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Vorrichtung zur Zuführung und Zufuhrregelung von Flüssiggas für den
Betrieb von Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Zuführung und Zufuhrregelung von Flüssiggas für den Betrieb von Brennkraftmaschinen
mit Gemischzuführung, bei der das verflüssigte Gas und die Luft jeweils über eine
mit der Ansaugleitung der Maschine in Verbindung stehende Membrandruckregelvorrichtung
der Ansaugleitung zugeführt werden.
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Flüssiggas aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit je 3 oder
q. Kohlenstoffatomen zum Antrieb von Motoren wird in der Regel in Druckflaschen
unter einem Druck von 5 bis 18 Atm. in den Handel gebracht. Die Vergasung dieses
Brennstoffes und seine Dosierung im Verhältnis zu der Verbrennungsluft erfolgt fast
ausnahmslos in der Weise, daß in einem von der Motorabwärme gespeisten Erhitzer
die entspannte Flüssigkeit verdampft wird und unter Benutzung eines membrangesteuerten
Ventils diese verdampften Kohlenwasserstoffe mengenabhängig von der Verbrennungsluft
dem Motor zugesetzt werden. Es ist auch eine Regeleinrichtung bekannt, bei der das
Gas und die Luft jeweils -über eine mit der Maschinensaugleitung in Verbindung stehende
und von deren Druck beeinflußte Membrandruckregelvorrichtung der Ansaugleitung zugeführt
werden. Diese bekannten Dosierungseinrichtungen, die nach der Vergasung des Brennstoffes
wirksam werden, haben den großen Nachteil, daß die dem Motor zugeführte Kalorienmenge
entsprechend der Zusammensetzung des Flüssiggases in bezug auf Propan- und Butanbestandteile
außerordentlich schwankt, obwohl die Volumenmenge gleich. groß bleibt. Aus diesem
Grunde ist es notwendig, das in den
Handel gebrachte Flüssiggas
in bezug auf seine Zusammensetzung zu standardisieren. Bei dieser Standardisierung
treten Verluste an Kohlenwasserstoffen, die im Flüssiggas: nicht verwendet werden
können, auf.
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Die Erfindung geht zur Vermeidung dieses. Übelstandes y-on dem Grundgedanken
aus, die" Dosierung des Flüssiggases nicht in vergastem, sondern in noch verflüssigtem
Zustand vorzunehmen und die Vergasung erst nach der Dosierung eintreten zu lassen,
so wie es auch bei den normalen Vergasern für Benzin üblich ist. Die Schwierigkeit
in der Lösung dieser Aufgabe liegt darin, d'aß eine vom stark wechselnden Vordruck
des in der Flasche enthaltenen Flüssiggases unabhängige, lediglich von der- vom
Motor angesaugten Verbrennungsl uf tmenge abhängende Dosierung erreicht werden muß.
Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß die zwei
miteinander starr gekuppelten Membranen, von denen die eine von den Drücken vor
und hinter einer Stauvorrichtung im Flüssigkeitsgasstrom, die andere von den Drücken
vor und hinter einer Stauvorrichtung-im Ansaugluftstrom beeinflußt wird, mit ihren
dem jeweils höheren Beaufschlagungsdruck ausgesetzten Seiten einander entgegenwirkend
angeordnet sind und gemeinsam ein in der Flüssiggasleitung hinter deren Stauvorrichtung
liegendes Zulaßregelventil steuern. Damit nicht die Wirkung der Dosierungseinrichtung
in bezug auf den zeitlichen Ablauf eine Verzögerung erfährt, hält man nach der Erfindung
das Volumen auf der Seite des niedrigen Druckes der von der Stauvorrichtung im Flüssigkeitsgasstrom
beeinflußten Membran so klein, daß bereits Bruchteile der je Sekunde im Motor verbrauchten
Flüssiggasmenge eine genügende Vergrößerung bzw. Verkleinerung dieses Volumens zur
Verstellung der Membran bewirken.
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Da auf dem Weg des Flüssiggases von der Tankflasche bis zum Zulaßregelventil
bereits eine Vergasung eintreten kann, weil in dem Leitungsweg ein Druckabfall stattfindet,
hat es sich als zweckmäßig gezeigt, eine Erniedrigung der Temperatur des Flüssiggases
nach Austritt aus der Flasche vorzunehmen. Nach der Erfindung wird daher das Flüssiggas
vor-Eintritt in die Regelvorrichtung unter Zuhilfenahme der Verdampfungswärme des
Flüssiggases bei der Entspannung auf eine Temperatur abgekühlt, die unterhalb der
Temperatur der Tankflasche liegt. Die Zeichnung zeigt den grundsätzlichen. Aufbau
der Regeleinrichtung nach der Erfindung im Schnitt und in einer Nebenabbildung eine
Sonderausbildung eines Teils -der Regeleinrichtung in vergrößertem Maßstab, ebenfalls
im Schnitt. Als Hauptbestandteile sind zwei starr miteinander gekuppelte Membranen
2 und 3 vorhanden, von denen die eine ihreVerstellkräfte 'Aurch den Differenzdruck
an der Stauscheibe i le, der Ansaugleitung der Verbrennungsluft erhält, während
die andere, dieser entgegen-",esetzt geschaltet, ihre Verstellkräfte durch den Differenzdruck
an der Stauscheibe 5 in der Flüssiggasleitung erhält. Von beiden 1bleinbranen a
und 3 gemeinsam wird das in der Flüssiggasleitung liegende Zulaßregelventil q. beeinflußt,
welches zweckmäßigerweise als Nadelventil ausgebildet ist ünd die Entspannung des
Flüssiggases und somit die Dosierung veranlaßt. Die Wirkungsweise der geschilderten
Regeleinrichtung ist folgende.
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Vor dem Anwerfen des Motors ist das in Abhängigkeit von den beiden
Membranen 2 und 3 gesteuerte Zu.laßregelventil 4 im Flüssiggasstrom geschlossen.
Im Moment des Anwerfens des Motors wird durch die Ansaugluftleitung ein Luftstrom
hindurchgesaugt und hierdurch ein Differenzdruck über der in dieser Leitung liegenden
Stauscheibe i in einer Größenordnung von etwa ioo inm WS erzeugt. Dieser Differenzdruck
wirkt auf die Membran 2, und 'die Membran 2 bewirkt durch die an ihr befestigten
übertragungsorgane eine Öffnung des in der Flüssiggasleitung liegenden Zulaßregelventils
q.. Mit dem Öffnen dieses Ventils q. erfolgt die Einspritzung von Flüssiggas und
damit dessen Strömung durch die Leitung, in welcher sich die in ihrer Größe mittels
der Schraubspindel 6 von außen verstellbare Staudüse 5 befindet, deren Differenzdruck
die zweite Membran 3, die mit der Membran 2 und dem Zulaßregelventil q. starr verbunden
ist, b@eeinflußt. Hierdurch wird eine Gegenkraft an dem Zulaßregelventil q. wirksam,
die dessen Bewegung in Schließrichtung so weit erreicht, bis die Kräfte der beiden
Membranen sich gegenseitig aufheben. Dies tritt dann ein, wenn Gleichgewicht in
den Staudrücken in den beiden Leitungen für Luft und Flüssiggas vorhanden ist. Diese
Proportionalität wird zwangsläufig für jeden Betriebszustand- des Motors und insbesondere
auch unabhängig von dem Druck in der Tankflasche erreicht. Unter Zuhilfenahme der
Schraubspindel 6 kann jedoch die Proportionalität willkürlich eingestellt werden.
An Stelle der Stauscheibe 5 kann auch eine Kapillare treten, die vorteilhaft in
ihrer Länge von außen einstellbar ist.
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Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in der Nebenabbildung
dargestellt. Hier wird die Kapillare durch zwei ineinanderschiebbare Körper 7 und
8 gebildet. Die Tauchlänge des einen Körpers im anderen bestimmt die Länge der Kapillare
g. Durch Veränderung dieser Tauchlänge, die durch
eine von außen
regelbare Schraubspindel io vorgenommen werden kann, wird entsprechend dem Bedarf
an Brennstoff das primäre Luftbrennstoffverhältnis eingestellt.
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Die Benutzung einer Kapillare statt einer Stauscheibe in der Dosierung
des Brennstoffes bringt in manchen Fällen Vorteile, wenn es sich darum handelt,
über sehr weite Bereiche die Drehzahlveränderung eines Motors regeln zu können,
da die Staugesetze einer Flüssigkeit in einer Kapillare linear proportional sind
der Länge der Kapillare und der Zähigkeit der Flüssigkeit, während in einer Stauscheibe
oder Blende quadratische oder angenähert quadratische Proportionalität herrscht.
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Eine Vergasung des Flüssiggases vor dem Zulaßregelventil4 wird dadurch
verhindert, daß die zum Vergaser führende Leitung des Flüssiggases durch die Verdampfungswärme
des Flüssiggases nach dem Zulaßregelventil 4 gekühlt wird. Dies kann in der in der
Zeichnung angegebenen Weise dadurch erfolgen, daß die Flüssiggasleitung hinter dem
Zulaßregelventil 4 z. B. als Kühlschlange um die Flüssiggasleitung vor diesem Ventil
herumgeführt wird, ehe sie in die Ansaugluftleitung einmündet.
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Ferner hat es sich als zweckmäßig gezeigt, um bei Betriebsstillstand
des Motors einen absoluten Absch,luß der Gasleitung zu erreichen, hinter das Zulaßregelventil4
in die Betriebsstoffleitung ein durch elektrische oder Druckluftkräfte, o. dgl.
gesteuertes Abschlußventil einzusetzen, welches vom Führersitz der Maschine betätigt
werden .kann. Besonders zweckmäßig erscheint es, dieses Abschlußventil in Abhängigkeit
vom Zündvorgang des Motors derart zu steuern, daß beispielsweise ein Magnetventil
in dem Moment geöffnet wird, in welchem die Zündung des Motors durch die Zündschlüssel
eingeschaltet wird.
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Die Vergasung des Brennstoffs nach der Dosierung erfolgt einerseits
unter Zuhilfenahme der Wärme, die durch die Abkühlung des Flüssiggases nach dem
Verlassen der Flasche in der vorher geschilderten Weise aufgebracht wird, und andererseits
durch die in der Verbrennungsluft enthaltene Wärme, die noch ergänzt werden kann
durch eine Heizvorrichtung im Zusammenhang reit den heißen Abgasen aus dem Motor.
Die letztgenannte Wärmeentziehung aus der Verbrennungsluft durch Verdunstung ergibt
noch zusätzlich eine starke Kühlung des Gemisches und damit besonders günstige Füllung
des Motors und erhöhte Leistung.