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Spritzvergaser für Brennkraftmaschinen mit Gebläse zur Überdruckladung.
Bei Verbrennungskraftmaschinen, bei welchen zur Vergrößerung des Ladungsgewichts
zwecks Erhöhung der Leistung die Ladung mit Gebläse unter einem bestimmten Überdruck
in die Verbrennungskraftmaschine eingeführt wird, hat man bisher für die Gemischbildung
Vergaser in der üblichen Konstruktion benutzt, bei welchen die Luftdüse zur Zerstäubung
des Brennstoffes für eine Luftgeschwindigkeit bemessen ist, aus der sich der günstigste
Brennstoffverbrauch ergibt bei der am häufigsten vorkommenden Betriebsdrehzahl des
Motors.
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Es hat sieh bei der Verwendung _ solcher Vergaser für Verbrennungskraftmaschinen
mit Überdruckladung gezeigt, daß der Lieferungsgrad der Vergaseranlage sehr ungünstig
ist und infolgedessen die Leistung, welche durch die Überdruckladung erzielt werden
sollte, bei weitem nicht erreicht wird. Der schlechte Lieferungsgrad des Vergasers
ist zweifellos darauf zurückzuführen, daß infolge der vergrößerten Drosselwiderstände,
die aus der größeren, zur Einführung gelangenden Luftmenge sich ergeben, bedeutende
Verluste eintreten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, bei Überdruckladung
zur Verminderung der Drosselwiderstände im Vergaser die Luftdüse zu ,vergrößern,
dabei aber so zu gestalten' daß sie auch den Verhältnissen beim Betrieb der Maschine
ohne Gebläse anzupassen ist.
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Eine Vergrößerung der Düse kann ohne Nachteil für die Gemischbildung
vorgenommen werden, wenn man den Vergaser in bezug auf die Strömungsrichtung des
Gemisches in bekannter Weise dem Gebläse vorschaltet, so daß das Gebläse die Luft
durch den Vergaser aus der Atmosphäre ansaugt.
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Gemäß der Erfindung wird nun bei einer solchen Anordnung die Luftdüse
des Vergasers in an sich bekannter Weise derart verstellbar gemacht, daß ihr Querschnitt
bei Überdruckladung selbsttätig oder willkürlich verändert wird. Es ist zwar schon
bekannt, bei Motoren mit Überladung eine veränderbare Luftdüse im Vergaser anzubringen;
in diesem Fall liegt aber der Vergaser hinter dem Verdichter, so daß andere Druckverhältnisse
als bei der für die Gemischbildung günstigeren Anordnung des Vergasers vor dem Verdichter
auftreten.
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Bei der Überdruckladung wird beispielsweise ein Luftvolumen ungefähr
im i1/2fachen Betrag des - Hubvolumens des Zylinders der Maschine angesaugt. Wenn
daher für den Motor mit Gebläse ein Vergaser benutzt wird, dessen Düsenquerschnitt
einem Vergaser eines gleich großen Motors ohne Gebläse entspricht, so muß durch
diesen engen Querschnitt das i1/2fache Luftvolumen in der gleichen Zeit (gleiche
Drehzahlen vorausgesetzt) eingesaugt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit ist daher
eine wesentlich größere, und die hieraus entstehenden größeren Widerstände ergeben
die Verluste, welche die Verschlechterung des Lieferungsgrades herbeiführen.
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Nach der Erfindung wird der Düsenquerschnitt des Vergasers in dem
Ausmaß vergrößert, daß das i 1/2fache Hubvolumen annähernd unter derselben Geschwindigkeit
in
den Vergaser gesaugt wird, wie das Hubvolumen beim gleich großen
Motor ohne Gebläse. Die Luftdüse des Vergasers kann aber außerdem noch über das
Maß vergrößert werden, das sich aus dem beim Betrieb mit Gebläse zur Einsaugung
gelangenden größeren Luftvolumen ergibt. Die weitere Vergrößerung kann erfolgen,
weil das Gebläse selbst zur Mischung des Brennstoffes mit der Luft beiträgt, so
daß eine so weitgehende Zerstäubung in der Luftdüse nicht eintreten muß wie bei
einem Vergaser ohne Gebläse oder bei Vergasern, durch welche die Verbrennungsluft
hindurchgedrückt wird. Infolge der im Gebläse selbst eintretenden Zerstäubung kann
der Querschnitt der Luftdüse erheblich größer werden als der Querschnitt der Düse
bei einem Vergaser eines gleich großen Motors ohne Gebläse.
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Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wird
gewöhnlich das Gebläse nur zeitweilig benutzt; der Vergaser muß daher beiden Betriebsverhältnissen
mit und ohne Gebläse gerecht werden.
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Zur Ausführung der Erfindung können sowohl Vergaser mit Luftdüsen
mit nur einem Strömungskanal als auch Vergaser mit Luftdüsen, welche mehrere Strömungskanäle
besitzen, verwendet werden.
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Wird ein Vergaser benutzt, der für die durchströmende Luft nur einen
Düsenkanal hat, so ist es zweckmäßig, die Düse so zu gestalten, daß ihr Querschnitt
verändert werden kann, wozu beispielsweise der Mantel der Düse in verschiedene verstellbare
Teile zerlegbar ist. Wird dagegen zur Ausführung der Erfindung ein Vergaser benutzt,
der für das Einströmen der Luft mehrere Düsen hat, so wird der Luftstrom geteilt
und zweckmäßig mit abgestuften Geschwindigkeiten durch den Vergaser geleitet. Die
Luftdüsen ordnet man zweckmäßig derart hintereinander an, daß immer die vorhergehende
Düse in die folgende mündet. In die Luftdüse, in der die größte Geschwindigkeit
auftritt, läßt man die Brennstoffdüse einmünden. Man bildet die Luftdüse zweckmäßig
so aus, daß ihr Querschnitt mit Rücksicht auf den Wechsel zwischen Unterdruck- und
Überdruckladung verändert werden kann.
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Bei einem Vergaser mit mehreren in bekannter Weise ineinandergreifenden
Luftdüsen wird die die Mündung der Brennstoffdüse enthaltende Luftdüse zweckmäßig
so gestaltet und bemessen, daß bei allen Betriebsverhälthissen eine gute Zerstäubung,
erzielt wird. Es können daher die Teile des jeweils eintretenden Luftvolumens, welche
nicht die Düse passieren, die die Mündung der Brennstoffdüse enthält, unter anderen,
beispielsweise kleineren Geschwindigkeiten eingeführt - werden. Die Querschnitte
der Düsen können beispielsweise so abgestuft sein, da3 die jeweils folgende Düse
einen größeren Querschnitt hat als die vorhergehende.
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Infolge der durch die Unterteilung der Luftdüse geschaffenen Verhältnisse
kann bei einem derartigen Vergaser der Gesamtquerschnitt der Düse größer sein als
bei einem Vergaser für einen gleich großen Motor mit nur einer Düse. Bei einem solchen
Vergaser sind daher die Drosselverluste an sich schon geringer als bei einem Vergaser
mit nur einer Düse. Wird aber ein solcher Vergaser dem Gebläse des Motors vorgeschaltet
und werden die Querschnitte erfindungsgemäß dem größeren Luftvolumen und der im
Gebläse eintretenden Zerstäubung entsprechend bemessen, so erhält man eine Vergaseranlage
mit einem ausgezeichnet guten Lieferungsgrad, aus dem sich eine überraschende Leistungserhöhung
gegenüber Verbrennungskraftmaschinen mit Gebläsen und Vergasern bekannter Art ergibt.
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Damit ein solcher Vergaser bei ein- und ausgeschaltetem Gebläse den
Betriebsverhältnissen in günstigster Weise angepaßt werden kann, werden eine oder
mehrere Düsen verschiebbar gegeneinander und gegenüber der .die Brennstoffmündung
umschließenden Düse angeordnet, zu dem Zweck, die Durchgangsquerschnitte zu verändern.
Es können aber auch die Düsen geteilt oder so ausgebildet sein, daß der Düsenquerschnitt
durch Verstellen der Mantelteile verändert werden kann. Die verschiebbaren Düsen
können mit einem mechanischen Stellwerk versehen sein, so daß die Einstellung von
Hand geschehen kann. Sie können aber auch dem Einfluß der bei zunehmender Belastung
sich. - vergrößernden Saugwirkung ausgesetzt sein, so daß sie selbsttätig angehoben
werden. Hierfür kann das Gewicht der verschiebbaren Düsen verschieden sein, oder
es können auf die Düsen entsprechend bemessene Federn :einwirken, so daß das Anheben
nacheinander eintritt. Die Düsen können ferner so angeordnet sein, daß sie im Ruhezustand
die Durchgangsquerschnitte außerhalb der die Brennstoffmündung umschließenden Düse
drosseln oder abschließen.
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Das Durchsaugen der Verbrennungsluft durch den Vergaser mittels des
Gebläses ist auch deswegen vorteilhaft für die Füllung, weil die Luft in kaltem
und infolgedessen dichtem Zustande in den Vergaser gelangt.
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In der Zeichnung sind drei Abbildungen eines Eeispiels zur Erklärung
der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt im Schema eine Verbrennungskraftmaschine mit Gebläse
und Vergaser. Abb. 2 zeigt die Luftdüsenanordnung eines
Vergasers
im Schnitt. Die Düsen sind in der Lage gezeichnet, in der der gesamte Düsenquerschnitt
voll geöffnet ist.
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Abb.3 dagegen zeigt ebenfalls wieder im Schnitt die Düsenanordnung
des gleichen Vergasers, jedoch die Düsen in der Lage, in der sie die seitlichen
Querschnitte abschließen.
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Nach Abb. I ist der Vergaser a an die Saugleitung b des Gebläses c,
beispielsweise Rootsgebläses, angeschlossen. Die Verbren nungsluft und der Brennstoff
werden daher vom Gebläse durch den Vergaser hindurch angesaugt und verdichtet in
den Verbrennungsmotor d gefördert. Die Luftmenge, die infolge der Vorverdichtung
in die Maschine eingeführt wird, beträgt ungefähr das 11/2-fache Hubvolumen der
Maschine. Um daher das I1/2fache Hubvolumen unter annähernd der gleich groCen Geschwindigkeit
einzuführen wie das Hubvolumen einer gleich großen Maschine ohne Gebläse, kann der
Düsenquerschnitt des dem Gebläse vorgeschalteten Vergasers dem größeren Luftvolumen
entsprechend größer sein. Der Querschnitt des Vergasers kann aber in diesem Fall
außerdem noch dadurch vergrößert werden, daß die Lrennstoffzerstäubung durch das
Rotationsgebläse unterstützt wird und infolgedess°n es nicht notwendig ist, die
Geschwindigkeit in der Luftdüse des Vergasers so groß zu halten wie bei Vergasern
für gleich große Motoren ohne Gebläse.
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In den Abb.2 und 3 ist ein Vergaser besonderer Konstruktion dargestellt.
Derselbe besitzt beispielsweise drei verschiedene Luftdüsen e, / und g. Die Luftdüse
e, welche die Mündung der BrenristoffdÜSe h umschließt, ist so bemessen, daß in
dieser die Luft mit der größten Geschwindigkeit durchströmen muß. Die anschließenden
Düsen/ und g haben größere Querschnitte, so daß die Geschwindigkeiten des Stromes
stufenweise abnehmen. Dadurch, daß ein Teil des zur Einsaugung gelangenden Luftvolumens
stets unter einer zur Zerstäubung ausreichenden Geschwindigkeit an der Mündung der
Brennstoffdüse vorbeiströmt, ist es möglich, die Luftströme in den weiteren Düsen
mit geringerer Geschwindigkeit durchzuführen. Infolge dieser Maßnahme kann der Gesamtquerschnitt
für die durchströmende Luft, der durch die einzelnen Düsen gebildet wird, größer
sein als bei Vergasern für einen gleich großen Motor mit nur einer Luftdüse. Wenn
aber ein solcher Vergaser an die Saugleitung des Gebläses angeschlossen wird, so
ist es möglich, den Düsenquerschnitt ganz bedeutend größer zu halten als bei Vergasern
der bekannten Ausführung für gleich große Motoren ohne Gebläse. Es ist nicht ausgeschlossen,
den Querschnitt gegenüber den bekannten Vergasern zu verdreifachen. Infolgedessen
wird natürlich der Strömungswiderstand wesentlich geringer und die Füllung dementsprechend
besser.
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Dami- ein Vergaser mit mehreren Luftdüsen auch für den Betrieb ohne
Gebläse mit -guter Wirkung benutzt werden kann, sind z. B. die Düsen/ und ä verschiebbar
in die Vergaserhülse eingesetzt.
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In der Abb.3 sind die Düsen in der Lage gezeichnet, die sie beispielsweise
im Ruhezustand einnehmen. Es sind dann die seitlichen Kanäle abgeschlossen, so daß
beim Anlassen des Motors die Verbrennungsluft nur durch die Düse e einströmt. Die
weiteren Düsen / und ä können verschiedene Gewichte haben, so daß sie mit zunehmender
Saugwi:kung nacheinander angehoben werden und dementsprechend den Luftquerschni,t
vergrößern.
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Es können ferner mit den verschiebbaren Düsen auch Federn verbunden
sein, die an Stelle des Gewichtes die Düsen belasten und ein aufeinanderfolgendes
Öffnen ermöglichen. Zum Verstellen der Vergaserdüsen kann auch eine von Hand zu
bedienende mechanische Einrichtung vorgesehen sein.
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Lie vors e:-:end beschrie';ene DüSen2inrichtung für Verga er von Verbrennungskraftmaschinen
mit Gebläse ist als ein Ausführungsbeispiel zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens
zu betrachten. Form, Anzahl und Anordnung der Düsen können je nach der Zweckmäßigkeit
gewählt sein.