DE7526331U

DE7526331U - Vergaservorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE7526331U
Application number: DE7526331U
Authority: DE
Original assignee: Autoelektronik AG
Current assignee: Autoelektronik AG
Priority date: 1975-07-28
Publication date: 1975-12-18

Description

Die " !Teuerung betrifft eine Vergaservorrichtung

für einen Verbrennungsmotor, mit einer im Mischraum eines Ansaugrohres angeordneten und mittels eines im angesaugten Luftstrom rotierenden Flügelrades um das untere Ende einer im Ansaugrohr befestigten Kraftstoffzuleitung in Umdrehung versetzbaren Xraftstof kammer_y die mindestens eine Düse für die Kraftstoffabgabe in den Mischraum aufweist.

Eine solche, z.B. im Schweiz. Patent 559.85-S

beschriebene Vergaservorrichtung ergibt ein derart gut aufbereitetes und für alle Betriebszustände des Verbrennungsmotors richtig dosiertes Kraftstoff-Luftgemisch, dass die in den Abgasen enthaltene Menge an Schadstoffen, wie CO und CH, veit unterhalb des zulässigen Grenzwertes liegt. An verschiedenen Modellen vorgenoismene genaue Messungen der CO- und CH-Anteile, der Motorleistung und des Kraftstoffverbrauchs und eingehende Kontrolle der Fahrweise eines mit einem solchen Vergaser ausgerüsteten Kraftfahrzeuges zeigten, dass noch Mangel vorliegen, wie unbefriedigender Leer—

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lauf,, kleinere CC-Spitzen bei^: niedrigen, oder mittleren Drehzahlen, zu wenig CO im Vollastbereich, wo üblicherweise ein wenn auch geringer CO-Gehalt in den Abgasen als vorteilhaft angesehen wird,usw.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vergaservorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher solche Mangel und Nebenerscheinungen zumindest weitgehendst behoben sind und die bei einfacher Konstruktion für wirtschaftliche Fertigung auch hohen Ansprüchen gerecht ist. *

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäss der Neuerung darin, dass innerhalb des Kraftstoffkamnier-Gehäuses zwischen einer Gehäusewand und der Kraft st off zuleitung ein Ringspalt vorhanden ist, dessen länge grosser als der Auss:endurchmess.er der Kr aft st off zuleitung ist, und dass der Durchmesser der mit der Kraftstoffzuleitung ko— axialen Kraftstoffkammer kleiner als der Aussendurchmesser der Kraftstoffzuleitung ist und von der Kraftstoffkammer seitlich nach oben mindestens: ein am oberen Ende mit einer Düse versehener Kraftstoffkanal wegführt, wobei die Düse eine Dosierdüse ist, die eine der Quadratwurzel aus dem Kraft st off überdruck im Kraftstoffkanal mindestens: angenähert proportionale Menge Kraftstoff abgibt.

"Vorzugsweise ist der Durchmesser der Kraftstoffkammer gleich dem Innendurchmesser der Kraftstoffzuleitung. Der Kraftstoffkanal kann einen zur Drehachse der Kraftstoffkammer parallelen Mittelabschnitt aufweisen j dessen Durchmesser nicht grosser als der Durchmesser der Kraftstoffkammer- und grosser als der Düsendurchmesser ist. Der sich vom Mittelabschnitt des Kraftstoffkanals zur Kraftstoffkammer erstreckende Anfangsabschnitt und der sich vom Mittelatschnitt zur Düse erstreckende Erdabschnitt desselben, könner Qe . in einer zur Drehachse der Kraftstoff kammer senkrechten Ebene liegen und vorzugsweise radial ausgerichtet sein." Hierbei ist be·^ sonders vorteilhaft, wenn der Anfangsabschnitt, der Mittelaoscrmit-i und der Endabschnitt des Kraftstoffkanals gleichen Durchmesser haben und der Durchmesser gleich, oder höchstens bis lOjS kleiner ist als der Durchmesser der Kraitstoffkanmer. Pur eins nachzerstäubung des aus der Düse ausgespritzten Kraftstoffes kann vor der Düse eine Zerstäubungsvorrichtung, insbesondere in Fora einer Sprühkaö.— te vorgesehen sein, die vor allem dann vorteilhaft ist, wenn der für die Abgabe der erforderlichen Yieiager Kraftstoff nötige Düsen—

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durchmesser für eine richtige'Zerstäubung des Kraftstoffes zu gross ist. Im allgemeinen wird durch Vorsehen, einer einzigen Düse eine optimale Aufbereitung des Kraftstoff-Luftgemisches erreicht. Siend hierzu z.B. zwei Düsen erforderlich, so werden diese am Krafi stoffkammer-Gehäuse vorteilhaft in verschiedener Höhe und mit einen Winkelabstand von kleiner/gleich 180 angeordnet.

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Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele· des

Neuerungsg^genstandes veranschaulicht. Es zeigen:

Pig.'l einen Längsschnitt durch ein Kraft st off kämme r—Gehäuse

mit einer Düse,
Pig.2 einen Längsschnitt; durch ein Kraftstoffkammer-Gehäuse

mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Düsen und Pigo3 einen Querschnitt durch ein Kraftstoffkammer-Gehäuse mit zwei Düsen, deren Vinkelabstand kleiner- als 180 ist.

Sei dem in Pig.l wiedergegebenen Ausführungsbeispiel enthält ein zylindrischer Kraftstoffkammer— Gehäuseblock 1, z.B. aus Aluminium, eine axiale j sich von oben nach unten erstreckende und einmal im Durchmesser abgestufte Sackbohrung 2, deren unterer,den kleineren Durchmesser aufweisender Teil die Kraft st off kammer 3 bildet und deren oberer Teil zur Aufnahme der Kraftstoff zuleitung 5 dient und einen Durchmesser hat, der nicht viel grosser als- der-Ausaendurchmesser der Kraftstoff zuleitung 5 ist_r so dass zwischen der Kraft st of f zuleitung 5 und der Bohrungswand 6 ein Ringspalt 4 vorhanden ist, der z.B. eine Veite von ungefähr 0,1 mm hat. Auf den Kraftstoff kammer—Gehäuseblock 1 ist ein Flügelrad 7 aus Kunststoff aufgeschoben und das Ganze ist,für eine Rotation um die Kraftstoffzuleitung 5 in Kugellagern 8 gelagert, mittels radialer/ Streben 9 in einem Rohrstutzen 10 montiert, der in die Mischkammer in der Ansaugleitung des Verbrennungsmotors eingesetzt wird. Der obere sirr Aufnahme des unteren Endes der Kraftstoffzuleitung 5 bestimmte Teil der Bohrung 2 hat eine Tiefe, die ein Mehrfaches des Aussendurchmessers der Kraftstoff zuleitung 5 beträgt, während der untere, die Eraftstoffkammer 3 bildende Teil der Bohrung 2 einen Durchmesser hat, der gleich dem Innendurchmesser der Kraft— stoffsuleitimg ist. Ia Inneren des Gehäuseblockes 1 führt ein Eraftstof fkanal H von der Kraft stoff kammer 3 zu einer im Gehäuse—

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block oberhalb der Flügel 7a des Flügelrades 7 bexir·Hieben Düse 12. Der Xrartstoffkcnal H. weist drei Abschnitte auf: einen von der Kraft stoff kanner 3 wegführenden radialen Anfangsabschnitt 3JLa, einei. z\rr Drehachse 16 des Gehäuseblocks 1 parallelen Mittelabschnitt lib and einen mit der Düse 12 abgeschlossenen radialen Endabschnitt lic Die einzelnen Kanalabschnitte lla,11b,lic sind Bohrungen in dem Gehäuseblock 1. Die Düse 12 ist eine Dosierdüse, die vorzugsweise die Form einer Normdüse· hat und deren Durchmesser für die abgegebene Menge Kraftstoff bestimmend ist. Der Endabschnitt lic des Kraftstoff kanals 11 ist so dimensioniert, dass die von der Düse 12 abgegebene Kenge Kraftstoff mindestens, angenähert proportional der Quadratwurzel aus dem Kraft st off üb erdruck: in dem Xraftstoffkanai ist. Der Mittelabschnitt 11b des Kraftstoffkanals 11 hat einen Durchniesser, der nicht grosser als der Durchmesser der Kraftstoffkammer 3 und grosser als der Düsendurchmesser ist. Der Durchmesser des radia len Anfangsabschnittes 11a des Kraftstoffkanals 11 ist nicht kleiner als der Durchmesser des Kittelabschnittes 11b des Kraftstoffkanals. Vorzugsweise haben der Anfangsabschnitt Ua, der Mittelabschnitt 11b und der Endabschnitt lic des Kraftstoffkanals 11 gleichen Durchmesser wie die Kraftstoffkammer· 3 oder ihr Durchmesser ist höchstens bis um IQfo kleiner als der Kraftstoffkammerndurchmesser. Bei einem Modell hatten die verschiedenen Durchmesser beispielsweise folgende Werte: Innendurchmesser der Kraftstoffzuleitung 5 = Durchmesser der Kraftstoffkammer 3 = Durchmesser des Anfangsabschnittes lla des Kraftstoffkanals 11 = Durchmesser des Mittelabschnittes Hb desselben = Durchmesser des Endabschnittes lic des Kraftstoffkanals: = 1,6 mm, Durchmesser der Düse 12 = O,5^Js

Zur Nachzerstäubung des aus der Düse 12 austretenden Kraftstoff-Sprühstrahles trägt der Gehäuseblock 1 eine Zerstäubungsvorrichtung 13j vorzugsweise in Form einer Sprühkante. Bei dem in Fig.l gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Zerstäubungsvorrich tung 13 aus einem, z.B. mit dem Flügelrad 7 einstückigen Ring 14, der den Gehäuseblock 1 in bestimmtem Abstand umschiiesst. Der Ringabstand und die Ringhöhe über der Düsenachse sind für den Zerstäubungsgrad bestimmend. Das Kraftstoffniveau N ist zwischen Auslauf-Öffnung 15 der Kraftstoffzuleitung 5 und Düse 12 eingestellt.

Wenn der Gehäuseblock 1 durch das Flügelrad 7 in Rotation

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versetzt wird ate igt Kraftstoff in dem Kraftstoffkand 11 nach, oben zur Düse 12 und wird von dieser dosiert und durch, die Zerstäubungsvorrichtung 13 in. feinste Tröpfchen zerstäubt in die Mischkammer abgegeben. Hierbei ist mindestens angenähert a) die Drehzahl der Kraft stoff kammer 3» des Kraftstoff kanal s 11 und der Düse 12 proportional der je Zeiteinheit angesaugten iuftnienge, "b) der Kraft stoff üb erdruck vor der Düse* 12 zufolge der Zentrifugalkraft proportional dem Quadrat der Drehzahl und c) die von der Düse 12 abgegebene Kraftstoffmenge je Zeiteinheit proportional der Quadratwurzel aus der Drehzahl ,.so dass stets die je Zeiteinheit abgegebene Kraftstoffmenge proportional der je Zeiteinheit angesaugten luftmenge ist.

(Trotz des sehr einfachen Aufbaus und der verhältnismässig geringen Grosse, Fig.l ist eine Vergrösserung, sind die mit einem solchen Vergaser erzielten Resultate überraschend gut. Hierbei hat sich gezeigt, dass der bei Vollast erwünschte Anstieg des CO-Gehaltes bei um so höheren Drehzahlen einsetzt, je grosser der Abstand a des achsparallelen Mittelabschnittes 11b des Kraftstoff kanals 11 von der Drehachse 16 ist_t so dass dieser CO-Anstieg Ohne Schwierigkeiten auf eine bestimmte gewünschte Drehzahl gelegt werden kann.

Fig,2 zeigt eine Variante der Vergaservorrichtung, bei welcher der Kraftstoffkamraer-Gehäuseblock 1 mit zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Düsen 12,12' ausgerüstet ist. Von der Kraftstoffkammer 3 führt zu jeder Düse 12,12' ein Kraftstoffkanal 11 bzw. IL¹, die wie der Kraftstoffkanal bei der Ausführung nach Fig.l ausgebildet sind, d.h. die beiden Kraftstoffkanäle 11 und 11' bestehen je aus einem radialen Anfangsabschnitt 11a bzw. 11'a, einem achsparallelen Mittelabschnitt 11b bzw. 11'b und einen wiederum radialen Endabschnitt lic bzw. 11'c. Von den beiden Düsen liegt die eine Düse 12' dem Flügelrad 7 näher als die andere Düse 12. Die für die Nachzerstäubung des von den Düsen 12,12' abgegebenen Kraftstoffes vorgesehene 'Zerstäubungsvorrichtung 13 besteht hier au3 einer auf dem Gehäus-e block 1 aufgesetzten Kappe 17, die bis unter die Düse 12' reicht und im Bereich der Düsen 12,12' je einen Ausschnitt zur Bildung einer Sprühkante 18 aufweist.

Fig»3 zeigt einen längs der Linie III - III geführten Schnitt

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durch die Vergaservorrichtimg der Pig. 2, wobei jedoch die beiden Diisei? 12,12' nicht wie in Pig.2 einander di^aaetral gegenüberliege: sondern in einem Winkelabstand w von venigsr als 180", z.B. 90 angeordnet sind. In Pig«, 3 ist mit 12 die obere Düse und mit 12" die untere Düse bezeichnet. Der zylindrische Gehäuseblock 1 enthält die Kraft st off kammer 3, von der die Kraft stoff kanäle 11,Ii.¹ zu den Düsen 12,12' führen.-Der'Gehäuseblock ί trägt das Plügelra 7 mit den Plügeln 7a und dem ringförmigen Ansatz 14, der zur Nach zerstäubung des abgegebenen Kraftstoffes dient.

Es ist ohne weiteres einzusehen, dass die vorstehend beschri bene Vergaservorrxchtung bei im -wesentlichen gleichen Grundaufbau durch Düsenzahl. Ausgestaltung der Kraft st off kanäle und Dimensio nierung ohne Schwierigkeiten den verschiedensten Motortypen ange.«-*- passt werden kann. Insbesondere kann die Nachzerstäubung mittels einer Zerstäubungsvorrichtung auch weggelassen werden, wenn durch höhere Drehzahlen und kleinerem Düsendurchmesser eine befriedigen de Zerstäubung des Kraftstoffes gewährleistet ist. Auftretende Schwankungen des Kraftstoffniveaus N (Pig.l) bedingen, dass die Düse(n) in einer entsprechenden Mindesthöhe oberhalb der Auslauf öffnung 15 der Kraftstoffzuleitung 5 liegen. Im allgemeinen ist eine Höhe von 10 bis 20 mm ausreichend. Um. eine kurze Baulänge des Vergasers zu erhalten, ist es daher zweck&ässig, das Plügelrad 7 auf dem Gehäussblock 1 unterhalb der Düse(n) anzuordnen. Das Plügelrad kann aber auch oberhalb der Düsen angeordnet werden.

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Claims

S e h u

ansprüche

j 1.. Vergaservorrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit einer im Ki'schraum eines Ansaugrohres angeordneten und mittels eines ira. angesaugten Luftstrom rotierenden Flügelrades um das untere Ende einer im Ansaugrohr befestigten Kraftstoffzuleitung in Umdrehung versetzbaren Kraftstoff kammer, die mindestens eine Düse für die Kraftstoffabgabe in den Kischraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kraftstoffkammer-Ge— häuses (1) zwischen einer Gehäusewand (6) und der Kraftstoffzuleitung (5) ein Ringspalt (4) vorhanden ist, dessen Länge grosser als der Aussendurchmesser der Kraftstoffzüleitung (5) ist, und dass der Durchmesser der mit der Kraftstoffzuleitung (5) koaxialen Kraftstoffkammer (3) kleiner als der Aussendurchmesser der Kraft« stoffzuleitung (5) ist und von der Kraftstoffkammer (3) seitlich nach oben" mindestens ein am oberen Ende mit einer Düse (12) versehenem Kraftstoffkanal (11) wegführt, wobei die Düse (12) eine Dosierdüse ist, die eine der Quadratwurzel aus dem Kraftstoffüberdruck in dem Kraftstoffkanal mindestens angenähert proportionale Menge Kraftstoff abgibt.
2. Vergaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffkammer (3) einen Durchmesser hat, der gleich dem Innendurchmesser der Kraftstoffzuleitung (5) ist.
3-.Vergaservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffkanal (11) einen zur Drehachse (16) der Kraftstoffkammer (3) parallelen Kittelabschnitt (lib) aufweist, dessen Durchmesser nicht grosser als der Durchmesser der Kraftstoffkammer (3) und grosser als d er Durchmesser der Düse (12) ist.
4. Vergaoervorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der sich von der Kraftstoffkammer- (3) zum Mittelabschnitt (lib) des Kraft:.toffkanals (H) erstreckende Anfangsabschnitt (Ha) in einer zur Drehachse (16) der Kraftstoffkanter (3) senkrechten

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Ebene liegt und einen Durchmesser hat, der nicht kleiner- als der Durchmesser des Mittelabschjiittes (üb) des Kraftstoffkanals (11) ist.
5. Vergaservorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass der sich vom oberen Ende des Mittelabschnittes (lib) des Kraftstoffkanals (11) zur Rise (12) erstreckende Endabschnitt (lic) des Kraft st off kanals (11) in eijier zur Drehachse (16) der Kraftstoffkanter (3) senkrechten Ebene liegt und einen Durchmesser hat, der grosser als der Durchmesser der Düse (12) ist.
6. Vergas ervorriclrfrung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsabschnitt (lla) und/oder der Endabschnitt (lic) des Kraftstoffkanals; (11) in radialer Richtung verlaufen.
7. Vergaservorrichtung nach -wenigstens einem der Ansprüche

3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangsabschnitt (Ha)-der Mittelabschnitt, (lib) und der Endabschnitt (lic) des Kraft— Stoffkanals (11) gleichen Durchmesser haben, der gleich oder höchstens bis 10^ kleiner ist als der Durchmesser der Kraftstoff. kammer (3).
8. Vergaservorrichtung nach -wenigstens einem der Ansprüche

1 bis 7., dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Düse (12) vorgesehen ist.
9. Vergaservorrichtung nach wenigstens· einem der Ansprüche

1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen (12,12') vorgesehen sind und von der Kraftstoffkammer (3) zu jeder Düse (12,12') ein Kraftstoffkanal (11,11') führt.
10. Vergaservorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Düsen (12,12') vom Flügelrad (7) verschiedenen axialen Abstand haben.

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11. Vergaservorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Düsen (12,12') einander diametral gegenüberliegen.
12. Vergaservorrichtung nach Anspruch-9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, Düsen (12,12') voneinander einen Winkelabstand kleiner 180 haben.
13. Vergaservorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Nachzerstäubung des von mindestens einer Düse (12) abgegebenen Kraftstoffes vor der Düse eine Zerstäubungsvorrichtung (13) angeordnet ist.
14. Vergaservorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungsvorrichtung (13) eine mit der Kraftstoffkammer- (3) rotierende Sprühkante (18) aufweist.
15. Vergaservorrichtung nach den' Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffkanuner-Gehäuse (l) aus einem zylindrischen Block besteht, der eine axiale Sackbohrung (2) für die Aufnahme der Kraftstof!zuleitung (5) und zur Bildung der Kraft· Gtoffkanmer (3) aufweist und Bohrungen für jeden von der Kraft— stoffkamser (3) zu einer Düse (12;12^!) in der Mantelfläche des zylindrischen Blockes führenden Kraftstoffkanals (lljll¹) enthält.
16. Vergaservorrichtung nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungsvorrichtung (13) aus einem den zylindrischen Gehäuseblock (1) im Bereich der Düse(n) (12;12') in bestimmtem Abstand umschliessenden Ring (14) besteht.

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