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Membranregler für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen
Membranregler bekannter Art für Brennkraftmaschinen'zum Entspannen und Regeln von
Flüssiggas oder hochverdichtetem Treibgas in Abhängigkeit von dem in der Ansaugleitung
der Brennkraftmaschine herrschenden Druck, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Bei den bisher bekannten Membranreglern erfolgt die Entspannung in
.zwei Stufen über zwei Ventile und zwei Membranen. Hierbei sind beide Ventile durch
je eine starke Feder belastet, um auch den im Ruhezustand erforderlichen zuverlässigen
Ventilabschluß gegen den hohen Vorratsdruck im Treibmittelbehälter zu erreichen.
Diese Membranregler haben nur eine geringe Empfindlichkeit.
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Für mit Flüssiggas oder hochverdichtetem Treibgas arbeitende Brennkraftmaschinen
hat man ferner Membranregler vorgeschlagen, bei denen die Entspannung des Gases
über nur ein Ventil erfolgt. Neben der diesem Ventil zugeordneten federbelasteten
Regelmembran ist noch eine Zusatzmembran vorhanden, deren Feder bei Stillstand der
Maschine die von der Regelmembran ausgeübte Abschlußkraft verstärkt. Während des
Laufens wird die zusätzliche Schließkraft dadurch aufgehoben, daß die Zusatzmembran
durch den Unterdruck im Ansaugrohr angehoben wird.
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Der bekannte Membranregler zeigt eine im Verhältnis zur Regelmembran
kleine Zusatzmembran, bei der unter manchen Betriebsbedingungen die verringerte
Ansaugwirkung nicht ausreicht, uni die Vorrichtung in Tätigkeit zu halten. Die Zusatzmembran
ist über der Regelmembran angeordnet, zwischen beiden befindet sich ein Hebelgestänge,
durch welches die Kraft der Zusatzmembran über die Regelmembran auf das Ventil übertragen
wird. Dieses Hebelgestänge ist mit der Drosselklappe in Verbindung gebracht, und
zwar durch Verlängerung eines der Zwischenhebel bis in den Bereich eines auf einen
Drehzapfen der Drossel fest aufgesetzten Nockens. Letzterer hebt bei Vollgas und
langsamem Lauf den Zwischenhebel von dem Gestänge der Regelmembran ab, so daß diese
wieder arbeiten kann.
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Eine solche Lösung der Aufgabe befriedigt nicht, da bei Stillstand
der Maschine die zusätzliche Abschlußkraft nur wirkt, wenn die Drosselklappe in
die Nähe der Schließstellung gestellt oder ganz offen ist. Andererseits ist es beim
Ingangsetzen der Maschine erforderlich, daß die Drossel so weit geöffnet wird, daß
durch den auf der Drosselachse angeordneten Nocken der Zwischenhebel von der Regelmembran
abgehoben wird.
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Gemäß der Erfindung werden diese Mängel -dadurch beseitigt, daß in
dem durch eine Regelmembran mit einstellbarer Belastungsfeder abgeschlossenen Niederdruckraum,
dessen Gasabzugrohr vor der Drosselklappe in die Ansaugleitung des Motors mündet,
ein in bekannter Weise als entlastetes Doppelsitzventil ausgebildetes und mit dem
einen durch eine Schließfeder belasteten Ende seiner Spindel auf die Regelmembran
sich stützendes
Entspannungsventil angeordnet ist, auf dessen anderes
Spindelende eine zweite Membran drückt, die durch eine starke Sperrfeder belastet
und sowohl selbsttätig durch den Unterdruck hinter der Drosselklappe wie a,'uch-'
jederzeit von Hand bzw. mechanisch abhebe bar ist: Die Einrichtung zum Entspannen
und Regeln ist hierbei vollkommen von der Einrichtung zum Absperren in der Ruhe
gegen den hohen Vorratsdruck getrennt.
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Da ein entlastetes Doppelsitzventil verwendet wird, braucht die Feder
zum Schließen des Ventils nur schwach zu sein, und die Regelmembran wird daher durch
diese Feder über das eine Ventilspindelende kaumbelastet, so daß auch die von außen
auf die Regelmembran wirkende eigentliche Belastungsfeder nicht allzu stark wird.
Die Regelmembran kann dabei verhältnismäßig groß gehalten sein. Infolgedessen ergibt
sich eine hohe Empfindlichkeit und eine große Genauigkeit des Arbeitens der Einrichtung.
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Für die sichere Absperrung des Entspannungsventils in der Ruhe gegen
den hohen Druck des Treibmittelvorrats ist die leichte Ventilschließfeder nur von
geringer Bedeutung, vielmehr wird der Abschluß im wesentlichen von der durch eine
kräftige Sperrfeder belasteten zweiten Membran bewirkt.
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Der Stärke der Sperrfeder entspricht beim Gegenstande der Erfindung
auch die Größe der zugehörigen Membran, jedoch ergeben sich damit keine ungünstigen
Bauverhältnisse, sondern die vollständige Entlastung des Entspannungsventils führt
auch hier zu einer weniger starken Feder, als sie sonst angewendet werden müßte.
Infolgedessen können vorzugsweise die Regelmembran und die Sperrmembran voll etwa
gleicher Größe sein, um zu erreichen, daß für den ganzen Arbeitsbereich der Regelmembran
der Unterdruck der Ansaugleitung auch dazu genügt, die Sperrmembran ausreichend
anzuheben, um das Entspannungsventil frei spielen zu lassen. Hemmungen durch Reibungswiderstände
sind kaum vorhanden! --da beide Membranen sich lediglich kraftschlüssig gegen das
obere und untere Ende der Ventilspindel legen.
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Der neue Membranregler arbeitet im ganzen normalen Leistungsbereich
der Brennkraftmaschine selbsttätig, und es ist lediglich für Sonderfälle erforderlich;
die Möglichkeit vorzusehen, die Sperrmembran jederzeit auch von Hand, z. B. über
ein Gestänge, abzuheben.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung in einem senkrechten Schnitt dargestellt.
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In dem Niederdruckraum l!, der oben durch einen Aufsatz i und unten
durch die Regelmembran )z abgeschlossen ist, sitzt an einem die Gaszuleitung a fortsetzenden
Wandstutzen a' das Gehäuse c eines Doppelsitzventils, dessen Sitze d und Teller
f so angeordnet sind, Aaß eine völlige, Entlastung gegenüber dem .hohen Treibgasdruck
eintritt. Die mit ihrem -.oberen Ende durch den Boden des Aufsatzes i `gesteckte
Ventilspindel e ist unten durch eine leichte Schließfeder g .belastet, unterhalb
deren sie sich auf die Regelmembran h stützt, die von einem zur Außenluft offenen
Gehäuse L abgeschlossen sein kann, in dem sich eine etwa durch eine Stellschraube
n regelbare Belastungsfeder m befindet, die die Membran gegen das untere Ende der
Ventilspindel e drückt.
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Der Aufsatz i, dessen unterer Raum gleichfalls mit der Außenluft in
Verbindung steht, trägt als unteren Abschluß einer Kappe r eine zweite Membran q,
die durch eine kräftige Feder s belastet ist. Die Membran q drückt auf das obere
Ende der Ventilspindel e und hält das Doppelsitzventil f, f gegen den vom Treibgasbehälter
her wirkenden hohen Gasdruck geschlossen. Das Innere der geschlossenen Kappe r steht
durch eine Rohrleitung v mit dem Ansaugrohr z der Brennkraftmaschine in .Verbindung,
und zwar mündet die Leitung v hinter der Drosselklappe x ein, während vor der Drosselklappe,
zweckmäßig zwischen ihr und der Luftdüse y, die Leitung b zur Einführung des im
Niederdruckraum 1a entspannten Gases in das Ansaugrohr z mündet.
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Als Hilfsmittel, die ein jederzeitiges Aufheben der Wirkung der Sperrmembran
q auf die Ventilspindel e ermöglichen, sind°bei dem gezeichneten Beispiel ein im
Aufsatz i liegender, durch einen Schlitz desselben nach vorn herausragender Hebel
is und ein außen befestigter Schwenkarm w vorgesehen, der durch eine Stange t beispielsweise
mit dem Drosselgestänge verbunden sein kann.
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Beim Anlassen der Brennkraftmaschme wird in der Ansaugleitung z hinter
der Drosselklappe x ein starker Unterdruck erzeugt, der durch die Leitung v auf
die Sperrmembran q wirkt, sie von der Ventilspindel e abhebt und diese
dadurch für ihre Regelbewegungen freigibt. Mit dem Öffnen der Drossel x bildet sich
auch vor ihr ein Unterdruck, dessen Größe von der Drehzahl der Maschine abhängt.
Er pflanzt sich über die Leitung b in den Niederdruckraum h fort und gestattet je
nach seiner Größe dem Doppelsitzventil f; f einen wechselnden Hub, der den Entspannungsgrad
des Treibgases bestimmt.
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Bei Vollast und langsamem Gang vermindert sich in der Ansaugleitung
z der Unterdruck hinter der Drossel x beträchtlich. We- i gen der vollständigen
Entlastung des Doppelsitzventils f, f vermag aber die Membran q
auch
noch bei geringem Unterdruck die Sperrung offen zu halten. Nur wenn bei voll geöffneter
Drosselklappe die Belastung der Brennkraftmaschine übermäßig gesteigert wird, so
daß die Drehzahl sinkt und damit der Unterdruck im Ansaugrohr zu gering wird, kann
es erforderlich werden, die Sperrmernbran q von Hand abzuheben.