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Einstellvorrichtung für die Drosselklappe an Vergasern von Verbrennungskraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für die Vergaserdrosselklappe
von Verbrennungskraftmaschinen mit ,einem vom Unterdruck im Lufttrichter des Vergasers
gesteuerten Kolben, und sie besteht darin, daß die Einstellung der Drosselklappe
in Abhängigkeit von,diesem Kolben durch ein Hebelgestänge erfolgt, dessen Übersetzungsverhältnis
mittels eines Verstellgfiedes geändert werden kann.-Es ist ;eine bekannte Tatsache,
daß durch die Art der Bedienung einer Vergaserdros.selklapp,e einer Verbrennungskraftmaschinc
der Brennstoffverbrauch in sparendem wie in vergeudendem Sinne beeinflußt werden
kann.
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Die Erklärung hierfür ist, daß die Verbrennungskraftmaschine auch
bei den kleinsten Betriebsschwankungen immer nur mit der geringmöglichsten Gasgemischmenge
betrieben werden sollte, oder mit anderen Worten: das Gasgemisch soll indem von
d er Drosselklappe freizugebenden Querschnitt bei Teillast wie auch bei Vollast
jederzeit seine verhältnismäßig höchste Geschwindigkeit erreichen.
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So einfach dies klingt, stellt .diese Brennstoffsparmäglichkeit doch
sehr hohe Ansprüche an die Geschicklichkeit in .der Maschinenbedienung, dienen man
aber nur in den seltensten Fällen wirklich gewachsen ist, weil eben, gerade diese
:erforderliche Geschicklichkeit auch durch lange Übung nicht erlernt werden kann.
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Im nachfolgenden ist eine Vorrichtung beschrieben,durch welche auf
:einfachste Weise dem Mangel an Geschicklichkeit der Kraftwaggenführer und seinen
Folgen für den Brennstoffverbrauch begegnet werden kann. Diese Vorrichtung kann
als Zusatzgerät ausgeführt
werden wie auch mit allen Vergasersystemen
mit Drosselklappe baulich vereinigt werden.
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Indem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist -die
Vorrichtung in Verbindung mit einem Ventilvergaser dargestellt.
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Im Vergasergehäuse ist in dessen Oberteil Ia die Drosselklappe d.
mit ihrer Welle 5 in bekannter Weise angeordnet.
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Das Unterteil des Vergasergehäuses, in welchem normalerweise ein Lufttrichter
mit festem Querschnitt angeordnet ist, erweitert sich hier zu einem Zylinder Ib,
in welchem der Kolben 2a auf- und abwärts gleiten kann. Über dem Kolben 211 ist
.eine Feder 3 angeordnet, welche das Bestreben hat, diesen ständig nach unten zu
drücken. Der Kolben 2a ist ringartig ausgebildet und geht in einen entsprechenden
Lufttrichter 2e über, der in seiner Verlängerung eine Führungshülse 2b bildet, die
im Vergaseroberteil Ia gleitet. Durch den Zylinder Ib einerseits und den Kolben
2a, Lufttrichter 2c und Führungshülse 2b anderseits wird der ringartige Zylinderraum
45 gebildet, der entweder über ,eine Bohrung oder über den Spalt zwischen Führungshülse
21' und den für diese als Gleitbahn dienenden Oberteil Ia mit der Mischkammer 4.6
zwischen Lufttrichter 2a, Deckel 22 und Drosselklappe 4. in Verbindung steht. Im
Zylinder Ib ist unten ein Ring 28 angeordnet, der einerseits die Abwärtsbewegung
des Kolbens :2a begrenzt, anderseits über eine Anzahl Arme 29 mit dem Ring 27 verbunden
ist, der das SchwimmergehäuSe 14 trägt. In dem Schwimmergehäuse 14 ist ein Ringschwimmer
15 angeordnet, durch den in Verbindung mit einem Ventil in bekannter Weise die Brennstoffspiegelhöhe
im Schwimmergehäuse 14 bestimmt wird.
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Der Schwimmergehäusedeckel 22 ist in ,diesein Falle gleichzeitig das
für Ventilvergaser typische Ventil, nur mit dem Unterschied, daß dieses Ventil stillsteht,
dagegen der Lufttrichter 2c durch hie Saugwirkung im Vergaser bewegt wird, um somit
den Lufttrichterquerschnitt zu verändern. Durch den Deckel 22 hindurch geht ein
auf beiden Seiten offenes Tauchrohr 16 bis beinahe auf den Boden des Schwimmergehäuses
14 hinunter. AmTauchrohr 16 sind in einer gewissen Höhe Bohrungen I9 vorhanden,
die .eine Verbindung zwischen dem Tauchrohr 16 und der dieses umgebenden ringartigen
Leitung 2o herstellen. Die Ringleitung 2o mündet weiter in den ringartigen Spalt
21 im Schwimmergehäusedeckel 22 und endet im Raum q.6. Im Tauchrohr 16 ist eine
Nadel 17 beweglich angeordnet. Das untere Ende,der Nadel 17 ist kegelartig ausgebildet
und dient dazu, den verbindenden Querschnitt :der Bohrungen i g zwischen Tauchrohr
16 und Ringleitung 2o zu ändern, wenn die Nadel 17 auf- oder abwärts bewegt wird.
Diese Bewegung der Nadel 17 wird durch,den Kolben 2a ausgelöst, zu welchem Zweck
die Führungshülse -2b einen Ansleger 18 trägt, in welchem die Nadel 17 aufgehängt
ist.
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Durch diese Anordnung korrespondiert der jeweilige Lufttrichterquerschnitt
mit dem verbindenden Querschnitt der Bohrung I9 im Tauchrohr 16.
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. Die Beeinflussung,derDrosselklappe d. selbst geschieht folgendermaßen:
Auf ihrer Welle 5 und mit dieser fest verbunden sitzt ein Hebel 6. Dieser ist über
einen Lenker 7 mit dem mittleren Drehpunkt des zweiarmigen Hebels 8 verbunden.
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An den Hebelarm 8a ist eine Stange g angelenkt, welche in den Zylinderrauen
45 hineinragt und auf dem Kolben 2a aufsitzt. In der Mitte des Hebelarmes 8a greift
eine Feder derart an, daß die Kolbenstange g gegen den Kolben 211 gedrückt und die
Drosselklappe in schließendem Sinne gehalten wird (in der Zeichnung nicht eingezeichnet).
Auf der Welle 5 ist ferner noch der Hebel Iob lose schwenkbar angeordnet. Dieser
Hebel hat an seinem Ende einen Führungsstift Ioa, der beim .Schwenken des Hebels
in dem Schlitz 8c des Hebelarmes 81' hin und her gleiten kann. Der Hebel
Iob ist über das Gestänge 13 an einen Bedienungshebel angelenkt.
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Durch diese Anordnung wird die Drosselklappe d. von dem Kolben 2a
in öffnendem und schließendem Sinne gedreht, wobei das Übersetzungsverhältnis des
zwischen den beiden Organen angeordneten Hebels 8 bis auf Null veränderlich ist,
und zwar durch Schwenken des Hebels lob, wenn der Führungsstift Ioe in dem Schlitz
8a sich .dem Anlenkpunkt des Lenkers.7 nähert. Bei losgelassenem Bedienungshebel
ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Drosselklappe q. und Kolben -2a am Hebel
8 gleich Null, gleich Leerlaufstellung der Drosselkklappe q., wobei jetzt eine allfällige
Bewegung des Kolbens 2a auf die Drosselklappe keinen Einfluß hat.
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Die Wirkungsweise ist nun folgende: Wie bei allen Vergasersystemen
ist die Drosselklappe q. im Vergaseroberteil ia so eingestellt, daß im Interesse
des Leerlaufes des Motors eine gewisse Mindestgasinenge aus der Mischkammer 46 an
der Drosselklappe .t vorbei über die Ansaugleitung zum Motor gelangen kann. Läuft
der Motor im Leerlauf, so entsteht auch in der Mischkammer 46 ein Vakuum, ,das sich
zwischen dem Vergaseroberteil 1a und,der Führungshülse -ab hindurch bis in den Zylinderraum
45 hinein fortpflanzt und :den Kolben 211 mit dein Lufttrichter 2a und,der Führungshülse
211 entgegen der Kraft der Feder 3 nach oben zieht, wodurch
zwischen
dem Lufttrichter 2c und dem Schlwimmergehäusedeckel 22 ein ringartiger Spalt entsteht.
Durch diesen ringartigen Spalt strömt Frischluft in die Mischkammer 46, wodurch
das Vakuum in der Mischkarnmer 46 und dem Zylinderraum 45 so weit fällt, bis die
auf den Kolben 2a ausgeübte Kraft des jetzt verminderten Vakuums durch die Feder
3 ausgeglichen ist.
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Also hängt .die jeweilige Hubhöhe des Kolbens 211 und damit auch die
Größe des Ringspaltes 2e-22 wirksam von der den Vergaser durchströmenden Gasmenge
ab, so daß indem Ringspalt 2r22 .immer eine gewisse Mindestgasgeschwindigkeit herrscht.
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Entsprechend der jeweiligen Hubhöhe des Kolbens 2a-2b-2c wurde auch
die Nadel 17 nach oben :gezogen, wodurch die Größe des verbindenden Querschnittes
der Bohrung I9 zwischen Tauchrohr 16 und Ringleitung 2o-21 mit der Größe des Ringspaltes
2C-22 immer korrespondiert.
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über ,die Leitung 26-z5-24 steht der Raum über dem Brennstoffstand
im Schwimmergehäus-e 14 mit der Atmosphäre in Verbimdung, so daß auf dem Brennstoff
im Schwimmergehäuse 14 atmosphärischer Druck lastet.
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Die Differenz der einerseits im Ringspalt 2r22 und anderseits im Schwimmergehäuse
14 herrschenden Drücke dosiert und fördert den Brennstoff aus dem Schwimmergehäuse
14 über das Tauchrohr 16, die als Brennstoffdüse anzusprechende Bohrung I9 mit der
Nadel 17, die Leitung 2o und den Ringspalt 2i am Rand des Deckels 22 hinaus, wo
der Brennstoff durch .den Luftstrom mitgerissen und zerstäubt und mit der Frischluft
in der Mischkammer46 durcheinandergewirbeltwird und als Gasgemisch an der Drosselklappe
4 vorbei über die Ansaugleitung zum Motor gelangt.
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Im Leerlauf, bei Teillast und .bei Vollast wird die eben beschriebene
Arbeitsweise dieses Ventilvergasers -immer die gleiche sein, nur muß die Drosselklappe
4 entsprechend in öffnendem Sinne betätigt werden.
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Im Leerlauf liegt der im Schlitz 8c des Hebelarmes 8b ,gleitende Führungsstift
Ioc des Hebels lob ganz :dicht am Anlenkpunkt des Lenkers 7 am Hebel B. Dadurch
kann der durch die Kolbenstange 9 auf den Hebelarm 8a übertragene Kolbenhub sich
nicht über den Lenker 7 und den Hebel 6 auf die Drosselklappe 4 in öffnendem Sinne
wirksam werden, sondern der Hebel 8 dreht sich nur leer um den Führungsstift Ioc.
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Wird nun durch Betätigung des Bedienungshebels über das Gestänge 13
der auf .der Drosselklappenwelle 5 lose sitzende Hebel tob geschwenkt, so daß der
Führungsstift Ioe im Schlitz 8c sich von dem Anlenkpunkt des Lenkers 7 am Hebel
8 entfernt, so ändert sich damit das Übersetzungsverhältnis zwischen den Anlenkpunkten
der Stange 9, :des Lenkers 7 und des Hebelsarmes Iob-IoC am Hebel 8 und damit auch
das Verhältnis der Hubhöhe des Kolbens 2a zum Öffnungsgrad der Drosselklappe 4..
. Jetzt wird also der -jeweilige Kolbenhub über die Stange 9 den Hebel 8 um den
Führungsstift Ioe am Hebelarm Iov schwenken, wobei je nach dem Übersetzungsverhältnis
der Anlenkpunkte am Hebel 8 der Lenker 7 entsprechend mehr oder weniger angehoben
und damit auch die Drosselklappe 4 bzw.- -deren Öffnungsgrad beeinflußt wird. Da
der Kolben 2a und damit auch der Lufttrichterquerschnitt2c-22 bei allen auftretenden
Betriebsschwankungen in feinfühligster Weise mitspielen, die Drosselklappe 4. aber,
entsprechend dein Übersetzungsverhältnis am Hebel 8, ebenfalls vom Kolben 211 mitbetätigt
wird, so .spielt auch die Drosselklappe bei allen auftretenden Betriebsschwankungen
vollautomatisch mit, ohne daß der Bedienungshebel zusätzlich betätigt werden müßte
-wie bisher. Folglich wird jetzt immer in dem von der Drosselklappe beherrschten
Querschnitt ,das Gasgemisch mit der verhältnismäßig höchsten Geschwindigkeit strömen.
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Durch .das veränderliche Übersetzungsverhältnis am Hebel 8 wird ferner
erreicht, daß mit dein Entfernen des Führungsstiftes Ioa im Schlitz 8c vom Anlenkpunkt
,des Lenkers 7 am Hebel 8 der Motor, vom Leerlauf ausgehend, immer mehr entdrosselt
wird, je größer das Übersetzungsverhältnis der Anlenkpunkte am Hebel 8 wird, bis
Vollast erreicht ist, d.h. für jeden Drosselungsgrad bzw. Belastungsgrad des Motors,
ohne Rücksicht auf die Drehzahl, gibt es jetzt am Bedienungshebel immer nur eine
Stellung, oder mit anderen Worten, am Bedienungshebel wird nur die Belastungsmöglichkeit
der Maschine eingestellt, während dis Drehzahl sich aus denBetriebsmomentenallein
ergibt, so daß auch hierdurch eine feinfühligere Betätigung des Bedienungshebels
möglich ist als bisher.
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Da es in gewissen Fällen auch wünschenswert ist, daß der Entdross,elungs-
bzw. der Belastungsgrad begrenzt werden kann, so ist der Anlenkpunkt i i des Gestänges
13 am Hebel tob im Schlitz iod in den Hebel verlängerndem und verkürzendem
Sinne angeordnet, wobei das Gestänge 13 in der Führung 43 gleitet, welche vermittels
des Gestänges 44 von Hand aus oder durch eine .entsprechende Einrichtung betätigt
werden kann. Da die Arbeitsweglänge ,des Gestänges 13 durch den Bedienungshebel
gegeben ist, so kann beim Verschieben des Anlenkpunktes i i des Gestänges
13 am Hebel tob in den Hebel tob verlängerndem Sinne, d. h. vom Schwenkpunkt
des
Hebels Job weg, der Ausschlagwinkel des Hebels Io begrenzt werden, wodurch die oben
angedeutete Wirkung erzielt wird, weil so das Übersetzungsverhältnis zwischen Drossel.-klappe
q. und Kolben 2,7 nicht mehr sein Maximum erreichen kann, bis .das Gestänge
13 in seine alte Lage zurückkehrt.