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Gemischheizvorrichtung zur Verhinderung der Eisbilduüg, insbesondere
an Vergasern von Flugzeugmotoren Die Erfindung betrifft eine Gemischheizvorrichtung
zur Verhinderung der Eisbildung, insbesondere an Vergasern von Flugmotoren, mit
Anordnung einer Reihe von untereinander durch Kanäle in Verbindung stehenden, die
Gemischleitungsräume des Vergasers umgebenden und an den Kreislauf des Schmieröls
des Motors angeschlossenen Heizmänteln.
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Als Heizmittel für die Vergaser luftgekühlter Flugmotoren wurde bisher
entweder Auspuffgas oder das im Motor umlaufende Öl verwendet.
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Die Auspuffheizung ermöglicht zwar, den Motor in kurzer Zeit auf die
Betriebsdrehzahl zu bringen, da der Vergaser fast augenblicklich nach dem Anlassen
des Motors die richtige Betriebstemperatur erhält, doch besitzt sie den großen Nachteil,
daß die Vergasertemperatur im Dauerbetrieb viel zu hoch wird, wodurch der Füllungsgrad
des Motors und damit auch seine Leistung verschlechtert wird.
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Um das zu starke Anwachsen der Vergasertemperatur zu vermeiden, hat
man vielfach Ölheizung verwendet, die im Vergleich mit der Auspuffheizung insofern
vorteilhaft ist, als die Vergasertemperatur im Beharrungszustand des Motors einen
Wert annimmt, der abhängig von der Motortemperatur den Vergaser unter günstigen
Betriebsbedingungen arbeiten läßt. Man muß dabei aber die Nachteile in Kauf nehmen,
daß der Leerlauf des Motors wegen der zu geringen Vergasertemperatur schlecht ist,
daß es ferner ziemlich lange Zeit beansprucht, bis der Vergaser die Betriebstemperatur
erreicht, und infolge der geringen Öl- und damit Vergasertemperatur bei niedrigen
Motordrehzahlen, beispielsweise beim Gleitflug, die Gefahr des Einfrierens des Vergasers
vorhanden ist.
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Besonders zur wirksameren Bekämpfung der Eisbildung im Vergaser ist
bereits vorgeschlagen worden, bei Vergasern, die mit zwei oder mehreren Mischrohren
ausgerüstet sind und bei denen die Kraftstoffzuführung durch Bohrungen in dem einen
der Mischrohre erfolgt, eines dieser Rohre selbst mittels heißen Schmieröles aus
dem ölkreis= lauf, mittels Auspuffgases, heißen Wassers oder elektrischer Heizdrähte
zu erwärmen. Dem gleichen Zwecke dient die vielfach angewendete starke Vorheizung
der angesaugten Luft.
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Abgesehen davon, daß auch hier bei Verwendung von Schmieröl oder Auspuffgas
als Heizmittel die bereits erörterten Nachteile auftreten, gestattet auch die Heranziehung
der anderen vorher erwähnten Heizmittel keine oder nur eine mit beträchtlichen Schwierigkeiten
verbundene Beherrschung der dem Gemisch zugeführten Wärmemenge.
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Die unerwünschte und nachteilige Folge davon ist deshalb auch bei
allen diesen Heizarten eine zu starke Wärmezufuhr und eine
damit
gleichlaufende beträchtliche VersGli.leehterung des Füllungsgrades und folglich
auch der Motorleistung.
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Der gleiche Nachteil haftet auch der weiteren bisher bekanntgewordenen
Vergaser- bzw. Gemischheizung an, bei der dem Gemisch, hauptsächlich um die Verdampfung
des Kraftstoffes zu unterstützen, Auspuffgas beigemengt wird. Diese Heizart kann
auch schon deshalb nicht als befriedigende Lösung ange-. sehen werden, weil sie
außer der ungünstigen Beeinflussung des Füllungsgrades auch noch eine Verschlechterung
des Gemischheizwertes herbeiführt, was eine abermalige Herabsetzung der Motorleistung
zur' Folge hat., Zur Beseitigung der Mängel der mittelbaren Auspuffgasheizung, insbesondere
bei Kraftfahrzeugmotoren, bei der 'das Vergasermischröhr von auspuffgasdurchströmten
Heizräumen umgeben ist, sind auch bereits Vorschläge für eine zweckmäßige Regelung
der Gaszufuhr in den Heizmäntel gemacht worden.
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Nach diesen wurde in das Auspuffgasrohr des Motors eine Drosselklappe
eingebaut, die, gleichsinnig mit der Vergaserdrossel bewegt, den Heizmänteln über
eine zweckentsprechend. angeordnete Leitung mehr oder weniger heißes Gas zuführt.
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Außer dieser Grobregelung ordnete man noch ein temperaturempfindliches
Regelorgan an, das gusätzlich die Auspuffga,szufuhr mittels einer Drosselklappe
in Abhängigkeit von der Temperatur `unter der Motorhaube und vier durch Leitung
vom Ansaugrohr des Motors auf das Regelorgan übertragenen Wärme regelt, um- allen
wechselnden Betriebsbedingungen' gerecht- zu werden und dem Vergaser Fiber den ganzen
Drehzahlbereich die richtige Temperatur zu' geben.
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Zur `Vermeidung, des hauptsächlichsten Nachteiles der reinen Auspuffgasheizung,
nämlich die allzu starke Temperaturerhöhung im Vergaser bei stark beanspruchtem
Motor und die damit gleichlaufende beträchtliche Verschlechterung des Füllungsgrades
des Motors, schaltet diese Heizungsregelung naturgemäß bei voll. geöffneter -Vergaserdrosselklappe
die Heizgaszufulir gänzlich ab, weshalb auch durch Anwendung dieser Regelung in
Verbindung mit der Auspuffheizung bei Flugmotorenvergasem im Vollgasbetrieb keine
Gewähr für die Verhütung der Eisbildung im Vergaser geboten ist, ganz abgesehen
davon, daß der Einbau und die Anpassung dieser Regeleinrichtung an die tatsächlichen
Betriebsverhältnisse bei Flugmotoren schwierig. ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber eine zweifache, und zwar
einesteils die, dem- Vergaser über dem ganzen Drehzahlbereich des Motors mit den
einfachsten Mitteln nur so viel Wärme zuzuführen, daß die Eisbildung im -Vergaser
sicher vermieden wird, womit gleichzeitig eine weitere wichtige Betriebserfordernis
erfüllt wird, nämlich die, dem Motor das brennbare Gemisch so kühl, als es bei wirksamer
Verhinderung der Eisbildung möglich ist, zuzuführen und andernteils die, das im
Motor umlaufende Öl im unteren Drehzahlbereich vorzuwärmen, wodurch der Motor schneller
auf seine Betriebstemperatur gebracht wird.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Vereinigung der Öl- und Auspuffheizung
im Vergasergehäuse derart, daß die Vorteile beider benutzt, ihre Nachteile aber
vermieden werden.
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Die.Erfinclung besteht nunmehr in der Anordnung eines teilweise die
ölheizmäntel und teilweise die Leerlaufdüsenanordnung des Vergasers umschließenden
weiteren aüspuffgasdurchströmten Heizmantels unter Regelung der Auspuffgaszufuhr
durch eine im Eintrittsstutzen der Auspuffgase angeordnete"über ein Schleppgestänge.
oder entsprechende übertragungsvorrichtungen von den! Hauptdrosselhebel des Vergasers
gesteuerte Drosselklappe, die bei geschlossener Hauptdrossel des Vergasers den Durchflußquerschnitt
der Auspuffgase voll öffnet und bei etwa bis zu einem Drittel ihres Verstellweges
geöffneter Hauptdrossel abschließt.
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Durch -diese einfache mechanische Regelung der Auspuffgaszufuhr ist
es im Falle dieser Vereinigung möglich, die Verschiedenheit des Temperaturanstieges
der beiden Heizmittel derart auszunutzen, da! dem Vergaser über dem ganzen Drehzahlbereich
nur so viel Wärme zugeführt wird, daß eine Eisbildung wirksam verhütet wird, wodurch
die Leistung des Motors keine größere Beeinträchtigung erfährt, als es unbedingt
erforderlich ist.
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Infolge des gleichzeitig erfolgenden Wärmeüberganges von dem heißeren
Auspuffgas auf den zweiten Wärmeträger, das Motoröl, tritt dabei im niedrigen Drehzahlbereich
eine starke Aufheizung des Öles ein, wodurch eine rasche Durchwärmung des ganzen
Motors hervorgerufen wird und dieser deshalb beim Anlassen ohne Gefahr von Lagerschäden
rasch auf eine höhere Drehzahl gebracht werden kann, somit also nach dem Anlassen
schnell betriebsbereit ist.
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Die in den Ölkreislauf eingeschalteten, von Öl durchflossenen Heizräume
umgeben die gesamte Vergaseranlage, d. h. alle Mischräume des Vergasers, während
der nach der Erfindung vorgesehene Auspuffgasheizraum lediglich die Leerlaufdüsenanlage
und gleichzeitig einen Teil der ölheizräume umschließt, von denen er durch Gehäusewände
getrennt ist. Auf diese Weise wird die Leerlaufdüsenanlage beim Anlaufen des Motors
stark geheizt
und das öl durch den Wärmeübergang durch die Trennwände
zwischen dem Auspuffheizraum und den anliegenden ölheizräumen rasch auf Betriebstemperatur
gebracht.
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Während die ölheizräume dauernd ohne Zwischenschaltung irgendeiner
Regelvorrichtung vom Motoröl durchflossen werden, ist in dem Eintrittsstutzen zu
dem Auspuffheizraum eine Drosselklappe, die durch Federdruck in geschlossener Stellung
gehalten wird, eingebaut. Diese Drosselklappe ist in der oben erwähnten Weise mit
dem Hauptdrosselhebel des Vergasers gekuppelt, so daß sie bei vollkommen geschlossenem
Hauptdrosselhebel voll geöffnet ist, sich beim öffnen des Drosselhebels unter dem
Druck der vorher erwähnten Feder allmählich schließt und ihre Sehlußstellung erreicht,
nachdem der Hauptdrosselhebel etwa ein Drittel seines öffnungsweges zurückgelegt
hat.
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Bei geschlossenem Hauptdrosselhebel, also beispielsweise beim Sturzflug,
wirkt somit die Auspuffgasheizung in voller Stärke, vermeidet Vereisung des Vergasers
und hält gleichzeitig das Motoröl auf Betriebstemperatur. Ebenso wird bei geringer
Drehzahl des Motors die Leerlaufdüsenanlage stark geheizt, das Öl vorgewärmt und
rasch auf Betriebstemperatur gebracht. Anderseits wird- bei Zunahme der Motordrehzahl,
wobei die öltemperatur allmählich ansteigt, die Auspuffheizung langsam abgeschaltet,
bis lediglich nur mehr mit Öl geheizt wird, wodurch der Nachteil der reinen Auspuffheizung,
nämlich das allzu starke Ansteigen der Vergasertemperatur, vermieden wird.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel,
einem Vergaser mit vier Mischkammern, dargestellt.
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Abb. i zeigt die Betätigung der in den Auspuffgaseintrittsstutzen
i eingebauten Drosselklappe a durch den Hauptdrosselhebel 3, für die in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ein Schleppgestänge 4 Verwendung findet.
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Abb. z stellt einen senkrechten Teilschnitt durch 'das Vergasergehäuse
dar, wobei jene Stelle des Gehäuses durchschnitten ist, an der die Führung des Auspuffgases
durch den Auspuffheizraum und die von dem letzteren umschlossenen Leerlaufbohrungen
im Vergasergehäuse deutlich zu sehen sind. Das Auspuffgas tritt in den von dem Deckel
i i verschlossenen Auspuffheizraum durch den Eintrittsstutzen i mit der darin eingebauten
Drosselklappe z in den Heizraum 5, der die Leerlaufbohrungen 6 umgibt, ein und strömt
durch die Austrittsöffnung 7 ungehindert wieder ins Freie. An den Auspuffheizraum
5 grenzt einer der Olheizräume 8, wodurch der Wärmeübergang vom Auspuffgas auf das
den Vergaser durchströmende Motoröl ermöglicht und die Vorwärmung des öles bei geringer
Drehzahl des Motors gewährleistet wird.
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Abb.3 veranschaulicht einen Schnitt der Abb. a nach A-B. Auch hier
ist deutlich das Angrenzen des Auspuffheizraunies 5 an den einen der ölheizräume
8, der durch die Bohrungen i z mit den übrigen ölheizräumen in Verbindung steht,
ersichtlich.
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Abb. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die ölheizräume des Vergasergehäuses
und deren Verbindungskanäle, entlang der Schnittlinie C-C der Abb. 3, wobei aber
das ganze Vergasergehäuse durchschnitten ist. Das Öl tritt durch die Öffnung 9 in
das Vergasergehäuse ein, durchfließt die gegenüber dem Heizraum 8 in gleicher Weise
wie dieser zwischen zwei der vier Mischräume gelegenen Heizräume 14 und 15,
gelangt von dort, da alle ölheizräume durch zahlreiche Bohrungen miteinander in
Verbindung stehen, in die in der Mitte zwischen den vier Mischräumen gelegenen Heizräume
13 und 16 und verläßt als letzten den Heizraum 8, der an den Auspuffheizraum 5 angrenzt,
und durchströmt so das Vergasergehäuse bis zur Austrittsbohrung i o.