DE7637972U1

DE7637972U1 - Diffusor fuer vergaser von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE7637972U1
Application number: DE7637972U
Authority: DE
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-05-26
Also published as: FR2333969A1; IT1072124B; DE2654988A1; GB1519389A; US4234522A; FR2333969B1; JPS5274723A

Description

Diffusor für vergaser von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Diffusor mit veränderlichem Querschnitt und mit Strömung im Schal 1 bereich für Vergaser von Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verbesserung der Zerstäubung und Gleichmäßigkeit des vergasten Gemischs in einem Vergaser mit einem Diffusor mit einem Venturihals mit einer Strömung im Schallbereich, durch den der Durchtritt des vergasten Gemischs erfolgt.

Die mit den üblichen Vergasern mit Drosselklappe erzielte Zerstäubung reicht im allgemeinen nicht aus, um eine vorschriftsmäßige Verbrennung und Verteilung zu erzielen. Insbesondere sind im niedrigen Drehzahlbereich die Durchsätze und Geschwindigkeiten des Luftstroms zu gering, um den von den Leerlauf-übergang-Kreisen oder vom Hauptspritzkreis stammenden Brennstoff zu homogenisieren und zu zerkleinern.

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Es kann eine bessere Zerstäubung erzielt werden unter Verwendung des "Carnot-Stoß" genannten Stoßes, der bei überschal 1 strömung Stromab eines Venturihalses entsteht. Diese Technik wird auf einen Einspritzkanal für das Leer!aufgemisch angewendet, wo der geringe Durchsatz und der hohe Rohrleitungsunterdruck die Einrichtung der Leerlaufdüse an einem Venturihals mit Strömung im Schal 1 bereich ermöglichen. Es gibt auch eine Düse mit veränderlichem Querschnitt, der durch Querverschieben eines Schiebers oder Kükens erhalten wird. Die technologischen Schwierigkeiten und die mechanischen Reibungen vermindern dabei die Anwendung. Insbesondere bei geringen Durchsätzen stören sie den stoßfreien und kontinuierlichen Betrieb der Regelung und bilden die Quelle für zahlreiche Instabilitäten.

Aufgabe der Erfindung ist die einfache Schaffung eines im Schallbereich gelegenen Strömungsbereichs mittels einer Düse mit veränderlichem Querschnitt in der Hauptströmungsleitung des Vergasers, die die Nachteile der bekannten Systeme nicht aufweist, und zwar unter Verwendung des Prinzips eines ebenen oder konischen Diffusors. bei

durch die Veränderung des Radius dieses Querschnitts bedingt ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein kreisförmiger Eintrittsstrom an einem rotationssymetrischen Hindernis mündet, dessen Durchmesser merklich größer als der Durchmesser des Eintrittsstroms ist, das koaxial zum Eintrittsstrom ist, dessen Lage längs seiner Achse regelbar ist und das mit der kreisförmigen, feststehenden,divergierenden und den Eintrittsstrom des Vergasergehäuses fortsetzenden Wand eine kreisförmige, divergierende Düse mit Strömung im Schallbereich bildet, deren kreisförmiger Venturihals zwischen dem Umfangsaustritt des Eintrittstroms und der am nächsten gelegenen Oberfläche des Hindernisses gebildet wird.

Die Regelung des Mindestquerschnitts am Venturihals wird durch eine einfache Translationsbewegung eines beweglichen Teils oder Hindernisses in Platten- oder Spitzkörperform parallel zur allgemeinen Strömungsrichtung erhalten.

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Die Lage driieses beweglichen Teils wird auf eine stets im Schallbereich liegende Geschwindigkeit im Venturihals eingestellt, wobei der erzielte Luftdurchsatz nur vom stromauf gelegenen Mindestquerschnitt und Luftdruck.festgelegt wird, der gegebenenfalls durch eine Schieberanordnung, z. B. mittels einer Drosselklappe, abgeändert werden könnte.

Die Regelung der axialen Lage des Hindernisses erfolgt vorteilhaft durch das Gestänge für die Beschleunigungssteuerung des Vergasers.

Die Zone der im Schal 1 bereich gelegenen Strömung der Düse wird vorteilhaft erhitzt durch innerhalb des regelbaren Hindernisses gelegene elektrische Wiederstände und/oder durch einen im Vergasergehäuse gelegenen Wasserumlauf in der Zone der Düsenwand.

Bei einem Vergaser mit einem Diffusor mit veränderlichem Querschnitt und Strömung im Schal 1 bereich ist der Diffusor in einem Strömungsverlauf gelegen, der als Abzweigung zwischen einer stromauf des Vpnt.iirihal ίρς rip«; V/prnaQpri πρΙ ρπρπρπ "itpllp und pinpr it.rnmah

der Drosselklappe gelegenen Stelle angeordnet ist und stromauf des eine Schal 1 strömung aufweisenden Venturihalses der Düse eine sekundäre Brennstoffversorgung erhält.

Bei einer Ausführungsvariante bildet der Strömungsverlauf ein erstes Gehäuse eines Vergasers mit doppeltem Gehäuse, dessen Durchsatz gesteuert wird durch die axiale Regelung des Hindernisses des Diffusors mittels einer den Luftfilter durchquerenden axialen Steuerstange.

Das Hindernis weist vorteilhaft auf seiner die Düsenwand bildenen kreisförmigen divegierenden Oberfläche radiale Nuten mit zunehmendem Strömungsquerschnitt auf, die einen minimalen Durchsatz mit im Schallbereich gelegenen Strömungsgeschwindigkeit bestehen lassen, wenn das von der Steuerstange gezogene Hindernis an der Wand des Vergasers anstößt und den Venturihals der Düse schließt.

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Im Fall von Kraftfahrzeugmotoren zeigen die Berechnungen dieser Vorrichtung, daß der Platzbedarf vermindert ist (Hindernisse in Spitzkörper-oder Plattenform von nur einigen Zentimetern Durchmesser) und daß dieser bewegliche Teil von lediglich einer Kraft von einigen 20 bis 30 Newton zum Venturihals mit Strömung im Schal 1 bereich angesaugt wird. Diese Kraft ist nicht sehr groß, vor allem wenn man den geringen verwendbaren Hub (in der Größenordnung von einigen Milimetern) und die Untersetzung in Betracht zieht, die zwischen dem Gaspedal und dem Diffusor erforderlich ist bei Durchführung seiner Lagerregelung durch dieselbe Steuerung wie diejenige der üblichen Drosselklappe.

Der konisch geformte Diffusor wird als bevorzugte,Ausführungsform betrachtet sowohl bezüglich der Strömung als auch der Regelmöglichkeiten (größerer nutzbarer Hub).

Eine solche Vergaserkonstruktion nach der Erfindung bringt eine Verbesserung der Zerstäubung des Gemischs und eine Vorverdampfung des Brennstoffs während des Wiederverdichtungsstoßes mit sich. Daraus ergibt sich eine bessere Gleichmäßigkeit des Gemischs und eine Verbesserung der Verteilung Luft-Brennstuff in den Zylindern sowie eine Zunahme der Verbrennungsgeschwindigkeiten bei einer entsprechenden Verminderung der zyklischen Betriebsunregelmäßigkeiten des Motors.

Daraus ergibt sich ebenfalls die Möglichkeit eines Arbeitens mit magereren Gemischen und folglich eine Verminderung des Verbrauchs.

Im allgemeinen ist der zum Einbauen dieser Vorrichtung in einem Vergaser zur Verfugung stehende Raum vermindert und läßt keine ausreichend progressive Erweiterung zu, um hohe Durchsätze ohne Druckverlust zu ermöglichen. Die Vergaser mit Venturi hai sen mit im Schal 1 bereich gelegener Strömungsgeschwindigkeit eignen sich daher in diesem Fall nicht für die Ausführung von Vergasern mit hohen Füllmengen. Venturihälse mit im Schal 1 bereich gelegenen

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Strömungsgeschwindigkeiten finden vorteilhaft Anwendung bei
Ausfü^rungsformen mit geringen Ladungen. Die vollen Ladungen
bei Höchstgeschwindigkeiten oder während der Beschleunigungen
könnten ihrerseits verwirklicht werden durch eine herkömmliche
Anordnung (mit z. B. einer Drosselklappe) oder durch den ί

Diffusor (eben' oder konisch) selbst, arbeiten jedoch dann bei | einer Strömung im Schallbereich nicht mehr, oder durch die |

Kombination eines Diffusors mit Venturihals mit Strömung im Schall- I bereich, oder durch die Kombination mit einem Diffusor mit 1

Venturihals mit Strömung im Schallbereich_s der als der erste Körper j eines Vergasers mit zwei Körpern arbeitet. \

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt eines flachen Diffusors mit \ Strömungsgeschwindigkeit im Schallbereich; I

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines konischen Diffusors;

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für Bereiche mit geringen Ladungen
eines Vergasers;

Fig. 4 eine Anwaidung bei einem ersten Gehäuse eines Vergasers mit
zwei Gehäusen.

Fig. 1 und 2 zaigen im Längsschnitt die Einzelheiten von
Strömungsprofilen von ebenen (Fig. 1) und konischen (Fig. 2)
Diffusoren. Der Lufteintritt erfolgt bei 7, während der Austritt
zum Ansaugrohr des Motors 8 erfolgt. Bewegliche Teiie 1.i und
1.2 des Diffusors gleiten gegenüber dem Vergasergehäusa 2, um die
Höhe eines Venturihal ses 3 mit Strömungsgeschwindigkeiten im Schallbereich gemäß den gewünschten Regelungen zu verändern.

Fig.3 zeigt ein vollständiges Ausführungsbeispiel.

Ein Diffusor der oben bezüglich Fig. 2 beschriebenen Bauart ist ''mittels einer Leitung 7 von einem Venturihals 9 eines üblichen ] Vergasers abgezweigt und wird gegebenenfalls durch innere elektrische Widerstände erhitzt. Die Bewegung des konischen Diffusors 12 wird durch die öfnungssteuerung der Hauptdrosselklappe 10 gesteuert. Der konische Diffusor 12 entnimmt die Luft in der von einem Luftfilter 11 kommenden Leitung 7. Der Brennstoff wird durch eine abgezweigte Versorgungsleitung 14 zugeführt. Das unmittelbar stromab vom konischen Diffusor 1.2 gebildete Luft-Brennstoff-Gemisch wird nach Durchqueren dieses Diffusors bei 8 stromab von der Hauptdrosselklappe 10 in die Rohrleitung zum Motor geschickt. Der Diffusor stellt somit nur für geringe Durchsatzmengen bestimmte Gemische her, während die vollen Ladungen durch den Hauptvergaser hergestellt werden, wobei die hohen Durchsatzmengen und Durchtrittsgeschwindigkeiten die Mischprobleme weniger schwierig machen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Vergasers mit doppeltem Körper ₅ bei dem der erste Körper _von einem konischen Diffusor gebildet wird, der von einer nach stromauf gerichteten axialen Stange 16 gesteuert wird. Der Kopf ist gegebenenfalls mit Nuten versehen, die das Bemessen eines minimalen Luftdurchsatzes ermöglichen, wenn er sich in Höhe des Venturihalses in Anlage an der Strömungsgegenfläche des Vergasergehäuses 2 befindet.

Die Ankunft von Brennstoff kann stromauf vom Venturihals 3 erfolgen, da an dieser Höhe die den Druck und die Durchsatzmenge verbindende einfache Bernoul li-Beziehung noch nicht von der mit Schallgeschwindigkeit erfolgenden Strömung gestört ist. Sie kann Überdies abgeändert werden durch eine mit der Betätigung 16 für die Regelung des Venturihalses mit Schal 1 strömung verbundene Vorrichtung mit einem Verschlußglied oder einer Nadel.

Diese Vorrichtung mit einem Venturihals mit Schal 1 strömung ist vereinbar mit den üblichen Brennstoffversorgungen der Bauart "Behälter mit konstantem Niveau" und/oder den Einspritzvorrichtungen.

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Die Vorrichtung mit Nuten 15 ermöglicht gegebenenfalls die Regelung des minimalen Luftdurchsatzes, wenn der .Diffusor auf· seinem Sitz aufliegt, um somit im Leerlaufbereich zu arbeiten.

Diese Vorrichtung kann durch ein in Fig. 3 gezeigtes Erhitzungs-.system vervollständigt werden, das das Vereisen in Höhe des Venturihalses vermeidet, wo die Temperatur viel geringer als die Umgebung ist aufgrund der hier erfolgenden anfänglichen Gasentspannung. Man kann im Vergasergehäuse 2 einen Wasserumlauf 6 verwenden oder, wie in Fig. 3 bei 5 angegeben, einen in der regelbaren Platte oder dem regelbaren Kopf angeordneten elektrischen Widerstand 4' erhitzen.

Die Betätigung der Bewegung der Platte 1.1 oder des Kopfs 1.2 kann stromab (Fig.1, 2 und 3) oder stromauf (Fig. 4) erfolgen. Diese letztere Anordnung vermeidet die Abdichtungsprobleme, weil an dieser Höhe nur Luft vorhanden ist. Wie in Fig. 3 führt eine Leitung 14 ^en Brennstoff stromauf des mit Schal 1 strömung arbeitenden Venturihalses 3 dem vom Luftfilter 11 kommenden Luftstrom zu.

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Claims

Schutzansprüche

1. Diffusor mit veränderlichem Querschnitt und mit Strömung im Schal 1 bereich für Vergaser von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet , daßeinkreisförniiger Eintrittsstrom (7) an einem rotationssymetri sehen Hindernis (1.1, 1.2) mündet, dessen Durchmesser merklich größer als der Durchmesser des Eintrittsstroms (7) ist, das koaxial zum Eintrittsstrom (7) ist, dessen Lage längs seiner Achse regelbar ist und das mit der kreisförmigen, feststehen-' den,divergierenden und den Eintrittsstrom (7) des Vergaser

gehäuses (2) fortsetzenden Wand eine kreisförmige, divergierende Düse mit Strömung im Schallbereich bildet, deren kreisförmiger Venturihals (3) zwischen dem Umfangsaustritt des Eintrittsstroms (7) und der am nächsten gelegenen Ober-.fläche des Hindernisses (1.1, 1.2) gebildet wird.

2„ Diffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

Hindernis (1.1) eine kreisförmige ebene Oberfläche aufweist, die senkrecht zur Achse des Eintrittsstroms (7) ausgerichtet und dem Eintrittsstrom (7) zugewandt ist, wobei die der Oberfläche gegenüberliegende feststehende und kreisförmige Wand des Vergasers gegenüber der Oberfläche leicht divergiert.

3. Diffusor nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Hindernis (1.2) die Form eines spitzen Kopfs hat mit einer

an der Spitze konischen und zum Eintrittsstrom (7) gerichteten Oberfläche, wobei die den Eintrittsstrom (7) verlängernde, feststehende und kreisförmige Wand des Vergasers eine konische divegierende Oberfläche hat, die mit der gegenüberliegenden konischen Oberfläche des spitzen Hindernisses (1.2) eine Düse mit zunehmendem Strömungsquerschnitt bildet.

4. Diffusor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der axialen Lage des Hindernisses (1.1, 1.2) durch das Gestänge (10) für die Beschleunigungssteuerung des Vergasers erfolgt.

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I 5. Diffusor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch I gekennzeichnet, daß die Zone der im Schal 1 bereich ge-

I legenen Strömung der Düse erhitzt wird durch innerhalb

I des regelbaren Hindernisses (1.1, 1.2) gelegene elektrische

I Widerstände (4) und/oder durch einen im Vergasergehäuse

I ' gelegenen Wasserumlauf (6) in der Zone der Düsenwand.

I 6. Vergaser mit einem Diffusor mit veränderlichem Querschnitt

ι und Strömung im Schallbereich nach einem der vorhergehenden

I Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der

I Diffusor in einem Strömungsverlauf 7 gelegen ist, der als

I Abzweigung zwischen einer stromauf des Venturihalses (9) des

I Vergasers gelegenen Stelle und einer stromab der Drossel-

r klappe (10) gelegenen Stelle angeordnet ist und stromauf des

I eine Schal 1 strömung aufweisenden Venturihalses der Düse eine

I sekundäre Brennstoffversorgung (14) erhält.

7. Vergaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverlauf(7) einen ersten Körper eines Vergasers mit uoppeltem Körper bildet, dessen Durchsatz gesteuert wird, durch die axiale Regelung des Hindernisses (1.2) des Diffusors mittels einer einen Luftfilter (11) durchquerenden axialen Betätigungsstange (16).

Vergaser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hindernis (1.2) auf seiner die Düsenwand bildenden, kreisförmigen, divergierenden Oberfläche radiale Nuten (15) mit zunehmendem Strömungsquerschnitt aufweist, die einen minimalen Durchsatz mit im Schal 1 bereich gelegener Strömungsgeschwindigkeit bestehen lassen, wenn das von der Betätigungsstange (16) gezogene Hindernis (1.2) an der Wand des Vergasers anstößt und den Venturihals (3) der Düse schließt.

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