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Viertakteinspiitzbrennkraftmaschine, die beim Anlassen Gemisch ansaugt
Die Erfindung betrifft eine mit niederer Verdichtung anzulassende,. mit hoher Verdichtung
arbeitende selbstzündende V iertakteinspritzbrennkraftmaschine, die beim Anlassen
ein von einem Vergaser gebildetes Gemisch ansaugt und bei der die Umstellung von
Vergaser- auf Einspritzbetrieb selbsttätig erfolgt. Werden derartige Dieselmaschinen
für Schlepper verwendet, ist es erforderlich, in der zum Maschineneinlaß führenden
Luftein.la8leitung einen Luftreiniger vorzusehen. Auch bei Verwendung einer Vergasereinrichtung
muß Sorge dafür getroffen werden, daß ungefilterte Luft nicht in die Maschine gelangt.
Ein weiteres beim Gebrauch von Vergasereinrichtungen auftretendes Prohlem: besteht
darin, für eine einwandfreie Absperrung des leichtflüssigen Brennstoffgemisches
zu sorgen, wenn die Maschine auf den Dieselbetrieb übergeschaltet wird. Dies ist
ein unbedingtes Erfordernis, da, falls Brennstoff während des Verdichtungsbetriebes
in die Maschine gelangt, dieser zu Explosionen und zu einem unregelmäßigen Lauf
der Maschine wie auch zu möglichen Beschädigungen infolge des schnellen Druckanstieges
während: der Verbrennung Anlaß gibt.
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Es sind Einrichtungen bekannt, durch welche eine selbsttätige Umschaltung
vom Vergaser- auf den Dieselmaschinenbetrieb ermöglicht wird. Bei diesen bekannten
Bauarten war jeweils eine gesonderte Luftzuführung für den. Anlaßbetrieb und eine
hiervon unabhängige für den Dieselbetrieb vorgesehen. Eine Bauart ist auch bekannt,
die eine gemeinsame Einlaßleitung mit zwei getrennten Einlaßkanälen aufweist, in
deren einem ein Vergaser angeordnet ist, während durch den anderen reine Luft angesaugt
wird; hierbei kann durch ein von einem Handhebel gesteuertes
Ventil
entweder ein brennbares Gemisch aus dem Vergaser oder reine Luft zurr Saugrohr der
Maschine geleitet werden. Das Ventil besitzt einen Kolben in einem Zylinder, an
den sich das Saugrohr der Maschine anschließt. Das obere Ende des Zylinders ist
geschlossen und ist mit einem Spritzvergaser in Verbindung. Das untere Ende ist
nach der Außenluft zu offen. Wird bei dieser bekannten Bauart der erwähnte Handhebel
in die Anlaßstellung bewegt, in der die Maschine mit Niederkompression arbeiten
soll, so wird gleichzeitig der Kolben nach unten gezogen, und er verbindet das Saugrohr
mit dem Vergaser, während bei Einstellung des Handhebels auf Normalstellung der
Maschine das Saugrohr mit der Außenluft verbunden ist. Demgegenüber sollen an die
Einlaßseite im Zylinderkopf zwei getrennte Einlaßleitungen angeschlossen sein, von
denen die eine ausschließlich von Luft und die andere ausschließlich von Brennstoffgemisch
durchströmt wird. Für den Anla,ß- bzw. Vergaserbetrieb wie auch für den Dieselbetrieb
wird dann nur noch ein einziger Lufteinlaß benötigt, über den die Luft über den
Vergaser der Einlaßöffnung zugeleitet, im anderen Fall die Luft direkt dem E_inlaß
zugeführt wird, wenn die Maschine als Dieselmaschine gefahren wird. Durch die hierbei
erreichbare bauliche Vereinfachung der Maschine läßt sich eine weit einfachere Reinigung
der angesaugten Luft herbeiführen, denn es wird auf diese Weise ermöglicht, mit
nur einem einzigen Luftfilter auszukommen.
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Bei einer solchen mit niederer Verdichtung anzulassenden, mit hoher
Verdichtung arbeitenden selbstzündenden Viertakteinspritzbrennkraftmaschine, die
beim Anlassen ein von einem Vergaser gebildetes Gemisch ansaugt und bei der die
Umstellung vom Vergaser- auf Einspritzbetrieb selbsttätig erfolgt, wird finit der
Erfindung vorgeschlagen, in der Luftansaugleitung der Maschine einen Nebenschlußkanal
vorzusehen, in dem der Vergaser für den Anlaßbetrieb angeordnet ist, wobei durch
ein an sich bekanntes, mit der Umschaltvorrichtung verbundenes Ventil die angesaugte
Luft entweder über den Vergaser oder direkt in die Maschine geleitet wird.
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Bei einer solchen Brennkraftmaschine, bei der der Vergaser einen Schwimmer
und ein durch diesen gesteuertes Absperrventil für den Brennstoffeintritt in die
Schwimmerkammer aufweist, wird weiterhin mit der Erfindung vorgeschlagen, das die
Ventilspindel des mit der Umschaltvorrichtung verbundenen Ventils steuernde Hebelgestänge
auf ein weiteres Gestänge einwirken zu lassen, welches eine Nockenscheibe trägt,
an deren Umfang eine Blattfeder anliegt, die mit dem Schwimmer und über diesen mit
dem Absperrventil für den Brennstoffeintritt verbunden ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. i ist ein Querschnitt durch die Luftansaugleitung der Maschine,
und Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Schwimmerkammer.
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In den Zeichnungen ist nur ein Teil des Zylinderblocks bei io dargestellt.
Der Block ist üblicher Ausführung und weist nebeneinanderliegend auf der einen Längsseite
die übliche Einlaßleitung i i und die Auslaßleitung i2 auf. Der Anschluß der Auslaßleitung
i2 an den Zylinderblock ist bei 13
sichtbar, und einer der Anschlüsse i4 der
Einlaßleitung i i an den Zylinderblock ist im Schnitt veranschaulicht.
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Dieser Ansatzstutzen steht mit der Mitte der Einlaßleitung i i, die
im Querschnitt etwas abgeflacht ist, in Verbindung. In gleicher Ouerschnittsebene
mit diesem Einlaß 14 weist die Einlaßleitung i i auf der Oberseite eine Öffnung
15 und auf der Unterseite, mit der vorgenannten in gleicher Achsrichtung
liegend, eine Öffnung 16 auf. An der Außenseite dieser Einlaßleitung i i, dem Anschlußflansch
des Einlasses 14 gegenüberliegend, ist eine Kammer 17 vorgesehen, die nach außen
hin durch die Wand 18 abgeschlossen ist. Diese Kammer 17 ist sowohl oben wie unten
offen, und diese Öffnungen liegen in der gleichen Ebene wie die Öffnungen i5 und
16.
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Mittels eines oberen Flansches 2o ist ein Vergaser i9 besonderer Bauart
an einen mit einem Flansch versehenen Ansatz der Einlaßleitung i i angeschlossen.
Dieser Vergaser weist eine Gemischleitung 21 auf, die axial unterhalb der Öffnung
16 liegt. In dieser Gemischleitung 21 bildet eine Venturiöffnung 22 eine Saugöffnung
zum Ansaugen des Brennstoffes durch eine Düse 23, welche mit der Schwimmerkammer
24 des Vergasers in Verbindung steht. Diese Kammer 24 enthält einen Schwimmer 25
zum Aufrechterhalten eines konstanten Flüssigkeitsspiegels des Brennstoffes. Neben
der Brennstoffgernischleitung 2i befindet sich eine Lufteinlaßleitung 26, die unten
mit der Einlaßseite der Venturimündung 22 in Verbindung steht. Innerhalb dieser
Leitung 26 ist ein Drosselventil 27 an einer zweiteiligen Welle 28 angebracht.
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Die zweiteilige Welle 28 dieses Ventils 27 dient zur zentralen Anordnung
eines auf der Einlaßseite des vorerwähnten Ventils vorgesehenen selbsttätigen Ventils
48, und zwar ist dieses Ventil an einem, mit einem Kopf versehenen Stift 49 angebracht,
um welchen herum eine Feder 5o angeordnet ist, um das Ventil q.8 nachgiebig gegen
das Ventil 27 zu drücken. Im letzteren sind um den Stift 49
herum
eine Anzahl Löcher vorgesehen, durch welche eine begrenzte Luftmenge hindurchstreichen
kann, wenn das Ventil sich in der geschlossenen Stellung befindet.
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Die Brennstoffdüse 23 stellt das obere Ende eines Teiles
51 (Fig. z) dar, welches in das obere Ende eines Zylinders 53 eingeschraubt
ist, welcher an der unteren Wand 52 des oberen Teiles des Vergasers befestigt ist
und sich abwärts in die Schwimmerkammer bis zu einem merklichen Betrag unterhalb
des normalen Flüssigkeitsspiegels erstreckt. Der Teil 5I ist mit einem gegen das
untere Ende des Zylinders 53 anschlagenden Wulst 54 versehen. Zwischen denn Zylinder
53 und dem. Teil 51 befindet sich ein ringförmiger Zwischenraum, der über eine in
der Wandung des Zylinders 53 oberhalb d'es normalen Flüssigkeitsspiegels vorgesehene
Öffnung 55 mit der Schwimmerkammer . in Verbindung steht. Mittels einer Anzahl unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels vorgesehener Öffnungen 56 wird zwischen dem erwähnten Ringraum,
zwischen lern Teil 51 -und dem Zylinder 53 und dem Innern des Teiles 51 eine Verbindung
hergestellt. Im Wulst 54 dieses Teiles 51 ist in der Mitte eine kleine. Öffnung
57 vorgesehen, welche die Zufuhr des Brennstoffes zu der Lufteinspritzdüse 23 regelt.
Der Teil 5I stellt also die Brennstoffquelle dar. Im Abstand von der Innenwandung
des hülsenförmigen Teiles Si erstreckt sich ein Rohr 57', welches mit seiner oberen
Verlängerung, wie aus Fig. i ersichtlich, mit einer kleinen Einspritzöffnung 58
in der Wandung des Gemischeinlasses 21 auf der Auslaßseite der' Venturimündung 22
in Verbindung steht.
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Innerhalb dieser Bremistoffgemischleitung ,si ist ein selbsttätig
wirkendes Drosselventil 5g vorgesehen, welches einseitig zu seiner mittleren Symmetrieachse
an einer Welle 6o befestigt ist und eine etwas ovale Form hat. Wie in Fig. 2 dargestellt,
erstreckt sich diese Welle 6o bis in einen auf der einen Seite des Vergasers vorgesehenen
Raum 61, der durch einen Deckel 62 abdeckbar ist. Innerhalb dieses Raumes
befindet sich ein auf der Welle 6o starr befestigter Hebel 63, der als zweiarmiger
Hebel wirkt und dessen einer Arm über eine Feder 64 an das Vergasergehäuse angeschlossen
ist, während der andere Arm 65 als ein mit einem festen Puffer zusammenwirkender
Anschlag wirkt.
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Das Schwimmerventil 25 wird von einem um einen Bolzen
69 drehbaren Lager 68 getragen. Es weist eine Gabe17o auf, welche zwischen
die Flansche 71 eines am oberen Ende eines Absperrventils 72 vorgesehenen Kopfes
angebracht ist. Dieses Absperrventil ist in einer im Ventilkörper 73 vorgesehenen
Bohrung auf- und abschwingbar gelagert; dieser Ventilkörper ist passend in eine
Bohrung 74 -eingesetzt, welche mit einer am Boden der- Schwimmerkammer vorgesehenem
Horizontalbohrung und über diese mit der Einlaßöffnung 77 in Verbindung steht. An
diese Öffnung 77 wird die vom Brennstofftank herkommende Leitung angeschlossen.
Im Ventilkörper 73 ist eine zentrale Öffnung 76 vorgesehen, in die die kegelförmige
.Spitze des Absperrventils 72 hineinreicht. Dicht oberhalb dieser Öffnung 76 sind
seitliche Öffnungen 73' vorgesehen, durch welche also bei angehobenem Absperrventil
das durch die Bohrung 74 und die Öffnung 76 eingeführte Öl der Schwimmerkammer zugeführt
werden kann. Dia Öffnung 75 enthält ein Filtersieb, um das vom Brennstofftank herkommende
Öl dort von seinen mitgeführten Fremdkörpern zu reinigen.
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Das Lager 68, welches den Schwimmer 25 trägt, weist eine Feder 78
auf; die zweckmäßig die Form einer Blattfeder hat und welche sich aufwärts und rückwärts
zum Ab-
sperrventil 72 erstreckt. Diese Feder wirkt mit einer Nockenscheibe
79 zusammen, die auf einer Querwelle 30 befestigt ist; diese Welle
30 erstreckt sich durch den oberen Teil des Vergasers. An ihr ist ein Hebelarm
32 befestigt, welcher zu einem Steuergestänge 43 führt und über dieses an das Umschaltge
triebe angeschlossen ist. Die Wirkungsweise des Vergasers ist aus dieser Beschreibung
ersichtlich. Die zum Abmessen der erfoTderlichen Brennstoffmenge dienende Einrichtung
ist üblicher Bauart; sie benutzt die kleinen Luftöffnungen zwischen den Teilen 5I
und 53 und die unabhängige Leitung durch das Rohr .57'. Die Geschwindigkeitssteuerung
wird durch das von der Feder gesteuerte selbsttätigeDrosselventil 5g bewirkt, welches
durch die Luftgeschwindigkeit in i. betätigt wird.
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Durch den Hebel 32 wird die Einrichtung zum Schließen des Brennstoffschwimmerventils
betätigt, der über den Nocken 79 und die Feder 78 den Schwimmer 25 am Schwingen
hindert, wenn die Maschine im Verdichtungsbetrieb arbeitet. Gleichzeitig. wird auch
das Absperrventil 72 fest auf seinem Sitz niedergehalten und hierdurch ein dichter
Ventilschluß herbeigeführt, der velhindert, daß Brennstoff weiterhin 'in die Schwimmerkammer
eindringen kann.. Diese Einrichtung verlängert nicht nur in erheblichem Maße die
Lebensdauer des Schwimmers und . der mit dem Absperrventil zusammenarbeitenden Teile,
sondern bietet auch den Vorteil, daß es nicht mehr notwendig ist, von Hand aus ein
Ventil zwischen dem Brennstofftank und dem Vergaser abzusperren, wenn die Maschine
als Dieselmaschine läuft.
Um die Öffnung 16 in der Einlaßleitung
il herum ist ein in Fig. i ersichtlicher Ring 33 in solcher Lage vorgesehen, daß
auf ihm der Kopf eines Ventils 34 ruhen kann. Die Spindel 35 dieses Ventils ist
in eine Führung 36 im oberen Teil des Einlasses 37 eingepaßt. Dieser Einlaß 37 weist
zwei Zweige auf, deren einer zur oberen Öffnung 15 der Einlaßleitung hinführt. Diese
Öffnung 15 ist mit einem Ventilsitz 38 für das . Ventil 34 in dessen angehobener
Stellung versehen. Der andere Zweig des Einlasses 37 steht mit der Kammer
17 in Verbindung, und durch diese kann die eingelassene Luft in die Leitung
26 und damit zum Vergaser zurückgeführt werden. Oberhalb der Führung 36 ist die
Verlängerung der Ventilspindel 35 in einerBohrung 38' geführt. In dieser oberen
Verlängerung ist die Spindel mit einer Zahnstange versehen, die mit einem drehbaren
Zahnrad 40 zusammenarbeitet. Dieses Zahnrad 4o sitzt fest auf einer Achse 41, die
einen Hebelarm 42 trägt, der über ein Gestänge 43 mit dem Hebelarm 32 verbunden
ist, welch letzterer mit dem Absperrventil 72, wie zuvor beschrieben, zusammenarbeitet.
Die Achse 41 trägt weiterhin einen Hebelarm 44, der über ein Gestänge 45 mit einem
Winkelhebel 46 verbunden ist, der von einer am. Zylinderblock angebrachten Achse
47 getragen wird. Diese Achse 47 ist eine der Steuerachsen, die dazu dienen, die
Maschine vom Arbeiten mit flüchtigem Brennstoffgemisch und Funkenzündung umzuschalten
auf den Betrieb mit hoher Verdichtung.
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Die in Fig. i veranschaulichte Stellung des Ventils 34 entspricht
derjenigen, bei welcher der Vergaser von der Einlaßleitung abgeschaltet ist. Luft
-wird bei der veranschaulichten Stellung des Ventils durch den Einlaß 37 und die
Öffnung 15 direkt der Maschine zugeführt. Die Luft wird auf den ganzen Strang
der Einlaßleitung i1 verteilt, jedoch davon abgehalten, in dieser Stellung des Ventils
durch die Kammer 17 zum Vergaser zu strömen. Ist jedoch das Ventil 34 angehoben
und liegt es gegen den Ventilsitz 38 an der Öffnung 15 an, was durch entsprechende
Umschaltung des Winkelhebels 46 über das beschriebene Gestänge und über den erwähnten
Zahnbetrieb erreicht wird, dann ist die direkte Verbindung zwischen dem Einlaß 37
und dem zur Maschine führenden Einlaß 14 abgeschlossen; die Luft streicht dann vielmehr
durch die Kammer 17 und die Leitung 26 bei geöffneter Stellung des darin angeordneten
Ventils zur Venturimündung 22, durch diese hindurch, dann aufwärts durch die Gemischleitung
21 in den Einlaß 14. Hierbei wird der Luftstrom dann in bekannter Weise mit dem
Brennstoff angereichert, der ihr durch die Düse 23 zugeführt wird. Von dem gleichen
Hauptlufteinlaß 37 wird somit der Maschine die erforderliche Luft zugeführt, und
zwar sowohl direkt, wenn sie mit hoher Verdichtung arbeitet, wie auch über den Umweg
über den Vergaser, wenn sie beim Anlassen mit leicht brennbarem Betriebsstoff arbeitet.