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Anordnung eines Zusatzvergasers an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen
Die bekannten Zusatzvergaser dienen im allgemeinen nur als Anlaßeinrichtung und
liefern ein richtiges Gemisch nur bei auf Langsamlauf stehender Drosselklappe, also
bei stärkstem Unterdruck in der Hauptvergaserleitung.
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Sobald die Drosselklappe des Hauptvergasers zur Beschleunigung der
Fahrt geöffnet wird, gelangt ein zu reiches Gemisch in den Motor, was zu Mißständen
führt und eine Brennstoffvergeudung bedeutet.
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Gegenstand der Erfindung bildet eine Anordnung eines Zusatzvergasers
an einem. Vergaser für Brennkra.ftmaschinen, bei welcher die Gemischleitung des
Zusatzvergasers hinter der Drosselklappe mündet und willkürlich durch ein Ventil
unabhängig vom Hauptvergaser ein- und abgeschaltet wird, der diesem Übelstand dadurch
begegnet, daß in die Hauptvergaserleitung vor der Drosselklappe eine Zusatzluftleitung
mündet, deren Zulaßventil in Verbindung mit dem Ventil zur Gemischzuleitung des
Zusatzvergasers so gesteuert wird, daß entweder nur Zusatzluft aus der Atmosphäre
oder nur Zusatzvergasergemisch oder beides dem Saugrohr zugeführt wird, entsprechend
den Bedürfnissen des Motors während der Fahrt. Diese Berichtigung des Gemisches
wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hilfsdüse des Zusatzvergasers
durch ein über ihr und konzentrisch zu ihr in einem Reglergehäuse verschiebliches
Rohr gesteuert wird, dessen Gewicht so gewählt ist, daß es vom Unterdruck in der
Hauptv ergaserleitung bei auf Langsamlauf stehender Drosselklappe angehoben wird,
in Stellungen, bei denen durch im Rohr über dem konstanten Brennstoffspiegel angebrachte
Querbohrungen Luft in dasselbe eintritt. Schließlich ist auch eine willkürliche
Änderung des vom Zusatzvergaser gelieferten Gemischverhältnisses dadurch ermöglicht
worden, daß das von Hand verstellbare Reglergehäuse mit zwei Reihen von Bohrungen
versehen ist, die den Querbohrungen des Rohres entsprechen und von denen stets nur
eine Reihe wirksam ist, wobei die der Winterstellung entsprechende Reihe weniger
Luft durchläßt als die der Sommerstellung entsprechende Reihe.
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Dank dieser Einrichtungen gestattet der erfindungsgemäße Zusatzvergaser
neben einem leichten Start die Zuführung von Zusatzluft zur Ersparnis des Brennstoffverbrauchs
während der Fahrt und die Steigerung der Motorleistung durch Zuführung von Zusatzgemisch
und Zusatzluft.
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Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung
näher erläutert, welche jedoch nur ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
wiedergibt.
Die Abb. i und 2 zeigen im Detail und im Schnitt einige
Teile des Verschlußorgans; die Abb. 3 ist eine Ansicht eine vertikalen Vergasers,
an dem der Xi Schnitt gezeichnete Erfindungsgegenstand 4igebracht ist.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem Gehäuse i, das
am Vergaser in geeigneter Weise angebracht ist und das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf einer außen an der Hauptleitung des Vergasers herausgearbeiteten Fläche 2 anliegt.
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Im hohlen Innern des Gehäuses i ist ein durch ein Zahnrad q. versclliebliches
gezahntes Verschlußorgan 3 enthalten. Das Zahnrad wird durch einen kleinen Hebel
5 betätigt.
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Vom oberen Teil des hohlen Innern des Gehäuses geht eine Bohrung 6
aus, welche hinter der Drosselklappe in die Vergaserhauptleitung einmündet.
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Auf der Fläche 7, von der aus die Bohrung 6 ihren Anfang nimmt, hat
das konische Ventil 9 des Verschlußorgans seinen Sitz, von dem es sich unter dem
Einfluß des Zahnrades um eine gewisse Strecke entfernen kann, welche durch einen
Anschlag hinter dem gezahnten Teil i i des Verschlußorgans begrenzt ist.
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In demselben Hohlraum, und zwar in dem Teil zwischen dem Ventil mit
konischer Sitzfläche 9 und der Zahnung i i des Verschlußorgans, mündet eine Bohrung
12, welche reit dem haubenförmigen Regler 13 der selbsttätigen Düse in Verbindung
steht.
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Ferner mündet noch eine Bohrung 14 in den Hohlraum, und zwar auf der
andern Seite der Zahnung i i, zwischen deren Ende und dem Ventil io mit zylindrischem
Sitz. Diese Bohrung führt andererseits zur Hauptvergaserleitung zwischen Drosselklappe
5o und Venturirohr.
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Weiter unten ist in einer Erweiterung des genannten Hohlraumes eine
rosettenartig durchlochte Platte 15 vorgesehen mit einem Kranz äußerer Löcher 16
und einem Mittelloch, in dem ein zylindrischer Zapfen ruht, auf den sich die Feder
8 abstützt, und der gleichzeitig dem Verschlußorgan als Führung dient. Die Rosette
15 wird von einem elastischen Ring 18 gehalten.
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Die Löcher 16 der Rosette und die Kammer i9 erhalten Luft aus der
Hauptleitung durch das Rohr 17.
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Der Regler 13 trägt im oberen Teil zwei Kugeln 2o, die von der Feder
21 in die Löcher 22 gedrängt werden. Auf diese Weise werden für den drehbaren Regler
selbst zwei Endlagen festgelegt, die um i8o° gegeneinander verschoben sind.
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Derselbe Regler besitzt in Höhe der Mündung der Bohrung 12 zwei Löcher
23, 24, die sich gegenüberliegen und von welchem mittels der-abgefederten Kugeln
-2o entweder die eine oder die andere vor die Bohrung 12 gebracht werden kann.
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Weiter unten sind noch die Löcher 26, 27, 28 von verschieden großem
Durchmesser vorgesehen, welche in die innere Kammer 25 des Reglers münden und eine
Verbindung nach außen herstellen je nach der Stellung des Reglers 13.
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Im unteren Teil des Reglers, in dem sein Durchmesser kleiner wird,
sind noch die Löcher 29 vorgesehen, welche aus der Kammer 3o Luft von außen erhalten.
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Im Innern des Reglers 13 ist ein Rohr 31 in seiner Längsrichtung verschieblich.
Es ist in seinem Aufwärtsgang durch die Unterseite 32 des Reglers begrenzt; während
ein Ring 33 im Innern des Reglers den Abwärtsgang begrenzt.
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Die lichte Weite dieses Rohrs ist längs der Rohrachse passend bemessen,
und die Bohrung 34 steht durch Querbohrungen 35 und den Ringraum 36 mit den Löchern
29 im Reglerkörper und somit mit der Außenluft in Verbindung, falls das Rohr 31
sich in angehobener Stellung befindet.
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Die Bohrung 34 erweitert sich aus oberem Ende zum Raum 37, welcher
in die Reglerkamtner 25 mündet.
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Durch Querbohrungen 38, 39 steht der Rauen 37 mit der Kammer
25 in zwei verschiedenen Höhenlagen in Verbindung, wobei ein Dichtungsring
d.o einen Ringrauen schafft, in welchen die Bohrungen 39 einmünden.
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Das verschiebliche Rohr 31 ist im Innern des Brennstoffschachtes 4.2
gelagert, welcher unten mit konischer Sitzfläche 43 vollkommen dicht auf einem Kniestück
aufsitzt, in welches die mit der Brennstoffschale konstanten Niveaus in direkter
Verbindung stelzende Böhrung -.I mündet.
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Unterhalb dieses Schachtes 4.2 ist ebenfalls vollkommen dicht und
an der Fläche 4,5 anliegend die selbsttätige in den Brennstoff eingetauchte Düse
.I6 vorgesehen, welche in ihrem oberen zylindrischen Teil .I7 von dem unteren Ende
des Rohrs 31 mit einem bestimmten Zwischenraum umfaßt wird.
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Der Brennstoffschacht .l-2 steht all seinem oberen Ende mit der Kammer
30 in Verbindung, aus welcher er atmosphärische Luft durch den Ringraum 48
erhält, der zwischen Schachtinnenwand und Außenwand des Rohrs 31 frei bleibt. Weiter
unten erweitert sich der Schacht, um eine größere :1lenge Brennstoff aufnehmen zu
können.
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Die Wirkungsweise der in ihren einzelnen Teilen beschriebenen Einrichtung
wird im
folgenden unter Bezugnahme auf Abb.3 beschrieben, wobei
vom Start bei kaltem Motor ausgegangen wird.
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Angenommen der Ilebel 5 steht in der gezeichneten Lage und das von
ihm bewegte Zahnrad .I wirkt auf die Zahnung z r, welche durch die erzeugte Abwärtsbewegung
die Verbindung zwischen der Kammer 25 des Reglers lind der Vergasetahauptleitung
herstellt, und zwar über die Bohrung 6, welche hinter der in diesem Falle geschlossenen
Drosselklappe in die Hauptleitung einmündet.
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Da ferner der Motor bisher ruhte, ist der Schacht 42 bis zum konstanten
Niveau mit Brennstoff gefüllt, und das verschiebliche Rohr 31 nimmt seine tiefste
Lage ein, so daß die Bohrungen 35 den Öffnungen 29 nicht gegenüberliegen undebenso
auch die Bohrungen 39 nicht mit den Öffnungen 28 in Verbindung stehen.
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Dreht man nun den Motor an, so erzeugt er einen gewissen Unterdruck,
der im Innern des verschieblichen Rohrs 31 zur Wirkung gelangt. Da dieses
Rohr noch in seiner unteren Lage ist, wird die in seinem Innern und ini Schacht
4.2 befindliche Flüssigkeit energisch angesaugt und nach der Begegnung mit der von
den Öffnungen 27 und 38 kOmrnenden Luft durch die Leitungen 12 und 6 in die
Hauptvergaserleitung gefördert.
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Nachdem der Schacht entleert ist, strömt der Brennstoff aus der Düse
infolge des Niveauunterschieds und entsprechend einem bestimmten Wert des Unterdrucks,
welcher durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Unterschieds zwischen den Durchmessern
der Kammer .I9 und der Düsenmündung .I7 nach Bedarf verändert werden kann.
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Das so gebildete reiche Gemisch, das aber infolge des heftigen Zusammentreffens
mit der von den Öffnungen 27 und 38 kommenden .Außenluft in feiner Verteilung
vorliegt, erreicht leicht die Explosionsräume der Zylinder des Motors, der dank
der besonderen Zündung sofort mit eigenen Mitteln läuft.
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Sobald der Motor nach wenigen Sekunden des Andrehens angesprungen
ist, braucht er keine reiche Mischung mehr, da durch die bereits eingetretene leichte
Erwärmung die Verdampfung des Brennstoffs begünstigt wird. Unterdessen verringern
sich die inneren Widerstände, welche durch die Viskosität der Schmiermittel verursacht
werden, und der Motor kommt allmählich auf Touren. Hierdurch wächst der Wert des
Unterdrucks, der sich durch die Leitungen 6, 12 und die Bohrung 23 des Reglers besonders
stark in der Reglerkamrner 25 und im Innern 37 des Rohrs 31 auswirkt. Das Rohr
31 wird durch diesen Unterdruck angehoben, bis es gegen die Fläche 32 des
Reglers anschlägt. In diesein Augenblick beginnt die Außenluft durch die Bohrungen
35, 39 einzutreten und verringert offenbar den Unterdruck auf die Düse 46, während
sie gleichzeitig das Gemisch ärmer macht, wodurch der Motor ein für normalen Betrieb
richtig dosiertes Gemisch bekommt, vorausgesetzt, daß die Einrichtung richtig eingestellt
ist.
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Da jedoch die Düse .I6 für eine richtige Mischung bei kaltem Motor,
leerem Brennstoffschacht und tiefstehendem Rohr berechnet ist, so wird ihre Lieferung
bei angelassenem "varmem Motor und angehobenem Rohr 31 so stark, daß infolge des
durch die Bohrungen 39, 35 verringerten Unterdrucks auf sie die Flüssigkeit im Schacht
von neuem steigt bis zu einem unter dem konstanten Niveau liegenden Stand, wobei
die Niveaudifferenz von dem Betrag des noch im Rohr vorhandenen Unterdrucks im Verhältnis
zu der für Leerlauf des Motors notwendigen Brennstofflieferung der Düse abhängt.
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Der schnellere oder langsamere Hub des verschieblichen Rohrs unter
der Wirkung des Unterdrucks hängt von der Weite einiger Bohrungen ab, im Ausführungsbeispiel,
das die Zeichnung darstellt, insbesondere vom Durchmesser der Bohrung 23, welche
das Leerlaufregime des Motors und die Höhe des Unterdrucks in der Reglerkammer 25
bestimmt, im Verein mit dem Durchmesser der nach außen führenden Öffnung 27 und
dem Gewicht des Rohres 31, das von Fall zu Fall geändert werden kann, je nachdem
ob man die Speisung des Motors mit dem brennstoffreichen Anfangsgemisch mehr oder
weniger lang fortzusetzen wünscht.
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Angenommen die Drosselklappe würde nun bei gleichbleibender Stellung
des. Hebels 5 vollständig geöffnet, so wird, je nachdem die Öffnung langsam oder
schnell erfolgt, der Unterdruck im Rolir 6 langsam oder plötzlich geringer; im letzteren
Falle wird das Rohr 3 i sofort abfallen, während es im ersteren Fall erst dann abfällt,
wenn der Unterdruck hinter der Drosselklappe nicht mehr ausreicht, um das Gewicht
des Rohrs 31
zu überwinden.
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Letzten Endes muß das Gewicht des verschieblichen Rohrs
31 so gewählt werden, daß bei vollkommen geöffneter Vergaserklappe bei jeder
Umlaufsgeschwindigkeit des Motors das Rohr in seiner unteren Lage bleibt und nur
dann angehoben wird, wenn hinter der Drosselklappe ein Unterdruck 'herrscht, der
eben ausreicht, um das Gewicht des Rohrs 31 zu überwinden.
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Wenn das Rohr 31 herabfällt, werden die Luftlöcher 39, 35 neuerdings
geschlossen, der Brennstoffschacht entleert sich augenblicklich, und die Ifschung
wird für eine gewisse
Zeit brennstoffreicher, auch wegen der stärkeren
Lieferung der Düse 4.6 infolge größeren Niveauunterschieds.
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Die Beschleunigung des Motors infolge der Öffnung der Drosselklappe
wird daher auch bei kaltem Motor begünstigt infolge der zusätzlichen Brennstofflieferung.
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Jetzt sei angenommen, der Regler 13 werde um 1800 gedreht,
so daß die Öffnung 2q. vor die Leitung 12 zu liegen kommt, während gleichzeitig
die Öffnung 28, welche bisher eine Verbindung nach außen herstellte, geschlossen
wird.
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Diese neue Reglerstellung ist die sogenannte Winterstellung, d. h.
die für Temperaturen unter o° geeignete. Dadurch, daß die größere Öffnung 21. mit
der Leitung 12 kommuniziert, wächst der Unterdruck in der Reglerkammer, und der
Motor wird stärker laufen, außerdem wird der Unterdruck noch durch das Schließen
der Öffnung 28 verstärkt, und das Brennstoffgemisch wird infolgedessen an Brennstoff
reicher als bei der Sommerstellung des Reglers 13.
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Auch in diesem Falle ist die Beschleunigung des kalten Motors rasch
und regelmäßig, da wie bei der v orbeschriebenen Sommerstellung das Rohr 31, sobald
nach kurzem Andrehen der Motor angesprungen ist, gehoben wird, die Luftöffnungen
35, 38 in Tätigkeit treten und das Gemisch brennstoffärmer machen, wobei es jedoch
immer noch merklich reicher bleibt als bei der Sommerstellung.
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In den beiden Fällen bewirkt bei Abschluß der Öffnung 28 die durch
Leitung 14 vor der Drosselklappe 5o an die Vergaserleitung eintretende Luft eine
Berichtigung des Gemischverhältnisses.
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Damit ist bezüglich des Anlassens des Motors alles gesagt. Angenommen
es werde nun der Hebel 5 in eine Mittellage gedreht, welche der Stellung in Abb.
2 entspricht, so wird dadurch das Gemisch auf folgendem Wege beeinflußt.
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Infolge der -Hebeldrehung schließt das Ventil 9 die Öffnung 6 ab,
während das zylindrische Ventil 1o noch offen bleibt.
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Es wird infolgedessen das selbsttätige Funktionieren der Düse ausgeschlossen,
und die normale Vergaserwirkung wird infolge der Anwesenheit von Luft, welche durch
die Öffnung 1:I in die Hauptleitung eintritt, abgeändert.
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Infolge der Einführung dieser Zusatzluft wird der Unterdruck am Venturirohr
und infolgedessen auch im Hauptbrennstoffschacht verringert. Das Gemisch wird infolge
der geringeren Ansaugwirkung an den Düsen ärmer, ohne daß deshalb der regelmäßige
Betrieb des Vergasers auch bei geringster Tourenzahl des Motors in Frage gestellt
würde, da die Öffnung 14 vor der Drosselklappe 50 mündet.
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Soll dem Motor mehr Brennstoff zugeführt werden, so bringt man den
Hebel 5 in die Stellung nach Abb. 3, welche dem Anlassen entspricht.
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Man sieht ohne weiteres, daß dann bei voller Öffnung der Drosselklappe
den Zylindern des Motors mehr Brennstoff zugeführt wird. Aus Abb.3 ersieht man,
daß sowohl die Verbindung, welche das Ventil 9 zwischen Hauptvergaserleitung und
selbsttätiger Düse über Leitung 12 herstellt, als auch die Verbindung, welche das
Ventil 1o über die Öffnung 14 mit der Vergaserleitung herstellt, ganz geöffnet sind,
so daß durch 14 Luft frei einströmen kann und durch 12 die stärkste Brennstoff-
und Luftansaugewirkung an der selbsttätigen Düse auftritt.
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Diese Einrichtung liefert daher dem Motor ein richtig bemessenes Gemisch
auch bei normalem Betrieb des Motors und bei jeder Belastung desselben.
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Wie bereits gesagt, liefert die Einrichtung bei tiefer Stellung des
verschieblichen Rohrs dem Motor ein reiches Gemisch, außerdem wurde erwähnt, daß
dieses Rohr sich jedesmal senkt, wenn hinter der Drosselklappe ein Unterdruck herrscht,
der nicht ausreicht, um das Gewicht des Rohrs zu überwinden.
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Es erhellt somit, daß während des Betriebs des Motors mit ganz geöffneter
Drosselklappe dieser außer durch den normalen Vergaser auch noch durch die automatische
Hilfsdüse gespeist wird, und das Gemisch würde im gesamten reich, falls nicht von
der Öffnung 1:I her Luft in das Gemisch käme. Diese Luft vermindert den Wert des
Unterdrucks in der Hauptleitung des Vergasers und vermindert die Brennstoffansaugung
aus allen Düsen, die mit der Hauptleitung in Verbindung stehen, mit dem Ergebnis
eines richtigen Gemischverhältnisses für den Motor, vorausgesetzt, daß die Öffnung
14 die richtige Weite hat.
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Wenn sich somit das Verschlußorgan in dieser Stellung befindet und
die Drosselklappe 5o voll geöffnet ist, so erzielt man dieselbe Wirkung, als ob
man zeitweise am Vergaser einen Verteilerkegel von größerem Durchmesser und eine
entsprechend größere Brennstoffdüse hätte. Dies hat aber eine Steigerung der Motorleistung
infolge verbesserten volumetrischen Wirkungsgrades zur direkten Folge.
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Nachdem alles über die Wirkungsweise während des Starts und bei ganz
geöffneter Drosselklappe gesagt ist, sei nun angenommen, der Hebel 5 werde in Mittelstellung
verschwenkt, so daß nach Abb.2 das konische Ventil 7 zwar die Öffnung 6 abschließt,
aber das zylindrische Ventil 1o noch offen bleibt.
Dadurch wird
die selbsttätige Hilfsdüse ausgeschaltet, und das Mischungsverhältnis des Hauptvergasers
wird ärmer, einerseits infolge verstärkten Luftzuflusses aus der Öffnung 14 in die
Hauptvergaserleitung und andrerseits infolge verminderten Brennstoffaustritts aus
den Düsen, die nun unter schwächerem Unterdruck stehen, ohne daß dabei das regelmäßige
Arbeiten des Vergasers gestört würde, da die öffnung i4., wenn der Motor mit niederstem
Regime läuft, vor der Drosselklappe liegt (im Sinne der Strömung gesehen).
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Außerdem bewirkt diese Zusatzluft, die in die Hauptvergaserleitung
einströmt, ein regelmäßiges Arbeiten des Vergasers auch bei großer Höhe über dem
Meeresspiegel. Die Luftverdünnung wirkt sich somit nicht störend aus.
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Die beschriebene Einrichtung kann an jedem vertikalen, horizontalen
oder umgekehrten Vergaser für Motore jeder beliebigen Zylinderzahl angebracht werden,
wobei die konstruktiven Einzelheiten zwecks Anpassung an die Verhältnisse der Praxis
innerhalb des Rahmens der Erfindung in weiten Grenzen abgeändert werden können.