DE7343856U - Vorrichtung zum Zuführen von Zusatzluft in den Ansaugkanal von Benzin-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Zuführen von Zusatzluft in den Ansaugkanal

von Benzin- Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen f. von Zusatzluft in den Ansaugkanal von Benzin-Brennkrafttaaschinen stromabwärts der Drosselklappe und der Ausmündung des Leerlauf kanales des Vergasers, bestehend aus einem im Ansaugkanal angeordneten rohrflanschartigen Verteilerzwischenstück mit einen Zuströmkanal für die Zusatzluft, in dem ein Kegelorgan und diesem nachgeschaltet, mehrere in den Ansaugkanal ausmündende Auströmoffnungen angeordnet sind.

Bei der bekannten Vorrichtung dieser Art* wie sie im Gebrauchsmuster Wr. '724527T beschrieben ict, wird durch die Einführung von Zusatzluft in das Gas-Luftgemisch eine vollkommenere Verbrennung des Kraftstoffes, d.i. eine solche zu ungiftigem Kohlendioxid angestrebt, um die Bildung des giftigen Kohlenmonoxydes, wie es bei einer unvollkommenen Verbrennung des Kraftstoffes entsteht, zu vermeiden bzw. zu vermindern. Es hat sich indessen herausgestellt, daß die angestrebte vollkommene Verbrennung des Kraftstoffes mit» dieser Vorrichtung nur in verhäTbnismäisig seltenen Fällen erreicht wir weil die Mischung des Gasgemisches mit der Zusatzluft nicüt gleichmäßig genug, sondern nur im Bereich aer nie Austrittsöffnungen für die Zusatzluft enthaltenden Begrenzungswand des Ansaugkanals erfolgt« während die Zusatzluft mit des? zur Umwandlung des Kohlenmonoxyis in Kohlendioxyd erforderlichen Luftsauerstoff im Bereich des Strömungskernes nicht in Berührung kommt. Außerdem verbrennt auch ein Teil der Gasgemischteil; infolge Unterkühlung an der ver-

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hältnisifläßig kalten Wand des Ansaugkanals nicht zu Kohlendioxyd, oder diese cbemisclie Reaktion wird durch die Abkühlung vorzeitig unterbrochen. Mithin ist die bekannte Vorrichtung zu einer durchgreifenden Befreiung der Abgase dieser Maschinen von dem Kohlenmonoxy" nicht geeignet und die giftigen Bestandteile der Abgase veruüXtiii-j. , . insbesondere während der Hauptverkehrszeiten die Luft in den Großstädten und bilden eine ernste Gefahr für die Bevölkerung.

Hier setzt die Erfindung ein;, der die Aufgabe zu Grunde liegt, die bekannte Vorrichtung zur Verringerung des Kohlenmonoxydge-Ί altes der Abgase von Benzin-Breaakraftmaschinen so weiterzubilden, daß öiae Istensirs usd gleichmäßige Mischung des Gaa-I-uftgemisches mit der Zusatzluft durch diese Vorrichtung erfolgt und damit eine weitgehende Befreiung der Abgase der Kraftfahrzeugmotoren von den giftigen Bestandteilen in ausreichendem Maße ersielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeBclfl >g—, die Ausströmöffnungen für die Zusatzluft in einen an den Zuetr&lkanal für die Außenluft angeschlossenem Hobleteg aneuordnen,dessen Längsachse mit einem Surchmesser des Ansaugkakals susammenf&llt.

Ia TOfttilhafter Weise schließt die durch dl« Längsachse des HohlStege» ucd die Achs· des Anetugkanals führende gedacht· Ebene mit der durch die Drehachs· der Drosselklappe uitd die Achs« des Ansftugkanals führend· gedacht· Ebene einen Winkel von etwa 60 Grad ein. Weiterhin ist vorteilhaft, daß der Außenmantel des Hohlstages Ib Q-ae^sc&ssitt des eines Srcpfsns entspricht ' .

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und die Symmetrieachse der Querschnittsfläche sowie die Längskante des Hchlsteges in Strömungsrichtung des Gas-Luftgemisches ixucu 2.B\tm αχό KWBVXK xow xcxüöx a\j. !/«ZSxwjahou, VtSVu txxö

Ausströmöffnungen im Hohlsteg in zwei Reihen beiderseits der .Symmetrieebene der Querschnittsfläche vorgesehen sind und die Achsen dieser öffnungen unter einem Winkel von 45 Grad zu: dieser .Symmetrieebene geneigt sind» Insbesondere ist vorteilhaft, daß die Ausströmöffnungen jeder Reihe den gleichen Abstand voneinander aufweisen und im Bereich der Hohlstegenden abwechselnd mit einem größeren una kleineren Durchmesser ausgebildet sowie im Bereich der Längsmitte des Hohlsteges von zwei Paar Ausströmöffnungen kleineren Durchmessers gebildet sind, zwischen denen eins f iäüug gruBSrSä JjüJr&BäävSSvrS eSgööx^u^t iöu· Sli

ist als günstig anzusehen, daß das Regelorgan von zwei im Zuströmk*naX angeordneten Kugelventilen gebildet ist, von denen das in Hurchfluflrichtung »weite Kugelirentil mit einer ZuholtelohreM-bssLfe-isr gleicher Draht stärke und gleichen Surohneesera, jedoeg ■ifrSiner halben lunge gegenüber der Schraubenfeder des anderen Kugelventile versehen ist· Schließlich ist eis günstig iu bewerten, daß die Einetröeöffttung der nach aufien »ünd.enden Saekbohruftf de« Zuetröakaaal· mittela elaes Siebes abgedeckt iat.

Dvroh diese Maßnahmen maob. der Srfi&dung werden iiehrere 7orteil# Mpm£#l.t_e se ist durch dle Aaordnung de« Hohl et eg·· alt den A a> eträaöffmuagen gewührleietet, daft auch dea Kern der Brenngae-Luftströaung la Aaaaugkaaal genügende Mengen Zuaatsluft »ugeführt und diese Luft somit in dea gesagtes Gas-Luftgemisch gleichmäßig verteilt wird, so daß nahezu der gesamte Gehalt dieses Gemisches an Kohlenmonoxid ojqpöi-srt wird* »srasr wird die Surehäischung

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Gas-Luftgemenges mit der Zusatzluft noch dadurch gefördert, daß die Ausströmöffnungen beiderseits der Symmetrieebene des Steg-Ikopfes vorgesehen und in de? beanspruchten Weis» ausgebildet V£>~ angeordnet sind. Insbesondere wird in vorteilhafter Weise der Sog /auf die Zusatzluft dadurch vergrößert, daß der Hohlsteg eine aerodynamische Form aufweist, wodurch so wie bei einen Flugzeug, das durch dem kräftigen Sog über der Tragfläche in der Luft gehalten wird, ein kräftiger Sog auf die Zusatzluft beim Austritt aus dem Ausströmöffnungen auegeübt wird, zusal die Syeaetrxeeben des Hohlsteges in Anetrömrichtung des Brenngai-Luftgeaiichee angeordnet ist· Weiterhin wird durch die verschiedene Zuhältekrefft der beiden Kugelventil« des RffelornSB «in· Belbettätia· Anpaa- •tt«s as die rerschisdss·= 2s%T±i^Biümimuam der örwnicrarraaechine wie Leerlauf, feil- und VoIla«t trbalten. Jcialiaälloh wird durch die Verwendung von geradta and von eueaen iutgiimltoben Bohrungen für den ZuitröeJnmal ia VerteilernwtichenstU.ik die rertigung der«- ■elbtn, ltdiglioh durob »earen vorlellhaft v«rti!.U«t.

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1 tint Drtttfileat auf 4an Verfl.iUrmwiechenetür.k «it den Hom*t#e, im umm die AU#*trümÖffnun««n angeordnet sind, fig. ^ eia* g4iiga* dss ?*rf;«iiexi*iineh#öetücke nach »Ü. 1,

Fi«. 3 einen Länfeachaitt durch da· Verteilerzwischenstück, fi«. ♦ eise Seitenansicht de« Hohlatega mit den Ausström-

öffnungen einer Reihe in vergrößerter Darstellung unrl Fig. 5 einem Querschnitt durch dfcn Hohlsteg mit dem zwei-

reihigen Ausströmöffnungen für die Zusatzluft in vergrößerter Darstellung.

Der Ansaugkanal einer Benzin-Brennkraftmaschine ist unterhalt» des in der Zeichnung nicht dargestellten Vergasers und der Drosselklappe quergeteilt ausgebildet und die durch die Querteilung erhaltenen Enden des Ansaugkanals mit je einem Rohrflansch versehen. Zwischen diesen Flanschen, ist ein rohrflanschartiges bzw* pilattenförmiges Verteilerzwischenstück i angeordnet und mittels durch zwei Befestigungslöcher 2 geführter Schrauben 3 mit den Flanschen des Ansaugkanals gasdicht verbunden. Das Verteilerzwischenstück 1 v/eist eine aus einer Mantelfläche dieses Stückes austretende Sackbohrung 4 auf, in deren Austrittsbereich ein Innengewinde 5 angeordnet ist, in das eine eine Durchgangsöffnung aufweisende Kopfschraube 6 eingeschraubt ist* Diese Sopfschraube ist im Bereich des freienKopfendes mit einer Ausnehmung 7 versehen, in der ein Sieb 8 abgestützt ist, das durch einen Sprengring 9 in· seiner Lage gehalten wird. Im Abstand von dieser Sackbohrung und parallel zu inr verlaufend, ist eine weitere Sackbohrung 10 angeordnet, die am äußeren Ende durch eine Madenschraube 11 verschlossen ist und die von zwei im Abstand voneinander angeordnete Querbohrungen 12 durchsetzt wird. Diese beiden Bohrungen sind im Bereich ihrer äußeren Enden mit je einem Innengewinde versehen, in die je eine Kopfschraube 14 eingeschraubt und mittels j« einer Kontermutter 15 vor dem Verdrehen gesichert ist. Die Querbohrungen 12 sind im Bereich ihres inneren Endes abgesetzt und der Absetzungsübergang kegelstumpfförmig ausgebildet. Dieser übergang dient gis Ventilsitz 16 für je eine

Kugel 17j die mittels je einer Schraubenfeder 18 am Ende der Kopfschraube 14 ati^stützt ist, Die beiden Schraubenfeder!! 18 sind zwsBT mit gleicher Drahtdicke und gleichem Durchmesser ausgebildet, indessen weist die in der Fig. 3 obere: Qusrbolirung 12 angeeignete Schraubenfeder 18 gegenüber der unteren Schraubenfeu.·! I8 etwa die doppelte Länge auf. Die von den Querbohrungen 12 durchsetzte Sackbohrung 10 mündet mit ihrem inneren Ende in eine weitere Querbohrung 19 ein, deren äußeres Ende mittels einer Kopfschraube 20 verschlossen ist. Diese Querbohrung führt zu einer zylindrischen, im Durchmesser dem Ansaugkanal entspre- ;chenden Durchbrechung 21 des Verteilerzwischenstückes 1 und ist an einem diametral die Durchbrechung 21 überbrückenden Hohlsteg 22 angeschlossen. Die in der Längsachse des Hohleteges 22 und der Achse dp- Ansaugkanales lügende gedachte Ebene schließt mit der in ser Achse UBd der Drehachse der Drosselklappe

liegende" ^dachten Ebene einen Winkel von etwa 60 Grad ein. '■■ Der Hohle eg 22 weist im Querschnitt den eines Tropfens auf. i

Die Symmetrieachse der Querschnittsfläche des Hohlsteges 22 ist i so wie die Längst-J^.te 23 in Strömungsrichtung des Gas-Luftgemisehes angeordnet. Dabei ist die runde Stirnfläche des Hohl- j Steges 22 (?-r Strömung des Gas-Luft gemisches entgegengerichtet· Durch die ümströmung des Hohlstege β 22.. von dem Gas-Luftgemisch ] entsteht durch die aerodynamische Formgebung dieses Steges eine, kräftige Saugwirkung auf die dem Steginneren zugeführte Zusatz-, luft, die von dem Gas-Luft gemisch mitgenommen und IAiRaTm ihlnter der Längskante 23 des Hohlsteges 22 kräftig durchwirbelt und j intensiv mit dem Gas-Luftgemisch gemischt wird. Der Hohlsteg 22 ist mit zwei Reihen 24 und 25 von Ausströmöffnungen 26 und 27

fnr die Zusatzluft versehen, die beiderseits der Symmetrie ebene des Hohlstaejuerschnittes im gleichen Abstand von dieser Ebeae lim Kopf des Eohlsteges 22 angeordnet sind. Diese öffnungen jederj !Reihe 24 und 25 weisen zwar den gleichen Abstand voneinander, je idoch nicht alle den gleichen Durchmesser auf. Im Endbereich des ;Hohlsteges 22 sind abwechselnd Ausströmöffnungen 26 und 27 großen und kleineren Durchmessers vorgesehen und im Bereich der jStegmitte eine Ausströmöffnung 26 großen Durchmessers und beiderjseits derselben je zwei Ausströmööffnungen 27 kleineren Durchmessers angeordnet. Diese Anordnung der Ausströmöffnungen 26 und i ;

j 27, ihre Durchmesser und die Abstände voneinander sind empirisch. iermitt«iLt, um ein» optimale Durchmischung des Gas-Huf tgemisches ,

j mit der als Busatzluft dienenden Auienluft zu erhalten. Die

Außenluft wird hierbei durch das Sidb8, die Sackbohrung 4, eine \

i j

ι oder beide Querbohrungen 12 und Kugelventile, die Sackbohrung 10

i die Querbohrung 19 und durch die Ausströmöffnungen 26 und 27 ! des Hohlsteges 22 vonjdem diesen Steg umspülenden Gas-Luftgemisch angesaugt. In der Zeichnung (Pig.5) ist der Strömungsverlauf der Zusatzluft um den Hohlsteg 22 in Pfeilen dargestellt, desgleichen ihre Verwirbelung ( hakenförmige Pfeile). Um die Menge der Zusatzluft dem jeweiligen Betriebszustand (Leerlauf, Teillastlauf und Vollastlauf) der Brennkraftmaschine anzupassen, ist;

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das die Kugelventile aufweisende Regelorgan vorgesehen. Das in

zweite Strömungsrichtung der Zusatzluft liegende *r*t* Kugelventil

öffnet sich beim Anlauf der Brennkraftmaschine mit einer gewisseW

Verzögerung. Beim Erreichen einer Motordrehzahl von etwa 2000 U.

erste
a?iM* schaltet sich das Kugelventil, zusätzlich ein, was

ίdurch die genaue Längenbernessung der Schraubenfedern 18 erreicht j wird. Hierdurch wird ein genau dosierter Eintritt der Zusatzluft in den Gas-Luftstrom errsicht.

■Über die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung sind

!von einer amtlichen Stelle Vergleichsversuche mit einem Motor

I eines Gpel-Kadett-Kraftwagens durchgeführt worden. Es ergab sich hierbei, daß der Kohlenmonoxidgehalt (CO-Gehalt) der Abgase ohne der Vorrichtung nach der Erfindung 3»8 bis 3,65 VoI.Ji und mit dem Erfindungsgegenstand 1,4-5 his 1,5 Vol.# betrug, während die Kohlenwasserstoffwerte (CH-Werte)ohne diese Vorrichtung 375 his 415 ppm und mit dieser Vorrichtung 395 bis 425 ppa erreichten. Im Mittelwert ergaben die Versuche beim CO g/Test ohne den Erfindungsgegenstand 145,8 und mit diesem 61,0. Desgleichen ergaä) der CH g/Test ohne die Vorrichtung nach der Erfindung im Mittelwert 4,75 und mit dieser Vorrichtung im Mittel J5,22.

!Die Grenzwertes für die Typprüfung lagen für CO 117g/Tsst und für CH 8,7 g/Test. Bei der Prüfung #oa Serienfahrzeugen ergaben sich Grenzwerte für CO zu 140 g/Test und für CH eia solcher von 11,3 g/Test.

Claims (6)

1. ■■ ■· -I ■■· 4ή

   S chu tzansprüche

   ί· Vorrichtung zum Zuführen von Zusatzluft in den Ansaugkanal·
   von Benzin-Brennkraftmaschinen stromabwärts der Drosselklappe und der Ausmündung des Leerlaufkanals des Vergasers, bestehend aus einem im Ansaugkanal angeordneten rohrflanschartigen Verteilerzitfischenstück mit einem Zuströmkanal für die Zusatzluft, in dem ein Regelorgan und diesem nachgeschaltet, mehrere in
   den Ansaugkanal ausmündende Ausströmöffnungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (26,27) für; die Zusatzluft in einem an den Zuströmkanal (4,10,19) für die Ansaugluft angeschlossenem Hohlsteg (22} angeordnet sind,
   dessen Längsachse mit einem Durchmesser des Ansaugkanals zusammenfällt·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Längsachse des Hohlstegs (22) und die Achse des Ansaugkanals führende gedachte Ebene mit der durch die Drehachse der Drosselklappe und die Achse des Ansaugkanals
   führende gedachte Ebene einen Winkel von etwa 60 Grad einschließt.
3. 3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussenmantel des Hohlsteges (22) im Querschnitt dem eines Tropfens entspricht und die Symmetrieachse der Querschnittsfläche sowie die Längskante (23) des Hohlstegs in
   Strömungsrichtung des Gas-Luftgemisches angeordnet sind.
4. 4· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (26,27) im Hohlsteg (22) in
   zwei Reihen (24,25) beiderseits der Symmetrieebene der Quer- j schnittsfläche vorgesehen sind und die Achsen dieser öffnun-

   r ■'

   gen unter eihea WinkeÜ von 4-5 Grad zu dieser Symmetrie ebene geneigt sind.
5. 5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (26,27) jeder Reihe (24,2$) den gleichen Abstand voneinander aufweisen und im Bereich der Hohlstegenden abwechselnd mit einem größeren und kleineren Durchmesser ausgebildet sowie im Bereich der Längsmitte des Hohlsteges (22) von zwei Paar Ausströmöffnungen (27) kleineren Durchmessers gebildet sir.d, zwischen denen eine Ausstx'öm-

   öfiaung (26) größeren Durchmessers angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeich-

   ; net, daß das Regelorgan von zwei im Zuströmkanal angeordneten Kugelventilen gebildet ist, von denen das in Durchfiußrich-. tung zweite Kugelventil mit einer Zuhalteöchraubenfeder (18) gleicher Drahtstärke und gleichem Durchmessers, jedoch mit einer etea halben Länge gegenüber der Schraubenfeder (18) des anderen Kugelventils versehen ist.

   7· Vorrichtung n_ach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnung der nach außen mündenden Sackbohrung (4) des Zuströmkanals mit einem Sieb abgedeckt ist.

   -δ· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerzwischenstück (1) zusammen mit dem Vergaser eine Baueinheit bildet.