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Vergaser für Brennkraftmaschinen Bei den meisten bekannten Bauarten
der Vergaser für Brennkraftmaschinen, insbesondere denjenigen für Kraftfahrzeuge,
wird der Brennstoff in den Luftstrom an einer Stelle eingeführt, die vor der Stelle
liegt, an der die zur Regelung der Motorleistung dienende Drosselung bewirkt wird.
Bei teilweise geöffneter Drossel ist deswegen die Luftgeschwindigkeit an der Einführungsstelle
des Brennstoffes geringer als im Drosselstrahl in und unmittelbar hinter der Drosselstelle,
und die Zerstäubung des Brennstoffes ist nicht so gut als sie sein würde, wenn die
hohen, bis zur Sch:allgeschvdndigkeit hinaufgehenden Luftggschwindigk.eiten in der
Drosselstelle für die Zerstäubung ausgenützt werden würden.
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Es sind allerdings bereits Vergaser bekannt, bei ,denen der Brennstoff
unmittelbar hinter der Drossel durch ein Röhrchen eingeführt wird, welches in den
Raum hinter der Drossel ungefähr bis zur Mitte des ,aus der Drossel austretenden
Luftstrahles (Drosselstrahles.) hineinragt und den Brennstoff aus einem Behälter
mit gleichbleibendem Flüssigkeitsspiegel entnimmt, auf dem der hinter der Drossel
bestehende Luftdruck lastet. Das Ansaugen des Brennstoffes erfolgt dabei ähnlich
wie bei einem lnhalator durch die dynamische Saugwirkung .an der vom Drosselstrahl
umspülten Mündung des Röhrchens. Die Zerstäubung des Brennstoffes ist bei dieser
Anordnung sehr gut, es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Zumessung des
Brennstoffes, und zwar aus drei Gründen. Erstens hängt die Saugwirkung und damit
die sekundlich eingeführte Brennstoffmenge im wesentlichen nur von der Geschwindigkeit
des Drosselstrahles ab, bei gegebener Strahlgeschwindigkeit wird dieselbe sekundliche
Brennstoffmenge eingeführt, gleichgültig, ob die Drossel ganz oder nur teilweise
geöffnet ist. Dadurch entstehen grobe Fehler des Gemischverhältnisses in dem Sinne,
daß das Gemisch brennstoffreicher wird, wenn die Dirosselöftnung verkleinert wird;
dieser Fehler könnte allerdings dadurch vermieden werden, daß die Zumeßöffnung für
den Brennstoff, die im Verein mit der Saugwirkung die sekundliche Brennstoffmenge
bestimmt, veränderlich ,gemacht wird, und zwar derart, daß die Zumeßöffnung um so
größer wird, je weiter die Drossel geöffnet wird. Dies l.äßt sich praktisch aber
nur schwierig und nur mit Inkaufnahme anderer Nachteile ausführen. Zweitens hängt
die dynamische Saugwirkung an, der Mündung des Röhrchens stark ab von den Einzelheiten
der Form der Mündung, und wenn, wie bei jenen bekannten Vergasern, die dynamische
Saugwirkung für die Zumessung des Brennstoffes maßgebend isst, ergeben sich praktische
Schwierigkeiten, weil die Herstellung gleichwertiger oder in bestimmter Weise abgestufter
Mündungen schwierig ist. Drittens erleidet die Beziehung zwischen der sekundlich
angesaugten Brennstoffmenge
und der Geschwindigkeit des Drosselstrahles
eine Störung, -,wenn die letztere sich der Schallgeschwindigkeit nähert; bei Fahrzeugmotoren
tritt dieser Fall oft ein, ne: es ergeben sich deswegen auch aus die Grunde störende
Schwankungen des Gemis' verhältnisses.
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Bei dem neuen Vergaser wird, ähnlich wie bei dem vorbeschriebenen,
die große Luftgeschwindigkeit in der Drosselstelle für die Zerstäubung ,ausgenützt,
indem der Brennstoff in der Drosselstelle oder in den aus der Drosselstelle austretenden
Luftstrahl (Drosselstrahl) eingeführt wird, wobei die Einführungsstelle so angeordnet
ist, daß sie stets, insbesondere bei kleinen Drosselöffnungen, von dem Drosselstrahl
getroffen wird und die Drossel derart ausgebildet ist, daß der Drosselstrahl in
seinem Kern über die Einfühxungsstelle (Düsenöffnung) streicht. Um die Schwierigkeiten
bei der Zumessung des Brennstoffes zu beseitigen, ist dabei folgende Anordnung getroffen:
eine zwischen der Zumeßöffnung für den Brennstoff und der Einführungsstelle liegende
Stelle der Brennstoffleitung ist durch eine Ausgleichsleitung mit dem Luftwege vor
der Drossel verbunden; dadurch wird die an der Einführungsstelle bestehende Saugwirkung
abgeschirmt und der in dem Luftwege vor der Drossel vorhandene Unterdruck für das
Heranholen des. Brennstoffes durch die Zumeßöffnung maßgebend gemacht. Die Teile
sind dabei derart ange -ordnet, daß der Brennstoff nicht durch die Ausgleichsleitung
in den Luftweg vor der Drossel eintreten kann, sondern der genannten Einführungsstelle
zuströmt.
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Es ist zwar bereits ein Vergaser bekanntgeworden, bei welchem von
der Hauptmischstelle eine Drossel .angeordnet ist und ein den Raum vor der Drossel
und den Raum hinter der Drossel .überbrückender Hilfsluftkanal vorgesehen ist, in
welch letzterem die Brennstoffdüse mündet. Bei diesem Vergaser ist jedoch die Einführungsstelle
nicht so angeordnet, daß sie stets von dem Drosselstrahl. .getroffen wird, und die
Zers.täubung ist, außer bei voller Drosselöffnung, bei der die Übergeschwindigkeiten
in der Drossel verschwinden, nicht so gut als sie bei Einführung in den Drosselstrahl
sein würde. Bei einem anderen bekannten Vergaser mit wesentlich gleicher Art der
Brennstoffzumessung ist die Drossel so eingerichtet, daß der Drosselstrahl bei ,allen.
Drossel-öffnungen .an einer Seite durch :eine Wand begrenzt wird; der Brennstoff
wird durch eine öffnung in dieser Wand zugeführt, also nicht im Innern des Drosselstrahles,
sondern an seinem Rande. Da die Luftgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe der Wand
durch Reibung herabgesetzt ist und außerdem der Brennstoff sich an der Wand ablagern
kann, ist die Zerstäubung nicht so gut wie bei Einführung in das Innere -des Drosselstrahles.
Das Ziel, möglichst gute iistäubung bei möglichst gleichbleibendem -axnischverhältnis,
wird nach der vorliegenden Erfindung erreicht durch die Vereinigung der beiden Merkmale:
Einführung in den Kern des Drosselstrahles und Zumessung in der beschriebenen Art.
Die Anordnung für die Zumessung des Brennstoffes wird dabei zweckmäßig noch .dadurch
verbessert, daß die Brennstoffleitung .auf der Strecke, die zwischen der Stelle,
an der die Ausgleichsleitung an sie anschließt und der Einführungsstelle liegt,
ein Gefälle erhält, so daß der Brennstoff auf dieser Strecke, außer durch die Saugwirkung
an der Mündung des Röhrchens, auch durch die Schwerkraft vorgetrieben wird; das
richtige Arbeiten der Brennstoffzuführung wird dadurch auch für diejenigen Betriebszustände
sichergestellt, bei denen die Saugwirkung nur klein ist.
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In den Abbildungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt; die Darstellung zeigt die grundsätzlichen Zusammenhänge, ist aber schematisch
und nimmt keine Rücksicht auf die praktische Herstellung, für welche selbstverständlich
die Zerlegung in einzeln herzustellende und zusammenzufügende Teile und ähnliche
bauliche Maßnahmen notwendig sind.
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Abh. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt, Ab-b. z den Grundriß,
Abb. 3 gibt im Seitenriß einen Schnitt nach a-a (Abt. i), Abb. 4 einen Schnitt nach
b-b (Abt. 2) an, beide sind von links aus, .gesehen.
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Das Gehäuse i ist links zum Ansaugtrichter 2 erweitert und ist rechts
durch den Flansch 3 .an das Ansaugrohr 4 des Motors angeschlossen. Als Drossel dienen
die mit V-förmigen Schlitzen versehenen Flachschieber 5 und 6, die durch die Stangen
7 bzw. 8 und ein nicht gezeichnetes Getriebe gegenläufig so verstellt werden, daß
bei allen Drosselöffnungen ein zum Gehäuse annähernd zentrischer Strahl, Drosselstrahl,
in den hinter der Drossel liegenden Raum g austritt; in Abb. i ist der Drosselstrahl
durch gestrichelte Linien angedeutet. In den Raum g ragt das Röhrchen i o hinein;
die Mündung i i des Röhrchens liegt ungefähr in der Strahlmitt2 und bildet die Einführungsstelle
für den Brennstoff. Das andere Ende des Röhrchens ragt in die Kammer i2 hinein,
sein ,oberer Rand ist -die überlaufkante 13. An die Kammer 12 ist oben die Ausgleichsleitung
14 angeschlossen, sie führt zu dem vor der Drossel liegenden Teil des Gehäuses i.
Der Brennstoff wird der Kammer 12 unten durch die Brennstoffleitung 15 aus
dem Behälter 16 zugeführt,
in dem durch eines der bekannten Mittel
der Flüssigkeitsspiegel gleichbleibend gehalten wird, und zwar so, da.ß er etwas
niedriger steht als die überlaufkante 13. Die öffnung 17 im Deckel
des Behälters bewirkt den Druckausgleich mit der Außenluft. In die Brennstoffleitung
15 ist die ZumeßÖffnung (Drosselblende) 18 eingeschaltet.
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Die Wirkungsweise des Vergasers ist folgende. Wenn der Motor nicht
im Betrieb ist, steht der Brennstoff in der Kammer 12, wie in Abb. ¢ gezeichnet,
ebenso hoch wie im Behälter 16. Wenn der Motor im Betrieb ist, entsteht in dem Gehäuse
vor der Drossel ein Unterdruck, der sich durch die Ausglei.chs,-leitung 14 in die
Kammer i z fortpflanzt und, wie in Abb. i gezeichnet, den Brennstoffspiegel in ihr
ansteigen läßt, bis der Brennstoff über die Kante 13 überläuft. Die Saugwirkung
an der Mündung des Röhrchens, bei der gezeichneten Anordnung auch die Schwerkraft,
treibt dann den Brennstoff durch das Röhrchen i o zur Einfü,hrungs.stelle i i.
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Die Saug%virkuag an der Mündung i i des Röhrchens setzt sich zusammen
aus einem dynamischen Anteil, der dadurch entsteht, daß die Mündung- vorn Drosselstrahl
umströmt wird, und einem statischen Anteil, der dem allgemeinen Unterdruck im Rauar
9 entspricht. Der Durchflußwiderstand des Röhrchens wird durch passende Wahl der
Lichtweite so bemessen, daß auch bei ganz geöffneter Drossel, wobei der statische
Anteil des Unterdruckes nur klein ist, die über die Kante 13 überfallende Brennstoffmenge
durch das Röhrchen abgeführt wird. Bei nur teilweise geöffneter Drossel ist die
Saugwirkun g größer, und das hat zur Folge, daß ,;eben dem Brennstoff auch erhebliche
Mengen vom Luft durch das Röhrchen hindurchgezogen werden. Der Querschnitt der Mündung
i i ist im Verhältnis zur kleinsten Lichtweite des Röhrchens so groß gemacht, daß
dabei die Geschwindigkeit des .aus der Mündung austretenden Brennstoff-Luftgemisches
klein bleibt im Vergleich zu der Geschwindigkeit des die Mündung umspülenden Drosselstrahles;
dies ist erwünscht, um eine gute Zerstäubung zu erreichen. Die durch das Röhrchen
neben dem Brennstoff ,hindurchgesogene Luft stört andererseits auch die Zumessung
nicht, denn die Ausgleichsleitung 14 hat im Vergleich zu :dem Lichtquerschnitt des
Röhrchens einen großen Querschnitt, so daß eine erhebliche Vermehrung des Unt.erdrukkes
in der Kammer i z durch die in das Röhrchen abgesogene Luft nicht entsteht: der
durch die Leitung 14 gewährte Druckausgleich mit dem Raume vor der Drossel schirmt
die Saugwirkung am Röhrchen ab; die sekundliche Brennstoffmenge, die durch die Zumeßöffnung
18 angesogen wird, ist daher im wesentlichen von dem Unterdruck in dem Raume vor
der Drossel abhängig, und der Vergaser arbeitet hinsichtlich der Zumessung des Brennstoffes
annähernd unter denselben Bedingungen wie ein Vergaser der gewöhnlichen Bauart.
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Bei der in den Abb. i und 4 gezeichneten Ausbildung der Kammer i z
ergibt sich ein ungünstiges Verhalten beim Anlassen des Motors. Bevor das C'berfiießen
über die Kante 13 erfolgen kann, mu,ß der nicht sehr kleine Raum, der in
der Kammer zwischen dem in Abb.4 eingezeichneten Ruhespiegel des Brennstoffes und
der durch die Kante 13 gehenden waagerechten Ebene liegt, mixt Brennstoff .ausgefüllt
werden. Bei der in den Abb. i und 4 ;gezeichneten Ausbildung dauert dies unerwünscht
lange: Es ist des-«egen vorteilhaft, den genannten Raum möglichst klein zu machen.
Ein Beispiel .dafür ist in Abb. 5 gezeichnet, die der Abb.4 entspricht, jedoch in
größerem Maßstabe ausgeführt ist. Der Außendurchmesser des oberen Teils des Röhrchens
ist so vergrößert, daß zwischen ihm und der Wand der Kammer ein in radialer Richtung
nur ganz enger, ringförmiger Raum i9 verbleibt; tun eine gleichmäßige Verteilung
des aus der Leitung 15 zuströmenden Brennstoffes zu bewirken, ist unterhalb
des Ruhespiggels ein Ringraum 2o vorgesehen. Da bei großen Motorleistungen der Brennstoff
den Ringraum i 9 mit :erheblicher Geschwindigkeit durchströmt, trägt die Kammerwand
die ringsherum laufende Rippe 21, die den Brennstoff in das trichterförmig ausgebildete
obere Ende des Röhrchens umlenkt.
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Da bei dem neuen Vergaser die Zumessung annähernd unter denselben
Verhältnissen wie bei den Vergasern der gewöhnlichen Bauart axb.eitet, treten bei
ihm dieselben Veränderungen des Gemischverhältnisses auf wie bei jenen, und diese
Veränderungen können mit denselben bekannten Mitteln beseitigt oder gemildert werden
wie bei jenen. Bei großen Motorleistungen wird das Gemisch zu brennstoffreich; zur
Abhilfe kann beispielsweise an die Bohrung 15 hinter die Zumeßö.ffnung 18
die bekannte Vorrichtung angeschlossen werden, die bei tberschreitung eines bestimmten
Unterdruckes in der Brennstoffleitung 15 Nebenluft in diese eintreten läßt. Bei
sehr kleinen Motorleistungen und im Leerlauf wird das Gemisch zu brennstoffarm,
oder der Vergaser versagt ganz; zur Abhilfq kann, wie bei den bekannten Vergasern,
ein Leerlaufvergaser hinzugefügt werden. Bei dem neuen Vergaser ist es jedoch möglich,
den Leerlaufverg:aser mit dem Röhrchen io des Hauptvergasers zu vereinigen.
Ein
Beispiel dafür ist in Abb.6 gezeichnet, die der Abb. 5 entspricht. Die Teile io
bis- 21 sind dieselben wie in Abb. 5. Das Hilfsrohr 22 steht mit seinem zugesehärften
unteren Rande nur so wenig von dem an die Überlaufkante anschließenden trichterförmigen
Einlauf des Röhrchens i o ab, daß die Saugwirkung an der Einführungsstelle i i sich
bis in das Hilfsrohr fortpflanzt. Diese Saugwirkung wird benutzt, um durch die Brennstoffleitung
23 und die Düse 24 Brennstoff in das Hilfsrohr einzuführen. Wenn die Hauptdrossel
5, 6 ganz geschlossen ist, ,arbeiten die TeJle.io, 22, 23 und 24 als selbständiger
Leerlaufvergaser; die besonders gute Zerstäubwng fehlt dabei, weil die Mündung i
i nicht von einem Drosselstrahl umspült wird; wenn aber die Hauptdrossel auch nur
wenig geöffnet ist, wird nicht nur der dann über die Kante 13 überfallende Brennstoff,
sondern auch der etwa noch aus der Düse 2q. austretende Brennstoff an die Mündung
i i gut zerstäubt.
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Um auch den Leerlaufvergaser zu regeln, kann in dem Röhrchen i o eine
Nebendrossel vorgesehen werden. In der Abb.6 ist dies durch den Schieber 25 angedeutet;
dieser kann entweder besonders eingestellt oder mit der Hauptdrossel zwangsläufig
(durch die Stange 26) verbunden werden. In letzterem Falle erfolgt die Verbindung
derart, daß der Schieber 25 die in der Abbildung gezeichnete Stellung einnimmt,
wenn die Hauptdrossel gerade geschlossen ist, und weiter geschlossen ,wird, wenn
die Hauptdrossel noch mehr im Sinne des Schließens verstellt wird.