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Spritzvergaser mit Zusatzbrennstoffpumpe Die Erfindung bezieht sich
auf Vergaser für Brennkraftmaschinen, die neben der Hauptspritzdüse für den Brennstoff
und gegebenenfalls der Leerlaufdüse eine der Hauptdüse zugeordnete Nebendüse haben,
die von einer mit dem Drosselorgan betätigten Brennstofförderpumpe mit Brennstoff
gespeist wird. Diese Brennstoffpumpen haben den Zweck, bei Inbetriebsetzung der
Drennkraftmaschine mit dem öffnen der Drosselklappe zur Anreicherung des infolge
der geringen Saugwirkung der Kolben während der Anlaufszeit mageren Gemisches einen
zusätzlichen Brennstoffstrahl in den Mischraum einzuspritzen und hierdurch die Anlaufszeit
zu verkürzen. Diese Verkürzung der Anlaufszeit ist besonders für Motore in Kraftfahrzeugen
wichtig, da ein mit einer derartigen Einrichtung versehenes Fahrzeug ein wesentlich
größeres Anzugsmoment und eine größere Beschleunigung aufweist. Die bekannten Einrichtungen
haben jedoch den Nachteil, daß die etwa mittels Saug- und Druckleitung unter ,Einschaltung
von Rückschlagventilen mit dem Schwimmerraum bzw. der Zusatzdüse verbundene Pumpe,
deren Kolben zwangsläufig mit der Drosselklappe bewegt wird, nicht nur während der
Anlaufszeit Brennstoff in den Mischraum fördert, sondern auch mit jeder weiteren
Lagenänderung der Drosselklappe.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch Anordnung einer vom
Drosselorgan gesteuerten Zusatzförderpumpe mit einem Einlaß für den Brennstoff in
dem Pumpenzylinder und einer Entlüftungsöffnung für diesen, deren Lage so getroffen
ist, daß sie vom Kolben nur 'in einer der vorbestimmten Lage -etwa der Schließlage
- der Drossel entsprechenden Kolbenstellung freigegeben werden. Zweckmäßig werden
beide Öffnungen in gleicher Höhe in der Wandung des Pumpenzylinders angeordnet und
von dem im Zylinder hin und her gehenden Kolben überschliffen. Bei dieser Anordnung
der Brennstoffzuleitung ist es erforderlich, daß der Kolben zur Freigabe der Eintrittsöffnung
jedesmal in eine bestimmte Lage zurückgebracht wird. Zur Vermeidung von Leitungs-
oder anderen Brüchen infolge des hohen Überdruckes bei zu schnellem Niedergang des
Kolbens ist der Kolben an der Arbeitsseite ausgehöhlt und bildet so einen Luftpuffer.
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Die neue Pumpe hat den Vorteil, daß der Kolben nicht bei dem durch
die Schwankungen der Drosselklappe verursachten Spiel im Zylinder bei jedem neuen
Rückgang Brennstoff ansaugt und diesen beim Niedergehen in den Mischraum preßt,
sondern daß zur Freigabe des Brennstoffeinlasses der Kolben bis hinter eine vorbestimmte
Stellung zurückgehen muß, die Drosselklappe also, wenn die Zusatzförderung während
der Anlaufszeit der Maschine stattfinden soll, erst nahezu oder ganz geschlossen
werden muß. Die Entlüftung bewirkt, daß nach Freigabe des
Brennstoffeinlasses
die Zufuhr rasch vor sich geht.
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In weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens ist an dem Kolben
eine zweite Steuerkante für den Brennstoffeinlaß in den Pumpenzylinder vorgesehen,
die den Einlaß bei Erreichung der unteren Totpunktlage, d. h. bei voller Öffnung
der Drosselklappe freigibt. Hierdurch wird erreicht, daß bei völliger Öffnung der
Drossel die Zusatzdüse in ständig offener Verbindung mit dem Brennstoffbehälter
bleibt und so als Nebendüse zur ständigen Anreicherung des Gemisches dient. Diese
Einrichtung bietet somit den weiteren Vorteil, daß dem Motor unter Vollast durch
die Saugwirkung im Ansaugrohr eine zusätzliche Brennstoffmenge durch die Zusatzdüse
zugeführt wird, ohne daß eine besondere Nebendüse für diesen Zweck, die evtl. wiederum
eine besondere Steuerung verlangt, erforderlich ist.
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Durch Anordnung einer zweiten Steuerkante für den Brennstoffeinlaß
in den Pumpenzylinder, die diesen bei Erreichung der unteren Totpunktlage, d. h.
bei voller Öffnung der Drosselklappe freigibt, wird erreicht, daß in dieser Stellung
die Zusatzdüse in ständig offener Verbindung mit dem Brennstoft-behälter bleibt
und so als Nebendüse zur ständigen Anreicherung des Gemisches dient. Diese Einrichtung
bietet somit den weiteren Vorteil, daß dem Motor unter Vollast durch die Saugwirkung
im Ansaugrohr eine zusätzliche Brennstoffmenge durch die Zusatzdüse zugeführt wird,
ohne daß eine besondere \Tebendüse für diesen Zweck, die evtl. wiederum eine besondere
Steuerung verlangt, erforderlich ist.
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Eine beispielsweise Ausbildung der neuen Pumpe ist in der Zeichnung
in Fig. i im Längsschnitt nach Linie II-II der F ig. 2 in Verbindung mit einem Vergaser
für Fahrzeugmotore dargestellt.
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Fig. 2 ist eine Aufsicht auf den Vergaser gemäß Fig. i, und Fig. 3
und .4 zeigen zwei weitere Ausbildungsmöglichkeiten des Kolbens.
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Fig.5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Zusatzdüse unterhalb
der Saugdüse des Mischraumes mündet.
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Fig. 6 stellt eine weitere Ausbildung der Pumpe dar, in der die Zusatzdüse
in Öffnungsstellung der Drosselklappe als Nebendüse arbeitet.
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Der in Fig. i dargestellte Vergaser besteht im wesentlichen aus dem
mittels einer Drosselklappe 1 verschließbaren Mischraum 2, der seitlich an diesem
angeordneten Schwimmerkammer 3, die durch die Zuleitung ¢ an die Hauptdüse 5 angeschlossen
ist. In dem Vergasergehäuse 6 ist zwischen der Schwimmerkammer 3 und dem Mischraum
2 eine Zylinderbohrung 7 vorgesehen, die am Boden durch eine Bohrung 8 mit der in
den Mischraum 2 mündenden Zusatzdüse 9 verbunden ist. In der Zylinderbohrung 7 ist
ein Hohlkolben io dicht abschließend gegen Wiikung der von dem Hohlraum ii des Kolbens
io und der Bohrung 7 aufgenommenen Wickelfeder 12 verschiebbar angeordnet. Die Brennstoffzuleitung
in den Zylinder 7 erfolgt durch die die Zylinderwandung durchsetzende Bohrung i3
von der Schwimmerkammer 3 aus. In gleicher Höhe mit der Brennstoffleitung befindet
sich in der Zylinderwand die mit der Außenluft in Verbindung stehende Entlüftungsleitung
14. Der Kolben io wird von dem auf seinem Deckel 18 aufliegenden Hebelarm i5, der
mit der Drehachse 23 der Drosselklappe i fest verbunden ist, gesteuert.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erfolgt die Entlüftung des
Pumpenzylinders 7 durch eine die Kolbenwand durchsetzende Bohrung 16, deren Abstand
von der Steuerkante 17 des Kolbens io gleich dem Abstand der Brennstoffleitung 13
von der die Bohrung 16 im Kolben io steuernden Kante des Gehäuses ist. Fig. 4. zeigt
eine im Deckel 18 des Kolbens io angeordnete Bohrung i9, die mittels eines Ventilstiftes
2o durch den Hebelarm 15 der Drosselklappe i gegen Wirkung einer Feder 21 beim Arbeitsgang
des Kolbens io verschlossen wird. Eine Klappe 2,2 sichert den Ventilstift in seiner
Lage. Beim Rückgang des Kolbens io wird der Ventilstift durch die die Kraft der
Feder 21 übersteigende Kraft der Feder 12- in Verschlußstellung gehalten. Erst nahe
in der Endlage des Kolbens io, das ist mit der Öffnung des Brennstoffeinlasses,
wird der Ventilstift 2o durch die Feder 21 von seinem Sitz abgehoben.
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Der neue Vergaser arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß die Zusatzdüse
während der Anlaufzeit des Fahrzeuges Brennstoff fördern soll. Die Drosselklappe
i ist völlig bzw. nahezu geschlossen, und der Motor saugt den für Leerlauf erforderlichen
Brennstoff durch eine (nicht gezeichnete) Leerlaufdüse an. Der Kolben io der Pumpe
ist unter Wirkung der Feder i2 in seine obere Totpunktlage verschoben und gibt die
Brennstoffzufuhr in den Zylinder 7 durch die Leitung 13 frei. Der Entlüftungskanal
14 bzw. 16 (Fig.3) oder das Ventil i9, 2o (Fig. 4) sind geöffnet, so daß der Brennstoff
bis zur Höhe der Mündung der Entlüftungsleitung 1¢ in der Zylinderwand. (Fig. i)
oder bis zur Höhe des Brennstoffspiegels in der Schwimmerkammer (Fig. 3 und 4) in
den Pumpenzylinder füllt. Wird nun die Drosselklappe i geöffnet, so wird der Kolben
io durch den Hebel 15 gegen Wirkung der Feder 12 in den Zylinder 7 gepreßt,
schließt
die Brennstoffzuleitung 13 und gleichzeitig den Entlüftungskanal 14 bzw.
16 und i9, 2o. und drückt bei weiterer Abwärtsbewegung den Brennstoff aus dem Zylinder
7 durch die Zusatzdüse 9 in den Mischraum. Da der Brennstoff aus dem Pumpenzylinder
7 durch die enge Bohrung der Düse 9 nicht in dem Maße entweichen kann, wie es dem
Vordringen des Kolbens io entsprechen würde, wird die in dem Hohlraum ii des Kolbens
io eingeschlossene Luft komprimiert und preßt unter Entspannung den Brennstoff durch
die Düse. Die Anordnung des Luftpolsters hat somit neben der Verhinderung von Rohr-
und Zylinderbrüchen den weiteren Vorteil, daß die Austrittsdauer des Brennstoffes
durch die Düse verlängert wird bzw. daß der Strahl in gleichbleibender Stärke austritt,
ohne durch Schwankungen in der Bewegung des Kolbens beeinträchtigt zu werden. Nachdem
die Brennstoffmenge durch vollständiges Öffnen der Drosselklappe und somit durch
die Überführung des Kolbens in die untere Totpunktlage restlos durch die Zusatzdüse
9 aus dem Zylinder 7 hinausgepreßt ist, kann der Kolben io entsprechend den Bewegungen
der Drosselklappe i in dem Zylinder 7 sich hin und her bewegen, ohne daß eine weitere
Brennstofförderung durch die Pumpe eintritt. Erst wenn nach Schließen der Drosselklappe
i der Kolben io von der Feder 12 in die obere Totpunktlage zurückgetrieben ist,
oder je nach Lage der Brennstoffzuleitungsöffnung 13 zu einem früheren Zeitpunkt,
wird die Brennstoffleitung und der Entlüftungskanal wieder freigegeben, so daß der
Pumpenzylinder 7 sich wieder mit Brennstoff füllt. Die Pumpe fördert also nur nach
Erreichung einer bestimmten, wählbaren Stellung des Kolbens io eine durch die Abmessungen
des Zylinders bestimmbare Brennstoffmenge.
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Soll die Zusatzdüse 9 gleichzeitig als Nebendüse zur Anreicherung
des Gemisches bei unter Vollast laufendem Motor oder sonst einem wählbaren Zeitpunkt
verwandt werden, so wird in dem Kolbenmantel io durch eine Eindrehung 24 eine zweite
Steuerkante geschaffen, die durch die Bohrung 25 mit dem Pumpenzylinder in Verbindung
steht (Fig.6). Die Eindrehung 24 ist so angeordnet, daß sie den Brennstoffeinlaß
13 in der unteren Totpunktlage des Kolbens io, d. h. bei völliger Öffnung der Drosselklappe
i freigibt. Der Luftauslaß 14 bzw. 16, 21 ist in dieser Stellung des Kolbens io
geschlossen. Daher wird durch die Saugwirkung im Mischraum 2 Brennstoff aus der
Schwimmerkammer 3 durch die Kanäle 13, 24, 25, 8 in die Düse 9 gesaugt und
tritt aus dieser aus. Bei entsprechender Anordnung des Luftaustritts kann an Stelle
reinen Brennstoffes auch ein zusätzliches Gemisch angesaugt werden. In allen übrigen
Stellungen des Kolbens io bzw. der Düsenklappe i bleibt der Ringkanal 24 verschlossen
oder wird spätestens beim Abschluß des Brennstoffeinlasses 13 durch die Unterkante
des Kolbens io ebenfalls nach außen abgeschlossen. Ist der Entlüftungskanal 16 für
den Pumpenzylinder in dem Kolbenmantel io (Fig.3) angeordnet, so kann bei geeignet
gewählten Größen- und Hubver-. hältnissen der Entlüftungskanal die zweite Steuerkante
des Kolbens io für den Brennstoffeinlaß bilden und in der unteren Totpunktlage die
Verbindung zwischen Brennstoffeinlaß 13 und Düse 9 bilden.
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Der Vorteil der neuen Einrichtung zeigt sich in einer beträchtlichen
Brennstoffersparnis, da, solange der Brennstoffeinlaßkanal 13 von dem Kolben io
verschlossen gehalten wird, die Pumpe keinen Brennstoff fördert. Die Pumpe ist ferner
durch Wegfall der beweglichen Ventilteile wesentlich einfacher, billiger in der
Herstellung und bietet eine größere Betriebssicherheit.
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Die Anwendung der neuen Einrichtung ist nicht auf Vergaser für Brennkraftmaschinen
beschränkt, sondern kann überall da mit Vorteil stattfinden, wo irgendeine Flüssigkeit
unter ähnlichen Bedingungen, wie zuvor beschrieben, gefördert werden soll, wie auch
die Ausbildung in weiten Grenzen geändert werden kann.