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Verbesserter Vergaser \'orliereiicle Erfindung 1>etrifft\'ergaser
fürVerbreiniungsmotoren und insl>esotidere deren Zerstäubvorrichtungen für (las
primäre Gemisch von Luft und Benzin lizw. sonstigen flüssigen Brennstotten, einem
an Brennstoff sehr reichen, im Ver-1aser selbst erzeugten Gemisch.
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1)ie Zerstäubvorrichtung der bekannten \Tergaser besitzt im allgemeinen
ein Venturirohr, das in ciiie voll der voni \lotor angesaugten Luft durchstriimte
Leitung eingeschaltet ist, und hinter der I?insrhuürung dieses @'enturirohrs, d.
h. an .der Stelle, wo der sekundäre Luftstrom am dichtesten ist. Wist ein Rohr einen
axial gerichteten Strahl des primären Gemisches aus.
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\fit einer solchen Vorrichtung ist die endgültige Vergasung bzw. \'cr(lainpfung
des Brennstoffs bei niedrigen I)relizalilen des Motors nur sehr unvollkommen gewährleistet.
Die Tröpfchen unverdampften Brennstoffs verbrennen im Motor nur oberflächlich, und
das Ergebnis dieser schlechten \'erl>rennung zeitigt einen übermäßigen Brennstoffverbrauch
und zu langsames Wiederingang&commen bzw. Beschleunigen, d. h. mangelnde Geschmeidigkeit
bei diesen Drehzahlen.
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Vorliegende Erfindung hat einen Vergaser zum Ziel, der den obenerwähnten
Übelständen abhilft und selbst bei niedrigen Drehzahlen des Motors eine fast vollkommene
Vergasung des Brennstoffs ergibt.
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Der erfindungsgemäße Vergaser ist vor allem dadurch gekennzeichnet,
daß seine Zerstäubvorrich, tung für das primäre Gemisch von Luft und Brennstoff
im Innern der üblichen zylinderförmigen Ausströmleitung für das endgültige Luft-Brennstoff-Gemisch
einen Hohlkörper enthält, in dessen Hählung ein Einströmrohr für das genannte primäre
Gemisch mündet, welcher Körper, der eine Art
Hütchen auf diesem.Einströnirohr
bildet und unmittelbar zusammen mit der zylinderförtnigen Innenwand des genannten
Ausströmrohrs einen verengten ringförmigen Durchlaß bildet, einerseits auf der Eitiströmseite
des letztgenannten Rohrs zuinindest eine sekundäre Lufteintrittsöffnung und anderseits
auf der Ausströmseite eine Anzahl von engen Ausblaseschlitzen aufweist. die in radialen
Längsebenen angeordnet sind.
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Dank dieser Anordnung erhält matt einerseits 1,ereits im Innern dieses
ein Hütchen bildenden llohlkörpers ein sehr homogenes Gemisch infolge des starken
Durcheinanderrührens des Primärgemisches in diesem Hütchen mit einer kleenett Luftmenge,
die in das genannte Hütchen durch eilte Lufteinströrnöffnung bzw. -Öffnungen eingedrungen
ist, und muß anderseits die Sekundärluft, welche die Ausströmleitung unter der Sangwirkung
des zu speisenden -Motors durchströmt, das ein zentral angeordnetes Hindernis bildende
Hütchen um-@trÖmen und ist somit gezwungen, einten hohlz\ littderförmigeti Strom
zu bilden, in welcher>` das in dem Hütchen erzeugte, besonders homogene l:einisch
durch die radialen Ausblaseschlitze des Hütchens voll innen in l,orni voti dünnen
Schichten gt-()iler 0l>e'rfläclie eingeblasen wird.
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Die Erfindung 1):trifft auch den das dem ol>enc nannten Vergaser aufgesetzte
Hütchen bildenden I1(>lill:örl>er für sich allein.
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In den nur als Beispiel gebrachten Zeichnungen stellt dar Abb. i eilte
teilweise geschnittene schematische Seitenansicht Bitics erfindungsgeinä 1.1 verbesserten
Vergasers, in welcher die verschiedenen, im allgemeinen zu einen> mehr oller weniger
'kompakten Körper vereinigten Teil zwecks größerer Klarheit auseinander gezeichnet
sind.
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Abh. 2 einett l.:ittgsscllttitt durch eilte Zerstäubv()i-riclitttng
dieses Vergasers l:ings der Linie 2-2 (Icr Abb. i A1>1). 3 eilte der _11>b. i entsprechende
Ansicht einer anderen Ausführungsform für einen Vergaser einer anderen bekannten
Bauart, -b1. 4 eilte teilweise geschnitteneperspektivische Ansicht des Hütchens
cler Zerstäubvorrichtung dieses Vergasers.
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-1b. 5 und 6 den Abl>. 3 bzw. d entsprechende Ansichten eitler weiteren
Ausführungsform für einen Vergaser bekannter Bauart mit zentralem Vettturirohr.
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Bei dem in -1b. i und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt
der Vergaser in bekannter Weise ein kommunizierendes Gefäß i, das durch das Rohr
2 mit Benzin oder einem sonstigen flüssigen Brennstoff gespeist wird. Dieses Gefäß
ist über eine kalibrierte Düse 3 mit einet- Mischkammet-d. verbunden, in welche
ein Mischrohr 5 hineinragt, das an seine.nt oberen Ende mit einer kalihrierten L.titteinströmöftnting
6 und ini Innern der Kaminer .I mit Ausströmöffnungen 7 für die in 6 einströmende
Luft versehen ist.
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Von der Kammer 4 zweigt ollen ein Zwischenrohr S' ab, (las radial
in das in (lein \@ergaserkörl)er
| geschaffene Ausströmrolir c,) eindringt. Es mündet |
| hier in io ungefähr in der Längsachse X-X. Das |
| Rohr (9 ist beiderseits offen; cs hat eine Luftein- |
| strömöffnung ii und eilte Ausströtnöffnung i i° für |
| das in den 2vIotor eittzttlas:eitcle endgültige Luft- |
| lirennstoff-Gemisch. |
| Der in dasRohrg hineinragende Teil desRolirs g |
| trägt ein kegelsttinil)fföriniges Hütchen 12, |
| dessen Achse zutnindest aitgenäliert mit der Achse |
| X-X zusammenfällt. Die kleine volle Grundfläche |
| dieses Kegelstumpfes ist nach der Eitiströmseite. |
| die große Grundfläche nach der Ausströmseite zti |
| gerichtet. |
| Dieses Hütchen 12, das tim die Ausströmötintinh |
| io des Rohrs 8 einett Hohlrauen bildet, ist mit |
| einer -r..13. atigegossen(-ii. seitlichen Befestigungs- |
| hülse 1.1 versehen; diese auf (las Rohr aufgezogene |
| Hülse .besitzt eine Altsetzung 1 3, die sich gegen |
| (las Rohr o abstutzt, und hinter dieser Altsetzung |
| eiii die M'and des Rohrs (9 durchsetzendes Gewinde |
| i6. auf welchem eine @iclicrungsniutter i7 auf- |
| l;eschi-attl)t ist. |
| Das Hütchen 12 weist :tt1i seiner kege@stunilif- |
| förinigen Wand nach der l:iiiströniseite zu eilte ge- |
| wisse Allzahl von 13o111-ttttgen auf. in welche längs |
| durchbohrte Schrauben i,' eingeschraubt sind, die |
| den Lufteintritt regeln. 1?ine entsprechende |
| Schraube 1t311 ist itn Mittelpunkt der auf der Ein- |
| strömseite liegenden kleilieii c;rtiudfl:iclie des Hüt- |
| chens vorgesehen. |
| Schließlich ist die auf dei--\tisströ niseite liegende |
| Grundfläche des Hütchens gegen außen zu auf |
| ihrem -allzeit Umfang mit schmalen radialen |
| Schlitzen i9 versehen. von der Länge ungefähr |
| eines Zet1titneters, w@ihrend 1111-e Breite 1 bi S 2 mni |
| lx traigt. |
| [)er Vergaser wird durch eitle übliche Drossel- |
| klappe 20 ergänzt, die im IZolir (9 hinter denn Hiit- |
| chett t= titn eilte ntter;tc1ise 21 drehbar eingebaut |
| ist. |
| Der Vergaser itnd ütslles@>u<lere seine aus den |
| Rohren 9 und ` und (let11 lliitchen 1 2 bestehende |
| Zerstäubvorrichtung arbeiten wie folgt: |
| Sowie der Motor läuft tuid inan die Drossel- |
| klappe 2o öffnet, breitet sich der in (lern Rohr y vor |
| der Drosselklappe entstehende Unterdruck auf den |
| Raum hinter ihr aus und bewirkt in i t das Ein- |
| strömen von Sekundärluft. Diese in Richtung der |
| Pfeile (Abb. 2) strömende Luft muß das Hütchen |
| 12 umströmen tttid bildet somit uin dasselbe herum |
| einen hohlen Luftstrom, dessen Mindeststärke ent- |
| sprechend der größten Striiinutigsgeschwindigkeit |
| in der Ebene der großen lirnti(Itl;ichc des Hütchens |
| liegt. |
| Der Strom schließt sich darauf in einer ge- |
| w@ss@t@ l-"ntferiiung hinter (l@t<(#r Grundfläche. Die- |
| ser Strom erzeugt somit vor (leii Schlitzen 19 eitle |
| Zone starken l@nterdrucl;s. <Icr sich in (las Imici-v |
| des Iliitcliens ausbreitet. |
| Der so in dem Hohlrahm 13 erzeugteUnterdruck |
| bewirkt einerseits (las :\nsaugen einer 'kleinen |
| N-Ieng: sekutlclärer Luft aus dein obengenannten |
| I.tiftstn@ni (Itii-ili di;- kalibrierteit 13ohrungeit 18 |
und t8° auf der Einströrnseite des Hütchens, d. h. an außerhalb
der "Zone größten Unterdrucks gelegenen Punkten, anderseits das Einblasen eines
primären Luft-Brennstoff-Gemisches in diesen Hohlraum durch die Öffnung io des Rohrs
8, welches sehr brennstoffreiche, z. B. 9oo/oige Gemisch in der Kammer 4 in bekannter
Weise von dem durch die Düse 3 einströmenden Brennstoff und der durch die kalil»
-fierte Offnung 6 einströmenden Luft gebildet wurde.
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In dem Hohlraum 13 wird das primäre Gemisch innig mit den durch die
Bohrung 18 und 18Q eingetretenen Luftstromfäden gemischt; man erhält somit ein gegeniil>er
(lern in io ausgeblasenen, ein etwas mit Luft angereichertes. jedoch sehr homogenisiertes
Gemisch.
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Dieses sehr Homogene und mit Luft angereicherte Gemisch wird seinerseits
durch die Schlitze i9 in dünnen, radialen Schieliten sehr großer Oberfläche in der
Zone starken Unterdrucks in den hohlen Strom sekundärer Luft geblasen. Daraus ergibt
sich ein neuerliches starkes Dtircliein.anderrüliren dieses Gemisches und seine
vollkommene Zerstäubung in der Sdkundärltift. Die Erfahrung zeigt, daß in i i° ein
äußerst homogenes Gemisch aus dem Vergaser austritt.
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Dank der erhaltenen, fast absoluten Homogenität erzielt man eine bessere
Verbrennung des Gemisches im Motor, die raschere Beschleunigungen und eine größere
Geschmeidigkeit des Motors bei niedrigen Drehzahlen mit sich bringt. Bei hohen Drehzahlen
ist die Verbesserung noch deutlicher: sie bringt einen Gewinn an Geschwindigkeit
mit gleichzeitiger Verminderung des spezifischen Verbrauchs. Kurz, inan et-hält
hierdurch eine Steigerung des Wirkungsgrades von der Größenanordnung to bis 20 %4
Man erkennt, <laß die Reglung der in den Motor einzulassenden Gesamtluft leicht
durch die Wahl des Innendurchmessers des Rohrs 9 und des Durchmessers der großen
Grundfläche des Hütchens 12 geregelt werden 'kann, d. h. durch die Breite des verengten
ringförmigen Durchlasses zwischen diesem Hütchen und der Innenwand des ltolirs <.
Matt kann die Durchmesser so wählen, tlaß der verengte Durchlaß entweder gleich
demjcuigen eines üblichen \-ergasers mit Venturirohr oder größer ist.
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Im ersten Fall braucht die übliche Reglung des Vergasers nicht abgeändert
zu werden und genügt es bei einem üblichen Vergaser mit ein Venturirohr bildender
Düse, die letztere zu entfernen und das Ilütchen 12 einzusetzen, um die Erfindung
zu verwirklichen.
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Im zweiten Fall muß die übliche Vergaserreglung abgeändert werden;
da (las endgültigeGemisch reicher an Sekundärluft ist, wird man es durch \'ergrößvrttttg
<Icr flaulttdüse 3 tind/oder Verkleinerung des Kalibers (Ier Lufteintrittsöffnung
6 im @leichett \'erh:iltnis finit 1)i-etttistoff anreichern.
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In .11t1>. 3 ist eine andere Ausführungsform für einett Vergaser Bitur
anderen Bauart darge-.tellt, Itei w-elclieni da. kothr o lotrecht verläuft und von
der-Sekundärluft von oben nach unten durchströmt wird. Das das Primärgemisch liefernde
Röhr 8" ist in 22 umgebogen und setzt sich in der Achse des Rohrs 9 mach oben fort.
An seinem oberen Ende ist es verschlossen und' mündet unterhalb dieses Endes durch
radiale Öffnungen 23 unter einem Hütchen 24. Dieses ist im allgemeinen doppelkegelförmig
(Abb. 3 und 4). Es ist mittels einer Öffnung 25 in seiner nach der Ausströmseite,
d.li. gegen die Ausströmöffnung i111 des Rohrs 9,
zu gewendeten Grundfläche
auf das Rohr 8° aufgesetzt und auf dem Ende desselben mittels einer in seiner nach
der Einströmseite zu gewendeten Grundfläche angeschraubten Schraube 26 befestigt.
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Die nach der Einströmseite gewendete, ungefähr kegelförmige, jedoch
gekrümmte Erzeugende aufw-cisende Fläche dieses Hütchens ist mit kalibrierten Öffnungen
18 versehen.
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Die nach der- Ausströmseite gewendete kegel= iörinige Flüche weist
einerseits nahe ihrer großen Grundfläche zwei schmale kreisbogenförmige Schlitze
27 und anderseits auf ihrem ganzen Umfang in Richtung ihrer Erzeugenden verlaufende
schmale Ausblaseschlitze 28 auf.
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Diese Ausführungsart arbeitet ähnlich wie diejenige des ersten Beispiels;
man könnte jedoch behaupten, daß die Homogenisierung noch vollkominener ist, da
die durch die Schlitze 28 ausgeblasenen, in radialen Längsehenen verlaufenden schmalen
Schichten des Luft-Brennstoff-Gemisches eine zentrifugale Strömungsrichtung besitzen;
sie sind gegen die Wand des Rohrs 9 gerichtet, wie es die Pfeile j= zeigen, treffen
aber sofort auf die Stromfäden sekundärer Luft, die wegen der nach der Veretigung
sich ihnen bietenden Querschnittsvergrößerung bestrebt sind, an dem Hütchen entlang
zu strömen (Pfeile f3); schließlich strömt die Mischung aus dein bereits ini Hütchen
24 durcheinandergeriilirteli und mit Luft angereicherten Primärgemisch einerseits
und der Sekundärluft anderseits gegen den Ausgang 1 i11 zu unter Bildung einer Reihe
von Wirbeln um sich selbst, wie in f4 angedeutet, so daß eine absolute Homogenität
gewährleistet ist.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die kreisbogenförmig angeordneten Schlitze
27 den Unterdruck im Innern des Hütchens vcrgrößertr.
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In diesem Beispiel, ebenso wie in dem ersten und in dein folgenden,
sind die Abmessungen und die Anzahl der Schlitze 28 nicht kritisch. Es genügt, sie
mit reichlichem L'tberschuß zu berechnen, um sie in die Lage zu versetzen., ,bei
höchster Drehzahl des Motors das gewünschte, mit Luft angereicherte Primärgemisch
durchzulassen. Die verschiedenen Reglungen werden durch die Wahl der Düse 3 und
der kalibrierten Offnungen 6 und 18 bewerkstelligt.
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Uni ein Zahlenbeispiel zu geben, haben Versuche mit einem \'iertaktniotor
mit vier Zylindern von 50 cm 3 Inhalt hei 4ooo L'indr./niin die folgenden
Vergleiclisw-erte ergeben: 1. Mit einem üblichen Vergaser mit Düse in Gestalt eures
Venturirohrs finit 14L5 mm Durchmesser itt (ler I,:insclitiiirtitig, d. lt.
165 nitn2 l.ttftZtlfttllrquerschnitt,
entwickelte der Motor
auf <lern Versuchsstand 17 PS;
2. mit einem Rohr 9 von 26 min Innendurchmesser,
d. h. 530 mm2 Querschnitt, und einem Zerstäuber mit einem Hütchen von 16
mm Durchinesser, d. h. 200 mm2 Fläche, an der Eitischnürungsstelle, was einen Riirgquersclinitt
von 330 mm2 für die Einschnürung ergibt, wolyei dieses Hütchen zwanzig Schlitze
28 von o,8 mm Breite und 18 min Länge und vier Bohrungen i8 von ungefähr 2,5 mm
Durchmesser aufwies, lieferte der Motor auf dein Versuchsstand 23 PS, d. h. eine
Vermehrung um 6 PS, entsprechend 35% der beim ersten Versuch entwickelten Leistung.
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Abb. 5 und 6 beziehen sich auf einen Vergaser ebenfalls bekannter
Bauart mit an das Zufuhrrohr 86 für dIas Primärgemisch langeschlosis.erlem zentralen
Venturirohr 29. Das ebenfalls in Form eines Doppelkegelstumpfs ausgebildete Hütchen
30 ist mit seiner vorderen Basis auf der Ausströmseite des Venturirolirs 29 aufgesetzt,
welche Basis eine Bohrung 31 aufweist, die mit einer Absetzung 32 endet, und ist
mittels eines .an beiden Enden mit Gewinde versehernen Distanzstabes 33 befestigt.
Dieser Stab ist in 34 in die der Ausströmseite zugewandte volle Basis der Hütchens
30 eingeschraubt und erhält an seinem anderen Ende eine -Mutter 35, die sich
auf der Einströrnseite des #,enturircihrs 29 abstützt. Diese einen Stopfen bildende
Mutter besitzt einstellbare Lufteinströmöffnungen 36.
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Der Kegelstumpf auf der Ausströmseite des Hütchens besitzt enge Ausblaseschl'itze
37 und kreisbogenförmige 'Schlitze 37° nahe der großen Grundfläche, während der
Kegelstumpf auf der Einströmseite Öffnungen 38 aufweist. Letztere sind mittels eines
auf dem Hütchen drehbar montierten Ringres 39 mit ebenso vielen Löchern 40 wie das
Hütchen einstellbar. Die Einstellung erfolgt dadurch, daß man durch Verdrehen des
Ringes 39 die Löcher 38 und 40 mehr oder weniger zur Übereinstimmung bringt.
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Um wieder einZahlenbeispiel zu bringen, wurden mit einem Fahrzeug
mit einem Viertaktmotor mit sechs Zylindern von je 86 mm Bohrung und ioo mm Hub
und einer Leistung von 107 PS bei 4000 Umdr./min folgende Versuche ausgeführt:
i. Versuch. Ohne Hütchen mit einem in Abb. 5 durch strichpunktierte Linien angedeuteten
normalen Venturirohr 41, das an der engsten Stelle einen Durchmesser von 3o mm entsprechend
7i6 mm2 Querschnitt aufwies: Bei einem inneren Querschnitt des Rohrs 9 von 1418
mm2 erzielte man auf einer gegebenen Strecke eine Höchstgescliw-indigkeit von i
56 km fStd.
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2. Versuch. Unter Weglassung des Venturirohrs 41 und Verwendung eines
Hütchens von 33 min 1-löchstdurchmesser mit dreißig Schlitzen 37 von o,8 mm Breite
und 5 mm Länge, vier Bohrungen 38 voll 3 mm Durchmesser und zwei Bohrungen 36 von
2 :Mm Durchmesser erreichte man auf derselben Strecke eine Geschwindigkeit von 174
kin/Std.
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Der Verbrauch war 20 1 heim ersten Versuch und 2 1 1 beim zweiten,
was zeigt, daß der spezifische Verbrauch gleich geliliel>eil ist. dämlich
230 g je PS-Stunde.
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Eine Rechnung unter Berücksichtigung der L.T'utersetzung iin Fahrzeugantrieb
ergab, daß hei gleicher Last der Motor fast 6oo Umdr.7min gewonnen hat.
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Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellten
und beschriebenen Ausführungsarten beschrankt. die nur beispielsweise gebracht wurden.
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Die Zahl der Ausblasöffnungen des Rohrs B. 8° bzw. 8n sowie die Zahl
der Lufteiutrittsöffnungen in das Hütchen können von angegebenen allweichen.
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Die Doppelkegelstumpf- o. ä. Form des Hütchens kann durch eine günstigere
Stromlinienform ersetzt werden, z. B. eine Eiform, wobei die Ausblaseschlitze auf
derAusströmseite und <lieLufteiiitri,ttslöcher auf der Einstrhinseite arlgeorcinet
bleiben.