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Einrichtung zur Zufuhr von Frischluft zur Gemischleitung von Brennkraftmaschinen
Es sind bereits Zusatzluftventile für Fahrzeugmotoren, sogenannte Benzinsparer,
bekannt, welche gleichsinnig mit der Drosseleinrichtung des Vergasers gekuppelt
sind und je nach Einstellung bei mehr oder wenig geöffneter Drosselklappe eine größere
oder geringere Menge von Ausgleichluft in das Ansaugrohr eintreten lassen. Bei einer
Öffnung der Gemischdrossel wird hierbei nach Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit
auch das Ausgleichventil geöffnet, wogegen sich bei einer Drosselung und Geschwindigkeitsverminderung
dieses Ventil schließt. Bei richtig einregulierten Vergasern moderner Bauart kann
der Einbau dieser Vorrichtungen praktisch keinen Nutzen bringen. Man erzielt damit
bestenfalls die gleiche Wirkung wie durch Einsetzen einer kleineren Düse; muß aber
hierbei für die vielleicht erzielte Verringerung des Betriebstoffverbrauchs eine
kleinere Beschleunigungs- bzw. Endleistung des Motors in Kauf nehmen.
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Es sind auch schon Vorrichtungen bekannt, durch welche bei einem plötzlichen
Schließen der Drosselklappe zwischen Vergaser und Zylinder die Entstehung eines
zu hohen Vakuums im Zylinder und die damit verbundene Ansaugung von Schmieröl verhindert
wird, indem nach vollständigem Abschluß der Drosselklappe durch den Fahrer das Gaspedal
weiter zurückgetreten und dadurch ein elektrischer Kontakt geschlossen werden kann,
der einen ein Zusatzluftventil betätigenden Stromkreis schließt. Diese Vorrichtung
kann aber nur im Leerlauf betätigt werden und ist von der Bedienung durch den Fahrer
abhängig. Sie eignet sich auch nicht zum nachträglichen Einbau in vorhandene Wagen.
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Ferner ist es bekannt, in einen Vergaser ein Hilfsventil einzubauen,
das durch den Unterdruck direkt derart betätigt wird, daß im Leerlauf zusätzlich
Luft eingeführt wird. Der Zutritt der Ausgleichluft ist in diesem Fall aber ausschließlich
von dem Unterdruck im Vergaser abhängig und kann ebensogut beim öffnen wie beim
Schließen der Drosselklappe erfolgen, wird also nicht durch deren Betätigung in
bestimmtem Sinne beeinflußt.
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Schließlich hat man auch schon vorgeschlagen, das Brennstoff-Luft-Gemisch
von Kraftfahrzeugen mit Hilfe einer elektromagnetischen Steuerung zu regeln. Abgesehen
von dem hohen Stromverbrauch und der Gefahr von Störungen in der elektrischen Einrichtung
hat aber diese Anordnung u. a. den Nachteil, daß das Luftausgleichventil hierbei
beim Anlassen nicht geschlossen ist, so daß auch in dieser Stellung Zusatzluft in
den Vergaser gelangt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Zufuhr von Frischluft
zur Gemischleitung von Brennkraftmaschinen, bei welcher gleichfalls in Abhängigkeit
von der Betätigung der Gemischdrossel der Unterdruck nach einem das Frischluftventil
öffnenden Unterdruckorgan durch ein in der Unterdruckleitung vorgesehenes Ventil
freigegeben wird; abweichend von den bekannten Einrichtungen wird aber hierbei das
die Unterdruckleitung
freigebende Ventil von dem Gasgestänge aus
gegensinnig zur Bewegung der Drosselklappe gesteuert, und- zwar derart, daß während
des Schließvorgangs der Drossel<-' klappe Außenluft in die Unterdruckleitung
strömen kann und daß kurz vor Erreichung der Leerlaufstellung der Drossel das Unterdruckorgan
dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wird, so daß sich das Ausgleichventil selbsttätig
wieder schließt und die Unterdruckleitung absperrt. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß auf dem Wege von der Vollgasstellung bis zur Leerlaufstellung bei jeder Verminderung
der Gaszufuhr, also bei jeder Bremsung oder Geschwindigkeitsherabsetzung das Ansteigen
des Vakuums im Ansaugeröhr selbsttätig verhindert und ein unnötiger Mehrverbrauch
an Brennstoff mit Sicherheit vermieden wird. Diese Einrichtung: ist von dem elektrischen
Stromleitungsnetz des Wagens vollständig unabhängig und infolge der unmittelbaren
Betätigung durch den Unterdruck im Ansaugerohr sehr einfach und betriebssicher.
Wesentlich ist ferner, daß hierbei das Ausgleichventil kurz vor Erreichung der Leerlaufstellung
der Drosselklappe selbsttätig geschlossen wird, da nur dadurch erreicht wird, daß
das Zusatzventil in der Anlaufstellung des Wagens geschlossen bleibt. Dies wird
erfindungsgemäß vorzugsweise dadurch erreicht, daß das in der Unterdruckleitung
vorgesehene Ventil über einen von einer Nockenscheibe gesteuerten Gelenkhebel in
seine Schließstellung zurückgeführt wird.
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Dank dieser Vorrichtung brauchen keinerlei Eingriffe in die einmal
vorgenommene richtige Einstellung des Vergasers bei allen Beschleunigungs- bzw.
End- oder Däuerleistungsstellungen der Drosselklappe vorgenommen zu werden. Dagegen
werden bei Geschwindigkeitsverminderungen bzw. beim Bremsen der sonst unvermeidliche
starke Druckabfall im Saugrohr und die dadurch bedingte erhöhte, praktisch nutzlose
Brennstoffansaugung vermieden. Dies wirkt sich besonders bei Fahrten im Stadtverkehr
und im kurvenreichen Gelände sowie bei sogenannten Geländefahrten, bei welchen ein
sehr häufiger Geschwindigkeitswechsel notwendig ist, in einer erheblichen Brennstoffersparnis
aus. Bei Fahrten auf Autobahnen und sonstigen geeigneten Strecken mit gleichbleibender
Geschwindigkeit dagegen tritt die Vorrichtung überhaupt nicht in Wirkung.
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Einige weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind
:nachstehend an Hand der Zeichnung kurz beschrieben. Letztere stellt in rein schematischer
Form ein Ausführungsbeispiel dar, und zwar zeigt im einzelnen Fig: i einen Schnitt
durch das Ausgleichventil mit Betätigungsvorrichtung nach Linie A-A der Fig. z,
Fig. 2 eine Außenansicht mit Antrieb des .@teuerventils in Richtung des Pfeiles
C gesehen, Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt längs der Linie B-B
der Fig. 2, wobei das Steuerventil in geschlossener Stellung gezeigt ist,
Fig, q. eine gleiche Darstellung wie Fig. 3 bei geöffneter Stellung des Steuerventils,
Fig. 5 den Zusammenbau der Vorrichtung mit Vergaser und Drosseleinrichtung in Ansicht.
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Das Ausgleichventil sitzt in einem Gehäuse i, das mit einem Stutzen
2 an das mit dem Vergaser 3 verbundene Saugrohr q., mit einem weiteren Stutzen 5
an. einen zum Luftfilter und Ansauggeräuschdämpfer 6 führenden Schlauch 7 angeschlossen
ist. Das Ausgleichventil selbst besteht aus einem Ventilteller 8, der bei geöffneter
Drosselklappe durch die Feder g so auf seinen Sitz io gedrückt wird, daß das Saugrohr
gegen das Innere des Gehäuses i luftdicht abgeschlossen ist.
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Die Betätigung des Ausgleichv entils erfolgt durch ein vom Gasgestänge
aus gesteuertes Relais, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel pneumatisch
betätigt wird. Statt einer pneumatischen Steuerung könnte auch eine elektromagnetische
Steuerung vorgesehen werden.
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Das- Relais besteht im wesentlichen aus einer Membran i i, die starr
mit der Ventilstange 12 des Ausgleichventils verbunden und in einem Gehäuse 13 eingespannt
ist, gegen welches das Ventilgehäuse i durch eine Zwischenwand 14 luftdicht abgeschlossen
ist. Die Membran steht einerseits ständig unter dem Druck der Außenluft, die durch
Bohrungen oder Kanäle 15 zu der einen Seite des Gehäuses 13 Zugang hat, andererseits
unter dem im Raum 16 herrschenden Luftdruck, der in Abhängigkeit von der Stellung
der Drosselklappe verändert wird. Dies geschieht mit Hilfe eines kolbenartigen Steuerventils
17, das in einem Kanal 18 des Gehäuses 13 verschiebbar ist. Dieser Kanal 18 steht
einerseits durch einen Kanal 1g mit dem zum Saugrohr führenden Stutzen 2, andererseits
durch Bohrungen 2o und 21 mit der Außenluft bzw. mit dem Räum 16 in Verbindung.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Steuerventils 17 ist der
Raum 16 über die Bohrungen 21 und 2o an die Außenluft angeschlossen. Auf beiden
Seiten der Membran i i herrscht daher gleicher Druck. Das Ausgleichventil 8 wird
hierbei durch die Feder g auf seinen Sitz gepreßt und ist geschlossen.
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Bei der Stellung des Schiebers 17 nach Fig: 4 dagegen ist die öffnung
2o durch diesen
verschlossen und der Raum 16 über die Bohrung 2
i und den Kanal 18 mit dem Kanal i9 und damit mit dem Saugrohr verbunden. Durch
den in letzterem herrschendem Unterdruck wird daher auch ein Druckunterschied auf
den beiden Seiten der Membran hervorgerufen und dadurch diese in einer Richtung
bewegt, welche eine Öffnung des Ventils 8 zur Folge hat. Durch den Stutzen 5 tritt
nunmehr Ausgleichluft über den Stutzen 2 in das Saugrohr und verhindert dadurch
einen unerwünschten Druckabfall in diesem. Diese Stellung des Ventilschiebers entspricht
also der Offenstellung des Ausgleichventils.
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An Stelle einer Membran könnte natürlich auch ein in einem Zylinder
geführter Kolben verwendet werden; auch wäre es möglich, die Membran auf einer Seite
nicht durch den Druck der Außenluft, sondern beispielsweise durch Federdruck zu
belasten.
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Die Stellschraube 38 ermöglicht eine Einstellung des Hubes des Ausgleichv
entils, wodurch eine Anpassung an verschieden große Motoren erzielt werden kann.
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Eine beispielsweise Vorrichtung zur Betätigung des Steuerventils ist
aus den Fig. 2 und 5 zu ersehen, wobei die Steuervorrichtung in ihrer Mittelstellung
gezeigt ist.
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Die auf dem Gehäuse 13 sitzende Ventilführung 39 ist an einer geeigneten
Stelle derart unterbrochen, daß ein auf ihrer Außenseite angeordneter Hebel 22 in
eine Aussparung 23 des Steuerventils eingreifen kann. Dieser Hebel 22 ist durch
einen Bolzen 24 und eine Feder 25 mit einem Anschlaghebel 26 verbunden, der um einen
Bolzen 27 schwenkbar am Gehäuse 13 gelagert ist. Auf dem Bolzen 27 sitzt ferner
ein Hebel 28 mit Nockenscheibe 29, der seinerseits wieder durch ein Gestänge
30 mit dem Gestänge 31 des Gashebels 32 so verbunden ist, daß beim Zurücknehmen
des Gaspedals 33 unter der Wirkung der Feder 34 der Hebel 28 in der Pfeilrichtung
(Fig. 2) ausschwingt und dabei den unter Federdruck am Umfange der Scheibe 29 anliegenden
Hebel 22 durch Reihungsschluß nach rechts mitnimmt, so daß das Steuerventil 17 in
die geöffnete Stellung nach Fig. d. gelangt und das Ausgleichventil geöffnet wird.
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Bei Annäherung des Gaspedals an die. Leerlaufstellung wird der Hebel
28 so weit verdreht, daß der Daumen 36 des Hebels 22 in die Nut 37 der Nockenscheibe
29 einschnappt. In diesem Augenblick wird der Steuerhebel 22 unter Wirkung der Feder
25 um den Bolzen 24. im Uhrzeigersinn verdreht und schiebt dadurch das Steuerventil
17 in seine andere Endstellung entsprechend Fig. 3 zurück, wobei der Hebel
26 durch den Anschlag 35 an einer weiteren Bewegung verhindert wird. Dadurch
wird erreicht, daß sich das Ausgleichventil kurz vor Erreichung der Leerlaufstellung
wieder selbsttätig schließt.
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Bei erneutem Gasgeben bzw. Bewegung des Gaspedals 33 entgegen der
Wirkung der Feder 34 bleibt das Steuerventil in seiner geschlossenen Lage nach Fig.3,
wobei die Feder 25 durch Aufsteigen des Daumens 36 auf die Nockenscheibe 29 wieder
selbsttätig gespannt wird.
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Das Ausgleichventilkann sowohl nachträglich an vorhandenen Vergasern
angebracht als auch von vornherein mit einem Vergaser zusammengebaut werden. Man
könnte auch ein Schieberventil unmittelbar mit dein Gaspedal verbinden, was aber
eine nachteilige Belastung des Pedals durch den auf einen solchen Schieber wirkenden
Unterdruck zur Folge hätte. Die Zwischenschaltung eines Relais hat den Vorteil,
daß dadurch eine schlagartige Wirkung erzielt wird, ohne daß dieser Nachteil in
Kauf genommen werden muß.