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Vergaser für mit flüssigen Brennstoffen betriebene Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft einen Vergaser für mit flüssigen Brennstoffen betriebene
Brennkraftmaschinen, bei dem für die Brennstoffzuführung zur Maschine eine Hauptdüse
für die höheren Drehzahlen und eine Leerlaufdüse für die Leerlaufdrehzahlen und
ein mit einer Drosselklappe zur Absperrung der Zufuhr über die Hauptdüse versehener
Saugkanal vorgesehen sind.
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Wenn bei einem Vergaser dieser bekannten Art die 'Drosselklappe plötzlich
geschlossen wird, %iährend der Motor mit einer größeren Drehzahl läuft, so hat dies
zur Folge, daß der Luftstrom, der den Brennstoff aus der Hauptdüse absaugt, schlagartig
unterbrochen und vor der Drosselklappe gestaut wird, wodurch dort ein leichter Überdruck
entsteht, welcher den Kraftstoffstand in der Hauptdüse senkt und den in der Leerlaufdüse
hochtreibt. Zu dieser Auswirkung des plötzlichen Schließens der Drosselklappe kommt
hinzu, daß hinter der Drosselklappe durch die Saugwirkung des noch mit größerer
Geschwindigkeit laufenden Motors ein übermäßiger Unterdruck entsteht, der ebenfalls
auf die Leerlaufdüse einwirkt. Die Folge des durch den höheren Druck vor der Drosselklappe
hervorgerufenen höheren Kraftstoffstandes in der Leerlaufdüse und der durch den
übermäßigen Unterdruck hinter der Drosselklappe bedingten größeren Saugwirkung ist
eine Kraftstoffentnahme aus der Leerlaufdüse in viel größeren Mengen, als für den
Betrieb des Motors im Leerlaufbereich erforderlich ist. Der übermäßig über die Leerlaufdüse
entnommene Kraftstoff kann ferner wegen Luftmangels, da die Drosselklappe geschlossen
ist, nicht zur Verbrennung im Motor gelangen und hat ein stärkeres Rauchen und vielfach
ein durch Selbstentzündung im heißen Auspuffrohr bewirktes Knallen zur
Folge,
insbesondere wenn der Motor mit Schweröl betrieben wird. Dieser übermäßig entnommene
Brennstoff ist somit nicht nur verschwendet, sondern hat auch unangenehme Begleiterscheinungen,
wie Rauch- und Knallentwicklung, Schädigungen von Kerzen und Kolben u. dgl., zur
Folge. Da ein plötzliches Schließen der Drosselklappe bei auf höhere Drehzahlen
beschleunigtem Motor sich häufig wiederholt, z. B. beim Anlassen, Anfahren eines
Fahrzeuges, bei allen Schaltvorgängen, beim häufigen Bremsen, beim plötzlichen Wegnehmen
des Gases an Gefahrenstellen und Bergabwärtsfahren, wobei der Motor als Bremse wirkt,
sind mit dieser überdosierten Kraftstoffentnahme über die Leerlaufdüse eine beträchtliche
Kraftstoffverschwendung, Schädigungen des Motors sowie andere lästige Nebenerscheinungen
verbunden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Brennstoffvergeudung
mit ihren nachteiligen Begleiterscheinungen zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe vor allem dadurch gelöst, daß ein Vergaser der eingangs genannten Art mit
einer die Brennstoffzufuhr über die Leerlaufdüse für die Zeit der -über einen Normalwert
des Leerlaufdrehzahlbereiches überhöhten Drehzahlen selbsttätig absperrenden Vorrichtung
ausgerüstet ist.
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Zweckmäßig weist die Absperrvorrichtung eine mit einer Ausgangsleitung
der Leerlaufdüse zum Saugkanal zusammenwirkende Ventilnadel als Absperrglied auf.
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Vorzugsweise wird die Ventilnadel von einer Feder und einer von den
beim Schließen der Drosselklappe bei überhöhten Drehzahlen im Saugkanal auftretenden
Druckänderungen beeinflußten Vorrichtung gesteuert. Erfindungsgemäß kann ferner
die auf Druckänderungen im Saugkanal ansprechende Steuervorrichtung aus einer an
ihrem Umfang in einem Gehäuse eingespannten und in ihrer Mitte mit der Ventilnadel
verbundenen Membran bestehen, die auf ihrer einen Seite eine mit dem hinter der
Drosselklappe in Strömungsrichtung liegenden Teil des Saugkanals verbundene Kammer
begrenzt und beim Auftreten des größeren Unterdruckes bei überhöhten Leerlaufdrehzahlen
in der Saugleitung und der Kammer sich bewegt und die Ventilnadel entgegen der Wirkung
der sie bei Normaldruck in Offenlage haltenden Feder in Schließlage bewegt.
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"Zweckmäßig wird ferner zur Unterstützung der durch den Unterdruck
bewirkten Schließbewegung auf der Seite der Membran, die der Unterdruckkammer gegenüberliegt,
eine mit dem vor der Drosselklappe in Strömungsrichtung liegenden Teil des Saugkanals
durch eine Leitung verbundene Kammer angeordnet, so daß der bei plötzlichem Schließen
der Drosselklappe vor dieser durch Stauung auftretende Überdruck ebenfalls auf die
Membran einwirkt. Die Ventilnadel kann gemäß der Erfindung auch von einer Feder
und einer von Druckänderungen im Ölkreislauf beeinflußten Vorrichtung, Kolben oder
Membran, derart gesteuert werden, daß sie durch die den überhöhten Drehzahlen entsprechenden
höheren Oldrücke entgegen der Wirkung der Feder in die Absperrlage bewegt wird.
Schließlich könnte dieVentilnadel mechanisch durch einen Drehzahlregler gesteuert
werden.
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Zwecks einfachen Einbaues der brennstoffsparenden Einrichtung ist
außerdem erfindungsgemäß die Ventilnadel an ihrem einen Ende in einem in das Vergasergehäuse
einschraubbaren, die Mischkammer des Leerlaufbrennstoffes an ihrer einen Seite abschließenden
Bauteil und an ihrem anderen Ende in einem Stopfen verschiebbar gelagert, der in
einen am Vergasergehäuse befestigten Stutzen eingeschraubt werden kann.
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Die auf die Ventilnadel einwirkende Feder wird zweckmäßig als Zugfeder
zwischen der Membran und dem in dem Stutzen verschraubbaren Stopfen gelagert und
durch Änderung der Einschraubtiefe des Stopfens in ihrer Spannung eingestellt. Die
Stelle, an der die Ventilnadel die Membran durchdringt, ird hermetisch abgedichtet.
Außerdem wird ztc Schutze gegen Staub das rückwärtige Ende des die eine Lagerung
der Ventilnadel enthaltenden Stutzens mit einer Abdeckkappe versehen.
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Um den Vergaser mit der Spareinrichtung auch für den Betrieb mit Schwerölen
verwenden zu können, werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Schwimmerkammer
und der Düsenstock durch die in einer Leitung des Vergasers hindurchgeführten Auspuffgase
und damit der Brennstoff vorgewärmt und die Haupt- und Leerlaufdüse so angeordnet,
daß sie von der durch die Auspuffgase erwärmten angesaugten Luft umspült werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in der Zeichnung in einem Horizontalschnitt
dargestellten Ausführungsform des neuen Vergasers, bei dem die Absperrvorrichtung
von Druckänderungen im Saugkanal gesteuert wird.
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Das Vergasergehäuse weist eine Schwimmerkammer i auf, in der der Schwimmer
mittels einer Langstiftschraube 2 befestigt wird und die mittels eines Deckels 3
und Schrauben 4 verschlossen wird. Der Deckel 3 ist mit einem Stutzen 5 für den
Eintritt des Kraftstoffes in die Schwimmerkammer i versehen.
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Der Vergaser selbst ist ein Saugstromvergaser. Er hat eine Hauptdüse
6 und eine Leerlaufdüse 7. 9 ist eine Verschlußschraube, mit der das zum Bohren
des Kanals vom Schwimmergehäuse i zur Hauptdüse 6 erforderliche Loch im Schwimmergehäuse
verschlossen wird. Die Bohrung für die Leerlaufdüse 7 ist über der zur Hauptdüse
führenden Bohrung angeordnet. Mit i i ist die Verschlußschraube der Hauptdüse 6
und mit 12 die der Leerlaufdüse 7 bezeichnet.
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Die Luft für die Hauptdüse tritt durch den Stutzen 13 und die regulierbare
Luftmenge für die Leerlaufdüse 7 durch den Kanal 14 in das Vergasergehäuse ein.
lm Saugkanal 15 ist anschließend an dessen in Absaugerichtung von der Hauptdüse
aus sich erweiternden Einsatz 16 eine Drosselklappe 17 angeordnet. Die Leerlauf
düse 7 steht über eine Bohrung 18 mit einer Mischkämmer i9 und diese über eine Bohrung
20 mit dem Saugkanal 15
in Verbindung. Die Bohrung 20 ist dabei
so angeordnet, daß sie in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches hinter
derDrosselklappe 17 in den Kanal 15 mündet, wenn sich die Drosselklappe in
Schließlage befindet. Hinter der Drosselklappe 17 ist ferner der Saugkanal 15 mit
dem Zuführungskanal 2i für den Startkraftstoff versehen.
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Die mit der Einrichtung zur Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches
über die Leerlaufdüse 7 bei geschlossener Drosselklappe 17 und überhöhten Leerlaufdrehzahlen
zusammenwirkende Absperreinrichtung ist seitlich der Leerlaufdüse am Vergasergehäuse
angeordnet. Sie besteht aus einer Ventilnadel 22, die in der Verlängerung der Bohrung
2o angeordnet ist, an ihrem einen Ende in einem den Mischraum i9 nach außen abschließenden,
in das Vergasergehäuse einschraubbaren Führungskörper 23 und an ihrem anderen Ende
in einem Führungsglied 24 axial verschiebbar gelagert ist, das in einem an dem Vergasergehäuse
über Flansche 25, 26 und Schrauben o. dgl. befestigten Stutzen 27 verschraubbar
ist. Zwischen zwei Scheiben ist die Ventilnadel 22 dicht schließend mit einer Membran
28 verbunden, die an ihrem Umfang zwischen die Flansche 25, 26 eingeklemmt wird.
An der einen Scheibe der Nadel 22 und dem äußeren Führungsglied 24 ist eine zwischen
diese Teile eingeschaltete Zugfeder 29 befestigt. Auf der einen Seite der Membran
28 ist zwischen dieser und dem einen Führungsglied 23 im Vergasergehäuse eine Kammer
3o angeordnet, die über die Bohrung 31 mit dem Saugkanal 15 hinter der Drosselklappe
17 in Strömungsrichtung in Verbindung steht, wenn die Klappe sich in Schließlage
befindet. Auf der anderen Membranseite ist im Stutzen 27 eine Kammer 32 vorgesehen,
die auch über eine Bohrung 33 mit dem Saugkanal 15, jedoch in Strömungsrichtung
des Brennstoff-Luft-Gemisches vor der Drosselklappe 17 verbunden ist, wenn diese
in Schließlage steht. Die Spannung der Feder 29 ist durch die Änderung der Einschraubtiefe
des Stopfens 24 einstellbar. Die gesamte Absperreinrichtung wird so eingestellt,
daß bei normaler Leerlaufdrehzahl und geschlossener Drosselklappe 17 die
Ventilnadel 22 die Leitung 2o nicht verschließt. Durch eine Abschlußkappe 34 wird
das hintere Ende des Stutzens 27 staubdicht abgeschlossen.
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Die Wirkungsweise des Vergasers mit der brennstoffsparenden Absperreinrichtung
ist folgende: Es sei angenommen, daß der Motor im Leerlauf mit der diesem entsprechenden
normalen Drehzahl läuft, wobei die Drosselklappe 17 sich in der dargestellten
Schließlage befindet. Im Saugkanal 15 wird dabei in Strömungsrichtung hinter der
Klappe 17 durch die Saugwirkung des Motors ein konstanter Unterdruck erzeugt. Dieser
Unterdruck dehnt sich über die Leitung 3 1 auch auf die Kammer 30 aus, während
in der mit dem Raum vor der Klappe in Verbindung stehenden Kammer 32 der normale
Druck herrscht. Es entsteht somit auf der einen Seite der Membran 28, in der Kammer
30, ein Unterdruck, dem jedoch bei der normalen Leerlaufdrehzahl des Motors durch
die Zugfeder 29 das Gleichgewicht an der Membran gehalten wird, so daß die Ventilnade122
in Offenstellung verbleibt und der Motor über die Hilfsdüse die Leerlaufbrennstoffmenge
erhält.
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Soll der Motor mit einer höheren Drehzahl laufen, so wird die Drosselklappe
17 geöffnet und die kombinierte Haupt- und Übergangsdüse 6 in Tätigkeit gesetzt,
welche bei steigender Luftstromgeschwindigkeit im trichterförmigen Einsatz 16 die
den jeweiligen höheren Drehzahlbereichen entsprechenden Brennstoffmengen liefert.
Bei geöffneter Drosselklappe 17 wirkt auf die Membran 28 nur ein geringer Unterdruck
in der Kammer 30 und ebenso in der Kammer 32 ein, und die Membran bleibt
in Ruhe. Bei dem geringen Unterdruck bleibt jedoch die Leerlaufdüse 7 hierbei praktisch
wirkungslos.
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Wird jedoch jetzt, nachdem der Motor auf eine größere Drehzahl beschleunigt
ist, die Drosselklappe 17 plötzlich geschlossen, so entsteht in Strömungsrichtung
hinter der Klappe 17 im Saugkanal 15 eine rapide Zunahme des Unterdruckes,
die mit der Schließbewegung einsetzt und sich auf die Kammer 3o auf der einen Membranseite
ausdehnt, so daß sich die Membran 28 entgegen der Wirkung derZugfeder 29 bewegt
und mit der Ventilnade122 den Ausgangskana12o für den Leerlaufbrennstoff völlig
absperrt. Unterstützt wird diese Absperrbewegung durch einen leichten Überdruck
vor der Drosselklappe 17, der durch die plötzliche Stauung des bei beschleunigtem
Motor erforderlichen Luftstromes durch das Schließen der Klappe 17 entsteht, sich
über die Leitung 33 auf die Kam-, mer 32 fortpflanzt und im gleichen Sinne wie der
Unterdruck auf die Membran 28 entgegen der Wirkung der Zugfeder 29 einwirkt. Die
Drehzahl des Motors sinkt nun bei geschlossener Drosselklappe 17 rasch ab. Sobald
sie sich der normalen Leerlaufdrehzahl nähert, nähern sich auch die Drücke in den
Kammern 30, 32 den Normaldrücken, und die Feder 29 zieht dann die Nadel 22 zurück,
so daß die Kraftstoffzufuhr über die Leerlaufdüse wieder frei ist.
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Um den neuen Vergaser auch mit Schwerölen betreiben zu können, werden
die Auspuffgase des Motors durch den Eingangsstutzen 35, die Leitung 36 und den
Ausgangsstutzen 37 geleitet, so daß durch sie das Schwimmergehäuse i und der Düsenstock
38 aufgeheizt werden und der Brennstoff auf die erforderliche Temperatur gebracht
wird. Ferner werden zweckmäßig die Düsen 6, 7 im Düsenstockraum 39 so angeordnet,
daß sie von der vorgewärmten angesaugtenFrischluft umspült werden, um den Brennstoff
auf der erforderlichen Temperatur zu halten. Hierdurch wird eine bessere und rauchlose
Verbrennung auch von Schwerölen gewährleistet. Auf eine Durchleitung der Abgase.
durch den Vergaser kann verzichtet werden, wenn als Kraftstoffe die für Ottomotoren
üblichen Treibstoffe Verwendung finden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt,
vielmehr sind Abweichungen konstruktiver Art in verschiedener
Hinsicht
ebenso möglich, wie die Spareinrichtung auch bei anderen Vergaserbauarten, z. B.
Fallstrom- und Horizontalvergasern, anwendbar ist.