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Spritzvergaser für Verbrennungskraftmaschinen mit verschiebbarem Lufttrichter
und einer von diesem abhängigen Brennstoffregelnadel. Bei Verbrennungsmotoren, die
mit sehr verschiedenen Umlaufzahlen arbeiten müssen, ist es schwierig, ein stets
vollständig verbrennendes Brennstoffluftgemisch zu erhalten. Diese Schwierigkeit
wird noch dadurch vergrößert, daß bei steigender Umlaufszahl bzw. bei steigendem
Unterdruck die Ansaugvorgänge von Brennstofft und Luft bei den bekannten Vergasern
durchaus nicht proportional verlaufen. Man ist daher stets bemüht gewesen, mittels
_ der steigenden Luftgeschwindigkeit brennstoffregelnde Wirkungen zu erzielen. Da
die Wirkungen nur proportional der Luftgeschwindigkeit bei gleichen Lufttrichtern
sein konnten, so erhielt man stets nur Annäherungswerte an die benötigten Effektivwerte.
Man hat nun schon Vergaser vorgeschlägen, die das Ziel haben, bei allen Umdrehungszahlen
ein Gemisch von konstanter prozentualer Zusammensetzung aus Brennstoff und Luft
zu liefern. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß ein Lufttrichter .durch seine
Verstellung die Luftmenge und eine mit dem Lufttrichter zwangläufig verschiebbare
Nadel die Brennstoffmenge regelt.
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Bei diesen bekannten Vergasern befindet sich jedoch die Brennstoffausflußmündung
in allen Stellungen des Luftrichters an dem engsten Querschnitt des ganzen jeweiligen
Luftdurchlassers, was für die Intensität der Zerstäubung des Brennstoffes und für
die anschließende Vergasung desselben von großem Nachteil ist.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Spritzvergaser für Verbrennungskraftmaschinen,
insbesondere Fahrzeugmaschinen, bei dem ein verschiebbarer Lufttrichter in Verbindung
mit dem Kopf des Spritzrohres die Luftmenge und eine verschiebbare Nadel die Brennstoffmenge
derart regelt, daß für jede Geschwindigkeitsstufe des Motors ein Gemisch von bestimmter
Zusammensetzung gebildet wird.
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Das Neue bei derartigen Spritzvergasern besteht nun darin, daß der
Lufttrichter und der Kopf des Spritzrohres eine derartige Form haben, daß die Brennstoffaustrittsöffnung
sich bei jeder Stellung des Lufttrichters im engsten Querschnitt des jeweiligen
Luftdurchlaßkanales befindet.
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Die Erfindung soll nachstehend an der Hand der Zeichnung, in welcher
ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch den Vergaser, während Abb. 2
einen Querschnitt veranschaulicht. Abb.3 besteht aus einem weiteren Längsschnitt
durch das Spritzrohr und den Verschlußkegel sowie einem Querschnitt durch das Spritzrohr
unter Fortlassung der Leitschienen.
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In dem Ansaugstutzen a befindet sich ein verschiebbarer Lufttrichter
b, in dessen Mitte das Spritzrohr c angeordnet ist. Spritzrohr c und Lufttrichter
b sind so ausgebildet, daß bei einer Verschiebung des letzteren der Luftkanal d
sich erweitert, die Brennstoff austrittskanäle e im Spritzrohr c aber stets an der
engsten Stelle des Luftdurchlassers verbleiben. Dadurch erfährt der austretende
Brennstoff eine intensive Zerstäubung, die eine nachträgliche Vergasung wesentlich
erleichtert. Den Verschluß des Spritzrohres und die Zurnessung des Brennstoffes
für die jeweils vorhandene Luftmenge wird von dem Ver schlußkegel f besorgt, der
in seinem unteren Teil zu
einer Nadel g ausgebildet ist. Nach oben
hat der Kegel/ eine Form erhalten, die einen widerstandsfreien Abzug des Gemisches
ge-,#vährleistet. An diesem Verschlußkegel f sind zwei Schienen h. befestigt, die
in zwei entsprechenden Nuten i, des Spritzrohres c laufen und die Aufgabe haben,
die Bewegungen, die von einem Winkelhebel k kl gegeben werden, auf den Verschlußkegel
f zu übertragen. Das Spritzrohr c mit dem Verschlußkegel f ist so ausgebildet, daß
die Zumessung des Brennstoffes von dem vollständigen Verschluß der Zuführungsleitung
unabhängig ist. An der Biegung des Spritzrohres treten die Schienen ,'i des Verschlußkegels
f aus dem Spritzrohr c heraus und werden unten von einem Verbindungsstück L zusammengehalten.
Eine Feder ni sorgt dafür, daß der Verschlußkegel i' in seinem Sitz gehalten wird,
vorausgesetzt, daß der Hebel k die Vorrichtung nicht nach oben drückt. Der Lufttrichter
b kann verschoben werden mit Hilfe der Kurbeln n, die auf der Welle o befestigt
sind, welche auch den Winkelhebel h kl mittels der Kröpfung p in Tätigkeit setzt.
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Um die voneinander abhängige Zufuhr von Brennstoff- und Luftmenge
in gewissen Grenzen verändern zu können, was bei Verwendung verschieden schwerer
Brennstoffe oder während des Befahrens von bergigem Geländeerforderlich ist, ist
noch eine Einstellvorrichtung vorgesehen. Bei Verdrehen einer Welle q führen zwei
auf ihr befestigte Exzenter durch Vermittlung der Ehzenterstangen s eine horizontale
Verschiebung der Welle o und damit eine Verstellung des Hebels k kl um dessen festen
Drehpunkt herbei. Auf diese Weise kann also die Brennstoffnadel verstellt werden,
ohne daß die Stellung des Lufttrichters beeinflußt wird, u. a. kann die Brennstoffzufuhr
mit Hilfe der Brennstoffnadel vollkommen abgesperrt und gleichzeitig der Luftkanal
vollkommen geöffnet werden, was wichtig bei langen Talfahrten ist.
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Die nähere Ausbildung der Regelkörper und des Antriebsmechanismus
soll nunmehr an Hand der Abb. d. bis 17 näher erläutert werden.
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Das. Spritzrohr c nach Abb. i besteht aus einem Rohr i (Abb. q.),
das eine trichterförmige Erweiterung 2 trägt; in diesem Trichter und dem anschließenden
Rohr ist an zwei gegenüberliegenden Stellen je eine Nut 3 (i, Abb.3) eingearbeitet,
in der die -unten beschriebenen Führungsstangen des Verschlußkegels laufen;
dadurch erhält das Spritzrohr einen Querschnitt nach Abb. B. An das untere Ende
des Spritzrohres c schließt sich ein Verbindungsrohr 4. an, welches nach der in
bekannterWeise eingerichteten Schwimmerkammer führt. Ir. Abb. 4 und 5 ist der Trichter
in je einer um 90° zueinander gedrehten perspektivischen Ansicht gezeichnet; am
Boden 'desselben sieht man die Austrittsmündung 5 für den Brennstoff. Abb. 6 und
7 stellen je eine Aufsicht auf die Abb. 4 und 5 dar; Abb.8 ist ein Horizontalschnitt
durch Abb. q. und Abb. 9 ist eine Ansicht von unten auf Abb. 5. Im unteren Teil
6 (Abb. 5) des Spritzrohres c ist von den Flanken desselben bis zum Boden der Nut
Material abgenommen, so daß der Gesamtquerschnitt rechteckig ist. Am Boden des Spritzrohres
befindet sich eine kleine Eindrehung 7 als oberer Sitz für die Feder m nach Abb.
i, die den Verschlußkegel g nach Abb. i ständig auf seinem Sitz im Trichter 2 des
Spritzrohres c zu halten bestrebt ist. Der Verschlußkegel g nach Abb. i ist in den
Abb. io bis 13 im einzelnen dargestellt. Der verschließende Teil ist die Mantelfläche8
des Kegels g, auf dessen Grundfläche ein Füllkörper io von zuckerhutähnlicher Form
sitzt, durch welche dem Gemisch ein widerstandsfreier Abzug nach den Zylindern ermöglicht
wird. Die Kegelfläche 9 paßt genau in den Trichter :2 des Spritzrohres, so daß dieses
mittels des Kegels verschlossen werden kann. An der Spitze des Kegels befindet sich
eine Nadel i i, die in die Brennstoffausflußmündung 5 (Abb. d., 6 und 7) hineinragt
und entsprechend ihrer Stellung eine Regelung der Brennstoffmenge vornimmt. Der
Verschlußkegel trägt an zwei gegenüberliegenden Stellen zwei Führungsstäbe 12 (Abb.
io; 1a, Abb. i), die in die Nuten 3 (i., Abb. 3) des Spritzrohres eingreifen. Die
Führungsstäbe sind am Verschlußkegel befestigt und an ihrem untersten Ende durch
Schrauben mit einer Platte 13 verbunden; diese Platte besitzt eine Eindrehung 1d.,
die der Eindrehung 7 des Spritzrohres entspricht und auf die sich das untere Ende
der Feder m (Abb. i) stützt. In Abb. i i und 12 ist noch gezeigt, wie der Verschlußkegel
in der trichterförmigen Erweiterung des Spritzrohres sitzt, und zwar in Abb. i i
bei abgesperrtem und in Abb. 12 bei völlig freigegebenem Brennstoff zufluß. Zwischen
diesen beiden äußersten Stellungen liegen eine ganze Anzahl Zwischenstellungen,
die sich aus dem jeweiligen Brennstoftbedarf ergeben. In den Abb. i i und 12 ist
auf die Einzeichung der Führungsstäbe 12 verzichtet worden, um die Zeichnung übersichtlicher
zu machen. Abb. 13 ?st ein senkrechter Schnitt durch die Platte 13 nach Abb. i o.
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Der Regelkörper für die zur Gemischbildung dienende Luft besteht aus
einem verschiebbaren Trichter, der nachstehend kurz als Lufttrichter bezeichnet
werden soll. Er ist in den Abb. 14 und. 15 im Schnitt dargestellt, die nur das Wesentliche
und für das
Verständnis der Wirkungsweise unbedingt E,rforderliche
enthalten. In dem Lufttrichter 15 (b, Abb. i) befindet sich das Spritzrohr c, an
dessen Verschlußkegel die Führungsschienen i2 der Übersichtlichkeit wegen fortgelassen
sind und der auch nur in seinem oberen Teil in Ansicht dargestellt ist. Die Gesamtanordnung
ist aus der Abb. i ersichtlich. Die Abb. 1,4 und 15 zeigen die beiden Grenzstellungen
des Vergasers, nämlich Abb. 1q. bei abgesperrter und Abb. 15 bei völlig freigegebener
Brennstoffzufuhr. Beim Auf- und Niederdrücken des, Akzelerators werden also die
Regelkörper der Reihe nach die zwischen diesen Grenzen liegenden Zwischenstellungen
einnehmen. Der Steuermechanismus verleiht diesen Körpern eine solche Bewegung; daß
zu einer bestimmten Bremistoffmenge eine bestimmte Luftmenge hinzutritt. Wie auch
die Stellung des Vergasers sein mag, immer befindet sich der Brennstoffaustrittspalt
16 (e, Abb. i), der durch den Verschlußkegel 9 im Trichter 2 freigegeben wird, mit
seinem oberen Rande (in Abb. 14 ist dieser Spalt geschlossen) an der engsten Stelle
des ganzen Luftdurchtrittes, was nicht gleichbedeutend mit der engsten Stelle des
Lufttrichters ist. Daß der Spalt 16 sich tatsächlich an der engsten Stelle des Luftdurchlasses
befinden muß, ist aus folgendem leicht einzusehen: Wie aus Abb. 14 und 15 ersichtlich,
ist ,der Neigungswinkel a., den die Seite a1 des Spritzrohrtrichters 2 mit der Horizontalen
bildet, kleiner als der Winkel ß, den die Seite bz des Lufttrichters mit der Horizontalen
bildet. Da für den jeweiligen Querschnitt des Luftdurchlasses die Neigung dieser
beiden Seiten d und bl maßgebend ist, weil sie den Luftdurchlaß begrenzen, so wird
der Luftdurchlaßquerschnitt, wenn (wie in Abb. 15) der Lufttrichter gegenüber dem
Spritzrohr eine tiefere Stellung einnimmt, kleiner sein als irgendein anderer zu
dieser Stellung gehöriger Luftdurchlaßquerschnitt. An sich ist, wie aus dem Vergleich
der Abb. 14a und 15a hervorgeht, die einen Querschnitt nach der Linie x-x der Abb.
14 und 15 darstellen, der Luftdurchlaßquerschnitt nach Abb. 15a größer als der nach
14a, da die inneren-Kreise, die den Trichter des Spritzrohres darstellen, selbstverständlich
immer gleich groß bleiben. Die verschiedene Größe der jeweiligen engsten Luftdurchlaßquerschnitte
wird dadurch bedingt, daß Brennstoff und Luft stets in demselben Verhältnis im Brennstoffluftgemisch
vorhanden sein sollen. Auf die absolute Größe kommt es aber nicht an, sondern darauf,
daß der Durchlaßquerschnitt am Rande des. Verschlußkegels der kleinste des ganzen
jeweiligen Luftdurchlasses ist. Dies ist tatsächlich der Fall, denn jeder andere
Querschnitt, sowohl oberhalb wie unterhalb des Randes des Verschlußkegels, ist größer;
hiervon kann man sich überzeugen, wenn man noch weiter Querschnitte zeichnet, wie
es in Abb. iqb und 15b nach der Linie y-y der Abb. 1q. und 15 geschehen ist. Würde
beispielsweise Winkel a gleich ß sein, so ist leicht einzusehen, daß der Luftdurchlaß
längs der Seite a@ den gleichen Querschnitt hätte, und würde endlich Winkel a größer
als Winkel ß sein, dann würde der Fall eintreten, daß an der engsten Stelle des
Lufttrichters auch die engste Stelle des Luftdurchlasses läge und nicht, wie angestrebt,
am Rande des Verschlußkegels. Unter Luftdurchlaß ist zu verstehen die Ringfläche
zwischen dem Umfang des Lufttrichters.und des Spritzrohrtrichtc-rs in der Schnittebene
x-x. Der untere Teil des Lufttrichters besitzt an zwei gegenüberliegenden Stellen
je einen Schlitz 17, in den der Bolzen eines Hebels n nach Abb. i eingreift, der
dem Trichter die benötigte Aufundabwärtsbewegung verleiht. Der Schlitz hat die gezeichnete
längliche Form, damit der Bolzen in ihm hin und her gleiten kann.
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Die eben beschriebenen Körper werden erfindungsgemäß von einem Steuergestänge
so verschoben, daß einmal Brennstoffspritzrohr und Lufttrichter dem gewünschten
Mischungsverhältnis entsprechend eingestellt werden und daß ferner dieses Mischungsverhältnis
jederzeit während des Betriebes und in jeder Stellung des Akzelerators, vom Führersitz
aus unter Aufhebung der gemeinsamen Verschiebung beider Regelkörper verändert werden
kann, wozu die Verschiedenheit des verwendeten Brennstoffes oder auftretende Steigungen
bzw. Gefälle veranlassen können. Dieses Steuergestänge ist in Abb. 16 und 17 schematisch
dargestellt; es besteht aus der Welle o, die eine Kröpfung p aufweist und mit der
drei Kurbelarme 2o, 21, 22 verbunden sind, von denen die Arme 2o und 21 (n in Abb.
2) mit Bolzen 23 und 24 (v in Abb. 2) in die oben erwähnten Schlitze 17 des Lufttrichters
eingreifen. Über die Kröpfung p der Welle o ist die Gabel 25 des einen Armes eines
Winkelhebels 26 (k k1, Abb. i) gestülpt, der einen festen Drehpunkt 27 hat: Wird
nun die Welle mittels der Kurbel 22 in der in Abb. 16
gezeichneten Pfeilrichtung
gedreht, so sieht man aus einem Vergleich mit Abb. 17, daß sich die beiden Kurbelarme
2o und 21 senken und infolgedessen den Lufttrichter herunterziehen. Der kleine Winkelhebe126
mit dem Drehpunkt 27 wird gegen die Platte 13 (Abb. io und 13) gedrückt und somit
der @'erschlußkegel 9 von dem Spritzrohr abgehoben. Auf diese Weise werden Düse
und Lufttrichter zwangläufig miteinander verschoben. Die Welle o ist in den Lagern
28
und 29 gelagert. An diesen greifen Stangen 30 und 31 (s
in Abb. 2) an, die mit den auf einer zweiten Welle q aufgekeilten Exzentern 33 und
34. verbunden sind. Wird nun die in den Lagern 35 und 36 gelagerte Welle q mittels
einer Kurbel 37 gedreht, so wird die Welle o horizontal verschoben. Bei dieser
Verschiebung gleiten die Bolzen 23 und 24 der an der Welle o befestigten Kurbeln
2o und 2i in den länglichen Schlitzen des, Lufttrichters, ohne diesen jedoch in
senkrechter Richtung zu verschieben. Der Winkelhebel 26, der mit seiner Gabel25
über die Kröpfung p der Welle o gestützt ist, erfährt jedoch bei der Verschiebung
der Welle q eine Ablenkung. Die hierdurch auf den Vergaser hervorgerufene Wirkung
ist folgende: Da der Lufttrichter nicht verschoben wird, wenn die Drehung der Kurbel37
im Sinne des Pfeile 38 erfolgt, so wird bei gleichbleibender Luftmenge die Brennstoffdüse
weiter geöffnet (das Gemisch wird brennstoffreicher), weil dann die Welle o von
der Welle q abgerückt und somit das Ende des Winkelhebels 26 nach oben gedrückt
wird und den Verschlußhebel von seinem Sitz abhebt. Die Lager 35 und 36 der Welle
q sind mit dem Gehäuse des Vergasers fest verbunden. Erfolgt die Drehung des Hebels
37 im Sinne des Pfeiles 39, dann wird die Welle o an die Welle q herangezogen, das
Ende des Mittelhebels 26 senkt sich= der Kegel wird von der Feder ;kt auf seinen
Sitz gezogen, und dadurch wird bei gleichbleibender Luftmenge das Gemisch magerer
gemacht. Ist nun der Vergaser bei Normalstellung mittels der Exzenterwelle q geschlossen,
d. h. ist er auf engsten Luftdurchlaß eingestellt und das Spritzrohr dabei geschlossen
(Abt. i4), so kann der Motor nicht anspringen, da er keinen Brennstoff erhält. Wird
nun das Spritzrohr durch Verdrehen der Welle q etwas geöffnet, so kann rnit dem
ausströmenden Brennstoff und der zur Verfügung stehenden Luftmenge ein wirtschaftlich
guter Leerlauf erzielt werden. Der Leerlauf wird also ohne besondere Leerlaufdüse
erreicht und andererseits läßt sich beim Bergabfahren nach Öffnung des Luftdurchlasses
die Brennstoffzufuhr augenblicklich schließen, so daß eine Kühlung des Zylinders
ohne Brennstoffverlust erfolgen .kann.