DE8237038U1

DE8237038U1 - Vorrichtung zur herstellung eines gemischs aus brennbarem fluessigen kraftstoff und luft

Info

Publication number: DE8237038U1
Application number: DE19828237038U
Authority: DE
Original assignee: Purser Ben D 28215 Charlotte Nc Us
Current assignee: Purser Ben D 28215 Charlotte Nc Us
Priority date: 1981-07-27
Filing date: 1982-07-22
Publication date: 1983-09-22
Also published as: EP0083653B1; DE3278085D1; CA1197152A; AU8821582A; JPS5990759A; US4510914A; JPS58500006U; EP0083653A1; WO1983000361A1; EP0083653A4

Description

• ■

Vorrichtung - zur Herstellung eines Gemischs aus brennbarem flüssigere Kraftstoff und Luft

Hintergrund der Erfindung

Uie vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung eines Gemischs aus brennbarem flüssigem Kraftstoff und Luft zur Zufuhr zu und Verbrennung in einem Verbrennungsmotor.

Die Vermischung von brennbarem flüssigem Kraftstoff in einem vorbestimmten Anteil mit Luft ist eine wesentliche Voraussetzung für die richtige Arbeitsweise eines konventionellen Verbrennungsmotors. Es bestehen verschiedene unterschiedliche Arten von Vorrichtungen und Verfahren,

SI» »

um ein brennbares Gemisch aus Kraftstoff und Luft zu erzeugen und einem solchen Motor zuzuführen, wie beispielsweise Vergaser und sog. Kraftstoffeinspritzsysteme, von dem jedes im Prinzip so funktioniert, daß flüssiger Kraftstoff atomisiert und in einem bestimmten Verhältnis in Umgebungsluft eingeführt wird. Mit dem Anwachsen der Preise in den letzten Jahren von Gasolin und anderen brennbaren Kraftstoffen, welche traditionell zum Betrieb konventioneller Verbrennungsmotoren verwendet werden, wurde ein beträchtlicher Betrag an Entwicklungsarbeit in Richtung der Erhaltung des wirksameren Verbrauchs derartiger Kraftstoffe in derartigen Motoren unternommen mit einem beträchtlichen Grad derartiger Entwicklungs- § arbeit in Richtung auf die Verbesserung konventioneller | Vorrichtungen und Verfahren zum Mischen von Kraftstoff 1

und Luft. I

Da die Grundtheorie des Betriebs von Verbrennungsmotoren r

es erforderlich macht, daß das Kraftstoff-Luftgemisch für eine sehr rasche, im wesentlichen vollständige Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammer oder -kammern des Motors geeignet ist, hat die Art des Kraftstoff-Luftgemisches und die Größe der darin enthaltenen Kraftstoffteilchen eine direkte Wirkung auf den Wirkungsgrad des ■ Verbrennungsverlaufs im Motor und daher auf den Kraft- \t. stoffverbrauch des Motors. Für eine rasche, vollständige f Verbrennung wird in der Theorie der Kraftstoff am besten j durch eine vollständige Verdampfung des konventionellen j flüssigen Kraftstoffs in seinen gasförmigen Zustand vor- j bereitet. Die Begrenzungen und Betriebserfordernisse der > konventionellen Verbrennungsmotoren, insbesondere das

-Z-

feststehende Ansaugvolumen irgendeines derartigen Motors und die Betriebserfordernisse bei irgendeinem gegebenen Motor in Bezug auf eine Verbrennungsmischung eines bestimmten Betrags von Kraftstoff mit einem bestimmten ar.teilmäßigen Betrag von Luft ergibt wesentliche praktische Probleme in der Verwendung einer Kraftstoffverdampfungsvorrichtung bei einem konventionellen Verbrennungsmotor, Die Verdampfung vcn flüssigem Kraftstoff erhöht die volummetrische Fläche, welche vom Kraftstoff eingenommen wird, beträchtlich. Demgemäß wird die volummetrische Fläche entsprechend erhöht, welche eingenommen wird durch eine Mischung eines gegebenen Betrags an verteiltem Kraftstoff mit einem gegebenen proportionierten Betrag von Luft bei der Verdampfung der Kraftstoffteilchen der Mischung, Als Resultat dieses inhärenten Volumenzuwachses bei einer Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs und infolge des feststehenden Ansaugvolumens bei irgendeinem gegebenen Verbrennungsmotor erfordert der Betrieb des Motors bei einer Mischung verdampften Kraftstoffs mit Luft die Verwendung eines kleiner Betrags von Kraftstoff und Luft als verv/endet werden würde, falls der Kraftstoff in Natur als Teilchen auftritt, um das gewünschte Luft-Kraftstoff verhältni s zu erhalten. Die gesamte Verdampfung des Kraftstoffes bei einem konventionellen Verbrennungsmotor resultiert also im allgemeinen in einer unerwünscht niedrigen Ausgangsleistung und kann zusätzlich den Kraftstoffbedarf des Motors ansteigen lassen. Es ist allgemein bekannt, daß eine teilweise Verdampfung des Flüssigkraftstoffs in einem bei einem konventionellen Verbrennungsmotor verwendeten Kraftstoff mit Luftgemisch den Betrieb des Motors begünstigt, der Kraftstoff in diesem Gemisch jedoch in erster Linie als Tröpfchen vorliegen soll. Als Folge ist es sehr wünschenswert, daß die einzelnen Kraft-

Stoffteilchen bei einem solchen Gemisch bezüglich ihres Volumens so klein als möglich sein sollen, um eine rasche und komplette Verbrennung dieses Gemischs im Motor zu erleichtern. Dies dient zwei Zwecken, nämlich um die Maximalkraft von der Verbrennung zu erhalten und um den Anteil von unverbranntem Kraftstoff des Gemischs im Abgas zu verringern, wobei ein bestimmtes Maß an Verdampfung von kleineren Flüssigkraftstofftröpfchen in der Mischung auftreten soll, um dieses gewünschte Resultat zu erreichen.

Die unvollständige oder ineffiziente Verbrennung von Kraftstoff entweder infolge einer totalen Verdampfung des Kraftstoffes oder einem Versprühen in unerwünscht große Tröpfchen ist ein signifikanter Verursachungsfaktor in der Erzeugung einer unerwünscht hohen Menge von umweltverschmutzenden Verbrennungsprodukten, wie beispielsweise Kohlenmonoxyd, Stickstoffoxyden und Kohlenwasserstoffen. Da die größe der Luftverschmutzung dieser Art infolge der nationenweiten täglichen Benutzung der Automobile wurde gesetzgebende Kontrollen eingeführt, um den Maximalanteil solcher Schadstoffe zu begrenzen, die irgendein gegebener Automobilmotor in die Atmosphäre ausstoßen kann. Um diese Standarts zu erfüllen, haben sich die meisten Automobilhersteller der Verwendung von Geräten im Auspuffsystem des Motors zugewandt, welche insbesondere dazu dienen, diese Schadstoffe katalytisch in weniger gefährliche Substanzen zu überführen. Obwohl diese Vorrichtungen im allgemeinen für diesen Zweck wirksam sind, so hat sich doch gezeigt, daß hierdurch der Kraftstoffverbrauch dieser Motoren beträchtlich erhöht wird.

Gemäß der vorerwähnten Grundkriterien für einen wirksamen Kraftstoffverbrauch bei einem Verbrennungsmotor arbeiten

r j

alle Vorrichtungen und Methoden zur Erzeugung eines Kraft-'■ stoff-Luftgemischs derart, daß der Umgebungsluft ein

j Tröpfchen Nebel des Kraftstoffes zugeführt wird. Ein be-

trächtlicher Grad an Entwicklungsarbeit in Richtung einer

s Verbesserung derartiger Vorrichtungen und Verfahren be-

steht darin, den Wirkungsgrad der Mittel und der Verfahren zu verbessern, durch welche der Flüssigkraftstoff atomisiert oder auf andere Weise in einen Nebel überführt wird, um soweit als möglich die Menge der einzelnen Kraftstoff-

teilchen im Nebel zu reduzieren, deren Größe zu groß ist für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung im Motor. Es ist selbstverständlich, daß keine derartige Verbesserung mit totalem und komplettem Wirkungsgrad arbeiten kann und daß alle bisher bekannten Systeme notwendigerweise mindestens eine Menge großer Teilchen erzeugen, welche im Verirennungsmotor nicht vollständig verbrannt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Betrieb in Verbindung mit irgendwelchen konventionellen Mitteln zur Herstellung eines Gemischs von Luft und tropfchenförmigem Kraftstoff vorzuschlagen, welche wirksam ist zum Abtrennen von irgendwelchen Kraftstoffteilchen aus der Mischung, welche zu groß sind für eine rasche und vollständige Verbrennung im Motor, daciit das Kraftstoff-Luftgemisch, welches dem Motor zugeführt wird, darin im wesentlichen vollständig verbrennt, wodurch der Kraftstoffverbrauch vermindert wird und eine beträchtliche Verminderung der Erzeugung von Schadstoffen als Ergebnis der Verbrennung auftritt.

ic sect

- 6 -Zusammenfassung der Erfindung

Kurzgesprochen betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Gernischs eines brennbaren flüssigen Kraftstoffs und Luft zur Zufuhr zu einem Verbrennungsmotor, wobei der flüssige Kraftstoff in eine Vielzahl von Tröpfchen atomisiert wird, einschließlich von Tröpfchen einer ausreichend kleinen Größe zur im wesentlichen vollständigen Verbrennung in dem Verbrennungsmotor. Die Tröpfchen werden in einen sich bewegenden Luftstrom eingeführt und dieser kraftstoffmitführende Luftstrom wird sodann durch eine Vorrichtung geleitet, welche mit einer großen Kammer versehen ist zur Verminderung der Geschwindigkeit des Luftstromes, damit Kraftstofftröpfchen, welche größer sind als die vorerwähnte kleine Größe aus dem Luftstrom abgeschieden und in der Kammer gesammelt werden können. Die kleinen Kraftstofftröpfchen dagegen verbleiben in dem Luftstrom und werden dem Motor zugeführt zur wirksamen und vollständigen Verbrennung in diesem.

Die Vorrichtung durch die der kraftstoffmitführende Luftstrom geleitet wird, ist vorzugsweise so ausgebildet, daß der Luftstrom in einer Richtung durch die große Kammer strömt und in einer unterschiedlichen Richtung abströmt, um die Verminderung der Luftstromgeschwindigkeit zu verstärken und hierbei die Abtrennung der größeren Tröpfchen zu erleichtern. Vier spezielle Ausführungsbeispiele einer vergrößerten Kammer bei dieser Vorrichtung werden nachfolgend erläutert. In einem Ausfiihrungsbeispiel definiert

.. 4 · « t ■· IUI

ein im wesentlichen vertikal orientiertes rohrförmiges Gehäuseteil die Kammer in deren Innern eine rohrförmige Ablenkung angeordnet ist, deren oberes Ende geschlossen und deren anderes Ende offen ist. Das Gehäuseteil ist so angeordnet, daß der Luftstrom am oberen Ende in die Kammer eintritt, wodurch der kraftstoffmitflihrende Luftstrom gezwungen wird, ursprünglich nach unten zum unteren Ende des Gehäuseteiles; und darauffolgend aufwärts innerhalb des Ablenkteiles zu strömen. Ein Absaugrohr erstreckt sich quer durch das Gehäuse und kommuniziert innen mit der Ablenkung an deren geschlossenem oberen Ende, damit der Luftstrom aus; der Kammer abströmen kann. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist die innere Ablenkung weggelassen und das Gehäuseteil ist so angeordnet» daß der Luftstrom in die Kammer nahe deren unterem Ende quer eintritt und im wesentlichen durch die Kammer nach oben zum Absaugrohr strömt. Im einem dritten Ausführungsbeispiel verläuft das Gehäuse im wesentlichen horizontal und ist so angeordnet, daß der Luftstrom im wesentlichen horizontal durch die Kammer strömt und im wesentlichen vertikal von ihr abströmt. In einem vierten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß sie mehrere Luftstromwege definiert, die so angeordnet sind, daß der Luftstrom sie aufeinanderfolgend durchströmt. In jedem Strömungsweg ist eine öffnung vorgesehen, über welche der Luftstrom aus diesem Strömungsweg abströmen kann. Die öffnung im letzten Strömungsweg kommuniziert mit dem Motor. Die öffnung jedes Strömungsweges kommuniziert mit dem nächstfolgenden Strömungsweg. Jeder dieser öffnungen ist eine im wesentlichen horizontale Ablenkung zugeordnet, über welche der Luftstrom in die öffnung gerichtet wird und unter welcher die größeren Tröpfchen gesammelt werden. Bevorzugt sind die Strömungswege im

- 8 ■■

wesentlichen kreisförmig und konzentrisch angeordnet in einer Weise, daß der Luftstrom im wesentlichen horizontal durch sie hindurchströmt.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vorrichtung, durch welche der kraftstoffmitführende Luftstrom hindurchströmt, operativ mit dem Verbrennungsmotor in der Weise verbunden, daß die Verbrennung des Kraftstoffs im Motor und der Auspuff der Produkte einer solchen Verbrennung aus dem Motor einen Unterdruck in der Vorrichtung erzeugt sowie in der Atomisiervorrichtung, durch welche Umgebungsluft in die Atomisiervorrichtung gesaugt wird, um den Luftstrom zu erzeugen. Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine speziell bevorzugte Vorrichtung vorgesehen zum Atomisieren und zum Einführen des Kraftstoffs in den Luftstrom in Tröpfchen hauptsächlich in der vorerwähnten kleinen Größe. Die Vorrichtung weist zu diesem Zweck sine Mehrzahl von Venturidurchgängen auf, von denen jeder mit der Umgebungsluft kontmuniziert ίίϊϊΐ durch sie einen sich beschleunigenden Luftstrom und um die Mehrzahl der Luftströme zu erzeugen. Ein geeignetes Leitungsnetzwerk und Bohrungen sind in der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung vorgesehen, durch welche Kraftstoff fließt,, welcher in den Luftstrom angesaugt wird. Um dem Motor kontinuierlich ein ausreichendes Kraftstoff-Luftgemisch für den Leerlaufbetrieb des Motors zuführen zu können, ist einer der Durchgänge direkt mit dem Motor verbunden. Ein Ventil ist mindestens einigen der restlichen Durchgänge zugeordnet, zum öffnen und Schließen dieser Durchgänge zur Verbindung mit dem Motor in einer vorbestimmten Folge in Bezug auf das Anwachsen und Abfallen des Unterdrucks in der Ätomisier- und Mitnahmevorrichtung. Bevorzugt ist eine weitere der

restlichen Durchgänge ebenfalls mit dem Motor für den Leerlaufbetrieb verbunden. Ein Ventil ist vorgesehen zum Schließen eines anderen Durchgangs zur Verbindung mit den? Motor, wenn der Motor eine bestimmte Größe eines gewählten Motorwärmefaktors überschreitet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist unmittelbar an diesen Durchgängen eine Kammer vorgesehen. Der Motor und die Ventilanordnung umfassen einen Sensor zum Erfassen von Änderungen des Unterdrucks in der Kammer und ein geeigneter Gelenkmechanismus ist diesem Sensor zugeordnet zum öffnen und Schließen dieser Durchgänge in Abhängigkeit von den erfaßten Unterdruckänderungen. Stromaufwärts der Vielzahl von Venturidurchgängen ist ein erstes Ventil angeordnet zur Veränderung des Maßes der Verbindung der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung mit Umgebungsluft in Abhängigkeit von Änderungen des Unterdrucks im Motor an der Stelle, an welcher der Luftstrom in den Motor eintritt. Um die Atomisierung des Kraftstoffes zu verstärken und um ein Vereisen des atomisierten Kraftstoffes zu verhindern erstreckt sich ein Durchgang durch die Atomisier- und Mitnahmevorrichtufio nehe den VenturidurchgäGGsn und eise Vorrichtung ist vorgesehen, um erhitzte Flüssigkeit durch die Leitungen zu leiten, um den Kraftstoff zu erwärmen.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch eine Pumpe Kraftstoff der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung zugeführt um Kraftstoff von einem Vorrat zu einer Kraftstoffvorratskammer zuführen zu können, welche unmittelbar an der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung angeordnet ist. In dieser Kammer wird der Kraftstoff zeitweilig gespeichert und wird von dort infolge seiner Schwerkraft der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung zugeführt. Eine Ventilanordnung in der Vorratskammer reguliert

- 10 -

den KraftstoffZufluß in Abhängigkeit des durch Gravität bewirkten Kraftstoffabflusses. Diese Kraftstoffzufuhranordnung und die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung arbeiten so miteinander zusammen, daß dem Luftstrom ein Überschuß von Kraftstoff beigemischt wird, damit nach Abtrennung der großen Tröpfchen in der großen Kammer der Luftstrom eine ausreichende Menge kleider Tröpfchen mit sich führt. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch die Zurückführung der abgetrennten großen Tröpfchen durch Abführen aer gesammelten größeren Tröpfchen aus der grossen Kammer zur Sammlung in einer Unterkammer und Rückführung der gesammelten Kraftstofftröpfchen zur Atomisier- und Mitnahmevorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1 ist ein perspektivischer Blick auf einen

Verbrennungsmotor mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Figur 2 ist ein schematisches Diagramm des bevorzugten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung;

Figur 3 ist ein perspektivischer Blick eines bevorzugten AusfUhrungsbeispiels der vergrößerten Kammer der Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 ist ein Vertikalschnitt durch die vergrößerte Kammer der Fig. 3 längs der Linie 4-4;

- 11 -

Figur 5 ist eine Seitenansicht der Kraftstoffatomisier- und Hitnahmevorrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Figur 6 ist ein Vertikal schnitt durch die Kraftstoff atomisier- und Mitnahmevorrichtung der Fig. 5 längs einer Reihe der Venturidurchgänge;

Figur 7 ist ein Vertikalschnitt durch die Kraftstoff atomi sier- und Hitnahmevorrichtung der Fig. 5 längs der Linie 7-7 in Fig. 6;

Figur 8 ist ein Horizontal schnitt durch die Kraftstoff atomisier- und Mitnahmevorrichtung der Fig. 5 längs der Linie 8-8 in Fig. 6;

Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht eines

zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer vergrößerten Kammer der Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung der vorliegenden Erfindung;

Figur 10 ist eine perspektivische Ansicht eines

dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vergrößerten Kammer der Luftstromempfangsund Weiterleitanordnung der vorliegenden Erfindung und

Figur 11 ist eine perspektivische Ansicht eines

vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer vergrößerten Kammer der Luftstrom-

- 12 -

erapfangs- und Weiterleitanordnung der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsseispiels

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung einer Mischung eines brennbaren flüssigen Brennstoffs und Luft zur Zufuhr zu einem Verbrennungsmotor dargestellt in seiner bevorzugten Ausführungsform bei einem konventionellen Benzinautomotor, der in Figur 1 in seiner Gesamtheit und in Figur 2 symbolisch mit 20 dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung umfaßt im wesentlichen eine Vorrichtung zum Atomisieren flüssigen Brennstoffs in einzelne Tröpfchen und zur Mitnahme dieser Tröpfchen in einem Strom von Umgebungsluft, wobei diese Vorrichtung in ihrer Gesamtheit in den Figuren 1 und 2 mit 22 bezeichnet ist, und eine Anordnung, welche zwischen der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 und dem Motor 20 in Verbindung mit beiden angeordnet ist, wobei diese Anordnung der brennstoffmitführende Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 zugeführt wird, um vom Luftstrom Brennstofftröpfchen auszuscheiden, deren Größe zu groß ist, um in den Motor 20 im wesentlichen schnell und vollständig zu verbrennen. Von der Anordnung gelangt der brennstoffmitführende Luftstrom zum Motor 20, wobei diese Anordnung in den Figuren 1 und 2 in ihrer Gesamtheit mit 24 bezeichnet ist. Eine Kraftstoffzuführanordnung 26 wird in Zusammenhang mit der Atomisier- und Mitnahmevor-

- 13 -

richtung 22 und der Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung 24 betrieben, um Brennstoff wie erforderlich zuzuführen, wobei diese Anordnung 26 einen Kraftstofftank 28, eine geeignete Rohrleitung 30, welche zwischen dem Tank 28 und der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 verläuft, up3 eine konventionelle Kraftstoffpumpe 32 unrfaßt, deren spezielle Konstruktion nicht kritisch ist und welche nicht Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und welche der Leitung 30 zugeordnet ist, um Brennstoff vom Tank durch diese Leitung zur Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 befördern zu können.

Wie üblich steht die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 in Verbindung mit Umgebungsluft und beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist diese Vorrichtung so mit dem Motor 20 verbunden, daß die Verbrennung des Brennstoff-Luftgemischs in der Verbrennungskammer oder -kammern des Motors und das Ausstoßen der Verbrennungsprodukte einen partiellen Unterdruck in der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 erzeugt, der bewirkt, daß Umgebungsluft in die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung angesaugt wird, um den vorerwähnten Luftstrom ZM erzeugen. Dieser Aspekt des Betriebs der vorliegenden Erfindung ist konventionell und dem Durchschnittsfachmann verständlich, so daß er im einzelnen hier nicht erklärt und erläutert wird, außer dieser Aspekt würde sich speziell auf die vorliegende Erfindung und ihre Arbeitsweise beziehen.

Es ist bekannt, daß eine rasche und im wesentlichen vollständige Verbrennung eines geeigneten Kraftstoff-Luftgemisches wesentlich ist für den richtigen Betrieb eines Verbrennungsmotors. Dies hängt im beträchtlichen Ausmaße

- 14 -

von der Atomisierung des flüssigen Brennstoffs in einzelne Tröpfchen von ausreichend kleiner volummetrischer Größe ab dsm it ein vqI1ständiⁿes Verbrennen dieser Tröⁿf— chen im wesentlichen augenblicklich nach Zündung in der Brennkammer des Motors stattfindet, um die Maximalkraft von der Verbrennung zu erhalten und um die Brennstoffverschwendung und die Luftverschmutzung durch nichtverbrannten und oder nur teilweise verbrannten Brennstoff zu vermindern. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 wirksam ist, um flüssigen Brennstoff in einzelne Tröpfchen hauptsächlich von ausreichend kleiner Größe zu atomisieren um eine rasche, im wesentlichen vollständige Verbrennung nach Zündung in Gegenwart einer geeigneten Luftmenge in der Verbrennungskammer eines konventionellen Verbrennungsmotors zu bewirken. Die Vorrichtung 22 ist weiterhin geeignet, eine geeignet bemessene Luftmenge mit dem atomisierten Brennstoff zu mischen. Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung weist die Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung 24 eine große Kammer 24' auf, durch welche der brennstoffmitführende Luftstrom hindurchgeht und welche bewirkt, daß Brennstofftröpfchen abgeschieden werden, welche größer sind als die gewünschte ausreichend kleine Größe. Der Ausdruck "ausreichend kleine Größe" und Abweichungen davon bezieht sich auf jene spezielle volummetrische Größe und alle kleineren volummetrischen Größen bei welcher die Teilchen des Flüssigbrennstoffes im wesentlichen augenblicklich und komplett nach Zündung in der Brennkammer eines gegebenen Verbrennungsmotors verbrennen. Es ist nicht möglich, die Kraftstofftropfchen, welche in und aus der Vorrichtung auftreten genau zu vermessen und hierbei den Ausdruck der Größe nach zu definieren oder anderweitig zu quantifizieren,

- 15 -

Ein quantitativer Wert hängt ab von dem speziellen verwendeten Brennstoff und dem speziellen verwendeten Motor. Die Funktion von und die Resultate bei Motoren, welche mit der Vorrichtung ausgestattet sind und das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwenden, können empirisch bestimmt werden durch Beobachtung, Betriebstests und Bestimmung der Motorabgase. Für im wesentlichen alle konventionellen, in Masse produzierten, benzinverbrennenden Automobilmotoren wird unterstellt, daß einzelne Tröpfchen mit etwa einem Durchmesser gleich oder kleiner als 5000stel eines Zolls (0,005"), oder von 127 (die Zahl 127) Mikron ausreichend sind für eine rasche und vollständige Verbrennung in einem Motor um die gewünschte Leistungs-Kraftstoffverbrauch- und Abgasemissionsresultate zu erhalten, während Tröpfchen von merkbar größerer Größe nachteilige Wirkung auf diese Ergebnisse haben. Mit der vorliegenden Vorrichtung ist ein brennstoffmitführender Luftstrom erzeugbar, bei dem die Brennstofftröpfchen eine Tröpfchengröße aufweisen, welche gleich oder kleiner ist als eine gegebene vorbestimmte gewünschte Tröpfchengröße. Die Erfindung ist also nicht begrenzt auf die Erzeugung von Tröpfchen einer ganz bestimmten Größe.

Die Figuren 5 bis 8 zeigen die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 der vorliegenden Erfindung, bestehend aus einem rechteckigen, vielflächigen Block 34, welcher über eine Gewindeschelle 35 an der Unterfläche des Blocks 34 auf der Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung 24 befestigbar ist. Vertikal durch den Block 34 hindurch erstrecken sich von seiner Oberseite mehrere zylindrische Bohrungen 36, in welchen jeweils mit Schiebesitz ein Einsatz 38 angeordnet ist, der eine zentrale ringförmige Öffnung 40 aufweist, die von beiden Enden konisch auf eine mittlere Stelle verminder-

-16 -

• · 11· >

- 16 -

ten Querschnitts konvergiert. Die zentrale Öffnung 40 jedes Einsatzes 38 steht über ein Kappenteil 42 und ein konventionelles Luftfilter 64 mit der Umgebungsatrnosphäre in Verbindung. Das Kappenteil 42 und das Luftfilter 64 sind an Gewindebolzen 46, welche vom Block nach oben sich erstrecken, am Block 34 befestigt. Die Öffnungen 40 bilden mehrere Venturidurchgänge, wodurch mehrere sich beschleunigende Ströme von Umgebungsluft erzeugt werden, wenn der vorerwähnte Unterdruck aus dem Motor 20 an den Öffnungen 40 anliegt. Die Bohrungen 36 sind bevorzugt längs der Länge des Blocks im Abstand paarweise angeordnet und bilden zwei Reihen, wobei eine Kraftstoffleitung längs durch den Block 34 benachbart jeder Reihe von Bohrungen 36 verläuft und mit diesen jeweils über eine Sekundärleitung 48' in Verbindung steht, welche von der entsprechenden Leitung 48 vertikal verlaufen und sich horizontal in eine der Bohrungen 36 öffnen. Die Einsätze sind außen an Stellen ringförmig profiliert in Höhe der Öffnung der Sekundärleitungen 48' in die Bohrungen 36, wodurch eine ringförmige Brennstoffleitung 50 zwischen jedem Einsatz 38 und 4er Wand der Bohrung 36 gebildet wird, welche in Verbindung steht mit der entsprechenden Sekundärleitung 48' und der Leitung 48, die jeder Bohrung 36 zugeordnet sind. Jeder Einsatz 38 weist zusätzlich mehrere Bohrungen 52 auf, welche im Abstand ringförmig angeordnet sind und sich radial vom ringförmigen Profil, das die Ringleitung 50 bildet, erstrecken zu einer Stelle in dem Zentraldurchlaß 40, die sich unmittelbar unterhalb der Stelle verminderten Querschnitts des Durchlasses 40 befindet. Ringförmige Dichtringe 54 sind außen um jeden Einsatz an gegenüberliegenden Stellen des äußeren profilierten Abschnitts vorgesehen, um die Ringleitung 50 abzudichten.

- 17 -

An einem Ende des Blocks 34 ist eine Schwimmerkammer 56 angeordnet, zur zeitweiligen Speicherung des vom Tank 28 gepumpten Brennstoffs und zur Zuführung dieses Brenn-

I Stoffs zu den Venturidurchgängen längs der Leitungen 48,

I 48', 50 und den Einsatzbohrungen 52. Die Schwimmerkammer

| 56 ist konventionell aufgebaut und besteht aus einem im

* wesentlichen hohlen Gehäuse 58, das am Ende des Blocks

I befestigt ist und eine Brennstoffvorratskammer 60 definiert

\ Ein Einlaßstutzen 62 im Gehäuse 58 steht über die Rohrlei-

\ tung 30 in Verbindung mit der Kraftstoffpumpe 32 und dem

I Vorratstank 28. Der Kraftstoff gelangt vom Einlaßstutzen

4 62 über den Durchlaß 64 zur Vorratskammer 60. Ein Schwimmer

■^; 66 ist schwenkbar an einer vertikalen Wand des Gehäuses

\ gelagert und schwimmt am Spiegel des Kraftstoffs, der in

, der Kammer 60 vorhanden ist. Im Durchgang 64 ist ein glei-

I tender Dosierstift 68 angeordnet, der sich auf der Oberflä-

ί ehe 66' des Schwimmers 66 abstützt, wodurch in Abhängigkeit

1 der Schwenkbewegung des Schwimmers 6β infolge einer Snds-

j rung der Füllstandshöhe des Brennstoffs in der Kammer 60

i der Stift 68 in? Durchlaß 64 sich verschiebt. Us; der, Brenn-

j Stoffzufluß zur Kammer 60 in Abhängigkeit des in der Kam-

\ mer 60 enthaltenen Brennstoffs und der dort weggeführten

■; Brennstoffmenge leicht regeln zu können, ist das obere Ende

I des Stiftes 68 konisch ausgebildet und die innere Oberflä-

\ ehe des Durchlasses 64 ist entsprechend profiliert an der

I Stelle 64'. Wenn der Kraftstoff in der Kammer 60 eine aus-

I reichende FUllstandshöhe erreicht hat, dann verschiebt der

\ Schwimmer 66 den Stift 68 im Durchlaß 64 bis zur Stelle

I 64', wodurch der Stift 64 dort den Durchlaß verschließt I und verhindert, daß weiterhin Kraftstoff in die Kammer J fließt, bis eine ausreichende Menge von Kraftstoff aus

j der Kammer abgezogen ist, wodurch der Schwimmer 66 nach

- 18 -

* c

- 18 -

abwärts schwingt und der Stift 68 den Durchlaß freigibt. Wie der Figur 6 entnehmbar ist, ist die Schwimmerkammer so ausgebildet, daß die Fiillstandshöhe des Brennstoffs in der Kammer 60 auf eine Höhe gehalten wird, welche zwischen der Höhe der Zuführleitungen 48 und der Höhe der Ringleitungen 50 liegt, wobei der Kraftstoff infolge der Schwerkraft in die vertikalen Teile der Sekundärleitungen 48' fließt. Liegt ein Partialunterdruck des Motors 20 an einer der Venturidurchlässe an und erzeugt dort einen sich beschleunigenden Luftstrom durch den Venturidurchlaß bzw.-durchlässe, dann wird Kraftstoff in die zugeordnete Sekundärleitung oder Leitungen 48' und in die entsprechende Ringleitung oder Ringleitungen 50 gesaugt, wodurch ein entsprechendes Ansaugen von Brennstoff in den Luftstrom durch die Bohrungen 52 des betreffenden Einsatzes oder der Einsätze 38 bewirkt wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zumindest einige Vermischung des Brennstoffs mit Umgebungsluft vorzunehmen bevor die Mischung des Brennstoffs mit Umgebungsluft nach Durchtritt des Brennstoffs durch die Bohrungen 52 und den Venturidurchgang erfolgt, um die Vermischung des Brennstoffs mit Luft zu verbessern. Zu diesem Zweck erstrecken sich die vertikalen Schenkel der Sekundärkraftstoffleitungen 48 im Block 34 in Richtung der oberen Fläche des Blocks 34 und öffnen sich nach dorthin. In jeden vertikalen Schenkel ist am oberen Ende eine Schraube 69 eingeschraubt, welche eine axiale Bohrung 69' aufweist, welche sich durch die Farbe 69 hindurch erstreckt. Wirkt ein Unterdruck des Motors 20 durch irgendeinen der Venturidurchgänge der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 dann wird auch Umgebungsluft durch die Bohrung bzw.

- 19 -

Bohrungen 69' der Schraube oder Schrauben 69 in die zugeordnete Sekundärleitung oder Leitungen 48* gesaugt, von wo die Luft gesaugt wird durch die Leitung und Leitungen 48', die zugeordnete Ringleitung oder Ringleitungen 50 und die Bohrungen 52 des zugeordneten Einsatzes oder Einsätze 38 und wird teilweise vermischt mit dem Brennstoff, der ebenfalls dorthin durchgesaugt wird.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 ist mindestens eine der Bohrungen 36 so angeordnet, daß der Venturidurchgang, der durch den Einsatz 38 in solch einer Bohrung 36 gebildet wird, direkt in Verbindung steht mit dem Einlaßstutzen 20' des Motors 20, in dem die Luftstromempfangs- und Weiterleitanordnung 24 umgangen wird um dem Motor eine ausreichende Brennstoff-Luftmischung konstant zuzuführen für den Leerlaufbetrieb des Motors 20. Einige der verbleibenden Bohrungen 36 sollten so angeordnet sein, daß die Venturidurchgänge der entsprechenden Einsätze 38 dieser Bohrungen 36 mit der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 kommunizieren. Wie die Figuren 5 bis 8 zeigen, sind 8 Bohrungen und Einsätze 36,38 vorgesehen, um 8 Venturidurchgänge zu bilden und für den vorgenannten Zweck verlaufen 6 Bohrungen in eine Kammer 70 des Blocks 34 unter diesen Bohrungen zum Durchtritt des Luftstromes zur Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 durch die öffnung 70', wobei der Luftstrom angesaugt wird durch die Venturidurchgänge der Einsätze in diesen Bohrungen 36. Zwei weitere Bohrungen 36 sind über horizontale Bohrungen 72 mit der Außenseite des Blocks verbunden, wobei in diese Bohrungen 72 Rohrnippel 74 eingeschraubt sind. Auf diese Weise wird eine Verbindung jeder Bohrung 72 mit entsprechenden Schenkeln 76' an einem Ende einer Rohrleitung 76 mit deren anderem Ende herge-

- 20 -

stellt, das direkt im Ansaugstutzen 20' des Motors 20 mündet.

Eine in ihrer Gesamtheit in Figur 5 mit ?8 bezeichnete Ventilanordnung ist den 6 Bohrungen 36 zugeordnet zum Schließen und öffnen der entsprechenden Venturidurchgänge, welche in der Kammer 70 münden, in einer vorbestimmten Folge in Bezug auf das Anwachsen und Abfallen des Unterdrucks in der Kammer 70, bewirkt durch den Unterdruck im Motor 20. Zu diesem Zweck ist eine Ventilklappe 80 um eine horizontale Achse schwenkbar im unteren Ende jeder Bohrung 36 gelagert an einer Stelle, welche mit der Kammer 70 in Verbindung steht. Die Ventilklappen 80 von jeweils zwei Bohrungen 36 sind koaxial und starr miteinander für eine gemeinsame Schwenkbewegung verbunden. An einer Außenseite des Blocks 34 ist ein Hebelmeciianismus 82 vorgesehen, welcher in Wirkverbindung steht mit den entsprechenden Achsen der Ventilklappen 80 für eine Schwenköffnungs- und Schließbewegung dieser. Eine membranbetätigte den Unterdruck erfassende Vorrichtung 84 ist vorgesehen zur Erfassung der Änderungen des Unterdrucks in der Kammer 70 und diese Vorrichtung ist verbunden mit dem Hebelmechnismus 82 zur Steuerung von dessen Betätigung. Die Vorrichtung 84 umfaßt ein flexibles Membranteil 86, welches Kontraktionen und Expansionen ausführt in Bezug auf den Unterdruck. Dieses Teil steht über eine Rohrleitung 88 in Verbindung mit der Kammer 70 zum Anlegen eines Unterdrucks an dieses Membranteil 86. Der Hebelmechnismus 82 umfaßt Hebelarme 90, welche starr verbunden sind mit den entsprechenden Achsen der Ventilklappen 80, um deren 'Öffnungs- und Schließbewegungen zu bewirken. Jeder Arm 80 ist in Richtung der Schließstellung seiner entsprechenden Ventilklappen 80

- 21 -

vorgespannt durch entsprechende Federn 92. Ein erster Betätigungshebel 94 verläuft zwischen dem Membranteil 86 und dem von ihm am weitesten entferntliegenden Hebelarm 90 (welcher nachfolgend als erster Hebelarm bezeichnet ist) zum Ausführen einer Schwenkbewegung dieses Hebelarms gegen die Vorspannkraft der zugeordneten Feder 92 bei einer Kontraktion des Membranteils 86 in Abhängigkeit des Ansteigens des Unterdrucks in der Kammer 70. Hierdurch werden die Ventilklappen 80 in den zugeordneten beiden Bohrungen 36 geöffnet* damit der Unterdruck Umgebungsluft durch die Venturfdurchgänge der beiden Einsätze 38 in diesen Bohrungen 36 saugen kann, wodurch ein mit Kraftstoff angereicherter Luftstrom zusätzlich zu demjenigen durch die Venturidurchgänge der beiden Bohrungen 36 für den Leerlaufbetrieb erzeugt. Entsprechende Verbindungshebel 96 und 97 verlaufen zwischen dem ersten Hebelarm 90 und dem benachbarten oder zweiten Hebelarm 90 und zwischen dem zweiten Hebelarm 90 und dem anderen dritten Hebelarm 90, wobei diese Verbindungshebel 96,97 schwenkbar befestigt sind einmal an den Enden des ersten und zweiten Hebelarms 90 und sich einstellbar durch geeignete Öffnungen im Bolzen 68 erstrecken, welche am zweiten und drittfen Hebelarm 90 vorgesehen sind. Jeder der Verbindungsarme 96,,97 ist mit einem Anschlag 100 versehen, der starr an einer bestimmten Stelle befestigt ist und welcher gegen den Bolzen 98 anläuft, durch den sich der entsprechende Verbindungshebel erstreckt. Hierdurch wird eine aufeinanderfolgende Schwenkbewegung des zweiten Hebelarms 90 nach einem bestimmten Schwenkweg des ersten Hebelarms 90 und eine solche des dritten Hebelarms 90 nach einem bestimmten Schwenkweg des zweiten Hebelarms 90 bewirkt, all dies in Abhängigkeit einer Kontraktion des MembranteiIs 86 in Bezug auf den Grad dieser Kontraktion. Steigt der Unterdruck in der Kammer

- 22 -

infolge des durch den Motor 20 bewirkten Unterdrucks an, dann werden aufeinanderfolgend die Venturidurchgänge 36 paarweise geöffnet, um dem Motor 20 über die Empfangsund Weiterleitanordnung 24 eine größere Menge an Kraftstoff und Luft zuzuführen, wie dies durch den Bedarf des Motors bestimmt ist.

Für den Fachmann ergibt sich, daß das Vorsehen einer Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 mit acht Venturidurchgängen und der vorbeschriebenen Anordnung zum öffnen und Schließen in Verbindung mit dem Motor in einer vorbestimmten Folge in Bezug auf Änderungen des Drucks in der Kammer 70 eine genaue Regulierung der dem Motor 20 zugeführten Menge an Brennstoff und Luft in engem Bezug auf dessen Bedarf ermöglicht. Zusätzlich und um eine solche Regulierung besser ermöglichen zu können, ist jeder der Venturidurchgänge auch so konstruiert, daß er eine wesentlich geringere Querschnittsfläche an der Stelle verminderter. Querschnitts und relativ kleinere Bohrungen 52 aufweist, als dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Vorzugsweise weisen die Venturidurchgänge der Einsätze der beiden Leerlaufbohrungen 36 einen Durchmesser an der Stelle verminderten Querschnitts von etwa 200.000stel eines Zolls (0,200") und an der Stelle verminderten Querschnitts der anderen Venturidurchgänge der Einsätze 38 der anderen Bohrungen 36 einen entsprechenden Durchmesser von etwa 300.000stel eines Zolls (0,300") auf (näherungsweise 7,62 mm) Die Bohrungen 52 bei allen Einsätzen 38 haben einen Durchmesser von etwa 28 bis 30.000stel (0,028 bis 0,030") eines Zolls auf (näherungsweise 0,71 bis 0,76 mm). Auf diese Weise sind die Venturidurchgänge der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 wirksam, um Umgebungsluftströme durchzusaugen,

- 23 -

welche auf eine beträchtlich größere Geschwindigkeit beschleunigt werden, als dies bei bekannten Vergasern der Fall ist. Hierbei werden von den Bohrungen 52 einzelne Brennstofftröpfchen angesaugt, welche beträchtlich kleiner sind als dies bei den bekannten Vergasern der Fall ist. Demgemäß wird ein kraftstoffbei adener Luftstrom erzeugt, der sich hauptsächlich aus Kraftstofftropfchen der vorerwähnten ausreichend kleinen Größe zusammensetzt.

Es ist anzunehmen, daß der atomisierte Brennstoffnebel, der aus den Bohrungen 52 der Einsätze 38 austritt, dazu tendiert, bei kaltem Wetter zu vereisen und hierdurch Bohrungen 52 verstopfen kann. Um dieses Problem zu vermeiden, verläuft ein Durchgang 102 zentral durch den Block 34 hindurch, durch den eine heiße Flüssigkeit strömt, bevorzugt ein wirksamer Teil des Kühlsystems des Automotors, um den Block 34 und den darin enthaltenen Brennstoff auf eine ausreichende Temperatur zu halten, um das Vereisen zu vermeiden. Da der erwärmte Brennstoff dazu tendiert, schneller zu verdampfen, weist dieses Merkmal der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 den weiteren Vorteil auf, daß das Kraftstoff-Luftgemisch günstig in Richtung einer raschen, im wesentlichen kompletten Verbrennung vorbereitet wird. Ein weiteres Merkmal der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 besteht darin, daß in einem Schenkel 76¹ der Leitung 76 ein Ventil 104 angeordnet ist, welches sich in der Verbindung zwischen den beiden Leerlaufbohrungen 36 befindet im Zulauf zum Einlaßstutzen 20¹ des Motors 20 zum Schließen einer der beiden Leerlaufbohrungen 36, wenn ein bestimmter Wärmefaktor des Motors 20 überschritten wird, beispielsweise die Temperatur der Heizflüssigkeit, welche durch den Durchgang 102 fließt.

- 24 -

• ■

■ ·

- 24

Auf diese Weise bilden die beiden Leerlaufbohrungen 36

eine Art automatischen Startermechanismus, über den eine größere Menge an Kraftstoff und Luft dem Motor 20 zugeführt wird, wenn dieser kalt ist und diese Menge an Kraftstoff und Luft automatisch vermindert wird, sobald der Motor 20 sich bis zu einem bestimmten Grad erwärmt hat. Er wird dann im Leerlauf mit einem Brennstoff-Luftgemisch von einer der Venturidurchgänge versorgt. Das Ventil 104 kann in konventioneller Weise arbeiten, wie beispielsweise mittels eines geeigneten Temperatursensors (nicht gezeigt), der dem Kühlsystem des Motors zugeordnet ist oder auch durch einen elektrischen Schalter (nicht gezeigt) oder ähnliches.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß während des Leerlaufbetriebs des Motors 20 es nicht erwünscht ist, daß der Unterdruck vom Motor 20 an der Kammer 70 anliegt und hierbei möglicherweise die Erzeugung eines unnötigen zusatzlichen brennstoffmitführenden Luftstroms durch einige der sechs Venturidurchgänge, die der Kammer 70 zugeordnet sind, bewirkt. Um zu verhindern, daß ein Unterdruck vom Motor an der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 und an der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 wirkt, ist eine Ventilklappe 106 in der Leitung zwischen der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 und dem Einlaßstutzen 20^r des Motors 20 unmittelbar oberhalb der Stelle am Einlaßstutzen 20¹ vorgesehen, wo die Leerlaufleitung 76 im Ansaugstutzen 20' mündet. Diese Ventilklappe 106 steht in Wirkverbindung mit dem Gaspedal 108 des Motors 20 zum Schließen der Ventilklappe 106, wenn das Gaspedal 108 nicht betätigt wird und zum öffnen der Ventilklappe 106 in Abhängigkeit mit einem Niederdrücken des Gaspedals 108. Auf diese Weise ermöglicht der Unterdruck des Motors 20 eine Betätigung des Ventil-

- 25 -

mechanismuses 78 der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 in der zuvor beschriebenen Weise nur in direktem Be-1 zug mit der Anforderung von zusätzlichem Brennstoff und

f Luft wie dies durch den Fahrer des Fahrzeugs mit dem

I Motor 20 bestimmt wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, die

\ Menge der in die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22

* fließenden Luft in Abhängigkeit vom Bedarf, wie er durch

I den Unterdruck des Motors 20 bestimmt ist, regeln zu kön-

{ nen. Zu diesem Zweck ist eine weitere Ventilklappe 120

: vorgesehen in der Kappe 42 auf dem Block 34, welche be-

■ tätigt wird durch einen membranbetätigten Unterdrucksensor \ 112 von im wesentlichen des gleichen Typs wie der Sensor

84. Dieser Unterdrucksensor 112 ist über eine Rohrleitung \ 114 mit dem Einlaßstutzen 20' des Motors 20 verbunden. Die

■ Ventilklappe 110 ist zur Durchführung von Schwenköffnungsund Schließbewegungen um eine horizontale Achse 110'

Ι schwenkbar und eine Stange 116 ist starr verbunden außer-

; halb der Kappe 42 mit der Achse 110', wobei eine Feder

an einem Ende der Stange 116 angeordnet ist, um die Ventil- I klappe 110 in ihre Schließstellung vorzuspannen. Ein Betätigungsarm 120 erstreckt sich vom Unterdrucksensor 112 zum anderen Ende der Stange 116 um eine Bewegung der Stange zum Schwenken der Ventilklappe 110 in deren Öffnungsstellung zu bewirken. Ein Anwachsen und Abfallen des vom Motor 20 er-

■ zeugten Unterdrucks wird am Einlaßstutzen 20' abgegriffen

? und bewirkt eine entsprechende öffnungs- und Schließbewegung

der Ventilklappe 110, wodurch das Volumen der Umgebungsluft eingestellt wird, welches in die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 und durch deren Venturidurchgange einzutreten vermag in Abhängigkeit von dem Bedarf an Luft und Brennstoff,

: wie er bestimmt wird durch den Unterdruck des Motors 20.

i Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht

- 26 -

m m · ■» «

darin, daß die Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 eine große Kammer 24' aufweist, welche eine beträchtlich erössere volummetrische Fläche besitzt als die Venturidurchgänge und die Kammer 70 der Atomisier- und Hitnahmevorrichtung 22 zum Vermindern der Geschwindigkeit des Brennstoffs, der vom Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 mitgeführt wird, damit die Kraftstofftröpfchen, welche größer sind als die vorerwähnte kleine Größe infolge ihrer Schwerkraft vom Luftstrom ausgeschieden werden, welche in der Kammer gesammelt werden, während die kleinen Kraftstofftröpfchen vom Luftstrom in Richtung des Motors 20 mitgenommen werden zur wirksamen und im wesentlichen kompletten Verbrennung. Vier spezielle Ausführungsformen der vergrößerten Kammer werden dargestellt und beschrieben. Bei jedem Ausführungsbeispiel ist die Kammer im wesentlichen rohrförmig und länglich und um eine wirksame Abtrennung der großen Flüssigkeitströpfchen vom Luftstrom wirksam zu erhalten ist diese Kammer so angeordnet, daß der Luftstrom in einer Richtung durch die Kammer und in einer anderen Richtung von ihr abströmt.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 3 und 4 wird ein Ausführungsbeispiel einer vergrößerten Kammer der Empfangsund Weiterleitanordnung dargestellt. Die Kammer bei diesem Ausführungsbeispiel wird definiert durch ein rohrförmiges äußeres Gehäuse 122, welches im wesentlichen vertikal angeordnet ist und in welchem ein umgekehrt angeordnetes rohrförmiges Ablenkteil 124 angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 122 ist mit einer Einlaßöffnung 125 versehen, welche im wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche angeordnet und von einer Gewindemuffe 126 umgeben ist, um die Befestigung und die Verbindung mit dem Block 34 der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 mittels dessen Gewindehalses 35 zu er-

- 27 -

leichtern. Um das vorerwähnte Sammeln der abgetrennten größeren Brennstofftröpfchen zu erleichtern, welche nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, ist das untere Ende des Gehäuses 122 als ein Trichter 127 ausgebildet, der nach unten konisch zuläuft zu einer kleinen Austrittsöffnung 128. Das innere Ablenkteil 124 ist an seinem oberen Ende verschlossen und an seinem unteren Ende offen. Ein Absaugrohr 130 erstreckt sich im wesentlichen horizontal durch das Gehäuse 122 und den Ablenkteil 124 im wesentlichen zur Mitte hin zum Absaugen des brennstoffmitführenden Luftstroms von der Kammer in Richtung des Motors 20. Der I von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 erzeugte j brennstoffmitführende Luftstrom verläuft anfänglich im ι wesentlichen nach unten in der Kammer im Ringspalt zwischen dem Gehäuse 122 und dem inneren Ablenkteil 124 und strömt sodann innerhalb des Ablenkteiles 124 nach oben und wird abgezogen und weiterbefördert zum Motor 20 über die Ansaugleitung 130.

Um am besten den Zweck der Reduzierung der Luftstromgeschwindigkeit zu erfüllen, sind das Gehäuse 122 und das Ablenkteil 124 bevorzugt relativ zueinander so dimensioniert, daß die Querschnittsfläche des ringförmigen Spaltes der Kammer zwischen dem Gehäuse 122 und dem Ablenkteil größer ist als die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 70' der Kammer 70 und die Einlaßöffnung 125 des Gehäuses 127, und derart, daß die Querschnittsfläche innerhalb des Ablenkteiles 124 größer ist als diejenige des Ringspaltes und weiterhin, daß das Gesamtvolumen des Gehäuses 122 beträchtlich größer ist als das Volumen der Venturidurchgänge und der Kammer 70 der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung Beispielsweise kann das Gehäuse 122 einen Durchmesser von etwa 6" (15,24 cm) und eine axiale Länge von etwa 10"

- 28 -

(25,4 cm) zu dessen konischen Teil, das den Trichter 127 bildet, aufweisen, und das innere Umlenkteil 124 weist einen Durchmesser von 5" (12,7 cm) und 8" (20,32 cm) axiale Länge auf und ist im Gehäuse 122 koaxial angeordnet.

Im Gegensatz dazu ist die Kammer 70 eine im wesentlichen rechteckige mehrflächige öffnung von etwa 6" (15,24 cm) Länge, 1 1/2" (3,81 cm) Höhe und 3" (7,62 cm) Breite. Die Kammeröffnung 70' und die Einlaßöffnung 125 des Gehäuses 122 weisen etwa einen Durchmesser von 1 1/2" (3,81 cm) auf. Die Bohrungen 36 sind nicht größer als 1" (2,54 cm) im Durchmesser und etwa 2 1/2" (6,35 cm) lang. Die darin befindlichen Venturidurchgänge weisen die vorbeschriebenen Abmessungen auf. Es ist ersichtlich, daß der kraftstoffmitflihrende Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 in seiner Geschwindigkeit vermindert wird und sich volumenmäßig ausdehnen kann nach Eintritt in das Gehäuse 122. Nach Erreichen des unteren Teils des Gehäuses strömt der Luftstrom in den Ablenkteil 124 in eine Richtung, die entgegensetzt ist der ursprünglichen Strömungsrichtung im Gehäuse 122. Hierbei wird die Geschwindigkeit nochmals verringert und eine volumenmäßige Ausdehnunq des Stromes erfolgt. Aufgrund physikalischer Gesetze bewirkt die Geschwindigkeitsverminderung und die volumenmäßige Ausdehnung des kraftstoffmitführenden Luftstromes auf diese Weise, daß größere, schwerere einzelne Kraftstoffteilchen, die vom Luftstrom mitgeführt werden, infolge der Gravitätskraft ausgeschieden werden, wobei dieser Effekt verstärkt wird durch die im wesentlichen vertikale Strömungsrichtung des Luftstromes im Ablenkteil 24.

- 29 -

Das Hineinragen des Absaugrohres 130 in den Ablenkte!1 124 verhindert die Mitnahme von größeren Tröpfchen, welche an der Innenwandfläche des Ablenkteiles 124 gesammelt werden und welche sonst durch das Rohr 130 durch den abgesaugten Luftstrom mitgenommen werden würden. Druckentlastungsventile 132 sind vorgesehen, damit ein übermäßiger Druck in der vergrößerten Kammer entweichen kann, der auftreten kann, beispielsweise, wenn ein Rückschlag vom Motor auftritt. Die Entlastungsventil 130 umfassen rohrförmige Teile 134, welche sich durch das Gehäuse 122 hindurch erstrecken und in das Ablenkteil 124 sich öffnen. Sie weisen weiterhin reibungsschlüssig aufgesetzte Kappen 136 auf, welche abgedrückt werden, sobald der Innendruck in der Kammer ein vorbestimmtes Maß übersteigt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vergrößerten Kammer ist in Figur 9 gezeigt und stellt eine modifizierte Ausführungsform der vergrößerten Kammer des erstbeschriebenen Ausführungsbeispiels dar, wobei der innere Ablenkteil in Wegfall kommt. Das Gehäuse 122 weist im wesentlichen den gleichen Allgemeinaufbau auf wie beim erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel mit Ausnahme, daß die obere Fläche oder Abdeckung keine Einlaßöffnung 125 besitzt. Eine horizontal verlaufende Einlaßöffnung 134 ist in der Seitenwandflache des Gehäuses 122 an dessen unterem Ende vorgesehen, welche mit einem Einlaßrohr 135 in Verbindung steht. Der Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung wird veranlaßt, im wesentlichen vertikal nach oben vom unteren Ende des Gehäuses 122 zum Absaugrohr 130 an dessen oberem Ende zu fließen und sodann horizontal durch dieses Rohr hindurch. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Entlastungsventile 132 ebenfalls in Wegfall gekommen und wurde ersetzt durch die obere Abdeckung des Gehäuses 122, welche bewegbar vorgespannt ist

- 30 -

in abdichtendem Eingriff mit der zylindrischen Gehäuseseitenwand mittels einer Feder 136, welche sich innerhalb des Gehäuses 122 zwischen der Abdeckung und einem querverlaufenden Stützteil 138 am unteren Ende des Gehäuses 122 erstreckt. Drei im gleichen Abstand zueinander angeordnete Führungsbolzen 140 erstrecken sich von der Unterseite der Gehäuseabdeckung an deren Rand nach unten durch entsprechend im Abstand angeordnete Führungsrohre 142, welche mit der Innenseite der zylindrischen Seitenwand des Gehäuses 122 verlötet sind, wobei die Bolzen mit unteren Anschlagteilen 144 versehen sind. Tritt ein übermäßiger Druck in der Kammer auf, so kann dieser entweichen infolge einer geführten Bewegung der Gehäuseabdeckung weg von der Gehäuseseitenwand, wobei die Anschlagteile 144 der Führungsbolzen 140 ein Verlust oder eine Fehlausrichtung der Abdeckung verhindert.

Ein drittes Ausführungsbeispiel einer vergrößerten Kammer ist in Figur 10 gezeigt und im wesentlichen gleich aufgebaut wie dasjenige öer Figur 9 isit Ausnahme, daß das Gehäuse 122 im wesentlichen horizontal angeordnet ist. An einem Ende des Gehäuses ist eine Einlaßöffnung 146 vorgesehen, welche in Verbindung steht mit einem Einlaßrohr 148. An der nach oben weisenden Fläche der zylindrischen Wand des Gehäuses 122 ist eine Auslaßöffnung 150 vorgesehen, welche in Verbindung steht mit einem Absaugrohr 152. Der Luftstrom von der Atomisier- und Hitnahmevorrichtung 22 fließt dadurch im wesentlichen horizontal durch die Kammer und vertikal von dort ab. Die Abdeckplatte des Gehäuses ist am gegenüberliegenden Ende von der Einlaßöffnung 146 angeordnet und entsprechend ausgebildet wie die Abdeckplatte des zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels. Zwei Führungsstangen 156 sind im inneren des Gehäuses 122 befestigt

- 31 -

und erstrecken sich nach außen durch die Abdeckplatte, wobei die Abdeckplatte in abdichtendem Eingriff mit der Zylinderwand des Gehäuses 122 durch Federn 154 gehalten wird, welche auf den Führungsstangen 156 zwischen deren Köpfen 156' und der Abdeckplatte des Gehäuses 122 angeordnet sind. Wie im ersten und zweitbeschriebenen Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse dieser Ausführungsform einen Tröpfchensammei trichter im unteren Teil des Gehäuses 122 auf. Bevorzugt ist das Gehäuse 122 dieses Ausführungsbeispieles leicht in Richtung des Trichters 158 geneigt, um das Sammeln der abgetrennten größeren Tröpfchen im Trichter 158 zu erleichtern.

Ein viertes Ausführungsbeispiel einer vergrößerten Kammer ist in Figur 11 gezeigt, wobei diese Kammer definiert wird durch ein Gehäuse 160, welches mehrere Luftstromleitungen bildet zum Durchleiten des Luftstromes von der Atomisier- und Mitnahmavorrichtung 22 zum Motor 20. Das Gehäuse 160 wird bevorzugt durch einen Zylinder gebildet, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als dessen axiale Höhe und der mehrere ringförmige, konzentrische innere Wände 162 aufweist. welche radial vom Mittelpunkt des Gehäuses 160 angeordnet sind und sich axial in Höhe des Gehäuses 160 erstrecken zur Bildung der vorerwähnten Strömungswege. Eine querverlaufende Endwand 164 erstreckt sich in jedem Strömungsweg mit dessen radialer Breite und axialer Höhe und bildet eine Trennwand, die den Beginn und das Ende jedes Strömungswegs markiert. Das Gehäuse 160 ist bevorzugt horizontal angeordnet, wodurch der Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 im wesentlichen horizontal durch das Gehäuse 160 strömt. Eine Einlaßöffnung 166, welche in Verbindung mit einem Einlaßrohr 168 steht, ist an der äußeren Zylinderfläche des

- 32 -

Gehäuses 160 vorgesehen und zwar benachbart einer Seite der Endwand 164 des radialen äußersten Strömungswegs. Der Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 wird in den äußersten Strömungsweg gerichtet und strömt dort im Gegenuhrzeigersinn, wie die Figur 11 zeigt. Um ein Weiterströmen im Gegenuhrzeigersinn des Luftstromes radial nach innen durch die weiteren Strömungswege· des Gehäuses 160 zu ermöglichen, sind die Endwände 164 der weiteren Strömungswege geringfügig fortschreitend im Uhrzeiger- sinn versetzt von der Endwand 164 des äußersten Strömungswegs radial nach innen zur Endwand 164 des innersten Strömungswegs angeordnet. In jedem Strömungsweg zwischen dessen Endwand 164 und der Wand 164 des nächstfolgenden radial nach innen verlaufenden Strömungswegs ist eine Ablenk- und öffnungseinrichtung vorgesehen. Die innerste Innenwand 162 definiert eine Absaugöffnung 170, welche über ein Rohr (nicht gezeigt) oder über andere geeignete Mittel mit dem Ansaugstutzen 20' des Motors 20 verbunden ist. Die Ablenkung 172 an der innersten Wand 162 richtet den Luftstrom in diese Absaugöffm>ng 170. Jede Ablenkeinheit 168 umfaßt einen horizontalen Ablenkteil 172, welcher im wesentlichen in der Mitte der axialen Höhe des zugehörigen Strömungsweges angeordnet ist und sich über die Breite des Strömungsweges im Uhrzeigersinn von der Endwand 164 des Strömungsweges zur benachbarten Stelle im nächstfolgenden, radial inneren Strömungsweges zu dessen Endwand 164 erstreckt. An der Innenwand 162, welche die radial innere Wand jedes Strömungswegs bildet ist oberhalb des zugehörigen Ablenkteils 172 eine Öffnung 174 vorgesehen, welche die Verbindung mit dem nächstfolgenden, radial inneren Strömungsweg herstellt.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Kammer des zuvor

- 33 -

beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels den brennstoffmitführenden Luftstrom von der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 über die Einlaßöffnung 166 erhält und diesen Luftstrom im Gegenuhrzeigersinn längs des radial äußersten

Strömungswegs richtet, über dessen Ablenkteil 172 und durch die Öffnung 174 in den nächstfolgenden radial inneren Strömungsweg, längs dessen der Luftstrom im Gegenuhrzeigersinn strömt. Der Luftstrom fließt auf diese Weise fortschreitend radial nach innen durch das Gehäuse 160 aufeinanderfolgend längs der Mehrzahl der Strömungswege. In Obereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse 160 in sei-'f nen Maßen so konstruiert, daß die Querschnittsfläche jedes

Strömungsweges größer ist als die Querschnittsfläche des Einlaßrohres 168 zwischen der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 und dem Gehäuse 160 und wobei das Gesamtvolumen der Strömungwege größer ist als dasjenige des Luftstromdurchlasses durch die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22, wodurch der brennstoffentführende Luftstrom in seiner Geschwindigkeit vermindert wird und volumenmäßig expandiert während seines Durchflusses durch das Gehäuse I6ö. Hierdurch wird bewirkt, daß große Tröpfchen infolge ihrer Schwerkraft im Luftstrom nach unten während dessen Durchströmens durch das Gehäuse 160 gelangen. Da der Luftstrom am Ende jedes Strömungsweges über das Ablenkteil 172 und durch die Öffnung 174 in den nächstfolgenden Strömungsweg fließt, werden grosse Tröpfchen, welche sich im Luftstrom durch Schwerkraft nach unten bewegt haben, unter das Ablenkteil 172 jedes Strömungswegs gerichtet und dort gesammelt. Wie im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsbeispielen der Kammer der Stromempfangs- und Weiterleitanordnung 24 beschrieben, ist ein Sammeltrichter 176 im unteren Bodenteil des Gehäuses 160 unterhalb jedes Ablenkteils 172 vorgesehen zum Sammeln der gros-

- 34 -

sen Tröpfchen, welche unter das Ablenkteil 172 wie vorbeschrieben gefördert wurden. Es ist zu vermerken, daß infolge der relativ großen Gesamtlänge und des Gesamtvolumens der einzelnen Strömungswege des Gehäuses 160 des vierten Ausführungsbeispiels und ohne wesentliches Anwachsen der Luftstromgeschwindigkeit durch das Gehäuse 160 die im Luftstrom mitgeführten größeren, schwereren Kraftstofftropfchen durch Schwerkraft sich im kraftstoffmitführenden Luftstrom über die Länge der Strömungswege in jedem Fall nach unten bewegen wodurch die Arbeitsweise des Gehäuses 160 des vierten Ausführungsbeispiels in der vorbeschriebenen Weise noch verbessert wird. In Übereinstimmung mit dieser Art der Arbeitsweise wird angenommen, daß das Gehäuse 160 dieses Ausführurrgsbeispiels wirksam funktioniert für seinen beabsichtigten Einsatzzweck in der vorbeschriebenen Weise, selbst wenn die Querschnittsfläche der Strömungswege im wesentlichen gleich oder geringer ist als die Querschnittsfläche des Einlaßrohres 168.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vergrößerten Kammer der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur Zurückführung der großen Brennstofftröpfchen, welche im Gehäuse der vergrößerten Kammer abgetrennt und gesammelt wurden, durch die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22. Es ist klar, daß die Rückführanordnung verwendbar ist bei jedem der zuvor beschriebenen vier Ausführungsbeispiele, da jede dieser Ausführungsformen im wesentlichen den gleichen Trichterteil zum Sammeln der abgetrennten großen Brennstofftröpfchen aufweist. Die Rückführanordnung umfaßt eine S amme lunterkammer 178 (Figur 2), welche aufgebaut ist im wesentlichen in konventioneller Weise wie ein gewöhnlicher Schwimmbe-

- 35 -

hälter der über eine Rohrleitung 180 in Verbindung steht mit dem Trichter oder einem anderen Sammelteil (nicht gezeigt in Figur 2) des Gehäuses der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 über welche durch Schwerkraft die abgetrennten großen Brennstofftropfchen vom Sammeltrichter der Unterkammer 178 zufließen. Der gesammelte Brennstoff wird zur Rückführung in der Unterkammer 178 zeitweilig gespeichert. Die Unterkammer 178 steht in Verbindung mit einer zusätzlichen Kraftstoffpumpe 182 konventioneller Bauart, um den gesammelten Brennstoff in der Unterkammer 178 durch die Rohrleitung 184 entweder zu dem Vorratstank 28 oder in die Leitung 30 zurückfördern zu können, von wo der Kraftstoff abermals zur Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 gepumpt wird. Die Unterkammer 178 weist einen Schwimmerteil 186 auf, welcher schwenkbar an einer vertikalen Seitenwand angeordnet ist für eine Schwenkbewegung und der auf dem Spiegel des gesammelten und in der ünterkammer 178 enthaltenen Brennstoffs schwimmt. Ein konventioneller Quecksilberstellungsschalter 188 ist an der oberen Fläche des Schwimmers 186 befestigt zum Erfassen der Schwenkbewegung des Schwimmers 186 infolge Veränderungen im Spiegel des Kraftstoffs in der Unterkammer 178. Der Schalter 188 ist elektrisch zugeordnet einem konventionellen elektrischen Relais 190 und einem konventionellen solenuidbetätigten Ventil 192 zum Ein- und Ausschalten des Relais 190 und des solenuidbetätigten Ventils 192 in Abhängigkeit von den erfaßten Schwenkbewegungen des Schwimmers 136. Bei einer Schwenkbewegung des Schwimmers 186 nach oben, bewirkt durch ein Anwachsen des Spiegels der in der Unterkammer enthaltenen Kraftstoffmenge wird das Relais 190 betätigt, worauf ein Solenuid 192' bestromt wird zum öffnen eines Ventils 192'' in der Leitung 184, wodurch es der Pumpe möglich wird, einigen Kraftstoff von der Unterkammer 178 zu

- 36 -

fördern. Bei einer Abwärtsbewegung des Schwimmerteiles 186 nach Abpumpen einer ausreichenden Menge des in der Unterkammer 178 enthaltenen Kraftstoffs wird das Relais 190 abgeschaltet, wodurch der Solenuid 192' abgeschaltet wird! und das Ventil 192¹¹ schließt und somit ein Weiterarbeiten der Pumpe 182 verhindert.

Um die Menge der Brennstofftröpfchen kompensieren zu können, welche vom brennstoffmitführenden Luftstrom der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 durch die vergrößerte Kammer der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 abgeschieden wurden arbeiten das Kraftstoffördersystem 26 und die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 so zusammen, daß in den Luftstrom ein Überschuß von Brennstofftropfchen zugemischt wird, der ausreichend ist um eine bestimmte bemessene Menge van kleinen Brennstofftröpfchen in den Luftstrom zu bringen. Zusätzlich können Druckbegrenzungsventile, wie beispielsweise ein Begrenzungsventil 164 am Ansaugstutzen 20' des Motors 20 vorgesehen sein, um einen übermäßigen inneren Druck in der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 und in der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 abbauen zu können, wobei diese Ventile konventioneller Bauart sein können.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht im Gegensatz zu allen existierenden und bekannten Vorrichtungen zum Erzeugen eines Brennstoff-Luftgemischs zur Zufuhr in einen Verbrennungsmotor eine Vorrichtung, welche geeignet ist, ein geeignetes Brennstoff-Luftgemisch zu erzeugen, welches frei von Brennstofftröpfchen ist, deren Größe zu groß ist für eine rasche wirksame und im wesentlichen konstante Verbrennung dieser Tröpfchen im Motor. Die Atomisier- und Mitnahme-

[ - 37 -

vorrichtung 22 der vorliegenden Erfindung weist eine Mehrzahl von Venturidurchgängen zur Erzeugung beschleunigt sich bewegender Luftströme auf, wobei diese Venturidurchgänge wesentlich kleiner in der Größe und größer in der Anzahl sind als bei den konventionellen Vorrichtungen- Die Venturidurchgänge haben kraftstoffansaugende Bohrungen von kleinerem Durchmesser als die konventionelle Größe. Die Venturidurchgänge sind im Leerlaufbetrieb mit dem Motor begrenzt verbunden und in einen; größeren Maß verbunden, sobald Brennstoff und Luft angefordert werden, wobei die Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 bewirkt, daß Flüssigbrennstoff in ausreichend kleine ßrennstofftröpfchen atomisiert wird, welche wirksamer und in größeren Anteilen als bei konventionellen Vorrichtungen vorliegen. Die Menge des dem Motor zugeführten Brennstoffs und der Luft ist besser einstellbar in Bezug auf die Anforderung bzw. den Bedarf des Motors. In Verbindung mit der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung bewirkt die vergrößerte Kammer der Empfangs- und Weiterleitanordnung 24 durch welche der kraftstoffmitführende Luftstrom der Atomisier- und Mitnahmevorrichtung 22 fließt, eine Reduzierung der Geschwindigkeit und eine Expansion des Volumens des Luftstromes und bewirkt, daß schwerere, größere Kraftstofftropfchen, welche zu groß für eine rasche, komplette Verbrennung im Motor sind, infolge Flieh- oder Schwerkraft vom Luftstrom abgeschieden und in der Kammer gesammelt werden. Diese beiden Aspekte der vorliegenden Erfindung sind zusammen wirksam zur wesentlichen Verminderung großer Brennstofftropfchen aus dem Kraftstoff-Luftgemisch für den Motor, wobei die Mischung rasch und komplett verbrannt wird im Motor, wodurch eine beträchtliche Erhöhung von Kraftstoffersparnis erreicht wird bei gleichzeitiger Verminderung schädlicher Verbrennungsprodukte.

- 38 -

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend beschrieben im einzelnen zum Zwecke der Illustration und es ist nicht daran gedacht, sie durch diese Beschreibung oder anderweitig zu begrenzen um irgendwelche Variationen oder äquivalenten Anordnungen auszuschließen, welche offensichtlich von oder vernünftig durch die vorstehende Beschreibung dem Fachmann nahegelegt sind.

-39-

"⁶⁰~

Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Gemisches eines brennbaren flüssigen Kraftstoffs und Luft

Zusammenfassung

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Mischen von flüssigem Kraftstoff und Luft für einen Verbrennungsmotor (20) umfasst ein Bauteil (22) , in welchem vorgesehen sind mehrere Venturi-Durchgänge (40) zum beschleunigenden Ansaugen von Umgebungsluft durch sie hindurch durch ein vom Motor erzeugtes Vakuum und ein zugeordnetes Kraftstoffzufuhrleitungssystem (26) und Bohrungen (52) in den Venturis zum Ansaugen von Kraftstoff in die Luft. Einer der Venturis steht unbehindert mit dem Motor in Verbindung, um ein Kraftstoff-Luftgemisch dem Motor zum Leerlaufbetrieb zuzuführen und eine Ventilanordnung (78) bewirkt ein Öffnen und Schließen mindestens einiger der anderen Venturis zur Verbindung mit dem Motor in Abhängigkeit des Anwachsens oder Abfallens des Vakuums. Eine vergrößerte Kammer (24¹) zwischen den Venturis und dem Motor erhält den Kraftstoff mitfiihrenden Luftstrom von diesen einigen Venturis, vermindert dessen Geschwindigkeit, wobei durch Schwerkraftwirkung von diesem die größeren Kraftstofftröpfchen abgeschieden werden, welche nicht rasch und komplett im Motor verbrannt werden. Eine Rückführanordnung (178, 182) führt die abgetrennten Tröpfchen zum Atomisierbauteil zurück.

Claims

Schutzansprüche

Γ1.)Vorrichtung zum Erzeugen eines Kraftstoff-Luftgemisches für einen Verbrennungsmotor mittels eines mindestens ein Venturi-Rohr aufweisenden Vergasers, bei dem im Bereich der engsten Stelle des Venturi-Rohres mindestens eine kraftstoffführende Bohrung mündet, wobei die vom Motor durch das Venturi-Rohr angesaugte Luft den aus der Bohrung angesaugten Kraftstoff in kleine Tröpfchen zerstäubt und wobei das Gemisch aus einer Austrittsöffnung des Vergasers austritt und über ein Einlaßrohr dem Motor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Austrittsöffnung (70¹) des Vergasers (22) ein Tröpfchenabscheider (24) verbunden ist, dessen Einlaßöffnung (125, 146, 166) und dessen Auslaßöffnung (130, 150, 170) versetzt zueinander angeordnet sind und an dessen tiefster Stelle mindestens ein Sammeltrichter (127, 158, 176) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 _} dadurch g e k e η η zeichnet, daß im Inneren des Tröpfchenabscheiders (24) zwischen dessen Einlaß- und Auslaßöffnung mindestens ein Ablenkteil (124, 172) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Tröpfchenabscheider (24) mindestens ein normaler-

-2-

8579/02 ch-ha

■ ·

-2-

3. März 198?

weise geschlossenes und auf Überdruck ansprechendes Entspannungsventil aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der TröpfchenaLscheider (24) hohlzylindrisch ausgebildet ist*
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seiner Achse im wesentlichen vertikal angeordnete Tröpfchenabscheider (24) oben eine Einlaßöffnung (125) aufweist, das im Abstand zu den Innenwänden des Abscheiders (24) angeordnete Ablenkteil (124) topfförmig ausgebildet und mit seinem geschlossenen Bodenteil im Abstand zur Einlaßöffnung (125) angeordnet ist und ein Auslaßrohr (130) quer zur Achse in das Innere des Ablenkteils (124) verläuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Eintrittsöffnung im unteren Bereich des Abscheiders (24') angeordnet ist, an welcher ein quer zur Achse des Abscheiders (24¹) verlaufendes Einlaßrohr (135) mündet und im oberen Bereich ein quer zur Achse verlaufendes Auslaßrohr (130) in das innere des Abscheiders (24¹) ragt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden des Abscheiders (24, 24¹) vom Sammeltrichter (127)gebildet wird.

8579/02 -3- 3. März 1983
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsöffnung (146) ein im wesentlichen parallel zur Achse des Abscheiders (24¹) verlaufendes Einlaßrohr (148) an einem Ende

des Abscheiders (24*) mündet und im Bereich des anderen Endes ein Auslaßrohr (152) quer zur Abscheiderachse verlaufend an der Auslaßöffnung (150) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abscheider (24¹) mehrere kreisförmig und konzentrisch zueinander verlaufende Strömungskanäle aufweist, die über radial verlaufende öffnungen (174) aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (166) am äußersten Strömungskanal und die Auslaßöffnung (170) im Zentrum des Abscheiders (24¹) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich unterhalb jeder Öffnung (174) ein radial nach außen sich erstreckendes Ablenkteil (172) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jedes Ablenkteils (172) ein Sammeltrichter (176) angeordnet .ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannungsventil aus einem in das Innere des Abscheiders (24) sich er-

-4-

8579/02 -4- 3. März 1983

streckendes Rohrstück (132) ist, auf dessen äußerem Ende kraftschlüssig eine Kappe angeordnet ist .
14. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daQ ein Bodenteil des hohlzylindrischen Abscheiders (24) als Deckel ausgebildet ist, der durch eine Feder (136, 154) gegen den Rand des Gehäuses (122) des Abscheiders (24) gehalten wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Deckel und Gehäuse (122) Führungsttsile (140, 156) vorgesehen sind, welche den Deckel in Richtung der Abscheiderachse führen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Vergaser (22) mehrere parallel zueinander angeordnete Venturi-Rohre (38) aufweist, die in einer gemeinsamen Kammer (70) münden und zwischen diesen Venturi-Rohrsn (38) und

der Kammer (70) jeweils eine Ventilklappe (80) angeordnet ist,
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventilklappen (80) durch ein Gestänge (82) miteinander verbunden sind, bei dessen Betätigung die Ventilklappen (80) aufeinanderfolgend betätigt werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiteres Venturi-Rohr (38) vorgesehen ist, das eine separate Austrittsöffnung (72) aufweist.

-5-

8579/02 -5- 3. März 1983
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftstoffführenden Bohrungen (52) über Kanäle (48, 48') mit einem seitlich am vergaser (22) angeordneten Schvi/immergehäuse (56) verbunden sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Venturi-Rohr (38) mehrere sternförmig angeordnete kraftstoffführende Bohrungen (52) aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20 , dadurch gekennzeichnet , daß an der der Kammer (70) gegenüberliegenden Seite des Vergasers eine Haube (42) vorgesehen ist, welche die Venturi-Rohre (38) überdeckt und welche nach außen hin durch eine Ventilklappe (110) abgedeckt ist.