DE705995C - Vorrichtung zur Regelung von Ottomotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung von Ottomotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, die für wahlweisen Betrieb mit flüssigen und gasförmigen Brennstoffen eingerichtet sind und bei denen im Falle der Verwendung von gasförmigem Betriebsstoff im unteren Belastungsbereich bei gleichbleibendem Mischungsverhältnis von Gas und Luft die Gemischmenge geregelt wird, während im oberen Belastungsbereich mit einem reicheren Gemisch gearbeitet, wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß einerseits ein gemeinsames Organ für die Mengensteuerung (Drosselklappe) für den Betrieb mit gasförmigen und flüssigen Brennstoffen vorgesehen ist und daß andererseits ein besonderes Steuerorgan zur Anreicherung des Gemisches mit zusätzlichem Gas bei Betrieb mit gasförmigem Brennstoff vorgesehen und mit dem für Gas- und Flüssigbrennstoffbetrieb gemeinsamen Mengensteuerorgan (Drosselklappe) in der Weise gekuppelt ist, daß bei voll oder vornehmlich fast voll geöffnetem Mengensteuerorgan (Drosselklappe) die Anreicherung des Gemisches mit Gas erfolgt. Hierbei ist es zweckmäßig, daß das Zusatzsteuerorgan ein Drehschieber in Form eines quer zum Luftstrom des Vergasers mit Gasauslässen versehenen Rohrstückes ist. Das Zusatzsteuerorgan ist mit einem Gestänge versehen, durch das die Drehbewegung des Mengenregelorgans (Drosselklappe) auf das

Zusatzsteuerorgan übertragen wird. Als Welle der Drosselklappe kann auch das Rohrstück des Zusatzsteuerorganes dienen, das gasdicht abschließend einerseits in der Luftzuführungsleitung und andererseits auf den Rohrende drehbar ist, das mit der Gasleitung verbunden ist und Öffnungen enthält, die bei geöffneter Stellung der Drosselklappe mit entsprechend angeordneten Öffnungen der to Drosselklappenachse Verbindung haben, und zwar in der Weise, daß das zusätzliche Gas austreten kann. Das zusätzliche Steuerorgan kann auch außerhalb der Luftansaugeleitung angeordnet sein. Hierbei ist es zweckmäßig, daß dieses zusätzliche, vom Mengensteuerorgan gesteuerte Organ als außerhalb der Luftansaugeleitung liegender Drehschieber mit auf dem Umfange oder stirnseitig liegenden wirksamen Schieberflächen ausgebildet ao Avird. Im letzteren Falle kann das Mengensteuerorgan und das zusätzliche Steuerorgan konaxial, insbesondere auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet werden. In jedem Falle ist es von Vorteil, die Vorrichtung so auszubilden, daß die Steuerkanten des zusätzlichen Steuerorgans auf einem möglichst großen Radius von der Drehachse desselben entfernt angeordnet sind, in der Weise, daß verhältnismäßig kleinen Verdrehungswinkeln große Steuerwege entsprechen. Bei vorhandenen Regeleinrichtungen für flüssigen Brennstoff kann das zusätzliche Steuerorgan in Form einer an die Luftansaugeleitung bzw. an die Drosselklappe derselben außen anbaubaren baulichen Einheit ausgebildet werden. Es ist dafür Sorge zu tragen, daß bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff die Gaszuleitung für den Gaszusatzregler ebenso wie die Hauptgaszuleitung und andererseits bei Betrieb mit gasförmigem Brennstoff die Zuleitung für den flüssigen Brennstoff absperrbar sind. Das Betätigungsorgan für die Stuerorgane ist in jedem Falle dasselbe, beispielsweise der übliche Gasfußhebel.
Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird eine besonders einfache und zweckmäßige Regelung von Ottomotoren ermöglicht, die sowohl mit gasförmigem als auch mit flüssigem Brennstoff wahlweise betrieben werden sollen. Durch den Wegfall getrennter Organe für gasförmigen oder flüssigen Brennstoff bzw. durch die bauliche Vereinigung der Mengensteuerorgane einerseits für gasförmigen Brennstoff und andererseits für flüssigen Brennstoff bei gleichzeitiger Vorsehung eines besonderen Steuerorgans für die Güteregelung bei Vollastbetrieb mit Gas wird eine einfache, sicher arbeitende und billige Anordnung erzielt, wobei der zusätzliche Vorteil 6g erreicht wird, daß die Maßnahme auch bei bereits vorhandenen bloßen Vergasereinrichtungen für Betrieb mit flüssigem Brennstoff nachträglich durch einfache Einbaumaßnahme vorgesehen werden kann.

Es sind Vorrichtungen zur Regelung von Ottomotoren bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff in großer Zahl bekannt, bei denen in allen Belastungsbereichen Mengenregelung bewirkt wird. Bei einer weiteren bekannt gewordenen Vorrichtung erfolgt die Regelung gleichermaßen in allen Belastungsbereichen durch Mengenregelung, indes mit dem Unterschied, daß bei der Bewegung der Drosselklappe, also des Mengensteuerorgans, aus ihrer offenen Stellung in ihre Schließstellung in Zufluß von Hilfsverbrennungsluft erfolgt, wobei dieser Zufluß unterbrochen wird, wenn die Drosselklappe vollständig offen oder geschlossen ist. Eine solche Vorrichtung kann nicht ohne weiteres für gasbetriebene Verbrennungsmaschinen übernommen werden, da die für flüssigen Brennstoffbetrieb ausreichende Bemessung des Hilfsluftsteuerorgans für Gasbetrieb unzulängliche Betriebsbedingungen schaffen würde. Der Grund liegt darin, daß der reine Gasbetrieb zur merklichen Änderung des Mischungsverhältnisses erheblich größerer Mengenänderungen der Hilfsluft bedarf als der Betrieb mit flüssigem Brennstoff. Wenn im Sinne der Erfindungsaufgäbe eine Verbrennungsmaschine wahlweise mit flüssigem und gasförmigem Brennstoff betrieben werden soll, so ergibt sich die Notwendigkeit, unterschiedlich arbeitende Steuerorgane für die jeweilige Betriebsart vorzusehen. Diese Aufgabe könnte grundsätzlich dadurch gelöst werden, daß selbständige und sich gegenseitig nicht beeinflußende Regelorgane vorgesehen werden, also für Betrieb mit flüssigem Brennstoff die üblichen Zerstäubungsvergaser und für gasförmigen Betrieb ein hierfür geeignetes Mischgerät. Eine solche Lösung würde aber einen nicht unerheblichen baulichen und geldlichen Aufwand bedeuten und außerdem würde ein zusatzlicher Raumbedarf eintreten. Ferner wäre es notwendig, getrennte Betätigungsorgane vorzusehen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe unter Vermeidung dieser Nachteile dadurch, daß ein an sich üblicher Vergaser für flüssigen Brennstoff mit einem Gasmischer so verbunden wird, daß nur ein Betätigungsorgan (ζ. B. der übliche Gasfußhebel) erforderlich ist und daß beide Regelorgane der jeweils benutzten Brennstoffart entsprechende beste Betriebsbedingungen ermöglichen. Hierbei wird der Grundsatz erfüllt, daß bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff über alle Belastungsbereiche hinweg mit Mengenregelung gearbeitet wird, während bei Gasbetrieb im oberen Belastungsbereich zu-

sätzlich Gas hinzugefügt wird. Dieses zusätzliche Hinzufügen von Gas im oberen Belastungsbereich wird dadurch bewirkt, daß bei Gasbetrieb das für beide Betriebsarten gemeinsame Mengenregelorgan (Drosselklappe) das Zusatzgasregelorgan betätigt, und zwar in der Weise, daß erst von dem Augenblicke an, in dem die Drosselklappe den Beginn ihrer Betriebsstellung für Vollastbetrieb

ίο erreicht, diese" die Auslässe des Zusatzregelorgans freizugeben beginnt.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es bedeuten:

Abb. ι einen Längsschnitt durch die Luftbzw. Brennstoffzuführungsleitung mit der gemeinsamen Drosselklappe, den Mischtrichtern für gasförmigen und flüssigen Brennstoff und den Zusatzregler für gasförmigen Brennstoff,

ao Abb. 2 einen Schnitt entsprechend Abb. 1, jedoch mit gemeinsamem Mischtrichter für gasförmigen und flüssigen Brennstoff,
^<: Abb. 3 einen Schnitt gemäß Abb. 2, unter baulicher Vereinigung des Zusatzreglers mit der gemeinsamen Drosselklappe,

Abb. 4 einen Längsschnitt durch das die Drosselklappe enthaltende Rohrteil bei einer anderen Ausführungsform des zusätzlichen Steuerorgans,

Abb. S einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Abb. 4 in der Ebene der Drosselklappenachse.

Gemäß Abb. 1 ist ein Teil der Luft- bzw. Brennstoffleitung dargestellt, bestehend aus einem oberen Rohrstück 1 und einem unteren Rohrstück 2. Das untere Rohrstück 2 enthält eine gemeinsame Drosselklappe 3 für Betrieb mit gasförmigem und flüssigem Brennstoff. Dieser Lufttrichter 4 liegt über der Klappe 3 für den von dem Vergaser 5 über das Rohr 6 eingeführten flüssigen Brennstoff. In dem darüherliegenden Rohrstück 1 ist der Mischtrichter 7 für gasförmigen Brennstoff enthalten, in welchen seitlich das Gaszuführungsrohr 8 mündet. In dem Gaszuführungsrohr 8 ist eine Düse 9 enthalten, die die genaue Zuteilung der angesaugten Gasmenge und die Einstellung eines bestimmten Brennstoffluftgemisches bewirkt. Von der Gasleitung 8 ist

so eine Leitung 10 abgezweigt, die in ein Rohrstück 11 mündet, das gasdicht in einem zweiten Rohrstück 12 angeordnet und an seinem Ende 13 abgeschlossen ist..Das Rohrstück 12 ist quer in dem Rohrstück 1 angeordnet. In ihm ist das Rohrstück 11 unter Verwendung von Abdichtungsmitteln drehbar gelagert. Das linke Ende des Rohrstückes 11 ist mit einem Hebel 14 verbunden, der über ein Gestänge 15 mit einem entsprechenden an die Achse 17 der Drosselklappe 3 angelenkten Hebel 16 gekoppelt ist. In den Rohrstücken 12 und 11 befinden sich Schlitze 18 und 19, die so angeordnet sind, daß sie bei geöffneter Stellung der Drosselklappe übereinanderliegen und somit den Austritt des durch die 6s Leitung 10 zugeführten Zusatzgases in die Luftleitung 1 ermöglichen. Bei allen anderen Stellungen der Drosselklappe dagegen wird über das Gestänge 16, 15, 14 das Rohrstück ir gegenüber dem Rohrstück 12 verdreht, so daß die Schlitze 18 und 19 nicht übereinanderliegen und kein Gas aus der Leitung

10 austreten kann.

Bei der Anordnung gemäß Abb. 2 sind die Teile, welche die gleiche Funktion ausüben wie in Abb. 1, mit den gleichen Zeichen versehen, so daß insoweit die Beschreibung der Abb. ι auch hier zutrifft, mit dem Unterschied, daß gemäß Abb. 2 die beiden Mischtrichter 4 und 7 zu einem einzigen Mischtrichter vereinigt sind.

In Abb. 3 sind wiederum für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen benutzt wie in Abb. 1 und 2, so daß für diese Abbildung sinngemäß das gleiche gilt S₅ wie für Abb. 1 und 2. Es ist jedoch in diesem Falle eine Vereinfachung getroffen, indem der Zusatzregler 11, 12 mit der Drosselklappe 3 baulich vereinigt ist. Wie aus der Abb. 3 ersichtlich, ist in diesem Falle die Drosselklappe 3 unmittelbar auf das äußere Rohrstück 12 gesetzt, das in diesem Falle drehbar ist, während das innere Rohrstück

11 feststeht. Auf diese Weise fällt das Gestänge 14, 15, 16 fort, so daß die ganze An-Ordnung außerordentlich kurz wird. Der Platzbedarf ist nicht größer als für eine normale Anordnung für Betrieb mit flüssigem Brennstoff.

Zu beachten ist, daß bei den Ausführungsformen nach Abb. 1 und 2 die Luft in Richtung der Pfeile 20 von oben zutritt, bei der Ausführungsform nach Abb. 3 dagegen von unten.

Gemäß Abb. 4 und 5 hat die Drosselklappe 3 die übliche Form, während das zusätzliche Steuerorgan außerhalb des Querschnittes der Rohrleitung 1 angeordnet ist. In den Abb. 4 und 5 sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen gewählt wie in den Abb. 1 bis 3. Der Zusatzregler ist in diesem Falle in Form eines getrennten Körpers 21 ausgebildet, der mit seiner dem Rohr ι zugewandten Fläche entweder dem Durchmesser des Rohres angepaßt oder aber winklig ausgeführt sein kann, in der Weise, daß er sich verschiedenen Rohrdurchmessern anschmiegt, wie in der Zeichnung dargestellt. Die Drosselklappenachse 17 ist so lang ausgebildet oder in der Weise verlängert, daß sie durch den Körper 21 hindurchreicht und an ihrem äußeren Ende eine Drehschieber-

platte 22 trägt, die auf einer entsprechenden plangeschliffenen Steuerfläche des Körpers 21 dichtend aufsitzt, gegebenenfalls unter Vorsehung einer Druckfeder 23, welche den Schieber dauernd an seinem Schiebersitz angedrückt hält. Andern Körper 21 ist die besondere Gaszuleitung 10 angeschlossen, beispielsweise indem ein Flansch 10' der Rohrleitung 10 mittels einer Überwurfmutter 24 gegen die Abdichtungsfläche des Körpers 21 angedrückt wird. Der Körper 21 besitzt zwei Öffnungen 25 und 2ö, welche durch Rohrstückchen 25' und 26' mit dem Luftzuführungsrohr 1 verbunden sind. Die Schieberplatte 22 hat zwei «5 Bohrungen 25" und 26", die in der Weise angeordnet sind, daß bei geöffneter Stellung der Drosselklappe 3 die Öffnung 26" der Schieberplatte 22 über der Durchlaßöffnung 26 steht und somit Gas unterhalb der geöffneten Drosselklappe 3 aus der Gaszuleitung 10 eintreten kann. Auf diese Weise wird bei Vollast oder nahezu erreichter Volllast eine zusätzliche Güterregelung außer der durch die Drosselklappe 3 bewirkten Mengenregelung erzielt. Wird die Drosselklappe 3 um etwa 90⁰ geschwenkt und in die geschlossene Stellung gebracht (Leerlaufstellung), so gelangt die öffnung 25", die bei allen anderen Stellungen der Drosselklappe nicht in den Bereich des Durchlasses 25 kommt, über diese öffnung 25 und bewirkt damit den Austritt von Gas hinter der geschlossenen Drosselklappe in Strömungsrichtung des Gases bzw. der Luft, entsprechend dem Pfeil gesehen. Auf diese Weise wird mittels des besonderen Gassteuerorgans gleichzeitig auch die Leerlaufgaszufuhr bewirkt und geregelt.

Die in den Abb. 4 und 5 dargestellte An-Ordnung hat den Vorteil, daß sie den lichten Querschnitt der Rohrleitung 1 nicht behindert und daß große Steuerwege für das Öffnen und Schließen der Gaskanäle 25 und 26 zur Verfugung stehen, so daß selbst bei geringer Herstellungsgenauigkeit die genaue Steuerung der verhältnismäßig kleinen Gasdurchlaßöffnungen gewährleistet ist. Darüber hinaus besitzt die Vorrichtung den Vorteil der leichten Anbringbarkeit an vor-So handene Luftzuführungsleitungen. Es wird dann einfach die Drosselklappenachse ι J etwas verlängert bzw. durch eine neue Achse ersetzt, das Schiebergehäuse 21 gegen das Rohr ι angelegt und durch die Schelle 27 festgezogen. Die Rohrleitungen 25' und 26' werden nach Herstellung der Bohrungen in dem Rohr 1 beispielsweise durch Löten eingesetzt.

Es ist verständlich, daß die Anordnung hinsichtlich der Hauptgaszuf ührungsleitung 8 und des Mischers 4 einer der Anordnungen nach den Abb. 1, 2 und 3 entsprechend oder auch anders gewählt werden kann. Die Drosselklappenachse 17 ist sinngemäß an Stelle der Drosselklappenachse 17 in den Abb. 1 und 2 oder an Stelle der Achse 11-12 in Abb. 3 gesetzt zu deken.

Das zusätzliche Steuerorgan kann, wenn es nicht als Klappe ausgebildet ist, sowohl vor als auch hinter dem Mischtrichter angeordnet sein.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   j. Vorrichtung zur Regelung von Ottomotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, die für wahlweisen Betrieb mit flüssigen und gasförmigen Brennstoffen eingerichtet sind und bei denen im Falle der Verwendung von gasförmigem Betriebsstoff im unteren Belastungsbereich bei gleichbleibendem Mischungsverhältnis von Gas und Luft die Gemischmenge geregelt, im oberen Belastungsbereich daⁱ gegen mit einem reicheren Gemisch gearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits ein gemeinsames Organ für die Mengensteuerung (Drosselklappe) für den Betrieb mit gasförmigen und flüssigen Brennstoffen vorgesehen ist und daß andererseits ein besonderes Steuerorgan zur Anreicherung des Gemisches mit zusätzlichem Gas bei Betrieb mit gasförmigem Brennstoff vorgesehen und mit dem für den Betrieb mit Gas- und flüssigem Brennstoff gemeinsamen Mengensteuerorgan (Drosselklappe) in der Weise gekuppelt ist, daß bei voll oder vernehmlich fast voll geöffnetem Mengensteuerorgan (Drosselklappe) die An- κ»«· reicherung des Gemisches mit Gas erfolgt.
2. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch ·ΐ, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzsteuerorgan (11,12) ein Drehschieber in Form eines quer zum Luftstrom des Vergasers mit Gasauslässen (18, 19) versehenen Rohrstückes ist.
3. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das no Zusatzsteuerorgan (11,12) mit einem Gestänge (14, 15, 16) versehen ist, durch das die Drehbewegung des Mengenregel· organs (3) (Drosselklappe) auf das Zusatzsteuerorgan (11, 12) übertragen wird. it.s
4. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Welle der Drosselklappe (3) das Rohrstück (12) des Zusatzsteuerorgans (11,12) dient, das gasdicht abschließend einerseits in der iao Luftzuführungsleitung und andererseits auf dem Rohrende drehbar ist, das mit

   der Gasleitung verbunden ist und öffnungen enthält, die bei geöffneter Stellung der Drosselklappe mit entsprechend angeordneten Öffnungen der Drosselklappenachse Verbindung haben, in der Weise, daß das zusätzliche Gas austreten kann.
   
5. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche, vom Mengeneteuerorgan gesteuerte Steuerorgan außerhalb der Luftansaugeleitung angeordnet ist und als Drehschieber (22) mit auf dem Umfange oder stirnseitig liegenden wirksamen Schieberflächen ausgebildet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen