist, bei niedriger Geschwindigkeit und beim Anlassen des Motors sich jedoch
fühlbar macht, indem insbesondere das Anlassen des Motors erleichtert wird.
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Durch die Saugleitung 15 wird in den Zylinder nur reine Luft
eingeführt, während durch das Rohr 12 reiner Brennstoff, mit einer sehr kleinen
Luftmenge vermischt, zugeleitet wird. Die Mischung des Brennstoffes mit der Luft
findet vor dem Eintritt in die Zylinder des Motors in den Ventilkästen selbst statt.
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Um die Verdampfung des durch das Rohr 12 den Ventilkästen 1:l zugeleiteten
Brennstoffes zu begünstigen, wird diese Brennstoffmenge zweckmäßig beheizt. Die
Beheizung erfolgt beispielsweise dadurch, daß man das Rohr mit einem Wassermantel
umgibt, der m'_, dem Kühlwassermantel des Motors in Verbindung steht. Auch kann
die Beheizung dadurch erfolgen, daß man den Verteiler 13 neben die Auspuffleitung
18 des Motors legt, oder besser dadurch, daß man das Verteilungsrohr 13 in die Leitung
15 hineinverlegt.
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Das Verteilungsrohr 13 ist an jedem Ventilkasten mit einer
Einspritzvorrichtung versehen (z. B. einer Spritzdüse), und mündet in Diffusoren
beliebiger Bauart, welche die Mischung des Brennstoffes mit der durch die Leitung
15 zugeführten Luft herbeiführen.
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Das Verteilungsrohr 13 kann auch, anstatt in die Ventilkästen zu münden,
unmittelbar zu den Motorzylindern führen, indem entweder eine öffnung an den Zündkerzen
vorgesehen ist oder irgendeine ,andere öffnung. Das Rohr 13 ist dann an jedem
Ende mit einem Ventil oder einem anderen Absperrkörper versehen, welcher sich nur
zur Zeit des Ansaugens öffnet. Das öffnen erfolgt entweder selbsttätig oder zwangsweise.
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Es kann vorkommen, daß man die Emulsion aus Brennstoff und Luft den
Ventilkästen nicht unmittelbar zuleiten kann. In diesem Fall mündet das Saugröhrchen
12 in die Sauglehung 6 an einer passenden Stelle zwischen der Drosselklappe 16 und
dem Motor. Der Brennstoff wird dabei dadurch vorgewärmt, daß in das Saugröhrchen
12 z. B. an der Stelle 21 (Abb. i) Luft eingeführt wird, die so heiß wie möglich
ist. Die Erhitzung dieser Luftmenge kann in beliebiger Weise erfolgen.
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Der Durchgangsquerschnitt des Brennstoffverteilungsrohres ist wesentlich
kleiner als der der Luftleitung 15. Die Luftmasse, welche durch das Verteilungsrohr
zugeführt wird, ist dabei kaum nennenswert gegenüber der Luftmenge, die bei der
gewöhnlichen Geschwindigkeit des Motors durch die Leitung 15 zugeführt wird. Dies
würde jedoch nicht mehr zutreffen, wenn die Drosselklappe 16 fast geschlossen ist.
Um :den dann eintretenden Ü bels:and einer zu starken Anreicherung des Verbrennungsgemisches
mit Brennstoff zu vermeiden, wird in das Rohr 13, wie Abb. 2 zeigt, ein Hahn i9
eingeschaltet, der auf der Achse der Drosselklappe 16 sitzt und gleichzeitig mit
.dieser durch den Hebel 20 gesteuert wird. Die Luft wird dem Motor durch eine Aussparung
im Hahn i 9 zugeführt.
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Wie Abb. q. zeigt, kann man mit der Pitot-R.öhre q., die in den oberen
Teil des Schwimmergehäuses i mündet, ein Saugröhrchen 22 zusammenwirken lassen,
dessen Mündungsebene parallel zur Luftströmung liegt. Die Wirkung auf dem Saugraum
i i ist geringer als bei Verwendung einer Darcy-Röhre 17 nach Abb. i.
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Das Saugröhrchen 22 oder die Darcy-Röhre 17 können entweder,
wie Abb. q. zeigt, in der Decke der Hilfskammer i i münden oder ,auch in einer Seitenwandung
dieser Kammer, wobei die Mündung aber auch zweckmäßig am oberen Ende dieses Raumes
liegt, wie Abb. 5 zeigt.
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Bei den Ausführungsformen nach Abb. i bis q. wird der Brennstoff aus
der Hilfskammer i i durch eine Leitung 12 abgesaugt, deren Unterkante um die Höhe
h tief-er als
der konstante Flüssigkeitsspiegel x-y im Schwimmerbehälter
.angeordnet ist. Dieser Höhenunterschied dient, wie bereits erwähnt, zusätzlich
zur Wirkung der Darcy- und Pitot-Röhren, um den Motor beim Anlassen mit einer größeren
Brennstoffmenge zu versorgen. Bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, z. B. wenn der
mit dem Vergaser ausgerüstete Wagen angehalten wird oder sehr langsam läuft, wenn
also die Drosselklappe 16 nur sehr wenig geöffnet ist, wird bei dieser Anordnung
aber ein unnötig reiches Brennstoffgemisch erzeugt, wodurch der Brennstoffverbrauch
erhöht wird.
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Bei der Ausführungsform des Vergasers nach Abb. 5 ist dieser übelstand
vermieden. Die Saugleitung 12, durch die der Brennstoff den Ventilkästen zugeführt
wird, mündet in einen Zylinder 23, der oben auf der Hilfskammer i i angebracht ist
und durch eine Öffnung 24 mit der Außenluft in Verbindung steht.
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In diesem Zylinder ist ein Kolben 25 verschiebbar angeordnet, der
unter der Wirkung einer Feder 26 steht, die ihn nach unten zu drücken sucht. Durch
den Kolben 25 geht ein Rohr 27 hindurch, welches das Saugröhrchen bildet. Das untere
Ende 28 dieses Röhrchens, das einen bestimmten Querschnitt hat, taucht in die Brennstoffflüssigkeit
ein.
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Läuft der Motor mit kleiner Geschwindigkeit, wobei die Drosselklappe
16 geschlossen ist, so ist der Unterdruck im Zylinder 23 oberhalb des Kolbens 25
so groß, daß der überdruck der durch die Öffnung 24 unter den Kolben 25 tretenden
Luft diesen bis an sein Hubende bringt. Da der Kolben das Tauchrohr 27 mitnimmt,
wird dessen unteres Ende 28 nur in einer so großen Tauchtiefe gehalten, daß keine
zu starke Brennstoffabsaulgung möglich ist.
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Bei völliger öflnung der Drosselklappe 16 wird der Unterdruck im Zylinder
23 oberhalb des Kolbens 25 klein, so daß dieser durch die Feder 26 abwärts gedrückt
wird. Das Tauchrohr 27 erhält dadurch eine größere Tauchtiefe unter dem Spiegel
x-y, wodurch die Anreicherung mit Brennstoff größer wird.
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Je schneller der Motor läuft, desto mehr nir"rnt der Unterdruck im
Zylinder 23 oberhalb des Kolbens 25 zu, was ein Anheben des Tauchrohres 27 zur Folge
hat, und zwar um so mehr, je mehr der Unterdruck zunimmt, wodurch die in. den Motor
eingesaugte Brennstoffmenge sich verringert. Das Wiederanlassen des Motors und der
Lauf bei Vollast übt daher bei der Ausführungsform nach Abb.5 keinen schädlichen
Einfluß auf die Gemischbildunä im Leerlauf und beim Gang des Motors bei fast ganz
geschlossener Drosselklappe 16 aus.
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Die Saug- und Druckleitungen (Pitot- und Darcy-Röhren') können in
verschiedener Weise angeordnet sein und an verschiedenen Stellen in die Kammern
münden, mit denen sie in Verbindung stehen müssen. Ihre Abmessungen richten sich
nach dem angestrebten Zweck. Das Ende der Brennstoffleitung welche in die Saugleitung
des Motors mündet, kann entweder rechtwinklig oder auch schräg zur Längsachse der
Saugleitung abgeschnitten sein.