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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Ladegemisches für Verbrennungsmotoren
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Erzeugung eines Ladegemisches
für Verbrennungsmotoren in der Art,' daß zunächst ein reiches Gemisch von Brenntoff
und Luft gebildet und die minder fein zerstäubten Bestandteile dieses Gemisches
von den verdampften und fein zerstäubten Bestandteilen getrennt, erhitzt und dann
wieder mit diesen vereinigt werden, worauf das ganze Gemisch mit kalter Zusatzluft
gemischt wird.
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Von den bekannten Ausführungen dieser Art unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
dadurch, daß das erstgebildete reiche Gemisch durch eine relativ lange und enge
Leitung mit hoher Geschwindigkeit geführt wird, so daß eine Sammlung der weniger
fein zerstäubten Brennstoffbestandteile in einer äußeren Zone des Querschnittes
dieser langen und engen Leitung und eine Sammlung der verdampften und fein zerstäubten
Bestandteile in einer inneren Zone dieses Querschnittes stattfindet, und daß dem
Gemischteil der ersteren Zone auf eine bestimmte Weglänge Wärme von außen zugeführt
wird, während der Gemischteil der inneren Zone gegen die Einwirkung der Wärme geschützt
wird. Dadurch wird ein gleichmäßiges Gemisch ohne Überhitzung der flüchtigeren Bestandteile
erzielt.
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Die zur Ausübung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung zeichnet sich
u. a. dadurch aus, daß die Gemischleitung auf der beheizten Wegstrecke eine Hülse
umschließt, welche sich über einen vom Vergaser entfernten Teil der Leitung erstreckt
und dazu dient, den in der Mitte des Leitungsquerschnittes befindliehen, den fein
zerstäubten Brennstoff führenden Teil des Gemisches gegen Wärme aus den zur Heizung
benutzten Auspuffgasen des Motors zu isolieren, die somit nur zur Einwirkung auf
die schwereren Bestandteile des Gemisches gelangen, welche sich in dem ringförmigen
Raum zwischen der Leitungswand und der Hülse fortbewegen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Abb. r ist ein Aufriß eines (punktiert angedeuteten) Kraftwagenuntergestelles
mit der neuen Vorrichtung, Abb. 2 ein vergrößerter Schnitt nach Linie 2-2 der Abb.
z, Abb. 3 ein Grundriß gemäß Linie 3-3 der Abb. r, Abb. 4. ein Schnitt nach Linie
4-q. der Abb. z, Abb. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. _ und q..
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Zur Schwimmerkammer C des Vergasers fließt Brennstoff durch Leitung
b aus dem Behälter B. Eine Gemischleitung 6 führt zum Einlaßrohr des Motors und
ist vor dem Vergaser offen für Luftzutritt. Der Motorsog ruft eine Lufteinströmung
durch die Leitung 6 und durch den Vergaser hervor, erzeugt ein mechanisches Gemisch
von zerstäubtem flüssigem Brennstoff und Luft und fördert es durch den Rest der
Leitung, ohne daß er eine Flüssigkeitssäule zu heben oder zu halten hätte, sofern
eine
Kondensation und Ablagerung der verdampften Flüssigkeit aus
dem Gemisch nicht eintritt bzw. durch rasche Strömung verhindert wird. Zum gleichen
Zweck ist vorzugsweise im waagerechten Teil der Leitung eine Einrichtung vorgesehen,
um das Gemisch zu erhitzen und die vom Luftstrome getragene bereits zerstäubte Flüssigkeit
zu verdampfen. Hierzu ist die Leitung 6 von einem Mantel io umschlossen, der durch
ein. Rohr == mit dem Auspuffrohr a des Motors verbunden ist. Das Brenngemisch bedarf
vor Ablieferung an den Motor einer ferneren Luftzumischung, um es für anderen Betrieb
als Leerlauf geeignet zu machen. Hierzu ist die Leitung nach Austritt aus dem Heizmantel
io bei 6a verzweigt. Die Zweige 6b münden je in einen Zweig 12 eines Endlufteinlasses
13, durch den die Luft an einem gefederten Ventil 1q. vorbei und durch die
Zweigrohre in das Einlaßrohr des Motors gesaugt wird. Die Verbindungen mit dem Einlaßrohr
liegen vorzugsweise nahe den Einlaßventilen des Zylinders. jedes Zweigrohr dient
zwei Zylindern eines Vierzylindermotors. In jedem der Zweige i2 liegt ein Venturi
i5, an dessen Verengung das Rohr 6 mündet. Unmittelbar jenseits jedes Venturis liegt
in jedem Zweige ia eine Drossel 15a. Die beiden Drosseln sitzen auf einem gemeinsamen
Schaft 16, durch den sie für verschiedenen Betrieb einstellbar sind.
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Beim Anlassen fördert der durch die Zweigeil des Lufteinlasses =3
wirkende Sog die Luft durch den Lufteinlaß an dem gegen die Kraft der Feder geöffneten
Ventil 1q. vorbei. An der Austrittsmündung der Leitung 6 wird ein Unterdruck erzeugt
und dadurch eine raschere Strömung durch diese Leitung. Beim Durchströmen des Vergasers
wird die Luft in bekannter Art mit zerstäubtem Brennstoff beladen. Dieser wird durch
die von den Auspuffgasen im Mantel io gelieferte Wärme verdampft und somit an den
Venturis 15 in den Zweiglufteinlässen ia in endgültig dampfförmigem Zustande abgeliefert.
Das Gemisch wird durch weiteren Luftzusatz bei seiner Entladung durch die Venturis
gekühlt und so dem :Motor in bester Verfassung geliefert.
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Manche Bestandteile von Benzin sind so flüchtig, daß sie bei mechanischer
Luftmischung bzw. Zerstäubung, wie sie beim Austritt aus der Düse in die Mischluftleitung
eintritt, völlig verdampft werden, andere werden zwar beim Austritt aus der Düse
und durch die rasche Luftströmung durch den Hals des Venturis zerstäubt, neigen
aber doch dazu, wieder zu größeren Kügelchen zusammenzufließen. Diese schwereren
Bestandteile finden sich am äußeren Teile des durch die Mischleitung 6 fließenden
Stromes, und die Kondensation bzw. Wiedervereinigung der zerstäubten Flüssigkeit
tritt an der Leitungswand ien, von der aber die Flüssigkeit durch den stetigen Luftstrom
abgefegt wird. Da zur Verdampfung für diese schweren Stoffe mehr Wärme nötig ist
als für die leichten Stoffe, so sollten letztere nicht dieser stärkeren Erwärmung
ausgesetzt werden, j da jede Erwärmung des Gemisches vor der Zündung eine Minderung
der kinetischen Energie bedeutet, die durch die Zündung und Explosion entwickelt
wird. Um eine solche Überhitzüng der flüchtigeren Teile des Brennstoffes bei der
zur Verdampftuig der schwereren Teile dienenden Erhitzung zu vermeiden, ist die
Einrichtung nach Abb. q. und 5 zum Erhitzen der Mischung auf dem Wege zum Motor
vorgesehen.
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Der vom Heizmantel io umschlossene Teil fix der Leitung 6 ist genügend
erweitert, um eine Hülse 6e aufzunehmen, deren Innendurchmesser wesentlich gleich
dem des unerweiterten Teils 6 der Leitung ist und die Außenvorsprünge 6c zwecks
Zentrierung im Rohrteil fix hat, um einen dünnen Ringkanal 6d zwischen der Hülse
und der Innenwand der Kammer fix auszubilden. Dieser Ringkanal öffnet sich an beiden
Enden in die Leitung 6, die durch Reduzierstücke 6f mit dem Teil fix verbunden
ist. Mittels des Mantels io werden die schwereren Stoffe, die sich in gewissem Maße
auf der Innenfläche der Leitung 6 gesammelt haben und durch den Ringkanal 6d fließen,
direkt und besonders durch die den Mantel durchströmenden Abgase erhitzt und dabei
verdampft. Die dadurch gebildeten Dämpfe wirken als eine teilweise Isolierung der
die Mitte der Hülse durchfließenden leichteren Stoffe, die dadurch gegen unnötige
Erhitzung geschützt werden. Das Resultat ist, daß statt Erhitzung der ganzen Brennstoffmischung
auf eine zum Verdampfen der schwereren Stoffe genügende Höhe die Durchschnittstemperatur
der ganzen Mischung, deren Bestandteile sich in der Leitung vor dem Motor wieder
völlig vereinigen, nur um so viel vergrößert wird, als zum Verdampfen der schwereren
Bestandteile nötig ist.
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Der Vergaser wird so eingestellt, daß die von ihm gelieferte Mischung
zwar geeignet für Leerlauf, aber zu fett für größten Wirkungsgrad bei offener Drossel
und unter Belastung rasch laufendem Motor ist. Daher wird, Zusatzluft in die Mischung
am Lufteinlaß 13 nahe dem Motor eingesaugt, die sowohl die Mischung bis zum Punkt
größter Wirksamkeit richtig verdünnt als auch sie bis zum Punkt größter Wirksamkeit
richtig abkühlt. Daher sollte diese Luft so nahe als möglich an den Einlaßventilen
der verschiedenen Zylinder eingeführt werden. Diese Luftzumischung am Ende zwecks
Zubereitung des Gemisches für größte Leistung bei Raschlauf und Belastung findet
nur statt, wenn der Motorsog ausreicht,
um das Ventil 1q. gegen
seine Feder zu öffnen. Solche Zusatzluft wird daher nicht angesaugt, wenn der Motor
leerläuft. Die bei Raschlauf unter Last eingesaugte Luftmenge wird im allgemeinen
proportional dem Sog sein, der sich aus Motorgeschwindigkeit und Drosselöffnung
ergibt.