DE534253C - Vergaserspritzduese - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
24. SEPTEMBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 534253 KLASSE 46 c 2 GRUPPE

Societe Anonyme Solex in Neuilly-sur-Seine, Frankreich

Vergaserspritzdüse Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. November 1929 ah

Eine übliche Bauart von Vergaserspritzdüsen besteht darin, die kalibrierte Düsenöffnung, welche die austretende Brennstoffmenge regelt, als Tauchdüse in einem Kanal oder Zweigluftrohr anzuordnen, was in der Regel mittels konzentrischer Wände oder Rohre durchgeführt wird, in welchen der Brennstoff vor seinem Austritt in den Gemischraum des Vergasers vernebelt wird.

Die Brennstoff abgabestelle oder Tauchdüse liegt am unteren Ende eines Gemischkanals, der durch geeignete und zweckentsprechend angeordnete Öffnungen, die man Gemischöffnungen oder Emulsionsöffnungen nennt, mit einem konzentrisch zu dem Kanal liegenden Schacht in Verbindung steht. Dieser Schacht ist mit der Außenluft durch eine Leitung verbunden, welche in Form einer Kappe oder eines Überlaufes konzentrisch zum Schacht liegt und dazu dient, Luft von außen noch vor dem Unterdruckgebiet zu entnehmen, die ihren Einfluß dann auf die Mündungsstelle des Ausflußkanals in der Gemischkammer des Vergasers geltend macht.

Diese Anordnung der Einzelteile ist so bekannt, daß es nicht nötig ist, ihre Wirkungsweise im einzelnen hier zu wiederholen. Die Brennstoffmenge im Schacht, der dazu dient, diesen Vorrat so lange zu halten, als das Ausspritzen des Brennstoffs noch nicht begonnen hat, wird bei einer Geschwindigkeitssteigerung das Motors in die Speiseleitung gesaugt und bildet auf diese Weise eine gewünschte Ergänzung der gesamten Brennstoffabgabe. Aus praktischer Erfahrung weiß man, daß bei gleicher Belastung der Brennstoffverbrauch während solcher Beschleunigungsperiode größer sein muß als die im gleichbleibendenBetrieb erforderliche Brennstoffmenge. Wenn, mit anderen Worten, im Zeitpunkt einer Geschwindigkeitssteigerung die Brennstoffabgabe einen Wert A haben muß, so könnte sie unter Gleichhaltung aller übrigen Bedingungen kleiner als Ά sein, wenn der Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit in diesem Zeitpunkt laufen würde.

Die aus dem Schacht stammende. Üfoerschußmenge wird also praktisch dazu benutzt, diejenige Brennstoffmenge zu ergänzen, die während einer Geschwindigkeitssteigerung aus der Spritzdüsenmündung austritt. Sie kann diese Wirkung aber nur in roher und nur für den Augenblick wirksamer Weise erzielen; denn sobald der Brennstoffvorrat des Schachtes verbraucht ist, lassen die Gemisch-Öffnungen Luft eintreten, und die eigentliche kalibrierte Spritzdüsenöffnung steht nun nur unter dem Unterdruck, welcher sich in dem Luftabzweig geltend macht, dessen Luftzutritt diese Gemischöffnungen bilden. Die Größe dieses Unterdruckes hängt von dem Verhältnis der Austritts- und Eintrittsquer-

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schnitte dieser Zweigströmung ab, welche also durch den Querschnitt der Mündung des Emulsionskanals und demjenigen des oder der Emulsionsöffnungen gebildet wird. Wenn demnach diese Emulsionsöffnungen für einen Augenblick gesperrt werden, so würde sich der Unterdruck lediglich in dem Emulsionskanal geltend machen können, und die Brennstoffabgabe seitens der kalibrierten Düsenöffnung würde ihr Höchstmaß erreichen.

Der Brennstoffvorrat des Schachtes kann in dieser Hinsicht sich nur dahin geltend machen, den Zeitpunkt der Freilegung der durch diese Emulsionsöffnungen gebildeten Eintrittsquerschnitte etwas zu verzögern. Er muß vielmehr zu anderen Zwecken dienen, insbesondere die dem Unterdruck in dem Zweigstrom zu gebende Größe zu anderen Betriebszeiten bestimmen. Es ergibt sich daraus, daß die auf diese Weise hergestellte Verbindung zwischen dem Schacht und dem Emulsionskanal die Ausflußmenge des Schachtvorrates nicht beeinflussen kann.

Man hat bereits vorgeschlagen, die Emul- «5 sionsöffnungen stufenweise übereinander anzuordnen, um damit allmählich" eine Entleerung des Schachtes zu erzielen. Man hat auch vorgeschlagen, den Innenquerschnitt des Emulsionskanals stufenweise entsprechend den Stufen für den Zutritt der Emulsionshift zu ändern. Praktisch erreicht der Unterdruck, der sich auf die Mündung des Abzweiges geltend macht, fast sofort eine solche Höhe, daß, wenn man auch durch dieseEinzelausbildungen die Entleerung des Schachtes etwas erleichtert und gegebenenfalls sogar eine gewisse Steigerung bei der Schachtentleerung zu Beginn einer Geschwindigkeitssteigerung des Motors erreicht, man doch nicht einen höchsten Unterdruck in dem Zweigstrom und eine größere Brennstoffabgabe durch die kalibrierte Spritz düsenöffnung erreichen kann, wie' dies möglich wäre, wenn man die Luftemuls ions öffnungen während eines größeren Zeitraumes verstopfen könnte. Die Erfindung bezweckt Verbesserung der eben beschriebenen Vorrichtungen, die man etwa -als Tauch düse- mit progressiver Emulsionsbildung bezeichnen könnte. In uex Hauptsache besteht die Erfindung darin, eine Versperrung des Luftdurchtrittes bei allen j oder einem Teil der Emulsionsöffnungen für eine gewisse zweckentsprechende Zeit aufrechtzuerhalten durch Verwendung der Kapillarspannung des flüssigen Brennstoffs, indem man diesen Öffnungen, und zwar insbesondere den Emulsionsluftzutrittsstellen zu diesen Öffnungen, derartige Abmessungen und Ausbildungen gibt, daß in ihnen die gewünschten Kapillaritätswirkungen eintreten. Da die verschiedenen Öffnungen eine bestimmte Gesamtabgabe an Brennstoff liefern müssen, ist es praktisch nicht immer möglich, ihre Zahl so zu vervielfachen, daß man hierdurch die gewünschten Kapillaritätswirkun- 6g gen erzielt, wenn man diesen Öffnungen nur die übliche Kreisform gibt, und zwar selbst in dem Falle, daß diese Öffnungen sehr klein gewählt werden. Der zweckmäßigste Querschnitt kann jedoch jedenfalls dadurch erreicht werden, daß man die eben erwähnte Durchtrittsstelle für den flüssigen Brennstoff als einen sehr engen Ringspalt ausbildet, in welchem durch die Gestaltung und das ganz dichte Aneinanderführen der Wandungen die Erzielung einer Kapillarspannung erreichbar ist, die eine Funktion dieser beiden Teile ist. Diese Kapillarspannung erzeugt den gewünschten Widerstand gegen den Luftzutritt und läßt diesen Durchtritt nur bei einem Unterdruck in.dem Emulsionskanal zu, der so hoch ist, wie dies zur Erreichung des Zweckes, d. h. zur Erzielung des Höchstunterdruckes, in diesem Kanal und der größten Brennstoff- -abgabe der kalibrierten Spritzdüsenmündung erforderlich ist.

Die Erfindung läßt sich bei allen Arten von Tauchdüsen anwenden, die. in einem Abzweig liegen. In der nachfolgenden Beschreibung hat man an einem den Erfindungsgedanken jedoch in keiner Weise beschränkenden Beispiel angenommen, daß die Erfindung bei einer üblichen Düsenausbildung verwendet wird, bei welcher, um den den Emulsionskanal bildenden, an seinem Fuß die kalibrierte öffnung enthaltenden Rohrteil leicht auswechseln zu können, dieser Teil sich mit seiner Unterseite gegen den Schachtboden stützt, der eine zweckmäßig kegelige Sitzfläche bildet. Längs der Rohrwandung dieses Teiles sind Zutrittsöffnungen für die Emulsionsluft, beispielsweise stufenförmig übereinander, an geeignet gewählten Stellen angebracht, welche den Emulsionskanal mit dem eigentlichen Schachtraum verbinden. Nach seinem Einsetzen fallen die Achsen dieses Rohrteiles und seines Schachtes zusammen, und die kalibrierte Spritzdüse liegt unmittelbar vor der Mündungsstelle einer mit dem Schwimmerbehälter in Verbindung stehenden Brennstoffzuführungsleitung. Das Rohrstück wird hierbei zweckmäßig mittels einer Art Überwurfmutter gehalten, die zugleich die Überström- und Eintrittsstelle für die Luft zum Schacht bildet. "

Gemäß der Erfindung kann über den Emulsionsöffnungen, zweckmäßig über denjenigen, ■die dem Schachtboden am nächsten liegen, an der Außenseite des. Emulsionsrohres eine Verdickung, ein. Wulst o. dgl. angebracht sein, derart, daß zwischen ihm und der Innenwand des Schachtes nur ein ganz feiner Ringspalt

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bleibt. Durch diese Anordnung macht sich die Kapillarität zwischen den den Spalt begrenzenden Wänden derart geltend, daß, während die im oberen Teil des Schachtes liegenden Emulsionsöffnungen diesen Schachtteil zum Auslaufen bringen und für die Luft in üblicher Weise einen Durchtritt liefern, die unterhalb des Wulstes gelegenen Öffnungen nicht in Betrieb treten, worauf schließlich die ίο Luft erst zutritt, nachdem der in dem Emulsionsrohr herrschende Unterdruck groß genug geworden ist, um die durch die Kapillarspannung in dieser Stufe entstehende Wirkung zu überwinden.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß der Gesamtquerschnitt für die Summe der Emulsionsöffnungen nicht geändert wird. Der Querschnitt des Ringspaltes kann größer sein als die Summe der Querschnitte der von ihm

ao überwachten Öffnungen. Da der Luftzutrittsquerschnitt in dem Zweigstrom nur vorübergehend vermindert wird und da das Verhältnis der Zutritts- und Austrittsquerschnitte in gleicher Weise verändert wird, so steigt die von der kalibrierten Spritzdüse abgegebene Brennstoffmenge. Man erreicht auf diese Weise das gesteckte Ziel, wonach während der Geschwindigkeitszunahme die Brennstoffabgabe größer ist als die für den konstanten Betrieb erforderliche, während alle übrigen Bedingungen und Betriebsfunktionen unverändert bleiben.

Ferner sei darauf verwiesen, daß die Kapillarspannung für die üblichen als Brennstoff verwendeten Flüssigkeiten gegenüber Temperaturänderungen sehr empfindlich ist, und zwar im umgekehrten Verhältnis zu ihnen steigt. Es ergibt sich hieraus, daß die Verzögerung hinsichtlich der Versperrung des Durchganges, die durch den obenerwähnten Spalt gebildet wird, ermöglicht, den Brennstoffüberschuß beizubehalten, der für die besonderen Betriebsbedingungen bei niedrigen Temperaturen verlangt wird. Es kommt also zu der erreichten Lösung der gestellten Aufgabe noch als günstig ein Mittel zu einer wenigstens angenäherten Regelung der Veränderung der Nutzbrennstoffmenge hinzu. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung verwiesen, die jedoch nur einige wenige Ausführungsformen des Erfindungsgedankens als Beispiele veranschaulicht. Abb. ι bis 3 zeigen schematisch drei bekannte Vergaserausführungen mit Spritzdüsen, bei denen die Erfindung verwendet werden kann.

Abb. 4 bis 7 zeigen im Axialschnitt Einzelteile dieser Vergaser mit vier verschiedenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung.

Abb. ι veranschaulicht einen Vergaser mit einer Saugleitung 1 und einer Drosselklappe2.

Das Saugrohr bildet vor dieser "Drossel·- klappe 2 eine Gemischkammer 3. In der Nähe der Klappe mündet eine Zusatzgemischkammer 4, die durch eine Nebenspritzdüse 5 beim Leerlauf gespeist wird. Aus einem Schwimmerbehälter 6 wird durch eine Leitung 7 der Spritzdüse 5 und einer kalibrierten Düsenöffnung 8 Brennstoff zugeführt, die unter dem Spiegel des Schwimmerbehälters liegt und in ein Abgaberohr 9 mündet, das bei 10 nach der Gemischkammer 3 hin offen ist. Dieses Rohr 9 steht durch eine Leitung 12 mit einem nach der Außenluft offenen Schacht 11 in Verbindung. ·

Abb. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei der jedoch die Teile 8 und 9 die auswechselbare Spritzdüse bilden, welche gleichachsig zum Schacht 11 angeordnet ist, und bei der die Leitung 12 durch eine Reibe von EmulsionsÖffnungen 13, 14 ersetzt ist, welche längs der Innenwand einer hülsenartigen Überwurfmutter 15 verteilt ist, die zur Befestigung der auswechselbaren Spritzdüse dient. Diese Überwurfmutter bildet zugleich die Überström- und Durchtrittsstelle für die Luft, die bei 16 zutritt.

In Abb. 3 ist eine weitere Abart dieser zuletzt beschriebenen Ausführung veranschaulicht, bei welcher die Speisung der Leerlaufdüse 5 aus dem Schacht 11 erfolgt, so daß nun diese Spritzdüse 5 mit der Hauptdüse 8 hintereinandergeschaltet ist.

Gemäß Abb. 4 besitzt der auswechselbare Düsenteil 8, 9 beispielsweise oberhalb der EmulsionsÖffnungen, die dem Boden des Schachtes Ii am nächsten liegen, d.h. also oberhalb der Öffnungen 12, einen Wulst 17 o. dgl., dessen Äußendurchmesser so gewählt ist, daß nur ein ganz feiner Zwischenraum oder Kapillarspalt 18 zwischen dem Wulstumfang und der Innenwand des Schachtes 11 verbleibt. Dieser Spalt, welcher bei der praktischen Ausführung in der Größenordnung eines kleinen Bruchteiles eines Millimeters gehalten ist, bildet einen ringförmigen Durchlaß, dessen Querschnitt zum mindesten so groß ist wie der Gesamtquerschnitt der EmulsionsÖffnungen 12, zu denen er Zutritt gibt. Die Kapillarspannung, welche in dem Spalt herrscht, der zwischen den so stark genäherten Wandungen geschaffen ist, ist so groß, daß sie die oben beschriebene Verzögerung in dem Abschluß erzeugt. Man erkennt demnach, daß die öffnungen 13, 14... in üblicher Weise arbeiten, während die Öffnungen 12 Luft nur von dem Zeitpunkt an durchlassen, an welchem der Druckunterschied zwischen der Stelle 16 (der Außenluft) und dem Kanal 9 ausreicht, um die Wirkung der Kapillarspannung in dem Spalt 18 zu überwinden. Es ist ersichtlich, daß man dem Durchlaß oder Spalt

1.8 durch geeignete und genau bemessene Wahl des Außendurchmessers des Wulstes jede beliebige Abmessung geben kann.

Man kann, wie dies Abb. 5 zeigt, statt eines Wulstes 17 auch einen Ring oder Ringansatz 19 verwenden, der in den Schacht 11 eingeführt ist, so daß nun der Spalt 18 unmittelbar den Düsenkörper 9 umgibt. Hierdurch kann der Ringspalt nocit kleinere Abmessungen erhalten als in dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4.

Abb. 6 zeigt eine "der Abb. 4 etwa entsprechende Anordnung, bei der jedoch der auswechselbare Düsenkörper eine Bohrung 9 besitzt, die in bekannter Weise abgesetzt ist, - also verschieden große Querschnitte aufweist, beispielsweise einen verengten Teil am Fuß und einen weiteren Querschnitt in seinem oberen Teil.

In Abb. 7 ist schließlich eine Ausführungsform veranschaulicht, bei welcher der Durchgangsspalt 18 aus übereinanderliegenden Ringen besteht, welche beispielsweise durch Eindrehen von gleichachsigen Ringnuten in den Wulst 17 entstanden sind, wodurch die Wirkung der Kapillarspannung sich weiter steigert.

Anstatt nur einen einzigen Durchgangsspalt 18 über den Öffnungen 12 anzubringen, kann auch ein entsprechender Spaltdurchgang, beispielsweise über den Emulsionsöffnungen 13 usw., angebracht sein, wobei die einzelnen Spalten zweckmäßig solche Abmessungen erhalten, daß die Wirkungen der Kapillarspannung, welche sie erzeugen und die bis zu einem gewissen Grade eine Absperrung der Emulsionsöffnungen in dem Mittelrohr 19 hervorrufen, sich allmählich geltend machen können.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Spritzdüse für Vergaser mit einer Tauchdüse am Fufi eines Emulsionskanals, der durch übereinander angeordnete Öffnungen mit einem konzentrisch zum Kanal angeordneten Schacht in Verbindung steht, welcher mittels einer konzentrischen, den Überströmquerschnitt begrenzenden Kappe mit der Außenluft verbunden ist, die außerhalb des Unterdruckgebietes entnommen wird, welches auf die in der Gemischkammer des Vergasers liegende Brennstoff- bzw. Emulsionsabgabemündung wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionsluft, bevor sie zu den übereinander angeordneten Öffnungen oder einem Teil derselben gelangt, in Hintereinanderschaltung mit ihnen,,und zwar im Schachtraum unterhalb des Brennstoffspiegels angeordnete Durchgangsstellen oder Öffnungen durchströmt, die derartige Form und Abmessungen besitzen, daß sie während des Betriebes Kapillarwirkungen seitens des flüssigen Brennstoffs erzeugen können, um bei dem Luftdurchtritt sämtliche oder einen Teil der Emulsionsöffnungen mehr oder weniger abzusperren, derart, daß zu Beginn einer Geschwindigkeitssteigerung der Maschine ein verstärkter bzw. der Höchstunterdruck in dem Emulsionskanal; und damit eine erhöhte Brennstoffabgabe durch die kalibrierte Öffnung erfolgt.
2. 2. Spritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsstellen mit Kapillarwirkung als sehr enge Ringdurchlässe zwischen der Außenseite des Emulsionsrohres und der Innenwandung des Schächtraumes, und zwar durch Verdickungen des Emulsionsrohres an bestimmten Stellen, durch Verengung des Schachtraumes oder durch Einsetzen von Ringen zwischen den beiden Wandungen, ausgebildet sind.
3. 3. Spritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Verdickung des Emulsionsrohres gebildeten rohrförmigen Kapillardurchlässe in der Weise ausgebildet sind, daß jeder Ringdurchlaß in eine Anzahl stufenförmig übereinanderliegender Ringe unterteilt ist, zwischen denen Ringnuten liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen