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Vergaser Die Erfindung betrifft Vergaser für Brennkraftmaschinen 2'
mit Auflader, insbesondere für Flugzeugmotore. Der Auflader besteht üblicherweise
aus einem Schaufelrad, dem die angesatigte Luft an der Nabe des Schaufelrades zugeführt
wird. Urn eine gleichmäßige Verteilung der ang-esaugten Luftmenge auf die einzelnen
Zylinder zu erreichen, sind diese durch Rohre jeder für sich an den Kompressionsraum
des Aufladers angeschlossen. Wenn durch den unmittelbaren Anschluß jedes
Zy-
linders an den Kompressionsraum auch eine gleichmäßige Verteilung des
angesaugten Ge-23 ZD inisches erzielt wird, so hat sich jedoch gezeigt, daß einzelnen
Zylindern ein zu reiches, anderen Zylindern dagegen ein zu armes Geinisch zugeführt
wird, so daß es bisher nicht möglich ist, eine gleichmäßige Ausnutzung aller Zylinder
zu erreichen. Die ungleichmäßige Gemischdichte tritt in besonderem Maße bei niedrigen
Temperaturen auf, wie sie stets bei großen Flughäfen vorlzomm#n. Die Ursachen der
ungleichmäßigen Gemischbildung sind folgende: Bei den bisher üblichen Anordnungen
werden die Brennstoffdüsen im Ansatigrohr kurz vor dem Auflader angeordnet, dem
die Luft durch das Ansaugrohr zugeführt wird, das aus Platzgründen gewöhnlich in
einem rechten Winkel zur Achse des Aufladers geführt ist. Das Ansaugrohr besitzt
also vor dem Gebläse einen Krümmer, der eine Umlenkung des Luftstromes um,go' zur
Folge hat. Durch die Fliehkraftwirkung beim Durchströmen der Krümmung werden nun
die schweren Brennstoffteilchen nach außen gelenkt. Sie treffen dann in großer Zahl
auf die jeweils oben befindlichen Segmente des Gebläserades und werden nach einem
Bruchteil einer Umdrehung den in der Nähe liegenden, zu den Zylindern führenden
Ansaugrohren zugeführt. Folglich erhalten die mit diesen Rohren verbundenen Zylinder
ein wesentlich reicheres Gemisch als die, deren Ansaugrohre an anderen Stellen des
Umfanges des Aufladers liegen.
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Ein in Richtung der Achse des Gebläses verlaufendes Ansaugrohr, bei
dem dieser Nachteil nicht auftreten würde, ist, wie erwähnt, aus Platzgründen nicht
unterzubringen. Aber auch bei einer solchen Form des Ansaugrohres tritt eine ungleichnläßige
Gemischbildung auf, weil das Gemisch beim Eintritt in das Schaufelrad seine Richtung
um go' ändern muß und dabei mehr oder
weniger stoßartig auf die
Nabe de# Schaufelrades auftrifft, so daß sich die schweren Flüssigkeitsteilchen
ausscheiden. Auch das gibt wiederum Anlaß zu einer ungleichmäßigen Gemischdichte.
Diese Erscheinung tritt. ,ganz besonders stark bei kaltem Wetter auf, bei dem die
Gasbildung sowieso gering ist.
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Eine gleichmäßige Gernischdichte läßt sich erzielen, wenn der Brennstoff,
wie es für Gemischbildner üblich ist, durch Kanäle längs den Schaufeln des Schaufelrades,
die in der Radnabe beginnen, der bereits komprimierten Ansaugeltift zugeführt wird.
Diese Art der Zuführung schließt zwar die vorgenannten Fehlerqu.ellen aus, sie hat
aber den Nachteil, daß die Menge des Brennstoffes nicht mehr von der Geschwindigkeit,
d. h. der Menge der angesaugten Luft, abhängig ist, sondern von der Drehzahl
des Schaufelrades. Damit ist aber der Nachteil verbunden, daß eine einfache Regelung
der Brennstoffmenge in Ab-
hängigkeit von der Luftgeschwindigkeit nicht mehr
möglich ist, sondern verhältnismäßig umständliche Anordnungen für die Regelung des
Brennstoffes vorgesehen werden müssen.
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Die Erfindung erreicht eine gleichmäßige Gemischbildung für alle Zylinder
unter Vermeidung der vorgenannten Übelstände, wobei die Brennstofförderung in Abhängigkeit
von der angesaugten Luftmenge erfolgt. Zu diesem Zweck werden die kurz vor dem Eintrittsquerschnitt
des Aufladers angeordneten Brennstoffdüsen gleichmäßig auf den Eintrittsquerschnitt
aufgeteilt und ferner die Luft an der Übergangsstelle des rechtwinklig zur Gebläseaclise
verlaufenden Ansaugrohres durch einen Schauf elkranz mit abnehmendem Durchtrittsquerschnitt
derart geführt, daß der Luft beim Ansaugen eine schraubenförmige Bewegung erteilt
wird. Der Brennstoff wird dann gleichmäßig in die schraubenförmig bewegte Luft eingespritzt,
die dann schraubenförmig, also in Anpassung an den Luftweg im Schaufelrad, in das
Rad stoßfrei eintritt. Dadurch werden die Ursachen für eine ungleichmäßige Gemischzuführung
zu den einzelnen Zylindern ausgeschlossen.
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Bemerkt wird, daß es für Vergaser bereits bekannt ist, der Luft vor
den Düsen eine wirbelför'mige Bewegung zu geben. Das geschah, um eine gute Gemischbildung,
d. h. eine gute Dürchwirbelung des Brennstoffes, zu erreichen. Bei diesen
bekannten Vergasern lag aber nicht die Aufgabe vor, einer größeren Anzahl von Zylindern,
die jeder für sich an den Kompressionsraum eines Aufladers angeschlossen waren,
ein gleichmäßiges Gemisch zuzuführen. Die bekannten Einrichtungen für die Wirbelung
der Luft wurden vielmehr stets nur dann gebraucht, wenn Auflader nicht verwendet
wurden. Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Abb. i ist ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung; .'Abb.
2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-:2 der Abb. i; Abb. 3 ist eine Seitenansicht,
welche gewisse Einzelheiten der Abb. i zeigt; Abb. 4 ist eine vergrößerte Einzelansicht
des Brennstoffventils in seiner Anlaß- oder Primärlage.
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Auf den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsnummer i einen Brennstoffbehälter,
in welchem der Brennstoff für gewöhnlich auf d#r Mit 2 bezeichneten. Höhe gehalten
*wird, die immer etwas über der Höhe der noch zu beschreibenden Brennstoffanstrittsöffnungen
liegt. Der Brennstoff wird aus dem Behälter i durch eine geeignete, mit einer kalibrierten
Öffnung 3a versehenen Leitung 3 abgezogen, die das die Hauptbrennstöffzufuhr
regelnde Mittel darstellt; der Brennstoff wird in den Brennstoffraum 4 und in den
rohrförmigen Teil 5 eingeführt, der zentral auf der Nabe 6 angebracht
ist, die mit dem Vergasergehäuse 7 aus einem Stück hergestellt ist.
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Das Gehäuse 7 ist mit einer geeigneten Aussparung zur Aufnahme
des Teiles 8 versehen; der Teilg bildet eine zentrale Verlängerung des #
Aufladergehäuses g. Eine Reihe von Leitungen io führen vom Ge-
häuse
9 zu den verschiedenen Brennstoffeintrittsstellen des Motors.
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Die Luftzufuhr erfolgt durch senkrecht zur Achse des Aufladers liegendes
Rohr ii, das in einen schneckenförtnigen Raum 12 endigt. In der Mitte dieses Raumes
ist eine Vorrichtung angeordnet, um der angesangten Luft eine heftige wirbelnde
Bewegung zu erteilen. Diese Einrichtuno ' , enthält eine Mehrheit von sich
verengenden Kanälen, die sich ringsherum über den ganzen Umfang der Schulter 14
am Teil 8 verteilen. Diese Kanäle werden durch in gleichen Abständen über
den Umfang angeordnete Flügel oder Schaufeln 15 gebildet; jeder Flügel ist so befestigt,
daß seine Außenfläche annähernd tangential zu dem Kreis ist, der durch die abgerundete
Kante des noch zu beschreibenden Gliedes 16 gebildet wird.
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Auf diese Weise ist eine Vorrichtung geschaffen, die einen Wirbel
erzeugt und die eintretende Luft in eine Reihe von Luftströnien aufteilt, von denen
jeder an Geschwindig keit zunimmt, während er durch die sich veren-enden, durch
die Flügel 15 gebildeten Gainge strömt. Die Luftströlne vereinigen sich nach dieser
Beschleunigung wieder; bei ihrer Vereinigung bilden sie einen sich schnell drehenden
Luftkörper, der gleichzeitig sich in die Achse des Gehäuses 8 vorwärts
bewegt.
Die Drehung dient dazu, den Stoß abzuschwächen, der entsteht, wenn die Luft ohne
Drehbewegung auf die quer angeordnete Fläche des Gebläses auftreffen wird.
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Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß die Luftladung, die mit
der Brennstoffladung zu vereinigen ist, bei dem Aufladen eine bedeutende Drehgeschwindigkeit
besitzt. Hierdurch wird gleichzeitig auch der eintre-221 tenden Brennstoffladung
eine hohe Geschwindigkeit erteilt, außerdem die gleichmäßige Aufteilung des Brennstoffes
sichergestellt in Verbindung mit der nachfolgend beschriebenen Brennstoffzuführung.
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Das rohrförmige Gehäuse 5 bildet den Aufliahineraum für die
vom Behälter i durch die Leitung 3 abgezogene Brennstoffladung; ihr Eintrittspuil'i#l-t
in das Gehäuse 5 ist mit :26 (Abb. i) bezeichnet. Um eine gleichmäßige Verteilung
der flüssigen Bremistoffladung sicherzustellen, bevor diese Ladung mit der angesaugten
Luft zur Mischung kommt, sind an dem Gehäuse 5 eine Reihe von' nach außen
gerichteten Düsen 27 angebracht in einer Höhe, die, wie oben erwähnt, etwas
niedriger ist als der Stand 2 im Behälter i. Durch diese stoffladung Düsen in oder
eine Kanäle Reihe 27 von wird Strahlen die Brenn- zerlegt und auf divergierenden
Wegen in die Luftsäule hitleingeschlendert.
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Zur Regelung der dem Apparat zugeführten Luftmenge dient das Ventil
16, das die Form eines an beiden Enden offenen, zylindrischen Rohres hat. Die Wandung
des Rohres ist nach innen zu an jedem Ende abgerundet, um das Einleiten von Luft
zu unterstützen. In der Abb. i befindet sich das Ventil in der Offenstellung; die
Schluß- und eine Zwischenstellung sind punktiert angedeutet.
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In eine Außennut 31 des Ventils 16 greift durch eine bogenförmige,
in der Wand des Teiles8 gebildete Spalte33, #eüi Zapfen32 (Abb. i und 3), der am
oberen Ende 34 eines Schwingarmes 35 angebracht ist. Wird der Arm
35 durch eine Bewegung der Stange 35"
geschwenkt, so erfolgt eine entsprechende
Längsbewegung des Ventils 16.
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Das Gebläse besteht aus einem Treibglied 3o, auf dem mehrere Schaufeln
3oa angebracht sind; das Treibglied 30 ist auf einer Welle 32 befestigt,
auf deren äußerem Ende für den Antrieb der Welle ein Zahnrad 35 angebracht
ist.
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In dem Treibglied 30 und in d6r Welle 5 -2
sind
mehrere radiale Kanäle 54 angebracht, die mit einem in der Welle 52 gelegenen
Raum 55 in Verbindung stehen. In diesem Raum ragt ein Rohr 23, das
im Durchmesser etwas kleiner ist als der lichte Durchmesser des Einsatzstückes
56, das den Raum 55 nach außen hin abschließt. Das Rohr
23 dient zur Zuführung von Brennstoff und steht mit dem Behälter
5 und einer in dem Behälter 5 angeordneten rohrförmigen Brennstoffleitung
2 1 in Verbindung. In der rohrförmigen Leitung 21 mitzt eine Nadel 2o, deren Spitze
zur Regelung der Größe der Öffnung 2:2 am vorderen Ende des Rohres 21 bestimmt ist.
Das Rohr 21 besitzt seitliche Öffnungen 24 (Abb. i), die mit dem Brennstoffbehälter
5 in Verbindung stehen.
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Die Brennstoffladung, soweit sie nicht durch die Auflaßöffnungen
27 in die Luftsäule eingesprizt wird, wird mit Luft vermischt auf die Schaufeln
3oa geschleudert, zerteilt und mit der anderen hindurchgehenden Ladung vermischt.
Die gleichmäßige Verteilung wird ferner durch die Anordnung eines Ringraumes 6o
unterstützt, der das Gehäuse 9 umgibt. Dieser Raum 6o dient als Sammelkammer
für die gemischte Ladung und schafft einen Raum, in dem eine vollkommene-Vermischung
der Ladung erzeugt werden kann, bevor diese durch entsprechende Auslässe io den
-Verbrennungsräumen der verschiedenen Zvlinder zugeführt wird.
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Die üblichen mehrstufigen druckreduzierenden Räume zur Verminderung
der Druckverluste sind bei 72 dargestellt.
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Das Nadelventil -2o, 21 wird für gewöhnlich durch eine Feder in geöffneter
Stellung gehalten. Es wird in Abhängigkeit von der Stellung des Ventils 16 geschlossen,
sobald dieses eine gewisse Drosselstellting überschreitet.
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Durch das Ansaugrohr i i hindurch, in der Ebene des Schwinghebels
35, geht ein Zapfen 36 mit einem Kopf 37, welcher in Eingriff
mit einer verstellbaren Kopfschraube 38 am unteren Ende eines abgefederten
Schwinghebels liegt zwischen zwei Bunden 40 und 41 auf der äußeren Verlängerung
des NadelventilS 20.
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Wie die Abb. i zeigt, wird die Bewegung des Schwinghebels
35 auf die Nadel 2o durch die Stange 36 übertragdri, sobald der Hebel
35 durch die Stange 3 5a über einen gewissen Betrag hinaus nach rechts
bewegt wird.
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Uni das Gemisch beim Anlassen anreichern zu können, ist ein Schwinghebel
42 durch geeignete Mittel 43 und 44 am Gehäuseteil 6
angelenkt, der in einem
Teil 45 zwischen die Bunde 46 und 47 auf der Verlängerung der Nadel 21 greift. Am
Hebel 42 greift eine Stange 48 an, die zu einem von Hand einstellbaren Glied führt,
das -betätigt wird, wenn der Apparat in Gang gesetzt werden soll.
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Durch eine Bewegung def Stange 48 kann ein Öffnen der Nadel 21 bewirkt
werden, auch wenn beim Anlassen durch die Stange
35a die Drosselklappe
16 verschlossen wird, um ein starkes Ansaugen im Raume 55 zu erzeugen. Um
die axiale Verschiebung des Nadelventils 2o durch Betätigung des Regulierungshebels
48 zu ermöglichen, obgleich der starre Anschlag 37 eine entsprechende Bewegung
des Zapfens 36 und des Drosselhebels 35 verhindert, ist der obere
Teil des Schwingarmes 39 federnd ausgebildet.